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聚氨酯彈性體代木材料及其制備方法

文檔序號:3611764閱讀:1135來源:國知局
聚氨酯彈性體代木材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于聚氨酯彈性體領(lǐng)域,具體涉及一種聚氨酯彈性體代木材料及其制備方法。由聚合物組份和異氰酸根組份制成:聚合物組份由以下重量百分?jǐn)?shù)的原料制成:聚環(huán)氧丙烷醚多元醇66%~87%、增塑劑12.95%-33.95%、催化劑0.03%~0.05%和消泡劑1%~2%;異氰酸根組份由以下重量百分?jǐn)?shù)的原料制成:碳化二亞胺改性的液化MDI 50%~90%、粗MDI 10%~30%和增塑劑10%~20%。本發(fā)明得到的聚氨酯彈性體代木材料,具有木頭的硬度,熱變形小,易于機(jī)器加工,加工尺寸精度高等優(yōu)點,產(chǎn)品環(huán)保、成本低,比較適合于做模具、檢具、夾具、治具等精度較高的產(chǎn)品。本發(fā)明還提供其制備方法,工藝合理。
【專利說明】聚氨酯彈性體代木材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于聚氨酯彈性體領(lǐng)域,具體涉及一種聚氨酯彈性體代木材料及其制備方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 天然木材因生長期長,而且受環(huán)保及綠化政策影響,禁伐木材也是未來趨勢,因此 其資源日趨減少,未來取得勢必更加困難。一種能替換天然木材的人造木材應(yīng)運而生,其產(chǎn) 品應(yīng)用范圍廣泛,對環(huán)保又能有所貢獻(xiàn),能減少市場對天然木材之依賴性。目前市面上的 代木材料是由不飽和樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨樹脂加入填充物混合后合成的高分子復(fù)合材料。 既具有良好的強(qiáng)度、塑性和韌性,又具有易切削、易雕刻、不易變形等特點,可適用于CNC加 工,能制成各式各樣的模型,縮短加工周期,降低生產(chǎn)成本,但在韌性和熱穩(wěn)定性方面需繼 續(xù)加強(qiáng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明的目的是提供一種聚氨酯彈性體代木材料,具有木 頭的硬度,熱變形小,易于機(jī)器加工,加工尺寸精度高,且產(chǎn)品環(huán)保、成本低;本發(fā)明還提供 其制備方法。
[0004] 本發(fā)明所述的聚氨酯彈性體代木材料,由聚合物組份和異氰酸根組份制成:
[0005] 聚合物組份由以下重量百分?jǐn)?shù)的原料制成:聚環(huán)氧丙烷醚多元醇66%?87%、增 塑劑12. 95% -33. 95%、催化劑0? 03%?0? 05%和消泡劑1%?2% ;
[0006] 異氰酸根組份由以下重量百分?jǐn)?shù)的原料制成:碳化二亞胺改性的液化MDI 50%?90%、粗MDI10%?30%和增塑劑10%?20%。
[0007]其中:
[0008] 聚環(huán)氧丙烷醚多元醇的數(shù)均分子量為300?5000,官能度為3或4。
[0009] 聚環(huán)氧丙烷醚多元醇為PPG300、PPG400、PPG500、PPG450或PPG330N中的至少兩 種。
[0010] 聚合物組份和異氰酸根組份中的增塑劑均為D0TP(對苯二甲酸二辛酯)或 D0P(鄰苯二甲酸二辛酯)中的一種或兩種。
[0011] 催化劑選自有機(jī)鉍催化劑、有機(jī)鋅催化劑或鋯類催化劑中的一種或多種,均為常 規(guī)市售產(chǎn)品,鋯類催化劑為郵寄鋯催化劑,有機(jī)鉍催化劑優(yōu)選鉍含量為16 %或18 %的有機(jī) 鉍催化劑。
[0012] 消泡劑為氟改性有機(jī)硅消泡劑,氟改性有機(jī)硅消泡劑優(yōu)選氟改性有機(jī)硅消泡劑 YSA-1600。
[0013] 本發(fā)明所述的聚氨酯彈性體代木材料的制備方法,包括以下步驟:
[0014] (1)聚合物組份的制備
[0015] 將聚環(huán)氧丙烷醚多元醇、增塑劑、催化劑和消泡劑混合均勻后得到聚合物組份;
[0016] (2)異氰酸根組份的制備
[0017] 將異氰酸根組份的所有原料常溫下混合均勻即得到NC0%為25%?26. 5%的含 異氰酸根組分;
[0018] (3)使用時,分別在聚合物組份和異氰酸根組份中加入填料,攪拌均勻后,將聚合 物組份和異氰酸根組份按質(zhì)量比為100 :1〇〇的比例混合,攪拌均勻后,脫除氣泡,澆入模具 中固化,脫模后熟化,得到聚氨酯彈性體代木材料。
[0019] 其中:
[0020] 固化溫度為室溫,固化時間為6-10分鐘。
[0021] 步驟(3)中熟化時間為7-9小時。
[0022] 步驟(3)中填料為本領(lǐng)域常規(guī)填料,優(yōu)選為滑石粉或珍珠粉。填料與聚合物組份 的質(zhì)量比為1: 1,填料與異氰酸根組份的質(zhì)量比為1:1。添加填料后的聚合物組份和添加填 料后的異氰酸根組份按質(zhì)量比為1〇〇 :1〇〇的比例混合。
[0023] 得到產(chǎn)品邵氏為80D?83D,熱變形溫度為56°C?68°C,熱變形溫度的測試方法是 試樣在1. 82MPa壓力下以5±0. 5°C/6min的速率升溫,待出現(xiàn)相對變形時試樣的溫度。
[0024] 本發(fā)明制備的聚氨酯彈性體代木材料是一種代替木頭用于制作模具的聚氨酯彈 性體。
[0025] 綜上所述,本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0026] (1)本發(fā)明得到的聚氨酯彈性體代木材料,其生產(chǎn)的產(chǎn)品具有木頭的硬度,熱變形 小,易于機(jī)器加工,加工尺寸精度高等優(yōu)點,且產(chǎn)品環(huán)保、成本低,比較適合于做模具、檢具、 夾具、治具等精度比較_的廣品。
[0027] (2)本發(fā)明得到的聚氨酯彈性體代木材料,比環(huán)氧樹脂代木材料韌性更好,熱穩(wěn)定 性更高,更環(huán)保。
[0028] (3)本發(fā)明還提供其制備方法,工藝合理。

【具體實施方式】
[0029] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0030] 以下實施例,未作特別說明,百分?jǐn)?shù)均指質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。
[0031] 實施例中所有原料除特殊說明外,均為市購。
[0032] 實施例所用材料:
[0033] PPG400 數(shù)均分子量400,聚環(huán)氧丙烷醚三元醇
[0034] PPG500 數(shù)均分子量500,聚環(huán)氧丙烷醚三元醇
[0035] PPG450 數(shù)均分子量450,聚環(huán)氧丙烷醚四元醇
[0036] PPG300 數(shù)均分子量300,聚環(huán)氧丙烷醚四元醇
[0037] PPG330N 數(shù)均分子量5000,伯羥基含量75%,聚環(huán)氧丙烷醚三元醇
[0038] 液化MDI 碳化二亞胺改性的MDI
[0039] PM-200 粗MDI,多苯基多次甲基多異氰酸酯的一種。
[0040] D0TP 對苯二甲酸二辛酯
[0041] D0P 鄰苯二甲酸二辛酯
[0042] 消泡劑 氟改性的有機(jī)硅消泡劑。
[0043] 實施例1
[0044] 聚合物組份官能度3、分子量400的聚醚多元醇(PPG400)30%,官能度4、分子量 500的聚醚多元醇(PPG500) 55 %,增塑劑D0TP12. 95 %,有機(jī)鉍鋅復(fù)合催化劑(有機(jī)鉍催化 劑和有機(jī)鋅催化劑按質(zhì)量比為1:1混合)〇. 05%,氟改性的有機(jī)硅消泡劑2%,混合均勻后 得到聚合物組份。
[0045] 異氰酸根組份:將65%炭化二亞胺改性的液化MDI與20%PM-200和15%增塑劑 D0TP在常溫下混合均勻后得到異氰酸根含量為26. 5 %的混合物。
[0046] 將聚合物組份與預(yù)聚物組份的溫度控制在30°C,在聚合物組份中加入同質(zhì)量的 玻璃微珠粉等填料,在預(yù)聚物組份中加入同質(zhì)量的玻璃微珠粉等填料,然后將添加填料后 的聚合物組份和添加填料后的異氰酸根組份按照質(zhì)量比為100 :1〇〇的比例混合,攪拌均勻 后,脫除氣泡,澆入模具中,室溫固化,固化時間10分鐘,25分鐘脫模,繼續(xù)熟化8小時,得到 邵氏80D聚氨酯彈性體,熱變形溫度為64°C。熱變形溫度的測試方法是試樣在1.82MPa壓 力下以5±0. 5°C/6min的速率升溫,待出現(xiàn)相對變形時試樣的溫度。
[0047] 實施例2
[0048] 聚合物組份:官能度4、分子量300的聚醚多元醇(PPG400) 20%,官能度3、分子量 500的聚醚多元醇(PPG500) 50 %,增塑劑D0TP27. 97 %,有機(jī)鉍催化劑0. 03 %,氟改性的有 機(jī)硅消泡劑2%,混合均勻后得到聚合物組份。
[0049] 含異氰酸根組份:將60 %炭化二亞胺改性的液化MDI與20%PM200和20 %增塑 劑D0P在常溫下混合均勻后得到異氰酸根含量為25 %的混合物。
[0050] 將聚合物組份與預(yù)聚物組份的溫度控制在25°C,在聚合物組份中加入同質(zhì)量的 玻璃微珠粉等填料,在預(yù)聚物組份中加入同質(zhì)量的玻璃微珠粉等填料,然后將添加填料后 的聚合物組份和添加填料后的異氰酸根組份按照質(zhì)量比為100 :1〇〇的比例混合,攪拌均勻 后,脫除氣泡,澆入模具中,室溫固化,固化時間7分鐘,30分鐘脫模,繼續(xù)熟化9小時,得到 邵氏80D聚氨酯彈性體,熱變形溫度為66°C。熱變形溫度的測試方法是試樣在1. 82MPa壓 力下以5±0. 5°C/6min的速率升溫,待出現(xiàn)相對變形時試樣的溫度。
[0051] 實施例3
[0052] 聚合物組份:官能度4、分子量300的聚醚多元醇(PPG300) 25%,官能度3、分子量 500的聚醚多元醇(PPG500) 40 %,增塑劑D0TP33. 95 %,有機(jī)鉍催化劑0. 05 %,氟改性的有 機(jī)硅消泡劑1%,混合均勻后得到聚合物組份。
[0053] 含異氰酸根組份:將55 %炭化二亞胺改性的液化MDI與30%PM200和15 %增塑 劑D0TP在常溫下混合均勻后得到異氰酸根含量為26. 5 %的混合物。
[0054] 將聚合物組份與預(yù)聚物組份的溫度控制在40°C,在聚合物組份中加入同質(zhì)量的 玻璃微珠粉等填料,在預(yù)聚物組份中加入同質(zhì)量的玻璃微珠粉等填料,然后將添加填料后 的聚合物組份和添加填料后的異氰酸根組份按照質(zhì)量比為100 :1〇〇的比例混合,攪拌均勻 后,脫除氣泡,澆入模具中,室溫固化,固化時間6分鐘,20分鐘脫模,繼續(xù)熟化7小時,得到 邵氏83D聚氨酯彈性體,熱變形溫度為68°C。熱變形溫度的測試方法是試樣在1.82MPa壓 力下以5±0. 5°C/6min的速率升溫,待出現(xiàn)相對變形時試樣的溫度。
[0055] 對比例
[0056]聚合物組份:官能度3、分子量400的聚醚多元醇(PPG400) 55%,官能度4、分子量 500的聚醚多元醇(PPG500)20%,官能度3、分子量5000的聚醚多元醇(330N)22. 95%,有 機(jī)鉍鋅復(fù)合催化劑0. 05 %,吸水劑2 %,混合均勻后得到聚合物組份。
[0057] 預(yù)聚物組份:將90%炭化二亞胺改性的液化MDI與10%增塑劑D0TP在常溫下混 合均勻后得到異氰酸根含量為26 %的混合物。
[0058] 將聚合物組份與預(yù)聚物組份的溫度控制在30°C,在聚合物組份中加入同質(zhì)量的 玻璃微珠粉等填料,在預(yù)聚物組份中加入同質(zhì)量的玻璃微珠粉等填料,然后將添加填料后 的聚合物組份和添加填料后的異氰酸根組份按照質(zhì)量比為100 :1〇〇的比例混合,攪拌均勻 后,脫除氣泡,澆入模具中,室溫固化,固化時間10分鐘,25分鐘脫模,繼續(xù)熟化八小時,得 到邵氏81D聚氨酯彈性體,熱變形溫度為54°C。熱變形溫度的測試方法是試樣在1. 82MPa 壓力下以5±0. 5°C/6min的速率升溫,待出現(xiàn)相對變形時試樣的溫度。
[0059] 對實施例1-3和對比例制備得到的產(chǎn)品進(jìn)行性能測試,結(jié)果見表1。
[0060] 表1實施例1-3和對比例制備得到的產(chǎn)品的性能測試結(jié)果
[0061]

【權(quán)利要求】
1. 一種聚氨酯彈性體代木材料,其特征在于:由聚合物組份和異氰酸根組份制成: 聚合物組份由以下重量百分?jǐn)?shù)的原料制成:聚環(huán)氧丙烷醚多元醇66%?87%、增塑劑 12. 95% -33. 95%、催化劑 0? 03%?0? 05%和消泡劑 1%?2% ; 異氰酸根組份由以下重量百分?jǐn)?shù)的原料制成:碳化二亞胺改性的液化MDI 50%? 90%、粗MDI 10%?30%和增塑劑10%?20%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯彈性體代木材料,其特征在于:聚環(huán)氧丙烷醚多元醇 的數(shù)均分子量為300?5000,官能度為3或4。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚氨酯彈性體代木材料,其特征在于:聚環(huán)氧丙烷醚多元醇 為 PPG300、PPG400、PPG500、PPG450 或 PPG330N 中的至少兩種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯彈性體代木材料,其特征在于:聚合物組份和異氰酸 根組份中的增塑劑均為鄰苯二甲酸二辛酯或?qū)Ρ蕉姿岫刘ブ械囊环N或兩種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯彈性體代木材料,其特征在于:催化劑選自有機(jī)鉍催 化劑、有機(jī)鋅催化劑或鋯類催化劑中的一種或多種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯彈性體代木材料,其特征在于:增塑劑為DOTP或DOP 中的一種或兩種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯彈性體代木材料,其特征在于:消泡劑為氟改性有機(jī) 硅消泡劑。
8. -種權(quán)利要求1-7任一所述的聚氨酯彈性體代木材料的制備方法,其特征在于:包 括以下步驟: (1) 聚合物組份的制備 將聚環(huán)氧丙烷醚多元醇、增塑劑、催化劑和消泡劑混合均勻后得到聚合物組份; (2) 異氰酸根組份的制備 將異氰酸根組份的所有原料常溫下混合均勻即得到NCO%為25%?26. 5%的含異氰 酸根組分; (3) 使用時,分別在聚合物組份和異氰酸根組份中加入填料,攪拌均勻后,將聚合物組 份和異氰酸根組份按質(zhì)量比為100 :1〇〇的比例混合,攪拌均勻后,脫除氣泡,澆入模具中固 化,脫模后熟化,得到聚氨酯彈性體代木材料。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的聚氨酯彈性體代木材料的制備方法,其特征在于:步驟(3) 中固化溫度為室溫,固化時間為6-10分鐘。
【文檔編號】C08G18/32GK104387562SQ201410798436
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月19日
【發(fā)明者】張芳, 陳由亮, 劉揚 申請人:山東一諾威聚氨酯股份有限公司
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