CN110577625B - 透气慢回弹聚氨酯泡沫塑料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种透气慢回弹聚氨酯泡沫塑料及其制备方法和应用，主要解决现有技术中慢回弹聚氨酯泡沫塑料透气率低或同时存在慢回弹聚氨酯泡沫塑料透气率低和慢回弹效果差的问题。本发明通过采用一种透气慢回弹聚氨酯泡沫塑料，以重量份数计包括：聚醚多元醇A：10～100份，聚醚多元醇B：1～50份，聚醚多元醇C：1～50份，异氰酸酯40～80份，水：1～5份，胺类催化剂：0.2～0.8份，锡类催化剂：0.01～0.4份，泡沫稳定剂：0.5～3份，其中聚醚多元醇A的羟值为60～230mgKOH/g，不饱和度为0.01～0.2mmol/g，官能度为2～4，环氧乙烷占聚醚多元醇A的分子量的重量百分含量为50％～80％；聚醚多元醇B的羟值为120～210mgKOH/g，不饱和度为0.01～0.2mmol/g，官能度为2～4，环氧乙烷占聚醚多元醇B的分子量的重量百分含量为85％～100％；聚醚多元醇C的羟值为35～59mgKOH，不饱和度为0.01～0.2mmol/g，官能度为2～4及其制备方法和用途的技术方案，取得了较好的技术效果，可用于透气慢回弹泡沫塑料的工业生产中。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚氨酯泡沫塑料及其制备方法，特别是关于透气慢回弹聚氨酯泡沫塑料及其制备方法和应用。
背景技术
聚氨酯泡沫塑料，特别是聚氨酯软质泡沫塑料被广泛的应用于汽车、沙发、床垫、包装等行业，因其具有柔软、弹性的多孔结构，可以提供非常舒适的人体感受。
聚氨酯慢回弹泡沫塑料具有相对较慢的回复速度，可以记忆人体形状，有效分散人体压力，提供舒适的人体感受，又被称为记忆棉、零压感海绵。聚氨酯泡沫塑料的透气性能采用泡沫透气率来表示，泡沫透气率越高，聚氨酯泡沫塑料的透气性能越好。聚氨酯慢回弹泡沫塑料的慢回弹效果表现为压陷后具有一定的复原时间，压陷复原时间在3s至10s之间，人体的感觉最佳。
目前市面上常见的家私用聚氨酯慢回弹泡沫塑料多以TDI和羟值为230～310mgKOH/g的聚醚制备而成，此类海绵的透气性较差，长时间与人体接触后，聚集的热量及水蒸气无法有效散发，导致体感温度升高、皮肤潮湿黏腻，影响人体舒适感。
CN104140519B中公开了一种低反弹冰凉透气海绵，在配方中添加了四硼酸钠及氧化锌粉，当接触人体时，可以暂时吸收其中的热量，使人体感觉冰凉舒爽，其缺点在于这类材料可吸收的热量有限，当长时间接触时温度还会逐渐升高，且含有这类含有结晶水的材料易风化，失去其原有效果。
CN107353430A公开了一种透气海绵及其透气涂层，其主要特点是添加了石蜡、结晶水合盐等相变材料，其缺点在于此类添加剂存在析出、风化导致失效的可能，不利于产品的长久使用。
因此，如何提供一种既透气又具有慢回弹效果的聚氨酯泡沫塑料，是本领域技术人员所需解决的问题。
发明内容
本发明主要解决问题之一是现有技术中慢回弹聚氨酯泡沫塑料透气率低或同时存在慢回弹效果差的问题，本发明提供一种透气慢回弹聚氨酯泡沫塑料，具有聚氨酯泡沫透气率高且具有良好的慢回弹效果的优点。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的制备方法。本发明所要解决的技术问题之三是提供一种与解决技术问题之一相对应的应用。
为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种透气慢回弹聚氨酯泡沫塑料，以重量份数计包括：聚醚多元醇A：10～100份，聚醚多元醇B：1～50份，聚醚多元醇C：1～50份，异氰酸酯40～80份，水：1～5份，胺类催化剂：0.2～0.8份，锡类催化剂：0.01～0.4份，泡沫稳定剂：0.5～3份，其中聚醚多元醇A的羟值为60～230mgKOH/g，不饱和度为0.01～0.2mmol/g，官能度为2～4，环氧乙烷占聚醚多元醇A的分子量的重量百分含量为50％～80％；聚醚多元醇B的羟值为120～210mgKOH/g，不饱和度为0.01～0.2mmol/g，官能度为2～4，环氧乙烷占聚醚多元醇B的分子量的重量百分含量为85％～100％；聚醚多元醇C的羟值为35～59mgKOH，不饱和度为0.01～0.2mmol/g，官能度为2～4。
上述技术方案中，优选地聚醚多元醇A：40～80份，聚醚多元醇B：10～30份，聚醚多元醇C：10～40份，异氰酸酯50～70份，水：1～3份，胺类催化剂：0.25～0.45份，锡类催化剂：0.05～0.2份，泡沫稳定剂：0.8～2份，其中聚醚多元醇A的羟值为120～180mgKOH/g，不饱和度为0.01～0.1mmol/g，官能度为3～4，环氧乙烷占聚醚多元醇A的分子量的重量百分含量为60％～75％；聚醚多元醇B的羟值为140～180mgKOH/g，不饱和度为0.01～0.1mmol/g，官能度为3～4，环氧乙烷占聚醚多元醇B的分子量的重量百分含量为90％～100％；聚醚多元醇C的羟值为48～59mgKOH，不饱和度为0.01～0.1mmol/g，官能度为3～4。
上述技术方案中，优选地胺类催化剂为三乙烯二胺、双吗啉二乙基醚、五甲基二亚丙基三胺或N,N‘-二甲基乙醇胺中的至少一种；锡类催化剂为辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡或二醋酸二丁基锡中的至少一种；泡沫稳定剂为聚硅氧烷；异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或多苯基多亚甲基多异氰酸酯中的至少一种。
上述技术方案中，优选地胺类催化剂为双吗啉二乙基醚或五甲基二亚丙基三胺中的至少一种；锡类催化剂为辛酸亚锡或二醋酸二丁基锡中的至少一种。
上述技术方案中，优选地异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯中的至少一种。
为解决上述技术问题之二，本发明采用的技术方案如下：透气慢回弹聚氨酯泡沫塑料的制备方法，包括如下步骤：
(1)在容器A中按照重量份数计算，加入聚醚多元醇A：10～100份，聚醚多元醇B：1～50份，聚醚多元醇C：1～50份，水：1～5份，胺类催化剂：0.2～0.8份，锡类催化剂：0.01～0.4份，泡沫稳定剂：0.5～3份，均匀搅拌，搅拌速度为2000～3000rpm，搅拌温度为20～30℃；
(2)在容器A中加入异氰酸酯重量份数为40～80份，搅拌4～6秒钟得到物料Ⅰ，搅拌速度为2000～5000rpm，搅拌温度为20～30℃；
(3)将物料Ⅰ快速倒入发泡箱中熟化，熟化时间为10～72小时，熟化后制备得到透气慢回弹聚氨酯泡沫塑料。
为解决上述技术问题之三，本发明采用的技术方案如下：透气慢回弹聚氨酯泡沫塑料在家私行业中应用
本发明中的制备方法中由于采用了聚醚多元醇A、聚醚多元醇B以及聚醚多元醇C的三种聚醚多元醇组合物发泡形成一种透气慢回弹聚氨酯泡沫塑料，其中聚醚多元醇A的羟值为60～230mgKOH/g，不饱和度为0.01～0.2mmol/g，官能度为2～4，环氧乙烷占聚醚多元醇A的分子量的重量百分含量为50％～80％；聚醚多元醇B的羟值为120～210mgKOH/g，不饱和度为0.01～0.2mmol/g％，官能度为2～4，环氧乙烷占聚醚多元醇B的分子量的重量百分含量为85％～100％；聚醚多元醇C的羟值为35～59mgKOH，不饱和度为0.01～0.2mmol/g，官能度为2～4，其有益之处在于，聚醚多元醇A与聚醚多元醇B分子结构中环氧乙烷占聚醚多元醇的分子量的百分比在上述合适范围内时，制得的泡沫塑料较为开孔，且手感柔顺、不粗糙，聚醚多元醇羟值在上述范围内时，制得的泡沫具有良好的慢回弹效果；双吗啉二乙基醚或五甲基二亚丙基三胺催化活性适中，相对于常见的胺类催化剂，可以温和的促进反应进行而不会引起泡沫起发过快或过慢导致泡沫异常；辛酸亚锡或二醋酸二丁基锡是常用的锡类催化剂，保证反应过程中凝胶反应的进行，避免泡沫塑料坍塌或闭气；从而使得聚氨酯发泡制得的泡沫塑料具有透气率高，慢回弹效果好的优点，取得了较好的技术效果。
具体实施方式
表1原料清单–助剂
| 原料名称 | 牌号 | 厂家 |
| 三乙烯二胺 | A-33 | 赢创 |
| 双吗啉二乙基醚 | DMDEE | 亨斯迈 |
| 五甲基二亚丙基三胺 | ZR-50 | 亨斯迈 |
| N,N’-二甲基乙醇胺 | DMEA | 亨斯迈 |
| 辛酸亚锡 | T-9 | 迈图 |
| 二醋酸二丁基锡 | DMEA | 亨斯迈 |
| 二月桂酸二丁基锡 | T-12 | 赢创 |
| 聚硅氧烷 | L-618 | 迈图 |
| 甲苯二异氰酸酯 | TDI-80 | 科思创 |
| 二苯基甲烷二异氰酸酯 | Desmodur 3133 | 科思创 |
表2原料清单–主要原料
实施例1
1.在容器A中按照重量份数计算，加入聚醚多元醇A：20份，聚醚多元醇B：40份，聚醚多元醇C：40份，水：2份，A-33：0.5份，T-9：0.1份，L-618：1份，均匀搅拌，搅拌速度为2500rpm，搅拌温度为25℃；其中聚醚多元醇A的羟值为112gKOH/g，官能度为3，环氧乙烷占聚醚多元醇A的分子量的重量百分含量为60％；聚醚多元醇B的羟值为180mgKOH/g，官能度为3，环氧乙烷占聚醚多元醇B的分子量的重量百分含量为85％；聚醚多元醇C的羟值为41mgKOH，官能度为3；
2.在容器A中加入甲苯二异氰酸酯重量份数为60份，搅拌4～6秒钟得到物料Ⅰ，搅拌速度为3000rpm，搅拌温度为25℃；
3.将物料Ⅰ快速倒入发泡箱中熟化，熟化时间为48小时，熟化后制备得到透气慢回弹聚氨酯泡沫塑料。
实施例2至实施例5
实施例2至实施例5实验按照实施例1的各个步骤进行，唯一的区别为反应原料种类、原料配比、反应时间和温度不同，具体见表3，制备得到的透气慢回弹聚氨酯泡沫塑料的产品质量检测数据如表5所示。
表3实施例1至实施例5中各组分的原料重量份数
实施例6至实施例8及比较例1至3
实施例6至实施例8及比较例1至3实验按照实施例1的各个步骤进行，唯一的区别为反应原料种类、原料配比、反应时间和温度不同，具体见表4，制备得到的透气慢回弹聚氨酯泡沫塑料的产品质量检测数据如表5所示。
表4实施例6至实施例8及比较例1至3中各组分的原料重量份数
表5实施例1至8和比较例1至3制备的透气慢回弹聚氨酯泡沫塑料的质量检测数据
从实施例1至8中可以看出，本发明的聚氨酯泡沫塑料的透气率高至332L/min，表明该聚氨酯泡沫塑料的透气性能好；本发明的压陷复原时间控制在5至7秒之间，慢回弹效果好。
以上内容对本发明所提供的一种透气慢回弹泡沫塑料及其制备方法进行了详细介绍。本文中的实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的介绍只是为了理解本发明的核心思想，但本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本领域的技术人员在不脱离本发明原理的前提下，对本发明的修改都应当落入权利要求的保护范围内。
Claims (6)
1.一种透气慢回弹聚氨酯泡沫塑料，以重量份数计，由以下组分组成：聚醚多元醇A：10～100份，聚醚多元醇B：1～50份，聚醚多元醇C：1～50份，异氰酸酯40～80份，水：1～5份，胺类催化剂：0.2～0.8份，锡类催化剂：0.01～0.4份，泡沫稳定剂：0.5～3份，其中聚醚多元醇A的羟值为120～180mgKOH/g，不饱和度为0.01～0.1mmol/g，官能度为3～4，环氧乙烷占聚醚多元醇A的分子量的重量百分含量为60％～75％；聚醚多元醇B的羟值为140～180mgKOH/g，不饱和度为0.01～0.1mmol/g，官能度为3～4，环氧乙烷占聚醚多元醇B的分子量的重量百分含量为90％～100％；聚醚多元醇C的羟值为48～59mgKOH，不饱和度为0.01～0.1mmol/g，官能度为3～4；胺类催化剂为双吗啉二乙基醚、五甲基二亚丙基三胺或N,N-二甲基乙醇胺中的至少一种；锡类催化剂为辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡或二醋酸二丁基锡中的至少一种；泡沫稳定剂为聚硅氧烷；异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或多苯基多亚甲基多异氰酸酯中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的透气慢回弹聚氨酯泡沫塑料，其特征在于聚醚多元醇A：40～80份，聚醚多元醇B：10～30份，聚醚多元醇C：10～40份，异氰酸酯50～70份，水：1～3份，胺类催化剂：0.25～0.45份，锡类催化剂：0.05～0.2份，泡沫稳定剂：0.8～2份。
3.根据权利要求1所述的透气慢回弹聚氨酯泡沫塑料，其特征在于胺类催化剂为双吗啉二乙基醚或五甲基二亚丙基三胺中的至少一种；锡类催化剂为辛酸亚锡或二醋酸二丁基锡中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的透气慢回弹聚氨酯泡沫塑料，其特征在于异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯中的至少一种。
5.权利要求1所述的透气慢回弹聚氨酯泡沫塑料的制备方法，包括如下步骤：
(1)在容器A中按照重量份数计算，加入聚醚多元醇A：10～100份，聚醚多元醇B：1～50份，聚醚多元醇C：1～50份，水：1～5份，胺类催化剂：0.2～0.8份，锡类催化剂：0.01～0.4份，泡沫稳定剂：0.5～3份，均匀搅拌，搅拌速度为2000～3000rpm，搅拌温度为20～30℃；
(2)在容器A中加入异氰酸酯重量份数为40～80份，搅拌4～6秒钟得到物料Ⅰ，搅拌速度为2000～5000rpm，搅拌温度为20～30℃；
(3)将物料Ⅰ快速倒入发泡箱中熟化，熟化时间为10～72小时，熟化后制备得到透气慢回弹海绵。
6.权利要求1所述的透气慢回弹聚氨酯泡沫塑料在家私行业中应用。
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