[發明專利]一種制備聚氨酯酰亞胺泡沫材料的方法

有效

• 申請號: 200910076181.5
• 申請日: 2009-01-13
• 公開（公告）號: CN101463120A
• 公開（公告）日: 2009-06-24
• 發明（設計）人: 周成飛;曾心苗;郭建梅;翟彤;曹巍
• 申請（專利權）人: 北京市射線應用研究中心
• 主分類號: C08G18/10
• 分類號: C08G18/10;C08G73/10;C08G101/00
• 代理公司: 北京華夏博通專利事務所
• 代理人: 劉 俊

所屬技術領域

本發明涉及高分子材料領域，具體是涉及到一種制備聚氨酯酰亞胺泡沫材料的方法。

技術背景

在高分子材料領域中，聚氨酯酰亞胺(Pulythane-imide，簡稱PUI)泡沫材料是聚氨酯(PU)和聚酰亞胺(PI)相互滲透、交叉發展而形成的一種新型聚合物泡沫材料。PUI的結構特點是其分子鏈上既含有聚氨酯的軟、硬段結構又含有聚酰亞胺的酰亞胺結構，也就是說，PUI材料既保持了聚氨酯的軟、硬段結構這種主體結構，但在其硬鏈段或/和軟鏈段中包含聚酰亞胺鏈段，因此PUI材料既基本保留了聚氨酯的優良性能，又吸收了聚酰亞胺的高阻燃和耐高溫等特性，不但具有強度高、自阻燃、耐高溫/低溫、耐溶劑、耐氧化、耐輻照、介電性能優良等綜合性能，而且還具有質量輕、導熱系數低、絕熱、吸聲、柔彈性高等特點，因而不僅可用于飛行器、艦船、裝甲車輛等軍工高科技領域，還在建筑和船舶等民用領域具有廣泛的用途。

聚氨酯酰亞胺泡沫材料的制備方法目前有一步法和預聚體法，一步法的工藝流程是將配方中各組分全部一次進行混合，然后在高速攪拌下制成泡沫，由于物料混合、反應、發泡同時進行，因此必須使用高效催化劑和泡沫穩定劑，一步法雖然操作簡單，耗能低，但其聚合物結構難以控制，剛性、柔性鏈段分布不均，形態學上微相分離不理想，因而物理機械性能較差；預聚體法的工藝流程是把泡沫材料的制造過程分為兩步，故又稱二步法，第一步先將發泡配方中的部分組分先混合反應制成部分預聚體，第二步在高速攪拌下再將其他組分分別加入，在鏈增長的同時進行發泡反應，最后制成泡沫，預聚體法的優點是聚合反應生成的熱量在預聚階段產生，在發泡反應過程中很少熱量，可大大降低泡沫材料內芯的溫度，避免泡沫塊內芯焦黃，預聚體黏度大，有利于泡沫穩定，其聚合物剛性、柔性鏈段分布比較均勻，物理機械性能比較好，缺點是工序多、操作繁瑣、耗能高，且生產效率低，尤其是時常由于預聚體本身的黏度過大，而使發泡成型過程難以進行，無法獲得泡沫材料。因此，如何克服上述所述制備方法存在的缺點，研制出一種制備工藝簡單、耗能低、聚合物結構容易控制，剛柔性鏈段分布均勻，物理機械性能良好且生產效率高的制備聚氨酯酰亞胺泡沫材料的方法，是當前本技術領域中亟需解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種制備工藝簡單、耗能低、發泡工藝可調范圍廣、有良好工藝窗寬、生產效率高，制備出的泡沫材料剛柔性鏈段分布均勻且聚合物結構的有序性高，泡沫物理機械性能提高的制備聚氨酯酰亞胺泡沫材料的方法。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案：一種制備聚氨酯酰亞胺泡沫材料的方法，由多元醇、二酐、泡沫穩定劑、催化劑、助劑、發泡劑和多異氰酸酯組成聚氨酯酰亞胺泡沫材料的配方，其特點是：制備工藝采用半預聚法，具體分為聚氨酯半預聚法(PU半預聚法)和聚酰亞胺半預聚法(PI半預聚法)兩種工藝方法，PU半預聚法是將配方中部分多元醇按比例和全部多異氰酸酯反應，生成具有黏度適中的低分子量PU預聚體，然后在高速攪拌下將其他組分和剩余的多元醇加入，制成泡沫材料；而PI半預聚法是將配方中部分二酐按比例和全部多異氰酸酯反應，生成具有黏度適中的低分子量PI預聚體，然后在高速攪拌下將其他組分和剩余的二酐加入，制成泡沫材料；

聚氨酯酰亞胺泡沫材料配方中各組分質量份數為：

多元醇??????????????20-90；

二酐????????????????10-80；

泡沫穩定劑：????????0.1-3.5；

催化劑：????????????0.1-5.0；

助劑：??????????????5-60；

發泡劑：????????????0.5-50；

多異氰酸酯：????????20-200。

上述所述多元醇原料包括：聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚醚酯多元醇、輻射改性多元醇、聚合物多元醇、聚烯烴多元醇、端羥基聚硅氧烷、植物油多元醇、松香酯多元醇、氨酯多元醇和聚丙烯酯多元醇。

上述所述二酐類原料包括均苯四酸二酐、3，3，4，4-二苯甲酮四酸二酐、丁烷四酸二酐、環丁烷四酸二酐、環戊烷四酸二酐、環己烷四酸二酐和環辛二烯四酸二酐。