本发明涉及聚氨酯弹性体泡沫材料,尤其涉及一种低收缩率热塑性聚氨酯弹性体泡沫材料及其制备方法。
背景技术:
1、热塑性聚氨酯(tpu,thermoplastic polyurethane)结合了软段和硬段的特性,展现出耐磨、耐撕裂、优秀的止滑性以及广泛的硬度范围,具有出色的机械强度、耐温性、易加工性、环保特性、可塑性与透明度等优点。同时,tpu还融合了橡胶的高弹性和工程塑料的高强度,可广泛应用于汽车配件、医疗设备、耐用消费产品以及运动器材等领域。以超临界二氧化碳(sc-co2,supercritical co2)制备的tpu泡沫具有优异的低温柔韧性和高压缩性能。然而,tpu的玻璃化转变温度低于室温,在发泡过程中被快速拉伸的分子链来不及松弛,发泡后tpu分子链在室温条件下发生收缩,因此制备稳定的tpu泡沫材料面临严峻的挑战。。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种低收缩率热塑性聚氨酯弹性体泡沫材料及其制备方法,本发明提供的低收缩率热塑性聚氨酯弹性体泡沫材料,收缩率低、泡孔密度高。
2、为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
3、本发明提供了一种低收缩率热塑性聚氨酯弹性体泡沫材料,包括以下重量份数的组分的原料制备得到:
4、tpu 70~99份,聚乳酸1~30份,成核剂0.1~5.0份。
5、优选地,所述低收缩率热塑性聚氨酯弹性体泡沫材料包括以下重量份数的组分的原料制备得到:
6、tpu80~95份,聚乳酸5~20份,成核剂0.5~3.0份。
7、优选地,所述tpu为聚醚型tpu。
8、优选地,所述聚乳酸的重均分子量为80000~300000g/mol。
9、优选地,所述成核剂为气相二氧化硅、滑石粉中的一种或两种。
10、本发明还提供了上述技术方案所述低收缩率热塑性聚氨酯弹性体泡沫材料的制备方法,包括以下步骤:
11、(1)将tpu、聚乳酸、和成核剂混合后,进行挤出造粒,将所述挤出造粒得到粒料放入平板硫化仪模具中,依次进行热压和冷却成型,经剪裁得到釜压发泡用样品;
12、(2)将所述步骤(1)得到的釜压发泡用样品进行超临界co2釜压发泡,得到低收缩率热塑性聚氨酯弹性体泡沫材料。
13、优选地,所述步骤(1)中挤出造粒的温度为170~210℃,螺杆的转速为150~250r/min。
14、优选地,所述步骤(2)中平板硫化仪的条件设置为:加热温度为180~200℃、预热1~3min、热压2~5min、冷却4~6min,热压和冷却的压力为8~12mpa。
15、优选地,所述步骤(2)中超临界co2釜压发泡的温度为120~140℃,压力为10~18mpa,饱和时间为50~70min。
16、本发明提供了一种低收缩率热塑性聚氨酯弹性体泡沫材料,采用一定量的聚乳酸作为tpu泡沫的收缩改性剂,协同添加一定量的成核剂,进行超临界二氧化碳釜压发泡,得到低收缩率热塑性聚氨酯弹性体泡沫材料。本发明实施例制得的低收缩率热塑性聚氨酯弹性体泡沫材料的泡孔密度从3.27x108个/cm3提升为1.01x109个/cm3,其收缩率(24h后)从41.67%降低至9.01%,本发明制备的低收缩率热塑性聚氨酯弹性体泡沫材料具有广泛的应用前景和经济效益,适用于汽车、家用电器、电器仪表、机械工业等多个领域。
1.一种低收缩率热塑性聚氨酯弹性体泡沫材料,其特征在于,包括以下重量份数的组分的原料制备得到:
2.根据权利要求1所述的低收缩率热塑性聚氨酯弹性体泡沫材料,其特征在于,包括以下重量份数的组分的原料制备得到:
3.根据权利要求1所述的低收缩率热塑性聚氨酯弹性体泡沫材料,其特征在于,所述tpu为聚醚型tpu颗粒。
4.根据权利要求1所述的聚乳酸泡沫材料,其特征在于,所述聚乳酸的重均分子量为50000~500000g/mol。
5.根据权利要求1所述的低收缩率热塑性聚氨酯弹性体泡沫材料,其特征在于,所述成核剂为气相二氧化硅、滑石粉、蒙脱土、碳酸钙、碳纤维、片状石墨、石墨粉中的一种或多种。
6.一种权利要求1~6任一项所述低收缩率热塑性聚氨酯弹性体泡沫材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中挤出造粒的温度为160~220℃,螺杆的转速为100~300r/min。
8.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中平板硫化仪的条件设置为:加热温度为180~200℃、预热1~3min、热压2~5min、冷却4~6min,热压和冷却的压力为8~12mpa。
9.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中超临界co2釜压发泡的温度为110~150℃,压力为8~20mpa,饱和时间为40~80min。