CN110698623A - 软质无感棉及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种软质无感棉及其制备方法，属于零度棉技术领域。本发明的软质无感棉包括如下组分：第一多元醇、第二多元醇、第三多元醇、泡沫稳定剂、复合胺催化剂和水1.5~2.2份，同时，还包括改性MDI（MDI指数75~105）。本发明制得的软质无感棉其表面硬度低于3 asker F甚至达到0 asker F；40%压陷硬度低于50N，可低至20N；在低硬度的同时兼具良好的回弹性和耐压缩变形性，落球回弹大于45%，75%永久压缩变形率小于10%。用于床垫、枕头表层，空调被内里，胸衣等，具有优异的舒适性。

Description

软质无感棉及其制备方法
技术领域
本发明属于软质聚氨酯泡棉技术领域，具体涉及一种软质无感棉及其制备方法。
背景技术
软质聚氨酯泡棉(俗称海绵)产品在日常生活中的使用非常广泛。从汽车座椅到床垫枕头到文胸，软质聚氨酯泡棉不可或缺。在大量的应用中，软质聚氨酯泡棉产品被使用于跟人体接触的部分。在这种情况下，棉质产品的柔软舒适性非常重要，同时这也是棉花、丝绵、乳胶等材料被广泛使用的原因之一。而传统的海绵，不论是普通棉、高回弹还是记忆棉，由于本身材料结构的关系，无法达到接近肌肤触感的柔顺度。业内也一些相关的研究，但效果并不理想。CN105801796A公开了一种超软聚氨酯泡沫塑料的制备方法，使用不环保的甲苯二异氰酸酯发泡，25％压陷硬度为60N还远不够柔软。CN101395192A公开了一种超软泡沫，使用先合成端NCO预聚物再发泡的两步法工艺制备了一种药敷用超软材料，工艺复杂且使用受限。
众所周知，聚氨酯泡棉在汽车、家私(床垫、沙发)、鞋服行业有着非常广泛的应用。但是，传统方式制得的聚氨酯泡棉其柔软度是有限的，无法达到亲肤的细腻柔顺性。
因此，急需研发一种用料环保，工艺简便，细腻高柔顺性的软质无感棉及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明使用高环氧乙烷聚醚多元醇配合直链型聚醚二醇及单官能度聚醚，采用MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯)全水发泡。高环氧乙烷聚醚多元醇由于减少了甲基的位阻，分子链旋转更容易；MDI对称性高，链段长；二醇及单醇使链段进一步直线延展。综合以上要素制得的软质无感棉非常细腻柔顺。
本发明采用如下技术方案：
软质无感棉包括按照质量份数计的如下组分：第一多元醇60～85份，第二多元醇15～30份，第三多元醇0～10份，泡沫稳定剂1～1.5份，复合胺催化剂0.5～3份，水1.5～2.2份，同时，还包括改性MDI(MDI指数75～105)。
进一步的，所述第一多元醇、第二多元醇和第三多元醇均为聚醚多元醇。
进一步的，第一多元醇为高环氧乙烷聚醚：官能度3～4；分子量3000～6000；以氧化乙烯和氧化丙烯总重量计，氧化乙烯含量50％～100％；以总羟基含量计，伯羟基含量70％以上；
第二多元醇为聚醚二元醇：官能度2～2.5，分子量1000～4000；
第三多元醇为单官能度聚醚醇：官能度1，分子量1000～4000。
进一步的，第一多元醇为高环氧乙烷聚醚：官能度3～4；分子量3500～5000；以氧化乙烯和氧化丙烯总重量计，氧化乙烯含量70～80％；以总羟基含量计，伯羟基含量70％以上；
第二多元醇为聚醚二元醇：官能度2～2.5，分子量2000～3000；
第三多元醇为单官能度聚醚醇：官能度1，分子量2000～3000。
进一步的，所述泡沫稳定剂为聚醚改性有机硅氧烷。
进一步的，所述改性MDI，其NCO含量为25.5～32.5。
进一步的，所述复合胺催化剂为二甲基乙醇胺、双(二甲基氨基乙基)醚、三亚乙基二胺、三亚乙基二胺的封闭型延迟胺、五甲基二乙烯三胺或二甲基环己胺中的一种或多种。
所述的软质无感棉的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、一次混料：
按照所述质量份数计，将所述第一多元醇、第二多元醇、第三多元醇、泡沫稳定剂、复合胺催化剂和水混合均匀，得第一混合料；
步骤二、二次发泡：
按照所述质量份数计，将所述改性MDI加入至步骤一所得混合料中，然后进行高速混合，得第二混合料；
步骤三、发泡成型：
将步骤二所得第二混合料进行发泡成型，即得软质无感棉。
进一步的，步骤二所述混合时间为4～10s，转速为3000～5000rpm。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
1、本发明使用高环氧乙烷聚醚多元醇配合直链型聚醚二醇及单官能度聚醚，采用MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯)全水发泡。高环氧乙烷聚醚多元醇由于减少了甲基的位阻，分子链旋转更容易；MDI对称性高，链段长；二醇及单醇使链段进一步直线延展。综合以上要素制得的无感棉非常细腻柔顺；
2、本发明制得的无感棉其表面硬度低于3asker F甚至达到0asker F；40％压陷硬度低于50N，可低至20N；在低硬度的同时兼具良好的回弹性和耐压缩变形性，落球回弹大于45％，75％永久压缩变形率小于10％。用于床垫、枕头表层，空调被内里，胸衣等，具有优异的舒适性。
具体实施方式
本发明申请所采用的原料均为市场采购。其中，所采用的组分中：
高环氧乙烷聚醚：官能度3～4；分子量3000～6000，优选3500～5000；以氧化乙烯和氧化丙烯总重量计，氧化乙烯含量50％～100％，优选70～80％；以总羟基含量计，伯羟基含量70％以上。
聚醚二元醇：官能度2～2.5，分子量1000～4000，优选2000～3000。
单官能度聚醚醇：官能度1，分子量1000～4000，优选2000～3000。
实施例1
软质无感棉，包括按照质量份数计的如下组分：第一多元醇65份，第二多元醇25份，第三多元醇10份，泡沫稳定剂1份，复合胺催化剂0.5份，水1.7份，同时，还包括改性MDI(MDI指数75)。
所述第一多元醇和第二多元醇均为聚醚多元醇。
其中，第一多元醇为高环氧乙烷聚醚：官能度3；分子量3000；以氧化乙烯和氧化丙烯总重量计，氧化乙烯含量50％；以总羟基含量计，伯羟基含量70％；
第二多元醇为聚醚二元醇：官能度2，分子量1000。
所述泡沫稳定剂为聚醚改性有机硅氧烷。
所述改性MDI，其NCO含量为25.5。
所述复合胺催化剂为二甲基乙醇胺。
所述的软质无感棉的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、一次混料：
按照所述质量份数计，将所述第一多元醇、第二多元醇、泡沫稳定剂、复合胺催化剂和水混合均匀，得第一混合料；
步骤二、二次发泡：
按照所述质量份数计，将所述改性MDI加入至步骤一所得混合料中，然后进行高速混合，所述混合时间为4s，转速为5000rpm，得第二混合料；
步骤三、发泡成型：
将步骤二所得第二混合料进行发泡成型，即得软质无感棉。
实施例2
软质无感棉，包括按照质量份数计的如下组分：第一多元醇70份，第二多元醇25份，第三多元醇5份，泡沫稳定剂1.2份，复合胺催化剂0.8份，水2.1份，同时，还包括改性MDI(MDI指数83)。
所述第一多元醇、第二多元醇和第三多元醇均为聚醚多元醇。
其中，第一多元醇为高环氧乙烷聚醚：官能度4；分子量4500；以氧化乙烯和氧化丙烯总重量计，氧化乙烯含量70％；以总羟基含量计，伯羟基含量78％；
第二多元醇为聚醚二元醇：官能度2.2，分子量2000；
第三多元醇为单官能度聚醚醇：官能度1，分子量2000。
所述泡沫稳定剂为聚醚改性有机硅氧烷。
所述改性MDI，其NCO含量为28。
所述复合胺催化剂为双(二甲基氨基乙基)醚。
所述的软质无感棉的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、一次混料：
按照所述质量份数计，将所述第一多元醇、第二多元醇、第三多元醇、泡沫稳定剂、复合胺催化剂和水混合均匀，得第一混合料；
步骤二、二次发泡：
按照所述质量份数计，将所述改性MDI加入至步骤一所得混合料中，然后进行高速混合，所述混合时间为6s，转速为3500rpm，得第二混合料；
步骤三、发泡成型：
将步骤二所得第二混合料进行发泡成型，即得软质无感棉。
实施例3
软质无感棉，其特征在于，包括按照质量份数计的如下组分：第一多元醇85份，第二多元醇15份，泡沫稳定剂1.5份，复合胺催化剂3份，水2.2份，同时，还包括改性MDI(MDI指数105)。
所述第一多元醇和第二多元醇均为聚醚多元醇。
其中，第一多元醇为高环氧乙烷聚醚：官能度4；分子量6000；以氧化乙烯和氧化丙烯总重量计，氧化乙烯含量80％；以总羟基含量计，伯羟基含量87％；
第二多元醇为聚醚二元醇：官能度2.4，分子量3000；
第三多元醇为单官能度聚醚醇：官能度1，分子量3000。
所述泡沫稳定剂为聚醚改性有机硅氧烷。
所述改性MDI，其NCO含量为28.7。
所述复合胺催化剂为三亚乙基二胺。
所述的软质无感棉的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、一次混料：
按照所述质量份数计，将所述第一多元醇、第二多元醇、第三多元醇、泡沫稳定剂、复合胺催化剂和水混合均匀，得第一混合料；
步骤二、二次发泡：
按照所述质量份数计，将所述改性MDI加入至步骤一所得混合料中，然后进行高速混合，所述混合时间为10s，转速为5000rpm，得第二混合料；
步骤三、发泡成型：
将步骤二所得第二混合料进行发泡成型，即得软质无感棉。
本发明的实施方式中不限于上述三种实施方式，比如，其所述复合胺催化剂还可以采用三亚乙基二胺、三亚乙基二胺的封闭型延迟胺、五甲基二乙烯三胺或二甲基环己胺中的一种或多种。
将上述实施例1～3所得的软质无感棉进行性能检测，检测结果如表1：
表1：实施例1～3所得的软质无感棉的检测结果
技术效果 实施例1 实施例2 实施例3
表观密度，kg/m3 60 48 45
都氏模德表面硬度，asker F 1 0 1
40％压陷硬度，N/314cm2 35.20 28.00 33.50
落球回弹率，％ 45.00 47.00 49.00
70℃，22h,75％永久压缩变形率，％ 8.00 4.00 2.80
从上述表格中可以看出，本发明制得的软质无感棉其表面硬度低于3asker F甚至达到0asker F；40％压陷硬度低于50N，可低至20N；在低硬度的同时兼具良好的回弹性和耐压缩变形性，落球回弹大于45％，75％永久压缩变形率小于10％。用于床垫、枕头表层，空调被内里，胸衣等，具有优异的舒适性。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.软质无感棉，其特征在于，包括按照质量份数计的如下组分：第一多元醇60~85份，第二多元醇15~30份，第三多元醇0~10份，泡沫稳定剂1~1.5份，复合胺催化剂 0.5~3份，水1.5~2.2份，同时，还包括改性MDI（MDI指数75~105）。
2.根据权利要求1所述的软质无感棉，其特征在于，所述第一多元醇、第二多元醇和第三多元醇均为聚醚多元醇。
3.根据权利要求1或2所述的软质无感棉，其特征在于：
第一多元醇为高环氧乙烷聚醚：官能度3~4；分子量3000~6000；以氧化乙烯和氧化丙烯总重量计，氧化乙烯含量50%~100%；以总羟基含量计，伯羟基含量70%以上；
第二多元醇为聚醚二元醇：官能度2~2.5，分子量1000~4000；
第三多元醇为单官能度聚醚醇：官能度1，分子量1000~4000。
4.根据权利要求3所述的软质无感棉，其特征在于：第一多元醇为高环氧乙烷聚醚：官能度3~4；分子量3500~5000；以氧化乙烯和氧化丙烯总重量计，氧化乙烯含量70~80%；以总羟基含量计，伯羟基含量70%以上；
第二多元醇为聚醚二元醇：官能度2~2.5，分子量2000~3000；
第三多元醇为单官能度聚醚醇：官能度1，分子量2000~3000。
5.根据权利要求1所述的软质无感棉，其特征在于，所述泡沫稳定剂为聚醚改性有机硅氧烷。
6.根据权利要求1所述的软质无感棉，其特征在于，所述改性MDI，其NCO含量为25.5~32.5。
7.根据权利要求1所述的软质无感棉，其特征在于，所述复合胺催化剂为二甲基乙醇胺、双（二甲基氨基乙基）醚、三亚乙基二胺、三亚乙基二胺的封闭型延迟胺、五甲基二乙烯三胺或二甲基环己胺中的一种或多种。
8.权利要求1所述的软质无感棉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、一次混料：
按照所述质量份数计，将所述第一多元醇、第二多元醇、第三多元醇、泡沫稳定剂、复合胺催化剂和水混合均匀，得第一混合料；
步骤二、二次发泡：
按照所述质量份数计，将所述改性MDI加入至步骤一所得混合料中，然后进行高速混合，得第二混合料；
步骤三、发泡成型：
将步骤二所得第二混合料进行发泡成型，即得软质无感棉。
9.根据权利要求8所述的软质无感棉的制备方法，其特征在于，步骤二所述混合时间为4~10s，转速为3000~5000rpm。
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