[发明专利]一种聚氨酯发泡材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及发泡材料技术领域，具体来说涉及一种聚氨酯发泡材料及其制备方法。

背景技术

聚合物发泡材料是以聚合物为基体材料，通过物理或化学方法使聚合物基体内部产生大量的泡孔结构。由于发泡材料独特的泡孔结构赋予了其一系列优良的性能，如密度低、隔热隔音、比强度高、缓冲等，因此在包装业、工业、农业、交通运输业、军事工业、航天工业以及日用品等领域具有广泛的应用。常用的泡沫材料种类有聚氨酯(PU)软质和硬质泡沫塑料、聚苯乙烯(PS)泡沫塑料、聚乙烯(PE)泡沫塑料、聚丙烯(PP)泡沫塑料等。聚氨酯泡沫塑料在发泡过程中容易残留异氰酸酯，对人体有害，并且发泡材料无法回收利用。聚苯乙烯泡沫塑料产品降解困难，易产生“白色污染”问题，联合国环境组织已决定停止使用PS泡沫塑料产品。聚乙烯泡沫塑料耐高温性能较差，不适合在高温领域内应用。

现有的基于热塑性聚氨酯的可模塑泡沫粒子颗粒尺寸较大，向模具中加料困难，并且填充到模具后颗粒之间缝隙较大，聚氨酯泡沫材料的发泡孔径大、发泡孔径分布不均匀，导热系数高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚氨酯发泡材料及其制备方法，以解决现有的聚氨酯发泡材料存在的发泡孔径大、发泡孔径分布不均匀的问题。

为此，本发明提供了一种聚氨酯发泡材料，所述聚氨酯发泡材料由白料、黑料、发泡剂和成核剂经过发泡制备而成，所述聚氨酯发泡材料的发泡孔径为60-80μm，导热系数为19-20mW/m.K；所述发泡剂包括环戊烷和异戊烷，所述成核剂为氮气或二氧化碳；所述白料、所述黑料、所述环戊烷、所述异戊烷和所述成核剂的质量比为98-105:7-11:4-8:8-10:136-142。

本发明还提供了一种聚氨酯发泡材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)将组合聚醚加入到高低压循环系统中，在组合聚醚管路的过滤器出口处设有成核剂加入装置，当组合聚醚通过过滤器即将要进入混料罐时，打开成核剂加入装置，将成核剂混入组合聚醚中，然后使成核剂和组合聚醚加入到混料罐中；

(2)将发泡剂加入到混料罐中并与组合聚醚混合，然后再将混合后的发泡剂和组合聚醚加入到缓冲罐中；

(3)保持缓冲罐的压力为12-15Mpa，将异氰酸酯加入到黑料罐中，保持黑料罐的压力为12Mpa-15Mpa，且缓冲罐和黑料罐的压力差≤1Mpa；

(4)通过枪头混合组合聚醚和异氰酸酯并注入发泡目标腔体中进行发泡得到聚氨酯发泡材料，发泡目标腔体的温度为35-50℃，枪头流量为800-1500g/s。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明提供了一种聚氨酯发泡材料及其制备方法，聚氨酯发泡材料由白料、黑料、发泡剂和成核剂经过发泡制备而成，聚氨酯发泡材料的发泡孔径为60-80μm，导热系数为19-20mW/m.K；发泡剂包括环戊烷和异戊烷，成核剂为氮气或二氧化碳；白料、黑料、环戊烷、异戊烷和成核剂的质量比为98-105:7-11:4-8:8-10:136-142。本发明的聚氨酯发泡材料的成核剂为气体成核剂，可以为氮气或者二氧化碳，将氮气或者二氧化碳加入到白料中，氮气或者二氧化碳充分均匀溶解在白料中，可以使得白料形成大量小气泡核，小气泡核的尺寸小且分布均匀，可以有效降低聚氨酯发泡材料的泡孔孔径，并且使泡孔分布均匀，从而可以降低聚氨酯发泡材料的导热系数，提高聚氨酯发泡材料的保温性能。使用环戊烷和异戊烷两种发泡剂可以有效提高发泡效果。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本发明实施例1制备的聚氨酯发泡材料的光学显微电镜图；

图2对比例1制备的聚氨酯发泡材料的光学显微电镜图；

图3是本发明实施例1制备的聚氨酯发泡材料的电子显微电镜图；

图4是对比例1制备的聚氨酯发泡材料的电子显微电镜图。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明的聚氨酯发泡材料由白料、黑料、发泡剂和成核剂经过发泡制备而成，聚氨酯发泡材料的发泡孔径为60-80μm，导热系数为19-20mW/m.K；发泡剂包括环戊烷和异戊烷，成核剂为氮气或二氧化碳；白料、黑料、环戊烷、异戊烷和成核剂的质量比为98-105:7-11:4-8:8-10:136-142。