[發明專利]生物基高活性聚醚多元醇及用于汽車座椅的聚氨酯泡沫

在審

• 申請號: 202211544231.X
• 申請日: 2022-12-01
• 公開（公告）號: CN115850679A
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 許斌;陳建;彭春平;林莎;林海明;梅仲;盧蘭女;周曉令
• 申請（專利權）人: 海啊科技股份有限公司
• 主分類號: C08G65/28
• 分類號: C08G65/28;C08G65/26;C08G65/30;C08G18/48;C08G18/32;C08G18/66;C08G18/76;C08G101/00
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 陳振華

本發明的生物基高活性聚醚多元醇以蓖麻油和生物基小分子醇作為復合起始劑，輔以原料環氧丙烷、環氧乙烷、硅酸鎂鋁吸附劑和去離子水，并使用堿金屬和磷腈兩種催化劑，通過雙催化聚合工藝制備得到，不飽和度低；而且生物基小分子醇和蓖麻油可再生、環保無毒、來源廣泛，相較傳統石油類化工原料成本低廉，還可以減少對不可再生資源的依賴。對應的，本發明還提供了一種用于汽車座椅的聚氨酯泡沫，其采用本發明的生物基高活性聚醚多元醇和異氰酸酯(TDI?80、PM?200)進行制備，輔以原料聚合物多元醇、DEOA、H₂O、A33、A?1、DC6070和DC2525，在20?30℃的溫度范圍下，混合攪拌制備得到，制得的聚氨酯泡沫的泡孔結構缺陷小，且具有較好的拉伸強度、支撐強度和壓縮永久變形性能。

技術領域

本發明涉及聚氨酯合成技術領域，具體涉及生物基高活性聚醚多元醇及用于汽車座椅的聚氨酯泡沫。

背景技術

用于汽車座椅泡沫的高活性聚醚多元醇，通常指環氧乙烷封端，伯羥基含量≥85％的聚醚多元醇。目前市面上銷售的產品多為采用甘油、季戊四醇或山梨醇作為單一起始劑，并由堿金屬催化聚合起始劑與環氧丙烷、環氧乙烷而制得的一類聚醚多元醇(M為5000-12000g/mol)。由于堿金屬催化活性的局限性，在制備聚醚多元醇的過程中，隨著分子量增大，副反應會增多，最終制得的聚醚多元醇的不飽和度較大，從而會導致采用該聚醚多元醇制備的泡沫材料存在泡孔結構缺陷，且耐濕熱老化性能差。當該泡沫材料用于汽車座椅后，座椅的動態舒適性差。

蓖麻油鏈段中含有長鏈脂肪基，可以賦予制品良好的耐水性能、柔韌性、力學性能。中國科學院山西煤炭所杜輝等人，以及南京林業大學化工工程學院宗紅亮等人研究了以蓖麻油作起始劑、使用DMC催化劑制備的蓖麻油基聚醚多元醇，發現其具有較高的熱穩定性(聚氨酯工業.2008,(05):39-41；聚氨酯工業.2020,35(04):61-64)。中國專利CN101121784B、CN107057052B對采用蓖麻油基聚醚多元醇制備的聚氨酯軟質泡沫塑料進行了深入的研究，認為其具有良好的耐水性、柔軟性，力學性能優良。但是，南京林業大學理學院何明等人研究了蓖麻油聚醚多元醇在聚氨酯軟泡中的應用(聚氨酯工業.2009,24(06):33-35)，發現用相對分子質量2000、3000蓖麻油聚醚多元醇C220、C230制得的PU泡沫的拉伸強度、伸長率和壓陷硬度與H-330聚醚多元醇相近，而蓖麻油聚醚多元醇相對分子質量超過4000后，PU泡沫的拉伸強度、伸長率和壓陷硬度有明顯下降。

發明內容

為了克服現有技術中存在的上述不足，本發明提供了一種生物基高活性聚醚多元醇。本發明的生物基高活性聚醚多元醇以蓖麻油和生物基小分子醇作為復合起始劑，并使用堿金屬和磷腈兩種催化劑，通過雙催化聚合工藝制備得到，其不飽和度低；采用該生物基高活性聚醚多元醇制備的聚氨酯泡沫，泡孔結構缺陷小，而且回彈率高、抗撕裂強度高、壓縮永久變形性能好。對應的，本發明還提供了一種采用該生物基高活性聚醚多元醇制備的用于汽車座椅的聚氨酯泡沫。

對于生物基高活性聚醚多元醇而言，本申請的技術方案為：

生物基高活性聚醚多元醇，其按照以下方法步驟制備得到：

S1，將蓖麻油、生物基小分子醇和堿金屬催化劑投入耐壓密閉反應釜中，使用高純氮氣置換釜內空氣滿足含氧量小于100ppm，升溫至110-130℃，抽真空至-0.08～-0.098MPa后抽真空計時1-2h；然后連續滴加環氧丙烷進行聚合反應，滴加過程中保持釜內壓力＜0.4MPa，滴加結束后繼續內壓反應1-6h，最后抽真空0.5-2.5h脫除未反應的環氧丙烷單體，得到低聚物多元醇；本步驟中，各原料組分的用量按重量份計如下：蓖麻油3-7份，生物基小分子醇0.5-2份，堿金屬催化劑0.1-0.5份，環氧丙烷7-12份；