[發(fā)明專利]一種熱塑性聚氨酯共混發(fā)泡材料及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811547374.X
• 申請(qǐng)日: 2018-12-18
• 公開（公告）號(hào): CN109504068A
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 信春玲;葉周璇;何亞東;張飛飛;李燈輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)
• 主分類號(hào): C08L75/04
• 分類號(hào): C08L75/04;C08L77/02;C08K5/13;C08J9/12
• 代理公司: 北京京萬通知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11440
• 代理人: 許天易

一種熱塑性聚氨酯共混發(fā)泡材料，按重量計(jì)，包括熱塑性聚氨酯75～90份、聚酰胺10～20份、擴(kuò)鏈劑0.1～5份、催化劑0～0.1份、抗氧化劑為0.1～0.3份和潤滑劑1～5份。本發(fā)明的熱塑性聚氨酯共混發(fā)泡材料的制備方法，包括將熱塑性聚氨酯與聚酰胺進(jìn)行熔融共混；加入發(fā)泡劑，將溫度降低至發(fā)泡溫度，擠出或注塑發(fā)泡制得制得熱塑性聚氨酯共混發(fā)泡材料。本發(fā)明采用熔融擴(kuò)鏈方法對(duì)熱塑性聚氨酯進(jìn)行熔融擴(kuò)鏈改性，使得熱塑性聚氨酯具有支化分子結(jié)構(gòu)，同時(shí)還將熱塑性聚氨酯與結(jié)晶溫度高的聚酰胺進(jìn)行共混以適應(yīng)多種發(fā)泡工藝，制備出發(fā)泡倍率高、收縮率低的熱塑性聚氨酯發(fā)泡材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)泡材料領(lǐng)域，尤其涉及一種熱塑性聚氨酯共混發(fā)泡材料及其制備方法。

背景技術(shù)

發(fā)泡材料，是指以聚合物作為基體，且聚合物內(nèi)部遍布微小氣孔的一種材料。發(fā)泡材料通常的制備方法如下：通過在一定的溫度下，向純的聚合物中加入發(fā)泡劑(物理發(fā)泡劑、化學(xué)發(fā)泡劑或復(fù)合發(fā)泡劑等)，同時(shí)按要求添加適當(dāng)?shù)闹鷦ㄟ^間歇發(fā)泡、擠出發(fā)泡、注塑發(fā)泡、模壓發(fā)泡等工藝讓發(fā)泡劑在聚合物基體中膨脹形成微小氣孔來加工得到發(fā)泡材料。大多數(shù)聚合物材料，都可以用來加工成發(fā)泡材料。發(fā)泡材料由于其內(nèi)部填充有大量氣孔而具有質(zhì)地輕、減震性好、隔音隔熱性能好、比強(qiáng)度較高等優(yōu)點(diǎn)，因而得到了廣泛的應(yīng)用。

熱塑性聚氨酯(TPU)，是由硬段和軟段組成的嵌段共聚物，具有橡膠的高彈性和塑料的優(yōu)良可加工性。化學(xué)結(jié)構(gòu)上沒有或很少有化學(xué)交聯(lián)，分子鏈基本上都是線性的，但是有一定量的物理交聯(lián)。TPU具有優(yōu)異的耐磨性、抗拉強(qiáng)度、斷裂伸長率等性能，能抵抗多種酸堿和有機(jī)溶劑的腐蝕，產(chǎn)品環(huán)保無污染，生物相容性好，是理想的替代PVC的材料。通過發(fā)泡工藝得到的TPU發(fā)泡制品在保留原有的優(yōu)異性能之外，其柔韌性也有一定的提高，因此TPU發(fā)泡材料在鞋材、汽車內(nèi)飾、家電、輪胎、頭盔等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

中國專利發(fā)明申請(qǐng)CN108250734A公開了一種TPU與嵌段聚醚酰胺彈性體共混發(fā)泡材料及其制備方法。該材料中，聚醚酰胺彈性體和TPU的重量比是90：10～10∶90之間。將這兩種物料用雙螺桿擠出機(jī)共混造粒，采用間歇發(fā)泡法制得了密度小、耐腐蝕、力學(xué)性能強(qiáng)、回彈性好的發(fā)泡材料。該發(fā)明雖然提高了TPU的耐水性和耐候性，但仍存在發(fā)泡制品收縮率高，物料粘彈性低難以適應(yīng)擠出、注塑等發(fā)泡工藝的缺點(diǎn)。

中國專利發(fā)明申請(qǐng)CN106674997A公開了一種發(fā)泡TPU材料及其發(fā)泡工藝。該方案中，按重量分?jǐn)?shù)，發(fā)泡TPU材料包括TPU 100份、碳酸丙烯酯2-5份、結(jié)晶成核劑0.01-2.0份。用雙螺桿擠出機(jī)先將這些原料進(jìn)行共混造粒，然后將制得的TPU粒料加入到反應(yīng)釜中制得發(fā)泡微粒。該技術(shù)方案采用的碳酸丙烯酯為易燃有機(jī)溶劑，其加入會(huì)降低TPU的熔體粘度，粘度太低不能承受氣泡生長時(shí)的拉伸應(yīng)力，易造成氣泡破裂和合并，開孔率提高。

因此，有待開發(fā)性能更加優(yōu)異的聚氨酯發(fā)泡材料及其制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)當(dāng)前熱塑性聚氨酯發(fā)泡材料存在的發(fā)泡倍率低、收縮性大的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種熱塑性聚氨酯共混發(fā)泡材料及其制備方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種熱塑性聚氨酯共混發(fā)泡材料，按重量計(jì)，包括熱塑性聚氨酯75～90份、聚酰胺10～25份、擴(kuò)鏈劑0.1～5份、催化劑0～0.1份、抗氧化劑為0.1～0.3份和潤滑劑1～5份，熱塑性聚氨酯共混發(fā)泡材料的表觀密度0.15-0.50g/cm³。

在上述熱塑性聚氨酯共混發(fā)泡材料中，聚酰胺的熔融溫度要低于220℃、結(jié)晶溫度要低于200℃。

在上述熱塑性聚氨酯共混發(fā)泡材料中，所述的聚酰胺(PA)為聚十二內(nèi)酰胺(PA12)

在上述熱塑性聚氨酯共混發(fā)泡材料中，擴(kuò)鏈劑為環(huán)氧類擴(kuò)鏈劑或異氰酸酯類擴(kuò)鏈劑，以及催化劑是叔胺類催化劑。