一种TPU颗粒发泡工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种TPU颗粒发泡工艺，包括如下步骤：TPU颗粒制备，将TPU原料加热至熔融状态，通过螺杆挤出机挤出，造粒得TPU颗粒；浸润，将所述TPU颗粒置于高压釜内并密封，往高压釜内通入超临界流体加压至饱和状态，快速排空超临界流体得溶胀TPU颗粒；发泡，将所述溶胀TPU颗粒从高压釜内取出，置于恒温设备中发泡后得TPU发泡颗粒；以及保压，将所述TPU发泡颗粒干燥后置于保压容器内，往保压容器内通入CO

A TPU particle foaming process

The invention provides a TPU particle foaming process, which comprises the following steps: TPU particle preparation, heating TPU raw material to the molten state, extruding through a screw extruder, granulating to obtain TPU particles; soaking, placing the TPU particles in an autoclave and sealing, passing supercritical fluid into the autoclave to pressurize to the saturated state, quickly emptying the supercritical fluid to obtain swelling TPU particles; foaming, Take the swelling TPU particles out of the autoclave, place them in the constant temperature equipment for foaming to obtain the TPU foaming particles; and keep the pressure, dry the TPU foaming particles, place them in the pressure maintaining container, and introduce Co into the pressure maintaining container

【技术实现步骤摘要】
一种TPU颗粒发泡工艺
本专利技术涉及聚合物制备
，具体涉及一种TPU颗粒发泡工艺。
技术介绍
TPU(Thermoplasticpolyurethanes)名称为热塑性聚氨酯弹性体橡胶，是介于橡胶和塑料的一类高分子材料，TPU具有高模量、高强度、高伸长和高弹性，其硬度范围宽(60HA-85HD)、耐磨、耐油、耐老化，透明，弹性好，在日用品、体育用品、玩具、装饰材料等领域得到广泛应用。对TPU材料通过物理或者化学方法进行发泡得到微发泡的TPU材料，拓宽了TPU材料的应用领域，已日益受到人们的重视。传统的TPU发泡技术是以过氧化物架桥，再以化学发泡剂发泡，形成独立泡体的发泡材料。发泡剂消耗量大，发泡剂无法循环利用，而且加工复杂、对设备要求高、对环境有危害，生产废弃物多。公告号CA107793586N的专利技术专利具体公开了TPU材料发泡工艺，包括如下步骤物料准备阶段、发泡阶段，其中发泡阶段包括超临界流体加压，保压和卸压发泡，超临界流体加压为将TPU物料颗粒经超临界流体加压至饱和稳定；保压为稳定后保压得到加压料；卸压发泡为将加压料经卸压后再经加热发泡得到发泡颗粒，其中加热发泡为在温度70℃-180℃，发泡时间为1-10min。本专利技术技术方案能够克服TPU原料重量大、硬度高、减震性能差等方面的缺点，发泡产品具有绿色环保、高耐磨耐折性、质量轻、高弹性、抗水解性能、抗化学品性能、抗油性能、抗紫外线性能，应用性好。上述专利TPU材料发泡工艺，经高压在较短的时间内高温发泡，发泡后的TPU颗粒内仍有浓度较高的CO2气体存在，此时CO2气体会与空气进行置换以达到与外界空气相同的气压，在此过程中，因为快速发泡形成的结构相对松软还没有达到一定的硬度，所以会出现TPU发泡结构塌陷现象。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种TPU颗粒发泡工艺，TPU颗粒发泡后将其置于一定压力的环境中保压，等待快速发泡形成的松软结构具有一定强度后再取出，可以有效地避免塌陷的产品，大大提高了产品的饱满度、回弹性能。为了实现以上目的，本专利技术采取的一种技术方案是：一种TPU颗粒发泡工艺，其特征在于，包括如下步骤：TPU颗粒制备，将TPU原料加热至熔融状态，通过螺杆挤出机挤出，造粒得TPU颗粒；浸润，将所述TPU颗粒置于高压釜内并密封，往高压釜内通入超临界流体加压至饱和状态，快速排空超临界流体得溶胀TPU颗粒；发泡，将所述溶胀TPU颗粒从高压釜内取出，置于恒温设备中发泡后得TPU发泡颗粒；以及保压，将所述TPU发泡颗粒干燥后置于保压容器内，往保压容器内通入CO2及N2混合气体，升压至1-5MPa，保压20-36h，得最终TPU发泡颗粒。进一步，还包括所述TPU原材料硬度为70-90A，异氰酸酯基与羟基摩尔比为0.995-0.998。进一步，所述超临界流体为超临界CO2。进一步，所述釜内浸润加压压力为7-30MPa，温度为40-65℃，保持压力和温度1-4h。进一步，所述恒温设备为水浴、油浴、热风以及蒸汽中的一种。进一步，所述发泡温度为80-120℃，发泡时间为0.1-2min。进一步，所述高压釜的承压大于30MPa，所述保压容器的承压小于5MPa。本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：（1）本专利技术的一种TPU颗粒发泡工艺，可根据发泡温度和发泡时间的控制调整发泡颗粒的发泡倍率，TPU颗粒发泡后将其置于一定压力的环境中保压，等待快速发泡形成的松软结构具有一定强度后再取出，可以有效地避免塌陷的产生，大大提高了产品的饱满度、回弹性能。（2）本专利技术的一种TPU颗粒发泡工艺，采用超临界流体釜内浸润，釜外发泡工艺，与釜内发泡工艺相比，高压釜的尺寸大小对生产数量的大小不再起决定作用，生产相同数量的TPU颗粒，釜外发泡工艺高压釜腔体大小可以减小到釜内发泡设备高压釜腔体的1/10-1/5，使用较小的高压釜既能生产与现有技术釜内发泡工艺相同数量的TPU颗粒，因为高压釜尺寸越大设备的维护和制造成本越大，因此此方法极大的降低了TPU设备成本。（3）本专利技术的一种TPU颗粒发泡工艺，用于保压的所述保压容器的承压小于5MPa，在保压巩固发泡性能时不需要承压能力较高、设备成本较高的高压釜即可完成极大地降低了TPU颗粒制造成本。（4）本专利技术的一种TPU颗粒发泡工艺，水浴、油浴、热风以及蒸汽恒温设备，在发泡的过程中能够使TPU颗粒受热均匀，发泡完全。附图说明下面结合附图，通过对本专利技术的具体实施方式详细描述，将使本专利技术的技术方案及其有益效果显而易见。图1所示为本专利技术一实施例的TPU颗粒发泡工艺的流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本实施例中，提供一种TPU颗粒发泡工艺。如图1所示，所述TPU颗粒发泡工艺包括如下步骤：S10TPU颗粒制备，将TPU原料加热至熔融状态，通过螺杆挤出机挤出，造粒得TPU颗粒；S20将所述TPU颗粒置于高压釜内并密封，往高压釜内通入超临界流体加压至饱和状态，快速排空超临界流体得溶胀TPU颗粒；S30发泡，将所述溶胀TPU颗粒从高压釜内取出，置于恒温设备中发泡后得TPU发泡颗粒；以及S40保压，将所述TPU发泡颗粒干燥后置于保压容器内，，往保压容器内通入CO2、N2混合气体，升压至1-5MPa，保压20-36h，得最终TPU发泡颗粒。任何一种纯物质，随着温度、压力的变化，都会相应的呈现为固态、液态和气态这三种状态，称为物质的三态。三态之间互相转化的温度和压力值叫做三相点，每种化学性质稳定的物质都具有一个固有的临界点，即在该温度和压力情况下物质的密度与其处于液态时密度相接近，但又保留了气体的特质。当温度和压力超过了临界点的温度和压力时，该物质就进入了超临界状态，超临界状态下的物质既非气体又非液体的状态，叫做超临界流体。可以作为超临界流体的物质虽然很多，但从廉价易得、临界温度和压力较低、蒸发潜热较低、安全环保等方面考虑，仅有极少数的溶剂符合要求。CO2的临界温度（31.27℃）与大气温度相近，适宜在室温附近实现操作，其临界压力仅为7.37MPa，设备要求不高，且CO2无色、无味、无毒、化学性能稳定，制造成本低，处于超临界状态的CO2能迅速溶解于TPU中，因此本实施例选用超临界CO2流体浸润。聚合物微孔发泡材料是指泡孔直径为1-10um、泡孔密度为109-1012个.cm-3的新型材料。本实施例发泡原理为利用超临界CO2渗透到TPU颗粒内部并达到饱和状态，再快速卸压，在材料内部形成气泡核，然后迅速升温使气泡核长大并定型，制得TPU发泡颗粒。该过程经历了TPU-气体均相体系的形成、气泡核的形成、气泡核的长大与气泡核的定型4个阶段。S10T本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种TPU颗粒发泡工艺，其特征在于，包括如下步骤：/nTPU颗粒制备，将TPU原料加热至熔融状态，通过螺杆挤出机挤出，造粒得TPU颗粒；/n浸润，将所述TPU颗粒置于高压釜内并密封，往高压釜内通入超临界流体加压至饱和状态，快速排空超临界流体得溶胀TPU颗粒；/n发泡，将所述溶胀TPU颗粒从高压釜内取出，置于恒温设备中发泡后得TPU发泡颗粒；以及/n保压，将所述TPU发泡颗粒干燥后置于保压容器内，往保压容器内通入CO

【技术特征摘要】
1.一种TPU颗粒发泡工艺，其特征在于，包括如下步骤：
TPU颗粒制备，将TPU原料加热至熔融状态，通过螺杆挤出机挤出，造粒得TPU颗粒；
浸润，将所述TPU颗粒置于高压釜内并密封，往高压釜内通入超临界流体加压至饱和状态，快速排空超临界流体得溶胀TPU颗粒；
发泡，将所述溶胀TPU颗粒从高压釜内取出，置于恒温设备中发泡后得TPU发泡颗粒；以及
保压，将所述TPU发泡颗粒干燥后置于保压容器内，往保压容器内通入CO2、N2混合气体，升压至1-5MPa，保压20-36h，得最终TPU发泡颗粒。


2.根据权利要求1所述的TPU颗粒发泡工艺，其特征在于，还包括所述TPU原材料硬度为70-90A，异氰酸酯基与羟基摩尔比为0.995-0.998。...

【专利技术属性】
技术研发人员：许世贤，陈金水，
申请(专利权)人：厦门市锋特新材料科技有限公司，许世贤，
类型：发明
国别省市：福建;35