CN106750176A - 一种慢回弹海绵材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种慢回弹海绵材料的制备方法,包括以下步骤:将慢回弹聚醚、普通聚醚导入反应釜中,如需添加填料或阻燃粉与阻燃剂也一起加入反应釜中,慢速搅至均匀;然后按比例分别加入开孔剂、发泡剂、泡沫稳定剂以及胺类催化剂、助剂YPF,低速搅匀后再注入有机锡类催化剂搅匀;最后在高速搅拌下,倒入甲苯二异氰酸酯于反应釜中,搅拌4~5 s,然后迅速将反应釜中的混合液倒入模具中,随之混合料开始乳白,随即物料开始起发,约2 min后起发至顶点见表层放气后,发泡反应基本结束,制得慢回弹性海绵材料。该方法特别对一些高比例开孔剂的添加和特殊要求的慢回弹海绵材料的生产,能大幅度地减少开孔剂的用量添加,从而能够有效地降低产品的生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及高分子合成材料领域,尤其涉及一种慢回弹海绵材料的制备方法。
背景技术
慢回弹海绵在聚氨酯泡沫生产中是一个新型产品,近年来深受国内外广大消费者所青睐。慢回弹海绵的用途甚为广泛,在家纺方面主要用于制作床垫、枕芯、座垫等,用作鞋垫衬料,也占有较大的比例。然而在慢回弹海绵产品的生产过程中,它与其它普通塑料泡沫产品的生产过程相比存在着比较特殊的方面:在泡沫的形成过程中的气泡充分膨胀后,不易将气泡壁膜破裂,使气体从气泡中逸出,形成开孔菱型结构,而是形成了闭孔型的泡沫结构。因此当泡沫块随着泡沫体的温度下降,泡沫体中的气泡开始收缩,泡沫体也随之收缩,因而成为废品。为了解决这一问题,在慢回弹海绵生产过程中,根据产品密度的不同,必须分别在原料中添加一定比例的开孔剂,以起到防止泡沫闭孔收缩而成为废品。
开孔剂的添加量过高,会引起慢回弹海绵体泡孔粗大,手感粗糙、回弹过快、甚至会造成海绵泡体在反应即将结束时泡体下沉现象,从而失去慢回弹效果;开孔剂的添加量过低,会引起海绵泡体闭孔收缩,甚至导致废品,因此在生产慢回弹海绵产品过程中,开孔剂的添加量是根据各种开孔剂的品质优劣和所生产的慢回弹海绵的密度高低的不同而不同。开孔剂的品质越好与生产的慢回弹海绵产品的密度越低,所添加开孔剂的量就越少,反之开孔剂的品质越差,而所生产的慢回弹海绵产品密度越高,所添加的量也就越多,因此在慢回弹海绵生产过程中,无论是哪一种开孔剂的添加量,都是根据已设定慢回弹海绵产品的密度和开孔剂的品质相关。那么开孔剂的添加必然就造成了产品成本的提高,开孔剂的用量越多所生产的慢回弹海绵的成本就越高,反之开孔剂的用量越少所生产的成本也就越低。更为甚者,一般状况下是不可以随便增减开孔剂的添加量。
发明内容
有鉴于此,为了降低慢回弹海绵材料在生产过程中的成本,降低开孔剂的添加量,本发明提供了一种慢回弹海绵材料,其特征在于,以重量份数计,所述慢回弹海绵材料的原料配方组成包括以下各组分:
慢回弹聚醚 30~50;
普通聚醚 50~70;
阻燃粉 0~30;
开孔剂 0.1~6;
发泡剂 0.1~8;
泡沫稳定剂 1~2;
胺类催化剂 0.15~0.25;
助剂YPF 0.035~0.05;
有机锡类催化剂 0.03~0.06;
甲苯二异氰酸酯 35~60;
所述慢回弹聚醚与普通聚醚重量份数加和为100,所述助剂YPF由二甲基氨基乙醇、石油醚及十二烷基硫酸钠混合而成。
优选的,所述慢回弹海绵材料的原料配方组成中开孔剂的重量份数为0.1~4,例如0.1、0.5、0.8、1.0、1.2、1.5、1.8、2.0、2.5、2.8、3.0、3.5、4.0。
优选的,所述慢回弹海绵材料的原料配方组成还包括填料,所述填料的重量份数为0~40,所述填料为碳酸钙和/或粘土。
优选的,所述助剂YPF中二甲基氨基乙醇的质量百分数为80%~99.9%,石油醚的质量百分数为0~10%,十二烷基硫酸钠的质量百分数为0.1~10%。
优选的,所述慢回弹聚醚为聚醚多元醇,羟值为230~250 mgKOH/g,酸值≤0.08mgKOH/g;所述普通聚醚为聚醚多元醇,羟值54~58 mgKOH/g,酸值≤0.05 mgKOH/g。
优选的,所述阻燃剂为南京鑫叶高分子科技公司生产的阻燃剂CR-30和三聚氰胺。
优选的,所述开孔剂为韩国SKC公司生产的1900或江苏淮安巴德聚氨酯科技有限公司生产的BDM-1、BDM-4。
优选的,所述发泡剂为水。
优选的,所述泡沫稳定剂为德固赛生产的8002。
优选的,所述胺类催化剂为江苏雅光生产的质量浓度33%的三亚乙基二胺醇溶液(A33)。
优选的,所述有机锡类催化剂为江苏雅光生产的二月桂酸二丁基锡(T-12)。
一种上述慢回弹海绵材料的制备方法,包括以下步骤:将慢回弹聚醚、普通聚醚导入反应釜中,如需添加填料或阻燃粉与阻燃剂也一起加入反应釜中,慢速搅至均匀;然后按比例分别加入开孔剂、发泡剂、泡沫稳定剂以及胺类催化剂、助剂YPF,低速搅匀后再注入有机锡类催化剂搅匀;最后在高速搅拌下,倒入甲苯二异氰酸酯于反应釜中,搅拌4~5 s,然后迅速将反应釜中的混合液倒入模具中,随之混合料开始乳白,随即物料开始起发,约2 min后起发至顶点见表层放气后,发泡反应基本结束,制得慢回弹性海绵材料。
优选的,所述胺类催化剂与有机锡类催化剂的质量比为2.5~5.3:1。
优选的,所述助剂YPF由以下方法制得:将二甲基氨基乙醇、石油醚及十二烷基硫酸钠按一定质量比在胶体磨中初步混合,然后用纳米均质机进行纳米分散乳化制得助剂YPF。
本发明的又一目的在于提供上述慢回弹海绵材料的用途,所述慢回弹海绵材料可应用于家具、床上用品、医疗器械、汽车配件、运动器材等领域。
本发明提供的慢回弹海绵材料与现有的配方所生产的慢回弹海绵材料相比,它们之间的物理性能不变,其中包括海绵的孔径、复原时间、压缩永久变形、回弹率、拉伸强度、伸长率、撕裂强度、干热老化后拉伸强度变化率、湿热老化后拉伸强度变化率、压陷比、恒定负荷、反复压陷疲劳等均无明显的变化;并且应用本发明提供的慢回弹海绵材料的制备方法可以十分有效地能够降低开孔剂的用量,特别对一些高比例开孔剂的添加和特殊要求的慢回弹海绵材料的生产,能大幅度地减少开孔剂的用量添加,从而能够有效地降低产品的生产成本。
具体实施方式
下面结合具体实施例,对本发明做进一步描述:
实施例1
慢回弹海绵材料的制备方法
将慢回弹聚醚、普通聚醚、阻燃粉和填料导入反应釜中,慢速搅至均匀;然后按比例分别加入开孔剂、发泡剂、泡沫稳定剂以及胺类催化剂、助剂YPF,低速搅匀后再注入有机锡类催化剂搅匀;最后在高速搅拌下,倒入甲苯二异氰酸酯于反应釜中,搅拌4~5 s,然后迅速将反应釜中的混合液倒入模具中,随之混合料开始乳白,随即物料开始起发,约2 min后起发至顶点见表层放气后,发泡反应基本结束,制得慢回弹性海绵材料。
实施例2-9
下面表1提供一种根据本发明优选的慢回弹性海绵材料的配方:
表1
物料 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | 实施例9 |
2000 | 30 | 40 | 50 | 35 | 45 | 38 | 48 | 42 |
560 | 70 | 60 | 50 | 65 | 55 | 62 | 52 | 58 |
三聚氰胺 | 0 | 5 | 5 | 5 | 5 | 2 | 5 | 5 |
CR-30 | 0 | 1 | 15 | 25 | 5 | 0 | 20 | 10 |
1900 | 0.1 | -- | 4.0 | -- | -- | 2.0 | -- | -- |
BDM-1 | -- | 1.0 | -- | -- | 5.0 | -- | 3.0 | -- |
BDM-4 | -- | -- | -- | 6 | -- | -- | -- | 0.5 |
水 | 0.1 | 1.0 | 7.5 | 8 | 3.0 | 6.0 | 5.0 | 2.5 |
8002 | 1 | 1.2 | 2.0 | 1.8 | 1.5 | 1.6 | 1.3 | 1.9 |
YPF | 0.05 | 0.04 | 0.039 | 0.035 | 0.037 | 0.045 | 0.042 | 0.048 |
A33 | 0.15 | 0.16 | 0.25 | 0.22 | 0.18 | 0.2 | 0.24 | 0.22 |
T-12 | 0.06 | 0.03 | 0.05 | 0.055 | 0.035 | 0.04 | 0.045 | 0.05 |
CaCO3 | 0 | 5 | 7 | 10 | 25 | 30 | 0 | 40 |
粘土 | 10 | 0 | 5 | 5 | 5 | 2 | 10 | 0 |
TDI | 35 | 50 | 45 | 60 | 38 | 55 | 40 | 58 |
回弹率(%) | 51 | 56 | 48 | 45 | 43 | 41 | 50 | 39 |
回弹时间(s) | 3 | 4 | 6 | 5 | 6 | 6 | 3 | 7 |
压缩永久变形(%) | 4.1 | 3.5 | 4.9 | 5.1 | 6 | 6.1 | 4.5 | 6.5 |
注:表1中各组分以重量份数计
表1中2000 为上海高桥石化生产的慢回弹聚醚,羟值为230-250 mgKOH/g,酸值≤0.08mgKOH/g;
560 为上海高桥石化生产的普通聚醚,羟值54-58mgKOH/g,酸值≤0.05mgKOH/g;
TDI 为沧州大化集团生产的甲苯二异氰酸酯;
1900 为韩国SKC公司生产的慢回弹海绵开孔剂;
BDM-1、BDM-4 分别为江苏淮安巴德生产的两款开孔剂;
8002 为德固赛生产的稳定剂;
A33 为江苏雅光生产的胺类催化剂;
T-12 为江苏雅光生产的锡类催化剂;
CR-30 为南京鑫叶高分子科技公司生产的阻燃剂;
三聚氰胺 为南京鑫叶高分子科技公司生产的阻燃剂。
表1实施例2-9中助剂YPF的组成分别为:
实施例2中二甲基氨基乙醇的质量百分数为80%,石油醚的质量百分数为10%,十二烷基硫酸钠的质量百分数为10%。
实施例3中二甲基氨基乙醇的质量百分数为85%,石油醚的质量百分数为5%,十二烷基硫酸钠的质量百分数为10%。
实施例4中二甲基氨基乙醇的质量百分数为99.9%,石油醚的质量百分数为0,十二烷基硫酸钠的质量百分数为0.1%。
实施例5中二甲基氨基乙醇的质量百分数为90%,石油醚的质量百分数为5%,十二烷基硫酸钠的质量百分数为5%。
实施例6中二甲基氨基乙醇的质量百分数为90%,石油醚的质量百分数为3%,十二烷基硫酸钠的质量百分数为7%。
实施例7中二甲基氨基乙醇的质量百分数为85%,石油醚的质量百分数为10%,十二烷基硫酸钠的质量百分数为5%。
实施例8中二甲基氨基乙醇的质量百分数为90%,石油醚的质量百分数为2%,十二烷基硫酸钠的质量百分数为8%。
实施例9中二甲基氨基乙醇的质量百分数为94.9%,石油醚的质量百分数为5%,十二烷基硫酸钠的质量百分数为0.1%。
对比例1
表2
物料 | 配比(常规方) | 配比(改革方) |
2000 | 50 | 50 |
560 | 50 | 50 |
CaCO3 | 10 | 10 |
TDI | 38.10 | 38.10 |
H2O | 2 | 2 |
1900 | 3.6 | 2 |
8002 | 1.10 | 1.10 |
A33 | 0.2 | 0.16 |
YPF-1 | -- | 0.04 |
T-12 | 0.03 | 0.03 |
lndex | 0.90 | 0.90 |
注:表2中各组分以重量份数计
对比例1中助剂YPF-1中二甲基氨基乙醇质量百分数为91%,石油醚的质量百分数为2%,十二烷基硫酸钠的质量百分数为7%。
从表2中可以看出,以韩国SKC公司生产的1900开孔剂为例,以每100公斤聚醚用量,常用方与改革方的用量差为1.6份,也就是说每使用100公斤聚醚就能节省1.6公斤1900开孔剂的用量。
对比例2
表3
原料 | 配比(常规方) | 配比(改革方) |
2000 | 50 | 50 |
560 | 50 | 50 |
TDI | 52.8 | 52.8 |
H2O | 3.7 | 3.7 |
BDM-1开孔剂 | 3.8 | 1.9 |
8002 | 1.4 | 1.4 |
A33 | 0.2 | 0.13 |
YPF-2 | -- | 0.04 |
T-12 | 0.06 | 0.05 |
lndex | 0.899 | 0.899 |
注:表3中各组分以重量份数计
对比例2中助剂YPF-2中二甲基氨基乙醇质量百分数为98%,石油醚的质量百分数为1%,十二烷基硫酸钠的质量百分数为1%。
从表3中可以看出,以江苏淮安巴德聚氨酯科技有限公司生产的BDM-1开孔剂,以每100公斤聚醚用量,常用方与改革方的用量差为1.9份,也就是说每使用100公斤聚醚就能节省1.96公斤BDM-1开孔剂的用量。
对比例3
表4
原料 | 配比(常规) | 配比(改革) |
2000 | 50 | 50 |
560 | 50 | 50 |
CaCO3 | 40 | 40 |
TDI | 54.2 | 54.2 |
H2O | 3.7 | 3.7 |
BDM-4开孔剂 | 1.0 | 0.4 |
8002 | 1.6 | 1.6 |
A33 | 0.18 | 0.12 |
YPF-3 | -- | 0.045 |
T-12 | 0.05 | 0.05 |
index | 0.923 | 0.923 |
注:表4中各组分以重量份数计
对比例3中助剂YPF-3中二甲基氨基乙醇质量百分数为99.9%,石油醚的质量百分数为0,十二烷基硫酸钠的质量百分数为0.1。
从表4中可以看出,以江苏淮安巴德聚氨酯科技有限公司生产的另一款型号BDM-4开孔剂,应用本发明技术之后同样每使用100公斤聚醚所节省的BDM-4开孔剂的用量是0.6公斤。
对比例4
表5
原料 | 配比(常规) | 配比(改革) |
2000 | 40 | 40 |
2045 | 60 | 60 |
CaCO3 | 40 | 40 |
TDI | 43.7 | 43.7 |
H2O | 2.55 | 2.55 |
BDM-4(开孔剂) | 4.5 | 1.2 |
8002 | 1.10 | 1.10 |
A33 | 0.17 | 0.12 |
YPF-4 | -- | 0.045 |
T-12 | 0.03 | 0.04 |
lndex | 1.0324 | 1.0324 |
注:表5中各组分以重量份数计
对比例4中助剂YPF-4中二甲基氨基乙醇质量百分数为98.9%,石油醚的质量百分数为1%,十二烷基硫酸钠的质量百分数为0.1。2045为上海高桥石化生产的普通聚醚。
从表5中可以看出,以加硬鞋用衬垫材料记忆绵(慢回弹)配方为例,应用本发明技术之后同样每使用100公斤聚醚所节省的BDM-4开孔剂的用量是3.3公斤。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非是对本发明作其它形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型,仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (6)
1.一种慢回弹海绵材料,其特征在于,以重量份数计,所述慢回弹海绵材料的原料配方组成包括以下各组分:
慢回弹聚醚 30~50;
普通聚醚 50~70;
阻燃剂 0~30;
开孔剂 0.1~6;
发泡剂 0.1~8;
泡沫稳定剂 1~2;
胺类催化剂 0.15~0.25;
助剂YPF 0.035~0.05;
有机锡类催化剂 0.03~0.06;
甲苯二异氰酸酯 35~60;
所述慢回弹聚醚与普通聚醚重量份数加和为100,所述助剂YPF由二甲基氨基乙醇、石油醚及十二烷基硫酸钠混合而成。
2.如权利要求1所述的一种慢回弹海绵材料,其特征在于,所述助剂YPF中二甲基氨基乙醇的质量百分数为80%~99.9%,石油醚的质量百分数为0~10%,十二烷基硫酸钠的质量百分数为0.1~10%。
3.如权利要求2所述的一种慢回弹海绵材料,其特征在于,所述慢回弹聚醚为聚醚多元醇,羟值为230~250 mgKOH/g,酸值≤0.08 mgKOH/g;所述普通聚醚为聚醚多元醇,羟值54~58 mgKOH/g,酸值≤0.05 mgKOH/g;所述阻燃剂为CR-30和三聚氰胺;所述开孔剂为1900或BDM-1、BDM-4;所述发泡剂为水;所述泡沫稳定剂为8002;所述胺类催化剂为A33;所述有机锡类催化剂为T-12。
4.一种权利要求1-3任一所述的慢回弹海绵材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:将慢回弹聚醚、普通聚醚、阻燃粉导入反应釜中,慢速搅至均匀;然后按比例分别加入开孔剂、发泡剂、泡沫稳定剂以及胺类催化剂、助剂YPF,低速搅匀后再注入有机锡类催化剂搅匀;最后在高速搅拌下,倒入甲苯二异氰酸酯于反应釜中,搅拌4~5 s,然后迅速将反应釜中的混合液倒入模具中,随之混合料开始乳白,随即物料开始起发,约2 min后起发至顶点见表层放气后,发泡反应基本结束,制得慢回弹性海绵材料。
5.如权利要求4所述的慢回弹海绵材料的制备方法,其特征在于,所述胺类催化剂与有机锡类催化剂的质量比为2.5~5.3:1。
6.如权利要求4或5所述的慢回弹海绵材料的制备方法,其特征在于,所述助剂YPF由以下方法制得:将二甲基氨基乙醇、石油醚及十二烷基硫酸钠按一定质量比在胶体磨中初步混合,然后用纳米均质机进行纳米分散乳化制得助剂YPF。
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