一种改性聚氨酯发泡塑料及其制备方法 |
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申请号 | CN201610968578.5 | 申请日 | 2016-10-28 | 公开(公告)号 | CN106519647A | 公开(公告)日 | 2017-03-22 |
申请人 | 青岛海之源智能技术有限公司; | 发明人 | 袁国防; 黄清华; 刘甜甜; 张淑芬; 苏楠; | ||||
摘要 | 本 发明 属于塑料领域,公开了一种改性聚 氨 酯发泡塑料及其制备方法,制成该改性聚氨酯发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分:异氰酸酯120-150份、聚酯多元醇100-120份、玻璃 纤维 布20-30份、 硅 烷 偶联剂 0.6-1份、 钛 酸酯偶联剂0.4-0.8份、单甘脂0.6-1份、三 乙醇 胺3-5份、 碳 纳米管 10-20份、低 密度 聚乙烯20-30份、芳纶浆粕20-30份、陶瓷纤维10-20份、偶氮二甲酰胺1-2份、 泡沫 稳定剂0.3-0.5份、十二烷基 硫酸 钠1-2份、抗 氧 剂0.6-1份。本发改性聚氨酯发泡塑料气泡均匀、 质量 轻、韧性好、耐磨损, 各向异性 、 隔热 性能优异。 | ||||||
权利要求 | 1.一种改性聚氨酯发泡塑料,其特征在于,制成该改性聚氨酯发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分:异氰酸酯120-150份、聚酯多元醇100-120份、玻璃纤维布20-30份、硅烷偶联剂0.6-1份、钛酸酯偶联剂0.4-0.8份、单甘脂0.6-1份、三乙醇胺3-5份、碳纳米管10- |
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说明书全文 | 一种改性聚氨酯发泡塑料及其制备方法技术领域[0001] 本发明属于塑料技术领域,涉及一种改性聚氨酯发泡塑料,本发明还涉及该改性聚氨酯发泡塑料的制备方法。 背景技术[0003] 聚氨酯发泡塑料是一种较好的原材料,是由聚醚多元醇和异氰酸酯在发泡剂作用下制得的泡沫制品,具有优良的保温性能、力学性能、电学性能、声学性能和耐化学品性能等,广泛应用于冰箱、冷柜、建筑节能、沙发、床垫、鞋材、高档家具等领域。但是聚氨酯发泡塑料柔韧性较差,在特殊行业达不到要求。如何制备一种韧性好、力学性能优异的聚氨酯泡沫塑料称为目前需要解决的技术问题。 发明内容[0005] 为达上述目的,本发明采用如下技术方案: [0006] 一种改性聚氨酯发泡塑料,制成该改性聚氨酯发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分:异氰酸酯120-150份、聚酯多元醇100-120份、玻璃纤维布20-30份、硅烷偶联剂0.6-1份、钛酸酯偶联剂0.4-0.8份、单甘脂0.6-1份、三乙醇胺3-5份、碳纳米管10-20份、低密度聚乙烯20-30份、芳纶浆粕20-30份、陶瓷纤维10-20份、偶氮二甲酰胺1-2份、泡沫稳定剂0.3-0.5份、十二烷基硫酸钠1-2份、抗氧剂0.6-1份。 [0007] 优选的,一种改性聚氨酯发泡塑料,制成该改性聚氨酯发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分:异氰酸酯120份、聚酯多元醇100份、玻璃纤维布20份、硅烷偶联剂0.6份、钛酸酯偶联剂0.4份、单甘脂0.6份、三乙醇胺3份、碳纳米管10份、低密度聚乙烯20份、芳纶浆粕20份、陶瓷纤维10份、偶氮二甲酰胺1份、泡沫稳定剂0.3份、十二烷基硫酸钠1份、抗氧剂0.6份。 [0008] 优选的,一种改性聚氨酯发泡塑料,制成该改性聚氨酯发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分:异氰酸酯150份、聚酯多元醇120份、玻璃纤维布30份、硅烷偶联剂1份、钛酸酯偶联剂0.8份、单甘脂1份、三乙醇胺5份、碳纳米管20份、低密度聚乙烯30份、芳纶浆粕30份、陶瓷纤维20份、偶氮二甲酰胺2份、泡沫稳定剂0.5份、十二烷基硫酸钠2份、抗氧剂1份。 [0009] 优选的,一种改性聚氨酯发泡塑料,制成该改性聚氨酯发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分:异氰酸酯135份、聚酯多元醇110份、玻璃纤维布25份、硅烷偶联剂0.8份、钛酸酯偶联剂0.6份、单甘脂0.8份、三乙醇胺4份、碳纳米管15份、低密度聚乙烯25份、芳纶浆粕25份、陶瓷纤维15份、偶氮二甲酰胺1.5份、泡沫稳定剂0.4份、十二烷基硫酸钠1.5份、抗氧剂0.8份。 [0010] 优选的,一种改性聚氨酯发泡塑料,聚酯多元醇为己二酸酯、聚己内酯、聚碳酸酯中的一种或多种。 [0011] 优选的,一种改性聚氨酯发泡塑料,所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168的混合物。 [0012] 本发明的另一目的是提供一种改性聚氨酯发泡塑料的制备方法,包括以下步骤: [0016] (4)将芳纶浆粕、碳纳米管、陶瓷纤维预混后,加入其重量5倍的丙酮,搅拌30min后加入硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、单甘脂,在50-60℃水浴中恒温搅拌12h后,除去丙酮,得处理后的混合物料; [0017] (5)将异氰酸酯、聚酯多元醇、三乙醇胺、低密度聚乙烯放入搅拌机中搅拌混合均匀,并升温至160-170℃至搅拌机中全部物料熔融混合均匀后,加入偶氮二甲酰胺、泡沫稳定剂、十二烷基硫酸钠、抗氧剂、步骤(4)处理后的混合物料密闭混合均匀,得到混炼料; [0018] (6)将步骤(5)制得的混炼料装入模具,再送入平板硫化机进行交联发泡,发泡完成后即得所述的改性聚氨酯发泡塑料。 [0019] 与现有技术相比,本发明的有益效果为: [0020] (1)本发明生产的改性聚氨酯发泡塑料以异氰酸酯和聚酯多元醇为主料,并与玻璃纤维、碳纳米管、芳纶浆粕配合作用,使制得的聚氨酯发泡塑料制品的气泡均匀、质量轻、韧性好、耐磨损,各向异性、隔热性能优异。 [0021] (2)本发明的改性聚氨酯发泡塑料的生产过程中,选取废弃的玻璃纤维布下脚料为原料,变废为宝,既降低了原料成本,循环经济,又进一步提高了聚氨酯的耐热性、耐腐蚀性,提高了聚氨酯的韧性、抗疲劳性以及低温抗裂性,大大提高了聚碳酸酯的力学性能,制备方法中,将玻璃纤维小段料现进行微波干燥处理后,再进行纳米研磨,微波干燥处理后,使得小段料变脆,再纳米研磨时,就会减少研磨时间而达到所需要的粒度,节省生产时间;所有原材料共混后相容性好,挤出后不会发生析出现象,以影响聚氨酯塑料的力学性能。 [0022] (3)本发明配方中的芳纶浆粕、碳纳米管、陶瓷纤维首先进行改性,碳纳米管具有高模量和高强度,芳纶浆粕的主干纤维表面松散附着大量超细纤维,陶瓷纤维质轻、加工性能好,然后将它们用硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、单甘脂进行预处理及偶联剂改性后,表面能显著降低,与其他物料间交联性和分散性好,避免芳纶浆粕、碳纳米管在物料间的团聚现象,在异氰酸酯、聚酯多元醇和其他物料中掺入改性后的芳纶浆粕、碳纳米管、陶瓷纤维,可显著改善聚氨酯泡沫塑料的物理韧性、耐热稳定性、力学性能及可加工性。 [0023] (4)本发明的制备方法中,偶氮二甲酰胺、泡沫稳定剂、十二烷基硫酸钠配合作用,发泡稳定,与主料混合均匀并配合作用,使本发明的气泡均匀,外观无明显缩印,而且降低了导热系数,提高了产品的隔热性能。 具体实施方式[0024] 为更好地说明本发明,便于理解本发明的技术方案,下面通过实施例对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子,并不代表或限制本发明的权利保护范围,本发明的保护范围以权利要求书为准。 [0025] 实施例1 [0026] 一种改性聚氨酯发泡塑料,制成该改性聚氨酯发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分:异氰酸酯120份、己二酸酯100份、玻璃纤维布20份、硅烷偶联剂0.6份、钛酸酯偶联剂0.4份、单甘脂0.6份、三乙醇胺3份、碳纳米管10份、低密度聚乙烯20份、芳纶浆粕20份、陶瓷纤维10份、偶氮二甲酰胺1份、泡沫稳定剂0.3份、十二烷基硫酸钠1份、抗氧剂0.6份。 [0027] 所述改性聚氨酯发泡塑料的制备方法包括以下步骤: [0028] (1)称取玻璃纤维布耳料,清洗至无泥浆、污物等,干燥至无水分,然后将干燥后的玻璃纤维布耳料送入切段机进行切段,切成长度为4-5cm的小段料; [0029] (2)按配比称取步骤(1)所得的玻璃纤维布小段料,送入微波干燥机进行微波干燥,微波干燥温度为150-200℃,时间为1-3min; [0030] (3)将步骤(2)微波干燥后的玻璃纤维布小段料送入纳米研磨机,进行研磨,得混合粉末; [0031] (4)将芳纶浆粕、碳纳米管、陶瓷纤维预混后,加入其重量5倍的丙酮,搅拌30min后加入硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、单甘脂,在50-60℃水浴中恒温搅拌12h后,除去丙酮,得处理后的混合物料; [0032] (5)将异氰酸酯、聚酯多元醇、三乙醇胺、低密度聚乙烯放入搅拌机中搅拌混合均匀,并升温至160-170℃至搅拌机中全部物料熔融混合均匀后,加入偶氮二甲酰胺、泡沫稳定剂、十二烷基硫酸钠、抗氧剂、步骤(4)处理后的混合物料密闭混合均匀,得到混炼料; [0033] (6)将步骤(5)制得的混炼料装入模具,再送入平板硫化机进行交联发泡,发泡完成后即得所述的改性聚氨酯发泡塑料。 [0034] 实施例2 [0035] 一种改性聚氨酯发泡塑料,制成该改性聚氨酯发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分:异氰酸酯150份、己二酸酯60份、聚己内酯60份、玻璃纤维布30份、硅烷偶联剂1份、钛酸酯偶联剂0.8份、单甘脂1份、三乙醇胺5份、碳纳米管20份、低密度聚乙烯30份、芳纶浆粕30份、陶瓷纤维20份、偶氮二甲酰胺2份、泡沫稳定剂0.5份、十二烷基硫酸钠2份、抗氧剂1份。 [0036] 所述改性聚氨酯发泡塑料的制备方法包括以下步骤: [0037] (1)称取玻璃纤维布耳料,清洗至无泥浆、污物等,干燥至无水分,然后将干燥后的玻璃纤维布耳料送入切段机进行切段,切成长度为4-5cm的小段料; [0038] (2)按配比称取步骤(1)所得的玻璃纤维布小段料,送入微波干燥机进行微波干燥,微波干燥温度为150-200℃,时间为1-3min; [0039] (3)将步骤(2)微波干燥后的玻璃纤维布小段料送入纳米研磨机,进行研磨,得混合粉末; [0040] (4)将芳纶浆粕、碳纳米管、陶瓷纤维预混后,加入其重量5倍的丙酮,搅拌30min后加入硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、单甘脂,在50-60℃水浴中恒温搅拌12h后,除去丙酮,得处理后的混合物料; [0041] (5)将异氰酸酯、聚酯多元醇、三乙醇胺、低密度聚乙烯放入搅拌机中搅拌混合均匀,并升温至160-170℃至搅拌机中全部物料熔融混合均匀后,加入偶氮二甲酰胺、泡沫稳定剂、十二烷基硫酸钠、抗氧剂、步骤(4)处理后的混合物料密闭混合均匀,得到混炼料; [0042] (6)将步骤(5)制得的混炼料装入模具,再送入平板硫化机进行交联发泡,发泡完成后即得所述的改性聚氨酯发泡塑料。 [0043] 实施例3 [0044] 一种改性聚氨酯发泡塑料,制成该改性聚氨酯发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分:异氰酸酯135份、聚碳酸酯110份、玻璃纤维布25份、硅烷偶联剂0.8份、钛酸酯偶联剂0.6份、单甘脂0.8份、三乙醇胺4份、碳纳米管15份、低密度聚乙烯25份、芳纶浆粕25份、陶瓷纤维15份、偶氮二甲酰胺1.5份、泡沫稳定剂0.4份、十二烷基硫酸钠1.5份、抗氧剂0.8份。 [0045] 所述改性聚氨酯发泡塑料的制备方法包括以下步骤: [0046] (1)称取玻璃纤维布耳料,清洗至无泥浆、污物等,干燥至无水分,然后将干燥后的玻璃纤维布耳料送入切段机进行切段,切成长度为4-5cm的小段料; [0047] (2)按配比称取步骤(1)所得的玻璃纤维布小段料,送入微波干燥机进行微波干燥,微波干燥温度为150-200℃,时间为1-3min; [0048] (3)将步骤(2)微波干燥后的玻璃纤维布小段料送入纳米研磨机,进行研磨,得混合粉末; [0049] (4)将芳纶浆粕、碳纳米管、陶瓷纤维预混后,加入其重量5倍的丙酮,搅拌30min后加入硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、单甘脂,在50-60℃水浴中恒温搅拌12h后,除去丙酮,得处理后的混合物料; [0050] (5)将异氰酸酯、聚酯多元醇、三乙醇胺、低密度聚乙烯放入搅拌机中搅拌混合均匀,并升温至160-170℃至搅拌机中全部物料熔融混合均匀后,加入偶氮二甲酰胺、泡沫稳定剂、十二烷基硫酸钠、抗氧剂、步骤(4)处理后的混合物料密闭混合均匀,得到混炼料; [0051] (6)将步骤(5)制得的混炼料装入模具,再送入平板硫化机进行交联发泡,发泡完成后即得所述的改性聚氨酯发泡塑料。 [0052] 实施例4 [0053] 一种改性聚氨酯发泡塑料,制成该改性聚氨酯发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分:异氰酸酯120份、己二酸酯20份、聚己内酯50份、聚碳酸酯30份、玻璃纤维布20份、硅烷偶联剂0.8份、钛酸酯偶联剂0.4份、单甘脂0.6份、三乙醇胺5份、碳纳米管20份、低密度聚乙烯30份、芳纶浆粕25份、陶瓷纤维15份、偶氮二甲酰胺1.5份、泡沫稳定剂0.4份、十二烷基硫酸钠2份、抗氧剂0.8份。 [0054] 所述改性聚氨酯发泡塑料的制备方法包括以下步骤: [0055] (1)称取玻璃纤维布耳料,清洗至无泥浆、污物等,干燥至无水分,然后将干燥后的玻璃纤维布耳料送入切段机进行切段,切成长度为4-5cm的小段料; [0056] (2)按配比称取步骤(1)所得的玻璃纤维布小段料,送入微波干燥机进行微波干燥,微波干燥温度为150-200℃,时间为1-3min; [0057] (3)将步骤(2)微波干燥后的玻璃纤维布小段料送入纳米研磨机,进行研磨,得混合粉末; [0058] (4)将芳纶浆粕、碳纳米管、陶瓷纤维预混后,加入其重量5倍的丙酮,搅拌30min后加入硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、单甘脂,在50-60℃水浴中恒温搅拌12h后,除去丙酮,得处理后的混合物料; [0059] (5)将异氰酸酯、聚酯多元醇、三乙醇胺、低密度聚乙烯放入搅拌机中搅拌混合均匀,并升温至160-170℃至搅拌机中全部物料熔融混合均匀后,加入偶氮二甲酰胺、泡沫稳定剂、十二烷基硫酸钠、抗氧剂、步骤(4)处理后的混合物料密闭混合均匀,得到混炼料; [0060] (6)将步骤(5)制得的混炼料装入模具,再送入平板硫化机进行交联发泡,发泡完成后即得所述的改性聚氨酯发泡塑料。 [0061] 性能测试 [0062] 本发明还对实施例1-4所制备的改性聚氨酯发泡塑料的性能进行了测试,测试结果如表1所示。 [0063] 表1改性聚氨酯发泡塑料的性能测试结果 [0064] [0065] 上述测试结果表明,本发明所制备的改性聚氨酯泡沫塑料泡孔结构较规则、泡孔致密,具有较低的导热系数,隔热性能、力学性能好。 [0066] 以上所述是本发明的优选实施方式,其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明内容并加以实施,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择,或者对上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,通过任何合适的方式进行组合等,这些等效替换及辅助成分的添加、具体技术特征的组合等也视为本发明的保护范围。 |