CN112029133B

CN112029133B - 一种聚氨酯发泡材料及其制备方法

Info

Publication number: CN112029133B
Application number: CN202010947703.0A
Authority: CN
Inventors: 杨冲冲; 宋红玮; 王仁鸿; 高玉宝; 王光阜; 张生
Original assignee: Miracll Chemicals Co Ltd
Current assignee: Miracll Chemicals Co Ltd
Priority date: 2020-09-10
Filing date: 2020-09-10
Publication date: 2022-07-12
Anticipated expiration: 2040-09-10
Also published as: CN112029133A

Abstract

本发明公开了一种聚氨酯发泡材料及其制备方法，所述聚氨酯发泡材料以10‑90质量份的热塑性聚氨酯弹性体为骨架材料，与10‑90质量份的异氰酸酯封端的聚氨酯、水、催化剂和选择性加入的功能助剂反应发泡，通过挤出方法制备得到；水与异氰酸酯封端的聚氨酯的质量比为0.1％‑10％；催化剂与异氰酸酯封端的聚氨酯的质量比为0.1％‑3％；功能助剂与聚氨酯发泡材料的质量比为0‑10％；异氰酸酯封端的聚氨酯中异氰酸根含量为1wt％‑25wt％。所述聚氨酯发泡材料具有生产工艺简单、密度低、耐高/低温、极低VOC、极低的压缩形变等特点，能够在密封、减震、减重、鞋材等领域具有较好的应用前景。

Description

一种聚氨酯发泡材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子聚合物发泡材料技术领域，具体涉及一种聚氨酯发泡材料及其制备方法。

背景技术

聚氨酯发泡材料是以聚氨酯为基体材料，通过物理或者化学方法在聚氨酯基体内部形成大量气泡，进而形成一个个泡孔结构。正是由于该发泡材料独特的泡孔结构，使其具备了许多优异的性能，如低密度、隔热、减震、缓冲以及吸音等特性，因此在日用品、鞋材、体育用品、包装、建筑、军工工业、航天工业、交通运输行业以及汽车行业等领域都得到了广泛地应用。

目前常用的聚氨酯发泡材料有聚氨酯硬质和软质泡沫材料以及热塑性聚氨酯发泡材料。传统的聚氨酯软质和硬质泡沫材料发泡时因直接使用多异氰酸酯原材料容易造成材料中残留异氰酸酯，对人体有害。聚氨酯硬质泡沫材料主要应用于隔热和隔音领域，无法在减震缓冲领域使用。目前，环保型聚氨酯软质泡沫通常是异氰酸酯预聚物、任选的聚合物多元醇和水反应通过混合设备搅拌均匀，然后浇注于模具中进行模压发泡，这种工艺无法连续生产，生产效率低，另外这种聚氨酯软质泡沫生产工艺无法连续生产片材，膜材。

热塑性聚氨酯发泡材料是以热塑性聚氨酯为基体采用物理发泡剂(如中国专利文献CN110549582A、CN108503879A等)或化学发泡剂通过挤出发泡法或高压釜浸渍发泡法制备得到的，例如目前主要指的是可水蒸气模塑的热塑性聚氨酯发泡颗粒和直接挤出发泡制备的热塑性聚氨酯发泡材料，但其目前主要存在以下问题：一方面水蒸气模塑成型设备价格昂贵，且颗粒进入模具后颗粒间存在较大缝隙，易产生较高的次品率，材料生产成本较高；另一方面，无论是热塑性聚氨酯发泡颗粒模塑成型的材料，还是直接挤出发泡制备得到的热塑性聚氨酯发泡材料，因热塑性聚氨酯为弹性伸缩材料，致使热塑性聚氨酯发泡材料的压缩变形较大，这也限制了其更为广泛的应用。

发明内容

针对本领域存在的不足之处，本发明提供了一种聚氨酯发泡材料，制备工艺简单，具有密度低、耐高/低温、极低VOCs、极低的压缩形变等特点，能够在密封、减震、减重、鞋材等领域具有较好的应用前景。

一种聚氨酯发泡材料，以热塑性聚氨酯弹性体为骨架材料，与异氰酸酯封端的聚氨酯、水、催化剂和选择性加入的功能助剂反应发泡，通过挤出方法制备得到；

所述热塑性聚氨酯弹性体和异氰酸酯封端的聚氨酯的质量比为10～90:10～90；

所述水与所述异氰酸酯封端的聚氨酯的质量比为0.1％-10％；

所述催化剂与所述异氰酸酯封端的聚氨酯的质量比为0.1％-3％；

所述功能助剂与所述聚氨酯发泡材料的质量比为0-10％；

所述异氰酸酯封端的聚氨酯中异氰酸根含量为1wt％-25wt％。

本发明采用挤出工艺，通过对各原料组分的用量同时进行优化限定得到密度低、耐高/低温、极低VOCs、极低的压缩形变等综合性能优异的聚氨酯发泡材料。

为了更好的反应发泡，提高所得聚氨酯发泡材料的综合性能，作为优选，所述热塑性聚氨酯弹性体加入量为20-80质量份，异氰酸酯封端的聚氨酯加入量为20-80质量份，水与所述异氰酸酯封端的聚氨酯的质量比为0.5％-8％，催化剂与所述异氰酸酯封端的聚氨酯的质量比为0.1％-1％。进一步优选，所述热塑性聚氨酯弹性体加入量为30-70质量份，异氰酸酯封端的聚氨酯加入量为30-70质量份，水与所述异氰酸酯封端的聚氨酯的质量比为1％-6％，催化剂与所述异氰酸酯封端的聚氨酯的质量比为0.1％-1％。本发明中各原料组分用量之间密切关联，需同时调整优化。

本发明研究发现，所述异氰酸酯封端的聚氨酯中异氰酸根含量不仅与二氧化碳发泡剂的产生密切相关，更重要的是对挤出工艺及最终产品性能具有关键影响。异氰酸根含量过低会使产生的二氧化碳发泡剂偏少，聚氨酯发泡材料密度偏高；异氰酸根含量过高，会导致异氰酸酯封端的聚氨酯的粘度偏低，进而在挤出发泡时容易在挤出机内部打滑，造成物料流动不均一，导致最终产品性能不佳。因此，所述异氰酸酯封端的聚氨酯中异氰酸根含量为1wt％-25wt％，优选为3wt％-20wt％，进一步优选为4wt％-15wt％，既可以使聚氨酯发泡材料具有低密度，又可保证挤出工艺不受影响，保证最终产品的优良性能。

所述热塑性聚氨酯弹性体可通过如下方法制备得到：将多异氰酸酯、聚合物多元醇和扩链剂按照NCO/OH的摩尔比值为0.98-1.05的量计量加入到双螺杆挤出机中反应，然后通过模头挤出水下切粒制备得到热塑性聚氨酯弹性体。

所述异氰酸酯封端的聚氨酯可通过如下方法制备得到：在30-100℃，优选80℃条件下，将多异氰酸酯以化学计量过量的量和聚合物多元醇反应制备得到异氰酸酯封端的聚氨酯。

上述所述的聚合物多元醇包括聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚酯醚多元醇中的一种或几种的混合物，并且聚合物多元醇中含聚醚结构的多元醇的含量不低于50wt％。

其中，聚酯多元醇可以由具有2至12个碳原子的有机二元酸，优选具有4至6个碳原子的脂肪族二元酸，与具有2至12个碳原子，优选2至6个碳原子的二元醇来制备，例如制备聚酯多元醇的二元醇选自乙二醇、己二醇、丁二醇、新戊二醇、二甘醇、1,2-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、3-甲基-1,5-戊二醇中的一种或几种；制备聚酯多元醇的二元酸选自己二酸、马来酸、富马酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、癸二酸、月桂二酸中的一种或几种。

所述聚醚多元醇选自聚四氢呋喃二醇、聚丙二醇、聚氧化丙烯四醇、聚三亚甲基醚二醇中的一种或几种，优选聚四氢呋喃聚醚多元醇。例如聚四氢呋喃多元醇是可直接通过购买商业化产品得到或通过已知的方法制备得到的，例如由四氢呋喃通过用碱金属氢氧化物或碱金属醇盐作为催化剂并且添加至少一种引发剂(每分子中包含2至6个、优选2至4个、更优选2至3个对异氰酸酯基团呈反应性的键合的氢原子)进行阴离子聚合来制备，或者通过用路易斯酸如五氯化锑或氟化硼醚合物进行阳离子聚合来制备。所制备的聚四氢呋喃多元醇的摩尔质量为500-4000g/mol，优选为500-3000g/mol，最优选为1000-2000g/mol。

聚酯醚多元醇是由聚酯链段与聚醚链段形成的具有羟基封端的聚合物，其中聚酯与聚醚链段优选上述聚酯多元醇与聚醚多元醇的一种或几种混合物。

进一步的，所述的多异氰酸酯为二苯基甲烷-4,4’二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、氢化苯二亚甲基二异氰酸酯和氢化二苯基甲烷二异氰酸酯的一种或几种的混合物，优选为二苯基甲烷-4,4’二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯的一种或两种的混合。

所述热塑性聚氨酯弹性体优选含有不少于20wt％的聚醚重复结构单元，进一步优选含有不少于30wt％的聚醚重复结构单元，更进一步优选含有不少于40wt％的聚醚重复结构单元。所述聚醚重复结构单元的碳原子数优选为2-6，进一步优选为3-4，更进一步优选为4。

所述热塑性聚氨酯弹性体的硬度优选为邵氏50A-75D，进一步优选为50A-95A，更进一步优选为60A-90A。

试验发现，所述热塑性聚氨酯弹性体重结晶峰温度对最终所得聚氨酯发泡材料的表干时间具有重要影响。所述热塑性聚氨酯弹性体重结晶峰温度优选不低于40℃，进一步优选不低于50℃。可采用差式扫描量热法(DSC)从250℃以10K/min的降温条件下测得。热塑性聚氨酯弹性体重结晶峰温度偏低会造成聚氨酯发泡材料表干时间变长，成型变慢，易产生泡沫塌陷。

所述异氰酸酯封端的聚氨酯优选含有不少于30wt％的聚醚重复结构单元，进一步优选含有不少于40wt％的聚醚重复结构单元，更进一步优选含有不少于50wt％的聚醚重复结构单元。所述聚醚重复结构单元的碳原子数优选为2-6，进一步优选为3-4，更进一步优选为4。

作为优选，所述催化剂为三乙胺、三丁胺、二甲基苄胺、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、N-环己基吗啉、二吗啉二乙基醚、N,N,N',N'-四甲基乙二胺、N,N,N',N'-四甲基丁二胺、N,N,N',N'-四甲基己二胺、五甲基二亚乙基三胺、双(二甲基氨基乙基)醚、双(二甲基氨基丙基)脲、二甲基哌嗪、1,2-二甲基咪唑、1-氮杂双环[3.3.0]辛烷、1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷和烷醇胺化合物中的至少一种。

进一步优选，所述烷醇胺化合物为三乙醇胺、三异丙醇胺、N-甲基-二乙醇胺、N乙基二乙醇胺和二甲基乙醇胺中的至少一种。

在一优选例中，所述催化剂为二吗啉二乙基醚(DMDEE)。

作为优选，所述功能助剂包括色粉、色浆、抗氧剂、UV吸收剂、光稳定剂、抗菌剂、防霉剂、抗静电剂、匀泡剂、成核剂中的至少一种。

作为优选，所述功能助剂与所述聚氨酯发泡材料的质量比为1％-5％。

本发明还提供了所述的聚氨酯发泡材料的制备方法，包括步骤：

(1)将热塑性聚氨酯弹性体从喂料口加入到挤出机中，挤出机料筒的最高温度为140-220℃；

(2)将异氰酸酯封端的聚氨酯与选择性加入的功能助剂混合均匀后加热至70-150℃，所得混合物从所述挤出机喂料口到挤出模头方向1/3～2/3位置侧喂入所述挤出机中，与此同时侧喂加入混合均匀的水和催化剂；

(3)控制挤出摸头温度70-160℃，所得摸头挤出物经水冷或风冷后得到初级发泡材料；

(4)将所得初级发泡材料于自然环境中放置3-15天，即得所述聚氨酯发泡材料。

作为优选，步骤(3)中，控制挤出摸头温度80-130℃。

所述挤出机优选为双螺杆挤出机、双螺杆挤出机-双螺杆挤出机双接机或单螺杆-双螺杆挤出机双接机，进一步优选为双螺杆挤出机或双螺杆挤出机-双螺杆挤出机双接机，更进一步优选为双螺杆挤出机。

所述挤出机的螺杆长径比L/D优选为35-80，进一步优选为40-65。

通过挤出模具等调整，可制备得到多种形状产品的聚氨酯发泡材料。

本发明还提供了所述的制备方法制备得到的聚氨酯发泡材料，所述聚氨酯发泡材料为密封条，密度为0.2-0.8g/cm³，ISO 815、60℃、24h测试条件下永久压缩形变≤10％。

本发明还提供了所述的制备方法制备得到的聚氨酯发泡材料，所述聚氨酯发泡材料为片材，密度为0.2-0.8g/cm³，ISO 815、50℃、24h测试条件下永久压缩形变≤20％。

本发明还提供了所述的制备方法制备得到的聚氨酯发泡材料，所述聚氨酯发泡材料为鞋底，密度为0.2-0.6g/cm³，回弹性≥50％，ISO 815、50℃、24h测试条件下永久压缩形变≤20％。

本发明与现有技术相比，主要优点包括：

(1)本发明优选各原料组分的种类、性能和配比，使本发明聚氨酯发泡材料配方体系与挤出工艺完美适配，采用结晶性较好的热塑性聚氨酯材料，在挤出发泡后能够更快的使制品定型，另外异氰酸酯封端的聚氨酯与水反应形成交联结构使物料粘度增大，在螺杆中流动性变差，热塑性聚氨酯的加入能够使挤出发泡时物料在螺杆中的流动更为流畅。

(2)相比额外添加发泡剂，需要渗透扩散平衡，本发明利用异氰酸酯封端的聚氨酯与水反应生成二氧化碳气体，能够在物料内部原位提供物理发泡剂，使发泡材料的泡孔尺寸更均匀。此外，进一步研究发现，异氰酸酯封端的聚氨酯与水反应生成交联结构的聚氨酯，这种交联结构的聚氨酯贯穿在整个发泡材料体系中，使所制备的发泡聚氨酯材料具有极低的压缩形变。

(3)本发明制备聚氨酯发泡材料，可采用常规挤出设备，且制备方法简单、易操作，具有较好的经济可行性，且整个发泡过程环保无污染。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的操作方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。

实施例1

A：通过失重称将热塑性聚氨酯弹性体以50Kg/h的量均匀的加入至长径比为60的双螺杆挤出机的喂料口，其中热塑性聚氨酯弹性体为MDI基分子量为1000g/mol聚四氢呋喃多元醇体系的热塑性聚氨酯，邵氏硬度为90A，重结晶峰的温度为90℃，双螺杆挤出机温度设定为一区、二区为150℃、三区、四区、五区为190℃，六区、七区、八区为170℃，九区到十四区为130℃，螺杆转速100rpm/min；

B：取100重量份的异氰酸酯封端的聚氨酯、1重量份的抗氧剂1010和1重量份的UV吸收剂UV328混合均匀，然后采用可计量的热熔胶机(温度设定100℃)将上述混合物以50kg/h的量均匀的加入至长径比为60的双螺杆挤出机的第九区加料口；取3重量份的水和0.5重量份催化剂二吗啉二乙基醚(DMDEE)混合均匀，然后采用计量泵将水和催化剂混合物以1.5kg/h的量均匀的加入上述双螺杆挤出机的第九区加料口，其中氰酸酯封端的聚氨酯为MDI基分子量1800g/mol聚四氢呋喃多元醇体系的聚氨酯聚合物，异氰酸根的含量为8wt％；

C：控制模头温度在130℃，将模头挤出物平铺风冷自然降温，即得初级聚氨酯发泡材料；

D：将步骤C中的初级聚氨酯发泡材料自然放置3天后，即得到最终的聚氨酯发泡材料，同时测试该材料的性能数据如表1所示。

实施例2

A：通过失重称将热塑性聚氨酯弹性体以50Kg/h的量均匀的加入至长径比为60的双螺杆挤出机的喂料口，其中热塑性聚氨酯弹性体为MDI基分子量为2000g/mol聚四氢呋喃多元醇体系的热塑性聚氨酯，邵氏硬度为60A，重结晶峰的温度为50℃，双螺杆挤出机温度设定为一区、二区为100℃、三区、四区、五区为140℃，六区、七区、八区为120℃，九区到十四区为100℃，螺杆转速80rpm/min；

B：取100重量份的异氰酸酯封端的聚氨酯、2重量份的抗氧剂1010和1.5重量份的UV吸收剂UV328混合均匀，然后采用可计量的热熔胶机(温度设定70℃)将上述混合物以22kg/h的量均匀的加入至长径比为60的双螺杆挤出机的第六区加料口；取1重量份的水和0.11重量份催化剂二吗啉二乙基醚(DMDEE)混合均匀，然后采用计量泵将水和催化剂混合物以0.22kg/h的量均匀的加入上述双螺杆挤出机的第六区加料口，其中氰酸酯封端的聚氨酯b为MDI基分子量1000g/mol聚四氢呋喃多元醇体系的聚氨酯聚合物，异氰酸根的含量为4wt％；

C：控制模头温度在80℃，将模头挤出物平铺风冷自然降温，即得初级聚氨酯发泡材料；

实施例3

A：通过失重称将热塑性聚氨酯弹性体以50Kg/h的量均匀的加入至长径比为60的双螺杆挤出机的喂料口，其中热塑性聚氨酯弹性体为MDI基分子量为1800g/mol聚四氢呋喃多元醇体系的热塑性聚氨酯，邵氏硬度为88A，重结晶峰的温度为118℃，双螺杆挤出机温度设定为一区、二区为100℃、三区、四区、五区为220℃，六区、七区、八区为180℃，九区到十四区为150℃，螺杆转速120rpm/min；

B：取100重量份的异氰酸酯封端的聚氨酯、4重量份的抗氧剂1010和3重量份的UV吸收剂UV328混合均匀，然后采用可计量的热熔胶机(温度设定150℃)将上述混合物以115kg/h的量均匀的加入至长径比为60的双螺杆挤出机的第七区加料口；取6重量份的水和1重量份催化剂二吗啉二乙基醚(DMDEE)混合均匀，然后采用计量泵将水和催化剂混合物以6.9kg/h的量均匀的加入上述双螺杆挤出机的第七区加料口，其中氰酸酯封端的聚氨酯b为MDI基分子量1000g/mol聚四氢呋喃多元醇体系的聚氨酯聚合物，异氰酸根的含量为15wt％；

C：控制模头温度在120℃，将模头挤出物平铺风冷自然降温，即得初级聚氨酯发泡材料；

实施例4

A：通过失重称将热塑性聚氨酯弹性体以50Kg/h的量均匀的加入至长径比为60的双螺杆挤出机的喂料口，其中热塑性聚氨酯弹性体为MDI基分子量为1200g/mol聚四氢呋喃多元醇体系的热塑性聚氨酯，邵氏硬度为84A，重结晶峰的温度为90℃，双螺杆挤出机温度设定为一区、二区为130℃、三区、四区、五区为180℃，六区、七区、八区为160℃，九区到十四区为140℃，螺杆转速80rpm/min；

B：取100重量份的异氰酸酯封端的聚氨酯、1重量份的抗氧剂1010和2重量份的UV吸收剂UV328混合均匀，然后采用可计量的热熔胶机(温度设定90℃)将上述混合物以40kg/h的量均匀的加入至长径比为60的双螺杆挤出机的第七区加料口；取3重量份的水和0.3重量份催化剂二吗啉二乙基醚(DMDEE)混合均匀，然后采用计量泵将水和催化剂混合物以1.2kg/h的量均匀的加入上述双螺杆挤出机的第七区加料口，其中氰酸酯封端的聚氨酯b为MDI基分子量1200g/mol聚四氢呋喃多元醇体系的聚氨酯聚合物，异氰酸根的含量为6wt％；

C：控制模头温度在100℃，将模头挤出物平铺风冷自然降温，即得初级聚氨酯发泡材料；

实施例5

A：通过失重称将热塑性聚氨酯弹性体以50Kg/h的量均匀的加入至长径比为60的双螺杆挤出机的喂料口，其中热塑性聚氨酯弹性体为HDI基分子量为1800g/mol聚四氢呋喃多元醇体系的热塑性聚氨酯，邵氏硬度为88A，重结晶峰的温度为90℃，双螺杆挤出机温度设定为一区、二区为120℃、三区、四区、五区为160℃，六区、七区、八区为140℃，九区到十四区为120℃，螺杆转速90rpm/min；

B：取100重量份的异氰酸酯封端的聚氨酯、0.5重量份的抗氧剂1010和0.5重量份的UV吸收剂UV328混合均匀，然后采用可计量的热熔胶机(温度设定80℃)将上述混合物以30kg/h的量均匀的加入至长径比为60的双螺杆挤出机的第七区加料口；取3重量份的水和0.3重量份催化剂二吗啉二乙基醚(DMDEE)混合均匀，然后采用计量泵将水和催化剂混合物以0.9kg/h的量均匀的加入上述双螺杆挤出机的第七区加料口，其中氰酸酯封端的聚氨酯b为HDI基分子量1800g/mol聚四氢呋喃多元醇体系的聚氨酯聚合物，异氰酸根的含量为8wt％；

C：控制模头温度在90℃，将模头挤出物平铺风冷自然降温，即得初级聚氨酯发泡材料；

实施例6

A：通过失重称将热塑性聚氨酯弹性体以50Kg/h的量均匀的加入至长径比为60的双螺杆挤出机的喂料口，其中热塑性聚氨酯弹性体为MDI基分子量为1800g/mol聚四氢呋喃多元醇体系的热塑性聚氨酯，邵氏硬度为70A，重结晶峰的温度为75℃，双螺杆挤出机温度设定为一区、二区为140℃、三区、四区、五区为170℃，六区、七区、八区为140℃，九区到十四区为120℃，螺杆转速90rpm/min；

B：取100重量份的异氰酸酯封端的聚氨酯、0.5重量份的抗氧剂1010和0.5重量份的UV吸收剂UV328混合均匀，然后采用可计量的热熔胶机(温度设定80℃)将上述混合物以50kg/h的量均匀的加入至长径比为60的双螺杆挤出机的第七区加料口；取3重量份的水和0.3重量份催化剂二吗啉二乙基醚(DMDEE)混合均匀，然后采用计量泵将水和催化剂混合物以0.9kg/h的量均匀的加入上述双螺杆挤出机的第七区加料口，其中氰酸酯封端的聚氨酯b为HDI基分子量1800g/mol聚四氢呋喃多元醇体系的聚氨酯聚合物，异氰酸根的含量为7wt％；

对比例1

只是将实施例1中步骤A中的热塑性聚氨酯弹性体的加入量改为0kg/h，其余物料和挤出机参数均保持不变，最后得到聚氨酯发泡材料同时测试该材料的性能数据如表1所示。

表1

由表1中数据来看，本发明制备的聚氨酯发泡材料具有低密度、优异的机械强度、高回弹性能以及极低的永久压缩形变和极低的VOC含量，因此该材料能够在密封、减震、减重、鞋材等领域具有较好的应用前景。另外特定重结晶峰温度的热塑性聚氨酯弹性体的加入使本发明聚氨酯发泡材料的表干更快，制品成型效率更高。

此外应理解，在阅读了本发明的上述描述内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims

1.一种聚氨酯发泡材料的制备方法，其特征在于，所述聚氨酯发泡材料以热塑性聚氨酯弹性体为骨架材料，与异氰酸酯封端的聚氨酯、水、催化剂和选择性加入的功能助剂反应发泡，通过挤出方法制备得到；

所述热塑性聚氨酯弹性体和异氰酸酯封端的聚氨酯的质量比为10~90:10~90；

所述水与所述异氰酸酯封端的聚氨酯的质量比为0.1%-10%；

所述催化剂与所述异氰酸酯封端的聚氨酯的质量比为0.1%-3%；

所述功能助剂与所述聚氨酯发泡材料的质量比为0-10%；

所述异氰酸酯封端的聚氨酯中异氰酸根含量为1wt%-25wt%；

所述制备方法包括步骤：

（1）将热塑性聚氨酯弹性体从喂料口加入到挤出机中，挤出机料筒的温度为140-220℃；

（2）将异氰酸酯封端的聚氨酯与选择性加入的功能助剂混合均匀后加热至70-150℃，所得混合物从挤出机喂料口到挤出模头方向1/3~2/3位置侧喂入挤出机中，与此同时侧喂加入混合均匀的水和催化剂；

（3）控制挤出摸头温度70-160℃，所得摸头挤出物经水冷或风冷后得到初级发泡材料；

（4）将所得初级发泡材料于自然环境中放置3-15天，即得所述聚氨酯发泡材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热塑性聚氨酯弹性体含有不少于20wt%的聚醚重复结构单元，所述聚醚重复结构单元的碳原子数为2-6；

所述热塑性聚氨酯弹性体的硬度为邵氏50A-75D，重结晶峰温度不低于40℃。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述异氰酸酯封端的聚氨酯含有不少于30wt%的聚醚重复结构单元，所述聚醚重复结构单元的碳原子数为2-6。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂为三乙胺、三丁胺、二甲基苄胺、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、N-环己基吗啉、二吗啉二乙基醚、N,N,N',N'-四甲基乙二胺、N,N,N',N'-四甲基丁二胺、N,N,N',N'-四甲基己二胺、五甲基二亚乙基三胺、双(二甲基氨基乙基)醚、双(二甲基氨基丙基)脲、二甲基哌嗪、1,2-二甲基咪唑、1-氮杂双环[3.3.0]辛烷、1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷和烷醇胺化合物中的至少一种；

所述烷醇胺化合物为三乙醇胺、三异丙醇胺、N-甲基-二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺和二甲基乙醇胺中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述功能助剂包括色粉、色浆、抗氧剂、UV吸收剂、光稳定剂、抗菌剂、防霉剂、抗静电剂、匀泡剂、成核剂中的至少一种；

所述功能助剂与所述聚氨酯发泡材料的质量比为1%-5%。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述挤出机为双螺杆挤出机、双螺杆挤出机-双螺杆挤出机双接机或单螺杆-双螺杆挤出机双接机。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述挤出机的螺杆长径比L/D为35-80。

8.根据权利要求1~7任一权利要求所述的制备方法制备得到的聚氨酯发泡材料，其特征在于，所述聚氨酯发泡材料为密封条，密度为0.2-0.8 g/cm³，ISO 815、60℃、24 h测试条件下永久压缩形变≤10%。

9.根据权利要求1~7任一权利要求所述的制备方法制备得到的聚氨酯发泡材料，其特征在于，所述聚氨酯发泡材料为片材，密度为0.2-0.8 g/cm³，ISO 815、50℃、24 h测试条件下永久压缩形变≤20%。

10.根据权利要求1~7任一权利要求所述的制备方法制备得到的聚氨酯发泡材料，其特征在于，所述聚氨酯发泡材料为鞋底，密度为0.2-0.6 g/cm³，回弹性≥50%，ISO 815、50℃、24 h测试条件下永久压缩形变≤20%。