一种耐疲劳低密度高回弹海绵及其制备方法
技术领域
本发明属于化工领域，具体涉及一种耐疲劳低密度高回弹海绵及其制备方法。
背景技术
聚氨酯泡沫自上个世纪50年代工业化以来逐步快速发展，被广泛应用到诸多领域，尤其适用于轿车、客车、飞机等交通运输工具和电影院的座垫、靠垫、头枕、吸音减震垫等。因其具有较高的回弹性和舒适性，为乘客提供舒适的感受、减少乘车疲劳。
近年来，由于汽车轻量化的发展趋势和汽车主机厂降低生产成本的需求，汽车座椅生产商纷纷提出降低高回弹泡沫密度的要求，并且高回弹海绵的耐疲劳性能偏弱，低密度高回弹海绵在伸长率和撕裂强度性能方面会有损失。
发明内容
根据以上现有技术的不足，本发明提供一种耐疲劳低密度高回弹海绵及其制备方法，体系中加入了具有非常好的热稳定性的TDI三聚体溶液，精选了更适合高回弹模塑海绵的催化剂，并且采用了申请人最新研制的聚醚多元醇，使高回弹泡沫的阻燃性，并且使海绵在低密度时保持了海绵的回弹效果和压陷性能。
本发明所述的一种耐疲劳低密度高回弹海绵，：由A组分和B组分按照质量比100：30～45制备而成；
其中，A组分由聚醚多元醇、聚合物多元醇、助剂按照质量比100：40～80：25～35组成；
B组分为多异氰酸酯。
更进一步的，所述的聚醚多元醇为聚醚多元醇DEP-3033，由淄博德信联邦化学工业有限公司生产的3官能度，分子量4000-6000的聚醚多元醇。
更进一步的，所述的聚合物多元醇为聚合物多元醇H45，由淄博德信联邦化学工业有限公司生产的固含量为38～45％聚合物多元醇。
更进一步的，所述的助剂按照重量百分数计，由1～5％金属催化剂、5～15％胺类催化剂、3～10％交联剂、10～20％发泡剂、35～50％阻燃剂、10～20％开孔剂、2～8％匀泡剂组成。
更进一步的，所述的金属催化剂为异辛酸锌、异辛酸铅、二丁基锡二月桂酸酯中的至少一种；所述的胺类催化剂为N,N,N',N'-四乙基甲二胺、N-乙基吗啉、N,N,N',N'-四甲基丙胺、DMEA(二甲基乙醇胺)中的至少一种；所述的交联剂DETDA(二乙基甲苯二胺)、DMTDA(二甲硫基甲苯二胺)、三异丙醇胺中的至少一种；所述的发泡剂为水；所述的阻燃剂为DDMP(2,3-二氢-3,5二羟基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮)、DMMP(甲基膦酸二甲酯)中的至少一种；所述的开孔剂为ECOADD%203360、ALLCHEM%203350(上海晔兴实业有限公司)中的至少一种；所述的匀泡剂为B8681(德国赢创高斯米特)、B-5064(上海百昂化工科技有限公司)、KPS-1251(西班牙沛西公司)中的至少一种。
更进一步的，所述的多异氰酸酯由TDI和TDI三聚体按照质量比为100：15～35混合而成。
本发明还提供了一种耐疲劳低密度高回弹海绵的制备方法，按照以下步骤进行：控制温度在25℃±2℃，将A组分和B组分搅拌混合后，倒入50～60℃模具中进行模塑发泡，5min后脱模，制得的泡沫放置72h后即得到耐疲劳低密度高回弹海绵。
本发明的优点在于：
(1)本发明中加入了TDI三聚体溶液，由于三聚体中具有异氰脲酸酯六元环结构，该结构具有非常好的热稳定性，其热分解温度为377℃，在聚氨酯材料中引入异氰脲酸酯结构可有效提高泡沫的阻燃性；
(2)精选了更适合高回弹模塑海绵的催化剂，并且采用了最新研制的聚醚多元醇，使海绵在低密度时保持了海绵的回弹效果和压陷性能，是作为汽车驾驶和电影院座椅的良好材料，为乘客提供更好舒适的的手感和触感，减少了久坐带来的疲劳。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1：
一种耐疲劳低密度高回弹海绵，由A组分和B组分按照质量比100：30制备而成；
其中，A组分由聚醚多元醇DEP-3033、聚合物多元醇H45、助剂按照质量比100：50：25组成；
助剂按照重量百分数计，由1％金属催化剂、15％胺类催化剂、3％交联剂、20％发泡剂、35％阻燃剂、20％开孔剂、6％匀泡剂组成。其中，金属催化剂为异辛酸锌；胺类催化剂为N-乙基吗啉；交联剂为三异丙醇胺；发泡剂为水，阻燃剂为DDMP；开孔剂为ALLCHEM%203350(上海晔兴实业有限公司)；匀泡剂为KPS-1251(西班牙沛西公司)。
B组分由TDI和TDI三聚体按照质量比为100：15混合而成。
制备时，控制温度在25℃±2℃，将A组分和B组分搅拌混合后，倒入60℃模具中进行模塑发泡，5min后脱模，制得的泡沫放置72h后即得到耐疲劳低密度高回弹海绵。
实施例2：
一种耐疲劳低密度高回弹海绵，由A组分和B组分按照质量比100：40制备而成；
其中，A组分由聚醚多元醇DEP-3033、聚合物多元醇H45、助剂按照质量比100：40：35组成；
助剂按照重量百分数计，由3％金属催化剂、10％胺类催化剂、5％交联剂、10％发泡剂、50％阻燃剂、20％开孔剂、2％匀泡剂组成，其中金属催化剂为异辛酸铅；胺类催化剂为N,N,N',N'-四甲基丙胺；交联剂为DETDA；发泡剂为水，阻燃剂为DMMP；开孔剂为ECOADD3360(上海晔兴实业有限公司)；匀泡剂为B8681(德国赢创高斯米特)。
B组分由TDI和TDI三聚体按照质量比为100：20混合而成。
制备时，控制温度在25℃±2℃，将A组分和B组分搅拌混合后，倒入55℃模具中进行模塑发泡，5min后脱模，制得的泡沫放置72h后即得到耐疲劳低密度高回弹海绵。
实施例3：
一种耐疲劳低密度高回弹海绵，由A组分和B组分按照质量比100：45制备而成；
其中，A组分由聚醚多元醇DEP-3033、聚合物多元醇H45、助剂按照质量比100：70：30组成；
助剂按照重量百分数计，由3％金属催化剂、13％胺类催化剂、7％交联剂、20％发泡剂、40％阻燃剂、10％开孔剂、7％匀泡剂组成，其中金属催化剂为二丁基锡二月桂酸酯；胺类催化剂为N,N,N',N'-四乙基甲二胺；交联剂为DMTDA；发泡剂为水；阻燃剂为DDMP；开孔剂为ALLCHEM%203350(上海晔兴实业有限公司)；匀泡剂为B-5064(上海百昂化工科技有限公司)。
B组分由TDI和TDI三聚体按照质量比为100：25混合而成。
制备时，控制温度在25℃±2℃，将A组分和B组分搅拌混合后，倒入60℃模具中进行模塑发泡，5min后脱模，制得的泡沫放置72h后即得到耐疲劳低密度高回弹海绵。
实施例4：
一种耐疲劳低密度高回弹海绵，由A组分和B组分按照质量比100：40制备而成；
其中，A组分由聚醚多元醇DEP-3033、聚合物多元醇H45、助剂按照质量比100：60：30组成；
助剂按照重量百分数计，由4％金属催化剂、10％胺类催化剂、6％交联剂、15％发泡剂、45％阻燃剂、15％开孔剂、5％匀泡剂组成，其中金属催化剂为二丁基锡二月桂酸酯；胺类催化剂为N,N,N',N'-四乙基甲二胺；交联剂为DMTDA；发泡剂为水；阻燃剂为DDMP；开孔剂为ALLCHEM%203350(上海晔兴实业有限公司)；匀泡剂为B-5064(上海百昂化工科技有限公司)。
B组分由TDI和TDI三聚体按照质量比为100：30混合而成。
制备时，控制温度在25℃±2℃，将A组分和B组分搅拌混合后，倒入50℃模具中进行模塑发泡，5min后脱模，制得的泡沫放置72h后即得到耐疲劳低密度高回弹海绵。
实施例5：
一种耐疲劳低密度高回弹海绵，由A组分和B组分按照质量比100：45制备而成；
其中，A组分由聚醚多元醇DEP-3033、聚合物多元醇H45、助剂按照质量比100：80：38组成；
助剂按照重量百分数计，由5％金属催化剂、7％胺类催化剂、10％交联剂、15％发泡剂、45％阻燃剂、10％开孔剂、8％匀泡剂组成，其中金属催化剂为异辛酸铅；胺类催化剂为DMEA；交联剂为DETDA；发泡剂为水；阻燃剂为DDMP；开孔剂为ALLCHEM%203350(上海晔兴实业有限公司)；匀泡剂为B8681(德国赢创高斯米特)。
B组分由TDI和TDI三聚体按照质量比为100：30混合而成。
制备时，控制温度在25℃±2℃，将A组分和B组分搅拌混合后，倒入55℃模具中进行模塑发泡，5min后脱模，制得的泡沫放置72h后即得到耐疲劳低密度高回弹海绵。
测试例：
取市售高回弹海绵为对比例，将对比例与实施例1～5中所制备高回弹海绵按标准GB/T18941-2003，将泡沫置于金属圆盘下，在750N的压力下反复冲击8万次，考察泡沫的动态耐疲劳性。8万次冲击后测得泡沫的40％压陷硬度损失率和泡沫厚度损失率，如表1所示，压陷硬度按GB/T10807-2006测定，球回弹按GB/T6670-2008测定，氧指数按GB/T2406.2-2009测定。
表1：
从表1来看，实施例1-5的40压陷硬度损失率和厚度损失率均小于对比例，且密度低20kg/m3时，压陷硬度、回弹率与对比例相近，氧指数提高。
