一种耐磨高阻尼慢回弹聚氨酯发泡材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐磨高阻尼慢回弹聚氨酯发泡材料及其制备方法，其是先将干法云母粉进行表面处理，合成表面接枝乙烯基团的云母粉（KH

A wear-resistant, high damping and slow rebound polyurethane foaming material and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种耐磨高阻尼慢回弹聚氨酯发泡材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于有机高分子合成
，涉及一种聚氨酯高分子助剂的生产方法，具体涉及一种提升慢回弹聚氨酯发泡材料力学强度、阻尼性能及耐磨性能的助剂制备及其应用。

技术介绍

[0002]慢回弹聚氨酯发泡材料，是一种具有粘弹性的软质泡沫，由于其具有形状记忆功能又被称为记忆发泡材料。它是泡沫塑料中的一种特殊材料，具有“手印”特征，即当泡沫受到外力作用发生形变时，其应变滞后于应力的变化，所以当外界对其泡沫施加外力时并不是立刻回复，而是经过3~15秒后缓慢的回复到原来的形状，因此将这种特殊性的泡沫称为慢回弹泡沫也称为记忆泡沫。由于慢回弹聚氨酯泡沫具有很好的形状记忆特性，较强的能量吸收及减震抗震等性能，因而在缓冲材料领域得到了广泛的应用，因此该发泡材料的阻尼性能至关重要。
[0003]慢回弹聚氨酯发泡材料的制备主要成分是慢回弹聚醚多元醇和异氰酸酯，但加入的助剂也对发泡材料的性能产生极大的影响。其中可作为添加剂的聚醚改性硅油，在发泡过程中起着乳化、稳泡等作用。
[0004]由于云母粉具有高径厚比的二维片状结构、独特的二维补强功能、柔滑的矿物特性及优异的耐磨性能，因此将其添加到高分子聚合物中后会对聚合物的性能产生重要的影响。
[0005]目前国内外慢回弹聚氨酯发泡材料普遍存在对温度较为敏感、力学性能较差等现象。慢回弹聚氨酯发泡材料受温度的影响较大时，会存在阻尼性、防油防水性差，高低温时阻尼、回弹时间变化幅度大等问题，这就大大限制其应用范围。
[0006]随着科技进步和聚氨酯工业发展，人们对聚氨酯发泡材料的要求越来越苛刻，单一性能优越的材料并不能满足社会生产和发展要求，性能优异的综合型材料倍受青睐。在聚醚改性硅油的制备过程中，通过加入表面修饰后的云母粉，与聚醚改性硅油的结合度大大加强，并使产物兼具二者的优点，增强了其结构稳定性，作为慢回弹聚氨酯发泡材料的添加剂，不但具备了可观的力学强度，更可以提升发泡材料的阻尼性能、力学强度和耐磨性能。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种既具备良好的慢回弹性能又具有高强度，能有效抗菌，并且在低温下硬度不明显提升的耐磨高阻尼慢回弹聚氨酯发泡材料的制备方法。
[0008]为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术公开了一种耐磨高阻尼慢回弹聚氨酯发泡材料，由下列原料按重量份数组成：聚醚多元醇40~60份，聚丙二醇40~60份，聚合物多元醇0~20份（三者共计100份）。耐磨增阻尼剂1~5份，胺类催化剂1.2~2.4份，锡类催化剂0.4~1.2份，发泡剂1.0~3.0份，异氰酸酯40~65份。
[0009]进一步地，所述的聚醚多元醇为万华集团生产的聚醚多元醇WANOL F3135，聚丙二醇分子量为3000，聚合物多元醇为宁波宏义化工有限公司生产的聚合物多元醇3630，胺类催化剂为聚氨酯催化剂A33，锡类催化剂为聚氨酯催化剂T9，发泡剂为去离子水，异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯MDI。
[0010]进一步地，所述耐磨增阻尼剂为云母接枝聚醚改性硅油MC
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PMSO。其制备步骤为：1）KH
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151@MC的制备：取1 g 干法云母粉加入装有100 mL无水乙醇的250 mL圆底烧瓶中，于超声清洗机内100W超声1 h，然后将10 mL乙烯基三甲氧基硅烷加入云母分散液中，在氮气气氛下，常温磁子搅拌24 h，最后将产物置于70℃真空干燥箱中24 h，待用；2）MC
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PMSO的制备：在配有温度计、氮气导气管和回流冷凝器的250 mL三口烧瓶中，加入30 mL失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚、40 mL二甲基硅油和0.2 mL催化剂三氟乙酸及8 g KH
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151@MC，磁子搅拌（转速200 r/min），并通氮气，加热至100℃，稳定，在此温度下保温反应3 h。反应结束后，冷却至60℃，出料，得到透明状液体产品，即MC
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PMSO。
[0011]本专利技术还提供一种耐磨高阻尼慢回弹聚氨酯海绵的制备方法，包括以下步骤：1）将聚醚多元醇WANOL F3135、聚丙二醇、聚合物多元醇按比例加入到容器中，然后按配方加入耐磨增阻尼剂、胺类催化剂A33、锡类催化剂T9、去离子水，在转速为1200 r/min的搅拌机下搅拌30秒，记为A组分；2）称取MDI加入到另一容器中记为B组分；3）自由发泡：将B组分倒入装有A组分的容器中，然后在转速为2500 r/min的搅拌机下搅拌6
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8秒钟，待体系发白，将体系倒入模具中，控制模具温度在25
±
0.5℃，24
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72小时后切割，即得到产品。
[0012]本专利技术的有益效果是：（1）云母粉由天然云母矿经干法碾磨及分级技术加工制得。是一种天然的具有耐磨特性的矿物材料，但单纯加入云母粉并不能使高分子材料的耐磨性能得到有效增强。本专利技术通过对云母粉进行改性，加入对慢回弹聚氨酯发泡材料有提升阻尼性能的聚醚改性硅油制备过程中，结合效果好，使得发泡材料的耐磨、阻尼性能得到进一步增强，力学性能有所提升。
[0013]（2）本专利技术无需添加表面活性剂，所制耐磨增阻尼剂同时具备表面活性剂作用，少添加量即可达到效果，成本低，有良好生产经济效益。分别采用MDI、去离子水作为发泡材料的异氰酸酯原料、发泡剂，环保安全，对人体无毒无害。
[0014]（3）本专利技术所述的云母接枝聚醚改性硅油MC
‑
PMSO兼具云母粉及聚醚改性硅油的优点，通过对云母粉进行乙烯基改性，使得云母粉与聚醚改性硅油中残留的Si
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H键结合起来。相对于直接加入云母粉，MC
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PMSO可利用聚醚改性硅油的柔顺流动性使云母充分分布在聚氨酯发泡材料基体中，起到优秀的协同作用。
附图说明
[0015]图1实施例4中发泡材料的SEM图；图2对比例1及实施例1~4的损耗因子对比图。
具体实施方式
[0016]为了使本专利技术所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本专利技术所述的技术方案做进一步的说明，但是本专利技术不仅限于此。
[0017]1）KH
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151@MC的制备：取1 g 干法云母粉加入装有100 mL无水乙醇的250 mL圆底烧瓶中，于超声清洗机内100W超声1 h，然后将10 mL乙烯基三甲氧基硅烷加入云母分散液中，在氮气气氛下，常温磁子搅拌24 h，最后将产物置于70℃真空干燥箱中24 h，待用；2）MC
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PMSO的制备：在配有温度计、氮气导气管和回流冷凝器的250 mL三口烧瓶中，加入30 mL失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚、40 mL二甲基硅油和0.2 mL催化剂三氟乙酸及8 g KH
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151@MC，磁子搅拌（转速200 r/min），并通氮气，加热至100℃，稳定，在此温度下保温反应3 h。反应结束后，冷却至60℃，出料，得到透明状本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐磨高阻尼慢回弹聚氨酯发泡材料，其特征在于：由下述重量份数的原料制成：聚醚多元醇40~60份，聚丙二醇40~60份，聚合物多元醇0~20份；耐磨增阻尼剂1~4份，胺类催化剂1.2~2.4份，锡类催化剂 0.4~1.2份，发泡剂1.0~3.0份，异氰酸酯 40~65份；所述耐磨增阻尼剂为云母接枝聚醚改性硅油MC
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PMSO，所述聚醚多元醇、聚丙二醇、聚合物多元醇重量份数之和为100。2.根据权利要求1所述的耐磨高阻尼慢回弹聚氨酯发泡材料，其特征在于：所述耐磨增阻尼剂的制备步骤如下：1）KH
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151@MC的制备：取1 g 干法云母粉加入装有100 mL无水乙醇的250 mL圆底烧瓶中，于超声清洗机内100W超声1 h，然后将10 mL乙烯基三甲氧基硅烷加入云母分散液中，在氮气气氛下，常温磁子搅拌24 h，最后将产物置于70℃真空干燥箱中24 h，待用；2）MC
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PMSO的制备：在配有温度计、氮气导气管和回流冷凝器的250 mL三口烧瓶中，加入30 mL失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚、40 mL二甲基硅油和0.2 mL催化剂三氟乙酸及8 g KH
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151@MC，磁子搅拌（转速200 r/min），并通氮气，加热至100℃，稳定，在此温度下保温反应3 h；反应结束后，冷却至60℃，出料，得到透明状液体产品，即云母接枝聚醚改性硅油MC
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PMSO，即耐磨增阻尼剂。3.根据权利要求1所述的耐磨高阻尼慢回弹聚氨酯发泡...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑玉婴，王利，王天义，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：