CN110358285A - 一种聚氨酯材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种聚氨酯材料及其制备方法,所述聚氨酯材料包括以下重量份的各原料:聚醚多元醇组合料100份、硅灰石粉3‑6份、防霉添加剂1‑2份、异氰酸酯组合料60‑80份、增硬剂30‑40份、发泡剂35‑45份、填充物40‑50份、抗菌剂5‑8份、爽滑剂1‑4份、催化交联剂2.5‑6份、扩链剂3‑5份、抗氧化剂0.1‑2份、阻燃剂2‑5份。本发明提供的聚氨酯材料优先针对粉扑开发,使得基于所述材料制得的粉扑能对人体皮肤提供良好的相适相容性能,相对于传统乳胶以及现有采用工业聚氨酯制备的粉扑具有亲肤性更好、不掉渣、无味抗菌、高弹性、控油性更好、清洗更方便、手感细腻、环保等独特优势,同时本发明提出了一种全新的聚氨酯制备技术,所制得的聚氨酯材料具有广阔应用前景。
Description
技术领域
本发明属于聚合物领域,具体涉及一种聚氨酯材料及其制备方法,尤其是一种能够用于粉扑制作的聚氨酯材料及其制备方法,特别是一种高弹抗菌性粉扑用聚氨酯材料及其制备方法。
背景技术
现有的聚氨酯材料基本都属于工业用聚氨酯材料,虽然在工业中获得了广泛的应用,但是在化妆品领域的应用并不成熟,但实际上优质聚氨酯材料以其独特的性能在化妆品领域具有很大的应用潜力,尤其是化妆品用粉扑上的应用潜力巨大。
传统的粉扑产品多种多样,从用途上来说,有洗脸用粉扑、化妆用粉扑等,在形状上来说,有片状粉扑(各种厚度),块状粉扑(各种形状,菱形的,三角形的)等等。传统粉扑的材质主要是天然乳胶和化学合成乳胶,这种基于乳胶的粉扑在实际使用中具有以下缺陷:
(1)天然乳胶粉扑容易老化,使用寿命较短,且使用过程中掉屑严重,吸水性一般,同时会有乳胶的味道且乳胶是种过敏源,容易造成皮肤过敏。
(2)化学合成乳胶粉扑在生产过程中毒害比较大,散发的有毒气体比较多,所以生产的成品粉扑中或多或少都会含有一定量的有毒气体,潜在危害人体健康;且使用中掉屑相对天然乳胶粉扑要好一点,不过掉屑问题始终无法解决。
因此乳胶类的粉扑无论是从生产的环保要求还是使用者的实际使用效果来说,都不是一个很好的选择。现有技术中也有部分基于聚氨酯的粉扑,如专利申请号为CN201310404967.1和CN201710621139.1的现有专利,其粉扑基于聚氨酯聚合制备,制备原料一般都包括聚醚多元醇、异氰酸酯、增硬剂、发泡剂、催化剂等,但是现有技术中的聚氨酯粉扑性能相对于传统乳胶粉扑性能的改进很有限,比如在聚醚多元醇和异氰酸酯的选择上,仅仅选用常见的原料组方,并没有对聚醚多元醇和异氰酸酯进行组合成料以提升聚氨酯预聚物的性能,其中的增硬剂基本都是常见的多元醇,这种多元醇增硬剂属于化工中成熟的增硬助剂,在用于聚氨酯粉扑制备中并没有突出的技术效果,其中的发泡剂蒸馏水与常用的有机硅表面活性剂配备,同样这种常用有机硅表面活性剂在用于聚氨酯粉扑制备中也并没有发挥独特性能,最为关键的是催化剂的选择,现有技术中多选用醚类催化剂,催化活性一般且具有低毒性,因此现有技术中的聚氨酯粉扑的制备原料实质上都是采用了工业用聚氨酯的制备原料,也就是说现有技术中的聚氨酯粉扑实质上仅仅是聚氨酯工作原料在粉扑模具中的成型应用,现有技术中并没有针对人体皮肤专门研究能够对人体皮肤具有友好性能、同时又能够明显区别于传统乳胶的聚氨酯粉扑制备技术。
发明内容
本发明提出一种全新的聚氨酯原材料制备技术,也是一种全新的粉扑原料制备技术,这种聚氨酯原材料专门针对能够对人体皮肤提供良好相适相容性能而研发,基于所述聚氨酯材料制备的粉扑相对于传统乳胶粉扑以及现有采用工业聚氨酯制备的粉扑具有亲肤性更好、不掉渣、无味抗菌、高弹性、控油性更好、清洗更方便、手感细腻、环保等独特优势,具有广阔推广应用前景。
本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下:
一种聚氨酯材料,包括以下重量份的各原料:
进一步的根据本发明所述的聚氨酯材料,其中由以下重量份的各原料制成:
进一步的根据本发明所述的聚氨酯材料,其中所述聚醚多元醇组合料由以下重量份的各原料混合制得:
环氧丙烷4-6份。
进一步的根据本发明所述的聚氨酯材料,其中所述防霉添加剂由防霉剂和棕榈蜡按质量比1:1混合制得,且所述防霉剂由以下重量份的各原料混合制得:
进一步的根据本发明所述的聚氨酯材料,其中所述异氰酸酯组合料由以下重量份的各原料混合反应制得:
进一步的根据本发明所述的聚氨酯材料,其中所述增硬剂由以下重量份的各原料混合反应制得:
其中所述硅烷偶联剂由三乙基乙烯基硅烷、三苯氧基乙烯基硅烷中的任一种与γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、苯氨基甲基三甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷和甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的任一种按照摩尔比1.5:1混合制得。
进一步的根据本发明所述的聚氨酯材料,其中所述发泡剂由蒸馏水和易发泡乳化剂按照质量比10:1混合组成,所述易发泡乳化剂由以下重量份的各原料混合反应制得:
其中所述高羟值活性成分由油酸和山梨醇在弱碱性环境下等摩尔混合反应3~7小时制得,反应条件为温度200~250℃、负压0.05~0.1MPa。
进一步的根据本发明所述的聚氨酯材料,其中所述抗菌剂由有机改性纳米抗菌剂和无机改性纳米抗菌剂按照质量比1.5-2.5:1配比制得,其中所述有机改性纳米抗菌剂是以TiO2粉体为光催化主体、并通过异氰酸酯的NCO基团对光催化活化下TiO2粉体的表面活性羟基进行如下改性反应得到:
其中所述无机改性纳米抗菌剂是以TiO2粉体为光催化主体、并在其中同时掺杂MgO和FexO作为改性剂的MgO/FexO/TiO2纳米复合物,且MgO、FexO和TiO2间的重量比为:0.8-1.5:0.6-0.9:100;所述有机改性纳米抗菌剂通过接枝方法接枝到由聚醚多元醇组合料与异氰酸酯组合料合成的聚氨酯预聚物分子链中,接枝反应如下:
所述无机改性纳米抗菌剂均匀分散到所述聚氨酯预聚物中。
进一步的根据本发明所述的聚氨酯材料,其中所述催化交联剂具有如下结构通式:
其中R1和R2是独立含有1-3个碳原子的烷基,Y是甲基,Z的结构式如下:
其中R3是氢,R4是含有1至18个碳原子的烷基,n是包括端点在内的1-7的整数;
所述阻燃剂由质量百分比含量为45%-60%的熔融指数处于5-10g/10min的聚丙烯、质量百分比含量为10%-20%的熔融指数在1.0-1.8g/10min的聚乙烯、质量百分比含量为20%-30%的选自粉末状滑石、高岭石、绢云母、二氧化硅以及硅藻土中的至少一种无机填料和质量百分比含量为10%-25%的选自十溴二苯基醚、十二氯十二氢二甲桥苯唑环辛烯或其混合物的有机阻燃卤化物混合制得。
一种本发明所述的聚氨酯材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤一,按照上述设定重量份准备各原料组份;
步骤二,将所述聚醚多元醇组合料、硅灰石粉和发泡剂按设定重量份先后投入至第一反应釜中,在30-60℃下搅拌1.5小时,搅拌转速为60-120转/min,搅拌完成后制得聚醚多元醇发泡组合物;
步骤三,将所述异氰酸酯组合料和填充物按设定重量份投入至第二反应釜中,开启搅拌并控制搅拌转速为80-120转/min,逐步升温至40-50℃,并在此温度下保温搅拌1小时,然后将所述增硬剂按设定重量份投入至已经保温1小时的第二反应釜中,继续搅拌并在60-70℃下保温1小时,然后降温至40℃以下,制得异氰酸酯增硬组合物;
步骤四,将步骤二制得的聚醚多元醇发泡组合物、步骤三制得的异氰酸酯增硬组合物和设定重量份的催化交联剂投入至第三反应釜中,开启搅拌并控制搅拌转速为100-150转/min,逐步升温至70-80℃,并在此温度下保温搅拌1.5小时,然后向第三反应釜中按设定重量比加入所述抗菌剂、防霉添加剂、爽滑剂、扩链剂、抗氧化剂和阻燃剂,并在60-70℃下保温搅拌0.5-1小时,最后自然降温至40℃以下,制得聚氨酯材料。
本发明的技术方案具有以下创新技术特色和突出技术效果:
首先,本发明首创了一种全新的聚氨酯材料及其制备方法,所述聚氨酯材料尤其是可以应用于化妆品领域,比如用作粉扑制备刺啦,所述聚氨酯材料基于此考虑在制备原料上相对于传统工业聚氨酯添加了具有创新组份的防霉添加剂和抗菌剂,所述防霉添加剂首创合成能够确保粉扑长期在湿润环境下使用不发霉,这是针对粉扑应用环境采取的独特设计,并取得良好验证结果,所述抗菌剂选用经有机和无机改性活化过的纳米粉体抗菌剂,尤其是有机活化通过异氰酸酯的NCO基团对光催化活化下纳米抗菌剂的表面活性羟基进行改性反应,使得有机改性纳米抗菌剂能够非常容易地接枝到聚氨酯预聚体分子链中,同时无机改性抗菌剂通过掺杂MgO和FexO作为改性剂的MgO/FexO/TiO2纳米复合物来实现,并将无机改性抗菌剂均匀分散于聚氨酯预聚体中,实现了材料深层次的抗菌效果,避免了粉扑内部的细菌滋生,这也是针对粉扑使用环境采取的创新改进。
其次,本发明所述粉扑用聚氨酯材料充分优化了各制备原料,如将关键充分聚醚多元醇和异氰酸酯,提前进行了组合优化,相对于传统工业用聚氨酯工艺,充分选取了能够对人体皮肤具有良好亲肤性的多种聚醚多元醇和异氰酸酯类配方,并进行了创新搭配,属于专门针对人体皮肤提出的聚氨酯原料,完全不同于现有技术中直接使用工业聚氨酯原料的方案,非常适用于粉扑的制备,也革新了聚氨酯在粉扑中的应用。
再次,本发明所述聚氨酯材料创新了关键成分增硬剂、发泡剂和催化交联剂和阻燃剂,其中的增硬剂通过硅溶胶、乙醇、硅烷偶联剂和1,6-己二醇二丙烯酸酯基于全新的方法制备,属于一种有机/无机杂化的增硬剂,完全不同于传统的多元醇增硬剂,能够很好的异氰酸酯组合料进行增硬反应,在聚氨酯粉扑制备中具有突出的效果;所述发泡剂一改传统的有机硅表面活性剂,采用具有创新组份的发泡乳化剂制备,能够明显提升发泡效果,使得最终制得的聚氨酯粉扑手感非常细腻;所述的催化交联剂属于完全创新,具有非常突出的催化活性,能够提升聚醚多元醇与异氰酸酯的预聚效果与性能,所述的阻燃剂基于聚丙烯、聚乙烯、无机填料和有机阻燃卤化物混合制得,既能够很好的与聚氨酯聚合过程兼容,又能够起到良好的阻燃效果。这些关键成分最终影响了聚氨酯材料的性能,使其与传统乳胶以及工业用聚氨酯材料有着本质的区别,是专门针对人体皮肤创新的聚氨酯材料,可广泛应用于各类皮肤接触型化妆产品上。
另外,基于本发明所述聚氨酯材料制备的聚氨酯类粉扑在实际使用中具有以下独特优势:(1)不含乳胶:乳胶是橡胶的一种,通常是对人体有害的矿物质,而本发明所述聚氨酯类粉扑对人体没有任何副作用。(2)不掉渣:乳胶类粉扑碰到油性化妆品会掉渣,老化后也容易掉渣,而本发明所述粉扑完全无此现象。(3)无味:乳胶类粉扑会有乳胶味,并且乳胶味会留在脸上,而本发明所述粉扑完全无味。(4)环保:相对于乳胶粉扑,本发明粉扑在自然界里它可以慢慢消融分解。(5)密度细:传统乳胶与工业聚氨酯生产出来的粉扑产品孔大小不一,而本发明所述聚氨酯类粉扑外表柔韧光滑,泡孔细小均匀,手感细腻。(6)控油性好:相对于传统乳胶和工业聚氨酯粉扑,本发明所述粉扑控油性能突出,打扮肌肤而又不伤害皮肤外层保护油膜,可绝对放心健康使用。(7)产品清洗好:本发明所述粉扑清洗过程中容易把脏东西清洗干净却不易溶胀,干后容易恢复原样。(8)亲肤性好:本发明所述粉扑基于亲水性聚氨酯原材料制备,使其能够适合任何人的皮肤,且使用后不会过敏。
最后,本发明所述聚氨酯材料除可应用于粉扑外,还可应用于其他与人体皮肤接触的产品领域,如可适用于作肩垫、胸垫等衣料产品,做餐巾、纸尿布等卫生用品,等等,具有良好的市场推广应用前景。
具体实施方式
以下对本发明的技术方案进行详细的描述,以使本领域技术人员能够更加清楚的理解本发明,但并不因此限制本发明的保护范围。
一种高弹性、抗菌性粉扑用聚氨酯材料,由以下重量份的原料混合反应制成:
其中所述的聚醚多元醇组合料由以下重量份的各原料混合反应制得:聚四氢呋喃醚二醇10份、聚氧化丙烯二醇5-8份、聚氧化丙烯三醇2-5份和四氢呋喃-环氧丙烷共聚醚1.5-4份和环氧丙烷4-6份,优选的所述聚醚多元醇为由上述重量份的各原料通过加聚反应制得的平均分子量为1000-3000的聚醚多元醇。
所述的硅灰石粉为硅灰石Ca3〔Si3O9〕的粉体,属于单链硅酸盐矿物,能够提高粉扑的韧性。
所述的防霉添加剂由防霉剂和棕榈蜡按质量1:1混合制得,且所述防霉剂由以下重量份的各原料混合制得:十二烷基-α-D葡萄糖苷8-10份、异噻唑啉酮6-8份、茉莉精油2-4份、二甲基硅油0.5-1份、酮康唑3-6份、苯甲酸钠6-9份、山梨酸0.5-1份、羟乙基纤维素9-12份混合制得。
所述异氰酸酯组合料由以下重量份的各原料混合反应制得:甲苯二异氰酸酯(TDI)10份、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)3-5份、1,5-萘二异氰酸酯(NDI)3-5份、对苯二异氰酸酯(PPDI)1-4份和二甲基联苯二异氰酸酯(TODI)5-8重量份。
所述增硬剂由以下重量份的各原料混合反应制得:硅溶胶10份、乙醇8-12份、硅烷偶联剂2-4份和1,6-己二醇二丙烯酸酯5-8份,在反应的过程中可加入适量稀盐酸或稀硫酸,提供酸性杂化反应环境。所述增硬剂的具体制备方法包括:首先向三口烧瓶中加入所述重量份的硅溶胶与乙醇,再将所述硅烷偶联剂逐滴加入,在反应过程中可使用稀盐酸或者稀硫酸进行pH值调节,优选的pH值调节至3~4,在搅拌的条件下,反应3~6小时后,加入所述重量份的1,6-己二醇二丙烯酸酯,然后将混合液加入单口烧瓶中,在80-100℃的温度条件下,旋转蒸发至白色固体出现,冷却后再添加适量溶剂,继续蒸发至无馏分蒸出,再经纱布过滤后,装瓶陈化24小时,制得所述增硬剂备用。所述增硬剂中用到的硅烷偶联剂由三乙基乙烯基硅烷、三苯氧基乙烯基硅烷中的任一种与γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、苯氨基甲基三甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷和甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的任一种按照摩尔比1.5:1混合制得。
所述发泡剂由蒸馏水和易发泡乳化剂按照质量比10:1混合组成,其中所述的易发泡乳化剂由以下重量份的各原料混合反应制得:丙烯酸脂10份、液体石蜡3-6份、黄原胶4-6份、卵磷脂1.5-3份、聚异丁烯丁二酰亚胺2-4份、失水木糖醇单油酸酯3-5份和高羟值活性成分6-8份。其中由所述丙烯酸脂、液体石蜡、黄原胶和卵磷脂形成反应用润湿稳定剂,由所述聚异丁烯丁二酰亚胺、失水木糖醇单油酸酯和高羟值活性成分形成反应用表面活性剂,其中所述的高羟值活性成分优选的由油酸和山梨醇在弱碱性环境下等摩尔混合反应制得,反应在温度200~250℃、负压0.05~0.1MPa的条件下有效反应3~7小时即可制得所述高羟值活性成分。亦可选用本领域熟知的其他高羟值活性成分。
所述填充物可选用绒毛状纤维丝。
所述抗菌剂由有机改性纳米抗菌剂和无机改性纳米抗菌剂按照质量比1.5-2.5:1配比制得,所述有机改性纳米抗菌剂是通过异氰酸酯对锐钛型TiO2粉体纳米抗菌剂进行表面改性,通过异氰酸酯的NCO基团与TiO2粉体的表面活性羟基进行反应,其基本反应式如下所示:
,
采用锐钛型TiO2粉体作为有机改性前的纳米抗菌剂,由于TiO2具有抗菌作用,其抗菌机理是光催化作用,在催化过程中能产生引起微生物致命的活性氧物种即OH自由基,同时所述TiO2的粒径在8-30nm之间,优选的为15-25nm之间。本发明所述有机改性纳米抗菌剂的制备方法如下:(1)、将TiO2粉体和异氰酸酯(本发明中所用异氰酸酯或本领域熟知的具有NCO基团的异氰酸酯)分散在无水甲苯中,其中异氰酸酯的用量充足,保证能够反应完所有的TiO2,光照催化并用超声波振动5-30min,采用多次冷冻法将杂气排除;(2)、将上述混合物置于磁力搅拌机上,于95℃恒温反应6h;(3)、反应后产品粉末用离心法分离,再次用无水甲苯洗涤,去掉未反应的多余的异氰酸酯;(4)、将制备的有机改性纳米抗菌剂于80℃,干燥24h,并将其加工成粒径10-30nm的粉体,备用。其中所述的无机改性纳米抗菌剂是:以锐钛型TiO2粉体为光催化主体,在其中同时掺杂的FexO和MgO作为改性剂,即所述无机改性纳米抗菌剂为:MgO/FexO/TiO2改性纳米复合物,其中FexO由Fe2O3和FeO组成且重量比为4-6:1,所述的MgO、FexO和TiO2之间的重量比为:0.8-1.5:0.6-0.9:100。TiO2具有抗菌作用,其抗菌机理是光催化作用,在催化过程中能产生引起微生物致命的活性氧物种即OH自由基,在其中掺杂铁由于Fe2+和Fe3+的共存能够大幅提高TiO2光催化主体的量子效率,同时能够增强可见光的激发效率,而掺杂镁能够实现在无光条件下的抗菌杀菌,同时能够对有毒气体具有吸收分解作用。所述的MgO/FexO/TiO2改性纳米复合物的具体制备过程为:(1)按上述重量份首先将TiO2粉体进行酸处理,优选的使用HCl;(2)将处理后的TiO2粉体加入至浓度为1mg/ml的FeCl3溶液中,溶液的量按照结合浓度和上述质量比确定,搅拌均匀后加入浓度为0.2mg/ml的MgCl2溶液中,同理MgCl2溶液的量按照结合浓度和上述质量比确定,再次搅拌均匀并密封加热回流;(3)然后在步骤2的溶液中缓慢浓度为30mg/ml的NaOH溶液,并进行加热搅拌反应;(4)反应完成后用去离子水反复洗涤,并与120摄氏度下干燥20小时,得到MgO/FexO/TiO2纳米复合物,即作为所述无机改性纳米抗菌剂。这样通过使用本发明首创的这种抗菌剂,使得其中的有机改性纳米抗菌剂能够通过接枝的方法接枝到由所述聚醚多元醇、异氰酸酯组合料合成的端异氰酸酯基聚氨酯预聚体,具体的所述有机改性纳米抗菌剂通过接枝方法接枝到聚氨酯预聚物分子链中的基本反应式如下:
同时所述无机改性纳米抗菌剂则均匀分散到所述聚氨酯预聚物中,实现聚氨酯的抗菌性能。
所述爽滑剂选自芥酸酰胺、硬脂酰胺、硬脂酸锌或油酸酰胺中的一种。
所述催化交联剂为含有羟基和表面活性基团的专用于生产聚氨酯粉扑的发泡催化剂,所述催化剂通过烷基缩水甘油醚与亚乙基胺反应制备,具体的所述催化剂具有如下结构通式:
其中R1和R2是独立含有1-3个碳原子的烷基,优选为甲基,Y是甲基;R3是氢;R4是含有1至18个碳原子的烷基,n是包括端点在内的1-7的整数,优选2-3的整数,Z结构如下:
所述的扩链剂为1,4-丁二醇、1,6-己二醇、乙二醇、1,2-丙二醇、4,4-亚甲基双(3-氯-2,6-二乙基苯胺)M-CDEA、三乙醇胺、三异丙醇胺中的一种或多种。
所述的抗氧化剂为抗氧剂-264、双酚A、亚磷酸三苯酯、抗氧剂-1010、抗氧剂1076或亚磷酸三酯。
所述的阻燃剂针对本发明所述用途的聚氨酯材料专门配置,既要具有很好的阻燃性能,又能够与其他各组分间具有良好的兼容性能,创新的所述的阻燃剂由质量百分比含量为45%-60%的熔融指数处于5-10g/10min的聚丙烯、质量百分比含量为10%-20%的熔融指数在1.0-1.8g/10min的聚乙烯、质量百分比含量为20%-30%的选自粉末状滑石、高岭石、绢云母、二氧化硅以及硅藻土中的至少一种无机填料和质量百分比含量为10%-25%的选自十溴二苯基醚、十二氯十二氢二甲桥苯唑环辛烯或其混合物的有机阻燃卤化物混合制得。
本发明所述高弹抗菌性粉扑用聚氨酯材料的制备方法包括:
步骤一,按照如下重量份称取各原料组份:聚醚多元醇组合料100份、硅灰石粉3-6份、防霉添加剂1-2份、异氰酸酯组合料60-80份、增硬剂30-40份、发泡剂35-45份、填充物40-50份、抗菌剂5-8份、爽滑剂1-4份、催化交联剂1.5-4份。其中各原料份按照各自的组成按照前述方式制得。
步骤二,将所述聚醚多元醇组合料、硅灰石粉和发泡剂按所述质量比先后投入至第一反应釜中,在30-60℃下进行搅拌(转速为60-120转/min)1.5小时,搅拌完成后制得聚醚多元醇发泡组合物;
步骤三,将所述异氰酸酯组合料和填充物按所述质量比投入至第二反应釜中,开启搅拌(转速为80-120转/min),并升温至40-50℃,并在此温度下保温搅拌1小时,然后将所述重量份的增硬剂投入至已经保温1小时的第二反应釜中,继续搅拌并在60-70℃下保温1小时,然后降温至40℃以下,制得异氰酸酯增硬组合物;
步骤四,将步骤二制得的所述聚醚多元醇发泡组合物、步骤三制得的异氰酸酯增硬组合物和所述重量份的催化交联剂投入至第三反应釜中,开启搅拌(转速为100-150转/min),并升温至70-80℃,并在此温度下保温搅拌1.5小时,然后向第三反应釜中按所述质量比加入所述抗菌剂、防霉添加剂、爽滑剂、扩链剂、抗氧化剂和阻燃剂,继续搅拌并在60-70℃下保温0.5小时,最后自然降温至40℃以下后,制得具有高弹性、抗菌性的粉扑用聚氨酯材料。
最后将制得的聚氨酯材料倒入粉扑模具中,经过一定的熟化时间即可获得不同规格的粉扑产品。
以下给出本发明的具体实施例:
实施例1
一种高弹性、抗菌性粉扑用聚氨酯材料,由以下重量份的原料混合反应制成:
其中所述的聚醚多元醇组合料由以下重量份的各原料混合反应制得:聚四氢呋喃醚二醇10份、聚氧化丙烯二醇5份、聚氧化丙烯三醇2份和四氢呋喃-环氧丙烷共聚醚1.5份和环氧丙烷4份,所述聚醚多元醇为由上述重量份的各原料通过加聚反应制得的平均分子量为1000-1500的聚醚多元醇。
所述的防霉添加剂由防霉剂和棕榈蜡按质量1:1混合制得,且所述防霉剂由以下重量份的各原料混合制得:十二烷基-α-D葡萄糖苷8份、异噻唑啉酮6份、茉莉精油2份、二甲基硅油0.5份、酮康唑3份、苯甲酸钠6份、山梨酸0.5份、羟乙基纤维素9份混合制得。
所述异氰酸酯组合料由以下重量份的各原料混合反应制得:甲苯二异氰酸酯(TDI)10份、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)3份、1,5-萘二异氰酸酯(NDI)3份、对苯二异氰酸酯(PPDI)1份和二甲基联苯二异氰酸酯(TODI)5份。
所述增硬剂由以下重量份的各原料混合反应制得:硅溶胶10份、乙醇8份、硅烷偶联剂2份和1,6-己二醇二丙烯酸酯5份,在反应的过程中加入适量稀盐酸。所述硅烷偶联剂由三乙基乙烯基硅烷与γ-氨丙基三乙氧基硅烷按照摩尔比1.5:1混合制得。
所述发泡剂由蒸馏水和易发泡乳化剂按照质量比10:1混合组成,其中所述易发泡乳化剂由以下重量份的各原料混合反应制得:丙烯酸脂10份、液体石蜡3份、黄原胶4份、卵磷脂1.5份、聚异丁烯丁二酰亚胺2份、失水木糖醇单油酸酯3份和高羟值活性成分6份。所述高羟值活性成分由油酸和山梨醇在弱碱性环境下等摩尔混合反应制得。
所述填充物可选用绒毛状纤维丝。
所述抗菌剂由有机改性纳米抗菌剂和无机改性纳米抗菌剂按照质量比1.5:1配比制得,所述有机改性纳米抗菌剂通过异氰酸酯对锐钛型TiO2粉体纳米抗菌剂进行表面改性得到,所述无机改性纳米抗菌剂为:MgO/FexO/TiO2改性纳米复合物,其中FexO由Fe2O3和FeO组成且重量比为4:1,所述MgO、FexO和TiO2之间的重量比为:0.8:0.6:100。
所述爽滑剂选自芥酸酰胺。
所述催化交联剂具有如下结构通式:
其中R1和R2是甲基,Y是甲基;R3是氢;R4是甲基,n是2,Z结构如下:
所述扩链剂为1,4-丁二醇。所述抗氧化剂为亚磷酸三苯酯。
所述阻燃剂由质量百分比含量为45%的熔融指数处于5-10g/10min的聚丙烯、质量百分比含量为10%的熔融指数在1.0-1.8g/10min的聚乙烯、质量百分比含量为30%的滑石和硅藻土混合粉末和质量百分比含量为15%的十溴二苯基醚混合制得。
实施例2
一种高弹抗菌性粉扑用聚氨酯材料,由以下重量份的原料混合反应制成:
其中所述的聚醚多元醇组合料由以下重量份的各原料混合反应制得:聚四氢呋喃醚二醇10份、聚氧化丙烯二醇8份、聚氧化丙烯三醇5份和四氢呋喃-环氧丙烷共聚醚4份和环氧丙烷6份,所述聚醚多元醇为由上述重量份的各原料通过加聚反应制得的平均分子量为2000-3000的聚醚多元醇。
所述的防霉添加剂由防霉剂和棕榈蜡按质量1:1混合制得,且所述防霉剂由以下重量份的各原料混合制得:十二烷基-α-D葡萄糖苷10份、异噻唑啉酮8份、茉莉精油4份、二甲基硅油1份、酮康唑6份、苯甲酸钠9份、山梨酸1份、羟乙基纤维素12份混合制得。
所述异氰酸酯组合料由以下重量份的各原料混合反应制得:甲苯二异氰酸酯(TDI)10份、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)5份、1,5-萘二异氰酸酯(NDI)5份、对苯二异氰酸酯(PPDI)4份和二甲基联苯二异氰酸酯(TODI)8份。
所述增硬剂由以下重量份的各原料混合反应制得:硅溶胶10份、乙醇12份、硅烷偶联剂4份和1,6-己二醇二丙烯酸酯8份,反应的过程中加入适量稀硫酸。所述硅烷偶联剂由三苯氧基乙烯基硅烷与氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷按照摩尔比1.5:1混合制得。
所述发泡剂由蒸馏水和易发泡乳化剂按照质量比10:1混合组成,其中所述的易发泡乳化剂由以下重量份的各原料混合反应制得:丙烯酸脂10份、液体石蜡6份、黄原胶6份、卵磷脂3份、聚异丁烯丁二酰亚胺4份、失水木糖醇单油酸酯5份和高羟值活性成分8份。
所述填充物选用绒毛状纤维丝。
所述抗菌剂由有机改性纳米抗菌剂和无机改性纳米抗菌剂按照质量比2.5:1配比制得,所述有机改性纳米抗菌剂通过异氰酸酯对锐钛型TiO2粉体纳米抗菌剂进行表面改性得到,所述无机改性纳米抗菌剂为:MgO/FexO/TiO2改性纳米复合物,其中FexO由Fe2O3和FeO组成且重量比为6:1,所述MgO、FexO和TiO2之间的重量比为:1.5:0.9:100。
所述爽滑剂选自硬脂酸锌。
所述催化交联剂具有如下结构通式:
其中R1和R2是独立含有3个碳原子的烷基,Y是甲基;R3是氢;R4是含有18个碳原子的烷基,n是7,Z结构如下:
所述的扩链剂为4,4-亚甲基双(3-氯-2,6-二乙基苯胺)M-CDEA。所述抗氧化剂为亚磷酸三酯。
所述阻燃剂由质量百分比含量为60%的熔融指数处于5-10g/10min的聚丙烯、质量百分比含量为10%的熔融指数在1.0-1.8g/10min的聚乙烯、质量百分比含量为20%的绢云母和质量百分比含量为10%的十溴二苯基醚混合制得。
实施例3
一种高弹抗菌性粉扑用聚氨酯类,由以下重量份的原料混合反应制成:
其中所述聚醚多元醇组合料由以下重量份的各原料混合反应制得:聚四氢呋喃醚二醇10份、聚氧化丙烯二醇6份、聚氧化丙烯三醇4份和四氢呋喃-环氧丙烷共聚醚3份和环氧丙烷5份。
所述防霉添加剂由防霉剂和棕榈蜡按质量1:1混合制得,且所述防霉剂由以下重量份的各原料混合制得:十二烷基-α-D葡萄糖苷9份、异噻唑啉酮7份、茉莉精油3份、二甲基硅油0.8份、酮康唑4份、苯甲酸钠8份、山梨酸0.8份、羟乙基纤维素11份混合制得。
所述异氰酸酯组合料由以下重量份的各原料混合反应制得:甲苯二异氰酸酯(TDI)10份、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)4份、1,5-萘二异氰酸酯(NDI)4份、对苯二异氰酸酯(PPDI)3份和二甲基联苯二异氰酸酯(TODI)6重量份。
所述增硬剂由以下重量份的各原料混合反应制得:硅溶胶10份、乙醇10份、硅烷偶联剂3份和1,6-己二醇二丙烯酸酯6份,反应的过程中加入适量稀盐酸。所述硅烷偶联剂由三苯氧基乙烯基硅烷与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷按照摩尔比1.5:1混合制得。
所述发泡剂由蒸馏水和易发泡乳化剂按照质量比10:1混合组成,其中所述的易发泡乳化剂由以下重量份的各原料混合反应制得:丙烯酸脂10份、液体石蜡5份、黄原胶5份、卵磷脂2份、聚异丁烯丁二酰亚胺3份、失水木糖醇单油酸酯4份和高羟值活性成分7份。所述的高羟值活性成分优选的由油酸和山梨醇在弱碱性环境下等摩尔混合反应制得,反应在温度200~250℃、负压0.05~0.1MPa的条件下进行。
所述填充物选用绒毛状纤维丝。
所述抗菌剂由有机改性纳米抗菌剂和无机改性纳米抗菌剂按照质量比2:1配比制得,所述有机改性纳米抗菌剂通过异氰酸酯对锐钛型TiO2粉体纳米抗菌剂进行表面改性得到,所述无机改性纳米抗菌剂为:MgO/FexO/TiO2改性纳米复合物,其中FexO由Fe2O3和FeO组成且重量比为5:1,所述MgO、FexO和TiO2之间的重量比为:1.2:0.8:100。
所述爽滑剂选自油酸酰胺。
所述催化交联剂具有如下结构通式:
其中R1和R2是独立含有2个碳原子的烷基,优选为甲基,Y是甲基;R3是氢;R4是含有12个碳原子的烷基,n是5,Z结构如下:
所述扩链剂为1,4-丁二醇和1,6-己二醇按质量比1:1的混合物。所述抗氧化剂为抗氧剂-264和双酚A按质量比1:1的混合物。
所述阻燃剂由质量百分比含量为50%的熔融指数处于5-10g/10min的聚丙烯、质量百分比含量为15%的熔融指数在1.0-1.8g/10min的聚乙烯、质量百分比含量为25%的高岭石和二氧化硅混合粉末和质量百分比含量为10%的十溴二苯基醚混合制得。
最后给出本发明各实施例所得聚氨酯材料制得的聚氨酯类粉扑与传统乳胶粉扑以及工业聚氨酯粉扑的性能对比,如下表所示:
可见基于本发明制备的聚氨酯材料制得的粉扑在掉渣、味道、环保、手感、控油性、抗菌性、弹性、清洗、亲肤性等方面具有异于传统产品的突出效果,而且成本适中,可推广性好。
以上仅是对本发明的优选实施方式进行了描述,并不将本发明的技术方案限制于此,本领域技术人员在本发明的主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本发明所要保护的技术范畴,本发明具体的保护范围以权利要求书的记载为准。
Claims (10)
1.一种聚氨酯材料,其特征在于,包括以下重量份的各原料:
2.根据权利要求1所述的聚氨酯材料,其特征在于,由以下重量份的各原料制成:
3.根据权利要求1-2任一项所述的聚氨酯材料,其特征在于,所述聚醚多元醇组合料由以下重量份的各原料混合制得:
4.根据权利要求1-3任一项所述的聚氨酯材料,其特征在于,所述防霉添加剂由防霉剂和棕榈蜡按质量比1:1混合制得,且所述防霉剂由以下重量份的各原料混合制得:
5.根据权利要求1-4任一项所述的聚氨酯材料,其特征在于,所述异氰酸酯组合料由以下重量份的各原料混合反应制得:
6.根据权利要求1-5任一项所述的聚氨酯材料,其特征在于,所述增硬剂由以下重量份的各原料混合反应制得:
其中所述硅烷偶联剂由三乙基乙烯基硅烷、三苯氧基乙烯基硅烷中的任一种与γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、苯氨基甲基三甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷和甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的任一种按照摩尔比1.5:1混合制得。
7.根据权利要求1-6任一项所述的聚氨酯材料,其特征在于,所述发泡剂由蒸馏水和易发泡乳化剂按照质量比10:1混合组成,所述易发泡乳化剂由以下重量份的各原料混合反应制得:
其中所述高羟值活性成分由油酸和山梨醇在弱碱性环境下等摩尔混合反应3~7小时制得,反应条件为温度200~250℃、负压0.05~0.1MPa。
8.根据权利要求1-7任一项所述的聚氨酯材料,其特征在于,所述抗菌剂由有机改性纳米抗菌剂和无机改性纳米抗菌剂按照质量比1.5-2.5:1配比制得,其中所述有机改性纳米抗菌剂是以TiO2粉体为光催化主体、并通过异氰酸酯的NCO基团对光催化活化下TiO2粉体的表面活性羟基进行如下改性反应得到:
其中所述无机改性纳米抗菌剂是以TiO2粉体为光催化主体、并在其中同时掺杂MgO和FexO作为改性剂的MgO/FexO/TiO2纳米复合物,且MgO、FexO和TiO2间的重量比为:0.8-1.5:0.6-0.9:100;所述有机改性纳米抗菌剂通过接枝方法接枝到由聚醚多元醇组合料与异氰酸酯组合料合成的聚氨酯预聚物分子链中,接枝反应如下:
所述无机改性纳米抗菌剂均匀分散到所述聚氨酯预聚物中。
9.根据权利要求1-8任一项所述的聚氨酯材料,其特征在于,所述催化交联剂具有如下结构通式:
其中R1和R2是独立含有1-3个碳原子的烷基,Y是甲基,Z的结构式如下:
其中R3是氢,R4是含有1至18个碳原子的烷基,n是包括端点在内的1-7的整数;
所述阻燃剂由质量百分比含量为45%-60%的熔融指数处于5-10g/10min的聚丙烯、质量百分比含量为10%-20%的熔融指数在1.0-1.8g/10min的聚乙烯、质量百分比含量为20%-30%的选自粉末状滑石、高岭石、绢云母、二氧化硅以及硅藻土中的至少一种无机填料和质量百分比含量为10%-25%的选自十溴二苯基醚、十二氯十二氢二甲桥苯唑环辛烯或其混合物的有机阻燃卤化物混合制得。
10.一种权利要求1-9任一项所述的聚氨酯材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一,按照上述设定重量份准备各原料组份;
步骤二,将所述聚醚多元醇组合料、硅灰石粉和发泡剂按设定重量份先后投入至第一反应釜中,在30-60℃下搅拌1.5小时,搅拌转速为60-120转/min,搅拌完成后制得聚醚多元醇发泡组合物;
步骤三,将所述异氰酸酯组合料和填充物按设定重量份投入至第二反应釜中,开启搅拌并控制搅拌转速为80-120转/min,逐步升温至40-50℃,并在此温度下保温搅拌1小时,然后将所述增硬剂按设定重量份投入至已经保温1小时的第二反应釜中,继续搅拌并在60-70℃下保温1小时,然后降温至40℃以下,制得异氰酸酯增硬组合物;
步骤四,将步骤二制得的聚醚多元醇发泡组合物、步骤三制得的异氰酸酯增硬组合物和设定重量份的催化交联剂投入至第三反应釜中,开启搅拌并控制搅拌转速为100-150转/min,逐步升温至70-80℃,并在此温度下保温搅拌1.5小时,然后向第三反应釜中按设定重量比加入所述抗菌剂、防霉添加剂、爽滑剂、扩链剂、抗氧化剂和阻燃剂,并在60-70℃下保温搅拌0.5-1小时,最后自然降温至40℃以下,制得聚氨酯材料。
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CN111303613A (zh) * | 2020-03-06 | 2020-06-19 | 广州琪彩化妆工具有限公司 | 一种蜂窝状大气孔聚氨酯海绵及其加工方法 |
CN114886215A (zh) * | 2022-04-19 | 2022-08-12 | 杰丽斯(广东)日用品有限公司 | 一种便携式干湿两用粉扑 |
CN115044190A (zh) * | 2022-07-18 | 2022-09-13 | 黄纯杰 | 一种感温变色美妆蛋 |
CN115109217A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-09-27 | 南通恒嘉家居科技有限公司 | 一种多功能的聚氨酯疲劳垫及其制备方法 |
CN115141479A (zh) * | 2022-09-01 | 2022-10-04 | 山东一诺威聚氨酯股份有限公司 | 包胶pc用的改性tpu及其制备方法 |
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2018
- 2018-03-26 CN CN201810253386.5A patent/CN110358285A/zh active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20191022 |
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |