[发明专利]一种纳米碳酸钙填充聚氨酯高回弹模塑泡沫及其制备方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯泡沫及其制备方法，特别涉及一种纳米碳酸钙填充的聚氨酯高回弹模塑泡沫及其制备方法。 

背景技术

机动车座椅中使用的是聚氨酯高回弹模塑泡沫塑料产品，根据车型的不同，对泡沫制品的承载性能和舒适性有不同的要求。为了提高制品的承载性能目前生产厂家普遍的技术方案是在配方中添加一种叫做聚合物多元醇的有机石化原料（以下统称POP）。pop的用量达到聚醚多元醇：聚合物多元醇为50:50，其优缺点如下：

优点：在原料配方中添加一定比例的POP，可以提升高回弹泡沫制品的承载性能；同时可以改善生产过程的工艺宽容度。

缺点：由于POP得属性是石油化工，产品成本相当高，近几年来平均的市场价格为15-16元/公斤。

其次是生产POP是用聚醚多元醇为母料+苯乙烯+丙烯晴，通过专用化工设备进行聚合接链反应而得。其中的苯乙烯和丙烯晴两种原料都属于有毒有害化学元素，因此，生产出来的泡沫制品达不到国家对乘用车内空气有机物挥发限量的环保要求。因此寻找一种能替代或部分替代POP又能提高泡沫制品承载性能，降低VOC的原材料成为了目前业内人士研究的主要方向。

中国专利申请201010173350.x公开了一种纳米级碳酸钙填充聚丙烯/聚乙烯共混制成的发泡材料及其制备方法，里面将纳米碳酸钙填充到泡沫材料中，提高产品的抗冲击强度和物理机械性能。降低成本。添加纳米无机材料成为了降低VOC，降低成本的一大趋势，但是，目前的高压发泡机包括发泡机储料罐（1）、在发泡机储料罐（1）的出口上设置过滤器（2），所述过滤器（2）的出口上设置高压计量泵。无论是进口设备还是国产设备，绝大部分都是使用的德国力士乐生产的柱塞式高压计量泵，少数使用北京格兰力士乐柱塞式高压计量泵。无机纳米材料易对柱塞泵造成损坏，一方面由于该柱塞精度要求非常高，一旦出现磨损或者泵内零件损坏，就只能报废，无法维修，成本高，另外这种泵的价格本身也很昂贵，一台在3-6万元左右。其次，该泵不带自吸功能，靠压力容器式储料罐给泵的进料端输送原料，一旦储料罐压力不足时，就会直接影响到泵的额定流量，造成产品质量一致性波动。因此，纳米碳酸钙在使用高压发泡机进行聚氨酯高回弹模塑泡沫塑料生产领域还未使用。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明的目的在于提供一种制造成本低，VOC低，又解决了泡沫制品承载性能的纳米碳酸钙填充聚氨酯高回弹模塑泡沫。本发明的另一目的在于提供该种泡沫材料的高压发泡的制备方法。

本发明目的是这样实现的：一种纳米碳酸钙填充聚氨酯高回弹模塑泡沫，其特征在于：由重量份数的以下原材料制成：聚醚多元醇50-70份，聚合物多元醇15-25份，纳米碳酸钙15-25份，二甲基氨基乙基醚0.2-0.3份，凝胶催化剂0.7-1.0份，匀泡剂0.8-1.2份，聚氨酯表面活性剂0.5-0.8份，交联剂1.5-2份，开孔剂1-2份，水3-4份。

采用上述技术方案，用纳米碳酸钙代替部分聚合物多元醇（POP），从而大大降低POP的用量，降低了成本，同时也降低了VOC的影响，且添加了无机纳米碳酸钙的泡沫材料的泡沫，抗冲击强度高，机械性能优异，承载性能好，舒适性好。产品经国家SGS检测中心TVOC检测达到国家限量标准。

在上述技术方案中：所述凝胶催化剂为三乙烯二胺。

本发明的另一目的是这样实现的：一种制备纳米碳酸钙填充聚氨酯高回弹模塑泡沫的方法，按照如下步骤完成：

（1）、按照权利要求1中的配比，将聚醚多元醇、聚合物多元醇和纳米碳酸钙放入高速反应釜中 ，高速搅拌使得充分混合；

（2）、步骤（1）混合好的物料转入低速恒温反应釜中，加入二甲基氨基乙基醚、凝胶催化剂、匀泡剂、聚氨酯表面活性剂、交联剂、开孔剂和水，保持温度22-28℃，搅拌备用；

（3）、将步骤（2）中所得物料转移至高压发泡机中进行高压发泡，所述高压发泡机包括发泡机储料罐（1）、在发泡机储料罐（1）的出口上设置过滤器（2），所述过滤器（2）的出口上设置泵（3），所述泵（3）为双联直齿共轭内啮合齿轮泵，所述双联直齿共轭内啮合齿轮泵通过管道与高压混合头（4）连接，在双联直齿共轭内啮合齿轮泵和高压混合头（4）之间的管道上设有流量计（5）；所述步骤（2）中的物料先转移至高压发泡机的储料罐（1）中，然后经过过滤器（2）过滤，物料再经泵（3）输送至高压混合头（4），物料由高压混合头（4）浇铸到泡沫模具（7）中发泡成型。