一种高支撑性热塑性聚氨酯发泡材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高支撑性热塑性聚氨酯发泡制品及其制备方法。包含以下质量百分比的组分：1)多异氰酸酯：10%

【技术实现步骤摘要】
一种高支撑性热塑性聚氨酯发泡材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于高分子材料发泡领域，具体涉及一种高支撑性性热塑性聚氨酯发泡材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]发泡材料因其密度低、比强度高、隔热隔音及缓冲性能优异等特点，在工业、农业、包装、交通运输业、军事、日用民用品甚至航空航天等领域均有着广泛的应用。目前制备发泡材料的方法主要通过物理或化学方法在塑料内部填充大量的气泡，使材料发生膨胀得到发泡材料，常用的发泡材料多为塑料类，主要包括聚苯乙烯(PS)泡沫、聚乙烯(PE)泡沫、聚丙烯(PP)泡沫及聚氨酯(PU)软质和硬质泡沫等，其中PS塑料泡沫因无法降解，会对生态环境造成一定污染而被制止使用；PE、PP发泡材料因其耐温性较差限制了其应用范围。
[0003]热塑性聚氨酯是一种主链上包括重复的
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NHCOO
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结构单元的热塑性聚合物，其具有较宽泛的硬度范围，且耐磨性能、耐介质性能、耐环境性及耐温性能较优异，分子结构多样，可得到满足不同性能要求的产品，可以在较宽的温度范围内使用，因而有着广泛的应用。热塑性聚氨酯颗粒经发泡及加热成型可得到模塑发泡制品，此种制品能较大程度上保留材料原有的性能，同时降低密度进而轻量化使用。基于上述优点，TPU发泡材料在许多工业领域如汽车、建筑材料及日用品领域如鞋材、床垫等行业有着广泛应用。
[0004]随着生活水平的提高篮球、羽毛球等运动项目的普及，简单的运动鞋已经不能满足人们的需求，专业的功能性运动鞋越来越受到人们的青睐。鞋底中足作为连接前掌与后跟的重要结构，是运动鞋鞋底的重要组成部分，其对于运动过程中的支撑及抗扭有着十分重要的意义。中足的弯曲刚度是指运动鞋绕中足部位弯折所需要的力矩，反映的是中足弯折的难易程度，弯曲刚度越高鞋底的稳定性越好，同时弯曲刚度的增加并不会影响穿着感受及缓冲性能，因此很多运动鞋在中底部位选择增加碳板来提升中底弯曲刚度，改善鞋底的支撑性，提升穿着体验。
[0005]热塑性聚氨酯发泡材料—ETPU在专利文献WO2007/082838A、WO2010/136398A、CN102229709A中已经被公开，相关专利提及的发泡产品密度较高，回弹性较差，普遍在50
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55％左右；TPU作为结晶性聚合物，在熔点附近黏度会发生突降，黏度过低，发泡制品孔径较大，同时其破孔概率增高，这会导致产品回弹较差同时弯曲刚度较低，难以满足专业功能性运动鞋需求。在运动员及爱好者追求高支撑、低密度，高回弹的趋势下，现有技术已不能满足需求，因而开发一款高支撑性热塑性聚氨酯发泡材料是亟需解决的问题。
[0006]本专利技术为了解决上述技术问题提供一种高支撑性热塑性聚氨酯发泡材料及其制备方法，所制备的高支撑性热塑性聚氨酯发泡材料具有优异的回弹性能的同时有着较高的中底弯曲刚度，提高鞋底的支撑性，发泡密度低且可控，泡孔尺寸均匀，机械性能优良。

技术实现思路

[0007]本专利技术解决上述问题的技术方案如下：
[0008]一方面，本专利技术提供一种高支撑性热塑性聚氨酯发泡材料，按照重量份，其原料包含如下组分：1)多异氰酸酯：10％
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60％；2)多元醇：20％
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80％；3)扩链剂：3％
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25％；4)抗氧剂：0.1％
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4％；5)光稳定剂：0.5％
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6％；6)性能改进剂，0.2％
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20％；所述性能改进剂选自NCO预聚体、环氧化合物及酸酐类化合物。
[0009]优选地，所述NCO预聚体为聚醚型、聚酯型、PCDL型及PCL型预聚体的一种或多种，优选为聚醚型、聚酯型NCO预聚体；所述聚醚型、聚酯型、PCDL型及PCL型预聚体是分别通过聚醚多元醇、聚酯多元醇，聚碳酸酯多元醇及聚己内酯多元醇与多异氰酸酯反应得到，所述预聚体中NCO含量优选为0.2％
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20％，进一步优选为0.2％
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10％。
[0010]优选地，所述环氧化合物为环氧树脂，更优选为脂环族环氧树脂。
[0011]优选地，所述酸酐类化合物选自马来酸酐、丁二酸酐、癸二酸酐、己二酸酐、邻苯二甲酸酐、偏苯三酸酐的一种或多种。
[0012]进一步，所述多异氰酸酯选自脂肪族多异氰酸酯、脂肪环族多异氰酸酯、芳香族多异氰酸酯的一种或多种；优选脂肪族二异氰酸酯、脂肪环族二异氰酸酯、芳香族二异氰酸酯，进一步优选1,6
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六亚甲基二异氰酸酯、五亚甲基二异氰酸酯、1,10
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癸二异氰酸酯、1,3
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环己烷二异氰酸酯、1,4
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环己烷二异氰酸酯、2,2,4
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三甲基六亚甲基二异氰酸酯、2,4,4
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三甲基六亚甲基二异氰酸酯、2,4
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六氢甲苯二异氰酸酯、2,6
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六氢甲苯二异氰酸酯、4,4
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二环己基甲烷二异氰酸酯、2,2
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二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、2,4
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甲苯二异氰酸酯、2,6
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甲苯二异氰酸酯、2,4
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二苯基甲烷异氰酸酯、4,4
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二苯基甲烷二异氰酸酯、2,2
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二苯基甲烷二异氰酸酯、1,5
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萘二异氰酸酯、1,4
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萘二异氰酸酯、间苯二亚甲基二异氰酸酯、二苯甲烷
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3,3
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二甲氧基
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4,4
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二异氰酸酯中的一种或多种，进一步优选为1,6
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六亚甲基二异氰酸酯、1,10
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癸二异氰酸酯、1,3
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环己烷二异氰酸酯、1,4
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环己烷二异氰酸酯、4,4
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二苯基甲烷二异氰酸酯、2,6
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甲苯二异氰酸酯的一种或多种。
[0013]进一步，所述多元醇选自聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇，聚己内酯多元醇中的一种或多种。
[0014]优选地，所述聚酯多元醇选自具有2至12个碳原子，优选4至6个碳原子的二羧酸和多元醇制备，如乙二醇聚己二酸酯、1,4
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丁二醇聚己二酸酯、乙二醇
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1,4
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丁二醇聚己二酸酯、1,6
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己二醇
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新戊二醇聚己二酸酯、1,6
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己二醇
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1,4
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丁二醇聚己二酸酯二元醇的一种或多种，聚酯多元醇的数均分子量n为500至10000g/mol，特别优选600至6000g/mol，更优选为800
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4000g/mol。
[0015]所述聚醚多元醇选自：聚氧化乙烯二元醇、聚氧化丙烯二元醇、聚四亚甲基二元醇的一种或多种；所述聚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高支撑性热塑性聚氨酯发泡材料，按照重量份，其原料包含如下组分：1)多异氰酸酯：10％
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60％；2)多元醇：20％
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80％；3)扩链剂：3％
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25％；4)抗氧剂：0.1％
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4％；5)光稳定剂：0.5％
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6％；6)性能改进剂，0.2％
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20％；所述性能改进剂选自NCO预聚体、环氧化合物及酸酐类化合物。2.如权利要求1所述的高支撑性热塑性聚氨酯发泡材料，其特征在于，所述NCO预聚体为聚醚型、聚酯型、PCDL型及PCL型预聚体的一种或多种；所述聚醚型、聚酯型、PCDL型及PCL型预聚体为分别通过聚醚多元醇、聚酯多元醇，聚碳酸酯多元醇及聚己内酯多元醇与多异氰酸酯反应得到，所述预聚体中NCO含量优选为0.2％
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20％，进一步优选为0.2％
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10％；和/或，所述环氧化合物为环氧树脂，优选为脂环族环氧树脂；和/或，所述酸酐类化合物选自马来酸酐、丁二酸酐、癸二酸酐、己二酸酐、邻苯二甲酸酐、偏苯三酸酐的一种或多种。3.如权利要求1或2所述的高支撑性热塑性聚氨酯发泡材料，其特征在于，所述多异氰酸酯选自脂肪族多异氰酸酯、脂肪环族多异氰酸酯、芳香族多异氰酸酯的一种或多种；优选脂肪族二异氰酸酯、脂肪环族二异氰酸酯、芳香族二异氰酸酯，进一步优选1,6
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六亚甲基二异氰酸酯、五亚甲基二异氰酸酯、1,10
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癸二异氰酸酯、1,3
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环己烷二异氰酸酯、1,4
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环己烷二异氰酸酯、2,2,4
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三甲基六亚甲基二异氰酸酯、2,4,4
‑
三甲基六亚甲基二异氰酸酯、2,4
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六氢甲苯二异氰酸酯、2,6
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六氢甲苯二异氰酸酯、4,4
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二环己基甲烷二异氰酸酯、2,2
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二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、2,4
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甲苯二异氰酸酯、2,6
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甲苯二异氰酸酯、2,4
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二苯基甲烷异氰酸酯、4,4
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二苯基甲烷二异氰酸酯、2,2
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二苯基甲烷二异氰酸酯、1,5
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萘二异氰酸酯、1,4
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萘二异氰酸酯、间苯二亚甲基二异氰酸酯、二苯甲烷
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3,3
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二甲氧基
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4,4
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二异氰酸酯中的一种或多种。4.如权利要求1
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3中任一项所述的高支撑性热塑性聚氨酯发泡材料，其特征在于，所述多元醇选自聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇，聚己内酯多元醇中的一种或多种。5.如权利要求1
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4中任一项所述的高支撑性热塑性聚氨酯发泡材料，其特征在于，所述扩链剂选自小分子二元醇和/或二元胺；其中小分子二元醇选自乙二醇、1,3
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丙二醇、1,4
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈云汉，陈卓，付小亮，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：