[發明專利]一種密度可調熱塑性聚氨酯泡沫的制備方法

在審

• 申請號: 202010127535.0
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111205632A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 王桂龍;柴佳龍;魏超;徐兆瑞;趙國群;董桂偉
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C08L75/08
• 分類號: C08L75/08;C08L75/06;C08L27/18;C08K13/04;C08K7/14;C08K7/06;C08K3/26;C08K3/34;C08K3/04;C08J9/12
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張曉鵬

本發明屬于熱塑性聚氨酯泡沫的制備技術領域，具體涉及一種密度可調熱塑性聚氨酯泡沫的制備方法。本發明提供的熱塑性聚氨酯泡沫制備方法如下：將聚氨酯、聚四氟乙烯及成核劑混合在剪切和加熱作用下熔融，再加入超臨界流體發泡劑，攪拌形成均相熔體，將均相熔體保壓狀態下注入模具中，打開模具釋壓使其發泡，冷卻定型后得到發泡制品。本發明的優點在于：可直接成形低密度TPU泡沫結構制品，與常規基于珠粒發泡配合蒸汽模塑的方法相比，具有效率高、工藝靈活穩定、廢料少、成本低等特點。

技術領域

本發明屬于熱塑性聚氨酯泡沫技術領域，具體涉及一種基于聚四氟乙烯(PTFE)和成核劑耦合改性的發泡注塑制備的、密度可調控的熱塑性聚氨酯(TPU)泡沫的制備方法。

背景技術

公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

熱塑性聚氨酯(TPU)泡沫制品具有輕質、高彈、吸能減震、消聲隔熱等優異特性，可廣泛應用于運動鞋底、減震緩沖墊、交通運輸、安全防護等領域。目前制備TPU泡沫制品的主要途徑包括：(1)首先通過釜壓發泡或擠出發泡制備TPU珠粒泡沫，然后再通過蒸汽模塑技術將TPU珠粒泡沫加工成具有一定幾何形狀的TPU泡沫制品；(2)首先通過注射成型或擠出成型將TPU粒料加工成片材，然后再通過模壓發泡將TPU片材加工成TPU泡沫片材，最后再通過熱模壓將TPU泡沫片材加工成TPU泡沫制品；(3)利用化學發泡劑或物理發泡劑，通過發泡注塑成型直接制備TPU泡沫制品。前兩種加工方式的主要問題是加工流程長、效率低、廢品率高、成本高，第三種加工方式具有短流程、高柔性、高效率等優勢，但是當前采用這種方式加工制備的TPU泡沫制品的密度較高。

專利文獻CN 108081652 A公開了一種超臨界發泡鞋底的制備工藝，包括如下步驟：1)將彈性體材料經過擠出機擠出造粒；2)將彈性體顆粒放入注塑機中注塑成鞋中底模型；3)將鞋中底模型放入高壓反應釜中，再往反應釜中加入戊烷、二氧化碳、氮氣中的一種或幾種氣體的混合氣體，使反應釜溫度控制在50-90℃之間，反應釜內壓力達到10-50MPa，飽和0.5～10h；4)打開反應釜閥門，泄壓取出飽和有氣體的鞋中底；5)將鞋中底放入成型模具中，通入水蒸氣，讓鞋中底在水蒸氣成型模具型腔內發泡，待鞋底在型腔內發泡完成后，關閉蒸汽閥門，打開冷卻水閥門，經定型之后打開模具，得到發泡鞋底成品。該工藝需要先擠出造粒，然后注塑成型制坯，最后再發泡制備泡沫制品，工藝流程較長。

專利文獻CN 103709726 B公開了一種擠出發泡制備TPU珠粒泡沫的方法。該方法主要涉及一種發泡材料配方及其配套的發泡方法。材料配方主要包含100重量份熱塑性聚氨酯、0.01～0.5重量份發泡成核劑、0.01～0.2重量份抗氧劑以及1～40重量份超臨界流體發泡劑。發泡方法主要包括如下步驟：首先，將上述材料配方中的各種材料混合均勻；然后，將混合后的材料投入擠出機造粒得到適合于發泡的粒子；最后，將上述粒子投入發泡專用擠出機發泡。該方法是利用連續擠出發泡的方式將TPU固體顆粒加工成TPU珠粒泡沫，為了得到最終的TPU泡沫制品，需要進一步采用蒸汽模塑、熱模壓或粘結等成型方法進行二次加工，導致生產環節多、流程長、效率低、成本高。

專利文獻CN 103709726 B公開了一種熱塑性聚酯彈性體(TPEE)閉孔微發泡材料及其制備方法、減震用途。它是以TPEE、填料、粘度調節劑、抗氧化劑混合造粒制得基料再加入發泡母粒后進行注塑發泡制得。該制備方法采用注塑發泡一次成型，具有操作簡單、工藝條件易控制、運行成本低、生產效率高等特點。但由于該制備方法采用化學發泡劑，導致制備的泡沫制品的密度相對較高，且制品中難以避免的存在化學物質殘留。

專利CN 109320952 A中作為發明人研究團隊的在先發明，提供了一種基于聚四氟乙烯和滑石粉耦合改性的擠出發泡制備低密度TPU珠粒泡沫的方法，通過聚四氟乙烯和滑石粉耦合改性可以得到一種低密度的熱塑性聚氨酯泡沫，密度最低可以達到0.1g/cm³。

發明內容