一种高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高回弹聚氨酯发泡材料及其制备方法，属于高分子发泡材料技术领域；包括如下重量份原料：90

【技术实现步骤摘要】
一种高回弹聚氨酯发泡材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于高分子发泡材料
，具体涉及一种高回弹聚氨酯发泡材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]塑性聚氨酯弹性体(TPU)是通过二异氰酸酯、长链二醇和短链二醇按照一定比例组合在一起在皮带系统上或在反应挤出机设备中制备得到的一种半结晶高分子材料。TPU具有优异的力学性能、优异的耐热耐化学介质性能、优异的耐磨性能。且因原料配方的多样性，通过调整各个原料比例，可以得到非常宽泛硬度的产品。
[0003]目前发泡TPU材料的制备方法主要分为以下几种方法：(1)采用物理发泡剂发泡，通过釜压发泡或者挤出发泡的方式制备发泡TPU颗粒，然后将制备的发泡TPU颗粒通过水蒸气模塑设备或者胶粘模压设备加工成制品，该法的优点为所制备的制品密度低、弹性好、拉伸强度大；该法的缺点为制备过程复杂，发泡TPU颗粒生产稳定性差，所得制品成本高，应用较为局限等。(2)采用化学发泡剂，通过注塑或者挤出设备制备得到制品，该法的优点为制备过程简单，可连续化生产且成本低效率高；化学发泡剂，如柠檬酸、碳酸氢盐或偶氮二酰胺等，其是通过在注塑加工时化学发泡剂发生分解产生无机气体在聚合物中形成闭孔的泡孔结构，该法所得制品具有较粗的泡孔结构且易产生空穴，而且由于碳酸氢钠分解温度低，分解温度区间窄，使其在发泡材料使用方面受到很大的限制。因此，需要对环保型发泡剂碳酸氢钠进行改性，提高其分解温度区间，缩小分解温度范围。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种高回弹聚氨酯发泡材料及其制备方法。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种高回弹聚氨酯发泡材料，包括如下重量份原料：90
‑
98.5份热塑性聚氨酯弹性体，1
‑
3.5份粘合剂，0.5
‑
6.5份发泡组合物；
[0007]所述发泡组合物包括如下步骤制成：
[0008]步骤S1、将钠基蒙脱土和4，4'
‑
氧代双苯磺酰肼加入超临界二氧化碳反应釜中，密封，升温至50℃，在压力20MPa、转速100r/mi n下使二氧化碳达到超临界状态，搅拌并反应2h，反应结束后泄压取出，制得粗品，将粗品洗涤、离心、干燥后制得填充蒙脱土，控制钠基蒙脱土和4，4'
‑
氧代双苯磺酰肼的重量比为20
‑
22g∶8
‑
10g；
[0009]步骤S1中通过超临界二氧化碳插层法将4，4'
‑
氧代双苯磺酰肼插入钠基蒙脱土的片层中，超临界二氧化碳具有良好的渗透性和溶解能力，能够充分溶解4，4'
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氧代双苯磺酰肼和蒙脱土，4，4'
‑
氧代双苯磺酰肼能够更好的插入蒙脱土内层中，而且蒙脱土本身的片层结构具有气体阻隔性能，能够阻止气体在材料中的扩散。
[0010]步骤S2、将环氧树脂加入无水乙醇中，超声分散30min，加入碳酸氢钠，室温下匀速搅拌5min，依次加入三亚乙基四胺、十二烷基苯磺酸钠和催化剂，升温至40
‑
45℃，继续反应
20min，反应结束后升温至70℃，保温反应5h，加入填充蒙脱土，继续保温反应2h，反应结束后降温至室温，分别用无水乙醇和去离子水洗涤三次，之后在60
‑
65℃下真空烘干，制得发泡组合物，控制环氧树脂、碳酸氢钠和无水乙醇的用量比为1
‑
1.2g∶4
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5g∶100
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150mL，三亚乙基四胺、十二烷基苯磺酸钠和催化剂的重量比为1∶1∶0.5，环氧树脂、三亚乙基四胺和填充蒙脱土的重量比为10∶1∶1.2
‑
1.5。
[0011]步骤S2中通过环氧树脂对碳酸氢钠进行包覆，加入三亚乙基四胺作为固化剂，十二烷基苯磺酸钠作为分散剂，形成以碳酸氢钠为核，环氧树脂为壳的核壳结构，防止碳酸氢钠的低分解温度和宽分解温度区间，使得碳酸氢钠的发泡质量较差，影响使用范围，而且在制备过程中加入了填充蒙脱土，填充蒙脱土作为促进剂，附着在核壳结构表面，形成发泡
‑
成核一体的复合发泡组合物，改善发泡质量，在使用时，本专利技术制备出的发泡剂在温度为145
‑
150℃时内部包覆的碳酸氢钠开始分解，提高了碳酸氢钠本身的耐热性能，继续升温超过160℃后填充蒙脱土中的4，4'
‑
氧代双苯磺酰肼发泡，提高发泡量。
[0012]进一步地：所述粘合剂为矿物油，所述热塑性聚氨酯弹性体的邵氏硬度为40A
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80D，热塑性聚氨酯弹性体的熔点小于180℃。
[0013]一种高回弹聚氨酯发泡材料的制备方法，包括如下步骤：
[0014]第一步、将热塑性聚氨酯弹性体在75
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110℃下干燥，直至水分低于500wtppm，之后加入粘合剂，搅拌均匀，制得初料；
[0015]第二步、向初料中加入发泡组合物，混合均匀后加入注塑机中，在150
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180℃下注入模具成型，制得高回弹聚氨酯发泡材料，模具温度为25℃。
[0016]本专利技术的有益效果：
[0017]本专利技术一种高回弹聚氨酯发泡材料，以热塑性聚氨酯弹性体作为基体，加入发泡组合物，该发泡组合物在制备过程中通过环氧树脂对碳酸氢钠进行包覆，加入三亚乙基四胺作为固化剂，十二烷基苯磺酸钠作为分散剂，形成以碳酸氢钠为核，环氧树脂为壳的核壳结构，防止碳酸氢钠的低分解温度和宽分解温度区间，使得碳酸氢钠的发泡质量较差，影响使用范围，而且在制备过程中加入了填充蒙脱土，填充蒙脱土作为促进剂，附着在核壳结构表面，形成发泡
‑
成核一体的复合发泡组合物，改善发泡质量，在使用时，本专利技术制备出的发泡剂在温度为145
‑
150℃时内部包覆的碳酸氢钠开始分解，提高了碳酸氢钠本身的耐热性能，将分解温度与热塑性聚氨酯弹性体的熔体强度相匹配，解决传统化学发泡法易产生破孔的问题，而且继续升温超过160℃后填充蒙脱土中的4，4'
‑
氧代双苯磺酰肼发泡，提高发泡量。
具体实施方式
[0018]下面将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，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]实施例1
[0020]所述发泡组合物包括如下步骤制成：
[0021]步骤S1、将钠基蒙脱土和4，4'
‑
氧代双苯磺酰肼加入超临界二氧化碳反应釜中，密
封，升温至50℃，在压力20MPa、转速100r/min下使二氧化碳达到超临界状态，搅拌并反应2h，反应结束后泄压取出，制得粗品，将粗品洗涤、离心、干燥后制得填充蒙脱土，控制钠基蒙脱土和4，4'
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高回弹聚氨酯发泡材料，其特征在于：包括如下重量份原料：90
‑
98.5份热塑性聚氨酯弹性体，1
‑
3.5份粘合剂，0.5
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6.5份发泡组合物；所述发泡组合物包括如下步骤制成：步骤S1、将钠基蒙脱土和4，4'
‑
氧代双苯磺酰肼加入超临界二氧化碳反应釜中，密封，升温至50℃，在压力20MPa、转速100r/min下使二氧化碳达到超临界状态，搅拌并反应2h，反应结束后泄压取出，制得粗品，将粗品洗涤、离心、干燥后制得填充蒙脱土；步骤S2、将环氧树脂加入无水乙醇中，超声分散30min，加入碳酸氢钠，室温下匀速搅拌5min，依次加入三亚乙基四胺、十二烷基苯磺酸钠和催化剂，升温至40
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45℃，继续反应20min，反应结束后升温至70℃，保温反应5h，加入填充蒙脱土，继续保温反应2h，反应结束后降温至室温，分别用无水乙醇和去离子水洗涤三次，之后在60
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65℃下真空烘干，制得发泡组合物。2.根据权利要求1所述的一种高回弹聚氨酯发泡材料，其特征在于：步骤S1中控制钠基蒙脱土和4，4'
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氧代双苯磺酰肼的重量比为20...

【专利技术属性】
技术研发人员：高翔，
申请(专利权)人：上海嘉均瑞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：