[发明专利]一种膨胀型热塑性聚氨酯弹性体制品的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热塑性聚氨酯弹性体制品的制备方法，尤其涉及一种膨胀型热塑性聚氨酯弹性体制品的制备方法，属于轻量化材料领域。

背景技术

聚合物发泡材料是以聚合物为基体材料，通过物理或化学方法使聚合物基体内部产生大量的泡孔结构。由于发泡材料独特的泡孔结构赋予了其一系列优良的性能，如密度低、隔热隔音、比强度高、缓冲等，因此在包装业、工业、农业、交通运输业、军事工业、航天工业以及日用品等领域具有广泛的应用。常用的泡沫材料种类有聚氨酯(PU)软质和硬质泡沫塑料、聚苯乙烯(PS)泡沫塑料、聚乙烯(PE)泡沫塑料、聚丙烯(PP)泡沫塑料、发泡乙烯-醋酸乙烯(EVA)等。聚氨酯泡沫塑料在发泡过程中容易残留异氰酸酯，对人体有害，并且发泡材料无法回收利用。聚苯乙烯泡沫塑料产品降解困难，易产生“白色污染”问题，联合国环境组织已决定停止使用PS泡沫塑料产品。聚乙烯泡沫塑料耐高温性能较差，不适合在高温领域内应用，发泡EVA采用模压发泡工艺加工，此种工艺设备已经相当成熟，但发泡EVA长时间使用过程中弹性损失严重，并且制备过程中不环保。

热塑性聚氨酯弹性体(TPU)材料具有较宽泛的硬度范围，优异的耐磨性、机械强度、耐水、耐油、耐化学腐蚀、耐霉菌，对环境友好，可回收利用等优点。膨胀型热塑性聚氨酯弹性体粒子在保留热塑性聚氨酯基体优异的性能之外，同时具有优异的回弹性，形状多样性，低密度，可以在较宽的温度范围内使用。基于上述优点，TPU发泡材料在许多工业领域(汽车工业、包装材料)以及日常生活领域(鞋材、枕头、床垫)具有非常广泛的应用前景。

CN103371564A公开了采用膨胀型热塑性聚氨酯弹性体粒子(E-TPU)材料生产中底和鞋内底制品的方法，其采用水蒸气模塑设备加工，在特殊设计的模具中，通过水蒸气将发泡热塑性聚氨酯粒子烧结成型，但是此种生产设备工艺复杂，设备成本高，模具设计复杂，成品率低，严重限制了此材料的推广与应用。因而开发一种适用于通用模发泡设备的膨胀型热塑性聚氨酯弹性体材料以及制备方法成为许多公司和研究机构的目标。

发明内容

本发明针对现有膨胀型热塑性聚氨酯加工成型方法上存在的不足，提供一种膨胀型热塑性聚氨酯弹性体制品的制备方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种膨胀型热塑性聚氨酯弹性体制品的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)附着粘结剂：使膨胀型热塑性聚氨酯弹性体粒子的表面附着粘结剂；

2)固化成型：步骤1)中所得产品加入到成型模具中后置于硫化机内模压固化成型；

3)冷却定型：将步骤2)中成型后的成型模具冷却，即得。

进一步，步骤1)中所述的粘结剂为熔点处于40-200℃的可热熔树脂，其形态为粉体、液体中的一种。

进一步，步骤1)中所述的粘结剂为热塑性聚氨酯弹性体、丙烯酸酯、环氧树脂、单组份聚氨酯、双组份聚氨酯、水性聚氨酯中的一种。

进一步，所述粉体形态的可热熔树脂的粒径为30-5000目，优选50-3000目，特别优选300-2500目；所述液体形态的可热熔树脂其有效固含量为5-100wt％，优选10-80％，特别优选20-50％。

进一步，步骤1)中所述的膨胀型热塑性聚氨酯弹性体粒子的密度为0.001-0.6g/cm³，优选0.05-0.3g/cm³,特别优选0.15-0.25g/cm³，其根据ASTM-D792测试得到。

进一步，步骤1)中于膨胀型热塑性聚氨酯弹性体粒子的表面附着粘结剂的方法为静电吸附、喷涂、干混中的一种，可以采用简单混合器如转鼓式混合器或高混机中进行机械混合或在塑料容器中手动进行混合，得到表面附着粘结剂的膨胀型热塑性聚氨酯弹性体粒子。

进一步，步骤1)中所述的粘结剂与膨胀型热塑性聚氨酯弹性体粒子的质量比为1:1到1：10000。

进一步，步骤2)中硫化机的硫化温度为40-200℃，硫化压力为0.01-1MPa，硫化时间为1-30分钟。

进一步，步骤3)中冷却的温度为10-40℃，冷却时间为1-20min。