一种自催化的聚氨酯复合材料的制作方法

本发明属于聚氨酯复合材料，涉及一种自催化的聚氨酯复合材料。

背景技术：

1、cn 101977954 b描述了用于在低模塑温度下制备聚氨酯夹层部件的聚氨酯体系本发明涉及一种聚氨酯体系用于制备聚氨酯夹层部件的用途，所述聚氨酯体系包含(a)聚异氰酸酯，(b)至少一种对异氰酸酯具有活性的化合物，(c)胺催化剂的至少一种羧酸盐，其中以胺催化剂的一当量胺为基准，该羧酸盐含有0.5-1.5当量的羧酸酸基，(d)可选择地，其他催化剂，在该专利中为了解决滴落问题，保护了必须要添加含伯胺的扩链剂和胺类的催化剂。但是一般的伯胺化合物都是危险化学品，对现场的工人会造成一定的伤害。

2、cn 101641384 b描述了制备聚氨酯夹层部件的聚氨酯体系。所述聚氨酯体系包含a)聚异氰酸酯；b)至少一种可与异氰酸酯反应的化合物；c)至少一种具有至少两个可与异氰酸酯反应的基团的活性增链剂，其中至少一个可与异氰酸酯反应的基团为游离的伯-nh2基团；d)至少一种催化剂。

3、cn 110964173 b描述了用于蜂窝复合材料的聚氨酯组合物及其制备方法。包括如下各组分的原料制备得到：聚醚多元醇，71.61wt％～95.65wt％；扩链交联剂，3.47wt％～27.10wt％；催化剂，0.3wt％～1.3wt％；发泡剂，0.24wt％～0.58wt％；除醛剂，0.07wt％～0.17wt％。

4、然而，上述现有技术的聚氨酯材料制备中均使用了传统催化剂，会带来voc(可挥发有机化合物)污染。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种自催化的聚氨酯复合材料及其制备方法。本发明利用具有自催化能力的原材料(含氮化合物，含钠，钾盐类聚酯多元醇)制备聚氨酯复合材料，该复合材料可以应用于但不限于蜂窝板，行李箱复合材料或者电池盖。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

3、本发明提供一种制备密度大于100g/l的聚氨酯复合材料的方法，该方法包括将以下物质混合以形成反应混合物，并进行反应以形成聚氨复合材料：

4、a料：为聚合异氰酸酯，或者聚合异氰酸酯和液化异氰酸酯(碳化二亚胺改性的纯异氰酸酯)的混合物；

5、b料：为具有异氰酸酯反应性基团的聚合物，包括以下组分：自催化聚醚多元醇、普通聚醚多元醇、表面活性剂、发泡剂，以及任选地添加剂。

6、作为本发明的一个实施方案，a料为聚合异氰酸酯时，其异氰酸酯含量为29-32％，粘度为100-800cps。

7、作为本发明的一个实施方案，a料为聚合异氰酸酯和液化异氰酸酯的混合物时，异氰酸酯含量为25-32％，粘度为20-400cps。

8、作为本发明的一个实施方案，a料为聚合异氰酸酯和液化异氰酸酯的混合物时，以该混合物总重为100份计，聚合异氰酸酯为10-99份。

9、作为本发明的一个实施方案，所述聚合异氰酸酯可选用万华化学的聚合异氰酸酯pm200、pm400，亨斯迈公司的聚合异氰酸酯s5005，巴斯夫公司的m20s以及科思创公司的聚合异氰酸酯44v20。

10、作为本发明的一个实施方案，所述液化异氰酸酯可选用万花化学的液化异氰酸酯w1665、亨斯迈公司的液化异氰酸酯suprasec 2020以及巴斯夫公司的液化异氰酸酯103。

11、作为本发明的一个实施方案，a料选用万花化学的液化异氰酸酯w1665，以及聚合异氰酸酯pm200、pm400中至少一种。

12、作为本发明的一个实施方案，a料选用亨斯迈公司的液化异氰酸酯suprasec 2020和聚合异氰酸酯s5005。

13、作为本发明的一个实施方案，a料选用巴斯夫公司的液化异氰酸酯103，科思创公司的聚合异氰酸酯44v20。

14、作为本发明的一个实施方案，a料和b料的质量比为100-300:100。

15、作为本发明的一个实施方案，所述自催化聚醚多元醇官能度为2-7，分子量为200-2000da，粘度为100-40000cps。分子量过大所得制品太软。

16、作为本发明的一个实施方案，所述自催化聚醚多元醇包括起始剂为含氮化合物的聚醚多元醇和/或起始剂为多羟值化合物的聚醚多元醇。在本技术的体系中如添加起始剂为多羟值化合物的聚醚多元醇，效果不如起始剂为含氮化合物的聚醚多元醇。因此，优选所述自催化聚醚多元醇包括起始剂为含氮化合物的聚醚多元醇；如tae285，或三乙醇胺起始的聚醚。

17、作为本发明的一个实施方案，所述含氮化合物包括但是不限于乙二胺、二乙醇胺，三乙醇胺，甲苯二胺，甲基二苯基二胺，多苯基多胺，二乙烯三胺，三乙烯四胺，多乙烯多胺。

18、作为本发明的一个实施方案，所述多羟值化合物包括但是不限于甘油，乙二醇，蔗糖，山梨醇等多羟值化合物。

19、作为本发明的一个实施方案，所述自催化聚醚多元醇中起始剂为含氮化合物的聚醚多元醇和起始剂为多羟值化合物的聚醚多元醇的质量比为(33-63):30。

20、作为本发明的一个实施方案，b料中所述自催化聚醚多元醇为环氧乙烷，环氧丙烷的嵌段或者无规共聚物，其中环氧丙烷的含量为30-80％。比如宁武公司的nj410n，nj8350a，亨斯迈公司的r159。

21、作为本发明的一个实施方案，b料中所述普通聚醚多元醇为市售普通的硬泡聚醚；比如甘油，山梨醇，蔗糖起始的环氧丙烷聚醚，官能度为3-8，分子量为200-1000。

22、作为本发明的一个实施方案，b料中还含有聚酯多元醇。

23、作为本发明的一个实施方案，所述聚酯多元醇使用回收pet(对苯二甲酸乙二醇酯)的聚酯二元醇。比如：亨斯迈公司的terol 250，terol 256，terol 440。

24、作为本发明的一个实施方案，所述聚酯多元醇含有100-2000ppm的金属化合物，包括但不限于钛、锡、锆、铁等金属。

25、作为本发明的一个实施方案，所述表面活性剂可选用硅油b8743(德国赢创公司)、l5440(美国迈图公司)、硅油8821(美思德公司)。

26、作为本发明的一个实施方案，所述发泡剂是水、二氧化碳中的一种或者两种的混合物。

27、作为本发明的一个实施方案，所述添加剂包括其他助剂，比如色浆、酸类化合物、内脱模剂等。

28、作为本发明的一个实施方案，所述色浆可选择黑色色浆(佳丽公司)。

29、作为本发明的一个实施方案，所述酸类化合物，比如甲酸、乙酸、乳酸。

30、作为本发明的一个实施方案，所述内脱模剂包括磷酸酯类，有机硅类，硬脂酸锌内脱模剂。

31、作为本发明的一个实施方案，b料中，自催化聚醚多元醇33-63份、普通聚醚多元醇0-50份、聚酯多元醇0-30份、表面活性剂1-5份、发泡剂0.5-5份，以及其他助剂2-10份。作为一些实施示例，选择添加聚酯多元醇1-30份。

32、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

33、1)本发明通过特定的自催化聚醚多元醇和聚酯多元醇制备出的聚氨酯复合材料，具有无催化剂，不滴落的优点。

34、2)可以有效的提高生产效率和原料消耗量。