一种EVOH改性热塑性聚氨酯亲水棉及其制备工艺
技术领域
本发明涉及开孔泡沫塑料制备技术领域，具体涉及一种EVOH改性热塑性聚氨酯亲水棉及其制备工艺。
背景技术
热塑性聚氨酯（TPU）是一种由低聚物二元醇软段与二异氰酸酯和扩链剂硬段构成的线性嵌段共聚物，可熔可溶的，具备高强度，高弹性、耐磨、耐油、耐水、耐低温等。各种软硬段含量不同的聚氨酯有着不尽相同的性能，它们的综合性能都较为优异，但TPU分子量中由于羟基含量较少，其缺少亲水性能。
发明内容
针对背景技术提出的问题，本发明以热塑改性的聚乙烯醇EVOH（乙烯-乙烯醇共聚物）、TPU（热塑性聚氨酯）为基材，添加少量交联剂，在熔融状态下以超临界气体为发泡剂注塑成型微米级开孔泡沫塑料。
本发明的技术解决方案：
一种EVOH改性热塑性聚氨酯亲水棉，其特征在于：以重量百分比计，各组分含量为：
热塑性聚氨酯弹性体：40％～90％；
EVOH（乙烯-乙烯醇共聚物）：8％～45％；
相容剂：0.5％～15％；
发泡成核剂：0.1％～5％；
交联剂：0.5％～1％；
发泡剂：5％～10％。
进一步的，所述热塑性聚氨酯弹性体型号为WHT-8185RV，熔点为170℃～230℃，为万华化学集团股份有限公司生产。
进一步的，所述EVOH为乙烯-乙烯醇树脂，熔点为160℃～220℃。
进一步的，所述相容剂为乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐POE-G-MAH，马来酸酐接枝率为1.2wt%。
进一步的，所述发泡成核剂粒径为50nm～5μm，发泡成核剂为碳酸钙D50、二氧化硅N20、滑石粉中的一种。
进一步的，所述交联剂为醇类交联剂或胺类交联剂。
进一步的，所述醇类交联剂为1,4丁二醇（BDO）、丙二醇（PG）、二乙二醇、二丙二醇、丙二醇中的一种或两种及两种以上。
进一步的，所述胺类交联剂为3,3'，-二氯-4,4'，-二氨基二苯甲烷（MOCA）、二甲硫基甲苯二胺（DMTDA）、异氰酸酯（液化MDI-50LL）中的一种或两种及两种以上。
进一步的，所述发泡剂为超临界二氧化碳。
一种热塑改性聚乙烯醇微孔发泡胶棉的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
（1）按上述重量百分比，将热塑性聚氨酯弹性体、乙烯-乙烯醇树脂、相容剂及发泡成核剂混合均匀；
（2）将步骤（1）中混合均匀的物料投入螺杆直径为33mm的同向旋转双螺杆熔融挤出机中，熔融挤出温度为175℃～230℃，经水下切粒，干燥后获得共混合金颗粒；
（3）将步骤（2）中制得的共混合金颗粒、交联剂投入发泡用挤出机，熔融塑化得到熔体，熔融塑化温度为165℃～200℃；
（4）将超临界二氧化碳（液化压力为25MPa）溶于步骤（3）制得的熔体中，形成聚合物/气体均相体系，注入模具型腔充模；
（5）步骤（4）充模结束后，使模腔压力降低至常压0.1MPa，气体膨胀，同时模具冷却至40℃，使泡体固化定型，制得EVOH改性热塑性聚氨酯。
所述步骤（2）中熔融挤出机为常州市润亿机械制造有限公司制造，螺杆长径比为40。
所述步骤（3）中发泡挤出机的型号为SJPL-90×33。
所述步骤（5）中制得的EVOH改性热塑性聚氨酯内部是空间交联网络结构，发泡制品外观尺寸稳定，不收缩，开孔率达60%～98%，吸水率达自身重量的5至10倍。
本发明的有益效果：本发明在熔融状态下交联接枝乙烯-乙烯醇共聚物，同时通过二氧化碳超零界发泡成细微开孔泡，因聚乙烯醇分子量上含有大量的羟基（-OH），所制得的改性热塑性聚氨酯泡沫棉具有非常优异的亲水性能，泡沫棉柔韧，泡沫开孔率达70～90%，泡孔直径在500μm～900μm，70%的孔径在500μm～800μm范围，吸水率达自身重量的5至10倍，亲水棉可再生利用，可大范围推广使用。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1%20：
（1）按重量百分比，将热塑性聚氨酯弹性体88%、相容剂乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐3%及发泡成核剂碳酸钙2%混合均匀；
（2）将步骤（1）中混合均匀的物料投入螺杆直径为33mm的同向旋转双螺杆熔融挤出机中，熔融挤出温度为175℃～230℃，经水下切粒，干燥后获得共混合金颗粒；
（3）将步骤（2）中制得的共混合金颗粒、交联剂二乙二醇1%投入发泡用挤出机，熔融塑化得到熔体，熔融塑化温度为165℃～200℃；
（4）将超临界二氧化碳发泡剂6%（液化压力为25MPa）溶于步骤（3）制得的熔体中，形成聚合物/气体均相体系，注入模具型腔充模；
（5）步骤（4）充模结束后，使模腔压力降低至常压0.1MPa，气体膨胀，同时模具冷却至40℃，使泡体固化定型，制得EVOH改性热塑性聚氨酯亲水棉。
实施例2%20：
（1）按上述重量百分比，将热塑性聚氨酯弹性体74%、乙烯-乙烯醇树脂13%、相容剂乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐4%及发泡成核剂二氧化硅2%混合均匀；
（2）将步骤（1）中混合均匀的物料投入螺杆直径为33mm的同向旋转双螺杆熔融挤出机中，熔融挤出温度为175℃～230℃，经水下切粒，干燥后获得共混合金颗粒；
（3）将步骤（2）中制得的共混合金颗粒、交联剂3,3'，-二氯-4,4'，-二氨基二苯甲烷1%投入发泡用挤出机，熔融塑化得到熔体，熔融塑化温度为165℃～200℃；
（4）将超临界二氧化碳发泡剂6%（液化压力为25MPa）溶于步骤（3）制得的熔体中，形成聚合物/气体均相体系，注入模具型腔充模；
（5）步骤（4）充模结束后，使模腔压力降低至常压0.1MPa，气体膨胀，同时模具冷却至40℃，使泡体固化定型，制得EVOH改性热塑性聚氨酯亲水棉。
实施例3
（1）按上述重量百分比，将热塑性聚氨酯弹性体66%、乙烯-乙烯醇树脂21%、相容剂乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐4%及发泡成核剂二氧化硅2%混合均匀；
（2）将步骤（1）中混合均匀的物料投入螺杆直径为33mm的同向旋转双螺杆熔融挤出机中，熔融挤出温度为175℃～230℃，经水下切粒，干燥后获得共混合金颗粒；
（3）将步骤（2）中制得的共混合金颗粒、交联剂3,3'，-二氯-4,4'，-二氨基二苯甲烷1%投入发泡用挤出机，熔融塑化得到熔体，熔融塑化温度为165℃～200℃；
（4）将超临界二氧化碳发泡剂6%（液化压力为25MPa）溶于步骤（3）制得的熔体中，形成聚合物/气体均相体系，注入模具型腔充模；
（5）步骤（4）充模结束后，使模腔压力降低至常压0.1MPa，气体膨胀，同时模具冷却至40℃，使泡体固化定型，制得EVOH改性热塑性聚氨酯亲水棉。
实施例4
（1）按上述重量百分比，将热塑性聚氨酯弹性体56%、乙烯-乙烯醇树脂29%、相容剂乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐4%及发泡成核剂二氧化硅2%混合均匀；
（2）将步骤（1）中混合均匀的物料投入螺杆直径为33mm的同向旋转双螺杆熔融挤出机中，熔融挤出温度为175℃～230℃，经水下切粒，干燥后获得共混合金颗粒；
（3）将步骤（2）中制得的共混合金颗粒、交联剂3,3'，-二氯-4,4'，-二氨基二苯甲烷1%投入发泡用挤出机，熔融塑化得到熔体，熔融塑化温度为165℃～200℃；
（4）将超临界二氧化碳发泡剂8%（液化压力为25MPa）溶于步骤（3）制得的熔体中，形成聚合物/气体均相体系，注入模具型腔充模；
（5）步骤（4）充模结束后，使模腔压力降低至常压0.1MPa，气体膨胀，同时模具冷却至40℃，使泡体固化定型，制得EVOH改性热塑性聚氨酯亲水棉。
实施例5
（1）按上述重量百分比，将热塑性聚氨酯弹性体50%、乙烯-乙烯醇树脂35%、相容剂乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐4%及发泡成核剂二氧化硅2%混合均匀；
（2）将步骤（1）中混合均匀的物料投入螺杆直径为33mm的同向旋转双螺杆熔融挤出机中，熔融挤出温度为175℃～230℃，经水下切粒，干燥后获得共混合金颗粒；
（3）将步骤（2）中制得的共混合金颗粒、交联剂3,3'，-二氯-4,4'，-二氨基二苯甲烷1%投入发泡用挤出机，熔融塑化得到熔体，熔融塑化温度为165℃～200℃；
（4）将超临界二氧化碳发泡剂8%（液化压力为25MPa）溶于步骤（3）制得的熔体中，形成聚合物/气体均相体系，注入模具型腔充模；
（5）步骤（4）充模结束后，使模腔压力降低至常压0.1MPa，气体膨胀，同时模具冷却至40℃，使泡体固化定型，制得EVOH改性热塑性聚氨酯亲水棉。
实施例6
（1）按上述重量百分比，将热塑性聚氨酯弹性体44%、乙烯-乙烯醇树脂41%、相容剂乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐4%及发泡成核剂二氧化硅2%混合均匀；
（2）将步骤（1）中混合均匀的物料投入螺杆直径为33mm的同向旋转双螺杆熔融挤出机中，熔融挤出温度为175℃～230℃，经水下切粒，干燥后获得共混合金颗粒；
（3）将步骤（2）中制得的共混合金颗粒、交联剂3,3'，-二氯-4,4'，-二氨基二苯甲烷1%投入发泡用挤出机，熔融塑化得到熔体，熔融塑化温度为165℃～200℃；
（4）将超临界二氧化碳发泡剂8%（液化压力为25MPa）溶于步骤（3）制得的熔体中，形成聚合物/气体均相体系，注入模具型腔充模；
（5）步骤（4）充模结束后，使模腔压力降低至常压0.1MPa，气体膨胀，同时模具冷却至40℃，使泡体固化定型，制得EVOH改性热塑性聚氨酯亲水棉。
对实施例1～实施例6所制得的EVOH改性热塑性聚氨酯亲水棉进行性能测试，测试结果如表1所示：
表1
由表1可以清楚地看出，对照组实施例1对比其它实施例（实施例2～实施例6），相同工艺条件下，EVOH（乙烯-乙烯醇树脂）的引入，使得热塑性聚氨酯棉的吸水率大大提高，由实施例2～实施例6）可知，其吸水率可高达自身重量的约10倍。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
