CN110894308A - 一种热塑性聚氨酯弹性体超临界发泡方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热塑性聚氨酯弹性体超临界发泡方法，包括以下操作步骤：步骤一：将热塑性聚氨酯弹性体制备成表面平滑的颗粒状结构的发泡前体，所述发泡前体的内部形成有第一通道和第二通道；步骤二：将发泡前体加入高压反应釜中，加入挥发性气体，升温至热塑性聚酯弹性体发泡用前体的软化点，加压使所述挥发性气体处于超临界状态，保温保压，挥发性气体渗透入所述发泡前体中；步骤三：发泡剂渗透完成后，降低压力，发泡前体发泡膨胀，形成热塑性聚氨酯发泡颗粒。本技术方案用于解决现有聚氨酯弹性体超临界发泡存在发泡均匀性差，无法形成规则颗粒的问题。

Description

一种热塑性聚氨酯弹性体超临界发泡方法
技术领域
本发明属于聚氨酯发泡技术领域，具体涉及一种热塑性聚氨酯弹性体超临界发泡方法。
背景技术
高分子聚氨酯合成材料是常用的运动鞋鞋底材料。通常情况下聚氨酯弹性体需要通过发泡才能具有适用于鞋底的弹性，现有的聚氨酯发泡技术有超临界发泡，即通过超临界的二氧化碳在高压高温的条件下对聚氨酯弹性体颗粒进行渗透，再释放至常压膨胀实现发泡，然而现有的超临界发泡技术存在一定的不足，主要在于聚氨酯弹性体在浸润超临界二氧化碳时，需要较长的时间才能使二氧化碳完全渗透至聚氨酯弹性体的内部，是聚氨酯弹性体的内心也能够发泡，操作时间长，且该种浸润方法对聚氨酯弹性体的粒径有较大的限制，聚氨酯弹性体的粒径不能过大，一般都在10mm以下，其原因在于，过大粒径的聚氨酯弹性体难以保证二氧化碳的充分浸润，发泡气孔均匀性较差，膨胀时也难以保证二氧化碳的排出，导致聚氨酯弹性体的变形，无法形成规则颗粒。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种热塑性聚氨酯弹性体超临界发泡方法，以解决现有聚氨酯弹性体超临界发泡存在发泡均匀性差，无法形成规则颗粒的问题，该热塑性聚氨酯弹性体超临界发泡方法能够保证发泡前体的充分浸润,保证发泡均匀性。
本发明提供了一种热塑性聚氨酯弹性体超临界发泡方法，包括以下操作步骤：
步骤一：将热塑性聚氨酯弹性体制备成表面平滑的颗粒状结构的发泡前体，所述发泡前体的内部形成有第一通道和第二通道，所述第一通道和所述第二通道呈十字形交叉连通，所述第一通道的两端贯穿所述发泡前体，所述第二通道的两端贯穿所述发泡前体，且所述第一通道和所述第二通道均穿过所述发泡前体的中心位置；
步骤二：将发泡前体加入高压反应釜中，加入挥发性气体，升温至热塑性聚酯弹性体发泡用前体的软化点，加压使所述挥发性气体处于超临界状态，保温保压，挥发性气体渗透入所述发泡前体中；
步骤三：发泡剂渗透完成后，降低压力，发泡前体发泡膨胀，形成热塑性聚氨酯发泡颗粒。
进一步的，所述发泡前体为圆形或椭圆形。
进一步的，所述发泡前体由以下操作方法制备得到：
将100份热塑性聚氨酯弹性体、1-10份泡孔尺寸稳定剂，1-35份熔体粘度调节剂加入到挤出机中熔融混炼，通过挤出机在水下挤出并切粒，形成表面平滑的颗粒状结构的发泡前体。
进一步的，所述泡孔尺寸稳定剂包括二羟基丙基十八烷酸酯、失水山梨醇月桂酸单酯、失水山梨醇棕榈酸单酯、失水山梨醇硬脂酸单酯或脂肪酸蔗糖酯中的一种或多种。
进一步的，所述熔体粘度调节剂包括乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氯乙烯、聚丙烯-丁二烯-苯乙烯树脂或聚苯乙烯-聚乙烯-聚丁烯-聚苯乙烯中的一种或多种。
进一步的，所述挥发性气体为二氧化碳和氮气中的一种或多种混合。
进一步的，所述发泡前体的粒径为8mm-30mm。
进一步的，所述第一通道和所述第二通道的截面为圆形，所述第一通道和所述第二通道的内径为1-5mm。
进一步的，通过将温度400℃-500℃的金属条分别穿过所述发泡前体以形成第一通道和第二通道。
根据本发明提供的热塑性聚氨酯弹性体超临界发泡方法，特别适用于大粒径发泡前体的发泡，在发泡前体中设置有呈十字交叉的第一通道和第二通道，从而在进行超临界的二氧化碳浸润时，二氧化碳能够通过所述第一通道和第二通道流入至所述发泡前体的内部，从而使二氧化碳从内部渗入至发泡前体的中，提高二氧化碳的渗入效率，另一方面，在进行减压发泡膨胀时，第一通道和第二通道提供了气体排出通道，减少外部发泡对内部的挤压，保证发泡前体内外发泡的一致性，第一通道和第二通道在发泡后被挤压封闭，不会对发泡颗粒的外观产生影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种发泡前体的剖面示意图。
具体实施方式
本发明公开了一种热塑性聚氨酯弹性体超临界发泡方法，该热塑性聚氨酯弹性体超临界发泡方法能够保证发泡前体的充分浸润,保证发泡均匀性。
下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1所示，本发明公开了一种热塑性聚氨酯弹性体超临界发泡方法，包括以下操作步骤：
步骤一：将热塑性聚氨酯弹性体制备成表面平滑的颗粒状结构的发泡前体，所述发泡前体的内部形成有第一通道和第二通道，所述第一通道和所述第二通道呈十字形交叉连通，所述第一通道的两端贯穿所述发泡前体，所述第二通道的两端贯穿所述发泡前体，且所述第一通道和所述第二通道均穿过所述发泡前体的中心位置；
步骤二：将发泡前体加入高压反应釜中，加入挥发性气体，升温至热塑性聚酯弹性体发泡用前体的软化点，加压使所述挥发性气体处于超临界状态，保温保压，挥发性气体渗透入所述发泡前体中；
步骤三：发泡剂渗透完成后，降低压力，发泡前体发泡膨胀，形成热塑性聚氨酯发泡颗粒。
根据本发明提供的热塑性聚氨酯弹性体超临界发泡方法，特别适用于大粒径发泡前体的发泡，在发泡前体中设置有呈十字交叉的第一通道和第二通道，从而在进行超临界的二氧化碳浸润时，二氧化碳能够通过所述第一通道和第二通道流入至所述发泡前体的内部，从而使二氧化碳从内部渗入至发泡前体的中，提高二氧化碳的渗入效率，另一方面，在进行减压发泡膨胀时，第一通道和第二通道提供了气体排出通道，减少外部发泡对内部的挤压，保证发泡前体内外发泡的一致性，第一通道和第二通道在发泡后被挤压封闭，不会对发泡颗粒的外观产生影响。
在一些实施例中，所述发泡前体为圆形或椭圆形。
圆形或椭圆形的发泡前体能够扩大与二氧化碳的接触面积，提高二氧化碳从各个方向伸入至发泡前体的均匀性，从而提高发泡颗粒的均匀性。
在一些实施例中，所述发泡前体由以下操作方法制备得到：
将100份热塑性聚氨酯弹性体、1-10份泡孔尺寸稳定剂，1-35份熔体粘度调节剂加入到挤出机中熔融混炼，通过挤出机在水下挤出并切粒，形成表面平滑的颗粒状结构的发泡前体。
在一些实施例中，所述泡孔尺寸稳定剂包括二羟基丙基十八烷酸酯、失水山梨醇月桂酸单酯、失水山梨醇棕榈酸单酯、失水山梨醇硬脂酸单酯或脂肪酸蔗糖酯中的一种或多种。
在一些实施例中，所述熔体粘度调节剂包括乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氯乙烯、聚丙烯-丁二烯-苯乙烯树脂或聚苯乙烯-聚乙烯-聚丁烯-聚苯乙烯中的一种或多种。
在一些实施例中，所述挥发性气体为二氧化碳和氮气中的一种或多种混合。
在一些实施例中，所述发泡前体的粒径为8mm-30mm。
在一些实施例中，所述第一通道和所述第二通道的截面为圆形，所述第一通道和所述第二通道的内径为1-5mm。
在一些实施例中，通过将温度400℃-500℃的金属条分别穿过所述发泡前体以形成第一通道和第二通道。
以下通过具体实施例对本发明进行进一步的说明：
实施例1
本实施例用于说明本发明公开的一种热塑性聚氨酯弹性体超临界发泡方法，包括以下操作步骤：
步骤一：将100份热塑性聚氨酯弹性体、2份二羟基丙基十八烷酸酯，23份聚丙烯-丁二烯-苯乙烯树脂加入到挤出机中熔融混炼，通过挤出机在水下挤出并切粒，形成表面平滑的颗粒状结构的发泡前体。所述发泡前体的粒径为15mm，通过将温度400℃-500℃的金属条分别穿过所述发泡前体以形成第一通道和第二通道，所述第一通道和所述第二通道呈十字形交叉连通，所述第一通道的两端贯穿所述发泡前体，所述第二通道的两端贯穿所述发泡前体，且所述第一通道和所述第二通道均穿过所述发泡前体的中心位置，所述第一通道和所述第二通道的内径为3mm；
步骤二：将发泡前体加入高压反应釜中，加入挥发性气体，升温至热塑性聚酯弹性体发泡用前体的软化点，加压使所述挥发性气体处于超临界状态，保温保压，挥发性气体渗透入所述发泡前体中；
步骤三：发泡剂渗透完成后，降低压力，发泡前体发泡膨胀，形成热塑性聚氨酯发泡颗粒。
实施例2
本实施例用于说明本发明公开的一种热塑性聚氨酯弹性体超临界发泡方法，包括以下操作步骤：
步骤一：将100份热塑性聚氨酯弹性体、4份失水山梨醇硬脂酸单酯，23份聚苯乙烯-聚乙烯-聚丁烯-聚苯乙烯加入到挤出机中熔融混炼，通过挤出机在水下挤出并切粒，形成表面平滑的颗粒状结构的发泡前体。所述发泡前体的粒径为20mm，通过将温度400℃-500℃的金属条分别穿过所述发泡前体以形成第一通道和第二通道，所述第一通道和所述第二通道呈十字形交叉连通，所述第一通道的两端贯穿所述发泡前体，所述第二通道的两端贯穿所述发泡前体，且所述第一通道和所述第二通道均穿过所述发泡前体的中心位置，所述第一通道和所述第二通道的内径为4mm；
步骤二：将发泡前体加入高压反应釜中，加入挥发性气体，升温至热塑性聚酯弹性体发泡用前体的软化点，加压使所述挥发性气体处于超临界状态，保温保压，挥发性气体渗透入所述发泡前体中；
步骤三：发泡剂渗透完成后，降低压力，发泡前体发泡膨胀，形成热塑性聚氨酯发泡颗粒。
实施例3
本实施例用于说明本发明公开的一种热塑性聚氨酯弹性体超临界发泡方法，包括以下操作步骤：
步骤一：将100份热塑性聚氨酯弹性体、3份脂肪酸蔗糖酯，23份乙烯-醋酸乙烯共聚物加入到挤出机中熔融混炼，通过挤出机在水下挤出并切粒，形成表面平滑的颗粒状结构的发泡前体。所述发泡前体的粒径为18mm，通过将温度400℃-500℃的金属条分别穿过所述发泡前体以形成第一通道和第二通道，所述第一通道和所述第二通道呈十字形交叉连通，所述第一通道的两端贯穿所述发泡前体，所述第二通道的两端贯穿所述发泡前体，且所述第一通道和所述第二通道均穿过所述发泡前体的中心位置，所述第一通道和所述第二通道的内径为2.5mm；
步骤二：将发泡前体加入高压反应釜中，加入挥发性气体，升温至热塑性聚酯弹性体发泡用前体的软化点，加压使所述挥发性气体处于超临界状态，保温保压，挥发性气体渗透入所述发泡前体中；
步骤三：发泡剂渗透完成后，降低压力，发泡前体发泡膨胀，形成热塑性聚氨酯发泡颗粒。
对比例1
本对比例用于对比说明本发明公开的一种热塑性聚氨酯弹性体超临界发泡方法，包括以下操作步骤：
步骤一：将100份热塑性聚氨酯弹性体、3份脂肪酸蔗糖酯，23份乙烯-醋酸乙烯共聚物加入到挤出机中熔融混炼，通过挤出机在水下挤出并切粒，形成表面平滑的颗粒状结构的发泡前体。所述发泡前体的粒径为18mm；
步骤二：将发泡前体加入高压反应釜中，加入挥发性气体，升温至热塑性聚酯弹性体发泡用前体的软化点，加压使所述挥发性气体处于超临界状态，保温保压，挥发性气体渗透入所述发泡前体中；
步骤三：发泡剂渗透完成后，降低压力，发泡前体发泡膨胀，形成热塑性聚氨酯发泡颗粒。
对比例1
本对比例用于对比说明本发明公开的一种热塑性聚氨酯弹性体超临界发泡方法，包括以下操作步骤：
步骤一：将100份热塑性聚氨酯弹性体、3份脂肪酸蔗糖酯，23份乙烯-醋酸乙烯共聚物加入到挤出机中熔融混炼，通过挤出机在水下挤出并切粒，形成表面平滑的颗粒状结构的发泡前体。所述发泡前体的粒径为18mm，通过将温度400℃-500℃的金属条分别穿过所述发泡前体以形成第一通道，所述第一通道的两端贯穿所述发泡前体，且所述第一通道穿过所述发泡前体的中心位置，所述第一通道的内径为2.5mm；
步骤二：将发泡前体加入高压反应釜中，加入挥发性气体，升温至热塑性聚酯弹性体发泡用前体的软化点，加压使所述挥发性气体处于超临界状态，保温保压，挥发性气体渗透入所述发泡前体中；
步骤三：发泡剂渗透完成后，降低压力，发泡前体发泡膨胀，形成热塑性聚氨酯发泡颗粒。
测试结果
实施例1-3得到了发泡均匀，颗粒规则的球形发泡颗粒，而对比例1形成了爆米花状不规则形状，对比例2形成了椭球型的长条状发泡颗粒。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种热塑性聚氨酯弹性体超临界发泡方法，其特征在于，包括以下操作步骤：
步骤一：将热塑性聚氨酯弹性体制备成表面平滑的颗粒状结构的发泡前体，所述发泡前体的内部形成有第一通道和第二通道，所述第一通道和所述第二通道呈十字形交叉连通，所述第一通道的两端贯穿所述发泡前体，所述第二通道的两端贯穿所述发泡前体，且所述第一通道和所述第二通道均穿过所述发泡前体的中心位置；
步骤二：将发泡前体加入高压反应釜中，加入挥发性气体，升温至热塑性聚酯弹性体发泡用前体的软化点，加压使所述挥发性气体处于超临界状态，保温保压，挥发性气体渗透入所述发泡前体中；
步骤三：发泡剂渗透完成后，降低压力，发泡前体发泡膨胀，形成热塑性聚氨酯发泡颗粒。
2.根据权利要求1所述的一种热塑性聚氨酯弹性体超临界发泡方法，其特征在于，所述发泡前体为圆形或椭圆形。
3.根据权利要求1所述的一种热塑性聚氨酯弹性体超临界发泡方法，其特征在于，所述发泡前体由以下操作方法制备得到：
将100份热塑性聚氨酯弹性体、1-10份泡孔尺寸稳定剂，1-35份熔体粘度调节剂加入到挤出机中熔融混炼，通过挤出机在水下挤出并切粒，形成表面平滑的颗粒状结构的发泡前体。
4.根据权利要求3所述的一种热塑性聚氨酯弹性体超临界发泡方法，其特征在于，所述泡孔尺寸稳定剂包括二羟基丙基十八烷酸酯、失水山梨醇月桂酸单酯、失水山梨醇棕榈酸单酯、失水山梨醇硬脂酸单酯或脂肪酸蔗糖酯中的一种或多种。
5.根据权利要求3所述的一种热塑性聚氨酯弹性体超临界发泡方法，其特征在于，所述熔体粘度调节剂包括乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氯乙烯、聚丙烯-丁二烯-苯乙烯树脂或聚苯乙烯-聚乙烯-聚丁烯-聚苯乙烯中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种热塑性聚氨酯弹性体超临界发泡方法，其特征在于，所述挥发性气体为二氧化碳和氮气中的一种或多种混合。
7.根据权利要求1所述的一种热塑性聚氨酯弹性体超临界发泡方法，其特征在于，所述发泡前体的粒径为8mm-30mm。
8.根据权利要求1所述的一种热塑性聚氨酯弹性体超临界发泡方法，其特征在于，所述第一通道和所述第二通道的截面为圆形，所述第一通道和所述第二通道的内径为1-5mm。
9.根据权利要求1所述的一种热塑性聚氨酯弹性体超临界发泡方法，其特征在于，通过将温度400℃-500℃的金属条分别穿过所述发泡前体以形成第一通道和第二通道。
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