CN110343229A - 具有良好亲水及滤水性能的聚氨酯海绵及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有良好亲水及滤水性能的聚氨酯海绵,包括以下重量份数的组分:聚醚多元醇100;异氰酸酯20‑80;水1‑5;催化剂0.2‑2;物理发泡剂0.5‑15;非离子表面活性剂0.5‑5。本发明制备的聚氨酯海绵具有快速吸水以及快速让水流走的性能,通过添加非离子表面活性剂,大大加快了水进入海绵的速度,从5分钟缩减到20秒钟以内。同时,其快速干燥的特性也符合现今节能环保的发展趋势。
Description
技术领域
本发明属海绵制备技术领域,特别涉及一种具有良好亲水及滤水性能的聚氨酯海绵及其制备方法。
背景技术
聚氨酯海绵广泛应用于国计民生的各个行业,我国也是聚氨酯海绵生产大国。但现在生产的大部分聚氨酯软泡海绵都是疏水的,与水接触后不能快速的吸收水分,而吸收水分后又不能快速让水滤走导致海绵长期吸收大量水分而不干燥。
特别是在女性运动内衣及泳衣等应用中,现有海绵不能即使的吸收汗液,而泳衣从水里出来后又不能及时让水流走,给佩戴者带来不适。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足,提供一种具有良好亲水及滤水性能的聚氨酯海绵及其制备方法,使其在一定条件下具有快速吸水以及快速让水流走的性能,以适应在首先在女性内衣、运动服饰以及泳衣服饰上的应用,以及可能的在其他领域的应用。
本发明的技术方案为:
一种具有良好亲水及滤水性能的聚氨酯海绵,包括以下重量份数组分:
聚醚多元醇 100;
异氰酸酯 20~80 ;
水 1~5;
催化剂 0.2~2;
物理发泡剂 0.5~15;
非离子表面活性剂 0.5~10;
所述催化剂至少包含一种下列的化合物:三乙胺,三乙烯二胺,1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷,五甲基二乙烯三胺,双(二甲基胺基乙基)醚,五甲基二丙烯三胺,N,N-二甲基环己胺,N-甲基-N-(N,N-二甲胺基乙基)乙醇胺,N,N-二甲氨基乙基-N-甲基氨基乙醇,顺-2,6-二甲基哌嗪,2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚,乙酰丙酮锆,辛酸亚锡,有机铋。
进一步的,所述非离子表面活性剂为带有羟基的长分子链化合物,包含以下化合物:a.长分子链烷醇,例如16烷醇,17烷醇等的一种及以上;b.亲水聚醚多元醇;c.磺化聚醚多元醇;d.磺化聚酯多元醇;e. 嵌段脂肪醇,包含但不限于乙氧基丙氧基镶段脂肪醇。
进一步的,所述带有羟基的长分子链化合物状态为超细粉末、羟基的长分子链化合物的二氯甲烷溶液、羟基的长分子链化合物的聚醚多元醇溶液的任一种。
进一步的,所述组分还包括0.5-2重量份的硅油、0.3-2重量份的稳定剂和0.4-2重量份的交联剂。
进一步的,所述硅油至少包含一种下列硅系列的商业试剂:L-580,L-595, L-608,L-626,L-627,SZ-580,DC-200,DC-5043,BF-2370,B-4900,B-8002,LK-221;稳定剂包含受阻酚类抗氧化剂和受阻胺类光稳定剂,可包含下列一种商业试剂:Chinox TP-35,ChisorbB2636H,K383,Tinuvin B75,PUR68,RFCH800。
进一步的,所述交联剂至少包含一种下列化合物:乙二醇,二丙(撑)二醇,丙三醇,二甘醇,三甘醇,1,4-丁二醇,三乙醇胺,二乙醇胺,乙二胺。
进一步的,所述异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的任一种。
一种具有良好亲水及滤水性能的聚氨酯海绵的制备方法,包括以下步骤:先将上述配方量的聚醚多元醇和异氰酸酯投入混合器中混合,搅拌均匀,并加热至30~40摄氏度,再将上述配方量的水、硅油、非离子表面活性剂、催化剂、稳定剂、物理发泡剂和交联剂投入混合器中混合,高速搅拌3~10秒钟后倒入模具发泡并固化后,得到具有良好亲水及滤水性能的聚氨酯海绵。
优选的,本发明提供一种具有良好亲水及滤水性能的聚氨酯海绵,包括以下重量份数组分:
聚醚多元醇 100
异氰酸酯 40~80
水 2~5
硅油 0.6~1.5
催化剂 0.4~1.5
非离子表面活性剂 1~10;
稳定剂 1~2
物理发泡剂 5~15
交联剂 0.8~2。
更优选的,本发明提供一种具有良好亲水及滤水性能的聚氨酯海绵,包括以下重量份数组分:
聚醚多元醇 100
异氰酸酯 51
水 3
硅油 1
催化剂 1
稳定剂 1.5
物理发泡剂 8
交联剂 1
非离子表面活性剂 2。
本发明的优点在于:
1、本发明制备的聚氨酯海绵具有快速吸水以及快速让水流走的性能,通过添加非离子表面活性剂,大大加快了水进入海绵的速度,从5分钟缩减到20秒钟以内。同时,挂晒实验中,相比于普通聚氨酯海绵,水流走的时间缩减到四分之一,可以应用于女性内衣及泳衣,极大的提高佩戴者的舒适性。
2、在制备聚氨酯海绵的过程中使用的化学添加剂很少,从而减少了对环境的危害和对人的潜在毒害。
3、本发明所得到的聚氨酯海绵符合国际上对环保和安全的要求和发展趋势。
4、所制备的聚氨酯海绵不含有有毒重金属或者有毒有机化合物,属于绿色环保产品。
5、本发明使用带有羟基的长分子链化合物,由于分子结构中具有了长单链的分支,有效降低了海绵的表面张力,可以让水快速进入其孔状结构,同时由于长烷基链具有疏水的作用,使进入的水可以在重力等外力作用下快速离开海绵。
具体实施方式
以下实施例进一步详细的说明本发明,但本发明并不局限于这种实施例。
实施例1
本实施例提供一种具有良好亲水及滤水性能的聚氨酯海绵及其制备方法。将100g聚醚多元醇和78g异佛尔酮二异氰酸酯投入混合器中混合,搅拌均匀,加热升温至40摄氏度,再将5g的水、1.2g的L-626硅油、0.5g的双(二甲基胺基乙基)+0.8g的1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷作为催化剂、1.5g的Chisorb B2636H稳定剂、0.5g的二氯乙烷物理发泡剂、3g的18烷醇非离子表面活性剂和2g的1,4-丁二醇交联剂加入到混合器中混合,高速搅拌5秒钟后倒入模具发泡并固化后,获得本实施例1所述的具有良好亲水和滤水性能的聚氨酯海绵。
实施例2
本实施例提供一种具有良好亲水及滤水性能的聚氨酯海绵及其制备方法。将400g的聚醚多元醇,200g聚合物多元醇2045, 15g水,5g 硅油L580,1g催化剂辛酸亚锡,1.2g催化剂三乙烯二胺,50g磺化聚醚多元醇,30g耐黄剂高速混合,然后再同200g甲苯二异氰酸酯高速混合5秒钟后倒入模具发泡并固化后,获得本实施例2所述的具有良好亲水和滤水性能的聚氨酯海绵。
实施例3
本实施例提供一种具有良好亲水及滤水性能的聚氨酯海绵及其制备方法。将600g聚醚多元醇,10g水,5g硅油L580,60g二氯甲烷,30g耐黄剂,1.5g三乙烯二胺,2g辛酸亚锡,50g乙氧基丙氧基镶段脂肪醇高速混合,再加入350g改性二苯基甲烷二异氰酸酯高速搅拌5秒钟后倒入模具发泡并固化后,获得本实施例3所述的具有良好亲水和滤水性能的聚氨酯海绵。
实施例4
一种具有良好亲水及滤水性能的聚氨酯海绵,包括以下重量份数组分:
聚醚多元醇 100
异氰酸酯 51
水 3
硅油 1
催化剂 1
稳定剂 1.5
物理发泡剂 8
交联剂 1
非离子表面活性剂 2。
所述催化剂包含下列的化合物:五甲基二丙烯三胺,乙酰丙酮锆。
进一步的,所述非离子表面活性剂为带有羟基的长分子链化合物,包含以下化合物:a.长分子链烷醇:17烷醇;b.亲水聚醚多元醇;c.磺化聚醚多元醇;d.磺化聚酯多元醇;e. 嵌段脂肪醇:乙氧基丙氧基镶段脂肪醇。
进一步的,所述带有羟基的长分子链化合物状态为超细粉末、羟基的长分子链化合物的二氯甲烷溶液、羟基的长分子链化合物的聚醚多元醇溶液的任一种。
进一步的,所述组分还包括1.3重量份的硅油、1.1重量份的稳定剂和1.5重量份的交联剂。
进一步的,所述硅油包含下列硅系列的商业试剂: DC-5043;稳定剂包含受阻酚类抗氧化剂和受阻胺类光稳定剂,可包含下列商业试剂:K383。
进一步的,所述交联剂包含下列化合物:1,4-丁二醇。
进一步的,所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯。
一种具有良好亲水及滤水性能的聚氨酯海绵的制备方法,包括以下步骤:先将上述配方量的聚醚多元醇和异氰酸酯投入混合器中混合,搅拌均匀,并加热至35摄氏度,再将上述配方量的水、硅油、非离子表面活性剂、催化剂、稳定剂、物理发泡剂和交联剂投入混合器中混合,高速搅拌6秒钟后倒入模具发泡并固化后,得到具有良好亲水及滤水性能的聚氨酯海绵。
实施例5
一种具有良好亲水及滤水性能的聚氨酯海绵,包括以下重量份数组分:
聚醚多元醇 100
异氰酸酯 40
水 2
硅油 0.6
催化剂 0.4
非离子表面活性剂 1
稳定剂 1
物理发泡剂 5
交联剂 0.8。
所述催化剂包含下列的化合物:三乙烯二胺, N,N-二甲氨基乙基-N-甲基氨基乙醇。
进一步的,所述非离子表面活性剂为带有羟基的长分子链化合物,包含以下化合物:a.长分子链烷醇,16烷醇;b.亲水聚醚多元醇;c.磺化聚醚多元醇;d.磺化聚酯多元醇;e. 嵌段脂肪醇,包含但不限于乙氧基丙氧基镶段脂肪醇。
进一步的,所述带有羟基的长分子链化合物状态为超细粉末、羟基的长分子链化合物的二氯甲烷溶液、羟基的长分子链化合物的聚醚多元醇溶液的任一种。
进一步的,所述组分还包括1重量份的硅油、0.7重量份的稳定剂和0.8重量份的交联剂。
进一步的,所述硅油包含下列硅系列的商业试剂:B-8002,LK-221;稳定剂包含受阻酚类抗氧化剂和受阻胺类光稳定剂,可包含下列一种商业试剂: PUR68,RFCH800。
进一步的,所述交联剂包含下列化合物:二乙醇胺,乙二胺。
进一步的,所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。
一种具有良好亲水及滤水性能的聚氨酯海绵的制备方法,包括以下步骤:先将上述配方量的聚醚多元醇和异氰酸酯投入混合器中混合,搅拌均匀,并加热至34摄氏度,再将上述配方量的水、硅油、非离子表面活性剂、催化剂、稳定剂、物理发泡剂和交联剂投入混合器中混合,高速搅拌5秒钟后倒入模具发泡并固化后,得到具有良好亲水及滤水性能的聚氨酯海绵。
实施例6
一种具有良好亲水及滤水性能的聚氨酯海绵,包括以下重量份数组分:
聚醚多元醇 100
异氰酸酯 80
水 5
硅油 1.5
催化剂 1.5
非离子表面活性剂 10
稳定剂 2
物理发泡剂 15
交联剂 2。
所述催化剂包含下列的化合物:1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷,辛酸亚锡。
进一步的,所述非离子表面活性剂为带有羟基的长分子链化合物,包含以下化合物:a.长分子链烷醇,18烷醇;b.亲水聚醚多元醇;c.磺化聚醚多元醇;d.磺化聚酯多元醇;e. 嵌段脂肪醇,包含但不限于乙氧基丙氧基镶段脂肪醇。
进一步的,所述带有羟基的长分子链化合物状态为超细粉末、羟基的长分子链化合物的二氯甲烷溶液、羟基的长分子链化合物的聚醚多元醇溶液的任一种。
进一步的,所述组分还包括1.7重量份的硅油、1.6重量份的稳定剂和1.8重量份的交联剂。
进一步的,所述硅油包含下列硅系列的商业试剂:L-608,L-626;稳定剂包含受阻酚类抗氧化剂和受阻胺类光稳定剂,可包含下列一种商业试剂:Chinox TP-35,ChisorbB2636H。
进一步的,所述交联剂包含下列化合物:丙三醇,1,4-丁二醇。
进一步的,所述异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯。
一种具有良好亲水及滤水性能的聚氨酯海绵的制备方法,包括以下步骤:先将上述配方量的聚醚多元醇和异氰酸酯投入混合器中混合,搅拌均匀,并加热至37摄氏度,再将上述配方量的水、硅油、非离子表面活性剂、催化剂、稳定剂、物理发泡剂和交联剂投入混合器中混合,高速搅拌8秒钟后倒入模具发泡并固化后,得到具有良好亲水及滤水性能的聚氨酯海绵。
实施例7
一种具有良好亲水及滤水性能的聚氨酯海绵,包括以下重量份数组分:
聚醚多元醇 100;
异氰酸酯 20;
水 1;
催化剂 0.2;
物理发泡剂 0.5;
非离子表面活性剂 0.5;
所述催化剂包含下列的化合物:辛酸亚锡,有机铋。
进一步的,所述非离子表面活性剂为带有羟基的长分子链化合物,包含以下化合物:a.长分子链烷醇,19烷醇;b.亲水聚醚多元醇;c.磺化聚醚多元醇;d.磺化聚酯多元醇;e. 嵌段脂肪醇,包含但不限于乙氧基丙氧基镶段脂肪醇。
进一步的,所述带有羟基的长分子链化合物状态为超细粉末、羟基的长分子链化合物的二氯甲烷溶液、羟基的长分子链化合物的聚醚多元醇溶液的任一种。
进一步的,所述组分还包括0.5重量份的硅油、0.3重量份的稳定剂和0.4重量份的交联剂。
进一步的,所述硅油包含下列硅系列的商业试剂:SZ-580,BF-2370;稳定剂包含受阻酚类抗氧化剂和受阻胺类光稳定剂,可包含下列一种商业试剂: K383,Tinuvin B75。
进一步的,所述交联剂包含下列化合物:三甘醇,乙二胺。
进一步的,所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。
一种具有良好亲水及滤水性能的聚氨酯海绵的制备方法,包括以下步骤:先将上述配方量的聚醚多元醇和异氰酸酯投入混合器中混合,搅拌均匀,并加热至30摄氏度,再将上述配方量的水、硅油、非离子表面活性剂、催化剂、稳定剂、物理发泡剂和交联剂投入混合器中混合,高速搅拌3秒钟后倒入模具发泡并固化后,得到具有良好亲水及滤水性能的聚氨酯海绵。
实施例8
一种具有良好亲水及滤水性能的聚氨酯海绵,包括以下重量份数组分:
聚醚多元醇 100;
异氰酸酯 80 ;
水 5;
催化剂 2;
物理发泡剂 15;
非离子表面活性剂 10;
所述催化剂包含下列的化合物:N,N-二甲氨基乙基-N-甲基氨基乙醇,顺-2,6-二甲基哌嗪。
进一步的,所述非离子表面活性剂为带有羟基的长分子链化合物,包含以下化合物:a.长分子链烷醇,20烷醇;b.亲水聚醚多元醇;c.磺化聚醚多元醇;d.磺化聚酯多元醇;e. 嵌段脂肪醇,包含但不限于乙氧基丙氧基镶段脂肪醇。
进一步的,所述带有羟基的长分子链化合物状态为超细粉末、羟基的长分子链化合物的二氯甲烷溶液、羟基的长分子链化合物的聚醚多元醇溶液的任一种。
进一步的,所述组分还包括2重量份的硅油、2重量份的稳定剂和2重量份的交联剂。
进一步的,所述硅油包含下列硅系列的商业试剂:B-4900,LK-221;稳定剂包含受阻酚类抗氧化剂和受阻胺类光稳定剂,可包含下列一种商业试剂: Tinuvin B75,PUR68。
进一步的,所述交联剂包含下列化合物:三乙醇胺,乙二胺。
进一步的,所述异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯。
一种具有良好亲水及滤水性能的聚氨酯海绵的制备方法,包括以下步骤:先将上述配方量的聚醚多元醇和异氰酸酯投入混合器中混合,搅拌均匀,并加热至40摄氏度,再将上述配方量的水、硅油、非离子表面活性剂、催化剂、稳定剂、物理发泡剂和交联剂投入混合器中混合,高速搅拌10秒钟后倒入模具发泡并固化后,得到具有良好亲水及滤水性能的聚氨酯海绵。
对比例1
本实施例提供一种具有良好亲水及滤水性能的聚氨酯海绵及其制备方法。将100g聚醚多元醇和78g异佛尔酮二异氰酸酯投入混合器中混合,搅拌均匀,加热升温至40摄氏度,再将5g的水、1.2g的L-626硅油、0.5g的双(二甲基胺基乙基)+0.8g的1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷作为催化剂、1.5g的Chisorb B2636H稳定剂、0.5g的二氯乙烷物理发泡剂、和2g的1,4-丁二醇交联剂加入到混合器中混合,高速搅拌5秒钟后倒入模具发泡并固化后,获得本对比例1所述的具有良好亲水和滤水性能的聚氨酯海绵。
对比例2
本实施例提供一种具有良好亲水及滤水性能的聚氨酯海绵及其制备方法。将400g的聚醚多元醇,200g聚合物多元醇2045, 15g水,5g 硅油L580,1g催化剂辛酸亚锡,1.2g催化剂三乙烯二胺,30g耐黄剂高速混合,然后再同200g甲苯二异氰酸酯高速混合5秒钟后倒入模具发泡并固化后,获得本对比例2所述的具有良好亲水和滤水性能的聚氨酯海绵。
对比例3
本实施例提供一种具有良好亲水及滤水性能的聚氨酯海绵及其制备方法。将600g聚醚多元醇,10g水,5g硅油L580,60g二氯甲烷,30g耐黄剂,1.5g三乙烯二胺,2g辛酸亚锡,再加入350g改性二苯基甲烷二异氰酸酯高速搅拌5秒钟后倒入模具发泡并固化后,获得本对比例3所述的具有良好亲水和滤水性能的聚氨酯海绵。
性能测试试验
根据以上实施例1-3和对比例1-3制备的聚氨酯海绵通过吸水和挂晒实验对各性能参数测试结果如下:
实验组 | 水滴融入速度 | 挂晒半小时后重量损失率 |
实施例1 | 3秒 | 80% |
实施例2 | 10秒 | 70% |
实施例3 | 5秒 | 75% |
对比例1 | 60秒 | 40% |
对比例2 | 300秒 | 30% |
对比例3 | 200秒 | 33% |
通过以上数据可得,本发明的聚氨酯海绵,于对比例相比,水进入海绵的速度,从5分钟缩减到20秒钟以内。同时,挂晒实验中,相比于普通聚氨酯海绵,水流走的速度缩减到四分之一。
应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.具有良好亲水及滤水性能的聚氨酯海绵,其特征在于:包括以下重量份数的原料组分:
聚醚多元醇 100;
异氰酸酯 20~80 ;
水 1~5;
催化剂 0.2~2;
物理发泡剂 0.5~15;
非离子表面活性剂 0.5~5;
所述催化剂至少包含一种下列的化合物:三乙胺,1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷,五甲基二乙烯三胺,双(二甲基胺基乙基)醚,五甲基二丙烯三胺,N,N-二甲基环己胺,N-甲基-N-(N,N-二甲胺基乙基)乙醇胺,N,N-二甲氨基乙基-N-甲基氨基乙醇,顺-2,6-二甲基哌嗪,2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚,乙酰丙酮锆。
2.根据权利要求1所述的具有良好亲水及滤水性能的聚氨酯海绵,其特征在于:所述非离子表面活性剂为带有羟基 和/或 磺酸基 的高分子化合物。
3.根据权利要求2所述的具有良好亲水及滤水性能的聚氨酯海绵,其特征在于:所述带有羟基 和/或 磺酸基 的高分子化合物,包含以下化合物:a.长分子链烷醇;b.亲水聚醚多元醇;c.磺化聚醚多元醇;d.磺化聚酯多元醇;e. 嵌段脂肪醇。
4.根据权利要求1所述的具有良好亲水及滤水性能的聚氨酯海绵,其特征在于:还包括0.5-2重量份的硅油、0.3-2重量份的稳定剂和0.4-2重量份的交联剂。
5.根据权利要求4所述的具有良好亲水及滤水性能的聚氨酯海绵,其特征在于:所述硅油至少包含一种下列硅系列的商业试剂:L-580,L-608,L-626,L-627,SZ-580,DC-200,DC-5043,BF-2370,B-4900,B-8002,LK-221;稳定剂包含受阻酚类抗氧化剂和受阻胺类光稳定剂,可包含下列一种商业试剂:Chinox TP-35,Chisorb B2636H,K383,Tinuvin B75,PUR68,RFCH800。
6.根据权利要求4所述的具有良好亲水及滤水性能的聚氨酯海绵,其特征在于:所述交联剂至少包含一种下列化合物:乙二醇,二丙(撑)二醇,丙三醇,二甘醇,三甘醇,1,4-丁二醇,三乙醇胺,二乙醇胺,乙二胺。
7.根据权利要求1所述的具有良好亲水及滤水性能的聚氨酯海绵,其特征在于:所述异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的任一种。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的具有良好亲水及滤水性能的聚氨酯海绵的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:先将上述配方量的聚醚多元醇和异氰酸酯投入混合器中混合,搅拌均匀,并加热至30~40摄氏度,再将上述配方量的水、硅油、非离子表面活性剂、催化剂、稳定剂、物理发泡剂和交联剂投入混合器中混合,高速搅拌3~10秒钟后倒入模具发泡并固化后,得到具有良好亲水及滤水性能的聚氨酯海绵。
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