[发明专利]一种热塑性聚氨酯共混发泡材料及其制备方法

说明书

一种热塑性聚氨酯共混发泡材料，按重量计，包括热塑性聚氨酯75～90份、聚酰胺10～20份、扩链剂0.1～5份、催化剂0～0.1份、抗氧化剂为0.1～0.3份和润滑剂1～5份。本发明的热塑性聚氨酯共混发泡材料的制备方法，包括将热塑性聚氨酯与聚酰胺进行熔融共混；加入发泡剂，将温度降低至发泡温度，挤出或注塑发泡制得制得热塑性聚氨酯共混发泡材料。本发明采用熔融扩链方法对热塑性聚氨酯进行熔融扩链改性，使得热塑性聚氨酯具有支化分子结构，同时还将热塑性聚氨酯与结晶温度高的聚酰胺进行共混以适应多种发泡工艺，制备出发泡倍率高、收缩率低的热塑性聚氨酯发泡材料。

技术领域

本发明涉及发泡材料领域，尤其涉及一种热塑性聚氨酯共混发泡材料及其制备方法。

背景技术

发泡材料，是指以聚合物作为基体，且聚合物内部遍布微小气孔的一种材料。发泡材料通常的制备方法如下：通过在一定的温度下，向纯的聚合物中加入发泡剂(物理发泡剂、化学发泡剂或复合发泡剂等)，同时按要求添加适当的助剂，通过间歇发泡、挤出发泡、注塑发泡、模压发泡等工艺让发泡剂在聚合物基体中膨胀形成微小气孔来加工得到发泡材料。大多数聚合物材料，都可以用来加工成发泡材料。发泡材料由于其内部填充有大量气孔而具有质地轻、减震性好、隔音隔热性能好、比强度较高等优点，因而得到了广泛的应用。

热塑性聚氨酯(TPU)，是由硬段和软段组成的嵌段共聚物，具有橡胶的高弹性和塑料的优良可加工性。化学结构上没有或很少有化学交联，分子链基本上都是线性的，但是有一定量的物理交联。TPU具有优异的耐磨性、抗拉强度、断裂伸长率等性能，能抵抗多种酸碱和有机溶剂的腐蚀，产品环保无污染，生物相容性好，是理想的替代PVC的材料。通过发泡工艺得到的TPU发泡制品在保留原有的优异性能之外，其柔韧性也有一定的提高，因此TPU发泡材料在鞋材、汽车内饰、家电、轮胎、头盔等领域得到广泛应用。

中国专利发明申请CN108250734A公开了一种TPU与嵌段聚醚酰胺弹性体共混发泡材料及其制备方法。该材料中，聚醚酰胺弹性体和TPU的重量比是90：10～10∶90之间。将这两种物料用双螺杆挤出机共混造粒，采用间歇发泡法制得了密度小、耐腐蚀、力学性能强、回弹性好的发泡材料。该发明虽然提高了TPU的耐水性和耐候性，但仍存在发泡制品收缩率高，物料粘弹性低难以适应挤出、注塑等发泡工艺的缺点。

中国专利发明申请CN106674997A公开了一种发泡TPU材料及其发泡工艺。该方案中，按重量分数，发泡TPU材料包括TPU 100份、碳酸丙烯酯2-5份、结晶成核剂0.01-2.0份。用双螺杆挤出机先将这些原料进行共混造粒，然后将制得的TPU粒料加入到反应釜中制得发泡微粒。该技术方案采用的碳酸丙烯酯为易燃有机溶剂，其加入会降低TPU的熔体粘度，粘度太低不能承受气泡生长时的拉伸应力，易造成气泡破裂和合并，开孔率提高。

因此，有待开发性能更加优异的聚氨酯发泡材料及其制备方法。

发明内容

针对当前热塑性聚氨酯发泡材料存在的发泡倍率低、收缩性大的缺点，本发明提供了一种热塑性聚氨酯共混发泡材料及其制备方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种热塑性聚氨酯共混发泡材料，按重量计，包括热塑性聚氨酯75～90份、聚酰胺10～25份、扩链剂0.1～5份、催化剂0～0.1份、抗氧化剂为0.1～0.3份和润滑剂1～5份，热塑性聚氨酯共混发泡材料的表观密度0.15-0.50g/cm³。

在上述热塑性聚氨酯共混发泡材料中，聚酰胺的熔融温度要低于220℃、结晶温度要低于200℃。

在上述热塑性聚氨酯共混发泡材料中，所述的聚酰胺(PA)为聚十二内酰胺(PA12)

在上述热塑性聚氨酯共混发泡材料中，扩链剂为环氧类扩链剂或异氰酸酯类扩链剂，以及催化剂是叔胺类催化剂。