[发明专利]热塑性聚氨酯发泡粒子

说明书

本发明的发泡粒子的制造方法是制造热塑性聚氨酯发泡粒子的方法，在加热下使发泡剂渗透至在密闭容器内分散于水性介质的热塑性聚氨酯粒子，将包含发泡剂的热塑性聚氨酯粒子与水性分散介质一起从密闭容器排出并使其发泡，制作表观密度为100～300kg/m³的热塑性聚氨酯发泡粒子，发泡剂是将二氧化碳作为主要成分的物理发泡剂，热塑性聚氨酯粒子包含300～2000质量ppm的无机粉体，所述排出时的容器内的压力大于2.5MPa(G)且在4.0MPa(G)以下。

技术领域

本发明涉及热塑性聚氨酯(Thermoplastic Polyurethane；以下有时也将其简称为TPU)发泡粒子的制造方法。

背景技术

TPU虽然是热塑性弹性体的一种，但显示出接近于硫化橡胶的特性，且耐磨耗性、耐寒性、回弹弹性优良。此外，由于机械强度也较高，所以被定位为工程弹性体，被用于缓冲材料或防震材料、运动用品、汽车用部件等各种各样的用途。

由于使该TPU发泡而成的发泡成形体能够在保持耐磨损性、回弹弹性等TPU的优良特性的同时，实现轻量化或柔软化，所以期待其今后在运动用品、汽车用部件等中进一步展开应用。

但是，实际情况是，TPU发泡粒子的制造方法还处于发展过程中，尚未确立。

作为TPU发泡粒子的制造方法，例如公知有专利文献1以及2所记载的方法。

专利文献1中记载了使渗透有超临界状态的二氧化碳的TPU粒子发泡，从而制造TPU发泡粒子的方法。具体而言：首先，在反应釜中添加TPU粒子以及水，再添加二氧化碳。接着，控制反应釜内的温度和压力，使二氧化碳成为超临界状态后，使反应釜内上升至90～140℃，并在该温度下保持。然后，将渗透有超临界状态的二氧化碳的TPU粒子从反应釜内排出至被保压的压力罐中，降温至70℃以下，从而进行第一阶段的发泡从而得到TPU一次发泡粒子。然后，对TPU一次发泡粒子进行第二阶段的常压发泡从而制造TPU发泡粒子。

在专利文献2中记载了如下方法:将混合了0.1～5phr的气泡成核剂的TPU粒子与发泡剂和水一起添加到耐压容器中，使容器内升温至110～135℃，并升压至10～25bar(1.0～2.5MPa)进行保持后，将容器内的内容物排出至大气中，由此使渗透有发泡剂的TPU粒子发泡，从而制造TPU发泡粒子。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：中国专利公开第104130439号公报

专利文献2：中国专利公开第104231592号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

然而，如专利文献1那样，若使用超临界状态的二氧化碳作为发泡剂，则二氧化碳向TPU粒子的渗透量过多。因此，在想要使用超临界状态的二氧化碳在一阶段制造100～300kg/m³的TPU发泡粒子的情况下，需要使发泡时的温度显著降低从而抑制发泡，因此容易在TPU发泡粒子中留下残留应力。进而，由于发泡时的容器内的压力与排出气氛下的压力之差变得过大，因此TPU粒子的发泡速度变得过快，其结果是，在TPU发泡粒子中TPU的晶体容易定向。因此，为了使这样的TPU发泡粒子模内成形而得到良好的成形体，会产生必须使成形蒸汽的压力显著提高的之类的问题。此外，若发泡时的压力差过大，则不仅发泡速度变得过快，而且TPU发泡粒子的气泡容易微细化，其结果是，还会产生模内成形性降低之类的问题或者所得的TPU发泡粒子成形体的压缩永久变形等物性降低之类的问题。因此，在专利文献1中，在一定的加压下使TPU粒子发泡而制作低发泡倍率的TPU发泡粒子，然后在其他工序中进一步进行发泡，从而进行两阶段的发泡(二级发泡)。然而，在这样的二级发泡法中，存在生产率差的问题或者TPU发泡粒子的气泡的均匀性降低之类的问题。