一种添加大分子改性碳酸钙的聚氨酯发泡胶技术领域
本发明涉及发泡胶技术领域，尤其涉及一种添加大分子改性碳酸钙的聚氨酯发泡
胶。
背景技术
双组分聚氨酯胶黏剂是聚氨酯胶黏剂中最重要的一类，通常由A组分（主剂）和B组
分（固化剂）组成，其中A组分为羟基组分，B组分为含游离异氰酸酯基组分，二者分开包装，
可按一定比例配制使用。在我国，发泡型双组分聚氨酯胶黏剂的研究始于1995年，20世纪90
年代后期逐渐投入使用。发泡型双组分聚氨酯胶黏剂具有多孔性、相对密度较低、比强度较
高等特点，按照原料和配方的不同可制成普通软泡、硬泡、高回弹泡沫以及慢回弹泡沫等，
现已被广泛应用于汽车、电子、机柜、过滤器、三防灯具、防爆壳体、家用电器等多个应用领
域。因此，发泡型双组分聚氨酯胶黏剂的推广前景非常乐观。本发明针对其在开关柜、机柜
密封等方面的应用进行研究。开关柜或者机柜等外壳的作用是避免内部设备受外界因素的
干扰，但仅有外壳不足以阻挡外部风沙或电磁辐射，这时，需要密封条来增加产品整体密封
性能。传统密封工艺是采用物理粘接方法将标准密封件粘接在密封位置，该方法存在生产
效率低、可靠性差、不美观等诸多缺陷。
《发泡型双组分聚氨酯胶黏剂的制备》一文中以三羟基聚氧化丙烯醚、蓖麻油和二
苯基甲烷二异氰酸酯为主要原料，丙三醇为扩链剂，水为发泡剂，通过合适的配比，采用预
聚法合成了一种发泡型双组分聚氨酯胶黏剂，制成的发泡胶黏剂泡沫均匀细腻，拉伸剪切
强度较高，综合性能较优，但其耐热性能较差，容易燃烧，用做开关柜或者机柜的密封时，不
能满足使用的安全性，这就需要对其热稳定性进行加强改性，提高阻燃性能。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种添加大分子改性碳酸钙的聚
氨酯发泡胶。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种添加大分子改性碳酸钙的聚氨酯发泡胶，由下列重量份的原料制成：二苯基甲烷
二异氰酸酯150-160、三羟基聚氧化丙烯醚100-105、蓖麻油100-110、丙三醇5-6、磷酸二乙
酯40-43、1mol/L的氢氧化钠溶液适量、硅藻土13-15、蒸馏水5-6、三乙醇胺2-3、二月桂酸二
丁基锡3-4、α-烯基磺酸钠3-4、二甲基硅油5-6、甲基丙烯酸甲酯9-10、丙烯酸丁酯9-10、巯
基乙醇0.25-0.26、甲苯适量、偶氮二异丁腈0.015-0.02、纳米碳酸钙5-6。
所述一种添加大分子改性碳酸钙的聚氨酯发泡胶，由以下具体步骤制成：
（1）将三羟基聚氧化丙烯醚、蓖麻油和丙三醇倒入反应釜中，恒温水浴加热至85-90℃，
以150-200转/分的速度搅拌反应60-90分钟，然后降温至40-50℃，缓慢滴加磷酸二乙酯，在
30分钟内加完，滴加完毕，升温至70-75℃，反应2-3小时，待反应完毕用1mol/L的氢氧化钠
溶液中和至pH为7，在55-60℃减压脱水；
（2）将反应釜中加入适量甲苯，在通氮气保护下，加热至100-110℃，加入甲基丙烯酸甲
酯、丙烯酸丁酯、巯基乙醇，然后滴加偶氮二异丁腈，控制滴加时间为2-2.5小时，反应3-4小
时后升温至160-170℃，在氮气保护下进行蒸馏，得到纯净产物；将纳米碳酸钙烘干后与2-3
倍量的甲苯混合，超声分散5-8分钟后加入上述纯净产物，加热至75-80℃，以800-1000转/
分的速度搅拌2-3小时后过滤的滤饼，将滤饼用甲苯萃取，加热蒸去溶剂后在90-100℃的真
空干燥箱中干燥，过300目筛，得到大分子改性碳酸钙；
（3）将硅藻土烘干粉碎，过300目筛，然后与步骤（1）得到的反应产物、步骤（2）得到的大
分子改性碳酸钙混合，依次加入三乙醇胺、二月桂酸二丁基锡、蒸馏水以及除二苯基甲烷二
异氰酸酯之外的其余剩余成分，以800-1000转/分的速度搅拌2-3分钟，得到混合料A；
（4）在发泡胶使用现场将混合料A加热至恒温30℃，然后加入二苯基甲烷二异氰酸酯，
快速混合，用电动搅拌器以300-400转/分的速度进行搅拌15-20秒后，将混合料涂到工件表
面，加热至25-30℃，使其自行发泡，然后表面干燥，实现现场发泡成型，得到发泡胶。
本发明的优点是：本发明通过三羟基聚氧化丙烯醚、蓖麻油与丙三醇复配，通过搅
拌混合可以与B组分中游离的异氰酸酯基发生交联反应，生成稳定的体型结构；在反应体系
中添加磷酸二乙酯，可以提高体系的氧指数，配合硅藻土的添加，进一步提高体系的阻燃性
能，而且随着硅藻土的添加，发泡胶的泡孔变得更加紧密，降低了其导热系数，使其具有良
好的隔热效果；本发明还在反应过程中添加一定量的三乙醇胺和二月桂酸二丁基锡，使其
形成复合催化体系，对体系中各个反应进行催化作用从而达到平衡的发泡状态；本发明利
用蒸馏水作为发泡剂，不使用有机溶剂，安全环保，可以形成外观优良，泡沫均匀细腻，黏度
适中，阻燃效果优异，使用时易于涂覆，并且固化后的拉伸剪切强度较高的发泡胶。
本发明将合成聚丙烯酸酯低聚物与纳米碳酸钙进行了化学键合，在其表面包覆了
一层大分子有机层，阻止了纳米碳酸钙的团聚，添加到发泡体系中，分散均匀，降低了粉体
的亲水性，使得发泡体系中使得力学性能有显著提高，增强了发泡胶粘度、耐磨性、韧性；本
发明产品生产工艺便于控制，可以在现场发泡，成本低，制成的发泡胶粘度好，密封性优异，
适合开关柜的密封，长期使用稳定性好。
具体实施方式
一种添加大分子改性碳酸钙的聚氨酯发泡胶，由下列重量份（公斤）的原料制成：
二苯基甲烷二异氰酸酯150、三羟基聚氧化丙烯醚100、蓖麻油100、丙三醇5、磷酸二乙酯40、
1mol/L的氢氧化钠溶液适量、硅藻土13、蒸馏水5、三乙醇胺2、二月桂酸二丁基锡3、α烯基磺
酸钠3、二甲基硅油5、甲基丙烯酸甲酯9、丙烯酸丁酯9、巯基乙醇0.25、甲苯适量、偶氮二异
丁腈0.015、纳米碳酸钙5。
所述一种添加大分子改性碳酸钙的聚氨酯发泡胶，由以下具体步骤制成：
（1）将三羟基聚氧化丙烯醚、蓖麻油和丙三醇倒入反应釜中，恒温水浴加热至85℃，以
150转/分的速度搅拌反应60分钟，然后降温至40℃，缓慢滴加磷酸二乙酯，在30分钟内加
完，滴加完毕，升温至70℃，反应2小时，待反应完毕用1mol/L的氢氧化钠溶液中和至pH为7，
在55℃减压脱水；
（2）将反应釜中加入适量甲苯，在通氮气保护下，加热至100℃，加入甲基丙烯酸甲酯、
丙烯酸丁酯、巯基乙醇，然后滴加偶氮二异丁腈，控制滴加时间为2小时，反应3小时后升温
至160℃，在氮气保护下进行蒸馏，得到纯净产物；将纳米碳酸钙烘干后与2倍量的甲苯混
合，超声分散5分钟后加入上述纯净产物，加热至75℃，以800转/分的速度搅拌2小时后过滤
的滤饼，将滤饼用甲苯萃取，加热蒸去溶剂后在90℃的真空干燥箱中干燥，过300目筛，得到
大分子改性碳酸钙；
（3）将硅藻土烘干粉碎，过300目筛，然后与步骤（1）得到的反应产物、步骤（2）得到的大
分子改性碳酸钙混合，依次加入三乙醇胺、二月桂酸二丁基锡、蒸馏水以及除二苯基甲烷二
异氰酸酯之外的其余剩余成分，以800转/分的速度搅拌2分钟，得到混合料A；
（4）在发泡胶使用现场将混合料A加热至恒温30℃，然后加入二苯基甲烷二异氰酸酯，
快速混合，用电动搅拌器以300转/分的速度进行搅拌15秒后，将混合料涂到工件表面，加热
至25℃，使其自行发泡，然后表面干燥，实现现场发泡成型，得到发泡胶。
本发明将混合料A与二苯基甲烷二异氰酸酯通过合适的配比通过混合搅拌，再涂
到开关柜或机柜的沟槽中，经化学反应发泡、表面结皮，实现现场发泡成型；通过测试，得到
表干时间25分钟，完全固化时间小于12小时；进行专项的压缩试验，测试回弹损失率符合产
品要求。