一种聚氨酯复合材料、聚氨酯发泡材料及其制备方法和应用
本发明涉及聚合物发泡材料，具体涉及的是一种聚氨酯复合材料、聚氨酯发泡材料及其制备方法和应用。
背景技术：
1、聚合物发泡材料是一种以聚合物为基体，内部存在大量泡孔结构的聚合物材料。其中，热塑性聚氨酯(tpu)是一种软硬段组成的嵌段共聚物，具有优异的弹性、耐磨性、易加工性和结构多功能性，其发泡材料具有质轻、高回弹性、优异机械强度和柔顺性，被广泛应用于高端鞋材、电磁屏蔽材料、抛光垫和柔性传感器等领域。与均匀泡孔结构的tpu发泡材料相比，具有双峰泡孔结构的tpu发泡材料具有更优异的隔热和吸声效果，其中小泡孔提供良好的力学性能，大泡孔能降低材料的表观密度和提高材料的回弹性，近年来受到学术界和工业界的广泛关注和研究。
2、目前，制备双峰泡孔结构聚合物发泡材料的方法包括聚合物共混法。聚合物共混法是将两种与co2亲和性不同的聚合物熔融共混，在发泡过程中，co2在两相中的溶解度不同，进而制备具有双峰泡孔结构的聚合物发泡材料，例如tpu/聚二甲基硅氧烷(pdms)共混物，但是非均相聚合物相容性较差，且难以回收利用。
技术实现思路
1、本发明提供了一种聚氨酯复合材料、聚氨酯发泡材料及其制备方法和应用，本发明的聚氨酯复合材料中原料的相容性好。
2、本发明提供了一种聚氨酯复合材料，包括聚氨酯基体和分散于基体中的聚氨酯复合物；所述聚氨酯复合物包括软质聚氨酯和硬质聚氨酯；
3、所述聚氨酯基体为软质聚氨酯。
4、优选的，所述聚氨酯复合物中软质聚氨酯和硬质聚氨酯的质量比为2～99:1。
5、优选的，所述聚氨酯复合物的形状包括纤维状和/或球状。
6、优选的，所述聚氨酯复合物的形状为纤维状时，所述聚氨酯复合物的直径为100～150μm。
7、优选的，所述聚氨酯基体和聚氨酯复合物的质量比为4～99:1。
8、优选的，所述硬质聚氨酯的熔融温度高于所述软质聚氨酯的熔融温度20～40℃。
9、本发明还提供了一种聚氨酯发泡材料的制备方法，包括以下步骤：
10、将上述技术方案所述聚氨酯复合材料在co2的环境中进行饱和后泄压发泡，得到所述聚氨酯发泡材料。
11、优选的，所述饱和的温度低于所述聚氨酯复合材料中软质聚氨酯的熔融温度10～40℃。
12、本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制备的聚氨酯发泡材料，具有双峰泡孔结构；所述双峰泡孔结构中的小泡孔平均孔径为0.4～2.5μm，大泡孔平均孔径为20～40μm。
13、本发明还提供了上述技术方案所述的聚氨酯发泡材料在鞋材、电磁屏蔽材料、抛光垫或柔性传感器领域中的应用。
14、本发明提供了一种聚氨酯复合材料，包括聚氨酯基体和分散于基体中的聚氨酯复合物；所述聚氨酯复合物包括软质聚氨酯和硬质聚氨酯；
15、所述聚氨酯基体为软质聚氨酯。
16、本发明基体中的软质聚氨酯和聚氨酯复合物中的硬质聚氨酯均是聚氨酯，因此二者具有良好的相容性，并且本发明先将硬质聚氨酯与软质聚氨酯制备成复合物再分散于软质聚氨酯基体中，这又进一步地提高了硬质聚氨酯和软质聚氨酯基体的相容性，而良好的相容性使得其制备的发泡材料具有双峰泡孔结构。
17、进一步地，本发明可通过改变熔融共混温度、聚氨酯复合物中硬质聚氨酯和软质聚氨酯的比例，饱和温度对大小泡孔进行可控调节。
技术特征：
1.一种聚氨酯复合材料，其特征在于，包括聚氨酯基体和分散于基体中的聚氨酯复合物；所述聚氨酯复合物包括软质聚氨酯和硬质聚氨酯；
2.根据权利要求1所述的聚氨酯复合材料，其特征在于，所述聚氨酯复合物中软质聚氨酯和硬质聚氨酯的质量比为2～99:1。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯复合材料，其特征在于，所述聚氨酯复合物的形状包括纤维状和/或球状。
4.根据权利要求3所述的聚氨酯复合材料，其特征在于，所述聚氨酯复合物的形状为纤维状时，所述聚氨酯复合物的直径为100～150μm。
5.根据权利要求1所述的聚氨酯复合材料，其特征在于，所述聚氨酯基体和聚氨酯复合物的质量比为4～99:1。
6.根据权利要求1所述的聚氨酯复合材料，其特征在于，所述硬质聚氨酯的熔融温度高于所述软质聚氨酯的熔融温度20～40℃。
7.一种聚氨酯发泡材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述饱和的温度低于所述聚氨酯复合材料中软质聚氨酯的熔融温度10～40℃。
9.权利要求7或8所述制备方法制备的聚氨酯发泡材料，其特征在于，具有双峰泡孔结构；所述双峰泡孔结构中的小泡孔平均孔径为0.4～2.5μm，大泡孔平均孔径为20～40μm。
10.权利要求9所述的聚氨酯发泡材料在鞋材、电磁屏蔽材料、抛光垫或柔性传感器领域中的应用。
技术总结
本发明提供了一种聚氨酯复合材料、聚氨酯发泡材料及其制备方法和应用，属于聚合物发泡材料技术领域。本发明提供了一种聚氨酯复合材料，包括聚氨酯基体和分散于基体中的聚氨酯复合物；所述聚氨酯复合物包括软质聚氨酯和硬质聚氨酯；所述聚氨酯基体为软质聚氨酯。本发明基体中的软质聚氨酯和硬质聚氨酯均是聚氨酯，因此二者具有良好的相容性，并且本发明先将硬质聚氨酯与软质聚氨酯制备成复合物再分散于软质聚氨酯基体中，这又进一步地提高了硬质聚氨酯和软质聚氨酯基体的相容性，良好的相容性使得其制备的发泡材料具有双峰泡孔结构。
技术研发人员：胡冬冬,赵玲,高秀鲁,陈弋翀,钱欢
受保护的技术使用者：华东理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5