[发明专利]一种聚氨酯发泡材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚氨酯发泡材料及其制备方法，所述聚氨酯发泡材料以10‑90质量份的热塑性聚氨酯弹性体为骨架材料，与10‑90质量份的异氰酸酯封端的聚氨酯、水、催化剂和选择性加入的功能助剂反应发泡，通过挤出方法制备得到；水与异氰酸酯封端的聚氨酯的质量比为0.1％‑10％；催化剂与异氰酸酯封端的聚氨酯的质量比为0.1％‑3％；功能助剂与聚氨酯发泡材料的质量比为0‑10％；异氰酸酯封端的聚氨酯中异氰酸根含量为1wt％‑25wt％。所述聚氨酯发泡材料具有生产工艺简单、密度低、耐高/低温、极低VOC、极低的压缩形变等特点，能够在密封、减震、减重、鞋材等领域具有较好的应用前景。

技术领域

本发明涉及高分子聚合物发泡材料技术领域，具体涉及一种聚氨酯发泡材料及其制备方法。

背景技术

聚氨酯发泡材料是以聚氨酯为基体材料，通过物理或者化学方法在聚氨酯基体内部形成大量气泡，进而形成一个个泡孔结构。正是由于该发泡材料独特的泡孔结构，使其具备了许多优异的性能，如低密度、隔热、减震、缓冲以及吸音等特性，因此在日用品、鞋材、体育用品、包装、建筑、军工工业、航天工业、交通运输行业以及汽车行业等领域都得到了广泛地应用。

目前常用的聚氨酯发泡材料有聚氨酯硬质和软质泡沫材料以及热塑性聚氨酯发泡材料。传统的聚氨酯软质和硬质泡沫材料发泡时因直接使用多异氰酸酯原材料容易造成材料中残留异氰酸酯，对人体有害。聚氨酯硬质泡沫材料主要应用于隔热和隔音领域，无法在减震缓冲领域使用。目前，环保型聚氨酯软质泡沫通常是异氰酸酯预聚物、任选的聚合物多元醇和水反应通过混合设备搅拌均匀，然后浇注于模具中进行模压发泡，这种工艺无法连续生产，生产效率低，另外这种聚氨酯软质泡沫生产工艺无法连续生产片材，膜材。

热塑性聚氨酯发泡材料是以热塑性聚氨酯为基体采用物理发泡剂(如中国专利文献CN110549582A、CN108503879A等)或化学发泡剂通过挤出发泡法或高压釜浸渍发泡法制备得到的，例如目前主要指的是可水蒸气模塑的热塑性聚氨酯发泡颗粒和直接挤出发泡制备的热塑性聚氨酯发泡材料，但其目前主要存在以下问题：一方面水蒸气模塑成型设备价格昂贵，且颗粒进入模具后颗粒间存在较大缝隙，易产生较高的次品率，材料生产成本较高；另一方面，无论是热塑性聚氨酯发泡颗粒模塑成型的材料，还是直接挤出发泡制备得到的热塑性聚氨酯发泡材料，因热塑性聚氨酯为弹性伸缩材料，致使热塑性聚氨酯发泡材料的压缩变形较大，这也限制了其更为广泛的应用。

发明内容

针对本领域存在的不足之处，本发明提供了一种聚氨酯发泡材料，制备工艺简单，具有密度低、耐高/低温、极低VOCs、极低的压缩形变等特点，能够在密封、减震、减重、鞋材等领域具有较好的应用前景。

一种聚氨酯发泡材料，以热塑性聚氨酯弹性体为骨架材料，与异氰酸酯封端的聚氨酯、水、催化剂和选择性加入的功能助剂反应发泡，通过挤出方法制备得到；

所述热塑性聚氨酯弹性体和异氰酸酯封端的聚氨酯的质量比为10～90:10～90；

所述水与所述异氰酸酯封端的聚氨酯的质量比为0.1％-10％；

所述催化剂与所述异氰酸酯封端的聚氨酯的质量比为0.1％-3％；

所述功能助剂与所述聚氨酯发泡材料的质量比为0-10％；

所述异氰酸酯封端的聚氨酯中异氰酸根含量为1wt％-25wt％。

本发明采用挤出工艺，通过对各原料组分的用量同时进行优化限定得到密度低、耐高/低温、极低VOCs、极低的压缩形变等综合性能优异的聚氨酯发泡材料。