CN105273394A - 一种轻质化高物性聚氨酯发泡材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及聚氨酯发泡材料技术领域，具体涉及一种轻质化高物性聚氨酯发泡材料及其制备方法，该聚氨酯发泡材料由如下重量份的原料组成：聚氨酯胶粒70-98份、无机发泡剂1-10份、有机发泡剂1-10份和活性剂0-10份。本发明的聚氨酯发泡材料质量轻，物性高，耐磨性佳，具有较好的弹性和柔软性，尺寸稳定性佳，环保、可回收使用、无异味。
Description
技术领域
本发明涉及聚氨酯发泡材料技术领域，具体涉及一种轻质化高物性聚氨酯发泡材料及其制备方法。
背景技术
传统的EVA发泡材料、PVC发泡材料或橡胶发泡材料在模内发泡的加工时间长，且需要额外修边，尺寸安定性较差，产品具有异味,还具有不环保、无法回收和发泡时间长等问题。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种轻质化高物性聚氨酯发泡材料，该聚氨酯发泡材料质量轻，物性高，耐磨性佳，具有较好的弹性和柔软性，尺寸稳定性佳，环保、可回收使用、无异味。
本发明的另一目的在于提供一种轻质化高物性聚氨酯发泡材料的制备方法，该制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，可大规模工业化生产。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种轻质化高物性聚氨酯发泡材料，它由如下重量份的原料组成：
聚氨酯胶粒70-98份
无机发泡剂1-10份
有机发泡剂1-10份
活性剂0-10份。
本发明的聚氨酯发泡材料质量轻，物性高，耐磨性佳，具有较好的弹性和柔软性，尺寸稳定性佳，多次多密度射出可直接生产制品，不需要额外人工上胶贴合；环保、可回收使用、无异味；发泡泡孔为闭孔且均匀，不会吸水，产品适合户外使用。
优选的，它由如下重量份的原料组成：
聚氨酯胶粒76-91份
无机发泡剂3-8份
有机发泡剂3-8份
活性剂3-8份。
更为优选的，它由如下重量份的原料组成：
聚氨酯胶粒85份
无机发泡剂5份
有机发泡剂5份
活性剂5份。
优选的，所述聚氨酯胶粒由如下重量份的原料组成：
聚酯多元醇52-78份
二异氰酸酯15-35份
扩链剂2-8份；
其中，聚酯多元醇是由多元酸和多元酯中的至少一种与多元醇按照1：1.01-1.2的摩尔比例经过真空熔融法进行脱醇及脱水缩聚而成，其羟值为20-120mgKOH/g，酸值为0.1-2mgKOH/g。
所述聚氨酯胶粒的制备方法包括如下步骤：
（1）按重量份将聚酯多元醇、二异氰酸酯和扩链剂混合，加热进行反应，反应的温度为180-250℃，制得反应物；
（2）将步骤（1）制得的反应物经双螺杆压出机挤出、造粒，双螺杆压出机的温度为140-200℃，制得聚氨酯胶粒。
本发明通过采用上述原料制成的聚氨酯胶粒，制得的聚氨酯发泡材料质量轻，物性高，耐磨性佳，具有较好的弹性和柔软性，尺寸稳定性佳，环保、可回收使用、无异味。
优选的，所述多元酸为丁二酸、己二酸、壬二酸、葵二酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸和顺丁烯二酸中的至少一种。更为优选的，所述多元酸是由壬二酸、对苯二甲酸和间苯二甲酸以重量比2-4:0.5-1.5:1.4-2.2组成的混合物。
本发明通过采用上述多元酸，制得的聚氨酯发泡材料质量轻，物性高，耐磨性佳，具有较好的弹性和柔软性，尺寸稳定性佳，环保、可回收使用、无异味。
所述多元酯为苯酐。
本发明通过采用苯酐作为多元酯，制得的聚氨酯发泡材料质量轻，物性高，耐磨性佳，具有较好的弹性和柔软性，尺寸稳定性佳，环保、可回收使用、无异味。
所述多元醇为乙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、二甘醇、新戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、己二醇、3-甲基1,5-戊二醇、1,4-环己烷二甲醇、甘油、季戊四醇、聚四氢呋喃醚多元醇、聚丙二醇、聚乙二醇和聚ε-己内酯二醇中的至少一种；其中，聚四氢呋喃醚多元醇的分子量为650-2000，聚丙二醇的分子量为200-2000，聚乙二醇的分子量200-2000，聚ε-己内酯二醇的分子量为1000-50000。更为优选的，所述多元醇是由1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、3-甲基1,5-戊二醇和1,4-环己烷二甲醇以重量比1:0.8-1.2:1.4-2.2:2.4-3.2组成的混合物；或者，所述多元醇是由甘油、季戊四醇、聚丙二醇和聚ε-己内酯二醇以重量比0.5-1.5:1:1.6-2.4:1.4-2.2组成的混合物。
本发明通过采用上述多元醇，制得的聚氨酯发泡材料质量轻，物性高，耐磨性佳，具有较好的弹性和柔软性，尺寸稳定性佳，环保、可回收使用、无异味。
优选的，所述二异氰酸酯包括4,4-MDI、2,4-MDI、MDI-50、H12MDI、HDI、XDI、IPDI和TDI中的至少一种；其中，MDI-50是由重量比为1：1的4,4-MDI和2,4-MDI组成。更为优选的，所述二异氰酸酯是由MDI-50、HDI和IPDI以重量比0.5-1.5:1.5-2.5:1组成的混合物；或者，所述二异氰酸酯是由MDI-50、XDI和TDI以重量比1:0.8-1.2:1.4-2.2组成的混合物。
本发明通过采用上述二异氰酸酯，制得的聚氨酯发泡材料质量轻，物性高，耐磨性佳，具有较好的弹性和柔软性，尺寸稳定性佳，环保、可回收使用、无异味。
所述扩链剂为乙二醇、丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、己二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,4-环己烷二甲醇、对苯二酚双(2-羟乙基)醚、4-羟乙基氧乙基-1-羟乙基苯二醚、间苯二酚-双(β-羟乙基)醚和3-羟乙基氧乙基-1-羟乙基苯二醚中的至少一种。更为优选的，所述扩链剂是由丙二醇、1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇和1,4-环己烷二甲醇以重量比0.8-1.2:1.4-2.2:1:2-4组成的混合物；或者，所述扩链剂是由对苯二酚双(2-羟乙基)醚、间苯二酚-双(β-羟乙基)醚和3-羟乙基氧乙基-1-羟乙基苯二醚以重量比0.5-1.5:1.5-2.5:1组成的混合物。
本发明通过采用上述扩链剂，其扩链效果好，制得的聚氨酯发泡材料质量轻，物性高，耐磨性佳，具有较好的弹性和柔软性，尺寸稳定性佳，环保、可回收使用、无异味。
优选的，所述无机发泡剂为碳酸氢钠、碳酸铵、亚硝酸铵、叠氮化钙、硼氢化钠和过氧化氢中的至少一种。更为优选的，所述无机发泡剂是由碳酸铵、叠氮化钙和硼氢化钠以重量比1.6-2.4:0.8-1.2:1组成的混合物；或者，所述无机发泡剂是由碳酸氢钠、亚硝酸铵和过氧化氢以重量比1:0.5-1.5:1.4-2.2组成的混合物。
本发明通过采用上述无机发泡剂，其发泡效果好，制得的聚氨酯发泡材料质量轻，物性高，耐磨性佳，具有较好的弹性和柔软性，尺寸稳定性佳，环保、可回收使用、无异味。
优选的，所述有机发泡剂为偶氮双甲酰胺、4,4'-氧代双苯磺酰肼、N,N-二亚硝基五亚甲基四胺、2,2'-偶氮二异丁腈和偶氮二甲酸二异丙酯中的至少一种。更为优选的，所述有机发泡剂是由偶氮双甲酰胺、N,N-二亚硝基五亚甲基四胺和偶氮二甲酸二异丙酯以重量比1:0.8-1.2:1.6-2.4组成的混合物。
本发明通过采用上述有机发泡剂，其发泡效果好，制得的聚氨酯发泡材料质量轻，物性高，耐磨性佳，具有较好的弹性和柔软性，尺寸稳定性佳，环保、可回收使用、无异味。
所述有机发泡剂为粉状或以其它工程塑料或弹性体作为载体制成母粒，所述载体为乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氯乙烯、TPS类热塑性弹性体和聚氨酯热塑性弹性体中的至少一种。更为优选的，所述载体是由乙烯-醋酸乙烯共聚物、TPS类热塑性弹性体和聚氨酯热塑性弹性体以重量比0.5-1.5:1:1.4-2.2组成的混合物。
本发明通过采用上述载体，制得的聚氨酯发泡材料质量轻，物性高，耐磨性佳，具有较好的弹性和柔软性，尺寸稳定性佳，环保、可回收使用、无异味。
优选的，所述活性剂为硫酸钡、碳酸钙、二氧化硅、二氧化钛、柠檬酸、柠檬酸铵、氧化锌、硬脂酸锌、硬酯酸镉、硬脂酸钙、硬脂酸钡、乙烯基双十八酰胺、马林酸、马林酸酐、钛酸、钛酸酐和三丙烯基三聚氰酸盐中的至少一种。更为优选的，所述活性剂是由硫酸钡、柠檬酸铵和硬脂酸钙以重量比1:1.6-2.4:0.5-1.5组成的混合物；或者，所述活性剂是由硬脂酸锌、乙烯基双十八酰胺和三丙烯基三聚氰酸盐以重量比0.8-1.2:1:1.5-2.5组成的混合物。
本发明通过采用上述活性剂，制得的聚氨酯发泡材料质量轻，物性高，耐磨性佳，具有较好的弹性和柔软性，尺寸稳定性佳，环保、可回收使用、无异味。
一种轻质化高物性聚氨酯发泡材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按重量份称取聚氨酯胶粒、无机发泡剂、有机发泡剂和活性剂混合，搅拌均匀，得到混合物；
（2）将步骤（1）得到的混合物经注塑机注塑成型，注塑机的螺杆长径比为16-20，压缩比为2.0-2.5，模具温度为30-45℃，制得轻质化高物性聚氨酯发泡材料。
本发明的制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，可大规模工业化生产。
本发明的有益效果在于：本发明的聚氨酯发泡材料质量轻，物性高，耐磨性佳，具有较好的弹性和柔软性，尺寸稳定性佳，多次多密度射出可直接生产制品，不需要额外人工上胶贴合；环保、可回收使用、无异味；发泡泡孔为闭孔且均匀，不会吸水，产品适合户外使用。
本发明的聚氨酯发泡材料利用一般注塑设备即可进行发泡，无须投资大笔资金即可生产，且可以藉由不同模具的设计，生产各种复杂型体，较传统发泡板材、热模压发泡能有更多型态上的变化。
本发明的聚氨酯发泡材料可用于制造轻质化的鞋大底、中底等材料，其质量轻，有助于鞋子轻量化，并可多次多密度射出，减少鞋子生产时的人工费用；设备简单，尺寸稳定度好，无须额外设备投资；注塑后的水口料可重复回收使用，且较传统EVA材料环保。
本发明的制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，可大规模工业化生产。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种轻质化高物性聚氨酯发泡材料，它由如下重量份的原料组成：
聚氨酯胶粒90份
无机发泡剂3份
有机发泡剂7份。
所述聚氨酯胶粒由如下重量份的原料组成：
聚酯多元醇75份
二异氰酸酯20份
扩链剂5份；
其中，聚酯多元醇是由多元酸与多元醇按照1：1.01的摩尔比例经过真空熔融法进行脱醇及脱水缩聚而成，其羟值为28mgKOH/g，酸值为0.1mgKOH/g。
所述聚氨酯胶粒的制备方法包括如下步骤：
（1）按重量份将聚酯多元醇、二异氰酸酯和扩链剂混合，加热进行反应，反应的温度为180℃，制得反应物；
（2）将步骤（1）制得的反应物经双螺杆压出机挤出、造粒，双螺杆压出机的温度为140℃，制得聚氨酯胶粒。
所述多元酸是由壬二酸、对苯二甲酸和间苯二甲酸以重量比2:0.5:1.4组成的混合物。
所述多元醇为乙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、二甘醇、新戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、己二醇、3-甲基1,5-戊二醇、1,4-环己烷二甲醇、甘油、季戊四醇、聚四氢呋喃醚多元醇、聚丙二醇、聚乙二醇或聚ε-己内酯二醇；其中，聚四氢呋喃醚多元醇的分子量为650-2000，聚丙二醇的分子量为200-2000，聚乙二醇的分子量200-2000，聚ε-己内酯二醇的分子量为1000-50000。
所述二异氰酸酯包括4,4-MDI、2,4-MDI、MDI-50、H12MDI、HDI、XDI、IPDI或TDI；其中，MDI-50是由重量比为1：1的4,4-MDI和2,4-MDI组成；
所述扩链剂为乙二醇、丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、己二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,4-环己烷二甲醇、对苯二酚双(2-羟乙基)醚、4-羟乙基氧乙基-1-羟乙基苯二醚、间苯二酚-双(β-羟乙基)醚或3-羟乙基氧乙基-1-羟乙基苯二醚。
所述无机发泡剂为碳酸氢钠、碳酸铵、亚硝酸铵、叠氮化钙、硼氢化钠或过氧化氢。
所述有机发泡剂为偶氮双甲酰胺、4,4'-氧代双苯磺酰肼、N,N-二亚硝基五亚甲基四胺、2,2'-偶氮二异丁腈或偶氮二甲酸二异丙酯；所述有机发泡剂为粉状。
所述活性剂为硫酸钡、碳酸钙、二氧化硅、二氧化钛、柠檬酸、柠檬酸铵、氧化锌、硬脂酸锌、硬酯酸镉、硬脂酸钙、硬脂酸钡、乙烯基双十八酰胺、马林酸、马林酸酐、钛酸、钛酸酐或三丙烯基三聚氰酸盐。
一种轻质化高物性聚氨酯发泡材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按重量份称取聚氨酯胶粒、无机发泡剂、有机发泡剂和活性剂混合，搅拌均匀，得到混合物；
（2）将步骤（1）得到的混合物经注塑机注塑成型，注塑机的螺杆长径比为16，压缩比为2.0，模具温度为30℃，制得轻质化高物性聚氨酯发泡材料。
实施例2
一种轻质化高物性聚氨酯发泡材料，它由如下重量份的原料组成：
聚氨酯胶粒84份
无机发泡剂5份
有机发泡剂10份
活性剂1份。
所述聚氨酯胶粒由如下重量份的原料组成：
聚酯多元醇77份
二异氰酸酯19份
扩链剂4份；
其中，聚酯多元醇是由多元酸与多元醇按照1：1.05的摩尔比例经过真空熔融法进行脱醇及脱水缩聚而成，其羟值为56mgKOH/g，酸值为0.3mgKOH/g。
所述聚氨酯胶粒的制备方法包括如下步骤：
（1）按重量份将聚酯多元醇、二异氰酸酯和扩链剂混合，加热进行反应，反应的温度为200℃，制得反应物；
（2）将步骤（1）制得的反应物经双螺杆压出机挤出、造粒，双螺杆压出机的温度为160℃，制得聚氨酯胶粒。
所述多元酸为丁二酸、己二酸、壬二酸、葵二酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸或顺丁烯二酸中。
所述多元醇是由1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、3-甲基1,5-戊二醇和1,4-环己烷二甲醇以重量比1:0.8:1.4:2.4组成的混合物。
所述二异氰酸酯是由MDI-50、HDI和IPDI以重量比0.5:1.5:1组成的混合物；其中，MDI-50是由重量比为1：1的4,4-MDI和2,4-MDI组成。
所述扩链剂是由丙二醇、1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇和1,4-环己烷二甲醇以重量比0.8:1.4:1:2组成的混合物。
所述无机发泡剂是由碳酸铵、叠氮化钙和硼氢化钠以重量比1.6:0.8:1组成的混合物。
所述有机发泡剂是由偶氮双甲酰胺、N,N-二亚硝基五亚甲基四胺和偶氮二甲酸二异丙酯以重量比1:0.8:1.6组成的混合物；所述有机发泡剂是以其它工程塑料或弹性体作为载体制成母粒，所述载体是由乙烯-醋酸乙烯共聚物、TPS类热塑性弹性体和聚氨酯热塑性弹性体以重量比0.5:1:1.4组成的混合物。
所述活性剂是由硫酸钡、柠檬酸铵和硬脂酸钙以重量比1:1.6:0.5组成的混合物。
一种轻质化高物性聚氨酯发泡材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按重量份称取聚氨酯胶粒、无机发泡剂、有机发泡剂和活性剂混合，搅拌均匀，得到混合物；
（2）将步骤（1）得到的混合物经注塑机注塑成型，注塑机的螺杆长径比为17，压缩比为2.1，模具温度为33℃，制得轻质化高物性聚氨酯发泡材料。
实施例3
一种轻质化高物性聚氨酯发泡材料，它由如下重量份的原料组成：
聚氨酯胶粒85份
无机发泡剂5份
有机发泡剂5份
活性剂5份。
所述聚氨酯胶粒由如下重量份的原料组成：
聚酯多元醇77份
二异氰酸酯20份
扩链剂3份；
其中，聚酯多元醇是由多元酸与多元醇按照1：1.1的摩尔比例经过真空熔融法进行脱醇及脱水缩聚而成，其羟值为70mgKOH/g，酸值为0.4mgKOH/g。
所述聚氨酯胶粒的制备方法包括如下步骤：
（1）按重量份将聚酯多元醇、二异氰酸酯和扩链剂混合，加热进行反应，反应的温度为210℃，制得反应物；
（2）将步骤（1）制得的反应物经双螺杆压出机挤出、造粒，双螺杆压出机的温度为170℃，制得聚氨酯胶粒。
所述多元酸是由壬二酸、对苯二甲酸和间苯二甲酸以重量比3:1:1.8组成的混合物。
所述多元醇是由1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、3-甲基1,5-戊二醇和1,4-环己烷二甲醇以重量比1:1:1.8:2.8组成的混合物。
所述二异氰酸酯是由MDI-50、HDI和IPDI以重量比1:2:1组成的混合物；其中，MDI-50是由重量比为1：1的4,4-MDI和2,4-MDI组成。
所述扩链剂是由丙二醇、1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇和1,4-环己烷二甲醇以重量比1:1.8:1:3组成的混合物。
所述无机发泡剂是由碳酸铵、叠氮化钙和硼氢化钠以重量比2:1:1组成的混合物。
所述有机发泡剂是由偶氮双甲酰胺、N,N-二亚硝基五亚甲基四胺和偶氮二甲酸二异丙酯以重量比1:1:2组成的混合物；所述有机发泡剂是以其它工程塑料或弹性体作为载体制成母粒，所述载体是由乙烯-醋酸乙烯共聚物、TPS类热塑性弹性体和聚氨酯热塑性弹性体以重量比1:1:1.8组成的混合物。
所述活性剂是由硫酸钡、柠檬酸铵和硬脂酸钙以重量比1:2:1组成的混合物。
一种轻质化高物性聚氨酯发泡材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按重量份称取聚氨酯胶粒、无机发泡剂、有机发泡剂和活性剂混合，搅拌均匀，得到混合物；
（2）将步骤（1）得到的混合物经注塑机注塑成型，注塑机的螺杆长径比为18，压缩比为2.2，模具温度为38℃，制得轻质化高物性聚氨酯发泡材料。
实施例4
一种轻质化高物性聚氨酯发泡材料，它由如下重量份的原料组成：
聚氨酯胶粒82份
无机发泡剂8份
有机发泡剂8份
活性剂2份。
所述聚氨酯胶粒由如下重量份的原料组成：
聚酯多元醇76份
二异氰酸酯22份
扩链剂2份；
其中，聚酯多元醇是由多元酯与多元醇按照1：1.15的摩尔比例经过真空熔融法进行脱醇及脱水缩聚而成，其羟值为112mgKOH/g，酸值为0.5mgKOH/g。
所述聚氨酯胶粒的制备方法包括如下步骤：
（1）按重量份将聚酯多元醇、二异氰酸酯和扩链剂混合，加热进行反应，反应的温度为230℃，制得反应物；
（2）将步骤（1）制得的反应物经双螺杆压出机挤出、造粒，双螺杆压出机的温度为180℃，制得聚氨酯胶粒。
所述多元酯为苯酐。
所述多元醇是由甘油、季戊四醇、聚丙二醇和聚ε-己内酯二醇以重量比0.5:1:1.6:1.4组成的混合物。
所述二异氰酸酯是由MDI-50、XDI和TDI以重量比1:0.8:1.4组成的混合物；其中，MDI-50是由重量比为1：1的4,4-MDI和2,4-MDI组成。
所述扩链剂是由对苯二酚双(2-羟乙基)醚、间苯二酚-双(β-羟乙基)醚和3-羟乙基氧乙基-1-羟乙基苯二醚以重量比0.5:1.5:1组成的混合物。
所述无机发泡剂是由碳酸氢钠、亚硝酸铵和过氧化氢以重量比1:0.5:1.4组成的混合物。
所述有机发泡剂是由偶氮双甲酰胺、N,N-二亚硝基五亚甲基四胺和偶氮二甲酸二异丙酯以重量比1:1:2组成的混合物；所述有机发泡剂是以其它工程塑料或弹性体作为载体制成母粒，所述载体是由乙烯-醋酸乙烯共聚物、TPS类热塑性弹性体和聚氨酯热塑性弹性体以重量比1:1:1.8组成的混合物。
所述活性剂是由硬脂酸锌、乙烯基双十八酰胺和三丙烯基三聚氰酸盐以重量比0.8:1:1.5组成的混合物。
一种轻质化高物性聚氨酯发泡材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按重量份称取聚氨酯胶粒、无机发泡剂、有机发泡剂和活性剂混合，搅拌均匀，得到混合物；
（2）将步骤（1）得到的混合物经注塑机注塑成型，注塑机的螺杆长径比为19，压缩比为2.4，模具温度为42℃，制得轻质化高物性聚氨酯发泡材料。
实施例5
一种轻质化高物性聚氨酯发泡材料，它由如下重量份的原料组成：
聚氨酯胶粒75份
无机发泡剂10份
有机发泡剂10份
活性剂5份。
所述聚氨酯胶粒由如下重量份的原料组成：
聚酯多元醇76份
二异氰酸酯22份
扩链剂2份；
其中，聚酯多元醇是由多元酸与多元醇按照1：1.2的摩尔比例经过真空熔融法进行脱醇及脱水缩聚而成，其羟值为140mgKOH/g，酸值为1.0mgKOH/g。
所述聚氨酯胶粒的制备方法包括如下步骤：
（1）按重量份将聚酯多元醇、二异氰酸酯和扩链剂混合，加热进行反应，反应的温度为250℃，制得反应物；
（2）将步骤（1）制得的反应物经双螺杆压出机挤出、造粒，双螺杆压出机的温度为200℃，制得聚氨酯胶粒。
所述多元酸是由壬二酸、对苯二甲酸和间苯二甲酸以重量比4:1.5:2.2组成的混合物。
所述多元醇是由甘油、季戊四醇、聚丙二醇和聚ε-己内酯二醇以重量比1:1:2:1.8组成的混合物。
所述二异氰酸酯是由MDI-50、XDI和TDI以重量比1:1:1.8组成的混合物；其中，MDI-50是由重量比为1：1的4,4-MDI和2,4-MDI组成。
所述扩链剂是由对苯二酚双(2-羟乙基)醚、间苯二酚-双(β-羟乙基)醚和3-羟乙基氧乙基-1-羟乙基苯二醚以重量比1:2:1组成的混合物。
所述无机发泡剂是由碳酸氢钠、亚硝酸铵和过氧化氢以重量比1:1:1.8组成的混合物。。
所述有机发泡剂是由偶氮双甲酰胺、N,N-二亚硝基五亚甲基四胺和偶氮二甲酸二异丙酯以重量比1:1.2:2.4组成的混合物；所述有机发泡剂是以其它工程塑料或弹性体作为载体制成母粒，所述载体是由乙烯-醋酸乙烯共聚物、TPS类热塑性弹性体和聚氨酯热塑性弹性体以重量比1.5:1:2.2组成的混合物。
所述活性剂是由硬脂酸锌、乙烯基双十八酰胺和三丙烯基三聚氰酸盐以重量比1:1:2组成的混合物。
一种轻质化高物性聚氨酯发泡材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按重量份称取聚氨酯胶粒、无机发泡剂、有机发泡剂和活性剂混合，搅拌均匀，得到混合物；
（2）将步骤（1）得到的混合物经注塑机注塑成型，注塑机的螺杆长径比为20，压缩比为2.5，模具温度为45℃，制得轻质化高物性聚氨酯发泡材料。
实施例1-5制得的轻质化高物性聚氨酯发泡材料的机械物理性能如表1所示。
表1
| 测试项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
| 硬度 | 78A | 76A | 75A | 70A | 66A |
| 比重 | 0.8 | 0.74 | 0.58 | 0.51 | 0.47 |
| 耐磨 | 187 | 261 | 274 | 224 | 243 |
| 压缩变形 | 0.5％ | 0.8％ | 1.8％ | 2.0％ | 2.3％ |
从表1可以看出，本发明制得的聚氨酯发泡材料质量轻，物性高，耐磨性佳，具有较好的弹性和柔软性，尺寸稳定性佳，环保、可回收使用、无异味。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种轻质化高物性聚氨酯发泡材料，其特征在于：它由如下重量份的原料组成：
聚氨酯胶粒70-98份
无机发泡剂1-10份
有机发泡剂1-10份
活性剂0-10份。
2.根据权利要求1所述的一种轻质化高物性聚氨酯发泡材料，其特征在于：它由如下重量份的原料组成：
聚氨酯胶粒76-91份
无机发泡剂3-8份
有机发泡剂3-8份
活性剂3-8份。
3.根据权利要求1所述的一种轻质化高物性聚氨酯发泡材料，其特征在于：它由如下重量份的原料组成：
聚氨酯胶粒85份
无机发泡剂5份
有机发泡剂5份
活性剂5份。
4.根据权利要求1所述的一种轻质化高物性聚氨酯发泡材料，其特征在于：所述聚氨酯胶粒由如下重量份的原料组成：
聚酯多元醇52-78份
二异氰酸酯15-35份
扩链剂2-8份；
其中，聚酯多元醇是由多元酸和多元酯中的至少一种与多元醇按照1：1.01-1.2的摩尔比例经过真空熔融法进行脱醇及脱水缩聚而成，其羟值为20-120mgKOH/g，酸值为0.1-2mgKOH/g。
5.根据权利要求4所述的一种轻质化高物性聚氨酯发泡材料，其特征在于：所述多元酸为丁二酸、己二酸、壬二酸、葵二酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸和顺丁烯二酸中的至少一种；
所述多元酯为苯酐；
所述多元醇为乙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、二甘醇、新戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、己二醇、3-甲基1,5-戊二醇、1,4-环己烷二甲醇、甘油、季戊四醇、聚四氢呋喃醚多元醇、聚丙二醇、聚乙二醇和聚ε-己内酯二醇中的至少一种；其中，聚四氢呋喃醚多元醇的分子量为650-2000，聚乙二醇的分子量为200-2000，聚丙二醇的分子量为200-2000，聚ε-己内酯二醇的分子量为1000-50000。
6.根据权利要求4所述的一种轻质化高物性聚氨酯发泡材料，其特征在于：所述二异氰酸酯包括4,4-MDI、2,4-MDI、MDI-50、H12MDI、HDI、XDI、IPDI和TDI中的至少一种；其中，MDI-50是由重量比为1：1的4,4-MDI和2,4-MDI组成；
所述扩链剂为乙二醇、丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、己二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,4-环己烷二甲醇、对苯二酚双(2-羟乙基)醚、4-羟乙基氧乙基-1-羟乙基苯二醚、间苯二酚-双(β-羟乙基)醚和3-羟乙基氧乙基-1-羟乙基苯二醚中的至少一种。
7.根据权利要求4所述的一种轻质化高物性聚氨酯发泡材料，其特征在于：所述无机发泡剂为碳酸氢钠、碳酸铵、亚硝酸铵、叠氮化钙、硼氢化钠和过氧化氢中的至少一种。
8.根据权利要求4所述的一种轻质化高物性聚氨酯发泡材料，其特征在于：所述有机发泡剂为偶氮双甲酰胺、4,4'-氧代双苯磺酰肼、N,N-二亚硝基五亚甲基四胺、2,2'-偶氮二异丁腈和偶氮二甲酸二异丙酯中的至少一种；所述有机发泡剂为粉状或以其它工程塑料或弹性体作为载体制成母粒，所述载体为乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氯乙烯、TPS类热塑性弹性体和聚氨酯热塑性弹性体中的至少一种。
9.根据权利要求4所述的一种轻质化高物性聚氨酯发泡材料，其特征在于：所述活性剂为硫酸钡、碳酸钙、二氧化硅、二氧化钛、柠檬酸、柠檬酸铵、氧化锌、硬脂酸锌、硬酯酸镉、硬脂酸钙、硬脂酸钡、乙烯基双十八酰胺、马林酸、马林酸酐、钛酸、钛酸酐和三丙烯基三聚氰酸盐中的至少一种。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种轻质化高物性聚氨酯发泡材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）按重量份称取聚氨酯胶粒、无机发泡剂、有机发泡剂和活性剂混合，搅拌均匀，得到混合物；
（2）将步骤（1）得到的混合物经注塑机注塑成型，注塑机的螺杆长径比为16-20，压缩比为2.0-2.5，模具温度为30-45℃，制得轻质化高物性聚氨酯发泡材料。
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