專利名稱：：一種聚氨酯硬泡仿木材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種聚氨酯硬泡仿木材料的制備方法，具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種以聚醚多元醇、催化劑、泡沫穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑、阻燃劑等的混合物為白料，以多亞甲基多苯基多異氰酸酯(PAPI)為黑料，二者在一定條件下按一定比例混合、反應(yīng)成型制備聚氨酯硬泡仿木材料的方法。
背景技術(shù)：
：天然木材的用途廣泛，是人們生產(chǎn)生活中必不可少的使用材料。但若干年來(lái)，由于森林資源的過(guò)度開采以及對(duì)現(xiàn)有森林資源缺乏足夠的保護(hù)，造成了生態(tài)環(huán)境的惡化和水土的大量流失，因而一些國(guó)家己嚴(yán)令控制天然林業(yè)資源的開采與開發(fā)，制止濫砍濫伐。所以，木材的替代問(wèn)題已逐漸引起人們的廣泛關(guān)注。現(xiàn)有用于合成木材的原料有多種，一般用無(wú)機(jī)或有機(jī)填料與粘合劑采用模壓工藝制造。無(wú)機(jī)填料有碳酸鈣、滑石粉等，有機(jī)填料主要是稻草、秸稈及麻類等天然纖維，用于仿木材料的樹脂主要有聚氯乙烯、聚酯、聚苯乙烯、ABS等，但普遍存在制品對(duì)環(huán)境污染大、制品使用壽命短，強(qiáng)度差等問(wèn)題。聚氨酯結(jié)構(gòu)泡沬塑料是20世紀(jì)70年代中期發(fā)展起來(lái)的一種中高密度微孔材料，由于這種材料的剛性和機(jī)械強(qiáng)度高，密度低，但承載能力強(qiáng)，可以替代密度較大的傳統(tǒng)石膏板、聚酯、玻璃鋼等其他材料，用來(lái)合成木材。近年來(lái)，聚氨酯硬泡仿木材料已經(jīng)成為各國(guó)科研工作者研究和開發(fā)的一個(gè)新領(lǐng)域。在天然木材的許多傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域，聚氨酯硬泡仿木材料己經(jīng)部分替代了木材，如在木質(zhì)家具、門窗、電器外殼、木盆、雕刻裝修器件、鏡框等方面得到了廣泛的使用，并且此種材料可釘、可刨、可鋸，且外觀、手感、密度和天然木材類似，還有防潮、防蟲蛀、阻燃、無(wú)需油漆等優(yōu)于木材的特點(diǎn)。聚氨酯硬泡仿木材料是一類中高密度的結(jié)構(gòu)性硬質(zhì)聚氨酯泡沬塑料，它具有微細(xì)的泡孔結(jié)構(gòu)，密度通常高于0.2g/cm3，用于合成木材的聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料具有致密堅(jiān)韌的表皮，使得這種合成材料不僅具有木材的外觀和密度范圍，而且制品的整體強(qiáng)度較高，而制件的芯部可以做到較低的密度，因而可以減輕制件的重量。聚氨酯仿木材料與天然木材相比明顯的優(yōu)點(diǎn)是可以通過(guò)模具設(shè)計(jì)，模塑成型批量生產(chǎn)各種形狀，成型工藝簡(jiǎn)單，產(chǎn)品重復(fù)性能優(yōu)良，生產(chǎn)效率高，特別是精確復(fù)制各種復(fù)雜的雕刻工藝品，形態(tài)逼真，省時(shí)省工，可以產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，一次成型生產(chǎn)效率高。強(qiáng)度比天然木材高，密度比天然木材低，耐酸堿性和防腐性能優(yōu)異。另外，該種材料根據(jù)需要可以具有很強(qiáng)的阻燃性能，制品的氧指數(shù)和煙密度可以在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，滿足不同的使用要求。因而聚氨酯硬泡仿木材料可替代天然木材用作各類高檔制品，深受用戶的歡迎，所以近10年我國(guó)聚氨酯硬泡仿木材料在家具木業(yè)、裝飾工程等行業(yè)中得到了迅速的發(fā)展。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了一種聚氨酯硬泡仿木材料的制備方法，以聚醚多元醇、催化劑、泡沫穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑、阻燃劑等的混合物為白料，以多亞甲基多苯基多異氰酸酯(PAPI)為黑料，二者在一定條件下按一定比例混合、澆注、反應(yīng)成型制備聚氨酯硬泡仿木材料。本發(fā)明是通過(guò)以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明公開了一種聚氨酯硬泡仿木材料的制備方法，此種仿木材料是由白料和黑料在一定的反應(yīng)條件、一定比例下混合、反應(yīng)成型制得的。白料是由聚醚多元醇、催化劑、泡沫穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑、阻燃劑等的共混物組成，黑料為多亞甲基多苯基多異氰酸酯。本發(fā)明以聚醚多元醇100份、催化劑1.3~1.5份、泡沫穩(wěn)定劑1.52.0份、發(fā)泡劑8.3~9.5份、交聯(lián)劑甘油1.0~1.2份，阻燃劑78份的混合物為白料；以多亞甲基多苯基多異氰酸酯為黑料，白料與黑料在23-25"C的溫度下進(jìn)行混合、反應(yīng)；混合時(shí)的攪拌速度為2000-3000r/min，混合后的白料和黑料注入模具，在35士2。C，恒溫0.5-1小時(shí)，脫模，得到制品；所述白料與黑料的質(zhì)量比為100/105-110;所述單位為質(zhì)量份。本發(fā)明制備的聚氨酯硬泡仿木材料，所述白料中的聚醚多元醇為聚醚多元醇GR-41107078份、GR-4035~15份和GE-2101020份的混合物，單位為質(zhì)量份。所述催化劑為SFC、A33和PC-41的混合物；每100份聚醚多元醇中加入SFC0.50.6份、A330.40.5份和PC-410.3~0.4份，單位為質(zhì)量份。本發(fā)明制備的聚氨酯硬泡仿木材料，所述白料中的泡沫穩(wěn)定劑為AK-8805,泡沫穩(wěn)定劑AK-8805的加入量為每100份聚醚多元醇中加入L52.0份；發(fā)泡劑為HCFC-141b和H20的混合物；每100份聚醚多元醇中加入HCFC-141b8~9份和11200.30.5份，單位為質(zhì)量份。本發(fā)明制備的聚氨酯硬泡仿木材料，所述白料中的泡沫穩(wěn)定劑為AK-8805，每100份聚醚多元醇中，阻燃劑的加入量為DMMP78份，單位為質(zhì)量份。本發(fā)明制備的聚氨酯硬泡仿木材料，所述白料是指將聚醚多元醇、催化劑、泡沫穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑、阻燃劑等按一定比例機(jī)械攪拌，混合均勻而成的。本發(fā)明制備的聚氨酯硬泡仿木材料，所述的黑料多亞甲基多苯基多異氰酸酯按不同的廠家所命名的商品名為PM-200、Suprasec5005或Desmodur44V20L。本發(fā)明以白料和黑料在一定條件下混合、反應(yīng)成型制得聚氨酯硬泡仿木材料，原料易得、工藝簡(jiǎn)單，產(chǎn)品性能重復(fù)性好，可實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。并且制品的表皮厚、強(qiáng)度好，氧指數(shù)和煙密度可以在一定范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)，可滿足不同的使用要求，可替代天然木材用作各類高檔制品，為聚氨酯硬泡仿木材料的工業(yè)化生產(chǎn)提供了一條有效的途徑，因而本發(fā)明的特點(diǎn)十分突出。具體實(shí)施例方式4催化劑為二甲基環(huán)己胺SFC、三乙烯二胺和乙二醇A33和六氫三嗪PC-41的混合物；泡沫穩(wěn)定劑為AK-8805，發(fā)泡劑為一氟二氯乙烷HCFC-141b和水H20的混合物；阻燃劑為亞鄰酸酯DMMP。黑料為多亞甲基多苯基多異氰酸酯(商品名為PM-200、Suprasec5005或Desmodur44V20L;所述PM-200、Suprasec5005或Desmodur44V20L是不同生產(chǎn)廠家的牌號(hào))。表l白料中各原材料的配比原料組成質(zhì)量比原料組成質(zhì)量比聚醚多元醇GR-411070催化劑PC-410.3聚醚多元醇GR-40310泡沫穩(wěn)定劑AK-88051.5聚醚多元醇GR-21020交聯(lián)劑甘油Glycerol1,0發(fā)泡劑H200.3阻燃劑DMMP6.5催化劑SFC0.5發(fā)泡劑HCFC-141b8催化劑A330.5黑料為PM-200、Suprasec5005或Desmodur44V20L中的一種；控制白料和黑料的溫度為23-25°C，設(shè)備的機(jī)械攪拌速度為2000-3000r/min，按照白料/黑料(質(zhì)量比)為100/110的比例將一定量的組合料注射到模具中，35'C恒溫半小時(shí)脫模，即可得到聚氨酯硬泡仿木材料成品。制得的成品表皮光潔度好，基本無(wú)針孔和氣泡，且表皮堅(jiān)硬，整體硬度高。將成型后的樣品放置24小時(shí)后測(cè)定性能。成品的性能指標(biāo)如表2所示表2聚氨酯硬泡仿木材料的物性指標(biāo)實(shí)施例二測(cè)試指標(biāo)物性值測(cè)試指標(biāo)物性值密度/Kg.m-3236形變溫度〃c52壓縮強(qiáng)度/MPa4.3沖擊強(qiáng)度/KJ'm—23.0彎曲強(qiáng)度/Mpa10.7硬度(邵-D)43彎曲模量/MPa362氧指數(shù)％23.5表3白料中各原材料的配比原料組成質(zhì)量比原料組成質(zhì)量比GR-411070PC-4I0.37GR-40315AK-88051.8GR-21010Glycerol1.0H200.4阻燃劑DMMP7.0SFC0.55HCFC-141b8.6A330.45黑料為PM-200、Suprasec5005或Desmodur44V20L中的一種；控制白料和黑料的溫度為23-25°C，設(shè)備的機(jī)械攪拌速度為2000-3000r/min，按照白料/黑料(質(zhì)量比)為100/105比例將一定量的組合料注射到模具中，35°C恒溫半小時(shí)脫模，即可得到聚氨酯硬泡仿木材料成品。制得的成品表皮光潔度好，基本無(wú)針孔和氣泡，且表皮堅(jiān)硬，整體硬度高。將成型后的樣品放置24小時(shí)后測(cè)定性能。成品的性能指標(biāo)如表4所示表4聚氨酯硬泡仿木材料的物性指標(biāo)測(cè)試指標(biāo)物性值測(cè)試指標(biāo)物性值密度/Kg-m-3253形變溫度廠c555<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實(shí)施例三表5白料中各原材料的配比<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>黑料為PM-200、Suprasec5005或Desmodur44V20L中的一種；控制白料和黑料的溫度為23-25°C，設(shè)備的機(jī)械攪拌速度為2000-3000r/min，按照白料/黑料(質(zhì)量比)為100/110比例將一定量的組合料注射到模具中，35°C恒溫半小時(shí)脫模，即可得到聚氨酯硬泡仿木材料成品。制得的成品表皮光潔度好，基本無(wú)針孔和氣泡，且表皮堅(jiān)硬，整體硬度高。將成型后的樣品放置24小時(shí)后測(cè)定性能。成品的性能指標(biāo)如表6所示表6氨酯硬泡仿木材料的物性指標(biāo)!四<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>黑料為PM-200、Suprasec5005或Desmodur44V20L中的一種；控制白料和黑料的溫度為23-25°C，設(shè)備的機(jī)械攪拌速度為2000-3000r/min，按照白料/黑料(質(zhì)量比)為100/110比例將一定量的組合料注射到模具中，35°C恒溫半小時(shí)脫模，即可得到聚氨酯硬泡仿木材料成品。制得的成品表皮光潔度好，基本無(wú)針孔和氣泡，且表皮堅(jiān)硬，整體硬度高。將成型后的樣品放置24小時(shí)后測(cè)定性能。成品的性能指標(biāo)如表8所示表8聚氨酯硬泡仿木材料的物性指標(biāo)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權(quán)利要求1、一種聚氨酯硬泡仿木材料的制備方法，其特征在于，以聚醚多元醇100份、催化劑1.3～1.5份、泡沫穩(wěn)定劑1.5～2.0份、發(fā)泡劑8.3～9.5份、交聯(lián)劑甘油1.0～1.2份，阻燃劑7～8份的混合物為白料；以多亞甲基多苯基多異氰酸酯為黑料，白料與黑料在23～25℃的溫度下進(jìn)行混合、反應(yīng)；混合時(shí)的攪拌速度為2000～3000r/min，混合后的白料和黑料注入模具，在35±2℃，恒溫0.5～1小時(shí)，脫模，得到制品；所述白料與黑料的質(zhì)量比為100/105～110；所述單位為質(zhì)量份。2、如權(quán)利要求1所述聚氨酯硬泡仿木材料的制備方法，其特征在于，所述白料中的聚醚多元醇為聚醚多元醇GR-411070~78份、聚醚多元醇GR-4035~15份和聚醚多元醇GE-2101020份的混合物；3、如權(quán)利要求1所述聚氨酯硬泡仿木材料的制備方法，其特征在于，所述催化劑為催化劑SFC、催化劑A33和催化劑PC-41的混合物；每100份聚醚多元醇中加入SFC0.50.6份、A330.4~0.5份和PC-410.3~0.4份，單位為質(zhì)量份。4、如權(quán)利要求1所述聚氨酯硬泡仿木材料的制備方法，其特征在于，所述泡沫穩(wěn)定劑為AK-8805。5、如權(quán)利要求1所述聚氨酯硬泡仿木材料的制備方法，其特征在于，所述發(fā)泡劑為HCFC-14]b和H20的混合物；每100份聚醚多元醇中加入HCFC-141b89份和H200.3~0.5份，單位為質(zhì)量份。6、如權(quán)利要求1所述聚氨酯硬泡仿木材料的制備方法，其特征在于，所述交聯(lián)劑為甘油。7、如權(quán)利要求1所述聚氨酯硬泡仿木材料的制備方法，其特征在于，所述阻燃劑為DMMP。8、如權(quán)利要求1所述聚氨酯硬泡仿木材料的制備方法，其特征在于，所述的黑料為PM-200、Suprasec5005或Desmodur44V20L中的一種。9、如如權(quán)利要求1和5所述聚氨酯硬泡仿木材料的制備方法，其特征在于，制品的密度為200-300Kg'm—3，壓縮強(qiáng)度為3.5-6.0Mpa，沖擊強(qiáng)度為2.5-4.0KJ'm-2，邵氏-D硬度為90-95度，氧指數(shù)為23.0-27.5%。全文摘要本發(fā)明描述了一種聚氨酯硬泡仿木材料的制備方法，該聚氨酯硬泡仿木材料是以聚醚多元醇、催化劑、泡沫穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑、阻燃劑等的混合物為白料，以多亞甲基多苯基多異氰酸酯為黑料，在白料和黑料的溫度均為23-25℃，機(jī)械攪拌速度為2000-3000r/min，白料/黑料(質(zhì)量比)100/105-110的條件下，將一定量的混合料注入模具后，35℃恒溫半小時(shí)脫模，即可得到聚氨酯硬泡仿木材料。白料中的聚醚多元醇為GR-4110、GR-403和GE-210的混合物；催化劑為SFC、A33和PC-41的混合物；泡沫穩(wěn)定劑為AK-8805，發(fā)泡劑為HCFC-141b和H₂O的混合物；阻燃劑為DMMP。黑料為PM-200、Suprasec5005或Desmodur44V20L中的一種。文檔編號(hào)C08L75/04GK101503504SQ20081024440公開日2009年8月12日申請(qǐng)日期2008年12月1日優(yōu)先權(quán)日2008年12月1日發(fā)明者何天華,敏劉,朱曉華申請(qǐng)人:無(wú)錫雙象化學(xué)工業(yè)有限公司