[发明专利]一种改性硫酸钙晶须/聚氨酯复合发泡材料及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种改性硫酸钙晶须/聚氨酯复合发泡材料及其制备工艺，包括：硅酸钠对硫酸钙晶须表面进行改性；硅烷偶联剂对用二氧化硅包覆过的硫酸钙晶须继续改性；以巯基修饰的硫酸钙晶须和烯键封端的超支化聚磷酸酯丙烯酸酯反应来合成阻燃硫酸钙晶须杂化材料；将聚多元醇、阻燃硫酸钙晶须、有机锡催化剂、扩链剂混合均匀，得到组分A；将聚多元醇和异氰酸酯反应得到组分B；组分A与组分B混合，充入氮气，进行发泡处理，即得改性硫酸钙晶须/聚氨酯复合发泡材料。本发明制得的改性硫酸钙晶须/聚氨酯复合发泡材料具有良好的机械性能和阻燃性能，解决了聚氨酯发泡鞋底材料在改性过程中与改性材料的相容性问题。

技术领域

本发明涉及高分子化合物的技术领域，具体涉及一种改性硫酸钙晶须/聚氨酯复合发泡材料及其制备工艺。

背景技术

聚氨酯是在大分子主链中含有氨基甲酸酯基的聚合物称为聚氨基甲酸酯，聚氨酯分为聚酯型聚氨酯和聚醚型聚氨酯两大类。聚氨酯具有很多优异的性能，所以其具有广泛的用途。聚氨酯主要用作聚氨酯合成革、聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯涂料、聚氨酯粘合剂、聚氨酯橡胶(弹性体)和聚氨酯纤维等。

与普通鞋底材料相比，采用聚氨酯材料制备而成的发泡鞋底材料具有弹性、质轻、耐磨、耐折、耐油、耐化学品、防腐蚀等特点，并且成本适中，是目前市场前景非常良好的鞋底材料。但是由于对鞋底材料性能要求的多样性，导致需要对聚氨酯材料进行一定的改性等处理，才能满足鞋底材料市场的需求。

目前，报道的一些针对聚氨酯发泡材料的研究有：采用纳米材料对聚氨酯材料进行改性(孙长新，由纳米材料/聚氨酯制备的运动鞋鞋底的力学性能研究[J].塑料工业，2018，5(46):126-129)、发泡剂等助剂对聚氨酯材料的影响(于大海，朱彦，唐劲松，助剂对微孔聚氨酯弹性体发泡过程的影响[J].聚氨酯工业，2015，6(30):27-30)、纤维增强聚氨酯泡沫材料(许黛芳，俞科静，钱坤，孙洁，芳纶短纤和浆粕增强聚氨酯泡沫的结构和性能研究[J].宇航材料工艺，2018，2：29-34)。

将聚氨酯发泡材料应用于鞋底材料，其对鞋底材料的阻燃性能和增韧、增强、耐磨等性能提出了更高要求，单纯的聚氨酯发泡材料难以满足上述要求，因此常见的有效手段即是对于聚氨酯材料进行改性处理。

硫酸钙晶须是一种以单晶形式生长的新型针状、具有均匀横截面、完整外形、内部结构完善的纤维亚纳米材料。硫酸钙晶须具有高强度、高模量、高韧性、高绝缘性、耐磨耗、耐高温、耐酸碱、抗腐蚀、红外线反射性良好、易于表面处理、易与聚合物复合、无毒等诸多优良的理化性能。但是，硫酸钙晶须直接改性聚氨酯材料的相容性较差，需要提前对硫酸钙晶须进行改性处理。并且在硫酸钙晶须改性的处理过程中，提高硫酸钙晶须的表面活性以及添加其它功能，从而进一步提高对聚氨酯发泡材料的改性结果，是提高聚氨酯发泡鞋底材料的产品性能和市场竞争力的有效手段。

中国专利CN201610580686.5公开了一种低密度环保型松糕鞋底用聚氨酯鞋底及其制备方法，所述的聚氨酯鞋底，由A组分、B组分和C组分制成，其中，以重量份数计，A组分由以下原料制成：聚酯多元醇A45～65份，聚酯多元醇B35～55份，聚合物聚酯多元醇C10～20份，扩链剂10～18份，交联剂0～3份，发泡剂0.5～1份，表面活性剂0.3～1份；B组分由以下原料制成：聚酯多元醇D25～35份，聚醚多元醇E10～20份，异氰酸酯65～80份，储存稳定剂；C组分为醇胺类催化剂。但是该专利制备的鞋底材料并未对聚氨酯材料进行改性处理，其阻燃性能以及机械性能难以得到大幅提升。