軟質閉孔聚氨酯彈性泡沫及其制備方法、在輪胎和鞋底上的應用技術

本發明專利技術提供一種軟質閉孔聚氨酯彈性泡沫及制備方法、在輪胎和鞋底上的應用，其中軟質閉孔聚氨酯彈性泡沫按重量份數主要由如下組分制備：邵氏硬度為50A～98A的TPU70～100份，憎水劑0.01～1份，抗氧化劑0.01～1份，光穩定劑0.01～1份，成核劑1～5份，環氧樹脂0.01～1份，馬來酸酐0.01～1份，碳酸氫鈉1～15份。其制備方法重在將半結晶性聚氨酯彈性體在發泡前進行泡孔成核處理，有效降低反應釜內的壓力，大大降低的對設備的要求。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于閉孔聚氨酯泡沫及制備閉孔聚氨酯泡沫方法的
，具體的說，涉及了一種軟質閉孔聚氨酯彈性泡沫及其制備方法和該軟質閉孔聚氨酯彈性泡沫在輪胎芯中的應用。
技術介紹
軟質閉孔聚氨酯彈性泡沫是指具有獨立氣孔的聚氨酯彈性泡沫顆粒，這種獨立氣孔的聚氨酯彈性泡沫顆粒通過模壓成不同的形狀應用在免充氣輪胎芯、充氣輪胎芯、汽車座椅海綿、鞋材及海洋浮球等。專利CN201410391122.8，專利技術名稱為一種熱塑性聚氨酯彈性體發泡珠粒及其制備方法，公開了一種采用兩次發泡，并以液態二氧化碳作為發泡劑的熱塑性聚氨酯彈性體發泡珠粒制備方法，該制備方法中使用的反應釜內壓強要達到7.5～9.5MPa，對設備的安全系數要求高，且發泡出的產品性能穩定性低。專利CN201510226686.0，專利技術名稱為一種熱塑性聚氨酯彈性體發泡珠粒及其制備方法，公開了按如下原料制備得到60～94份熱塑性聚氨酯彈性體，2～20份發泡劑，0.5～3份交聯劑，0.5～5份成核劑，2～10份填充劑，1～2份光穩定劑。其制備方法中采用將除發泡劑的其他組分在擠出機中融合、混煉和塑化后，從機頭處注入配方量的發泡劑混合擠出的方法。該熱塑性聚氨酯彈性體發泡珠粒及其制備方法的發泡劑雖公開可以是二氧化碳等環保材料，但將發泡劑從擠出機機頭注入到混合物料中，泡沫質量不穩定，泡孔結構不單一，且擠出設備所承受壓力較大，安全系數要求高。為了解決上述問題，尋求一種泡孔分布均勻，生產設備安全系數、生產工藝環保的軟質閉孔聚氨酯彈性泡沫及其生產方法，人們一直在尋求一種理想的技術解決方案。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對現有技術的不足，從而提供一種泡孔分布均勻、閉孔率高的軟質閉孔聚氨酯彈性泡沫及環保、設備安全系數高的軟質閉孔聚氨酯彈性泡沫的制備方法。本專利技術采用的技術方案為：一種軟質閉孔聚氨酯彈性泡沫，按重量份數主要由如下組分制備：邵氏硬度為50A～98A的TPU70～100份，憎水劑0.01～1份，抗氧化劑0.01～1份，光穩定劑0.01～1份，成核劑1～5份，環氧樹脂0.01～1份，馬來酸酐0.01～1份，碳酸氫鈉1～15份。該軟質閉孔聚氨酯彈性泡沫在配方中增加了成核劑和碳酸氫鈉，其中碳酸氫鈉與TPU加熱產生的酸性氣體反應產生二氧化碳，既能夠減少有害氣體產生，并且氣泡與成核劑結合形成穩定的微孔結構。環氧樹脂可以與多余的酸性氣體反應，而馬來酸酐可在發泡階段作為接枝劑使用，使分子結合更緊密，顆粒氣泡結構均勻。抗氧化劑可以在造粒及閉孔階段使得物料不易氧化，而防老化劑的加入提高軟質閉孔聚氨酯彈性泡沫的抗老化性能，防止黃變。基于上述，所述抗氧化劑為受阻酚類，受阻酚類抗氧劑是一些具有空間阻礙的酚類化合物，它們的抗熱氧化效果顯著，具有優異的熱穩定性和耐熱氧老化性，捕捉過氧化自由基，,不會污染制品。基于上述，所述抗氧化劑為2，6-三級丁基-4-甲基苯酚、雙（3，5-三級丁基-4-羥基苯基）硫醚、四〔β-(3，5-三級丁基-4-羥基苯基)丙酸〕季戊四醇酯中的一種或多種的混合物。基于上述，所述成核劑為碳酸鈣粉末。基于上述，所述環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂，透明度較高，不影響成品顏色。基于上述，它還包括硫代二丙酸雙酯0.01～1重量份，分解氫過氧化物用作輔助抗氧劑與其他的抗氧化劑配合協同作用，提高成品的耐氧化性，降低成品黃變概率。一種軟質閉孔聚氨酯彈性泡沫制備方法，由以下步驟構成：（1）將上述的軟質閉孔聚氨酯彈性泡沫的制備組分混合均勻；（2）將步驟（1）中混合好的材料在擠出機中造粒并烘干，造粒溫度為170～220度，制造的顆粒為1mg～10mg；（3）將烘干后的顆粒、水、碳酸鈣粉末以質量比為（9～12）：（8～13）：（0.3～2）的比例混合，加熱120～150度，加入二氧化碳和/或氮氣，保持釜內壓力1.5～5.0MPa，使得顆粒閉孔；（4）脫水分離。該生產方法重在將半結晶性聚氨酯彈性體在發泡前進行泡孔成核處理，通過對成核劑配合碳酸氫鈉的處理得到微孔結構的待發泡聚氨酯彈性體顆粒，待發泡聚氨酯彈性體顆粒微孔直徑約1-20μm，有效降低反應釜內的壓力，實際達到1.5-5.0MPA，大大降低的對設備的要求，造粒機使軟質閉孔聚氨酯泡沫中的微孔分布均勻，以便發泡時控制泡孔分布。一種軟質閉孔聚氨酯彈性泡沫在汽車輪胎芯上的應用，該汽車輪胎芯包括體積分數70%～90%的上述的軟質閉孔聚氨酯彈性泡沫和體積分數為30%～10%的空氣。軟質閉孔聚氨酯彈性泡沫閉孔率高，成孔均勻可以保持輪胎內的壓力長時間保持恒定，延長輪胎的使用壽命，防止輪胎由于慢漏氣、胎層剝離、側面起鼓而造成輪胎壽命的縮短。且具有更為出色的減震能力，安全性高，不會發生爆胎。一種軟質閉孔聚氨酯彈性泡沫在鞋底上的應用，所述鞋底的中底由上述的軟質閉孔聚氨酯彈性泡沫制成，彈性好，可以有效保護腳踝不受損傷。本專利技術相對現有技術具有突出的實質性特點和顯著的進步，具體的說，本專利技術的軟質閉孔聚氨酯彈性泡沫在造粒配方階段加入成核劑和碳酸氫鈉形成微孔結構待發泡TPU，成孔均勻，結構一致性強；且采用成核劑與反應過程中產生的酸性氣體與碳酸氫鈉反應生成環保性的二氧化碳結合，工藝環保、綠色；進一步說該制備方法雖通過高壓法將環保氣體二氧化碳或氮氣直接引入制備好的TPU顆粒中，并設定一定的溫度，使發泡TPU顆粒閉孔，相比較使用液態二氧化碳發泡劑的工藝，設備耐壓要求大幅度降低，安全系數提高。再一步說，本專利技術的軟質閉孔聚氨酯彈性泡沫在造粒配方階段加入憎水劑，能夠阻止和減緩成品吸水分解，黃變。軟質閉孔聚氨酯彈性泡沫具有成孔均勻，結構一致性強，耐黃變的特點；其生產方法具有環保、綠色，設備成本低的優點。具體實施方式下面通過具體實施方式，對本專利技術的技術方案做進一步的詳細描述。實施例11、將重量份邵氏硬度為50A的TPU70份，甲基硅醇鈉0.1份，2，6-三級丁基-4-甲基苯酚0.1份，783型號巴斯夫光穩定劑0.5份，碳酸鈣1份，環氧樹脂0.5份，馬來酸酐0.5份，碳酸氫鈉1份混合均勻。2、將步驟1中混合好的材料在擠出機中造粒并烘干，造粒溫度為170度，制造出的顆粒質量為1mg左右。3、將制備好的待發泡聚氨酯彈性體顆粒投入高壓反應釜中，依次加入水，碳酸鈣，三者比例為10:8:1，對反應釜進行加熱至130度，達到預定的溫度后，向釜內輸入氣態的氮氣，氣體壓力設定到1.6MPA，保持30分鐘，閉孔率可以達到96%以上，放料再依次通過脫水機，烘干機。4、烘干后測定發泡聚氨酯彈性體的密度為200kg/m3。實施例21、將重量份邵氏硬度為70A的TPU85份，甲基硅醇鈉0.5份，2，6-三級丁基-4-甲基苯酚0.5份，783型號巴斯夫光穩定劑0.5份，碳酸鈣2份，環氧樹脂0.5份，馬來酸酐0.5份，硫代二丙酸雙酯0.5份，碳酸氫鈉2份混合均勻。2、將步驟1中混合好的材料在擠出機中造粒并烘干，造粒溫度為180度，制造出的顆粒質量為3mg左右。3、將制備好的待發泡聚氨酯彈性體顆粒投入高壓反應釜中，依次加入水，碳酸鈣，三者比例為11:10:1.3，對反應釜進行加熱，加熱至135度，達到預定的溫度后，向釜內輸入氣態的氮氣，氣體壓力設定到2.0MPA，保持40分鐘，閉孔率可以達到96%以上，放料再依次通過脫水機，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種軟質閉孔聚氨酯彈性泡沫，其特征在于：它按重量份數主要由如下組分制備：邵氏硬度為50A～98A的TPU70～100份，憎水劑0.01～1份，抗氧化劑0.01～1份，光穩定劑0.01～1份，成核劑1～5份，環氧樹脂0.01～1份，馬來酸酐0.01～1份，碳酸氫鈉1～15份。

【技術特征摘要】
1.一種軟質閉孔聚氨酯彈性泡沫，其特征在于：它按重量份數主要由如下組分制備：邵氏硬度為50A～98A的TPU70～100份，憎水劑0.01～1份，抗氧化劑0.01～1份，光穩定劑0.01～1份，成核劑1～5份，環氧樹脂0.01～1份，馬來酸酐0.01～1份，碳酸氫鈉1～15份。2.根據權利要求1所述的軟質閉孔聚氨酯彈性泡沫，其特征在于：所述抗氧化劑為受阻酚類抗氧化劑。3.根據權利要求2所述的軟質閉孔聚氨酯彈性泡沫，其特征在于：所述抗氧化劑為2，6-三級丁基-4-甲基苯酚、雙（3，5-三級丁基-4-羥基苯基）硫醚、四〔β-(3，5-三級丁基-4-羥基苯基)丙酸〕季戊四醇酯中的一種或多種的混合物。4.根據權利要求1所述的軟質閉孔聚氨酯彈性泡沫，其特征在于：所述成核劑為碳酸鈣粉末。5.根據權利要求1所述的軟質閉孔聚氨酯彈性泡沫，其特征在于：所述環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂。6.根據權利要求1-5任一項所述的軟質閉孔...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王軍耀，
申請(專利權)人：上海敬仁新材料科技有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31