[发明专利]一种热塑性聚氨酯弹性体发泡颗粒及其制备方法

说明书

本发明提供了一种热塑性聚氨酯弹性体发泡颗粒及其制备方法，所述制备方法包括：将热塑性聚氨酯颗粒与超临界流体混合，模压发泡，得到所述热塑性聚氨酯弹性体发泡颗粒；所述超临界流体包括二氧化碳和氮气。本发明中，所述制备方法采用超临界流体工艺结合模压技术制备聚氨酯发泡颗粒，并且超临界流体选用氮气和二氧化碳的组合，使得所述热塑性聚氨酯弹性体发泡颗粒均匀性好，形状规则，发泡倍率高、收缩率小，性能优异且工艺简单，能耗低，环保，适合工业化生产。

技术领域

本发明属于聚氨酯发泡材料技术领域，具体涉及一种热塑性聚氨酯弹性体发泡颗粒及其制备方法。

背景技术

热塑性聚氨酯弹性体(TPU)的大分子为软-硬段的嵌段型结构，依据软段构成不同可分为聚酯型和聚醚型。热塑性聚氨酯不仅具有橡胶优良的弹性，同时具有塑料优良的加工性，它可以用热塑性加工技术进行成型，如挤出、注射、吹塑成型等。而具有多孔性结构的TPU发泡材料，其质轻、成本低，回弹性和缓冲性能更佳，应用领域更广。

利用发泡技术使高分子材料内部形成大量气泡，形成多孔结构的高分子泡沫材料，是实现制品轻量化，节约材料的有效手段。大量泡孔的存在，还赋予材料优良的隔热保温、阻尼缓冲、降噪吸音等特性。一般而言，高分子发泡材料的发泡倍率越高，也就意味着制品重量越轻，越节约材料，同时隔热、缓冲等性能越优异。相对于不可循环利用，易造成环境污染的热固性泡沫材料，可循环加工利用的热塑性泡沫塑料具有更广阔的应用前景。

传统的发泡颗粒如可发性聚苯乙烯(EPS)、可发性聚乙烯(EPE)、可发性聚烯烃(EPO)等，由于耐热等级低，已经不能满足高性能领域需求的应用，并且传统的发泡工艺往往采用有机溶剂、氟氯烃等发泡剂，对环境和制品污染严重。

并且传统的颗粒发泡常采用高压反应釜浸渍法。然而常见的高压反应釜浸渍法也存在一些问题，例如，由于物料的导热性差，为了实现物料在高压反应釜内温度均一，通常需要加入分散剂-悬浮液，这样便导致了物料加热时间长，能量消耗高，增加了后处理工序-分离干燥，降低了生产效率，并且现有技术中聚氨酯发泡颗粒的均匀性差，无法形成规则颗粒。

例如CN112109268A公开一种TPU发泡珠粒的制备方法及其产品。所述制备方法包括步骤：(1)将TPU颗粒和水分别计量后连续式的加入到反应釜中，并搅拌形成均匀的悬浮液；(2)将上述悬浮液与发泡剂分别计量，分别通过泵输送至混合处形成混合物；(3)将上述混合物输送到换热器中，升温至发泡温度；(4)将达到发泡温度的混合物通过管道输送到多级浸渍容器中，发泡剂逐渐浸渍进入TPU颗粒内部，最终达到溶解平衡；(5)将发泡剂溶解平衡的TPU颗粒通过与多级浸渍容器出口连接的管道末端的孔板连续排放至接收罐中进行发泡，得到TPU发泡珠粒。所述制备方法工艺复杂，能耗高。

因此，开发一种发泡倍率高，发泡均匀性好，聚氨酯发泡颗粒形状规则，性能好，且工艺简单，能耗低的聚氨酯发泡颗粒的制备方法，是本领域亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种热塑性聚氨酯弹性体发泡颗粒及其制备方法。所述制备方法采用超临界流体工艺结合模压技术制备聚氨酯发泡颗粒，并且超临界流体选用氮气和二氧化碳的组合，使得所述热塑性聚氨酯弹性体发泡颗粒均匀性好，形状规则，发泡倍率高、收缩率小，性能优异且工艺简单，能耗低，环保，适合工业化生产。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种热塑性聚氨酯弹性体发泡颗粒的制备方法，所述制备方法包括：

将热塑性聚氨酯颗粒与超临界流体混合，模压发泡，得到所述热塑性聚氨酯弹性体发泡颗粒；所述超临界流体包括二氧化碳和氮气。