CN109705301A - 一种低气味低voc的发泡原料及混料工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种低气味低VOC的发泡原料及其混料工艺。所述发泡原料的制备方法是，将3.2～4份的去离子水加入混料罐中，并通过上料泵将100份的聚醚多元醇EP‑3600输送到混料罐内搅拌均匀；将2～2.5份的开孔剂，0.5～1.2份的泡沫稳定剂，固化剂0.2～0.4份，低气味催化剂0.5～1份，二氨基丙烷0.1～0.3份，二乙醇胺0.6～1.0份加入原料桶中，并通过上料泵送入辅料搅拌罐中搅拌均匀，并将混合均匀的辅料加入步骤(2)中混料罐中在转速120～500r/min混合均匀，配制成低气味低VOC的发泡原料。本发明避免气味过大，并使用大分子量低气味低挥发的反应型催化剂，避免气味VOC过大。

Description

一种低气味低VOC的发泡原料及混料工艺

技术领域

本发明涉及一种汽车内饰件发泡材料，特别涉及一种用于汽车内饰发泡材料的低气味低VOC的发泡原料及混料工艺。

背景技术

汽车内饰件的舒适性已成为汽车研发领域的一项重要议题，以前我国仅对汽车内饰件所配置的功能性及可靠性做重点关注及法律管控，但随着我国进入WTO，消费水平也随之不断提高，将来的消费者及法律管控将会更注重舒适性及安全性。

汽车座椅头枕必须要满足安全功能，在乘客发生交通事故时，能够有效的对头部和颈部实施被动保护。除此之外，乘客对头枕的舒适性的要求越来越高，目前乘客进入汽车内的第一感觉已由视角发展到嗅觉这一感官，从每年逐步上升汽车投诉量就能够得到具体直观的体现，因而作为汽车内饰件中重要部件的座椅及其发泡件就会备受关注，同时内饰件的研发工程师们在研发发泡体系配方也由以前的满足各项物理特性变为低VOC，低气味，低散发，环保安全舒适等化学特性的改变。

在常规发泡体系中，物理发泡剂具有溶剂稀释效应；能大幅降低泡沫物料的粘度，有利于各组分的混合，可采用高粘度聚醚多元醇。聚氨酯泡沫 VOC来源主要包括：多元醇生产合成时残留的醛类、苯乙烯、丙烯腈等；叔胺催化剂反应残留；有机硅匀泡剂中残留的小分子硅烷类化合物；异氰酸酯生产过程中残留的苯环结构化合物；聚氨酯物料反过程中形成的微量醛类化合物；聚氨酯泡沫在光、热条件下降解产生的醛类化合物，因此需要在上述途径上减少或者不用用料，以达到减小气味、减少VOC的排风，同时避免成本的上升。

发明内容

本发明根据现有技术的不足，提供一种具有低VOC、低气味，低散发，环保安全聚氨酯发泡原料及混料工艺，该发泡原料主要是为了解决现有的发泡原料气味大、VOC排放量大，且可以避免成本上升的问题。

本发明为了解决上述问题提供的技术方案：所述一种低气味低VOC的发泡原料，其特征在于是由以下重量分数的物质组成：

本发明提供的一种较优的方案为：所述一种低气味低VOC的发泡原料，其特征在于是由以下重量分数的物质组成：

本发明较优的技术方案：所述低气味催化剂为型号为ECOADD 433的低气味催化剂、二丁基二月桂酸锡、辛酸亚锡、N,N-二甲基苄胺、N,N-二甲基乙醇胺、三乙烯二胺中的一种或多种。

本发明较优的技术方案：所述稳定剂为型号为8745的泡沫稳定剂、羧甲基纤维素、甲基纤维素、脂肪酸二乙醇胺或聚丙烯酰胺中的一种。

本发明提供的一种低气味低VOC的发泡原料的混料工艺，其特征在于具体步骤如下：

(1)按照以下重量份数的称取原料物质：100份的聚醚多元醇EP-3600， 2～2.5份的开孔剂，0.5～1.2份的泡沫稳定剂，固化剂0.2～0.4份，低气味催化剂0.5～1份，二氨基丙烷0.1～0.3份，二乙醇胺0.6～1.0份，去离子水3.2～4份；

(2)将上述配方中3.2～4份的去离子水加入混料罐中，并通过上料泵将100份的聚醚多元醇EP-3600输送到混料罐内，在转速120～500r/min的条件搅拌0.5～2h，将其混合均匀，其聚醚多元醇EP-3600的上料流量≥ 70L/min；

(3)将2～2.5份的开孔剂，0.5～1.2份的泡沫稳定剂，固化剂0.2～ 0.4份，低气味催化剂0.5～1份，二氨基丙烷0.1～0.3份，二乙醇胺0.6～1.0份加入原料桶中，并通过上料泵送入辅料搅拌罐中，在转速150～ 700r/min的条件下搅拌1～3h混合均匀，其上料流量≥70L/min；

(4)将步骤(3)中混合均匀的辅料加入步骤(2)中混料罐中，并在转速120～500r/min混合1～4h混合均匀，配制成低气味低VOC的发泡原料。

本发明较优的技术方案：所述步骤(2)和步骤(4)中的混料罐为不锈钢单层料罐，其罐壁四周安装有挡流板，在搅拌轴上安装有两个涡轮式叶片，其罐顶部设有辅料加入口和上料泵连接口，底部设有混料出口。

本发明较优的技术方案：所述步骤(2)中聚醚上料管采用碳钢材质的硬管，混料罐内部连接管道采用碳钢无缝流体管；所述步骤(3)和步骤(4) 辅料上料管采用不锈钢软管；每根上料管均伸入罐体内，且加料管道与加料口非接触性连接，并在连接处设有防尘罩。

本发明中的聚醚多元醇EP-3600购买于蓝星东大化工有限责任公司；开孔剂2048购买于巴斯夫股份公司(BASF)；泡沫稳定剂8745、固化剂 ECOADD 317、催化剂ECOADD 433均购买于赢创工业集团(EVONIK)。

本发明使用MDI体系同时优化MDI的气味，减低了POP比例,避免气味过大；并使用大分子量低气味低挥发的反应型催化剂，避免气味VOC过大；使用大分子量低散发表面活性剂，然后采用特殊的混料工艺将其混合均匀，配制的原料可以作为发泡材料的其中A组分，并与直接购买的B组成混合自然发泡制备成低气味、低VOC的发泡材料。

通过小批量模具生产对工艺过程、质量控制进行检讨，并对小批量产品的气味性和VOC散发性进行评价，同时，对聚氨酯发泡的经济性进行评估，本发明中的生产的发泡材料产品物理性能符合TL_52653，气味符合 PV3900(80℃/2h 3级)，VOC符合VW50180发泡材料成本控制在18元/Kg，其改善了发泡材料的气味性，减少了VOC的排放，而且成本低廉。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

本发明提供的一种低气味低VOC的发泡原料，其特征在于是由以下重量分数的物质组成：100份的聚醚多元醇EP-3600，2～2.5份的开孔剂， 0.5～1.2份的稳定剂，0.2～0.4份的固化剂，0.5～1份的低气味催化剂， 0.1～0.3份的二氨基丙烷，0.6～1.0份的二乙醇胺，3.2～4份的去离子水；所述低气味催化剂为EVONIK公司的型号为ECOADD 433的低气味催化剂、二丁基二月桂酸锡、辛酸亚锡、N,N-二甲基苄胺、N,N-二甲基乙醇胺、三乙烯二胺中的一种或多种；所述稳定剂可以是EVONIK公司的型号为8745的泡沫稳定剂、羧甲基纤维素、甲基纤维素、脂肪酸二乙醇胺或聚丙烯酰胺中的一种。

以下实施例中的混料设备采用半自动混料，其混料示意图如图1所示，具体是将聚醚多元醇通过上料泵从料桶向混料罐自动加料，加料重量通过混料罐上的电子称自动计量，辅料通过人工称量后向混料罐内倒入，混料罐带搅拌及循环功能，混合好的原料通过循环泵出口三通，直接放入到料桶中储存。

其混料设备中包括一套混料罐装置、聚醚上料装置、混料罐内循环及转料装置、辅料混料装置和电控系统。

所述混料罐装置主要用于配料过程中粗聚醚的计量，为悬挂式结构，3 个传感器均匀安装在罐外壁支架上，包括3个测量能力为1T的负载传感器，精度1/5000FS，分度值0.5Kg，传感器通过西门子称重模块连接，并且重量可在OP控制面板上进行设置和显示；混料罐1底部设有支架1-1，用于支撑料罐及安装传感器。其混料罐1的标准容积1200L，主要用于粗聚醚和附加组份的均匀混合，包括1200L不锈钢单层料罐一个，用于盛装原料，沿罐内壁四周安装有挡流板2，其混料罐1内部设有搅拌装置，其转速控制在 120rpm～500rpm，在搅拌轴3上安装有2个涡轮式叶片3-1，能满足400公斤的搅拌，静态混合器一套，安装在内循环管路上，提高混料效果和效率；磁翻板液位计一套，用于料罐中原料的液位显示；一套超高液位探头，配合称重单元，用于液位极限超高时，紧急报警并停机；其罐顶部设有辅料加入口4和上料泵连接口5，底部设有混料出口6，混料出口6处设有快速排料阀口，上料泵连接口5即为聚醚加料口，其聚醚加料管6与该加料口采用非接触式连接，并带防尘罩。

聚醚上料装置是用于将料桶中的粗聚醚向1200L混料罐的加料，包括一台减速电机及联轴器和聚醚上料泵7，其聚醚上料泵7为齿轮泵(美国 VIKING)，流量≥70L/min，安装在泵架上，并设有聚醚上料管8、一个气动电磁阀，安装在1200L混料罐加料口，用于控制加料开始、停止；泵出口安装数显压力开关，用于控制泵的输送压力。聚醚上料管8采用碳钢材质的硬管，混料罐内部连接管道采用碳钢无缝流体管。

辅料混料装置具体包括辅料混料罐9，其辅料混料罐9的结构可以与混料罐1内部结构相同，其体积较小，主要用于辅料混料，也可以用其它的普通混料罐，将其混合均匀就可以，其辅料混料罐9与混料罐1之间通过不锈钢材质的辅料上料软管10连接，将辅料通过辅料上料泵11泵入混料罐1内，减少工作过程。

电器控制系统主要用于对聚醚上料、称量，搅拌混合等过程进行控制，可以采用德国西门子S7-200PLC进行可编程控制，采用西门SMART700(7”) 操作面板，进行各项工作参数设置，包括聚醚加料重量、混合搅拌时间、循环时间机参数。系统主要电气元件如接触器、继电器、保护开关全部选用施耐德公司产品，以保证电控系统性能稳定、可靠。设备出现故障，报警器发声报警，并在OP上显示报警信息。

以下实施例中的聚醚多元醇EP-3600购买于蓝星东大化工有限责任公司；开孔剂2048购买于巴斯夫股份公司(BASF)；泡沫稳定剂8745、固化剂ECOADD 317、催化剂ECOADD433均购买于赢创工业集团 (EVONIK)。

实施例1提供的是一种低气味低VOC的发泡原料，是由以下重量分数的物质组成：100份的聚醚多元醇EP-3600、2.5份的开孔剂2048、0.8份的泡沫稳定剂8745、0.3份的固化剂ECOADD 317、0.6份的催化剂 ECOADD 433、0.2份的二氨基丙烷、0.8份的二乙醇胺、3.6份的去离子水。

将上述配方中去离子水加入混料罐1中，并通过聚醚上料泵7将100 份的聚醚多元醇EP-3600输送到混料罐1内，在转速140r/min的条件搅拌 1h，将其混合均匀，其聚醚多元醇EP-3600的上料流量≥70L/min；将2.5 份的开孔剂2048、0.8份的泡沫稳定剂8745、0.3份的固化剂ECOADD 317、 0.6份的催化剂ECOADD 433、0.2份的二氨基丙烷、0.8份的二乙醇胺、3.6 份的去离子水加入原料桶中，并通过上料泵送入辅料搅拌罐9中，在转速 200r/min的条件下搅拌1.5h混合均匀配制成辅料，其上料流量≥70L/min；将混合均匀的辅料通过辅料上料泵11加入混料罐中，并在转速140r/min混合1.5h混合均匀，配制成低气味低VOC的发泡原料。

实施例2提供的是一种低气味低VOC的发泡原料，是由以下重量分数的物质组成：100份的聚醚多元醇EP-3600、2份的开孔剂2048、1.2份的泡沫稳定剂8745、0.2份的固化剂ECOADD 317、0.9份的催化剂ECOADD 433、0.1份的二氨基丙烷、1份的二乙醇胺、4份的去离子水。

将上述配方中去离子水加入混料罐1中，并通过聚醚上料泵7将100 份的聚醚多元醇EP-3600输送到混料罐1内，在转速240r/min的条件搅拌 0.8h，将其混合均匀，其聚醚多元醇EP-3600的上料流量≥70L/min；将全部的开孔剂2048、泡沫稳定剂8745、固化剂ECOADD317、催化剂ECOADD 433、二氨基丙烷、二乙醇胺、去离子水加入原料桶中，并通过上料泵送入辅料搅拌罐9中，在转速300r/min的条件下搅拌1.2h混合均匀配制成辅料，其上料流量≥70L/min；将混合均匀的辅料通过辅料上料泵11加入混料罐中，并在转速250r/min混合1.5h混合均匀，配制成低气味低VOC的发泡原料。

实施例3提供的是一种低气味低VOC的发泡原料，是由以下重量分数的物质组成：100份的聚醚多元醇EP-3600、3份的开孔剂2048、0.5份的泡沫稳定剂8745、0.4份的固化剂ECOADD 317、1份的催化剂ECOADD 433、0.3份的二氨基丙烷、0.6份的二乙醇胺、3.5份的去离子水。

将上述配方中去离子水加入混料罐1中，并通过聚醚上料泵7将100份的聚醚多元醇EP-3600输送到混料罐1内，在转速400r/min的条件搅拌2h，将其混合均匀，其聚醚多元醇EP-3600的上料流量≥70L/min；将全部的开孔剂2048、泡沫稳定剂8745、固化剂ECOADD317、催化剂ECOADD 433、二氨基丙烷、二乙醇胺、去离子水加入原料桶中，并通过上料泵送入辅料搅拌罐9中，在转速300r/min的条件下搅拌1.2h混合均匀配制成辅料，其上料流量≥70L/min；将混合均匀的辅料通过辅料上料泵11加入混料罐中，并在转速250r/min混合1.5h混合均匀，配制成低气味低VOC的发泡原料。

针对实施例1中制备的发泡原料进行检查，其产品物理性能符合 TL_52653，气味符合PV3900(80℃/2h 3级)，VOC符合VW50180，发泡材料成本控制在18元/Kg(2017/8/21时原料物价)。

以上所述，只是本发明中的某个实施例，以上所述实施例仅表达了本发明的其中一种实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种低气味低VOC的发泡原料，其特征在于是由以下重量分数的物质组成：

2.根据权利要求1所述的一种低气味低VOC的发泡原料，其特征在于是由以下重量分数的物质组成：

3.根据权利要求1所述的一种低气味低VOC的发泡原料，其特征在于是由以下重量分数的物质组成：所述低气味催化剂为型号为ECOADD 433的低气味催化剂、二丁基二月桂酸锡、辛酸亚锡、N,N-二甲基苄胺、N,N-二甲基乙醇胺、三乙烯二胺中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种低气味低VOC的发泡原料，其特征在于是由以下重量分数的物质组成：所述稳定剂为型号为8745的泡沫稳定剂、羧甲基纤维素、甲基纤维素、脂肪酸二乙醇胺或聚丙烯酰胺中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种低气味低VOC的发泡原料的混料工艺，其特征在于具体步骤如下：

(1)按照以下重量份数的称取原料物质：100份的聚醚多元醇EP-3600，2～2.5份的开孔剂，0.5～1.2份的泡沫稳定剂，固化剂0.2～0.4份，低气味催化剂0.5～1份，二氨基丙烷0.1～0.3份，二乙醇胺0.6～1.0份，去离子水3.2～4份；

(2)将上述配方中3.2～4份的去离子水加入混料罐中，并通过上料泵将100份的聚醚多元醇EP-3600输送到混料罐内，在转速120～500r/min的条件搅拌0.5～2h，将其混合均匀，其聚醚多元醇EP-3600的上料流量≥70L/min；

(3)将2～2.5份的开孔剂，0.5～1.2份的泡沫稳定剂，固化剂0.2～0.4份，低气味催化剂0.5～1份，二氨基丙烷0.1～0.3份，二乙醇胺0.6～1.0份加入原料桶中，并通过上料泵送入辅料搅拌罐中，在转速150～700r/min的条件下搅拌1～3h混合均匀，其上料流量≥70L/min；

(4)将步骤(3)中混合均匀的辅料加入步骤(2)中混料罐中，并在转速120～500r/min混合1～4h混合均匀，配制成低气味低VOC的发泡原料。

6.根据权利要求5所述的种低气味低VOC的发泡原料的混料工艺，其特征在于：所述步骤(2)和步骤(4)中的混料罐为不锈钢单层料罐，其罐壁四周安装有挡流板，在搅拌轴上安装有两个涡轮式叶片，其罐顶部设有辅料加入口和上料泵连接口，底部设有混料出口。

7.根据权利要求6所述的种低气味低VOC的发泡原料的配制方法，其特征在于：所述步骤(2)中聚醚上料管采用碳钢材质的硬管，混料罐内部连接管道采用碳钢无缝流体管；所述步骤(3)和步骤(4)辅料上料管采用不锈钢软管；每根上料管均伸入罐体内，且加料管道与加料口非接触性连接，并在连接处设有防尘罩。