CN102807663B

CN102807663B - 具有形状记忆功能海绵的聚氨酯组合料及制备、使用方法

Info

Publication number: CN102807663B
Application number: CN201210305264.9A
Authority: CN
Inventors: 徐军; 牛富刚; 孙清峰; 罗杰
Original assignee: Shandong Inov Polyurethane Co Ltd
Current assignee: Shandong Dongda Inov Polyurethane Co Ltd; Shandong Inov Polyurethane Co Ltd
Priority date: 2012-08-23
Filing date: 2012-08-23
Publication date: 2014-07-30
Anticipated expiration: 2032-08-23
Also published as: CN102807663A

Abstract

本发明属于聚氨酯技术领域，涉及一种具有形状记忆功能海绵的聚氨酯组合料及制备、使用方法，该组合料由A组分、B组分、C组份构成，其中A组份由聚醚多元醇和聚合物多元醇、泡沫稳定剂、发泡剂组成；B组份由聚醚多元醇、异氰酸酯、增硬剂及聚醚类开孔剂组成。所得形状记忆海绵，能随温感和压力产生记忆形变，具有回弹速度适中、不闭孔收缩、物理机械强度大、具有一定支撑强度等优点。用其制作的鼠标垫，一方面提高了传统记忆海绵的硬度和强度，能够对手腕起一定的支撑作用；另一方面，记忆棉特有温感效应和形状记忆功能，对手腕各部位能产生零压力支撑，促进手腕各部位的血液循环，减缓疲劳。

Description

具有形状记忆功能海绵的聚氨酯组合料及制备、使用方法

技术领域

本发明属于聚氨酯技术领域，涉及一种具有形状记忆功能海绵的聚氨酯组合料及制备、使用方法，特别涉及一种用于具有形状记忆功能鼠标垫的聚氨酯组合料及制备、使用方法。

背景技术

众所周知，随着科技不断进步，电脑日益成为人们游戏娱乐、信息获取、信息输入与存储等的必备工具，并且，许多人直接从事与电脑相关的工作，有不少人用在电脑上的时间平均每天超过六个小时。鼠标是电脑控制操作的主要部件，按其工作原理及其内部结构的不同可以分为机械式，光机式和光电式。绝大多数电脑使用者为了鼠标使用更加流畅方便以及缓解手部疲劳，鼠标下边一般垫有鼠标垫。鼠标垫有多种不同的设计构造，其中，手腕处具有隆起支撑结构的鼠标垫比较舒适，是大家比较认可的设计构造。隆起部分的制作材料类型比较多，大都是较柔软的材料，以减少对手部的压力，但是又必须有一定的支持力，暂时还没有找到一种理想材料能同时做到。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有形状记忆功能海绵的聚氨酯组合料及制备、使用方法，利用该组合料制得的具有形状记忆功能海绵，可以用来制作鼠标垫的隆起部分。一方面提高了传统记忆海绵的硬度和强度，能够对手腕起一定的支撑作用；另一方面，记忆棉特有的温感效应和形状记忆功能，对手腕各部位能产生零压力支撑，促进手腕各部位的血液循环，减缓疲劳。

本发明所述的一种具有形状记忆功能海绵的聚氨酯组合料，该组合料由A组分、B组分和C组分三组分构成，A组分和B组分的物料比例按照异氰酸根指数为0.55～0.7，C组分为A组分质量的0.5%～2%，其中：

A组分：按照质量百分数计，由以下原料组成，聚醚多元醇1#20～50%、聚醚多元醇2#20～50%、开孔性聚合物多元醇20～40%、发泡剂1.0～2.0%和开孔性泡沫稳定剂0.2～1.5%；

B组分：按照质量百分数计，由以下原料组成，聚醚多元醇1#10～40%、聚醚多元醇3#10～40%、增硬剂1～3%、异氰酸酯50～70%和开孔剂1～4%；

C组分：按照质量百分数计，由以下原料组成，催化剂1#10～40%和催化剂2#60～90%；

所述的聚醚多元醇1#是以甘油为起始剂，伯羟基含量≥65%，数均分子量8000～10000，用氧化乙烯封端的聚氧化丙烯三元醇；

所述的聚醚多元醇2#是用于记忆海绵组合料的聚醚多元醇，选用韩国SKC公司的Y1030；

所述的聚醚多元醇3#是以乙二醇或二乙二醇为起始剂，伯羟基含量≥65%，数均分子量3000～5000，用氧化乙烯封端的聚氧化丙烯二元醇；

其中，A组分中的开孔性聚合物多元醇优选用湖州创新聚氨酯科技有限公司的CPOP-290E；发泡剂优选为水；开孔性泡沫稳定剂优选用低活性聚硅氧烷-氧化烯烃嵌段共聚物，可以选用德国高施密特公司的B8002。

B组分中的增硬剂优选用小分子二元醇，可以选自丙二醇、1,4-丁二醇，一缩二乙二醇、一缩二丙二醇中的一种或多种；异氰酸酯优选用纯MDI（4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯）、碳化二亚胺改性MDI、MDI-50（2，4-二苯基甲烷二异氰酸酯与4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物）中的一种或多种；开孔剂优选韩国SKC公司生产的SK1900。

聚醚多元醇3#优选为山东蓝星东大化工有限责任公司的ED-28。

C组分中的催化剂1#优选为反应型催化剂二甲基乙醇胺（DMEA）；催化剂2#选择具有一定延迟和开孔作用的催化剂，优选用美国迈图NiaxA300。

A组分和B组分的物料比例按照异氰酸根指数优选为0.6～0.65。所述反应指数是指异氰酸酯基团NCO的当量数与其活性氢的当量数的比值。

本发明所述的具有形状记忆功能海绵的聚氨酯组合料的制备方法，A、B、C组分的制备包括如下步骤：

A组分：先将聚醚多元醇1#、聚醚多元醇2#和开孔性聚合物多元醇投入混拌釜中搅拌，然后依次加入发泡剂、开孔性泡沫稳定剂，在室温条件下，转速为60～100转/分钟，搅拌1～2小时，即可；

B组分：将聚醚多元醇1#、聚醚多元醇3#和开孔剂常温下投入反应釜中，搅拌升温至90～100℃，真空条件下脱水脱气2～3小时，然后降温至30℃时，加入异氰酸酯，在80～85℃反应2～3小时，期间将增硬剂平均分三次加入，检测-NCO%含量达到设定值16～20%时，降温至10～40℃，即可；

C组分：将催化剂1#和催化剂2#混合均匀即可。

本发明所述的具有形状记忆功能海绵的聚氨酯组合料的使用方法，将制备得到的A、B、C组分混合注入模具，模温45-60℃，6-8min钟开模即可得具有形状记忆功能海绵。

本发明的优点在于：利用该组合料制得的具有形状记忆功能海绵，可以用来制作鼠标垫的隆起部分。一方面提高了传统记忆海绵的硬度和强度，能够对手腕起一定的支撑作用；另一方面，记忆棉特有的温感效应和形状记忆功能，对手腕各部位能产生零压力支撑，促进手腕各部位的血液循环，减缓疲劳。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例中的数值均按照质量百分数计。

实施例1：

A组分为：

聚醚多元醇1#： 45

CPOP-290E： 33

Y1030： 20

水： 1.5

B8002： 0.5

B组分为：

聚醚多元醇1#： 25

ED-28： 11

1，4-丁二醇： 2

纯MDI： 50

液化MDI： 10

SK1900： 2

C组分为：

DMEA： 20

A300： 80

其中，聚醚多元醇1＃是以甘油为起始剂，伯羟基含量≥80%，数均分子量为9000，用氧化乙烯封端的聚氧化丙烯三元醇。

A组分料：先将基于配方量的聚醚多元醇1＃、CPOP-290E、Y1030投入混拌釜中搅拌，然后依次加入计量好的水、B8002，在室温条件下，转速为80转/分钟，搅拌1.5小时，即得A组份合格产品；

B组分料：将基于配方量的聚醚多元醇1＃、ED-28、SK1900常温下投入反应釜中，搅拌升温至100℃，真空（≤-0.098MPa）条件下脱水脱气2.5小时，然后降温至30℃时，加入计量的异氰酸酯，在85℃反应2.5小时，期间将1,4-丁二醇平均分三次加入，间隔半小时以上，检测NCO%含量达到设定值时（17.2±0.2%），降温至40℃以下，即可；

C组分料：将DMEA和A300混合均与即可。

使用时，将A、B组分料按A:B=100:42（指数0.65）的重量配比，C组分为A料质量1%，混合注入模具，模温55℃，8min钟开模即可得具有形状记忆功能海绵。

实施例2：

A组分为：

聚醚多元醇1#： 25

CPOP-290E： 33

Y1030： 40

水： 1.5

B8002： 0.5

B组分为：

聚醚多元醇1#： 25

ED-28： 11

1，4-丁二醇： 2

纯MDI： 50

液化MDI： 10

SK1900： 2

C组分为：

DMEA： 20

A 300： 80

其中，聚醚多元醇1＃是以甘油为起始剂，伯羟基含量≥80%，数均分子量为8000，用氧化乙烯封端的聚氧化丙烯三元醇。

B组分料：制备方法同实施例1；

C组分料：制备方法同实施例1。

使用时，将A、B组分料按A:B=100:51（指数0.65）的重量配比，C组分为A料质量1%，混合注入模具，模温55℃，8min钟开模即可得具有形状记忆功能海绵。

实施例3：

A组分为：

聚醚多元醇1#： 25

CPOP-290E： 33

Y1030： 40

水： 1.5

B8002： 0.5

B组分为：

聚醚多元醇1＃：10

ED-28： 20

1，4-丁二醇： 3

纯MDI： 55

液化MDI： 10

SK1900： 2

C组分为：

DMEA： 20

A300： 80

A组分料：制备方法同实施例1；

B组分料：将基于配方量的聚醚多元醇1＃、ED-28、SK1900常温下投入反应釜中，搅拌升温至100℃，真空（≤—0.098MPa）条件下脱水脱气2.5小时，然后降温至30℃时，加入计量的异氰酸酯，在85℃反应2.5小时，期间将1,4-丁二醇平均分三次加入，间隔半小时以上，检测NCO%含量达到设定值时（18±0.2%），降温至40℃以下，即可；

C组份料：制备方法同实施例1。

使用时，将A、B组分料按A:B=100:48.5（指数0.65）的重量配比，C组分为A料质量0.9%，混合注入模具，模温55℃，8min钟开模即可得具有形状记忆功能海绵。

实施例4：

A组分为：

聚醚多元醇1#： 37

CPOP-290E： 20

Y1030： 40

水： 2.0

B8002： 1

B组分为：

聚醚多元醇1#： 25

ED-28： 12

一缩二丙二醇： 2

纯MDI： 50

液化MDI： 10

SK1900： 1

C组分为：

DMEA： 20

A300： 80

A组分料：先将基于配方量的聚醚多元醇1#、CPOP-290E、Y1030投入混拌釜中搅拌，然后依次加入计量好的水、B8002，在室温条件下，转速为80转/分钟，搅拌1.5小时，即得A组份合格产品；

B组分料：将基于配方量的聚醚多元醇1#、ED-28、SK1900常温下投入反应釜中，搅拌升温至100℃，真空（≤—0.098MPa）条件下脱水脱气2.5小时，然后降温至30℃时，加入计量的异氰酸酯，在85℃反应2.5小时，期间将1,4-丁二醇平均分三次加入，间隔半小时以上，检测NCO%含量达到设定值时（19.1±0.2%），降温至40℃以下，即可；

C组分料：将DMEA和A300混合均与即可。

使用时，将A、B组分料按A:B=100:58（指数0.7）的重量配比，C组分为A料质量1%，混合注入模具，模温55℃，8min钟开模即可得具有形状记忆功能海绵。

实施例1～4所得记忆海绵性能如表1所示。

表1：

项目	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
					泡沫状态（是否回收）	不回收	不回收	不回收	略微回收
芯密度（kg/m3）	120	120	120	100
					伸长率(%)	300	350	600	320
抗拉强度(MPa)	1.2	1.5	1.4	1.6

撕裂强度(N/cm)	2.4	3.5	2.3	3.6
					10mm标准负荷（N）	16	10	9	13
形变复原时间（S）	2-3	5-7	6-8	4-6

注：形变复原时间的测定符合2008年国家标准《慢回弹泡沫复原时间的测定》

Claims

1.一种具有形状记忆功能海绵的聚氨酯组合料，其特征在于该组合料由A组分、B组分和C组分三组分构成，A组分和B组分的物料比例按照异氰酸根指数为0.55～0.7，C组分为A组分质量的0.5%～2%，其中：

A组分中的开孔性聚合物多元醇选用湖州创新聚氨酯科技公司的CPOP-290E；发泡剂为水；

所述的开孔性泡沫稳定剂选用德国高施密特公司的B8002;

B组分中的增硬剂选用小分子二元醇；异氰酸酯选用纯MDI、碳化二亚胺改性MDI、MDI-50中的一种或多种；开孔剂选用韩国SKC公司生产的SK1900;

C组分中的催化剂1#为反应型催化剂二甲基乙醇胺；催化剂2#选用美国迈图NiaxA300。

2.如权利要求1所述的具有形状记忆功能海绵的聚氨酯组合料，其特征在于增硬剂选自丙二醇、1,4-丁二醇，一缩二乙二醇、一缩二丙二醇中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的具有形状记忆功能海绵的聚氨酯组合料，其特征在于所述的聚醚多元醇3#为山东蓝星东大化工有限责任公司的ED-28。

4.如权利要求1所述的具有形状记忆功能海绵的聚氨酯组合料，其特征在于A组分和B组分的物料比例按照异氰酸根指数为0.6～0.65。

5.一种权利要求1所述的具有形状记忆功能海绵的聚氨酯组合料的制备方法，其特征在于A、B、C组分的制备包括如下步骤：

C组分：将催化剂1#和催化剂2#混合均匀即可。

6.一种权利要求1所述的具有形状记忆功能海绵的聚氨酯组合料的使用方法，其特征在于将制备得到的A、B、C组分混合注入模具，模温45-60℃，6-8min钟开模即可得具有形状记忆功能海绵。