本技術(shù)涉及發(fā)泡膠領(lǐng)域，尤其涉及一種聚氨酯發(fā)泡膠及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、聚氨酯發(fā)泡膠是一種在汽車、建筑裝修、電器等領(lǐng)域中較為常見(jiàn)，主要用于填充、粘結(jié)、密封和隔音隔熱用途的特殊產(chǎn)品。目前，現(xiàn)有市場(chǎng)上的聚氨酯發(fā)泡膠的產(chǎn)品類型較多，并且隨著近些年來(lái)的環(huán)保性改進(jìn)，大多數(shù)的聚氨酯發(fā)泡膠的環(huán)保性得到了大幅度的提高。

2、同時(shí)，現(xiàn)有的聚氨酯發(fā)泡膠大都是低粘度自流平型產(chǎn)品，在面對(duì)高粘度和高觸變需求場(chǎng)景時(shí)，無(wú)法直接使用，這極大地影響了聚氨酯發(fā)泡膠的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用環(huán)境的擴(kuò)展，且現(xiàn)有的聚氨酯發(fā)泡膠的抗吸水性和防水密封性因?yàn)樵戏桨傅淖兓兊幂^差，以及一些現(xiàn)有的聚氨酯發(fā)泡膠產(chǎn)品依舊存在氣味大、阻燃性較差、機(jī)械性能差和密度較高的缺點(diǎn)，從而無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)有模塊化工業(yè)產(chǎn)品對(duì)于聚氨酯發(fā)泡膠的性能要求。

3、因此，為了解決上述問(wèn)題本技術(shù)提供了一種聚氨酯發(fā)泡膠及其制備方法。本技術(shù)制得的聚氨酯發(fā)泡膠在保證無(wú)鹵無(wú)磷高環(huán)保阻燃性的前提下，能夠有效滿足平面、斜面打膠的工業(yè)需求并且大幅改善其吸水率和防水密封性，具有十分優(yōu)異的發(fā)泡膠的高粘度和高觸變性能；另一方面，本技術(shù)制得的聚氨酯發(fā)泡膠還能夠有效避免因?yàn)樯鲜鰧?duì)于聚氨酯發(fā)泡膠的性能改性，而導(dǎo)致的機(jī)械性能明顯下降和氣味增大的問(wèn)題，大幅擴(kuò)展了聚氨酯發(fā)泡膠的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用環(huán)境，具有十分優(yōu)異的應(yīng)用前景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問(wèn)題，本技術(shù)第一方面提供了一種聚氨酯發(fā)泡膠，包括a組分和b組分；

2、所述a組分以質(zhì)量份計(jì)，原料為：多元醇組合物65~85份，擴(kuò)鏈劑2~5份，阻燃劑10~20份，功能粒子10~15份，觸變劑2~5份，催化劑0.3~1份，穩(wěn)泡劑1.5~3份，去離子水1~2份，抗氧劑0.4~0.8份，助劑1.5~2.5份；

3、所述b組分以質(zhì)量份計(jì)，原料為：多異氰酸酯45~55份，功能聚合物45~55份。

4、作為一種優(yōu)選的方案，所述a組分和b組分的質(zhì)量比為（95~100）：（15~22）。

5、作為一種優(yōu)選的方案，所述a組分和b組分的質(zhì)量比為100：（17~20）。

6、作為一種優(yōu)選的方案，所述多元醇組合物，功能粒子和助劑的質(zhì)量比為（70~80）：（12~15）：（1.8~2.2）。

7、作為一種優(yōu)選的方案，所述多元醇組合物，功能粒子和助劑的質(zhì)量比為（73~76）：（13~14）：（1.9~2）。

8、作為一種優(yōu)選的方案，所述多元醇組合物為聚醚多元醇和聚脲多元醇的組合物。

9、作為一種優(yōu)選的方案，所述聚醚多元醇和聚脲多元醇的質(zhì)量比為（40~50）：（25~35）。

10、作為一種優(yōu)選的方案，所述聚醚多元醇和聚脲多元醇的質(zhì)量比為40：35。

11、作為一種優(yōu)選的方案，所述聚醚多元醇為環(huán)氧丙烷-環(huán)氧乙烷共聚醚三醇。

12、作為一種優(yōu)選的方案，所述環(huán)氧丙烷-環(huán)氧乙烷共聚醚三醇的伯羥基含量為70~90%。

13、作為一種優(yōu)選的方案，所述環(huán)氧丙烷-環(huán)氧乙烷共聚醚三醇的重均分子量為4500~5500da。

14、作為一種優(yōu)選的方案，所述環(huán)氧丙烷-環(huán)氧乙烷共聚醚三醇的羥值為34~38mgkoh/g。

15、作為一種優(yōu)選的方案，所述環(huán)氧丙烷-環(huán)氧乙烷共聚醚三醇的粘度為800~1000mpa·s，25℃。

16、作為一種優(yōu)選的方案，所述聚脲多元醇包括有苯環(huán)結(jié)構(gòu)。

17、作為一種優(yōu)選的方案，所述聚脲多元醇的聚脲含量為15~25%。

18、作為一種優(yōu)選的方案，所述聚脲多元醇的羥值為24~26mgkoh/g。

19、作為一種優(yōu)選的方案，所述聚脲多元醇的粘度為1800~2400mpa·s，25℃。

20、作為一種優(yōu)選的方案，所述擴(kuò)鏈劑為乙二醇、三乙醇胺、二乙基甲苯二胺、聚四亞甲基醚二醇雙對(duì)氨基苯甲酸酯中的至少一種。

21、作為一種優(yōu)選的方案，所述擴(kuò)鏈劑為聚四亞甲基醚二醇雙對(duì)氨基苯甲酸酯。

22、作為一種優(yōu)選的方案，所述阻燃劑為氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅、氧化銻、膨脹石墨、氧化鋁中的至少一種。

23、作為一種優(yōu)選的方案，所述阻燃劑為氫氧化鋁和硼酸鋅的組合物。

24、作為一種優(yōu)選的方案，所述氫氧化鋁和硼酸鋅的質(zhì)量比為（4~6）：（1~1.5）。

25、作為一種優(yōu)選的方案，所述氫氧化鋁和硼酸鋅的質(zhì)量比為5：1。

26、作為一種優(yōu)選的方案，所述阻燃劑的平均粒徑為1~3μm。

27、作為一種優(yōu)選的方案，所述阻燃劑的平均粒徑為1.5~2μm。

28、作為一種優(yōu)選的方案，所述功能粒子的制備方法包括以下步驟：s1：將氧化鋅加入至dmf溶液中，加入丁二酸酐和乙烯基三甲氧基硅烷，升溫至70~75℃保溫2~4h，完成后離心過(guò)濾，去離子水洗滌烘干后得到預(yù)處理氧化鋅；s2：將預(yù)處理氧化鋅和六水硝酸鋅混合加入至dmf中，升溫至60~65℃保溫30~40min內(nèi)滴加加入2,5-二羥基對(duì)苯二甲酸的dmf溶液，升溫至68~70℃，60~80rpm轉(zhuǎn)速攪拌2~2.5h；s3：加入直鏈淀粉，并降溫至45~50℃，120~160rpm轉(zhuǎn)速快速攪拌反應(yīng)0.5~1h，完成后將產(chǎn)物離心過(guò)濾，加入去離子水中，300~400w超聲震蕩2~3h直至溶液無(wú)塊狀沉淀，完成后產(chǎn)物離心過(guò)濾并冷凍干燥，完成后即得。

29、作為一種優(yōu)選的方案，所述氧化鋅，丁二酸酐和乙烯基三甲氧基硅烷的質(zhì)量比為（3~3.5）：（1.5~2）：（0.2~0.3）。

30、作為一種優(yōu)選的方案，所述預(yù)處理氧化鋅，六水硝酸鋅，2,5-二羥基對(duì)苯二甲酸和直鏈淀粉的質(zhì)量比為（1~1.5）：（1.2~2）：（2.5~3.5）：（1.2~1.6）。

31、作為一種優(yōu)選的方案，所述預(yù)處理氧化鋅，六水硝酸鋅，2,5-二羥基對(duì)苯二甲酸和直鏈淀粉的質(zhì)量比為（1.1~1.3）：（1.4~1.8）：（2.8~3.2）：（1.4~1.5）。

32、作為一種優(yōu)選的方案，所述氧化鋅的平均粒徑為10~20nm。

33、本技術(shù)中加入的功能粒子能夠大幅提高聚氨酯發(fā)泡膠的粘度、觸變、防水密封和力學(xué)性能。復(fù)合改性后的功能粒子能夠形成以直鏈淀粉為主載體，納米氧化鋅和框架粒子配合的組合結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的存在能夠通過(guò)直鏈淀粉中的羥基參與聚氨酯發(fā)泡膠中的氨基甲酸酯鍵的生成，在聚氨酯的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中提供良好的活性位點(diǎn)，進(jìn)而在應(yīng)用過(guò)程中大幅增強(qiáng)了功能粒子和其它粒子在聚氨酯發(fā)泡膠體系中的分散均勻性和后續(xù)的分散的固定強(qiáng)度，從而避免了粒子在體系內(nèi)部的遷移和聚集現(xiàn)象；另一方面，形成的氧化鋅和框架粒子的復(fù)合結(jié)構(gòu)能夠通過(guò)其對(duì)于內(nèi)部微量水分的引導(dǎo)和吸收作用從而有效清除聚氨酯發(fā)泡膠內(nèi)部的水分體系，大幅增加水分在體系中的游離阻力和滲透阻力，并且能夠形成良好的阻隔層，進(jìn)而大幅減弱水分子的聚集作用，減少水合層或團(tuán)聚水的形成速度，進(jìn)而獲得優(yōu)異觸變、防水等性能。

34、作為一種優(yōu)選的方案，所述觸變劑為膨潤(rùn)土和改性氫化蓖麻油的組合物。

35、作為一種優(yōu)選的方案，所述改性氫化蓖麻油為聚酰胺改性氫化蓖麻油。

36、作為一種優(yōu)選的方案，所述膨潤(rùn)土和改性氫化蓖麻油的質(zhì)量比為（1.2~1.6）：（2.5~3.5）。

37、作為一種優(yōu)選的方案，所述膨潤(rùn)土和改性氫化蓖麻油的質(zhì)量比為（1.4~1.5）：（2.8~3.2）。

38、作為一種優(yōu)選的方案，所述催化劑為三乙烯二胺和改性三乙烯二胺的混合溶液。

39、作為一種優(yōu)選的方案，所述穩(wěn)泡劑為改進(jìn)聚醚和聚硅氧烷的硅氫加成聚合物。

40、作為一種優(yōu)選的方案，所述改進(jìn)聚醚和聚硅氧烷的硅氫加成聚合物為粘度為750~1250mpa·s，25℃聚合物和粘度為2000~2400mpa·s，25℃聚合物的組合物。

41、作為一種優(yōu)選的方案，所述粘度為750~1250mpa·s，25℃聚合物和粘度為2000~2400mpa·s，25℃聚合物的質(zhì)量比為（1.3~1.6）：（0.4~0.6）。

42、作為一種優(yōu)選的方案，所述助劑為聚異丁烯、端羥基改性聚丁二烯、氫化松香甲酯、液體石油樹(shù)脂中的至少一種。

43、作為一種優(yōu)選的方案，所述助劑為端羥基改性聚丁二烯。

44、作為一種優(yōu)選的方案，所述端羥基改性聚丁二烯的羥值為44~51mgkoh/g；所述端羥基改性聚丁二烯的粘度為4000~5000mpa·s，25℃。

45、作為一種優(yōu)選的方案，所述多異氰酸酯為多亞甲基多苯基異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯?、異佛爾酮二異氰酸酯、環(huán)己基二異氰酸酯中的至少一種。

46、作為一種優(yōu)選的方案，所述多異氰酸酯為多亞甲基多苯基異氰酸酯。

47、作為一種優(yōu)選的方案，所述功能聚合物為三聚1，2丙二醇與二苯基甲烷二異氰酸酯的聚合物。

48、作為一種優(yōu)選的方案，所述功能聚合物的制備方法包括以下步驟：將三聚1，2丙二醇在120~130℃真空脫水1.5~2h，之后加入二苯基甲烷二異氰酸酯，攪拌加熱至80~90℃，保溫反應(yīng)2h，冷卻到60~65℃出料，完成后即得三聚1，2丙二醇與二苯基甲烷二異氰酸酯的聚合物。

49、作為一種優(yōu)選的方案，所述三聚1，2丙二醇和二苯基甲烷二異氰酸酯的質(zhì)量比為（1~1.5）：（4~4.5）。

50、作為一種優(yōu)選的方案，所述功能聚合物的nco含量指數(shù)為20~24%。

51、作為一種優(yōu)選的方案，所述功能聚合物的粘度為1000~1500mpa·s，25℃。

52、本技術(shù)中加入的三聚1，2丙二醇與二苯基甲烷二異氰酸酯的聚合物能夠大幅提高聚氨酯發(fā)泡膠的力學(xué)性、觸變性和防水性等性能，且有效保證阻燃。本技術(shù)中加入的三聚1，2丙二醇與二苯基甲烷二異氰酸酯的聚合物，除了能夠在聚氨酯發(fā)泡膠形成中參與主鏈結(jié)構(gòu)單元的構(gòu)建，能夠通過(guò)其含有的多羥基在聚氨酯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中引入分支點(diǎn)，從而大幅加強(qiáng)長(zhǎng)分子鏈在內(nèi)部與其它分子鏈以及原料物質(zhì)的分子間吸引活性，大幅提高構(gòu)建的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)度和致密性；同時(shí)，依靠二苯基甲烷二異氰酸酯在a和b混合組分中的高反應(yīng)活性，大幅增加氨基甲酸酯鏈的生成效率，在水分影響下，快速構(gòu)建出穩(wěn)定的發(fā)泡結(jié)構(gòu)，并通過(guò)與加入的功能粒子等其他粒子良好的連接作用力，固化粒子在體系中的分散位置，在使用時(shí)降低其粒子的內(nèi)部遷移，且還能提高在外力作用下的內(nèi)部應(yīng)力承受程度，進(jìn)而使得發(fā)泡膠獲得優(yōu)異的力學(xué)性、防水性和阻燃性等性能。

53、作為一種優(yōu)選的方案，所述b組分的nco含量指數(shù)為26~27%，粘度為400~600mpa·s，25℃。

54、本技術(shù)第二方面提供了一種上述聚氨酯發(fā)泡膠的制備方法，具體包括以下步驟：s1：將多元醇組合物，擴(kuò)鏈劑，阻燃劑，功能粒子和觸變劑加入反應(yīng)釜中混合攪拌直至無(wú)明顯未分散顆粒，之后升溫至70~90℃，200~300rpm轉(zhuǎn)速攪拌反應(yīng)50~70min，之后1~1.5℃/min降溫至30~35℃，得到預(yù)混基料；s2：在預(yù)混基料加入去離子水控制水分含量在1.2~2wt%，之后加入穩(wěn)泡劑和催化劑，攪拌分散30~50min，之后吹氣100~150rpm轉(zhuǎn)速混合20~30min，得到a組分；s3：將多異氰酸酯和功能聚合物加入真空反應(yīng)釜，加熱至60~65℃以40~60rpm轉(zhuǎn)速攪拌30~40min，氮?dú)馄瓶粘瞿z，得到b組分；s4：使用時(shí)，將a組分和b組分按照比例混合打膠，完成后即得。

55、本技術(shù)具有的有益效果：

56、1、本技術(shù)中提供的一種聚氨酯發(fā)泡膠，其在保證無(wú)鹵無(wú)磷高環(huán)保阻燃性的前提下，能夠有效滿足平面、斜面打膠的工業(yè)需求并且大幅改善其吸水率和防水密封性，具有十分優(yōu)異的發(fā)泡膠的高粘度和高觸變性能；另一方面，本技術(shù)制得的聚氨酯發(fā)泡膠還能夠有效避免因?yàn)樯鲜鰧?duì)于聚氨酯發(fā)泡膠的性能改性，而導(dǎo)致的機(jī)械性能明顯下降和氣味增大的問(wèn)題，大幅擴(kuò)展了聚氨酯發(fā)泡膠的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用環(huán)境，具有十分優(yōu)異的應(yīng)用前景。

57、2、本技術(shù)中提供的一種聚氨酯發(fā)泡膠，其阻燃環(huán)保性好，防水密封性強(qiáng)，可用于汽車模塊化門板以及電柜的密封，且通過(guò)機(jī)械化涂膠，可實(shí)現(xiàn)平、斜面等無(wú)槽面板的穩(wěn)定發(fā)泡，無(wú)流淌溢膠，同時(shí)滿足大件涂膠時(shí)間長(zhǎng)，快節(jié)奏生產(chǎn)固化要求快的要求。

58、3、本技術(shù)中提供的一種聚氨酯發(fā)泡膠，通過(guò)加入的功能粒子能夠大幅提高聚氨酯發(fā)泡膠的粘度、觸變、防水密封和力學(xué)性能；復(fù)合改性后的功能粒子能夠形成以直鏈淀粉為主載體，納米氧化鋅和框架粒子配合的組合結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的存在能夠通過(guò)直鏈淀粉中的羥基參與聚氨酯發(fā)泡膠中的氨基甲酸酯鍵的生成，在聚氨酯的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中提供良好的活性位點(diǎn)，進(jìn)而在應(yīng)用過(guò)程中大幅增強(qiáng)了功能粒子和其它粒子在聚氨酯發(fā)泡膠體系中的分散均勻性和后續(xù)的分散的固定強(qiáng)度，從而避免了粒子在體系內(nèi)部的遷移和聚集現(xiàn)象，且還能通過(guò)復(fù)合結(jié)構(gòu)對(duì)于內(nèi)部微量水分的引導(dǎo)和吸收作用從而有效清除聚氨酯發(fā)泡膠內(nèi)部的水分體系，大幅增加水分在體系中的游離阻力和滲透阻力。

59、4、本技術(shù)中提供的一種聚氨酯發(fā)泡膠，其加入的三聚1，2丙二醇與二苯基甲烷二異氰酸酯的聚合物能夠大幅提高聚氨酯發(fā)泡膠的力學(xué)性、觸變性和防水性等性能，其能夠在聚氨酯發(fā)泡膠形成中參與主鏈結(jié)構(gòu)單元的構(gòu)建，能夠通過(guò)其含有的多羥基在聚氨酯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中引入分支點(diǎn)，從而大幅加強(qiáng)長(zhǎng)分子鏈在內(nèi)部與其它分子鏈以及原料物質(zhì)的分子間吸引活性，大幅提高構(gòu)建的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)度和致密性；同時(shí)，依靠二苯基甲烷二異氰酸酯在a和b混合組分中的高反應(yīng)活性，大幅增加氨基甲酸酯鏈的生成效率，在水分影響下，快速構(gòu)建出穩(wěn)定的發(fā)泡結(jié)構(gòu)，并通過(guò)與加入的功能粒子等其他粒子良好的連接作用力，固化粒子在體系中的分散位置，在使用時(shí)降低其粒子的內(nèi)部遷移，且還能提高在外力作用下的內(nèi)部應(yīng)力承受程度。