一种制备网状聚氨酯泡沫的方法 【技术领域】
本发明涉及一种网状聚氨酯泡沫的制备方法。
背景技术
网状聚氨酯泡沫最早是六十年代初期由美国斯科特纸张公司研究成功的。它是由聚氨酯软泡沫经网化处理加工而成。其特点是密度低，并具有开孔的泡孔结构，形状是个五边形的十二面体，面与面的交线称经络，经络之间形成的面或壁膜由于网化处理后而消失掉，因此网状泡沫的壁壳是立体骨架，并且是能曲绕的开孔泡沫，内含97％以上的空隙体积。
网状聚氨酯泡沫最早作为军用飞机油箱内填充材料，起到防爆及自密封作用，当飞机在转向或做其他动作时，可使燃油减少晃动并避免局部缺油，且具有防燃料霉变功能。更重要的是充填网状泡沫的油箱在被子弹击穿或破裂的情况下，可使燃料的流出和扩散速度大大减少，使火焰的蔓延大大延缓，使油箱不产生爆炸或使驾驶员在爆炸前来得及采取必要的措施。同时，该项技术还可用于军用或民用汽车，舰船等方面，可大大提高油箱的抗爆性、减少事故的发生率，提高车、船的性能，具有广泛的应用价值。而这项技术的关键就在于提高聚氨酯泡沫塑料的网化效果。
目前，美国，俄罗斯和日本均已研制成功商品化的网状聚氨酯泡沫，并分别制定了相应的标准。美国于1968年最早开始研制用于填充油箱的网状聚氨酯泡沫抑爆材料，并于1973年制定了军用飞机油箱用“阻隔材料”的标准。(美军标MIL-B-83054A)。在美国之后，俄罗斯、日本也开始研究防爆、自密封油箱技术。俄罗斯的ппу-зо-100网状聚氨酯泡沫塑料就是用作防爆油箱的填充材料。
由于网化泡沫主要用于军事方面，较少见到公开发表地文献，目前，国内尚未商品化。也无相关专利。
以往的网状聚氨酯泡沫制备方法是先制造具有较高开孔率的软质聚氨酯泡沫，然后采用如化学腐蚀，加热，加压，燃烧，爆炸等方法除去泡壁，得到具有明显骨架结构的网状聚氨酯泡沫。其中较有效的方法是化学腐蚀法和爆炸法，但两种方法都有其不足之处。化学腐蚀法需要的处理时间长，有一定污染，泡沫的失大且成本较高。爆炸法虽然可以制备出强度高、表面光滑的网状泡沫，但需要专门设备，且泡沫尺寸受限制，成本也较高，
【发明内容】
本发明的目的是提供一种改进的网状聚氨酯泡沫的制备方法，该方法可以在较短时间内，制备出尺寸不受限制的网状聚氨酯泡沫。
本发明的一种制备网状聚氨酯泡沫的制备方法，其制备步骤为：1)采用可溶性泡沫微球与聚氨酯原材料混合，常温或加热固化定型，制得以微球为支撑，含有可溶性泡沫微球的聚氨酯材料，2)将步骤1)所得到的材料用溶剂将可溶性泡沫微球溶解，从而得到网状的聚氨酯泡沫材料。
所述的聚氨酯原材料包括聚酯多元醇或聚醚多元醇组分、异氰酸酯类组分，锡类或胺类催化剂或两类催化剂的组合，或者还有水、发泡剂、泡沫稳定剂，各组分重量配份比为：
聚酯多元醇或聚醚多元醇组分 100
催化剂 0.1～1.0
水 0或1～22
发泡剂 0或1～40
泡沫稳定剂 0或0.1～1.5
异氰酸酯 100～120。
所述的锡类催化剂为辛酸亚锡、二丁基锡二月桂酸酯、二丁基锡二辛酸酯。
所述的胺类催化剂为三乙烯二胺、三乙胺、乙醇胺、三乙醇胺、二乙烯三胺、二甲基苄胺、二甲基十六胺。
所述的发泡剂为水和一氟三氯甲烷或二氟二氯甲烷、二氯甲烷。
所述的泡沫稳定剂为有机硅类泡沫稳定剂，主要结构为氧化烯烃与聚硅氧烷的嵌段共聚物，如L580。
所述的可溶性泡沫微球包括一切工业上可得到的可溶性泡沫微球，直径在0.5～5mm范围内。
所述的可溶性泡沫微球以直径在0.5～5mm范围内，密度为0.02～0.2g/cm2的聚苯乙烯泡沫微球为最佳。
所述的溶剂为一切工业上可得到的有机溶剂，如丙酮、氯仿、汽油、正辛酯、二丁酯、石油醚、甲苯、二甲苯的任一种或二种以上的混合物。
具体实施方案
通过下述的实施例进一步说明本发明。
以下实施例中用到的三种典型聚氨酯配方如下表(重量比)。成分123聚醚多元醇100-100聚酯多元醇-100-催化剂0.1～0.90.1～0.91.0水1～121～22-发泡剂1～401～40-泡沫稳定剂0.1～1.50.1～1.5-异氰酸酯100～120100～120100～120
配方1中：聚醚多元醇为高活性聚醚，天津石化三厂生产，牌号TMN3050，工业品；催化剂为辛酸亚锡：北京化学试剂厂，规格Ar；三乙烯二胺：上海试剂厂，CP；发泡剂为：一氟三氯甲烷或二氟二氯甲烷，武汉长江化工厂，工业品；异氰酸酯：为TDI 80/20，武汉市江北试剂厂；泡沫稳定剂为硅油类L580，美国气体公司。
配方2中：除聚醚多元醇由聚酯多元醇替代外，其他原料与配方1相同。
配方3中：聚醚多元醇为季戊四醇聚醚，异氰酸酯为TDI 80/20，工业品。
实施例1：按照配方1，将原料分为A、B两组分：A组分为除异氰酸酯外的所有成分，包括聚醚多元醇、水、催化剂、发泡剂、泡沫稳定剂。
B组分为异氰酸酯：甲苯二异氰酸酯TDI(80/20)：指数1.1～1.2
A、B料配比(质量比)100∶110
C组分：聚苯乙烯泡沫微球，平均直径3mm左右。
将A组分混合均匀后，加入C组分，搅拌混合均匀。然后与B组分混合均匀，放入模具中闭模发泡。环境温度：20℃，原料温度22℃，搅拌时间7S，乳白时间：8S，拉丝时间：45S，不粘时间：64S，上升时间：30S。将得到的复合泡沫体在80℃下熟化2小时后脱模。
将制得复合泡沫浸渍于充分的二甲苯溶液中，于常温下浸渍30分钟，取出后用蒸馏水冲洗干净，即得到网状聚氨酯泡沫。
实施例2：将实施例1中复合泡沫体在常温下浸渍于丙酮溶液30分钟，洗净后，也得到网状聚氨酯泡沫。
实施例3：将实施例1中复合泡沫体在常温下浸渍于三氯甲烷溶液30分钟，洗净后，也得到网状聚氨酯泡沫。
实施例4：将实施例1中复合泡沫体在常温下浸渍于二丁酯溶液30分钟，洗净后，也得到网状聚氨酯泡沫。
实施例5：按照配方2，将原料分为A、B两组分：A组分为除异氰酸酯外的所有成分，包括聚酯多元醇、水、催化剂、发泡剂、泡沫稳定剂。
B组分为异氰酸酯∶甲苯二异氰酸酯TDI(80/20)：指数1.1～1.2A、B料配比(质量比)100∶120
C组分：聚苯乙烯泡沫微球，平均直径3mm左右
将A组分混合均匀后，加入C组分，搅拌混合均匀。然后与B组分混合均匀，放入模具中闭模发泡。环境温度：30℃，原料温度25℃，搅拌时间6S。将得到的复合泡沫体在80℃下熟化2小时后脱模。
将制得复合泡沫浸渍于充分的二甲苯溶液中，于常温下浸渍5分钟，取出后用蒸馏水冲洗干净，即得到网状聚氨酯泡沫。
实施例6：将实施例5中复合泡沫体在常温下浸渍于丙酮溶液10分钟，洗净后，也得到网状聚氨酯泡沫。
实施例7：将实施例5中复合泡沫体在常温下浸渍于三氯甲烷溶液10分钟，洗净后，也得到网状聚氨酯泡沫。
实施例8：将实施例5中复合泡沫体在常温下浸渍于二丁酯溶液10分钟，洗净后，也得到网状聚氨酯泡沫。
实施例9：按照配方3，将原料分为A、B两组分：A组分为聚醚多元醇、催化剂。
B组分为异氰酸酯∶甲苯二异氰酸酯TDI(80/20)：指数1.1～1.2B、B料配比(质量比)100∶150
C组分：聚苯乙烯泡沫微球，平均直径3mm左右。
将A组分混合均匀后，加入C组分，搅拌混合均匀。然后与B组分混合均匀，放入模具中。环境温度：25℃，原料温度10℃，搅拌时间7S。在80℃下熟化2小时后脱模。
将制得复合泡沫浸渍于充分的二甲苯溶液中，于常温下浸渍15分钟，取出后用蒸馏水冲洗干净，即得到网状聚氨酯泡沫。
实施例10：将实施例9中制得产品在常温下浸渍于丙酮溶液15分钟，洗净后，也得到网状聚氨酯泡沫。
实施例11：将实施例9中制得产品在常温下浸渍于三氯甲烷溶液5分钟，洗净后，也得到网状聚氨酯泡沫。
实施例12：将实施例9中制得产品在常温下浸渍于二丁酯溶液10分钟，洗净后，也得到网状聚氨酯泡沫。
以上方法中得到的网状聚氨酯泡沫，其密度在25～32Kg/m3，网孔平均尺寸1.8～3.5mm，开孔率＞90％，泡壁残留率＜20％。