混炼型聚氨酯交联发泡材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种混炼型聚氨酯交联发泡材料及其制备方法，涉及发泡材料技术领域，混炼型聚氨酯交联发泡材料包括按质量份数计的如下原料：混炼型聚氨酯20‑95份，乙烯基共聚物5‑80份，交联剂0.1‑5份和发泡剂0.5‑15份，混炼型聚氨酯的门尼粘度为10‑150，缓解了现有的浇筑型聚氨酯发泡材料存在缺陷区域，弹性差，压缩永久变型高，收缩性能差的技术问题，通过混炼型聚氨酯和乙烯基共聚物在交联剂和发泡剂的作用下，进行交联和发泡，过程可控，泡孔分布均匀，制成的混炼型聚氨酯交联发泡材料密度低、弹性好、耐磨止滑，压缩永久变形低，抗收缩性能好，综合性能优异，能够有效满足多领域需求。

【技术实现步骤摘要】
混炼型聚氨酯交联发泡材料及其制备方法
本专利技术涉及发泡材料
，尤其是涉及一种混炼型聚氨酯交联发泡材料及其制备方法。
技术介绍
以塑料为基体，通过物理或化学方法在塑料内部填充大量气泡，得到聚合物发泡材料，发泡材料具有密度低、隔热隔音、比强度高和缓冲性能好等多种优点，在包装业、工业、农业、交通运输业、军事工业、航天工业以及日用品等领域得到广泛应用。常用的发泡材料有聚氨酯发泡材料、聚乙烯发泡材料、聚丙烯发泡材料和聚苯乙烯发泡材料等。聚氨酯发泡材料引起具有宽泛的硬度范围、优异的耐磨性、机械强度、耐油、耐水、耐腐蚀、耐霉菌和可回收等优点，在汽车、包装材料以及日用品等领域具有非常广阔的应用前景。但是现有的聚氨酯发泡材料包括热塑性聚氨酯发泡材料和浇注型聚氨酯发泡材料，热塑性聚氨酯发泡材料是依靠硬段形成的晶体结构起到物理交联点的作用而产生的，该发泡材料的分子链间可能会发生粘性流动，导致其缓冲和能量吸收性能不如分子链间产生了化学交联的聚氨酯发泡材料，因而在是实际生产中更多的采用浇注法制备分子链间具有化学交联的浇注型聚氨酯发泡材料。然而浇注型聚氨酯发泡材料在制备过程中需要将异氰酸酯、聚合物多元醇以及催化剂、扩练级、偶联剂和发泡剂等混匀均匀后浇注到模具中经反应和发泡制得，在制备过程中，反应体系中同时进行着发泡以及链增长或者交联反应，发泡过程的可控性差，容易出现泡孔分布不均匀、泡孔尺寸难以控制的问题，导致浇注型聚氨酯发泡材料的存在缺陷区域，弹性差，压缩永久变型高，收缩性能差。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种混炼型聚氨酯交联发泡材料，以改善现有的浇筑型聚氨酯发泡材料存在缺陷区域，弹性差，压缩永久变型高，收缩性能差的技术问题。本专利技术提供的混炼型聚氨酯交联发泡材料，包括按质量份数计的如下组分：混炼型聚氨酯20-95份，乙烯基共聚物5-80份，交联剂0.1-5份和发泡剂0.5-15份，所述混炼型聚氨酯的门尼粘度为10-150，优选为50-120，更优选为80-120；优选地，混炼型聚氨酯为50-90份，乙烯基共聚物为10-40份，交联剂为0.5-5份，发泡剂为3-8份；优选地，混炼型聚氨酯为70-90份，乙烯基共聚物为10-25份，交联剂为0.5-5份，发泡剂为4-7份。进一步的，所述混炼型聚氨酯为聚醚型混炼型聚氨酯和/或聚酯型混炼型聚氨酯；优选地，所述混炼型聚氨酯为聚醚型混炼型聚氨酯；优选地，所述聚醚型混炼型聚氨酯主要由聚醚多元醇、异氰酸酯和烯丙基醚聚合而成。进一步的，所述聚醚多元醇为聚醚二元醇；优选地，所述聚醚二元醇选自聚乙二醇、聚丙二醇和聚丁二醇中的至少一种；优选地，所述聚醚二元醇为聚丁二醇；优选地，所述聚丁二醇的数均分子量为600-3000，优选为1000-2000；优选地，所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯、3,3’-二甲基联苯基-4,4’-二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯和间苯二甲基二异氰酸酯中的至少一种；优选地，所述烯丙基醚选自α-烯丙基甘油醚、三羟甲基丙烷单烯丙基醚和三羟甲基丙烷双烯丙基醚中的至少一种。进一步的，所述乙烯基共聚物的熔融指数为1-20g/10min，优选为1-6g/10min；优选地，所述乙烯基共聚物为乙烯-醋酸乙烯共聚物和/或聚烯烃弹性体。进一步的，所述交联剂选自过氧化二异丙苯、二-(叔丁基过氧化异丙基)苯、2,5-二甲基-2,5双(叔丁基过氧基)己烷和1，1-二叔丁基过氧基-3,3,5-三甲基环已烷中的至少一种；优选地，所述发泡剂选自偶氮二甲酰胺、N,N-二亚硝基五亚甲基四胺和4,4’-二磺酰肼二苯醚中的至少一种。进一步的，所述混炼型聚氨酯交联发泡材料的主要原料还包括填料3-50份和补强剂0.1-10份；优选地，填料为6-20份，补强剂为1-3份。进一步的，所述填料选自滑石粉、钛白粉、碳酸钙、白炭黑和陶土中的至少一种；优选地，所述补强剂选自硬脂酸、氧化锌、硬脂酸锌、硬脂酸镁和硬脂酸钙中的至少一种。本专利技术的目的之二在于提供上述混炼型聚氨酯交联发泡材料的制备方法，包括如下步骤：(a)将混炼型聚氨酯、乙烯基共聚物、发泡剂、交联剂、任选的补强剂和任选的填料混合均匀，依次进行密炼和翻炼，得到翻炼物；(b)将翻炼物进行挤出造粒，得到交联发泡粒；(e)将交联发泡粒放入模具中进行交联发泡，得到混炼型聚氨酯交联发泡材料。进一步的，步骤(a)具体包括如下步骤：(a1)将混炼型聚氨酯、乙烯基共聚物、任选的补强剂和任选的填料混合，得到第一组分；(a2)将发泡剂和交联剂混合，得到第二组分；(a3)先将第一组分进行一次密炼，得到一次密炼物，再加入第二组分进行二次密炼，得到二次密炼物；(a4)将二次密炼物翻炼均匀，得到翻炼物。进一步的，一次密炼和二次密炼的温度均为90-120℃，优选地，一次密炼的时间为4-13min；优选地，二次密炼的时间为3-8min。本专利技术通过混炼型聚氨酯和乙烯基共聚物在交联剂和发泡剂的作用下，进行交联和发泡，过程可控，泡孔分布均匀，制成的混炼型聚氨酯交联发泡材料密度低、弹性好、耐磨止滑，压缩永久变形低，抗收缩性能好，综合性能优异，能够有效满足多领域需求。本专利技术提供的混炼型聚氨酯交联发泡材料的制备方法操作简单，对设备和工作人员的操作熟练度要求不高，能够有效降低制造成本，提高生产效率。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种混炼型聚氨酯交联发泡材料，包括按质量份数计的如下原料：混炼型聚氨酯20-95份，乙烯基共聚物5-80份，交联剂0.1-5份和发泡剂0.5-15份，且混炼型聚氨酯的门尼粘度为10-150。混炼型聚氨酯与天然橡胶和许多合成橡胶在材料形态和加工工艺方面具有相似性，可采用传统的橡胶设备加工。混炼型聚氨酯是以羟基封端的黏弹状准高分子材料，分子链上含有一定数量的可进行交联的化学基团，且还具备适合于混炼、压延和挤出等加工工艺的可塑性。在本专利技术的典型但非限制性的实施方式中，混炼型聚氨酯的门尼粘度如为10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、120、145或150。在本专利技术的典型但非限制性的实施方式中，混炼型聚氨酯的质量份数如为20、22、25、28、30、32、35、38、40、42、45、48、50、52、55、58、60、62、65、68、70、72、75、78、80、82、85、88、90、92或95份。在本专利技术的典型但非限制性的实施方式中，乙烯基共聚物的典型但非限制性的质量份数如为5、8、10、12、15、18、20、22、25、28、30、32、35、38、40、42、45、48、50、52、55、58、60、62、65、68、70、72、75、78本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混炼型聚氨酯交联发泡材料，其特征在于，包括按质量份数计的如下原料：混炼型聚氨酯20‑95份，乙烯基共聚物5‑80份，交联剂0.1‑5份和发泡剂0.5‑15份，所述混炼型聚氨酯的门尼粘度为10‑150，优选为50‑120，更优选为80‑120；优选地，混炼型聚氨酯为50‑90份，乙烯基共聚物为10‑40份，交联剂为0.5‑5份，发泡剂为3‑8份；优选地，混炼型聚氨酯为70‑90份，乙烯基共聚物为10‑25份，交联剂为0.5‑5份，发泡剂为4‑7份。

【技术特征摘要】
1.一种混炼型聚氨酯交联发泡材料，其特征在于，包括按质量份数计的如下原料：混炼型聚氨酯20-95份，乙烯基共聚物5-80份，交联剂0.1-5份和发泡剂0.5-15份，所述混炼型聚氨酯的门尼粘度为10-150，优选为50-120，更优选为80-120；优选地，混炼型聚氨酯为50-90份，乙烯基共聚物为10-40份，交联剂为0.5-5份，发泡剂为3-8份；优选地，混炼型聚氨酯为70-90份，乙烯基共聚物为10-25份，交联剂为0.5-5份，发泡剂为4-7份。2.根据权利要求1所述的混炼型聚氨酯交联发泡材料，其特征在于，所述混炼型聚氨酯为聚醚型混炼型聚氨酯和/或聚酯型混炼型聚氨酯；优选地，所述混炼型聚氨酯为聚醚型混炼型聚氨酯；优选地，所述聚醚型混炼型聚氨酯主要由聚醚多元醇、异氰酸酯和烯丙基醚聚合而成。3.根据权利要求2所述的混炼型聚氨酯交联发泡材料，其特征在于，所述聚醚多元醇为聚醚二元醇；优选地，所述聚醚二元醇选自聚乙二醇、聚丙二醇和聚丁二醇中的至少一种；优选地，所述聚醚二元醇为聚丁二醇；优选地，所述聚丁二醇的数均分子量为600-3000，优选为1000-2000；优选地，所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯、3,3’-二甲基联苯基-4,4’-二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯和间苯二甲基二异氰酸酯中的至少一种；优选地，所述烯丙基醚选自α-烯丙基甘油醚、三羟甲基丙烷单烯丙基醚和三羟甲基丙烷双烯丙基醚中的至少一种。4.根据权利要求1所述的混炼型聚氨酯交联发泡材料，其特征在于，所述乙烯基共聚物的熔融指数为1-20g/10min，优选为1-6g/10min；优选地，所述乙烯基共聚物为乙烯-醋酸乙烯共聚物和/或聚烯烃弹性体。5.根据权利要求1所述的混...

【专利技术属性】
技术研发人员：李斌，
申请(专利权)人：广州顺力聚氨酯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44