[发明专利]微孔发泡热塑性聚氨酯材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种微孔发泡热塑性聚氨酯材料及其制备方法，包括以下步骤：首先对热塑性聚氨酯颗粒进行热熔得到热塑性聚氨酯溶胶，然后将所述热塑性聚氨酯溶胶与超临界发泡气体进行混炼形成混合溶胶；最后采用模压可控成型模具对所述混合气体溶胶进行注射成型处理，制得微孔发泡热塑性聚氨酯材料。本发明提供的微孔发泡热塑性聚氨酯材料的制备方法环保无污染、制备过程耗时短效率高、制备成本低廉，所得产品发泡倍数高且无化学残留、具有较高的弹性强度和较好的缓震性能。

技术领域

本发明涉及高分子发泡材料制备技术领域，具体的说，涉及了一种微孔发泡热塑性聚氨酯材料及其制备方法。

背景技术

热塑性聚氨酯是一种新型的高分子聚合物材料，由于其机械强度好，能广泛采用注射、压延及溶解成溶液型树脂等成型方式。同时，由热塑性聚氨酯为原料制备的热塑性聚氨酯多孔材料具有耐磨性优异、耐臭氧性极好、硬度大、强度高、弹性好、耐低温、有良好的耐油、耐化学药品性能，广泛应用于航空航天、轿车内饰、体育用品和医疗器械等领域。

目前，多采用化学发泡技术来制备热塑性聚氨酯多孔材料，制备过程中，因化学反应过程中会产生大量反应产物并滞留在制品内部，加速了制品老化速度，降低了其使用寿命；同时，化学反应生成的气体在发泡完成后会释放到大气中，对环境造成污染；同时，化学反应发泡的生产效率较低，制备工艺复杂且一般需要数小时。此外，热塑性聚氨酯多孔材料对压力的敏感度较高，制备过程会出现因压力不均致使产品不同位置膨胀、收缩不均，影响产品精度甚至出现产品破裂等现象，提高了热塑性聚氨酯多孔材料的制造成本，制约了所述热塑性聚氨酯多孔材料的推广应用。

发明内容

由鉴于此，本发明确有必要提供一种生产效率高、制备方法环保、所得产品尺寸精度高的微孔发泡热塑性聚氨酯材料的制备方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种微孔发泡热塑性聚氨酯材料的制备方法，具体步骤包括：

（1）对热塑性聚氨酯颗粒进行热熔处理得到热塑性聚氨酯溶胶；

（2）向所述热塑性聚氨酯溶胶中导入超临界发泡气体，经混炼处理后得到混合气体溶胶；

（3）控制模压可控成型模具温度为20℃～135℃，然后向所述模压可控成型模具型腔中注射入产品质量占所述混合气体溶胶质量30%～80%的混合气体溶胶，随着发泡过程连续调节所述模压可控成型模具型腔的体积，使得型腔内部压力维持在0.5 MPa ～5MPa的恒压，保压定型0.05min～0.5min，制得微孔发泡热塑性聚氨酯材料，其中，产品成型过程中模具型腔的体积调节范围为所述混合气体溶胶每次注射体积的2～7倍，结合模具型腔内部压力维持在0.5MPa～5MPa的恒压，使得制得的微孔发泡热塑性聚氨酯材料生长定型受压力波动影响较小，保证了其受压均匀性和产品尺寸的精度。

基于上述，步骤二中所述超临界发泡气体为二氧化碳、氮气中的一种气体或两者任意比例的混合气体。

基于上述，步骤二中所述超临界发泡气体的气体压力为4～23MPa；所述超临界发泡气体的导入速度为40～80ccm/s；所述超临界发泡气体的持续导入时间为0.5s～2s。

本发明还提供一种由上述制备方法制得的微孔发泡热塑性聚氨酯材料，所述微孔发泡热塑性聚氨酯材料的空隙率大于80%，密度大于等于0.2g/cm³。