CN102504321A

CN102504321A - 一种泡沫陶瓷用网状聚氨酯泡沫海绵的制备方法

Info

Publication number: CN102504321A
Application number: CN2011103119466A
Authority: CN
Inventors: 王霞; 王水富; 王建新; 王军儿; 孔亚琴
Original assignee: HANGZHOU ZHONGYA NEW MATERIALS TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: HANGZHOU ZHONGYA NEW MATERIALS TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-10-15
Filing date: 2011-10-15
Publication date: 2012-06-20

Abstract

本发明涉及一种泡沫陶瓷材料的制备方法，旨在提供一种泡沫陶瓷用网状聚氨酯泡沫海绵的制备方法，该方法依次包括：设置成型容器并在底面铺满牛皮纸，四壁涂上黄油，然后将聚醚多元醇60%-80%，催化剂1%-5%，表面活性剂1%-5%，水1%-5%混和，再称量15%-25%的甲苯二异氰酸酯倒入一并搅拌；浆液倒入成型容器中进行反应10分钟，后再取出成型的海绵泡体静置4小时以上，固化后切削为规定大小的长方体形状，置于开孔箱内，先真空后再充入乙炔和氧气或氢气和氧气至常压静置，循环3-4小时后再电子火点燃开孔，即得到本发明的三维网状的多孔海绵泡体。

Description

一种泡沫陶瓷用网状聚氨酯泡沫海绵的制备方法

技术领域

本发明涉及一种泡沫陶瓷材料的制备方法，具体地说，是一种泡沫陶瓷用网状聚氨酯泡沫海绵的制备方法。

背景技术

[0002] 聚氨酯(简称TPU)是由多异氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇及小分子多元醇、多元胺或水等扩链剂或交联剂等原料制成的聚合物。通过改变原料种类及组成，可以大幅度地改变产品形态及其性能，得到从柔软到坚硬的最终产品。网状聚氨酯泡沫和普通泡沫相比，开孔率大大地增加，可广泛用作过滤材料，例如，它可用于马路清扫车、摩托车、各种汽车的发动机过滤器中，可过滤空气中的灰尘微粒。由于网状泡沫具有80%以上的通孔率，网状泡沫还可用于医用生物材料过滤膜基础、催化剂载体基础。

专利号“200710029869.9”介绍了一种聚氨酯海绵及其生产方法，专利号“03125358.X”也介绍了一种采用可溶性泡沫微球与聚氨酯混合，制备网状聚氨酯泡沫的方法，但以上两种专利技术所述的聚氨酯海绵，都主要应用在鞋、合成革、床垫和交通运输等领域，没有出现在泡沫陶瓷领域。泡沫陶瓷过滤材料主要用于各种有色金属熔炼铸造的净化，然而，当使用聚氨酯泡沫海绵做泡沫陶瓷前驱体的时候，就要求海绵具有三维网状多孔的形状，要求海绵自身具有较好的弹性性能、较高的拉伸强度、高的通孔率及好的浆料吸附性能。这是因为在泡沫陶瓷的生产工艺过程中，海绵起到了两个重要的作用：

1、挂浆的作用

在这个过程中，海绵需要具有好的弹性性能；因为当陶瓷浆料经过辊压均匀分布到海绵经络和节点上时，海绵需要承受浆料比重带来的重力；如果弹性不好，陶瓷坯体将无法成型。

2、骨架的作用

干燥好的泡沫陶瓷坯体，最后要放入窑炉内高温烧成；在烧成过程中，海绵会随着温度的逐步升高而慢慢融化；融化过程如果太快，或者海绵自身耐热度不够，都会导致陶瓷坯体坍塌或者严重开裂，所以需要海绵具有高的通孔率和强度。

因而，制备出高通孔率（大于85%）、高的拉伸强度和好的弹性性能的聚氨酯网状海绵是目前的技术难题，一直有待于技术发展解决。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种以甲苯二异氰酸酯、聚醚、催化剂等为原料制备网状聚氨酯泡沫海绵的方法，该网状聚氨酯泡沫海绵可满足泡沫陶瓷生产前驱体的指标要求。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种泡沫陶瓷用网状聚氨酯泡沫海绵的制备方法，其特征在于，依次包括以下步骤：

（1）按所要求发泡的海绵泡体尺寸设置一方形的海绵泡体成型容器，并剪裁一张尺寸对应的牛皮纸，将牛皮纸铺满所述海绵泡体成型容器的底面，四周用胶带粘牢；

（2）将所述海绵泡体成型容器的四壁均匀涂上黄油，然后拉进发泡房；

（3）按质量百分比配比组分称量；其中聚醚多元醇 60%-80%，催化剂 1%-5%，表面活性剂 1%-5%，水 1%-5%，混合倒入搅拌机内搅匀，再将15%-25%的甲苯二异氰酸酯也倒入搅拌机内，共同高速搅拌约28秒；

（4）将搅拌后的浆液倒入所述海绵泡体成型容器中，反应10分钟后，再拉出发泡房，取出反应完成并且成型的海绵泡体，置于空旷的平地静置4小时以上，使其固化完全；

（5）将所述海绵泡体切削为规定大小的长方体形状，置于开孔箱内，抽真空到4个大气压后，充入乙炔和氧气，或者充入乙炔和氢气和氧气，至常压静置，让气体在泡体内循环3-4小时后，再用电子火点燃开孔，即可得到三维网状的多孔海绵泡体。

作为本发明的进一步改进，所述步骤（3）中的聚醚多元醇采用两种聚醚类组成，即由560S和560D混合组成，配比各占一半。

作为本发明的进一步改进，所述步骤（3）中的聚醚多元醇采用三种聚醚类组成，即由560S、560D和3050混合组成，其配比为1：1：1。

作为本发明的进一步改进，所述步骤（3）中的聚醚多元醇采用四种聚醚类组成，即由560S、560D、3050和2045混合组成，其配比为1：1：1：0.2。

作为本发明的进一步改进，所述步骤（3）中的催化剂采用T-9、A33和A230中的至少一种。

作为本发明的进一步改进，所述步骤（3）中的表面活性剂采用进口硅油。

作为本发明的进一步改进，所述步骤（3）中的混合过程采用二次混合，所采用的搅拌机为可抽真空密封式高速搅拌机，所述搅拌过程均在高速真空搅拌容器内进行。

作为本发明的进一步改进，所述步骤（5）中的开孔箱主体材料采用耐腐蚀、耐磨损全不锈钢材质，并且完全密封。

作为本发明的进一步改进，所述步骤（5）中的乙炔和氢气和氧气的混合比例为1：1：2。

本发明方法生产出的网状聚氨酯海绵，强度高，弹性性能好，具有高通孔率和优浆料吸附性能，完全能满足作为泡沫陶瓷前驱体的性能要求。

具体实施方式

下面通过具体实施例来详细描述本发明。

实例1：制备网孔为20ppi的2米×1米×1米海绵泡体，原料总重量为100KG。

（1）用木板钉出一个长宽高为2米×1米×1.5米的海绵泡体成型容器，再剪裁一张2.2米×1.5米的牛皮纸，铺入海绵泡体成型容器的2米×1米底面，多出的纸沿四周翻边上折，并用胶带粘牢在侧壁面；

（2）在海绵泡体成型容器的四壁均匀涂上黄油，然后拉进发泡房；

（3）按质量百分比配比组分称量：聚醚多元醇560S 35%，聚醚多元醇560D 35%，催化剂T-9 1.2%，催化剂A33 0.8%，表面活性剂硅油 3.3%，水 1.5%，混合倒入可抽真空密封式高速搅拌机内搅匀，再称量23.2%的甲苯二异氰酸酯，也倒入该搅拌机内二次混合，高速搅拌30秒；

（5）将海绵泡体的顶部切削去，成为规则大小为2米×1米×1米的长方体形状，再放入开孔箱内，抽真空到4个大气压后，充入乙炔、氢气和氧气至常压，这三种气体的比例为1：1：2；然后静置，让气体在泡体内循环3小时，再用电子火点燃开孔，即得到网孔为20ppi的三维网状多孔海绵泡体。

实例2：制备网孔为25ppi的2米×1米×1米海绵泡体，原料总重量为100KG。

（1）、（2）同实例1；

（3）按质量百分比配比组分称量：聚醚多元醇560S 25%，聚醚多元醇560D 25%，聚醚多元醇3050 25%，催化剂T-9 1.0%，催化剂A33 1.2%，表面活性剂硅油 4.2 %，水 2.4%，混合倒入可抽真空密封式高速搅拌机内搅匀，再称量16.2%的甲苯二异氰酸酯，也倒入该搅拌机内二次混合，高速搅拌28秒；

（5）将海绵泡体的顶部切削去，成为规则大小为2米×1米×1米的长方体形状，再放入开孔箱内，抽真空到4个大气压后，充入乙炔、氢气和氧气至常压，这三种气体的比例为1：1：2；然后静置，让气体在泡体内循环3.5小时，再用电子火点燃开孔，即得到网孔为25ppi的三维网状多孔海绵泡体。

实例3：制备网孔为30ppi的2米×1米×1米海绵泡体，原料总重量为100KG。

（1）、（2）同实例1；

（3）按质量百分比配比组分称量：聚醚多元醇560S 20%，聚醚多元醇560D 20%，聚醚多元醇3050 20%，聚合物多元醇2045 4%，催化剂T-9 1.2%，催化剂A33 1.7%，催化剂A230 1.5%，表面活性剂硅油 3.5 %，水 3.1%，混合倒入可抽真空密封式高速搅拌机内搅匀，再称量25%的甲苯二异氰酸酯，也倒入该搅拌机内二次混合，高速搅拌25秒；

（5）将海绵泡体的顶部切削去，成为规则大小为2米×1米×1米的长方体形状，再放入开孔箱内，抽真空到4个大气压后，充入乙炔和氧气，至常压静置，让气体在泡体内循环4小时，再用电子火点燃开孔，即得到网孔为30ppi的三维网状多孔海绵泡体。

最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的3种具体实施例。显然，本发明并不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims

1.一种泡沫陶瓷用网状聚氨酯泡沫海绵的制备方法，其特征在于，依次包括以下步骤：

（3）按质量百分比配比组分称量；其中聚醚多元醇 60%-80%，催化剂 1%-5%，表面活性剂 1%-5%，水 1%-5%，混合倒入搅拌机内搅匀，再将15%-25%的甲苯二异氰酸酯也倒入搅拌机内，共同高速搅拌约30秒；

（5）将所述海绵泡体切削为规定大小的长方体形状，置于开孔箱内，抽真空到4个大气压后，充入乙炔和氧气，或者充入乙炔和氢气和氧气至常压静置，让气体在泡体内循环3-4小时后，再用电子火点燃开孔，即可得到三维网状的多孔海绵泡体。

2.根据权利要求1所述一种泡沫陶瓷用网状聚氨酯泡沫海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中的聚醚多元醇采用两种聚醚类组成，即由560S和560D混合组成，配比各占一半。

3.根据权利要求1所述一种泡沫陶瓷用网状聚氨酯泡沫海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中的聚醚多元醇采用三种聚醚类组成，即由560S、560D和3050混合组成，其配比为1：1：1。

4.根据权利要求1所述一种泡沫陶瓷用网状聚氨酯泡沫海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中的聚醚多元醇采用四种聚醚类组成，即由560S、560D、3050和2045混合组成，其配比为1：1：1：0.2。

5.根据权利要求1所述一种泡沫陶瓷用网状聚氨酯泡沫海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中的催化剂采用T-9、A33和A230中的至少一种。

6.根据权利要求1所述一种泡沫陶瓷用网状聚氨酯泡沫海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中的表面活性剂采用进口硅油。

7.根据权利要求1所述一种泡沫陶瓷用网状聚氨酯泡沫海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中的混合过程采用二次混合，所采用的搅拌机为可抽真空密封式高速搅拌机，所述搅拌过程均在高速真空搅拌容器内进行。

8.根据权利要求1所述一种泡沫陶瓷用网状聚氨酯泡沫海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中的开孔箱主体材料采用耐腐蚀、耐磨损全不锈钢材质，并且完全密封。

9.根据权利要求1所述一种泡沫陶瓷用网状聚氨酯泡沫海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中的乙炔和氢气和氧气的混合比例为1：1：2。