[发明专利]一种全水发泡聚氨酯泡沫及其制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种全水发泡聚氨酯泡沫及其制备方法和用途，属于高分子材料领域。该聚氨酯泡沫是由以下重量配比的组分制备而成：多元醇80～120份，扩链剂3～10份，发泡剂1～5份，胺类催化剂1～6份，凝胶催化剂0.1～1.5份，表面活性剂2～8份，交联剂1～10份，异氰酸酯40～150份。本发明采用全水发泡制备得到聚氨酯泡沫，绿色环保。同时，制得的泡沫内部泡孔结构良好，表观密度低，自重小，抗撕裂能力和抗压能力好。该聚氨酯泡沫在提高压缩强度的同时，克服了撕裂强度下降、表观密度增加的问题，同时实现了高压缩强度、高撕裂强度和低表观密度，提升了聚氨酯泡沫的整体性能，可用于制备在汽车内饰、减震缓冲、吸音、包装等中使用的材料，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种全水发泡聚氨酯泡沫及其制备方法和用途。

背景技术

聚氨酯泡沫是以异氰酸酯和聚醚为主要原料，在多种助剂的作用下，发泡形成的高分子聚合物。聚氨酯泡沫由交替的软段和硬段组成，硬段结构赋予泡沫的刚性；软段结构赋予泡沫黏弹性。聚氨酯泡沫依据泡沫的硬度可分为硬质聚氨酯泡沫、半硬质聚氨酯泡沫和软质聚氨酯泡沫。作为一种多孔材料，聚氨酯泡沫具有优良的吸声隔音和阻尼性能，被广泛应用于汽车内饰件、减震缓冲材料、包装材料、吸音材料等方面。

聚氨酯泡沫的压缩性能是衡量泡沫的使用性能的力学性能之一。更大的压缩强度能够赋予泡沫更好的抗压能力，有利于聚氨酯泡沫在不同场景下的应用。因此改善聚氨酯泡沫的压缩性能十分有必要。目前提高聚氨酯泡沫的压缩性能常采用以下方式：提升硬段结构的含量(比如增加异氰酸酯、扩链剂和发泡剂的含量)、设计引入交联结构和加入固体粒子或纤维增强。

上述方法虽能大幅度提升聚氨酯泡沫的压缩性能，但随着压缩强度的提升，也存在撕裂强度下降和表观密度增加的问题，从而影响聚氨酯泡沫的应用。因此，研究一种压缩强度和撕裂强度高，且表观密度低的聚氨酯泡沫十分有必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种全水发泡聚氨酯泡沫及其制备方法和用途。

本发明提供了一种全水发泡聚氨酯泡沫，它是由以下重量配比的组分制备而成：多元醇80～120份，扩链剂3～10份，发泡剂1～5份，胺类催化剂1～6份，凝胶催化剂0.1～1.5份，表面活性剂2～8份，交联剂1～10份，异氰酸酯40～150份。

进一步地，前述的全水发泡聚氨酯泡沫是由以下重量配比的组分制备而成：多元醇100～120份，扩链剂4份，发泡剂2份，胺类催化剂2～2.25份，凝胶催化剂0.25份，表面活性剂3份，交联剂2份，异氰酸酯80～100份。

进一步地，前述的全水发泡聚氨酯泡沫是由以下重量配比的组分制备而成：多元醇120份，扩链剂4份，发泡剂2份，胺类催化剂2.25份，凝胶催化剂0.25份，表面活性剂3份，交联剂2份，异氰酸酯100份。

进一步地，所述多元醇选自聚醚多元醇或/和聚酯多元醇；和/或，所述异氰酸酯选自二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯中的任一种或多种。

进一步地，所述多元醇为聚氧化丙烯三醇；和/或，所述异氰酸酯选自二苯基甲烷二异氰酸酯。

进一步地，所述聚氧化丙烯三醇选自分子量为1000、3000或4800的聚氧化丙烯三醇中的一种或多种；优选地，所述聚氧化丙烯三醇由分子量为1000和3000的聚氧化丙烯三醇组成。

进一步优选地，所述分子量为1000的聚氧化丙烯三醇和分子量为3000的聚氧化丙烯三醇的质量比为1:5。

进一步地，所述扩链剂为乙二醇；和/或，所述发泡剂为H₂O；和/或，所述胺类催化剂由33wt％的三亚乙基二胺与67wt％的一缩二丙二醇组成；和/或，所述凝胶催化剂为二月桂酸二丁基锡；和/或，所述表面活性剂为硅油；和/或，所述交联剂为三乙醇胺。