专利名称：：一种聚氨酯酰亚胺泡沫材料及其制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种高分子泡沫材料及其制备方法，特别是一种聚氨酯酰亚胺泡沫材料及其制备方法。
背景技术：
：聚氨酯(PU)泡沫塑料是以聚醚多元醇、聚酯多元醇或其它多元醇化合物为主要原料，与多异氰酸酯定量混合，在发泡剂、催化剂、交联剂等作用下，进行发泡制成的一种泡沫塑料。其按产品软硬性能不同，可分为软质泡沫、硬质泡沫和半硬质泡沫。聚氨酯泡沬塑料具有质轻、多孔性、无毒、不易变形、柔软、弹性好、隔热保温性好、透气性好、防尘、吸声等优良特性，因此，目前聚氨酯泡沫塑料的应用相当广泛。软质聚氨酯泡沫塑料主要用于家具及交通工具各种垫材、吸音材料等；硬质聚氨酯泡沫塑料主要用于家用电器隔热层、房屋墙面保温防水喷涂泡沫、管道保温材料、建筑板材、冷藏车及冷库隔热材等；半硬质聚氨酯泡沫塑料用于汽车仪表板、方向盘等。但是，聚氨酯泡沫材料由于其热稳定性不是很好，除了某些特殊泡沫以外，其工作温度一般在IO(TC以下，因此通常的聚氨酯泡沫受其热性能的影响，在一定程度上限制了该材料的应用，另一方面，聚氨酯泡沫材料的阻燃性能也不太理想，因此也限制了其应用范围。聚氨酯酰亚胺(Polyurethane-imides，简称PUI)是其分子链上既含有聚氨酯软、硬段结构又含有酰亚胺结构的一类聚合物，是一种重要的改性聚酰亚胺材料。聚酰亚胺(Polyimide，简称PI)是其分子主链中含有酰亚胺基团的芳杂环聚合物。它有极好的力学性能、热稳定性、耐辐照性能、耐化学性能、耐水解性及电气绝缘性能等，但是聚酰亚胺大多不熔或熔体流动性低，难以加工成型且价格昂贵。聚氨酯酰亚胺泡沫材料结合了聚氨酯泡沫和聚酰亚胺泡沫两者的优点，是-一种聚氨酯改性聚酰亚胺泡沫材料。与聚氨酯泡沫相比，聚氨酯酰亚胺泡沫具有显著的热稳定性能和阻燃性能。聚氨酯酰亚胺泡沫的热稳定性能不仅与其所含的酰亚胺结构、聚氨酯硬段结构等分子结构有关，还与其结构上所含的聚氨酯软段性质有关。在现有技术中，采用一般聚氨酯泡沫常用的聚醚多元醇和聚酯多元醇等原料合成的聚氨酯酰亚胺泡沫，其耐高温性能难以达到比较理想的效果。另一方面，在一般聚氨酯泡沫的耐温性研究方面，为提高聚氨酯泡沫的热稳定性，采用耐温性能较好的软段结构，是有益的。在耐温耐热性聚氨酯开发研究中，目前倾向于选用芳香族聚酯多元醇，以及端羟基聚硅氧烷和聚碳酸酯多元醇等特殊多元醇。另外，目前在聚氨酯酰亚胺泡沫的开发研究上，有关其合成、发泡工艺以及相关技术等均处于探索阶段，还缺乏现代生产的成熟技术。
发明内容本发明的目的是提供一种制备聚氨酯酰亚胺泡沫材料的方法。本发明提供的制备聚氨酯酰亚胺泡沫材料的方法，是将组分A、组分B与组分C混匀后，采用一步法发泡工艺进行制备，得到聚氨酯酰亚胺泡沫材料；其中，组分A是由均苯四酸二酐和三((3-氯乙基)磷酸酯组成；组分B包括端羟基聚硅氧垸、聚碳酸酯二醇、苯酐聚酯多元醇、三丁胺、三乙烯二胺的二丙二醇溶液、水、硅油和甲基磷酸二甲酯，还可包括一氟二氯乙烷和4，4-双仲丁氨基二苯基甲垸；组分c为多异氰酸酯。上述制备方法中，各组分的质量份数及优选如表1所示表1组分A、组分B和组分C的质量份数<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>其中，组分A中所采用的特殊功能助剂三(P-氯乙基)磷酸酯(TCEP)，是一种具有溶剂作用的液态化合物，可将均苯四酸二酐粉料溶解分散，并提高泡沫材料的阻燃性能。组份B为含有耐热多元醇和发泡剂及其助剂混合的液态混合物。其中，一氟二氯乙烷(HCFC-141b)和水的混合物为发泡剂，三丁胺、三乙烯二胺溶液和水的混合物作为复合催化剂，水作为发泡剂和催化剂。硅油为均泡剂，甲基磷酸二甲酯(DMMP)为阻燃剂，4，4-双仲丁氨基二苯基甲垸为扩链剂。由于组分B中含有多种物质，故可先将组分B中的化合物进行混匀，即将端羟基聚硅氧垸(如耐热多元醇端羟基聚硅氧烷(107胶))、聚碳酸酯二醇和苯酐聚酯多元醇中的任意一种或几种任意比例混合的混合物混匀后，再与三丁胺、三乙烯二胺溶液、水、一氟二氯乙垸(HCFC-141b)、硅油、甲基磷酸二甲酯(DMMP)、4，4-双仲丁氨基二苯基甲烷混匀。该一步法发泡工艺是在搅拌条件下，将上述组分A、组分B和组分C混匀后置于模具中，反应完毕得到聚氨酯酰亚胺泡沬材料。本发明提供的制备方法中，选择具有溶剂作用的液态化合物作为特殊功能助剂，解决了现有制备方法中混料不匀的工艺问题。该方法适用于一步法发泡工艺，工艺简单，易于工业化。利用该方法可制备出具有良好热稳定性和阻燃性能的泡沫材料，该泡沫材料的工作温度可达到15(TC以上，氧指数能达到3040。图1是本发明方法的工艺路线示意图。图2是实施例1制得的聚氨酯酰亚胺泡沫材料热失重测定曲线图。图3是实施例2制得的聚氨酯酰亚胺泡沫材料热失重测定曲线图。具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。本发明提供的制备聚氨酯酰亚胺泡沫材料的工艺路线，如图1所示。实施例l、制备聚氨酯酰亚胺泡沫材料按照表2所示，分别称取各组分，制备聚氨酯酰亚胺泡沬材料的样品1#-样品6#:将均苯四酸二酐(PDMA)与三((3-氯乙基)磷酸酯(TCEP)混合搅拌成糊状物后，再将该糊状物与多苯基多亚甲基多异氰酸酯(PAPI)—次加入到组分B中，混匀后按照常规一步法发泡工艺，将混合物料注入模具中发泡、熟化后出模，得到聚氨酯酰亚胺泡沫材料。表21#-6#样品中各组分的用量列表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>本实施例制得的3#和4#聚氨酯酰亚胺泡沫材料的性能如表3所示，通过热重分析法(TG)测定的热失重曲线如图2所示。表33#和4#样品的性能列表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>实施例2、制备聚氨酯酰亚胺泡沫材料按照表4所示的用量分别称取各组分，制备聚氨酯酰亚胺泡沫材料的样品7#-样品15#:将均苯四酸二酐(PDMA)与三(p-氯乙基)磷酸酯(TCEP)混合搅拌成糊状物后，再将该糊状物与多苯基多亚甲基多异氰酸酯(PAPI)—次加入到组分B中，混匀后按照常规一步法发泡工艺，将混合物料注入模具中发泡、熟化后出模，得到聚氨酯酰亚胺泡沫材料。表47#-15#样品中各组分的用量列表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>本实施例制得的聚氨酯酰亚胺泡沫材料(样品10#、样品11#和样品12#)的性能如表5所示，通过热重分析法(TG)测定的热失重曲线如图3所示。表310#、11#和12#样品的性能列表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>权利要求1、一种制备聚氨酯酰亚胺泡沫材料的方法，是将组分A、组分B与组分C混匀后，采用一步法发泡工艺进行制备，得到所述聚氨酯酰亚胺泡沫材料；所述组分A是由均苯四酸二酐和三(β-氯乙基)磷酸酯组成；所述组分B包括三丁胺、三乙烯二胺的二丙二醇溶液、水、硅油、甲基磷酸二甲酯和下述三种化合物中的一种或任意几种的混合物端羟基聚硅氧烷、聚碳酸酯二醇和苯酐聚酯多元醇；所述组分C为多异氰酸酯。2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述组分A、组分B和组分C中各物质的质量份数比如下所示均苯四酸二酐10-70，三(卩-氯乙基)磷酸酯5-40，聚碳酸酯二醇5-90，苯酐聚酯多元醇5-90，三丁胺0.5-6，三乙烯二胺的二丙二醇溶液0.05-2.5，水0.5-5.0，硅油0.5-3.5，甲基磷酸二甲酯5-40，多异氰酸酯15-150。3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述组分A、组分B和组分C中各物质的质量份数比如下所示均苯四酸二酐45-55，三(P-氯乙基)磷酸酯20，端羟基聚硅氧烷15，聚碳酸酯二醇30-50，苯酐聚酯多元醇15-50，三丁胺2.0，三乙烯二胺的二丙二醇溶液1.0，水2.0-2.5，硅油1.5-2.0，甲基磷酸二甲酯20，多异氰酸酯68-83。4、根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于所述三乙烯二胺的二丙二醇溶液的质量百分比浓度为33%，所述多异氰酸酯为多苯基多亚甲基多异氰酸酯。5、根据权利要求l-4任一所述的方法，其特征在于所述组分B中还包括一氟二氯乙垸和4,4-双仲丁氨基二苯基甲烷。6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述组分B中，一氟二氯乙烷的质量份数为10-40，所述4,4-双仲丁氨基二苯基甲烷的质量份数为0.5-10。7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述组分B中，一氟二氯乙垸的质量份数为15，所述4，4-双仲丁氨基二苯基甲烷的质量份数为5.0。8、根据权利要求l-7任一所述的方法，其特征在于所述一步法发泡工艺是在搅拌条件下，将所述组分A、组分B和组分C混匀后置于模具中，反应完毕得到所述聚氨酯酰亚胺泡沫材料。9、权利要求l-8任一所述制备方法得到的聚氨酯酰亚胺泡沫材料。全文摘要本发明公开一种聚氨酯酰亚胺泡沫材料及其制备方法。该方法是将组分A、组分B与组分C混匀后，采用一步法发泡工艺进行制备，得到聚氨酯酰亚胺泡沫材料；其中，组分A是由均苯四酸二酐和三(β-氯乙基)磷酸酯组成；组分B包括端羟基聚硅氧烷、聚碳酸酯二醇、苯酐聚酯多元醇、三丁胺、三乙烯二胺的二丙二醇溶液、水、硅油和甲基磷酸二甲酯；组分C为多异氰酸酯。该方法选择具有溶剂作用的液态化合物作为特殊功能助剂，解决了现有制备方法中混料不匀的工艺问题，适用于一步法发泡工艺，工艺简单，易于工业化。利用该方法可制备出具有良好热稳定性和阻燃性能的泡沫材料，该泡沫材料的工作温度可达到150℃以上，氧指数能达到30～40。文档编号C08K5/521GK101353408SQ20081011977公开日2009年1月28日申请日期2008年9月9日优先权日2008年9月9日发明者周成飞,巍曹,曾心苗,彤翟,郭建梅申请人:北京市射线应用研究中心