[发明专利]一种耐高温聚氨酯泡沫及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于泡沫塑料领域，具体涉及一种耐高温聚氨酯泡沫及其制备方法。

背景技术

目前，公知的聚氨酯泡沫塑料是由多元醇与异氰酸酯反应制得。根据选用不同配方与工艺，可制得不同泡孔、密度、力学性能以及功能性聚氨酯泡沫塑料。现有技术中，人们针对性选择具有特定基团的原料进行聚氨酯泡沫材料改性，能显著提高材料某方面性能。但是，很多改性聚氨酯泡沫材料，尤其是耐高温聚氨酯泡沫材料设计为复合体系，如环氧树脂—聚氨酯体系等，造成材料体系成分复杂，原料黏度高，成型工艺困难，材料泡孔均匀性、力学性能等无法满足更高材料需求场合的应用。

发明内容

为了克服现有的耐高温改性聚氨酯泡沫材料成型工艺复杂、力学性能较差等不足，本发明提供了一种耐高温聚氨酯泡沫及其制备方法。采用本发明制备的聚氨酯泡沫材料，能保证其常温条件下各性能良好，高温环境下的压缩模量较现阶段常用聚氨酯泡沫材料有大幅度提高，且成型工艺简单易实施。

为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：

一种耐高温聚氨酯泡沫，包括下述重量份的组分：

聚醚多元醇：45份～60份；

异氰酸酯：45份～60份；

催化剂：0.1份～0.2份；

发泡剂：1份～3份；

泡沫稳定剂：1份～3份；

填料：0.25份～10份。

根据本发明的实施例，在上述的聚氨酯泡沫中，所述的聚醚多元醇为两种聚醚多元醇的混合物：一种为羟值500～600mgKOH/g，酸值0.05～0.10mgKOH/g，官能度为4的聚醚多元醇，重量份为9份～50份；一种是羟值为450～500mgKOH/g，酸值为0.04～0.07mgKOH/g的丙三醇聚醚，重量份为9份～50份。

根据本发明的实施例，在上述的聚氨酯泡沫中，所述的异氰酸酯为多亚甲基多苯基异氰酸酯，其-NCO基的含量为（30±2）%。异氰酸酯与聚醚和发泡剂中的-OH反应形成氨基甲酸酯。

根据本发明的实施例，在上述的聚氨酯泡沫中，所述的催化剂为三乙醇胺与二月桂酸二丁基锡的混合物。

根据本发明的实施例，在上述的聚氨酯泡沫中，所述的发泡剂为去离子水，去离子水与异氰酸酯发生反应，生成CO₂气体而发泡。

根据本发明的实施例，在上述的聚氨酯泡沫中，所述的泡沫稳定剂为硅油。

根据本发明的实施例，在上述的聚氨酯泡沫中，所述的填料为平均粒径为7μm的疏水SiO₂或平均原生粒径为7nm的疏水SiO₂，SiO₂可以对材料进行改性，提高材料冲击强度和压缩模量，同时稳定和细化泡孔。

一种耐高温聚氨酯泡沫的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将聚醚多元醇，经1000～2000rmp速度搅拌均匀，处理时间15～30min；

步骤二：将催化剂、发泡剂、泡沫稳定剂和填料加入步骤一中得到的混合物中，搅拌均匀，调节混合物的温度为25～35℃；

步骤三：将异氰酸酯加入步骤二的混合物中，将加热控制混合物温度为25～35℃；

步骤四：将带有浇料口和排气口的金属模具内壁均匀涂上脱模剂，再将金属模具加热至40～50℃；

步骤五：将步骤三的混合物经1000～3000rmp的转速下搅拌10～25s，然后迅速将搅拌后的混合物浇注入步骤四中的模具中，并将模具的浇料口密封；

步骤六：将模具放入烘箱中加热到100℃，保温4h，冷却后脱模，得到聚氨酯泡沫材料。

本发明与现有技术相比，具有以下的有益效果：

（1）本发明通过分子结构设计，选用刚性基团含量较高的聚醚作为聚氨酯泡沫材料成型的原料之一，将稳定性高的刚性基团直接嵌入材料分子主链，与常用的接枝改性法相比，能赋予材料更好的力学性能，且在热环境下分子结构能更好保持稳定，达到材料在高温环境下保持较好力学性能的目的。

（2）本发明的泡沫兼顾耐热性与力学性能，与常规聚氨酯泡沫材料相比，常温压缩模量基本不变，但高温压缩模量增大了约100MPa，泡沫平均孔径降低，尤其添加微米SiO₂时，泡孔均匀性提高。

附图说明

图1为本发明实施例5制备的聚氨酯泡沫的SEM图；

图2为本发明实施例10制备的聚氨酯泡沫的SEM图；

图3为本发明实施例11制备的聚氨酯泡沫的SEM图；