[发明专利]一种环保高性能快速脱模聚氨酯反应注射成型组合物及其自催化扩链剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种环保高性能快速脱模聚氨酯反应注射成型组合物及其自催化扩链剂的制备方法。组合物包括两组分，A组分包含1％～10％的自催化扩链剂和0.01％～2％复合催化剂，所述自催化扩链剂是指具有以下结构的物质：式中x＝2～5，R为C_yH_2y+1，y＝0～2；所述复合催化剂是异辛酸铋10份，异辛酸钾1～2份，双环脒类化合物15份，丙三醇10份。B组分：MDI 60％～95％，改性剂5％～40％，NCO含量23％～28％，所述改性剂包括至少一种二元醇和至少一种三元醇。自催化扩链剂的制备方法是将无水哌嗪加热至65±5℃，恒温状态下将环氧乙烷、环氧丙烷或环氧丁烷中的一种按照摩尔比缓慢滴加至反应容器中，滴加完毕升温至80～85℃反应4h，冷却出料。该组合物气味低、VOC低、耐候性好、脱模时间短。

技术领域

本发明涉及聚氨酯反应注射成型材料及制备工艺。

背景技术

聚氨酯反应注射成型(PU-RIM)材料在汽车中的应用十分广泛，从应用部位上区分主要分内饰件和外饰件。处于汽车驾驶舱内的材料属于内饰件，如汽车座椅泡沫，该类产品对材料的环保性能如气味等级、可挥发性有机物含量等要求极为严格；处于驾驶舱外的部件为汽车外饰件，如天窗、大包围等，则对材料光老化性能要求更为严苛，环保性能的要求则相对较低。但随着产品的不断更新换代和对产品要求的不断提高，很多产品都对材料的耐候性和环保性能提出了双重的高要求，其中较为典型的就是汽车玻璃包边用PU-RIM材料，该材料既属于外饰件，需要较高的耐候性，同时由于直接与驾驶舱连接，对环保性能的要求也日益提高。因此，在保证高反应活性、高耐候性的前提下，降低可挥发性有机物含量、降低气味，是目前这类材料面临的主要问题。

聚氨酯材料按照所用异氰酸酯的不同可分为芳香族和脂肪族两大类，芳香族异氰酸酯作为传统的聚氨酯原料，应用较为广泛和深入。但由于芳香族异氰酸酯的结构中含有苯环，在光照的作用下易发生反应而黄变；而脂肪族异氰酸酯具有优异的耐光老化性能，但脂肪族异氰酸酯反应活性较低，难以满足PU-RIM对凝胶和脱模时间的要求。

专利文献CN1633454A、CN1455791A、CN1946756A、CN101061154A、CN101906200均涉及利用自催化多元醇生产聚氨酯材料的技术，但均需配合其他胺类催化剂，技术应用范围属于聚氨酯发泡材料，其反应速度、分子结构均不适于反应注射成型工艺；另外上述发明所涉及的多元醇黏度较大，流动性、充模性较差，必须配合大量发泡剂或水使用，亦无法直接应用于非发泡体系中。

专利文献CN103172822A公开了一种快速脱模耐候型聚氨酯反应注射成型用组合物及其制备方法。该发明通过使用有机金属复合催化剂，能够显著提高反应速率，大大缩短凝胶和脱模时间，凝胶时间为8～20s，脱模时间为45～600s。这种方法可实现较高的生产效率，但由于复合催化剂中含有一定量的溶剂，如丙酮、1，4-二氧六环、二甲苯或乙酸乙酯，且该复合催化剂在组合物体系中占比较大，材料的气味等级和VOC难以满足其应用领域对环保性能的要求。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种环保高性能快速脱模聚氨酯反应注射成型组合物，该组合物气味低、VOC低、耐候性好、脱模时间短。

本发明要解决的第二个技术问题是提供一种该组合物所用自催化扩链剂的制备方法。该自催化扩链剂催化活性高，可以与脂肪族异氰酸酯配合使用。

为解决第一个技术问题，本发明提供一种环保高性能快速脱模聚氨酯反应注射成型组合物，该组合物包括A、B两组分，按质量分数计包括以下成分：

A组分：聚醚多元醇50％～90％，自催化扩链剂1％～10％，扩链剂1％～10％，交联剂1％～20％，颜料0～8％，抗老化剂1％～5％，复合催化剂0.01％～2％，优选0.5％～2％；