[发明专利]一种具有低色差的彩色热塑性聚氨酯发泡粒子的制备方法

说明书

本发明属于发泡材料技术领域，具体涉及一种具有低色差的彩色热塑性聚氨酯发泡粒子(ETPU)的制备方法，本方法通过先制备染色多元醇，再利用染色多元醇与扩链剂、异氰酸酯反应制备得到染色的热塑性聚氨酯颗粒，再经过发泡后即可得到低色差的彩色ETPU粒子。本发明的彩色热塑性聚氨酯发泡粒子具有色差小，密度均一，泡孔尺寸均匀等特点。

技术领域

本发明属于发泡材料技术领域，具体涉及一种具有低色差的彩色热塑性聚氨酯发泡粒子的制备方法。

背景技术

以塑料为基体，通过物理或化学方法在塑料内部填充大量气泡，得到聚合物发泡材料。泡沫材料具有密度低、隔热隔音、比强度高、缓冲等一列优点，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得到广泛应用。常用的泡沫塑料品种有聚氨酯(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)泡沫塑料等。但是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。

热塑性聚氨酯弹性体(TPU)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。通过将发泡热塑性聚氨酯粒子填充到模具中，利用水蒸气进行加热成型可得到模塑发泡制品。此种制品在保留原基体优异的性能之外，同时拥有优异的回弹性，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。

基于热塑性聚氨酯的可模塑泡沫珠粒在WO2007/082838中已经被公开。其是通过悬浮工艺，采用有机发泡剂制备TPU发泡材料。但是采用该技术方案所制备的发泡热塑性聚氨酯粒子外观为白色，在使用过程中存在易变色，易污染，难清理的问题。

专利文献CN103951965A公开了一种彩色TPU发泡材料制备方法，但此专利技术存在如下问题：固体染料与固体形式的TPU颗粒直接熔融挤出造粒后，无法避免染料在TPU颗粒内部的团聚或分散不均匀问题，进而导致发泡TPU材料存在色差，同时为了避免染料迁移问题，需要将发泡剂的溶解扩散与发泡过程分步进行，同时必需严格控制加热发泡的时间，这样就会使得发泡工艺变得繁琐，降低了生产效率。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种具有低色差的彩色聚氨酯发泡粒子的制备方法，采用本发明的方法制备的彩色聚氨酯发泡粒子就有色差小，密度均一，泡孔尺寸均匀的特点。

在本发明中，所述的低色差是如下定义的：根据本行业领域人员熟知的方式，采用色差仪测试彩色热塑性聚氨酯发泡粒子的色差值ΔE，当ΔE≤0.5或肉眼观测无色差时定义为低色差。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种具有低色差的彩色热塑性聚氨酯发泡粒子的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：将聚合物多元醇加热至80-150℃，与染料按照质量比为(1～9):1加入乳化机，转速不低于1000rmp，搅拌0.5-5h，得到染料母液；按重量份数计，取聚合物多元醇100份、染料母液1-50份、硅烷偶联剂0-10份和助剂0-10份混合，升温至80-150℃，搅拌1-8h，得到染色聚合物多元醇；

步骤2：按重量份数计，取染色聚合物多元醇50-80份、扩链剂1-10份和异氰酸酯1-40份加入挤出机，经水下切粒后得彩色热塑性聚氨酯颗粒；

步骤3：按重量份数计，取彩色热塑性聚氨酯颗粒100份、发泡剂1-50份和水100-500份混合加入耐压容器，形成悬浮溶液，升温至100-150℃，压力控制为10-150bar，恒温恒压1-180min，将耐压容器中的悬浮液排放到大气中，干燥处理，得具有低色差的彩色热塑性聚氨酯发泡粒子。