[发明专利]一种吸热型发泡剂结合超临界氮气制备发泡珠粒的方法

说明书

本发明公开了一种吸热型发泡剂结合少量超临界氮气制备发泡珠粒的方法，包括如下步骤：①把干燥后的热塑性聚氨酯颗粒与吸热型化学发泡及成核剂混合，将混合后的TPU颗粒加入到单螺杆挤出机料筒，经挤出机加热塑化挤出聚合物熔体，在挤出机第四区注入超临界氮气；②混合后的聚合物通过带有导热油温控系统的挤出机第五、第六区混合降温后得到冷却的、混合均匀的聚合物；③将聚合物经熔体泵从挤出机口模挤出，经水下环切制得自结皮热塑性聚氨酯发泡珠粒。本发明的自结皮热塑性聚氨酯发泡珠粒通过水蒸气或者胶粘成型后发泡粒子间粘结良好，操作简单，产品质量优于釜压法及普通挤出发泡法生产的产品，应用前景广阔。

技术领域

本发明属于热塑性聚氨酯发泡材料领域，具体是指一种吸热型发泡剂结合超临界氮气制备发泡珠粒的方法。

背景技术

热塑性聚氨酯弹性体作为近年来兴起新型弹性体材料，其环保特性和独特的理化性能让其它高分子材料望尘莫及，热塑性聚氨酯弹性体发泡材料具有柔软、高回弹、质轻等优点，被广泛应用于鞋材、运动器材、床上用品、汽车内部件等领域，随着热塑性聚氨酯弹性体材料的发展，以及其优异性能的逐步体现，如何利用热塑性聚氨酯弹性体生产发泡制品即成为本领域技术人员研究的对象。

通过检索：

（1）专利文献CN101370861A公开了采用饱和脂肪烃为发泡剂，连续挤出水下造粒制备热塑性聚氨酯弹性体发泡粒子的方法。该方法成品率低，热塑性聚氨酯弹性体发泡粒子成型过程易出现制品收缩率高的问题，最大的缺陷是饱和脂肪烃作为发泡剂存在环保问题和安全生产隐患。

（2）专利文献CN102229709A、CN103951965A、CN103642200A公开了以物理发泡剂，通过釜压法制备热塑性聚氨酯弹性体发泡材料的方法，该方法为间歇发泡过程，产品生产效率低，批次不稳定，发泡粒子进行蒸汽粘接时粒子表面破坏严重，影响产品弹性和成品率。

(3)专利文献CN104385479A公开了一种双阶单螺杆连续挤出发泡制备热塑性聚氨酯弹性体发泡珠粒的方法，该方法使用超临界二氧化碳作为物理发泡剂制备热塑性聚氨酯弹性体发泡珠粒，但二氧化碳在热塑性聚氨酯弹性体材料中过高的溶解度，需要对发泡热塑性聚氨酯弹性体粒子进行后硫化处理，影响发泡粒子的稳定性和粘接效果。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种吸热型发泡剂结合超临界氮气制备发泡珠粒的方法，该方法包括如下步骤：

①把干燥后的热塑性聚氨酯颗粒与吸热型化学发泡及成核剂混合，将混合后的热塑性聚氨酯颗粒与吸热型化学发泡及成核剂加入到具有除湿功能的单螺杆挤出机料筒，经挤出机加热塑化挤出使热塑性聚氨酯颗粒与吸热型化学发泡及成核剂熔成聚合物熔体，在挤出机第四区注入超临界氮气；

②混合后的聚合物/高压氮气流体熔体通过带有导热油温控系统的挤出机第五、第六区混合降温后得到冷却的、混合均匀的聚合物/超临界氮气熔体；

③将聚合物/超临界氮气熔体经熔体泵从挤出机口模挤出，经水下环切制得自结皮热塑性聚氨酯发泡珠粒。

进一步，步骤①中的热塑性聚氨酯弹性体为邵氏硬度为70A-95A的聚酯型、聚醚型、聚己内酯型、聚碳酸酯型或不黄变型热塑性聚氨酯弹性体，水分含量低于300ppm。

进一步，所述步骤①中的吸热型化学发泡及成核剂使用为分解温度120℃-150℃的吸热型化学发泡及成核剂，其中化学发泡及成核剂的含量0.5-5wt%，优选1-3wt%。

进一步，步骤①中的挤出机使用长径比为40～60：1的带有混合功能的加长螺杆，压缩比为3.0～4.0：1，螺杆部分为6个温区加热，前面4个温区采用风冷控温，后面2个温区采用导热油控温。