[发明专利]一种用于聚氨酯发泡的缓释微胶囊发泡剂

说明书

技术领域

本发明涉及发泡剂领域，特别是涉及一种用于聚氨酯发泡的缓释微胶囊发泡剂。

背景技术

聚氨酯制品产业主要分聚氨酯泡沫、弹性体、纤维（氨纶）、聚氨酯合成革、鞋树脂、聚氨酯涂料、聚氨酯胶黏剂、聚氨酯铺装和防水材料等产业。聚氨酯泡沫是一种重要的聚氨酯合成材料，具有多孔性、相对密度小、比强度高等特点，根据所用原料的不同和配方的变化可制成普通软泡、高回弹泡沫及硬泡等。

聚氨酯泡沫分软质、硬质、半硬质三大类。软质泡沫应用于床垫、沙发、服装衬垫、汽车坐椅等；硬质泡沫作为绝热性能最好的材料，主要应用于冰箱、冰柜、冷库、集装箱等致冷装置和设备、供热管道、建筑屋顶、外墙绝热保温、空调管道绝热保冷以及作为以塑代木材料等；半硬质泡沫主要用于汽车等交通工具内装饰和吸能缓冲材料。

中国聚氨酯工业始于20世纪50年代末，经过50多年的发展，已成为全球最大聚氨酯市场。2000年我国聚氨酯消费量还不到全球总量的10%，2005年上升到22%，2012年更是达到40%以上。我国聚氨酯产业发展快速，2007-2012年均增长率达11%，远高于同期GDP增长率。2012年我国聚氨酯市场已成为全球聚氨酯市场增长的主力军，全年销量达到780万t，同比增长13%，同期全球增长率仅4.5%。目前，全球聚氨酯市场最重要的驱动引擎还是中国。

中国聚氨酯工业高速发展的同时，也出现了一些问题：①自主知识产权基础和创新能力薄弱，大部分有一定规模的原料和制品企业多为引进技术或国外在华企业技术；②在市场上，不仅面临着与国际大企业的进口产品竞争，而且面临着与国际在华大企业直接竞争；③国外跨国公司纷纷来华投资建厂，实行本土化战略，控制着聚氨酯主要原料、中间产品（系统料）、重要产品的生产，抢占中国聚氨酯市场，给中国聚氨酯工业造成巨大竞争压力；④聚氨酯工业特别是下游产品，产业结构零散，集中度低，大量中小企业技术、设备落后，规模小，许多企业产品质量差、效率低、能耗高、污染较大；⑤缺少有效的、集中统一的行业标准管理和产品质量管理体系；⑥近几年来，国内聚氨酯行业通过自主研发和对外技术引进，技术创新水平不断提高，产业升级稳步加快，在原料领域扩张产能，产业规模扩大，产品质量稳步提高。但同时，受产能快速扩张的影响，部分原料和产品产能过剩的压力与日俱增。

水发泡技术所面临的最大挑战是泡沫体的尺寸不稳定，增加发泡系统水含量，虽改善整个发泡系统的流动性，然而也使整个发泡体尺寸稳定性下降了很多，主要是由于反应所产生的CO2气体快速从发泡体中扩散出来，而外界空气扩散入发泡体内的速度又较慢，因而造成发泡体中呈现部分的真空现象，这对发泡体的尺寸稳定性产生了极大的影响。

在环保观点上，水参与反应所产生的CO2其ODP值为零,无VOC问题，对发泡设备无特殊要求且成本低。CO2凝固点为-23℃,在25℃下，气体热传导率达16.3mW/mK，空气的热传导率27mW/mK，所生成的泡沫导热系数在23-28mW/mK，并随着气体的交换导热系数不断变化；因此，水发泡聚氨酯硬质泡沫的热传导率较大，不适用于对隔热要求高的领域。

然而现有的技术并不能有效解决上述问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种用于聚氨酯发泡的缓释微胶囊发泡剂，其以水为主要芯材、缓释性材料为囊材制备的缓释微胶囊发泡剂。以此控制囊内水的释放，用于聚氨酯发泡时可以达到控制发泡速率的效果，从而得到尺寸稳定的聚氨酯泡沫体。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于聚氨酯发泡的缓释微胶囊发泡剂，包括内芯和外壳，内芯原料重量份包括如下组分：十水硫酸钠80-90份、铝粉11-17份、磷酸二氢盐9-17份、尿素10-15份、脂肪酸12-16份、脂肪酸盐8-13份、偶氮二甲酰胺17-19份、氟硅烷12-17份、硅藻土9-16份、异丙醇7-13份；所述外壳由不饱和单体和聚氨酯泡沫粉聚合后得到。

一种用于聚氨酯发泡的缓释微胶囊发泡剂的制备方法，制备方法如下所示：

1）按重量份将十水硫酸钠、铝粉、磷酸二氢盐、脂肪酸盐、氟硅烷、硅藻土混合均匀；

2）将步骤1）反应后的原料降至室温冷却，然后继续按原料重量份添加尿素、脂肪酸、偶氮二甲酰胺、异丙醇，得水相；

3）将不饱和聚合单体与聚氨酯泡沫粉混合均匀，然后加入步骤（2）得到的水相，在搅拌过程中引发，不饱和聚合单体聚合形成分散有聚氨酯泡沫粉的聚合囊材，内核包覆水相。