专利名称：耐高温聚氨酯泡沫塑料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种耐高温聚氨酯泡沫塑料，具体而言，本发明涉及在聚氨酯泡沫塑料上涂布有机硅树脂，固化后制得的耐高温聚氨酯泡沫塑料。
聚氨酯泡沫塑料分为聚酯型和聚醚型。市场可购得的开孔型聚氨酯泡沫塑料的视密度在0.03-0.04克/厘米2范围。这种材料弹性高，强度大，但是耐温等级低，一般在140℃左右降解。
有机泡沫塑料中耐温等级最高的是有机硅海绵，耐温范围一般在200-300℃范围。美国专利6,096,792公开了用作有机硅橡胶海绵组合物，由这种组合物形成的海绵表层光滑，表面无粘性，具有优良的耐候性、电性能和压缩变定。该组合物包括平均聚合度在3,000-300,000的聚有机硅氧烷、增强用的二氧化硅填料、作为发泡剂的1，1’-偶氮-二(1-乙酰氧基-1-苯基乙烷)和固化剂。美国专利4,391,921披露一种制造有机硅弹性体海绵的方法，该方法包括冷冻含水有机硅乳液，然后融化并干燥，制得含不规则闭孔的有机硅海绵。该乳液包括水、阴离子稳定的羟基封端的聚二有机硅氧烷、有机锡化合物和胶态二氧化硅。制成的有机硅弹性体海绵可用于高温和低温时的绝缘体和密封材料。
有机硅海绵性能优良，但是成本很高，其应用受到限制。近年来，人们试图通过各种方法来改性聚氨酯材料。美国专利4,323,656揭示一种分散有添加剂的聚氨酯海绵。这些添加剂包括洗液、洗涤剂、杀菌剂、硅油等。在催化剂存在下，聚醚或聚酯与异氰酸酯、添加剂反应，形成海绵结构，添加剂被截留在海绵的空隙中。制成的聚氨酯海绵，具有高的液体吸收能力，并具有良好的手感。这类方法大都是在聚氨酯泡沫组合物中加入各种添加剂，然后进行发泡。选择添加剂时，必须考虑添加剂对泡沫组合物反应时的影响，以及对泡沫塑料性能的影响。
根据产品的用途，在将聚氨酯泡沫塑料切割成要求的形状，如长方体、圆柱体、半圆环体等时。由于聚氨酯耐温等级较低，一般可采用电热丝进行切割。切割前，根据产品的形状要求，将电热丝制成各种形状。
有机硅海绵材料由于其耐温上限可达200-300℃，一般不能用电热丝进行切割，对要求复杂形状的应用，其切割较困难。
本发明的目的是提供一种耐高温聚氨酯泡沫塑料。
本发明的耐高温聚氨酯泡沫塑料是采用辊式涂布、刮刀涂布或喷涂方法，在聚氨酯泡沫塑料上涂布有机硅树脂组合物，然后固化制成。制成的耐高温聚氨酯泡沫塑料耐热温度可提高到180-220℃范围，视密度达0.15-0.50克/厘米3，有机硅树脂含量为75-90％(重量)，同时仍保持了聚氨酯泡沫塑料的孔状结构、弹性、透气性和强度。
本发明中，为使有机硅树脂能浸入泡沫塑料的深层，一般选用开孔型聚氨酯泡沫塑料。涂布用的有机硅树脂组合物包括100重量份有机硅树脂、2-6重量份催化剂、4-10重量份固化剂、10-20重量份增强剂、0-10重量份着色剂、0-100重量份稀释剂。
本文中，“有机硅树脂”指除了稀释剂外包括所有组分的有机硅树脂组合物。“有机硅树脂含量”按照下式计算有机硅树脂含量＝[(单位体积聚氨酯泡沫塑料上涂布的有机硅树脂组合物重量-稀释剂量)/制得的单位体积聚氨酯泡沫塑料重量]×100有机硅树脂选用室温下为液体的有机硅树脂。根据固化时的条件，分为两类，即室温固化型(RTV)有机硅树脂和加热固化型(LSR)有机硅树脂。常用的催化剂为月桂酸二丁基锡；常用的固化剂有正硅酸乙酯、胺类固化剂等；常用的着色剂有二氧化钛、钛青蓝、氧化铁红等；增强剂有气相白炭黑、硫酸钡、立得粉等；为调整溶液的粘度，有机硅树脂组合物中可加入稀释剂，如硅油、烷烃油等。
在有机硅树脂组合物中还可加入耐热助剂、阻燃剂等，进一步改性聚氨酯泡沫塑料的性质。如在有机硅树脂组合物中加入15-20重量份的阻燃剂，如氧化锑、硼酸锌、十溴二苯醚等，使聚氨酯泡沫塑料不仅可耐受一定的高温，还可具备一定的阻燃性。
制造耐高温聚氨酯泡沫塑料时，首先按要求切割普通的开孔型聚氨酯泡沫塑料；再用有机硅树脂组合物浸渍，可采用常规方法处理聚氨酯泡沫塑料，如辊式涂布、刮刀涂或喷涂等方法。根据最终产品的有机硅树脂含量、耐温范围和密度，来选择处理方法，例如，要求有机硅树脂量较高时，一般溶液的粘度较高，可采用辊式涂布或刮刀涂布法，通过调节辊隙或刮刀的间隙，来控制涂布量；要求有机硅树脂量较低时，为便于控制，可在有机硅树脂组合物中加入适量稀释剂，此时溶液的浓度和粘度均较低，可采用喷涂法。涂布后的聚氨酯泡沫塑料连续通过双辊或多辊，调节施加在辊上的压力，使上面步骤涂布的溶液从表层渗入内层，增强浸渍效果；最后固化泡沫塑料中的有机硅树脂，制得耐高温的聚氨酯泡沫塑料。
制得的泡沫塑料于室温放置3天后，按照GB 7759-1996所述方法，测定静压缩变形，本发明的耐高温聚氨酯泡沫塑料的变形值为0。
用含有机硅树脂组合物浸渍开孔型聚氨酯泡沫塑料，有机硅树脂可包覆在聚氨酯泡沫塑料的孔壁上，使聚氨酯泡沫塑料具备有机硅树脂的耐热性，提高聚氨酯泡沫塑料的降解温度。
本发明的耐高温聚氨酯泡沫塑料可用于要求高温下使用的各种用途，如服装厂整烫设备用的耐高温垫料，输送高温物料管道保温材料等。
与普通的聚氨酯泡沫塑料相比，本发明的耐高温聚氨酯泡沫塑料耐热温度和密度大大提高，耐热温度可达180-220℃，视密度达0.15-0.50克/厘米3。在30-70％压缩率下72小时后的静压缩变形为0。与在发泡组合物进行发泡反应之前加入添加剂制成的改性聚氨酯泡沫塑料相比，本发明采用的方法为一种物理处理方法，不必考虑有机硅树脂对发泡反应的影响。与有机硅海绵材料相比，用有机硅树脂改性的聚氨酯泡沫塑料生产方法简便，成本低，而且可先制成要求的形状，再用有机硅树脂处理，能生产各种复杂形状的产品。
下面参考实施例描述本发明，应理解这些实施例仅用于说明，不构成对本发明范围的限制。
实施例1市售视密度为0.033g/cm3的聚醚型聚氨酯泡沫塑料，切割成1000×1000×10毫米片材。
有机硅树脂组合物的配方如下107 RTV硅树脂 100重量份气相白炭黑20重量份二氧化钛 5.8重量份钛青兰0.2重量份正硅酸乙酯8重量份月桂酸二丁基锡4重量份合计 138重量份有机硅树脂组合物性能指标如下
采用辊式涂布法，在聚氨酯泡沫塑料上浸涂有机硅树脂组合物。调节辊隙来控制涂布量，从而控制制成的聚氨酯泡沫塑料的有机硅树脂含量和耐热温度。涂布后的聚氨酯泡沫塑料片材连续通过数对上下辊，在辊上施加压力，使涂布的有机硅树脂组合物渗入片材内层，于室温固化制得耐热聚氨酯泡沫塑料。
此实施例中制得的聚氨酯泡沫塑料的视密度为0.15g/cm3，有机硅树脂含量为75％，耐热温度为180℃。
基本按照GB 7759-1996所述方法测定制得的泡沫塑料的变形。160℃，压缩率为70％下72小时后，变形值为0。
该片材用作服装厂整烫设备的垫料，可反复使用。
实施例2按照级别与实施例1相同的方法制造耐高温聚氨酯泡沫塑料。不同之处是有机硅树脂组合物配方改变如下。
有机硅树脂组合物的配方107 RTV硅树脂 100重量份气相白炭黑 10重量份二氧化钛6重量份钛青兰 0.2重量份正硅酸乙酯 6重量份月桂酸二丁基锡 2重量份合计128.2重量份制得的聚氨酯泡沫塑料的视密度为0.15g/cm3，有机硅树脂含量为75％，耐热温度为180℃。
基本按照GB 7759-1996所述方法测定制得的泡沫塑料的变形。160℃，压缩率为70％下72小时后，变形值为0。
实施例3市售视密度为0.04g/cm3的聚酯型聚氨酯泡沫塑料，切割成1000×1000×8毫米。
有机硅树脂组合物的配方如下Elastosil LR 3003/40 A100重量份硫酸钡20重量份二氧化钛 8重量份钛青兰 0.4重量份Elastosil LR 3003/40 B 100重量份硅油 60重量份合计 296.4重量份有机硅树脂组合物性能指标如下
按照与实施例1相同的步骤制造耐高温聚氨酯泡沫塑料，不同之处是使用刮刀涂布法。
此实施例中，有机硅树脂为从德国Wacker公司购得的Elastosil LR 3003树脂系列中的LR 3003/40，分A和B两份，A为树脂，B为催化剂和固化剂，制备浸渍用的有机硅树脂组合物时，将A和B与其它组分混合。浸渍了有机硅树脂组合物后的聚氨酯泡沫塑料，在170℃的热风烘道中固化30秒。制得的聚氨酯泡沫塑料的视密度为0.27g/cm3，有机硅树脂含量为87％，耐热温度约为200℃。
基本按照GB 7759-1996所述方法测定该泡沫塑料的变形。170℃，压缩率为50％下72小时后，变形值为0。
实施例4取视密度为0.040g/cm3的聚酯型聚氨酯泡沫塑料，切割成1000×1000×20毫米。
有机硅树脂组合物的配方如下GM硅树脂(RTV) 100重量份立得粉10重量份氧化铁红 6重量份硅油 6重量份正硅酸乙酯8重量份月桂酸二丁基锡4重量份合计 132重量份有机硅树脂组合物性能指标如下
按照与实施例1相同的步骤制造耐高温聚氨酯泡沫塑料。制得的聚氨酯泡沫塑料，其视密度为0.50g/cm3，硅树脂含量为90％，耐热温度约为220℃。
基本按照GB 7759-1996所述方法测定该泡沫塑料的变形。180℃下，压缩率为30％下72小时后，变形值为0。
实施例5按照基本与实施例4相同的方法，制造耐高聚氨酯泡沫塑料。不同之处有机硅树脂组合物配方改变如下。
有机硅树脂组合物的配方如下GM硅树脂(RTV) 100重量份立得粉 10重量份氧化铁红 10重量份硅油 10重量份正硅酸乙酯 10重量份月桂酸二丁基锡 6重量份合计 146重量份制得的聚氨酯泡沫塑料，其视密度为0.49g/cm3，硅树脂含量为88％，耐热温度约为210℃。
基本按照GB 7759-1996所述方法测定该泡沫塑料的变形。180℃下，压缩率为30％下72小时后，变形值为0。
实施例6取视密度为0.030g/cm3的聚醚型聚氨酯泡沫塑料，切割成500×1000×4毫米的片材。
有机硅树脂组合物的配方如下107 RTV硅树脂 100重量份气相白炭黑5重量份氢氧化铝 20重量份十溴二苯醚8重量份Sb2O35重量份3ZnO·2B2O32重量份正硅酸乙酯6重量份月桂酸二丁基锡2重量份稀释剂100重量份合计 248重量份有机硅树脂组合物的性能指标如下
采用喷涂法，在聚氨酯泡沫塑料上涂布有机硅树脂。涂布后的聚氨酯泡沫塑料片材连续通过数对上下辊，在辊上施加压力，使涂布的有机硅树脂组合物渗入片材内层，于室温固化制得耐热聚氨酯泡沫塑料。
制得的聚氨酯泡沫塑料，其视密度为0.06g/cm3，硅树脂和阻燃剂含量为50％。
按照美国UL 94所述方法测定该泡沫塑料的阻燃性。测定的阻燃级别为V(0)。
实施例7基本按照与实施例6相同的方法制造耐高阻燃的聚氨酯泡沫塑料。不同之处是有机硅树脂组合物配方改变如下。
有机硅树脂组合物的配方107 RTV硅树脂 100重量份气相白炭黑 15重量份氢氧化铝20重量份十溴二苯醚 10重量份Sb2O36重量份3ZnO·2B2O34重量份正硅酸乙酯 8重量份月桂酸二丁基锡 4重量份稀释剂 80重量份合计247重量份制得的聚氨酯泡沫塑料，其视密度为0.05g/cm3，有机硅树脂和阻燃剂含量为50％。
按照美国UL 94所述方法测定该泡沫塑料的阻燃性。测定的阻燃级别为V(0)。
权利要求
1.一种耐高温聚氨酯泡沫塑料，其特征在于所述耐高温泡沫塑料是采用辊式涂布、刮刀涂布或喷涂方法在聚氨酯泡沫塑料上涂布有机硅树脂组合物，然后固化制得，制得的耐高温聚氨酯泡沫塑料的有机硅树脂含量为75-90％重量。
2.如权利要求1所述的耐高温聚氨酯泡沫塑料，其特征在于所述耐高温聚氨酯泡沫塑料的耐热温度范围为180-220℃，视密度为0.15-0.50克/厘米3。
3.如权利要求1所述的耐高温聚氨酯泡沫塑料，其特征在于所述有机硅树脂组合物包括100重量份有机硅树脂、2-6重量份催化剂、4-10重量份固化剂、10-20重量份增强剂、0-10重量份着色剂、0-100重量份稀释剂。
4.如权利要求3所述的耐高温聚氨酯泡沫塑料，其特征在于所述有机硅树脂选自室温下为液态的室温固化型有机硅树脂或加热固化型有机硅树脂。
5.如权利要求3所述的耐高温聚氨酯泡沫塑料，其特征在于所述有机硅树脂组合物还包括15-20重量份阻燃剂。
6.如权利要求1所述的耐高温聚氨酯泡沫塑料，其特征在于所述聚氨酯泡沫塑料为开孔型聚醚型聚氨酯泡沫塑料或聚酯型聚氨酯泡沫塑料。
7.如权利要求1所述的耐高温聚氨酯泡沫塑料，用作服装厂整烫设备的垫料。
全文摘要
本发明公开了一种耐高温聚氨酯泡沫塑料,可采用辊式涂布、刮刀涂布或喷涂方法在聚氨酯泡沫塑料上涂布有机硅树脂,然后固化制得。该材料的耐热温范围为180－220℃,视密度为0.15－0.50g/cm
文档编号C09J7/04GK1361221SQ0013705
公开日2002年7月31日 申请日期2000年12月28日 优先权日2000年12月28日
发明者刘宏亮 申请人:上海英强橡塑制品有限责任公司