CN102153722B

CN102153722B - 一种慢回弹聚醚多元醇及其制造慢回弹软质泡沫的方法

Info

Publication number: CN102153722B
Application number: CN 201110046578
Authority: CN
Inventors: 王建荣
Original assignee: BEIJING NOVELITE Co Ltd
Current assignee: BEIJING NOVELITE Co Ltd
Priority date: 2011-02-25
Filing date: 2011-02-25
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2031-02-25
Also published as: CN102153722A

Abstract

本发明公开了一种慢回弹聚醚多元醇及其制造慢回弹软质泡沫的方法，属于慢回弹泡沫技术领域。慢回弹聚醚多元醇组成为羟值为20～50mgKOH/g的多元醇(I)、羟值为50～80mgKOH/g的多元醇(II)以及羟值为100～200mgKOH/g的多元醇(III)的混合物。制备慢回弹软泡的方法，在复合催化剂、匀泡剂以及发泡剂的存在下，加入扩链剂和交联剂。使本发明的慢回弹聚醚多元醇与异氰酸酯反应不必另外使用开孔剂既能使泡沫自然开孔。制备的软质聚氨酯泡沫体存在两个玻璃化转变温度，分别是-80～-60℃和-20℃～-5℃。

Description

一种慢回弹聚醚多元醇及其制造慢回弹软质泡沫的方法

技术领域

本发明涉及一种慢回弹聚醚多元醇的组成，以及用该慢回弹聚醚多元醇制备软质聚氨酯泡沫材料的方法，属于慢回弹泡沫技术领域。

背景技术

慢回弹泡沫又称为粘弹性泡沫或者记忆泡沫。众所周知，由于慢回弹泡沫所具有的形状记忆、吸能、吸音、吸震等功能，其被作为冲击吸收体、吸音体、震动吸收体广泛使用于包括家具、床上用品、汽车配件、运动器材、医疗器械等领域。其作为坐垫材料时能使体压分布更均匀，减少疲劳感和底面的错动。随着人们生活水平的进一步提高，慢回弹泡沫的应用领域越来越宽，对慢回弹的舒适性要求越来越高，对慢回弹泡沫用聚醚多元醇也提出了新的要求。

目前国内外市场用来制备慢回弹泡沫的慢回弹聚醚多元醇有两大类：一类是羟值大于220mgKOH/g，甚至高达300-320mgKOH/g的聚醚多元醇混合物，生产时采用较低的异氰酸酯指数，这种方法制备的PU泡沫抗疲劳性会很差，为了弥补这一缺点，工业上通常提高慢回弹密度。而增加泡沫密度就要减少配方中水的加入量，其结果导致脲段的减少，随之带来的后果是泡沫的透气性差，甚至引起泡沫的收缩。而在高密度泡沫中为了防止闭孔收缩需要加入开孔剂，但开孔剂的加入又导致泡沫结构粗燥和泡沫表面不均匀，成本也较高，这是用户所不欢迎的。此外，这种方法制备的慢回弹泡沫的低温性能也差。由该法制得的慢回弹聚氨酯泡沫的回弹性及硬度随气温变化较大，尤其是室温在0℃左右的时候，泡沫急剧变硬，这给泡沫生产厂家以及使用者而言带来诸多不利，同时用该法制备慢回弹聚氨酯泡沫时配方不易调整，泡沫熟化时间较长。另一类其羟值小于180mgKOH/g，具有较高活性和较高分子量。较高相对分子量和高活性的聚醚配以较高指数的异氰酸酯可提高泡沫的柔韧性、抗疲劳性。再配入适当开孔剂、交联剂，使制得的泡沫结构更趋均匀，表面不粗燥，透气性更好。但这种泡沫的慢回弹性能会有一定的损失，影响其使用功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种慢回弹聚醚多元醇的组成，由这种聚醚多元醇制备慢回弹软泡时，不需加入开孔剂，制得的泡沫具有慢回弹泡沫特有的低回弹性能，同时具有良好的撕裂强度、低温下的性能优良，对应于温度变化，硬度变化小，应用范围广泛。

为了达到上述目的，本发明提供了一种慢回弹聚醚多元醇的组成，其组成为羟值为20～50mgKOH/g的多元醇(I)、羟值为50～80mgKOH/g的多元醇(II)以及羟值为100～200mgKOH/g的多元醇(III)的混合物。多元醇的平均官能度为2～6，优选为2.8～5.2。本发明所述慢回弹聚醚多元醇的混合质量比为：多元醇(I)含量为：30～50％，多元醇(II)的含量为：30～50％，多元醇(III)的含量为：10～30％。

多元醇的平均官能度数目较好为2～6，更好的为2.8～5.2。官能团数目在2以上，能够避免所得泡沫的干热永久变形这样的性能明显下降的缺陷，此外，官能团的数目也不能超过6，就能避免所得泡沫体的拉伸性能下降、硬度提高等缺陷。

本发明还提供了用该慢回弹聚醚多元醇制备慢回弹软泡的方法，在复合催化剂、匀泡剂以及发泡剂的存在下，适当的加入扩链剂和交联剂，使本发明所述的慢回弹聚醚多元醇与异氰酸酯反应。

本发明中的慢回弹软泡的制造方法中使用的异氰酸酯化合物无特别的限定，可以使用甲苯二异氰酸酯(TDI)或者二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，较好的是使用TDI。

异氰酸酯的用量通常以异氰酸酯指数表示，本发明中的异氰酸酯指数较好是在70～120的范围内，更好是在80～110的范围内。

使用前述慢回弹聚醚多元醇和异氰酸酯化合物反应制备聚氨酯软泡是，所使用的催化剂有，可使用质量浓度33％的三亚乙基二胺的二丙二醇溶液(A33)、双(2-二甲基氨基乙基)醚(A1)，辛酸亚锡(T9)等物质组成的复合型催化剂。

用于本发明的匀泡剂可以使用聚硅氧烷系慢回弹匀泡剂的一种或几种，如SZ1142，L-580等。

制备慢回弹聚氨酯软泡时，适当的使用扩链剂和交联剂可改善泡沫体的性能。扩链剂可以是选自二官能度的小分子多元醇或胺类化合物，如乙二醇、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、三丙二醇、丁二醇、二乙醇胺等，用量是聚醚多元醇总质量的0.5～3％；交联剂是官能度大于2的小分子多元醇或胺类化合物，如甘油、三乙醇胺等，用量是聚醚多元醇总质量的0.5～3％。

本发明所述的聚氨酯慢回弹泡沫，特征在于发泡剂全部为水，不含任何烃类发泡剂，用量为聚醚多元醇混合物重量的1-4％。

使用本发明慢回弹聚醚多元醇制备聚氨酯慢回弹泡沫不必另外使用开孔剂既能使泡沫自然开孔。由该慢回弹聚醚制备的软质聚氨酯泡沫体存在两个玻璃化转变温度，分别是-80～-60℃和-20℃～-5℃。由于玻璃化温度存在于这样的低温范围内，所以本发明的软质泡沫体即使在低温下其硬度变化也较少，低温下硬度无明显上升，比较理想，也就是说常温下的柔韧性即使在低温下也能保持。本发明发现通过所述技术制备的慢回弹泡沫具有很好的舒适性，泡沫体的回弹性低，具有慢回弹泡沫特有的应力松弛性和舒适性，同时，还具有良好的撕裂强度、低温下的性能优良，对应于温度变化，硬度变化小。该泡沫具有形状记忆、吸能、吸音、吸震等功能，广泛用于家具、床上用品、汽车配件、运动器材、医疗器械等领域。

具体实施方式

下面结合改性乳化沥青实施例进一步说明本发明，而不是限制本发明的范围。

本发明所述的慢回弹软泡的制备方法为：把聚醚、适当的扩链剂和交联剂、发泡剂(水)、匀泡剂，复合催化剂等加入混合容器中，搅拌均匀后，加入计量的TDI，搅拌7-10s，迅速把混合好的物流倾入木箱模具中，6h后脱模，24h后切割对性能进行测定。

下面表1提供一种根据本发明特别优选的聚氨酯软质泡沫塑料的配方。

表1

注：多元醇I的羟值为24mgKOH/g，官能度为2.8，多元醇II的羟值为56mgKOH/g，官能度为3.0，多元醇III的羟值为240mgKOH/g，官能度为3.6。

Claims

1.一种慢回弹聚醚多元醇，其特征在于，其组成为羟值为20～50mgKOH/g的多元醇(I)、羟值为50～80mgKOH/g的多元醇(II)以及羟值为100～200mgKOH/g的多元醇(III)的混合物；

慢回弹聚醚多元醇的质量含量为：多元醇(I)含量为：30～50％，多元醇(II)的含量为：30～50％，多元醇(III)的含量为：10～30％；

多元醇(I)、多元醇(II)、多元醇(III)的平均官能度为2～6。

2.按照权利要求1的慢回弹聚醚多元醇，其特征在于，多元醇(I)、多元醇(II)、多元醇(III)的平均官能度为2.8～5.2。

3.利用权利要求1的慢回弹聚醚多元醇制备慢回弹软质泡沫的方法，其特征在于，在复合催化剂、匀泡剂以及发泡剂的存在下，加入扩链剂和交联剂，使慢回弹聚醚多元醇与异氰酸酯反应。

4.按照权利要求3的方法，其特征在于，发泡剂为水。