CN110016224A - 一种环保发泡棉的配方及其制作工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及发泡棉制造工艺技术领域，且公开了一种环保发泡棉的制作工艺，先将对应组分的物料和补强填料混合塑炼，进行一段密炼处理；其次将上述反应获得物中加入所述氧化锌和硬脂酸进行二段密炼处理；再次加入发泡剂、发泡交联剂、PU色浆、异味消除剂和稳定剂，进行三段密炼处理；最后依次进行炼胶‑出片‑截断‑发泡‑冷却处理工艺流程，终获得聚氨酯环保发泡棉。根据各反应物组分的物化性能进行合理的分段密炼处理，有效提高发泡棉的出料率和质量，采用模压物理气体发泡法，无需使用化学用剂，避免产生化学污染，工艺更环保，通过控制反应的时效和温度，可获得泡孔均匀、大小可控，且发泡密度也可控的发泡粒子。

Description

一种环保发泡棉的配方及其制作工艺
技术领域
本发明涉及发泡棉制造工艺技术领域，具体为一种环保发泡棉的配方及其制作工艺。
背景技术
发泡棉是指含有气孔的材料，如聚苯发泡板、聚氯乙烯发泡保温板、聚氨酯发泡胶等。通常市场上的产品泡沫塑料、珍珠棉、发泡橡胶、遇水膨胀止水胶、聚硫密封胶等通属于发泡系列产品。如：PEF//EVA/EPDM/橡塑闭孔泡沫塑料及EPE珍珠棉/XPE聚乙烯化学交联发泡/IXPE电子辐射交联发泡等系列产品。遇水膨胀止水胶、聚硫密封胶、复合发泡防水板、泡沫包装盒、发泡包装衬垫及EVA发泡跆拳道垫、发泡拼装地垫、密封胶垫等。。
常见的发泡棉的制造配方和制作工艺都不够环保，容易造成环境的污染，且工作效率不高，不能满足发泡棉工作要求，为此提出一种环保发泡棉的配方及其制作工艺。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种环保发泡棉的配方及其制作工艺，具备制备工艺更环保、工作效率更高等优点，解决了常见的发泡棉的制造配方和制作工艺都不够环保，容易造成环境的污染，且工作效率不高，不能满足发泡棉工作要求的问题。
(二)技术方案
为实现上述制备工艺更环保、工作效率更高的目的，本发明提供如下技术方案：一种环保发泡棉的配方，所述配方包括如下组分：
聚氨酯树脂100份；有机溶剂85-100份；PU色浆5-8份；
对苯二甲酸二辛酯65-85份；石墨烯4-8份；乙二醇10-15份；
三醋酸甘油酯7-10份；液体丁腈橡胶4-8份；
发泡剂2-20份；发泡交联剂1-10份；异味消除剂1-15份；
硬脂酸2-8份；氧化锌2-5份；增塑剂60-90份；
补强填料60-90份；稳定剂3-5份。
优选的，所述发泡剂包括1-10份的氟代碳氢化合物发泡剂和1-10份的碳氢化合物发泡剂，并混合有ADC发泡剂、磷酸二氢盐和碳酸氢盐，碳酸氢盐选用碳酸氢钠、碳酸氢钾或碳酸氢铵以及它们的混合物。
优选的，所述补强填料指碳酸盐、硫酸盐、硅化物、有机化合物和树脂中的一种或多种，补强填料还混合有二甲基硅油、阻燃剂、气相二氧化硅和偶联剂。
优选的，所述发泡交联剂指有机酸、磷酸酯和金属盐中的一种或多种，发泡交联剂还混合有塑炼油、硬脂酸、DM促进剂和耐烧蚀填料颗粒。
一种环保发泡棉的制作工艺，所述制备工艺如下：
第一步将对应组分的聚氨酯树脂、有机溶剂、对苯二甲酸二辛酯、石墨烯、乙二醇增塑剂、三醋酸甘油酯、液体丁腈橡胶和补强填料混合塑炼，装填入密炼机器中，密炼反应腔抽至真空，对反应腔进行加热，并将反应温度控制在100-150℃，进行一段密炼处理；
第二步收集上述反应获得物，并通过强力风冷机和水冷制冷机依次进行迅速降温至50℃以下，再经破碎机械进行初次破碎；
第三步将上述初破碎后反应获得物中加入所述氧化锌和硬脂酸，装填入密炼机器中，密炼反应腔抽至真空，再对反应腔进行加热，并将反应温度控制在200-250℃，后进行二段密炼处理；
第四步收集上步反应获得物，并再次通过强力风冷机和水冷制冷机依次进行二次降温，控温至至50℃以下，再经破碎机械进行二次破碎；
第五步将上述二次破碎后反应获得物中再加入所述加入发泡剂、发泡交联剂、PU色浆、异味消除剂和稳定剂，装填入密炼机器中，密炼反应腔抽至真空，对反应腔进行加热，并将反应温度控制在300-350℃，进行三段密炼处理，直至物料交联成团状，得到交联物料；
第六步将上述交联物料直接进行发泡工艺操作，依次进行炼胶-出片-截断-发泡-冷却处理工艺流程，终获得聚氨酯环保发泡棉。
优选的，所述密炼操作所采用的密炼机器的进料端装设有密封的搅拌腔室，且密炼机器的进料端内部还装设有抽气电机。
优选的，所述发泡工艺采用模压物理气体发泡法：
首先将聚氨酯交联物料经炼胶机器的炼胶-出片处理后，又经截断处理得到的物料颗粒添加入高压模具中，采用DSC热分析法以10℃/min的加热速度加温，保持最终温度150-250℃，并渐进注入压力为10-20MPa的物理发泡剂，保持恒温恒压1h，然后对高压模具进行泄压，以4-6MPa/s速度卸压完全至常压，后打开高压模具取出发泡物料，再经风冷鼓风机冷却即可得到发泡棉成品。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种环保发泡棉的配方及其制作工艺，具备以下有益效果：
该环保发泡棉的配方及其制作工艺，根据各反应物组分的物化性能进行合理的分段密炼处理，有效提高发泡棉的出料率和质量，进一步提高生产制造的工作效率，且该制备方法工艺简单，成本很低，采用模压物理气体发泡法，无需使用化学用剂，避免产生化学污染，工艺更环保，通过控制反应的时效和温度，可获得泡孔均匀、大小可控，且发泡密度也可控的发泡粒子，非常适于工业化生产。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明提供一种技术方案，一种环保发泡棉的配方，所述配方包括如下组分：
聚氨酯树脂100份；有机溶剂85份；PU色浆5份；
对苯二甲酸二辛酯65份；石墨烯4份；乙二醇10份；
三醋酸甘油酯7份；液体丁腈橡胶4份；
发泡剂2份；发泡交联剂1份；异味消除剂1份；
硬脂酸2份；氧化锌2份；增塑剂60份；
补强填料60份；稳定剂3份。
发泡剂包括1份的氟代碳氢化合物发泡剂和1份的碳氢化合物发泡剂，并混合有ADC发泡剂、磷酸二氢盐和碳酸氢盐，碳酸氢盐选用碳酸氢钠、碳酸氢钾或碳酸氢铵以及它们的混合物。
补强填料指碳酸盐，还混合有二甲基硅油、阻燃剂、气相二氧化硅和偶联剂。
发泡交联剂为有机酸，还混合有塑炼油、硬脂酸、DM促进剂和耐烧蚀填料颗粒。
一种环保发泡棉的制作工艺，所述制备工艺如下：
第一步将对应组分的聚氨酯树脂、有机溶剂、对苯二甲酸二辛酯、石墨烯、乙二醇增塑剂、三醋酸甘油酯、液体丁腈橡胶和补强填料混合塑炼，装填入密炼机器中，密炼反应腔抽至真空，对反应腔进行加热，并将反应温度控制在100℃，进行一段密炼处理；
第二步收集上述反应获得物，并通过强力风冷机和水冷制冷机依次进行迅速降温至50℃以下，再经破碎机械进行初次破碎；
第三步将上述初破碎后反应获得物中加入所述氧化锌和硬脂酸，装填入密炼机器中，密炼反应腔抽至真空，再对反应腔进行加热，并将反应温度控制在200℃，后进行二段密炼处理；
第四步收集上步反应获得物，并再次通过强力风冷机和水冷制冷机依次进行二次降温，控温至至50℃以下，再经破碎机械进行二次破碎；
第五步将上述二次破碎后反应获得物中再加入所述加入发泡剂、发泡交联剂、PU色浆、异味消除剂和稳定剂，装填入密炼机器中，密炼反应腔抽至真空，对反应腔进行加热，并将反应温度控制在300℃，进行三段密炼处理，直至物料交联成团状，得到交联物料；
第六步将上述交联物料直接进行发泡工艺操作，依次进行炼胶-出片-截断-发泡-冷却处理工艺流程，终获得聚氨酯环保发泡棉。
发泡工艺采用模压物理气体发泡法：
首先将聚氨酯交联物料经炼胶机器的炼胶-出片处理后，又经截断处理得到的物料颗粒添加入高压模具中，采用DSC热分析法以10℃/min的加热速度加温，保持最终温度150℃，并渐进注入压力为10MPa的物理发泡剂，保持恒温恒压1h，然后对高压模具进行泄压，以4MPa/s速度卸压完全至常压，后打开高压模具取出发泡物料，再经风冷鼓风机冷却即可得到发泡棉成品。
实施例二
本发明提供一种技术方案，一种环保发泡棉的配方，所述配方包括如下组分：
聚氨酯树脂100份；有机溶剂100份；PU色浆8份；
对苯二甲酸二辛酯85份；石墨烯8份；乙二醇15份；
三醋酸甘油酯10份；液体丁腈橡胶8份；
发泡剂20份；发泡交联剂10份；异味消除剂15份；
硬脂酸8份；氧化锌5份；增塑剂90份；
补强填料90份；稳定剂5份。
发泡剂包括10份的氟代碳氢化合物发泡剂和10份的碳氢化合物发泡剂，并混合有ADC发泡剂、磷酸二氢盐和碳酸氢盐，碳酸氢盐选用碳酸氢钠、碳酸氢钾或碳酸氢铵以及它们的混合物，发泡效果强劲，且性能稳定，反应过程中不会产生环境污染颗粒，磷酸二氢盐微酸性，能够中和ADC发泡剂反应中产生的氨气，避免对生产环境造成污染，干净环保。
补强填料指碳酸盐、硫酸盐、硅化物、有机化合物和树脂的混合物，补强填料还混合有二甲基硅油、阻燃剂、气相二氧化硅和偶联剂，提高反应的程度，使得反应更加的彻底，且防护性能更强。
发泡交联剂指有机酸、磷酸酯和金属盐的混合物，发泡交联剂还混合有塑炼油、硬脂酸、DM促进剂和耐烧蚀填料颗粒，能够有效提高发泡交联的强度和弹性，提高生成物的反应效率和耐烧蚀性能。
一种环保发泡棉的制作工艺，所述制备工艺如下：
第一步将对应组分的聚氨酯树脂、有机溶剂、对苯二甲酸二辛酯、石墨烯、乙二醇增塑剂、三醋酸甘油酯、液体丁腈橡胶和补强填料混合塑炼，装填入密炼机器中，密炼反应腔抽至真空，对反应腔进行加热，并将反应温度控制在150℃，进行一段密炼处理；
第二步收集上述反应获得物，并通过强力风冷机和水冷制冷机依次进行迅速降温至50℃以下，再经破碎机械进行初次破碎；
第三步将上述初破碎后反应获得物中加入所述氧化锌和硬脂酸，装填入密炼机器中，密炼反应腔抽至真空，再对反应腔进行加热，并将反应温度控制在250℃，后进行二段密炼处理；
第四步收集上步反应获得物，并再次通过强力风冷机和水冷制冷机依次进行二次降温，控温至至50℃以下，再经破碎机械进行二次破碎；
第五步将上述二次破碎后反应获得物中再加入所述加入发泡剂、发泡交联剂、PU色浆、异味消除剂和稳定剂，装填入密炼机器中，密炼反应腔抽至真空，对反应腔进行加热，并将反应温度控制在350℃，进行三段密炼处理，直至物料交联成团状，得到交联物料；
第六步将上述交联物料直接进行发泡工艺操作，依次进行炼胶-出片-截断-发泡-冷却处理工艺流程，终获得聚氨酯环保发泡棉，实验数据表明，本操作工艺制造的发泡棉物料，采用多级、多次冷却、破碎的操作工艺，使得得到的发泡棉物料的质地更加的细腻，交联结构更加的稳固，抗冲击性能强，且工作性能不易受温度的影响，能够适应更极端环境的工作需要。
密炼操作所采用的密炼机器的进料端装设有密封的搅拌腔室，将粉-液物料进行预混合，避免粉料撒漏导致环境污染，且密炼机器的进料端内部还装设有抽气电机，抽气电机的抽气口位于密炼机器的内腔内，抽气电机能够将粉状物料进行有效的收集，将粉末物料抽至密炼机器的内腔内，进一步避免料撒漏导致的环境污染。
发泡工艺采用模压物理气体发泡法：
首先将聚氨酯交联物料经炼胶机器的炼胶-出片处理后，又经截断处理得到的物料颗粒添加入高压模具中，采用DSC热分析法以10℃/min的加热速度加温，保持最终温度250℃，并渐进注入压力为20MPa的物理发泡剂，保持恒温恒压1h，然后对高压模具进行泄压，以6MPa/s速度卸压完全至常压，后打开高压模具取出发泡物料，再经风冷鼓风机冷却即可得到发泡棉成品。
本发明采用环保易降解的材料，根据各反应物组分的物化性能进行合理的分段密炼处理，有效提高发泡棉的出料率和质量，进一步提高生产制造的工作效率，且该制备方法工艺简单，成本很低，采用模压物理气体发泡法，无需使用化学用剂，避免产生化学污染，工艺更环保，通过控制反应的时效和温度，可获得泡孔均匀、大小可控，且发泡密度也可控的发泡粒子，非常适于工业化生产。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种环保发泡棉的配方，特征在于：所述配方包括如下组分：
聚氨酯树脂100份；有机溶剂85-100份；PU色浆5-8份；
对苯二甲酸二辛酯65-85份；石墨烯4-8份；乙二醇10-15份；
三醋酸甘油酯7-10份；液体丁腈橡胶4-8份；
发泡剂2-20份；发泡交联剂1-10份；异味消除剂1-15份；
硬脂酸2-8份；氧化锌2-5份；增塑剂60-90份；
补强填料60-90份；稳定剂3-5份。
2.根据权利要求1所述的一种环保发泡棉的配方，其特征在于：所述发泡剂包括1-10份的氟代碳氢化合物发泡剂和1-10份的碳氢化合物发泡剂，并混合有ADC发泡剂、磷酸二氢盐和碳酸氢盐，碳酸氢盐选用碳酸氢钠、碳酸氢钾或碳酸氢铵以及它们的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种环保发泡棉的配方，其特征在于：所述补强填料指碳酸盐、硫酸盐、硅化物、有机化合物和树脂中的一种或多种，补强填料还混合有二甲基硅油、阻燃剂、气相二氧化硅和偶联剂。
4.根据权利要求1所述的一种环保发泡棉的配方，其特征在于：所述发泡交联剂指有机酸、磷酸酯和金属盐中的一种或多种，发泡交联剂还混合有塑炼油、硬脂酸、DM促进剂和耐烧蚀填料颗粒。
5.一种根据权利要求1～4任一项所述的环保发泡棉的制作工艺，其特征在于：所述制备工艺如下：
第一步将对应组分的聚氨酯树脂、有机溶剂、对苯二甲酸二辛酯、石墨烯、乙二醇增塑剂、三醋酸甘油酯、液体丁腈橡胶和补强填料混合塑炼，装填入密炼机器中，密炼反应腔抽至真空，对反应腔进行加热，并将反应温度控制在100-150℃，进行一段密炼处理；
第二步收集上述反应获得物，并通过强力风冷机和水冷制冷机依次进行迅速降温至50℃以下，再经破碎机械进行初次破碎；
第三步将上述初破碎后反应获得物中加入所述氧化锌和硬脂酸，装填入密炼机器中，密炼反应腔抽至真空，再对反应腔进行加热，并将反应温度控制在200-250℃，后进行二段密炼处理；
第四步收集上步反应获得物，并再次通过强力风冷机和水冷制冷机依次进行二次降温，控温至至50℃以下，再经破碎机械进行二次破碎；
第五步将上述二次破碎后反应获得物中再加入所述加入发泡剂、发泡交联剂、PU色浆、异味消除剂和稳定剂，装填入密炼机器中，密炼反应腔抽至真空，对反应腔进行加热，并将反应温度控制在300-350℃，进行三段密炼处理，直至物料交联成团状，得到交联物料；
第六步将上述交联物料直接进行发泡工艺操作，依次进行炼胶-出片-截断-发泡-冷却处理工艺流程，终获得聚氨酯环保发泡棉。
6.根据权利要求5所述的一种环保发泡棉的制作工艺，其特征在于：所述密炼操作所采用的密炼机器的进料端装设有密封的搅拌腔室，且密炼机器的进料端内部还装设有抽气电机。
7.根据权利要求5所述的一种环保发泡棉的制作工艺，其特征在于：所述发泡工艺采用模压物理气体发泡法：
首先将聚氨酯交联物料经炼胶机器的炼胶-出片处理后，又经截断处理得到的物料颗粒添加入高压模具中，采用DSC热分析法以10℃/min的加热速度加温，保持最终温度150-250℃，并渐进注入压力为10-20MPa的物理发泡剂，保持恒温恒压1h，然后对高压模具进行泄压，以4-6MPa/s速度卸压完全至常压，后打开高压模具取出发泡物料，再经风冷鼓风机冷却即可得到发泡棉成品。
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