[发明专利]一种耐磨高阻尼慢回弹聚氨酯发泡材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐磨高阻尼慢回弹聚氨酯发泡材料及其制备方法，其是先将干法云母粉进行表面处理，合成表面接枝乙烯基团的云母粉（KH‑151@MC），接着将其加入聚醚改性硅油制备过程中，得到云母接枝聚醚改性硅油（MC‑PMSO），最后将其作为耐磨增阻尼剂，合成慢回弹聚氨酯发泡材料。制得的发泡材料在保持传统慢回弹发泡材料性能的基础上，针对于现有技术应用方面，具备更强的高低温阻尼性、耐磨性及力学强度，易脱模，经济环保，具有广泛的社会效益。

技术领域

本发明属于有机高分子合成技术领域，涉及一种聚氨酯高分子助剂的生产方法，具体涉及一种提升慢回弹聚氨酯发泡材料力学强度、阻尼性能及耐磨性能的助剂制备及其应用。

背景技术

慢回弹聚氨酯发泡材料，是一种具有粘弹性的软质泡沫，由于其具有形状记忆功能又被称为记忆发泡材料。它是泡沫塑料中的一种特殊材料，具有“手印”特征，即当泡沫受到外力作用发生形变时，其应变滞后于应力的变化，所以当外界对其泡沫施加外力时并不是立刻回复，而是经过3~15秒后缓慢的回复到原来的形状，因此将这种特殊性的泡沫称为慢回弹泡沫也称为记忆泡沫。由于慢回弹聚氨酯泡沫具有很好的形状记忆特性，较强的能量吸收及减震抗震等性能，因而在缓冲材料领域得到了广泛的应用，因此该发泡材料的阻尼性能至关重要。

慢回弹聚氨酯发泡材料的制备主要成分是慢回弹聚醚多元醇和异氰酸酯，但加入的助剂也对发泡材料的性能产生极大的影响。其中可作为添加剂的聚醚改性硅油，在发泡过程中起着乳化、稳泡等作用。

由于云母粉具有高径厚比的二维片状结构、独特的二维补强功能、柔滑的矿物特性及优异的耐磨性能，因此将其添加到高分子聚合物中后会对聚合物的性能产生重要的影响。

目前国内外慢回弹聚氨酯发泡材料普遍存在对温度较为敏感、力学性能较差等现象。慢回弹聚氨酯发泡材料受温度的影响较大时，会存在阻尼性、防油防水性差，高低温时阻尼、回弹时间变化幅度大等问题，这就大大限制其应用范围。

随着科技进步和聚氨酯工业发展，人们对聚氨酯发泡材料的要求越来越苛刻，单一性能优越的材料并不能满足社会生产和发展要求，性能优异的综合型材料倍受青睐。在聚醚改性硅油的制备过程中，通过加入表面修饰后的云母粉，与聚醚改性硅油的结合度大大加强，并使产物兼具二者的优点，增强了其结构稳定性，作为慢回弹聚氨酯发泡材料的添加剂，不但具备了可观的力学强度，更可以提升发泡材料的阻尼性能、力学强度和耐磨性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种既具备良好的慢回弹性能又具有高强度，能有效抗菌，并且在低温下硬度不明显提升的耐磨高阻尼慢回弹聚氨酯发泡材料的制备方法。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明公开了一种耐磨高阻尼慢回弹聚氨酯发泡材料，由下列原料按重量份数组成：聚醚多元醇40~60份，聚丙二醇40~60份，聚合物多元醇0~20份（三者共计100份）。耐磨增阻尼剂1~5份，胺类催化剂1.2~2.4份，锡类催化剂0.4~1.2份，发泡剂1.0~3.0份，异氰酸酯40~65份。

进一步地，所述的聚醚多元醇为万华集团生产的聚醚多元醇WANOL F3135，聚丙二醇分子量为3000，聚合物多元醇为宁波宏义化工有限公司生产的聚合物多元醇3630，胺类催化剂为聚氨酯催化剂A33，锡类催化剂为聚氨酯催化剂T9，发泡剂为去离子水，异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯MDI。

进一步地，所述耐磨增阻尼剂为云母接枝聚醚改性硅油MC-PMSO。其制备步骤为：

1）KH-151@MC的制备：取1 g 干法云母粉加入装有100 mL无水乙醇的250 mL圆底烧瓶中，于超声清洗机内100W超声1 h，然后将10 mL乙烯基三甲氧基硅烷加入云母分散液中，在氮气气氛下，常温磁子搅拌24 h，最后将产物置于70℃真空干燥箱中24 h，待用；