CN109503890B - 聚氨酯海绵用化学复合增白剂及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚氨酯海绵用化学复合增白剂及其制备方法。该复合增白剂包括如下质量比的各原料组分：无机增白剂1‑10份、蓝色颜料1‑8份、荧光增白剂1‑20份、防沉降稳定剂0.2‑2.0、增溶剂7‑10份、色相调节剂0‑0.1份、分散介质40‑80份以及自由基清除剂0.1‑5份。该复合增白剂的制备方法包括如下步骤：取硅烷化无机增白剂、自由基清除剂溶液、蓝色颜料、色相调节剂、荧光增白剂、防沉降稳定剂、增溶剂以及分散介质混合均匀后干燥、研磨，得聚氨酯海绵用化学复合增白剂。该复合增白剂可用于制备聚氨酯海绵用且制备出的聚氨酯海绵不易分层、增白效果持久以及在强光下不易变黄。

Description

聚氨酯海绵用化学复合增白剂及制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚氨酯海绵用化学复合增白剂及制备方法。
背景技术
软泡聚氨酯海绵具有一定弹性及柔软性，其泡孔结构多为开孔式，具有良好回弹性、密度低、透气、保温、吸音等性能，在很多领域得到了广泛的应用。如在服装行业中的用途就是用作衬底、内衣绵等，一般是在高温模具将软质聚氨酯泡沫加热至其玻璃化转变温度(Tg)之上并压制、冷却定型，以作为内衣衬垫的方法。使用聚氨酯泡沫内衣衬垫或肩垫的主要问题在于芳族聚氨酯泡沫在照光或接触空气的光氧化过程中产生了导致变黄的二醌亚胺化合物而很快产生黄化变色，造成制造及使用的困扰。
对于服饰用途的聚氨酯海绵来说，特别是内衣用海绵，其要求的白度很高。未增白的聚氨酯海绵一般带黄色，并随使用时间的增加，黄色加深。用单一无机颜料对服饰用途的聚氨酯海绵进行增白，效果很差，达不到服装级要求，如果用荧光增白剂，在阳光强烈的情况下，效果较明显，并且随含量的增加，亮度也会增加，但达到一定含量，荧光剂的本色会显现出来，使得海绵带色。即要增白增亮，又要有不同的色相，也就是透光观察显示出红色或蓝白，以满足不同人们的要求，而仅采用荧光增白剂难以达到所需要的效果。钛白粉有一定的增白效果，因为钛白粉是一种遮盖力很强的白色无机颜料，但是超细或纳米级别的二氧化钛微粒子在接受波长为388nm以下的紫外线照射时，其内部由于吸收光能而激发产生电子-空穴对，即光生载流子,然后迅速迁移到其表面并激活被吸附的氧或水分子，产生活性自由氢氧基(·OH)和活性氧(·O)，进而生成发色基团醌-酰亚胺结构,该结构导致聚氨酯材料变黄。一般增白剂中加入一些无机颜料，采用不溶性的无机颜料分散在油性分散介质中，容易相分离，存放一段时间后会分层，在一定程度上也会影响使用。
发明内容
基于此，有必要提供一种可用于制备聚氨酯海绵用且制备出的聚氨酯海绵用在存放过程中不易分层、增白效果持久以及在强光下不易变黄的聚氨酯海绵用化学复合增白剂及制备方法。
一种聚氨酯海绵用化学复合增白剂，包括如下质量比的各原料组分：
无机增白剂1-10份；
蓝色颜料1-8份；
色相调节剂0-0.1份；
荧光增白剂1-20份；
防沉降稳定剂0.2-2.0；
增溶剂7-10份；
分散介质40-80份；以及
自由基清除剂0.1-5份。
在其中一个实施例中，包括如下质量比的各原料组分：
无机增白剂4份；
蓝色颜料1.8份；
色相调节剂0.01份；
荧光增白剂9份；
防沉降稳定剂1.5；
增溶剂9份；
分散介质75份；以及
自由基清除剂0.4份。
在其中一个实施例中，所述蓝色颜料为铁蓝、钴蓝、群青中的一种或者多种。
在其中一个实施例中，所述荧光增白剂为二苯乙烯、1,4-二(4-氰苯乙烯)苯、4.4’-双(5-甲基-2-苯并噁唑基)二苯乙烯中的一种或者多种。
在其中一个实施例中，所述自由基清除剂为氮氧自由基哌啶醇和/或者氮氧自由基哌啶醇的衍生物。
在其中一个实施例中，所述氮氧自由基哌啶醇的衍生物的分子结构包括：
Figure BDA0001902505870000031
在其中一个实施例中，所述分散介质为分子量为500-3000的液态聚醚多元醇。
在其中一个实施例中，所述无机增白剂为二氧化钛、氧化锌、硫酸钡基TiO2复合白色颜料、TiO2包膜碳酸钙中的一种或者多种。
在其中一个实施例中，所述色相调节剂为永固紫、酞菁紫、钴紫中的一种或者多种。
在其中一个实施例中，所述防沉降稳定剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸铝、硬脂酸乙二醇脂中的一种或者多种。
一种所述的聚氨酯海绵用化学复合增白剂的制备方法，包括如下步骤：
对无机增白剂进行表面硅烷化处理，得到硅烷化无机增白剂；
将自由基清除剂溶解于二氯甲烷中形成自由基清除剂溶液；
取所述硅烷化无机增白剂、所述自由基清除剂溶液、蓝色颜料、色相调节剂、荧光增白剂、防沉降稳定剂、增溶剂以及分散介质混合均匀后干燥、研磨，得所述聚氨酯海绵用化学复合增白剂。
上述聚氨酯海绵用化学复合增白剂可用于制备聚氨酯海绵用且制备出的聚氨酯海绵用在存放过程中不易分层、增白效果持久以及在强光下不易变黄。本发明的聚氨酯海绵用化学复合增白剂是一种集增白、增亮、具备一定耐久性的功能性聚氨酯用的复合型增白添加剂，上述聚氨酯海绵用化学复合增白剂利用无机白色填料遮盖聚氨酯海绵的一部分微黄本色，而加入蓝色颜料的目的是通过蓝色与黄色互补而产生白色。上述聚氨酯海绵用化学复合增白剂采用荧光增白剂来增艳增亮聚氨酯软泡材料，荧光增白剂吸收太阳光中的紫外光而产生淡蓝色的荧光，使产品看起来有一种透亮的感觉，而不是一般的瓷白的感觉。上述聚氨酯海绵用化学复合增白剂通过引入一种自由基清除剂，可以有效消除一些组份如TiO2等在紫外光或可见光作用下产生的自由基，从而使得聚氨酯海绵白亮效果相对持久。
附图说明
图1为研磨次数与聚氨酯海绵用化学复合增白剂的粒径大小的关系图。
具体实施方式
本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明提供了一种聚氨酯海绵用化学复合增白剂，其包括如下质量比的各原料组分：
无机增白剂1-10份；
蓝色颜料1-8份；
色相调节剂0-0.1份；
荧光增白剂1-20份；
防沉降稳定剂0.2-2.0；
增溶剂7-10份；
分散介质40-80份；以及
自由基清除剂0.1-5份。
聚氨酯海绵用化学复合增白剂的各原料组分优选为：
无机增白剂4份；
蓝色颜料1.8份；
色相调节剂0.01份；
荧光增白剂9份；
防沉降稳定剂1.5；
增溶剂9份；
分散介质75份；以及
自由基清除剂0.4份。
其中，所述蓝色颜料为铁蓝、钴蓝、群青中的一种或者多种。
所述荧光增白剂为二苯乙烯、1,4-二(4-氰苯乙烯)苯、4.4’-双(5-甲基-2-苯并噁唑基)二苯乙烯中的一种或者多种。
所述自由基清除剂为氮氧自由基哌啶醇和/或者氮氧自由基哌啶醇的衍生物。所述氮氧自由基哌啶醇的衍生物的分子结构包括：
Figure BDA0001902505870000051
所述分散介质为分子量为500-3000的液态聚醚多元醇。
所述无机增白剂为二氧化钛、氧化锌、硫酸钡、碳酸钙中的一种或者多种。
所述色相调节剂为永固紫、酞菁紫、钴紫中的一种或者多种。
所述防沉降稳定剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸铝、硬脂酸乙二醇脂、TiO2包膜碳酸钙中的一种或者多种。
所述蓝色颜料为铁蓝、钴蓝、群青中的一种或者多种。
增溶剂为邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯，优选邻苯二甲酸二正辛酯。
本发明的聚氨酯海绵用化学复合增白剂的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)按照配比取无机增白剂、蓝色颜料、色相调节剂、荧光增白剂、防沉降稳定剂、增溶剂、分散介质以及自由基清除剂。
(2)对无机增白剂进行表面硅烷化处理，得到硅烷化无机增白剂；硅烷化处理具体如下：取硅烷偶联剂KH550，用二氯甲烷溶解后加入二氧化钛粉料中，保持5-30min，控制温度在50℃以下，使无机增白剂成为表面硅烷化处理的硅烷化无机增白剂。
(3)将自由基清除剂溶解于二氯甲烷中形成质量分数为20％的自由基清除剂溶液。
(4)取步骤(2)制备的所述硅烷化无机增白剂、步骤(3)制备的所述自由基清除剂溶液以及蓝色颜料、色相调节剂、荧光增白剂、防沉降稳定剂、增溶剂、分散介质用高速搅拌机混合，混合均匀得到的混合物，对混合物干燥，再使用三辊机研磨1-4次，得所述聚氨酯海绵用化学复合增白剂，每次研磨后取样用括板细度计测聚氨酯海绵用化学复合增白剂的细度，研磨次数与聚氨酯海绵用化学复合增白剂的粒径大小的关系如图1所示。
实施例1
本实施例提供了一种聚氨酯海绵用化学复合增白剂的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)按照配比取无机增白剂4份、蓝色颜料1.8份、色相调节剂0.01份、荧光增白剂8份、防沉降稳定剂1.5份、增溶剂7份、分散介质77份以及自由基清除剂0.4份。其中无机增白剂为二氧化钛，蓝色颜料为钴蓝，色相调节剂为酞菁紫，荧光增白剂为二苯乙烯，防沉降稳定剂为硬脂酸钙，增溶剂为邻苯二甲酸二正辛酯。分散介质为液体聚醚多元醇，自由基清除剂为双(2,2,6,6-四甲基哌啶基)辛二酸酯氮氧自由基。
(2)对无机增白剂进行表面硅烷化处理，得到硅烷化无机增白剂；硅烷化处理具体如下：取0.1份的硅烷偶联剂KH550，用1份的二氯甲烷溶解后加入4份的无机增白剂中，保持30min，控制温度在50℃以下，使无机增白剂成为表面硅烷化处理的硅烷化无机增白剂。
(3)将自由基清除剂溶解于二氯甲烷中形成质量分数为20％的自由基清除剂溶液。
(4)取步骤(2)制备的所述硅烷化无机增白剂、步骤(3)制备的所述自由基清除剂溶液以及蓝色颜料、色相调节剂、荧光增白剂、防沉降稳定剂、增溶剂、分散介质用高速搅拌机混合，混合均匀得到的混合物，对混合物干燥，再使用三辊机研磨4次，得所述聚氨酯海绵用化学复合增白剂，每次研磨后取样用括板细度计测聚氨酯海绵用化学复合增白剂的细度。
应用试验：将所制备的聚氨酯海绵用化学复合增白剂用于聚氨酯海绵中。
发泡料配方：PPG面240g，白油60g，水9.9g，A-33 0.6g，T-9催化剂0.64g，聚氨酯海绵用化学复合增白剂1.8g，硅油稳泡剂3.3g。其中，A-33为33％的三乙烯二胺溶液。T-9为辛酸亚锡。PPG为聚醚多元醇，俗称黄油，是白油为聚醚和苯乙烯、丙烯腈接枝共聚物。
将发泡料混合并用电动搅拌机搅拌均匀，然后迅速加入TDI(甲苯二异氰酸酯)138g，并快速搅拌，搅拌均匀的发泡混合料立即倒入模具中，待泡沫体积不再增大时，继续熟化24小时，得发泡聚氨酯。
用电动切刀切片或块，进行白度测定，结果列于表1中。
实施例2
本实施例提供了一种聚氨酯海绵用化学复合增白剂的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)按照配比取无机增白剂4份、蓝色颜料1.8份、色相调节剂0.01份、荧光增白剂9份、防沉降稳定剂1.5份、增溶剂10份、分散介质73份以及自由基清除剂0.4份。其中无机增白剂为TiO2包膜碳酸钙，蓝色颜料为群青，色相调节剂为酞菁紫，荧光增白剂为二苯乙烯，防沉降稳定剂为硬脂酸锌，增溶剂为邻苯二甲酸二正辛酯。分散介质为液体聚醚多元醇，自由基清除剂为双(2,2,6,6-四甲基哌啶基)辛二酸酯氮氧自由基。
(2)对无机增白剂进行表面硅烷化处理，得到硅烷化无机增白剂；硅烷化处理具体如下：取0.1份的硅烷偶联剂KH550，用1份的二氯甲烷溶解后加入4份的无机增白剂中，保持30min，控制温度在50℃以下，使无机增白剂成为表面硅烷化处理的硅烷化无机增白剂。
(3)将自由基清除剂溶解于二氯甲烷中形成质量分数为20％的自由基清除剂溶液。
(4)取步骤(2)制备的所述硅烷化无机增白剂、步骤(3)制备的所述自由基清除剂溶液以及蓝色颜料、色相调节剂、荧光增白剂、防沉降稳定剂、增溶剂、分散介质用高速搅拌机混合，混合均匀得到的混合物，对混合物干燥，再使用三辊机研磨3次，得所述聚氨酯海绵用化学复合增白剂，每次研磨后取样用括板细度计测聚氨酯海绵用化学复合增白剂的细度。
应用试验：将所制备的聚氨酯海绵用化学复合增白剂用于聚氨酯海绵中。
发泡料配方：PPG面240g，白油60g，水9.9g，A-33 0.6g，T-9催化剂0.64g，聚氨酯海绵用化学复合增白剂1.8g，硅油稳泡剂3.3g。其中，A-33为33％的三乙烯二胺溶液。其中，A-33为33％的三乙烯二胺溶液。T-9为辛酸亚锡。PPG为聚醚多元醇，俗称黄油，是白油为聚醚和苯乙烯、丙烯腈接枝共聚物。
将发泡料混合并用电动搅拌机搅拌均匀，然后迅速加入TDI(甲苯二异氰酸酯)138g，并快速搅拌，搅拌均匀的发泡混合料立即倒入模具中，待泡沫体积不再增大时，继续熟化24小时，得发泡聚氨酯。
用电动切刀切片或块，进行白度测定，结果列于表1中。
实施例3
本实施例提供了一种聚氨酯海绵用化学复合增白剂的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)按照配比取无机增白剂4份、蓝色颜料1.8份、色相调节剂0.01份、荧光增白剂8份、防沉降稳定剂1.5份、增溶剂9份、分散介质75份以及自由基清除剂0.4份。其中无机增白剂为TiO2包膜碳酸钙，蓝色颜料为钴蓝，色相调节剂为永固紫，荧光增白剂为4.4’-双(5-甲基-2-苯并噁唑基)二苯乙烯，防沉降稳定剂为硬脂酸铝，增溶剂为邻苯二甲酸二正辛酯。分散介质为液体聚醚，自由基清除剂为双(2,2,6,6-四甲基哌啶基)辛二酸酯氮氧自由基。
(2)对无机增白剂进行表面硅烷化处理，得到硅烷化无机增白剂；硅烷化处理具体如下：取0.1份的硅烷偶联剂KH550，用1份的二氯甲烷溶解后加入4份的无机增白剂中，保持30min，控制温度在50℃以下，使无机增白剂成为表面硅烷化处理的硅烷化无机增白剂。
(3)将自由基清除剂溶解于二氯甲烷中形成质量分数为20％的自由基清除剂溶液。
(4)取步骤(2)制备的所述硅烷化无机增白剂、步骤(3)制备的所述自由基清除剂溶液以及蓝色颜料、色相调节剂、荧光增白剂、防沉降稳定剂、增溶剂、分散介质用高速搅拌机混合，混合均匀得到的混合物，对混合物干燥，再使用三辊机研磨1-4次，得所述聚氨酯海绵用化学复合增白剂，每次研磨后取样用括板细度计测聚氨酯海绵用化学复合增白剂的细度。
应用试验：将所制备的聚氨酯海绵用化学复合增白剂用于聚氨酯海绵中。
发泡料配方：PPG面240g，白油60g，水9.9g，A-33 0.6g，T-9催化剂0.64g，聚氨酯海绵用化学复合增白剂1.8g，硅油稳泡剂3.3g。其中，A-33为33％的三乙烯二胺溶液。其中，A-33为33％的三乙烯二胺溶液。T-9为辛酸亚锡。PPG为聚醚多元醇，俗称黄油，是白油为聚醚和苯乙烯、丙烯腈接枝共聚物。
将发泡料混合并用电动搅拌机搅拌均匀，然后迅速加入TDI(甲苯二异氰酸酯)138g，并快速搅拌，搅拌均匀的发泡混合料立即倒入模具中，待泡沫体积不再增大时，继续熟化24小时，得发泡聚氨酯。
用电动切刀切片或块，进行白度测定，结果列于表1中。
对比例
本对比例提供了一种聚氨酯海绵的制备方法，具体包括如下步骤：
发泡料配方：PPG面240g，白油60g，水9.9g，A-33 0.6g，T-9催化剂0.64g，硅油稳泡剂3.3g。其中，A-33为33％的三乙烯二胺溶液。
将发泡料混合并用电动搅拌机搅拌均匀，然后迅速加入TDI(甲苯二异氰酸酯)138g，并快速搅拌，搅拌均匀的发泡混合料立即倒入模具中，待泡沫体积不再增大时，继续熟化24小时，得发泡聚氨酯。
用电动切刀切片或块，进行白度测定，结果列于表1中。
表1增白聚氨酯海绵的测定结果及对照表
Figure BDA0001902505870000101
注：色相为“蓝相”时，表示白中带一点蓝色，为“红相”时，表示白里透红。
从使用效果来看，添加聚氨酯海绵用化学复合增白剂的聚氨酯海绵，其白度和荧光增白度都得到了很大的提高，目测聚氨酯海绵的外观为雪白带蓝或白里透红，亮度高，感观舒服。
上述聚氨酯海绵用化学复合增白剂可用于制备聚氨酯海绵用且制备出的聚氨酯海绵用在存放过程中不易分层、增白效果持久以及在强光下不易变黄。本发明的聚氨酯海绵用化学复合增白剂是一种集增白、增亮、具备一定耐久性的功能性聚氨酯用的复合型增白添加剂，上述聚氨酯海绵用化学复合增白剂利用无机白色填料遮盖聚氨酯海绵的一部分微黄本色，而加入蓝色颜料的目的是通过蓝色与黄色互补而产生白色。上述聚氨酯海绵用化学复合增白剂采用荧光增白剂来增艳增亮聚氨酯软泡材料，荧光增白剂吸收太阳光中的紫外光而产生淡蓝色的荧光，使产品看起来有一种透亮的感觉，而不是一般的瓷白的感觉。上述聚氨酯海绵用化学复合增白剂通过引入一种自由基清除剂，可以有效消除一些组份如TiO2等在紫外光或可见光作用下产生的自由基，从而使得聚氨酯海绵白亮效果相对持久。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种聚氨酯海绵用化学复合增白剂，其特征在于，包括如下质量比的各原料组分：
无机增白剂1-10份；
蓝色颜料1-8份；
色相调节剂0-0.1份；
荧光增白剂1-20份；
防沉降稳定剂0.2-2.0；
增溶剂7-10份；
分散介质40-80份；以及
自由基清除剂0.1-5份；
所述无机增白剂为氧化锌。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯海绵用化学复合增白剂，其特征在于，包括如下质量比的各原料组分：
无机增白剂4份；
蓝色颜料1.8份；
色相调节剂0.01份；
荧光增白剂9份；
防沉降稳定剂1.5；
增溶剂9份；
分散介质75份；以及
自由基清除剂0.4份；
所述无机增白剂为氧化锌。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯海绵用化学复合增白剂，其特征在于，所述蓝色颜料为铁蓝、钴蓝、群青中的一种或者多种。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的聚氨酯海绵用化学复合增白剂，其特征在于，所述荧光增白剂为二苯乙烯、1,4-二(4-氰苯乙烯)苯、4.4’-双(5-甲基-2-苯并噁唑基)二苯乙烯中的一种或者多种。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的聚氨酯海绵用化学复合增白剂，其特征在于，所述自由基清除剂为氮氧自由基哌啶醇和/或者氮氧自由基哌啶醇的衍生物。
6.根据权利要求1-3任意一项所述的聚氨酯海绵用化学复合增白剂，其特征在于，所述分散介质为分子量为500-3000的液态聚醚多元醇。
7.根据权利要求5所述的聚氨酯海绵用化学复合增白剂，其特征在于，所述氮氧自由基哌啶醇的衍生物的分子结构包括：
Figure FDA0002691512030000021
8.根据权利要求1-3任意一项所述的聚氨酯海绵用化学复合增白剂，其特征在于，所述色相调节剂为永固紫、酞菁紫、钴紫中的一种或者多种。
9.根据权利要求1-3任意一项所述的聚氨酯海绵用化学复合增白剂，其特征在于，所述防沉降稳定剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸铝、硬脂酸乙二醇酯 中的一种或者多种。
10.一种权利要求1-9任意一项所述的聚氨酯海绵用化学复合增白剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
对无机增白剂进行表面硅烷化处理，得到硅烷化无机增白剂；
将自由基清除剂溶解于二氯甲烷中形成自由基清除剂溶液；
取所述硅烷化无机增白剂、所述自由基清除剂溶液、蓝色颜料、色相调节剂、荧光增白剂、防沉降稳定剂、增溶剂以及分散介质混合均匀后干燥、研磨，得所述聚氨酯海绵用化学复合增白剂。
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