[发明专利]一种泡沫陶瓷用网状聚氨酯泡沫海绵的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种泡沫陶瓷材料的制备方法，具体地说，是一种泡沫陶瓷用网状聚氨酯泡沫海绵的制备方法。

背景技术

[0002] 聚氨酯(简称TPU)是由多异氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇及小分子多元醇、多元胺或水等扩链剂或交联剂等原料制成的聚合物。通过改变原料种类及组成，可以大幅度地改变产品形态及其性能，得到从柔软到坚硬的最终产品。网状聚氨酯泡沫和普通泡沫相比，开孔率大大地增加，可广泛用作过滤材料，例如，它可用于马路清扫车、摩托车、各种汽车的发动机过滤器中，可过滤空气中的灰尘微粒。由于网状泡沫具有80%以上的通孔率，网状泡沫还可用于医用生物材料过滤膜基础、催化剂载体基础。

专利号“200710029869.9”介绍了一种聚氨酯海绵及其生产方法，专利号“03125358.X”也介绍了一种采用可溶性泡沫微球与聚氨酯混合，制备网状聚氨酯泡沫的方法，但以上两种专利技术所述的聚氨酯海绵，都主要应用在鞋、合成革、床垫和交通运输等领域，没有出现在泡沫陶瓷领域。泡沫陶瓷过滤材料主要用于各种有色金属熔炼铸造的净化，然而，当使用聚氨酯泡沫海绵做泡沫陶瓷前驱体的时候，就要求海绵具有三维网状多孔的形状，要求海绵自身具有较好的弹性性能、较高的拉伸强度、高的通孔率及好的浆料吸附性能。这是因为在泡沫陶瓷的生产工艺过程中，海绵起到了两个重要的作用：

1、          挂浆的作用

在这个过程中，海绵需要具有好的弹性性能；因为当陶瓷浆料经过辊压均匀分布到海绵经络和节点上时，海绵需要承受浆料比重带来的重力；如果弹性不好，陶瓷坯体将无法成型。

2、          骨架的作用

干燥好的泡沫陶瓷坯体，最后要放入窑炉内高温烧成；在烧成过程中，海绵会随着温度的逐步升高而慢慢融化；融化过程如果太快，或者海绵自身耐热度不够，都会导致陶瓷坯体坍塌或者严重开裂，所以需要海绵具有高的通孔率和强度。

因而，制备出高通孔率（大于85%）、高的拉伸强度和好的弹性性能的聚氨酯网状海绵是目前的技术难题，一直有待于技术发展解决。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种以甲苯二异氰酸酯、聚醚、催化剂等为原料制备网状聚氨酯泡沫海绵的方法，该网状聚氨酯泡沫海绵可满足泡沫陶瓷生产前驱体的指标要求。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种泡沫陶瓷用网状聚氨酯泡沫海绵的制备方法，其特征在于，依次包括以下步骤：

（1）按所要求发泡的海绵泡体尺寸设置一方形的海绵泡体成型容器，并剪裁一张尺寸对应的牛皮纸，将牛皮纸铺满所述海绵泡体成型容器的底面，四周用胶带粘牢；

（2）将所述海绵泡体成型容器的四壁均匀涂上黄油，然后拉进发泡房；

（3）按质量百分比配比组分称量；其中聚醚多元醇 60%-80%，催化剂 1%-5%，表面活性剂 1%-5%，水 1%-5%，混合倒入搅拌机内搅匀，再将15%-25%的甲苯二异氰酸酯也倒入搅拌机内，共同高速搅拌约28秒；

（4）将搅拌后的浆液倒入所述海绵泡体成型容器中，反应10分钟后，再拉出发泡房，取出反应完成并且成型的海绵泡体，置于空旷的平地静置4小时以上，使其固化完全；

（5）将所述海绵泡体切削为规定大小的长方体形状，置于开孔箱内，抽真空到4个大气压后，充入乙炔和氧气，或者充入乙炔和氢气和氧气，至常压静置，让气体在泡体内循环3-4小时后，再用电子火点燃开孔，即可得到三维网状的多孔海绵泡体。

作为本发明的进一步改进，所述步骤（3）中的聚醚多元醇采用两种聚醚类组成，即由560S和560D混合组成，配比各占一半。

作为本发明的进一步改进，所述步骤（3）中的聚醚多元醇采用三种聚醚类组成，即由560S、560D和3050混合组成，其配比为1：1：1。

作为本发明的进一步改进，所述步骤（3）中的聚醚多元醇采用四种聚醚类组成，即由560S、560D、3050和2045混合组成，其配比为1：1：1：0.2。

作为本发明的进一步改进，所述步骤（3）中的催化剂采用T-9、A33和A230中的至少一种。

作为本发明的进一步改进，所述步骤（3）中的表面活性剂采用进口硅油。

作为本发明的进一步改进，所述步骤（3）中的混合过程采用二次混合，所采用的搅拌机为可抽真空密封式高速搅拌机，所述搅拌过程均在高速真空搅拌容器内进行。

作为本发明的进一步改进，所述步骤（5）中的开孔箱主体材料采用耐腐蚀、耐磨损全不锈钢材质，并且完全密封。