成果名称 完成单位 报告编号
  环保高性能蜂窝增强聚氨酯复合材料的开发与应用 黎明化工研究设计院有限责任公司 中化信评字[2022]第104号
成果简介
(1)课题来源
本项目为黎明化工研究设计院有限责任公司院规划课题(2017.01-2018.12)。
课题背景
PHC聚氨酯材料凭借质量轻、强度高等特点,已被应用于汽车备胎盖板、衣帽架、天窗遮阳板和卡车卧铺板等零部件上。
2017年,多家内饰件公司在使用国外聚氨酯原液制备产品时,提出了得到的制品气味等级较大、脱模效果一般和阻燃性较差等问题,迫切需求一款可解决现有问题的产品。项目组针对此问题进行了深入的调研论证和预研工作,在项目目标和开发技术指标清晰明确的情况下,黎明化工研究设计院有限责任公司进行了项目立项。
(2)应用领域和技术原理
应用领域
该材料主要应用于汽车备胎盖板、衣帽架、天窗遮阳板和卡车卧铺板等零部件上。
技术原理
本项目针对现有国内外同类产品气味等级较大、脱模效果一般和阻燃性较差等问题,开展了系统的配方研究,通过自主研发与技术攻关,实现了关键原料的自主合成、新型配方的设计开发以及生产工艺优化研究、材料性能验证,最终解决了应用领域内关键性和共性的技术问题。本项目开发的材料具有轻质高强、低气味、高阻燃、环保性好、脱模效率高等优点。
表1 环保高性能蜂窝增强聚氨酯复合材料性能指标
序号 项目 合同书要求(客户要求) 本项目开发材料
1 制品密度,kg/m3 300~500 300~400
2 弯曲强度,MPa ≥10 ≥10
3 弯曲模量,MPa ≥1400 ≥1400
4 水平燃烧,mm/min ≤70 A-0
5 氧指数OI,% ≥22 ≥23
6 烟密度等级 ≤75 ≤70
7 冲击强度,KJ/m2 ≥20 ≥20
8 气味等级(23℃/40℃)级 ≤3.0 ≤3.0
气味等级(80℃),级 ≤3.5 ≤3.5
9 总碳含量,μg C /g ≤20 ≤20
苯,μg/g ≤5 ≤2
甲苯,μg/g ≤5 ≤2
二甲苯,μg/g ≤15 ≤15
10 雾气实验,mg ≤1 ≤1
11 甲醛含量,mg/kg ≤3 ≤3
(3)成果的创新性与先进性
创新性
① 合成了一种双酚A结构型阻燃聚醚多元醇,与阻燃剂配合,提高了材料的氧指数,降低了材料的烟密度。(授权专利ZL2018 11462134.X)
② 合成了一种有机硅改性异氰酸酯预聚体,加入B组分中作为开孔剂使用,制品不易胀气开裂,一次性合格率高,且泡沫皮层厚,表面质量细腻光亮。(授权专利ZL2018 1019437.2)
③ 引入多羟基环状空腔结构大分子聚合物,降低了泡沫的挥发性有机物释放和制品气味等级。(授权专利ZL 2017 11323942.3)
④ 合成了一种脂肪酸酰胺基改性氨基聚硅氧烷类型的内脱模剂,该液体内脱模剂添加量少、脱模性强。
先进性
① 原液各组分相容性好,黏度低,玻纤浸润性好,制品表面质量好;
② 乳白时间长,熟化速度快,适用的产品尺寸范围广;
③ 脱模时间短,生产效率高;
④ 脱模性好,节约生产成本且环保性好;
⑤ 产品完整性好,一次性合格率高;
⑥ 产品气味等级低、阻燃性较好。
(4)技术的成熟程度
按照GB/T 37264-2018 新材料技术成熟度等级划分及定义,本项目技术成熟等级为第九等级。
(5)应用情况及存在的问题
本项目开发的材料已在多家客户实现批量供货,累计用于40万余辆轿车和1万余辆卡车。自2018年起本项目累计销售产品近800吨,产值1900万余元,利税300万余元。
现存问题:
本项目开发的环保高性能蜂窝增强聚氨酯复合材料产品牌号较为单一,产品进入市场晚,知名度较低。
成果完成人
1.温荣政  2.杜俊超  3.孙海欧  4.赵修文  5.申少伟  6.孙嘉鹏  7.董火成  8.张利国  9.李博  10.张莉  11.李宁  12.赵卫鸣  13.周鹏  14.周俊辉  15.陈静  16.张森  
成果评价情况
  评价单位: 中国化工信息中心有限公司 报告编号: 中化信评字[2022]第104号 评价日期: 2022-06-18
评价意见
1. 所提供的技术资料齐全,数据翔实,符合评价要求。
2. 项目的创新性如下:
(1) 发明了一种双酚A结构型阻燃聚醚多元醇,将聚醚型聚氨酯的氧指数从20提高至24,烟密度从75降低至65。
(2) 设计合成了有机硅改性异氰酸酯预聚体,降低了聚氨酯原液的表面张力,较单一加入表面活性剂,蜂窝复合材料最终产品一次性合格率提高5%。
(3) 发明了一种脂肪酸酰胺基改性氨基聚硅氧烷类型的内脱模剂,减少了用量和气味等级,提高了脱模效率。
3. 本项目已实现产业化生产,累计销售湖北博兴、江苏宜兴环宇等零部件厂家800余吨,最终产品已用于奥迪、本田等40万余辆轿车和福特、三一重工等1万余辆卡车的生产。           
评价委员会认为,该技术已取得多项发明专利授权,拥有自主知识产权,具有创新性,总体技术达到了国际先进水平,经济和社会效益显著。
           
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