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制备聚氨酯弹性体泡沫的方法技术

技术编号:40994445 阅读:2 留言:0更新日期:2024-04-18 21:35
本发明专利技术提供一种制备聚氨酯弹性体泡沫的方法、由该方法制备的聚氨酯弹性体泡沫以及该聚氨酯弹性体泡沫的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术涉及聚氨酯弹性体发泡技术的领域,具体地讲涉及制备聚氨酯弹性体泡沫的方法及其产品。


技术介绍

1、使用发泡技术在聚氨酯(pu)材料内部形成大量孔,从而形成具有多孔结构的聚氨酯泡沫材料是获得轻质产品和节约材料的有效手段。大量孔的存在还可以赋予材料优异的性能,诸如热绝缘、阻尼和缓冲、降噪和吸声。

2、传统的聚氨酯发泡主要包括三种方法:(1)预聚物法,其中首先将多元醇(白色材料)和异氰酸酯(黑色材料)混合并制成预聚物,然后将发泡剂、催化剂、表面活性剂和其他添加剂等添加到预聚物中并在高速搅拌下混合以发泡,所得泡沫在固化后在特定温度下老化,以获得最终产物;(2)半预聚物法,其中首先将多元醇(白色材料)和异氰酸酯(黑色材料)混合并制成预聚物,然后添加另一聚醚或聚酯多元醇和异氰酸酯、水、催化剂、表面活性剂、其他添加剂等并在高速搅拌下混合以进行发泡;以及(3)一步法,其中将材料诸如聚醚或聚酯多元醇(白色材料)和多异氰酸酯(黑色材料)、水、催化剂、表面活性剂、发泡剂、其他添加剂一步添加,在高速搅拌下混合以进行发泡。

3、然而,在通过上述方法制备的聚氨酯泡沫中难以将低密度与良好的机械特性相结合,因为高膨胀比通常导致降低的机械特性和差的表皮质量。

4、连续挤出成型和注射成型都是连续发泡成型的重要技术。然而,在上述发泡方法中,呈熔融状态的原料聚合物对于发泡是必需的,这几乎不适用于工业大规模生产。固态发泡方法可有效地解决与具有低熔体强度的发泡聚合物材料相关的问题。在固态发泡期间,将填充有发泡剂的聚合物基质加热至接近发泡熔点的软化区域。例如,当使用物理发泡剂如超临界n2或co2时,超临界流体溶解在聚合物基质内,该流体在快速升温后达到过饱和状态,并且在压力释放后,其诱导孔成核,促进孔生长,并实现聚合物材料的发泡。固态发泡可以通过控制温度来控制孔径大小,并且适用于生产具有特殊孔径的聚合物泡沫材料,诸如微孔泡沫。

5、cn105829417a公开了一种生产膨胀热塑性弹性体小珠的方法,其包括浸渍步骤、膨胀步骤和任选的熔合步骤,所生产的热塑性弹性体小珠具有不间断的表皮、低密度和均匀的孔分布,并且小珠膨胀和成形部件生产可以在一个操作和一个设备中进行。

6、cn110126171a公开了一种用于聚合物颗粒的集成泡沫模塑方法,其包括以下步骤:1)制备具有由低熔点大分子树脂涂覆的高熔点大分子树脂的聚合物颗粒;2)将聚合物颗粒进行一步发泡成型以获得发泡产品。通过制备具有用低熔点大分子树脂涂覆的高熔点大分子树脂的核-壳结构的聚合物颗粒,在发泡过程期间,发泡温度低于核树脂的熔点,使得可在颗粒的核处形成发泡小珠。发泡温度高于壳树脂的熔点,表面处于熔融状态。因此,当颗粒膨胀并相互挤压时,处于熔融状态的壳树脂能够使颗粒熔合在一起。同时,在发泡期间颗粒处于流化状态,所有颗粒的温度一致,确保颗粒不预先结合,当膨胀方式时内部熔合均匀且一致,避免了填充缺陷。

7、超临界发泡方法在发泡热塑性弹性体诸如热塑性聚氨酯弹性体(tpu)中是常见的。然而,如上述公开的申请中所述,该方法通常需要在发泡成型之前通过挤出机或通过其他方法将热塑性聚氨酯弹性体制成颗粒的步骤。整个过程需要许多步骤并且是复杂的。

8、因此,需要一种新的发泡方法,其结合了对聚氨酯泡沫产品的高性能的要求和对简单且有效的制备方法的要求。


技术实现思路

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【技术保护点】

1.一种制备聚氨酯弹性体泡沫的方法,所述方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的制备聚氨酯弹性体泡沫的方法,其特征在于压力P在10MPa至18MPa的范围内,并且所述浸渍时间在3分钟至2小时,优选地30分钟至90分钟的范围内。

3.根据权利要求1所述的制备聚氨酯弹性体泡沫的方法,其特征在于所述压力释放速率在4MPa/s至100MPa/s,更优选地5MPa/s至30MPa/s的范围内。

4.根据权利要求1所述的制备聚氨酯弹性体泡沫的方法,其特征在于所述流体包含氮气和二氧化碳中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的制备聚氨酯弹性体泡沫的方法,其特征在于所述流体中的氮气不小于50重量%。

6.根据权利要求1所述的制备聚氨酯弹性体泡沫的方法,其特征在于通过注射或浇注将组分A和组分B的混合物添加到所述模具中。

7.根据权利要求1所述的制备聚氨酯弹性体泡沫的方法,其特征在于组分A和组分B都不包含附加的发泡剂。

8.根据权利要求1所述的制备聚氨酯弹性体泡沫的方法,其特征在于所述聚氨酯预成型件具有不大于80肖氏硬度A,优选地在10肖氏硬度A至80肖氏硬度A,更优选地在20肖氏硬度A至80肖氏硬度A,还优选地在45肖氏硬度A至75肖氏硬度A的范围内的硬度。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的制备聚氨酯弹性体泡沫的方法,所述方法包括在步骤d)中释放所述压力后,在0℃至25℃范围内的温度下冷却的步骤e)。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的制备聚氨酯弹性体泡沫的方法,其特征在于将在步骤d)或e)中获得的所述聚氨酯弹性体泡沫材料置于模具中用于进一步热压。

11.根据权利要求1至9中任一项所述的制备聚氨酯弹性体泡沫的方法,其特征在于将在步骤d)或e)中获得的所述聚氨酯弹性体泡沫材料进一步切割成期望的尺寸。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的制备聚氨酯弹性体泡沫的方法,其特征在于步骤d)中的未成形聚氨酯预成型件的发泡是部分的,其中将在所述第一温度T1下的压力降低至高于环境压力的压力,并且所述部分发泡的聚氨酯预成型件的密度大于可通过将所述压力降低至环境压力而获得的密度。

13.根据权利要求12所述的制备聚氨酯弹性体泡沫的方法,其特征在于还包括发泡步骤d2),其中所述部分发泡的聚氨酯预成型件随后在第二温度T2下完全膨胀,然后所述腔体中的压力降低至所述第二温度T2下的压力降低直至获得期望密度的程度。

14.根据权利要求13所述的制备聚氨酯弹性体泡沫的方法,其特征在于发泡步骤d2)在与发泡步骤d)相同的装置中或在与发泡步骤d)不同的另一装置中进行。

15.一种聚氨酯弹性体泡沫,所述聚氨酯弹性体泡沫通过根据权利要求1至14中任一项所述的制备聚氨酯弹性体泡沫的方法来制备。

16.根据权利要求15所述的聚氨酯弹性体泡沫的用途。

17.根据权利要求16所述的聚氨酯弹性体泡沫的用途,其中所述聚氨酯弹性体泡沫用于运输、家具、运动产品或鞋材料的领域。

18.根据权利要求17所述的聚氨酯弹性体泡沫的用途,其中所述聚氨酯弹性体泡沫用于座椅。

19.根据权利要求17所述的聚氨酯弹性体泡沫的用途,其中所述聚氨酯弹性体泡沫用于鞋底。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种制备聚氨酯弹性体泡沫的方法,所述方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的制备聚氨酯弹性体泡沫的方法,其特征在于压力p在10mpa至18mpa的范围内,并且所述浸渍时间在3分钟至2小时,优选地30分钟至90分钟的范围内。

3.根据权利要求1所述的制备聚氨酯弹性体泡沫的方法,其特征在于所述压力释放速率在4mpa/s至100mpa/s,更优选地5mpa/s至30mpa/s的范围内。

4.根据权利要求1所述的制备聚氨酯弹性体泡沫的方法,其特征在于所述流体包含氮气和二氧化碳中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的制备聚氨酯弹性体泡沫的方法,其特征在于所述流体中的氮气不小于50重量%。

6.根据权利要求1所述的制备聚氨酯弹性体泡沫的方法,其特征在于通过注射或浇注将组分a和组分b的混合物添加到所述模具中。

7.根据权利要求1所述的制备聚氨酯弹性体泡沫的方法,其特征在于组分a和组分b都不包含附加的发泡剂。

8.根据权利要求1所述的制备聚氨酯弹性体泡沫的方法,其特征在于所述聚氨酯预成型件具有不大于80肖氏硬度a,优选地在10肖氏硬度a至80肖氏硬度a,更优选地在20肖氏硬度a至80肖氏硬度a,还优选地在45肖氏硬度a至75肖氏硬度a的范围内的硬度。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的制备聚氨酯弹性体泡沫的方法,所述方法包括在步骤d)中释放所述压力后,在0℃至25℃范围内的温度下冷却的步骤e)。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的制备聚氨酯弹性体泡沫的方法,其特征在于将在步骤d)或e)中获得的所述聚...

【专利技术属性】
技术研发人员:梁振鹏奚邦为刘英豪金鑫
申请(专利权)人:巴斯夫欧洲公司
类型:发明
国别省市:

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