CN110922558A - 一种慢回弹聚氨酯胀气泡棉及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种慢回弹聚氨酯胀气泡棉及其制备方法。慢回弹聚氨酯胀气泡棉包括以下组分：24‑30份复合聚醚多元醇、10‑16份MDI体系异氰酸酯、2.5‑3.5份滑石粉、1.2‑1.8份己二酸二辛酯、0.15‑0.20份催化剂、0.45‑0.65份硅油、0.24‑0.96份发泡剂、0.24‑0.96份扩链剂；复合聚醚多元醇由PolyolA、PolyolB和PolyolC混合而成，PolyolA、PolyolB和PolyolC的质量比为（6‑8）:（1‑3）:1。本发明的慢回弹聚氨酯胀气泡棉具有环保、高透气和良好的热疏散性能和较低的温度敏感性，在低温下仍具有较好的慢回弹效果的优点。

Description

一种慢回弹聚氨酯胀气泡棉及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚氨酯泡棉技术领域，更具体地说，它涉及一种慢回弹聚氨酯胀气泡棉及其制备方法。
背景技术
聚氨酯慢回弹泡棉被称之为记忆泡棉、粘弹泡棉，其独特之处是可以顺应承载物的形状，使得接触面积最大化、应力梯度最小化，受力集中点能够得到缓解，达到力的分散性，局部没有挤压和刺痛感。因此，慢回弹泡棉被广泛用作枕头、床垫、坐垫和沙发等，有利于人体血液循环，是一种高舒适性的保健泡棉。
申请号为CN201310227649.2的中国发明专利文件中公开了一种含有凝胶材料的慢回弹记忆棉，其由以下重量份数的原料制成：聚醚100份，甲苯二异氰酸酯32.47份，二氯甲烷2.5份，水1.33份，锡催化剂0.016份，胺催化剂0.68份，蓝色颜料0.18份，三聚氰胺16份，凝胶材料5份，开孔剂6份以及硅油0.8份；其中所述凝胶材料由以下百分含量的原料制成：聚醚87.6％，碳酸丙烯酯或磺酸丙烯酯8.76％，锡催化剂0.026％以及二苯基甲烷二异氰酸酯3.614％。
现有的这种泡棉支撑力提高100％以上，热传导性提高50％以上，但其使用TDI(甲苯二异氰酸酯)为主要组分，由于TDI的挥发性和较高的蒸汽压，使用TDI生产时蒸汽含量大，对眼、呼吸道黏膜和皮肤有刺激作用，并引起支气管哮喘，对生产环境的污染和人的伤害相对较大，同时，由于TDI的活性较低，生产中往往需要使用金属催化剂。
现有技术中，申请号为CN201510003103.8的中国发明专利申请文件中公开了一种MDI全水发泡45kg/m3模塑慢回弹胀气泡棉及其制备方法，MDI体系异氰酸酯，官能度是2-3，NCO值26-30；聚醚多元醇；表面活性剂；发泡剂；催化剂；交扩链剂；聚醚多元醇由以下材料混合而成：polyolA官能度是3，羟值32-60mgKOH/g；polyolB官能度是2，羟值240-260mgKOH/g；polyolC官能度是3，羟值240-260mgKOH/g；polyolD官能度是3，羟值20-28mgKOH/g，各种多元醇相对聚醚多元醇总量的重量比例是polyolA 30％～60％、polyolB10％～30％、polyolC 10％～30％、polyolD 10％～20％；表面活性剂用量为100份聚醚多元醇的重量比1％～6％；发泡剂用量为100份聚醚多元醇的重量比1％～4％；催化剂用量为100份聚醚多元醇的重量比0.1％～2％；交扩链剂用量为100份聚醚多元醇的重量比1％～4％。
现有的这种慢回弹胀气泡棉使用MDI体系异氰酸酯，因为MDI体系异氰酸酯的蒸气压相对于TDI来说要更低，固化速率更快，对大气污染几乎为零，提高了环保性。
但因为聚氨酯高分子聚合物对温度很敏感，又称为温感记忆棉，其通过分子流动实现慢回弹效果，但在低温环境下，分子流动性降低，慢回弹泡棉手感变硬，舒适性降低。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种慢回弹聚氨酯胀气泡棉，其具有较低的温度敏感性，在低温下仍具有较好的慢回弹效果的优点。
本发明的第二个目的在于提供一种慢回弹聚氨酯胀气泡棉的制备方法，其具有操作简单，且制作过程无污染性气体，较为环保的优点。
为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种慢回弹聚氨酯胀气泡棉，包括以下重量份的组分：24-30份复合聚醚多元醇、10-16份MDI体系异氰酸酯、2.5-3.5份滑石粉、1.2-1.8份己二酸二辛酯、0.15-0.20份催化剂、0.45-0.65份硅油、0.24-0.96份发泡剂、0.24-0.96份扩链剂；
所述复合聚醚多元醇由以下组分混合而成：PolyolA为官能度是2，羟值33-37mgKOH/g，酸值≤0.08mgKOH/g，水分≤0.08％的聚醚多元醇或官能度是3，羟值26-30mgKOH/g，酸值≤0.08mgKOH/g，水分≤0.05％的聚醚多元醇；
PolyolB为pH值是6-8，蒸气压≤0.02mbar(20℃)，相对密度为1.017(20℃)的聚氧乙烯三醇；
PolyolC为羟值293-323mgKOH/g，pH值为5.5-7.5，粘度为265-305cP，分子量为550的聚醚多元醇或官能度是3，羟值230-250mgKOH/g，水分≤0.1％，酸值≤0.08％，pH为5-7的聚醚多元醇；
所述PolyolA、PolyolB和PolyolC的质量比为(6-8):(1-3):1。
通过采用上述技术方案，使用羟值较低的PolyolA和羟值较高的PolyolC混合，再配合聚氧乙烯三醇，从而提高了泡棉的交联密度，降低相分离程度，达到较为优异的慢回弹效果；使用MDI体系异氰酸酯，其蒸汽压小，且固化速率快，生产时蒸汽含量小，降低对人体和环境的危害，同时使用滑石粉和己二酸二辛酯以降低，由于滑石粉的导热系数高，使泡棉具有良好的导热效果，从而传导人体的热量，使泡棉在低温环境下，内部具有经人体传导的热量，且滑石粉能降低泡棉的软乎点，从而使泡棉在低温环境下不易变硬，而己二酸二辛酯能提高聚氨酯泡棉中链段的活动能力，同时降低泡棉的软化点，使泡棉在低温环境下仍具有较好的断裂伸长率、挠曲性和柔韧性，降低泡棉的温度敏感性，使泡棉在较低温度下，仍具有较好的柔软性、舒适性和慢回弹效果。
进一步地，所述组分的重量份为：26-28份复合聚醚多元醇、12-14份MDI体系异氰酸酯、2.8-3.3份滑石粉、1.4-1.6份己二酸二辛酯、0.16-0.18份催化剂、0.5-0.6份硅油、0.4-0.8份发泡剂、0.4-0.8份扩链剂；
所述复合聚醚多元醇中由质量比为7:2:1的PolyolA、PolyolB和PolyolC混合而成。
通过采用上述技术方案，由于聚氨酯胀气泡棉中各组分用量更加精确，且复合聚醚多元醇中PolyolA、PolyolB和PolyolC的用量比更加准确，使制得的泡棉具有较好的柔软性和回弹性，具有良好的舒适性和较低的温度敏感性。
进一步地，所述扩链剂由对苯二甲酚-双(β-羟乙基)醚和1,4-丁二醇混合制成，对苯二甲酚-双(β-羟乙基)醚和1,4-丁二醇的质量比为1:0.1-0.4。
通过采用上述技术方案，使用对苯二甲酚-双(β-羟乙基)醚和1,4-丁二醇混合制成的扩链剂能降低泡棉的玻璃化转变温度，使泡棉在低温环境下仍具有较好的慢回弹效果。
进一步地，所述MDI体系异氰酸酯为氨基甲酸酯改性MDI或碳化二亚胺改性MDI中的一种或两种的组合物。
通过采用上述技术方案，在MDI中引入氨基甲酸酯或碳化二亚胺基团，得到液态的MDI改性物，且MDI体系异氰酸酯的固化速率比TDI快，且蒸汽压相对要低，不会产生大量的蒸汽，从而降低了对人体和环境的影响，使生产较为环保、安全。
进一步地，所述发泡剂为水。
通过采用上述技术方案，水在发泡反应中产生微量的二氧化碳，对大气污染几乎为零，不含任何有毒、有害物质的发泡剂，不产生刺激性气味，适合于车内和家居使用。
进一步地，所述催化剂为三乙烯二胺、三亚乙基二胺、二甲基乙醇胺、三亚乙基四胺选一种或几种的组合物。
进一步地，所述慢回弹聚氨酯胀气泡棉的组分还包括纳米竹炭粉和甲壳素纤维粉末，纳米竹炭粉用量是复合聚醚多元醇总量的2-4％，甲壳素纤维粉末用量是复合聚醚多元醇总量的1-2％。
通过采用上述技术方案，因聚氨酯泡棉是一种具有多孔结构的材料，其特殊的孔道结构极易富集细菌等有害生物，纳米竹炭粉具有健康环保，舒适保健，抗菌，防霉的效果，且竹炭中能持续释放出负离子，有效吸附空气中的有害气体，消除异味，清新空气，且竹炭粉能释放出远红外线，加快血液循环，改善人体的新陈代谢，消除疲劳；甲壳素纤维粉末来源于虾皮、蟹壳中的甲壳素，是自然界唯一的阳离子性纤维，其能通过范德华力吸附细菌，时细菌的细胞膜破裂，浆液外逸死亡，同时还能促使细胞壁分解而抑制细菌滋生，促进细胞新陈代谢，活化细胞起到细化皮肤，促进伤口愈合和减少疤痕的功效，能吸湿、防霉、抗菌、杀菌，与纳米竹炭粉协同作用，可提高泡棉的抗菌防霉效果，并增强其吸湿性和透气性。
进一步地，所述纳米竹炭粉由以下方法制成：
(1)将竹料剖片，置于500-600℃下炭化10-20天，粉碎成100-200nm的粉末，再置于1000-1200℃下炭化3-5天；
(2)按重量份计，将2-4份纳米银粉末、1-2份纳米二氧化钛和0.2-0.5份聚乙烯吡咯烷酮加入4-7份无水乙醇，在40℃下恒温搅拌4-5h，加入4-6份炭化后的竹炭粉末和0.1-0.3份分散剂，研磨10-20min，制得纳米竹炭粉。
通过采用上述技术方案，将竹料炭化后粉碎，再炭化，炭化后与纳米银粉末、纳米二氧化钛和聚乙烯吡咯烷酮混合，使用分散剂防止竹炭粉、纳米银粉末和纳米二氧化钛颗粒的沉降和凝聚，纳米银粉末、纳米二氧化钛和聚乙烯吡咯烷酮均具有较好的抑菌和杀菌性能，与竹炭粉混合后，可增强竹炭粉的抑菌效果。
为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：一种慢回弹聚氨酯胀气泡棉的制备方法，包括以下步骤：
S1、将PolyolA、PolyolB和PolyolC按照比例混合，依次加入硅油、扩链剂、发泡剂和催化剂，充分混合，制得预混料A，使预混料A的温度为22-28℃；
S2、将MDI体系异氰酸酯投入料缸中，加入己二酸二辛酯和滑石粉、，混合均匀，使料温为22-28℃，制得预混料B；
S3、依据反应指数设定预混料A和预混料B的流量，反应指数是75～90％；
S4、将预混料A和预混料B通过发泡机混合头充分搅拌，混合后，自由发泡，即制得慢回弹聚氨酯胀气泡棉。
通过采用上述技术方案，将复合聚醚多元醇与硅油、扩链剂等混合，再与MDI体系异氰酸酯、己二酸二辛酯和滑石粉混合，并控制混料温度为22-28℃，通过充分混合，发泡均匀，使开孔率较高，透气性和柔韧性较好，且水作为发泡剂，对人体和生产环境无污染，安全环保。
进一步地，所述步骤S4中，将预混料A和预混料B通过发泡机混合头充分搅拌后，加入纳米竹炭粉和甲壳素纤维粉末，混合后，自由发泡，灌注到模具内，模具的温度控制在50～60℃间；6～7分钟后即可制得慢回弹聚氨酯胀气泡棉。
通过采用上述技术方案，向经发泡机充分混合后的预混料A和预混料B中加入纳米竹炭粉和甲壳素纤维粉末，再进行自由发泡，在发泡时发泡剂分解产生的气体携带纳米竹炭份和甲壳素纤维粉末在聚氨酯泡棉的孔道内扩散，随着气体运动速度的下降，纳米竹炭粉和甲壳素纤维粉末附着的孔道侧壁上，形成对孔道的抗菌作用。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
第一、由于本发明采用羟值较高的PolyolA和PolyolC混合，再配合聚氧乙烯三醇，降低相分离程度，提高泡棉的交联密度，提升泡棉的慢回弹效果，并掺入滑石粉和己二酸二辛酯，由于滑石粉能降低泡棉的软化点，增强泡棉的导热性，乙二酸二辛酯能降低泡棉的玻璃转化温度，提高泡棉中链段在低温下的活力，提升泡棉在低温环境下的断裂伸长率、柔韧性和挠曲性，降低泡棉的温度敏感性，使其在低温环境下仍具有较好的慢回弹效果。
第二、本发明中优选采用对苯二甲酚-双(β-羟乙基)醚和1,4-丁二醇混合制成扩链剂，由于对苯二甲酚-双(β-羟乙基)醚和1,4-丁二河村能降低泡棉的玻璃化转变温度，使泡棉在低温环境下仍具有较好的慢回弹效果。
第三、本发明中优选采用纳米竹炭粉和甲壳素纤维粉末作为抗菌成分掺入泡棉中，因为纳米竹炭粉具有健康环保，舒适保健，抗菌防霉的作用，还能释放负离子，消除异味，甲壳素能吸湿、防霉、抑菌，促进细胞新陈代谢，活化细胞起到细化皮肤，促进伤口愈合和减少疤痕的功效，能使泡棉具有较强的吸湿、抗菌效果。
第四、本发明的方法，通过在发泡前添加纳米竹炭粉和甲壳素纤维粉末，通过发泡剂分解产生的气体，纳米竹炭粉和甲壳素纤维粉末在泡棉的孔道内扩散，并随着气体流动在孔道内壁附着，使抗菌成分在泡棉内分散均匀，抗菌效果好。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
纳米竹炭粉的制备例1-3
制备例1-3中分散剂选自广东中联邦精细化工有限公司出售的货号为DH-A012的分散剂，纳米银粉末选自北京德科岛金科技有限公司出售的货号为DK101-1的纳米银粉末，纳米二氧化钛选自重庆凯茵化工有限公司出售的型号为P25的纳米二氧化钛，聚乙烯吡咯烷酮选自广东粤美化工有限公司出售的货号为PVP-K90的聚乙烯吡咯烷酮。
制备例1：(1)将竹料剖片，置于500℃下炭化20天，粉碎成100nm的粉末，再置于1000℃下炭化5天；
(2)按重量份计，将2kg纳米银粉末、1kg纳米二氧化钛和0.2kg聚乙烯吡咯烷酮加入4kg无水乙醇，在40℃下恒温搅拌4h，加入4kg炭化后的竹炭粉末和0.1kg分散剂，研磨10min，制得纳米竹炭粉。
制备例2：(1)将竹料剖片，置于550℃下炭化15天，粉碎成150nm的粉末，再置于1100℃下炭化4天；
(2)按重量份计，将3kg纳米银粉末、1.5kg纳米二氧化钛和0.3kg聚乙烯吡咯烷酮加入5kg无水乙醇，在40℃下恒温搅拌4.5h，加入5kg炭化后的竹炭粉末和0.2kg分散剂，研磨15min，制得纳米竹炭粉。
制备例3：(1)将竹料剖片，置于600℃下炭化10天，粉碎成200nm的粉末，再置于1200℃下炭化3天；
(2)按重量份计，将4kg纳米银粉末、2kg纳米二氧化钛和0.5kg聚乙烯吡咯烷酮加入7kg无水乙醇，在40℃下恒温搅拌5h，加入6kg炭化后的竹炭粉末和0.3kg分散剂，研磨20min，制得纳米竹炭粉。
实施例
以下实施例中官能度为2，水分≤0.08％的聚醚多元醇选自上海文张新材料科技有限公司出售的货号为ZS-3602的聚醚多元醇，官能度是3，羟值酸值≤0.08mgKOH/g，水分≤0.05％的聚醚多元醇选自新疆华星友邦贸易有限公司出售的型号为GEP-828的聚醚多元醇，聚氧乙烯三醇选自中海壳牌石油化工有限公司出售的型号为SC56-23的聚氧乙烯三醇；羟值293-323mgKOH/g，pH值为5.5-7.5，粘度为265-305cP，分子量为550的聚醚多元醇选自上海优量化工科技有限公司出售的型号为SR-308的聚醚多元醇；官能度是3，水分≤0.1％，酸值≤0.08％的聚醚多元醇选自上海百昂化工科技有限公司出售的型号为1030的聚醚多元醇。
实施例1：一种慢回弹聚氨酯胀气泡棉，其原料配比如表1所示，其中复合聚醚多元醇由质量比为7:2:1的PolyolA、PolyolB和PolyolC混合制成，PolyolA为官能度是2，羟值33mgKOH/g，酸值≤0.08mgKOH/g，水分≤0.08％的聚醚多元醇，PolyolB为pH值是6，蒸气压≤0.02mbar(20℃)，相对密度为1.017(20℃)的聚氧乙烯三醇，PolyolC为羟值293mgKOH/g，pH值为5.5，粘度为265cP，分子量为550的聚醚多元醇；
该慢回弹聚氨酯胀气泡棉的制备方法包括以下步骤：
S1、将PolyolA、PolyolB和PolyolC按照比例混合，依次加入0.45kg硅油、0.24kg扩链剂、0.24kg发泡剂和0.15kg催化剂，充分混合，制得预混料A，使预混料A的温度为22℃；
其中扩链剂由质量比为1:0.1的对苯二甲酚-双(β-羟乙基)醚和1,4-丁二醇混合制成，发泡剂为水，催化剂为三乙烯二胺；
S2、将10kg MDI体系异氰酸酯投入料缸中，加入1.2kg己二酸二辛酯和2.5kg滑石粉，混合均匀，使料温为22℃，制得预混料B，MDI体系异氰酸酯为氨基甲酸酯改性MDI；
S3、依据反应指数设定预混料A和预混料B的流量，反应指数是75％；
S4、将预混料A和预混料B通过发泡机混合头充分搅拌混合后，自由发泡，灌注到模具内，模具的温度控制在50℃间；6分钟后即可制得慢回弹聚氨酯胀气泡棉。
表1实施例1-4中慢回弹聚氨酯胀气泡棉的用量配比
Figure BDA0002307665930000071
实施例2：一种慢回弹聚氨酯胀气泡棉，其原料配比如表1所示，其中复合聚醚多元醇由质量比为6:3:1的PolyolA、PolyolB和PolyolC混合制成，PolyolA为官能度是2，羟值35mgKOH/g，酸值≤0.08mgKOH/g，水分≤0.08％的聚醚多元醇，PolyolB为pH值是7，蒸气压≤0.02mbar(20℃)，相对密度为1.017(20℃)的聚氧乙烯三醇，PolyolC为羟值313mgKOH/g，pH值为6.5，粘度为285cP，分子量为550的聚醚多元醇；
该慢回弹聚氨酯胀气泡棉的制备方法包括以下步骤：
S1、将PolyolA、PolyolB和PolyolC按照比例混合，依次加入0.5kg硅油、0.4kg扩链剂、0.4kg发泡剂和0.16kg催化剂，充分混合，制得预混料A，使预混料A的温度为25℃；
其中扩链剂由质量比为1:0.3的对苯二甲酚-双(β-羟乙基)醚和1,4-丁二醇混合制成，发泡剂为水，催化剂为三亚乙基二胺；
S2、将12kg MDI体系异氰酸酯投入料缸中，加入1.4kg己二酸二辛酯和2.8kg滑石粉，混合均匀，使料温为25℃，制得预混料B，MDI体系异氰酸酯为碳化二亚胺改性MDI；
S3、依据反应指数设定预混料A和预混料B的流量，反应指数是85％；
S4、将预混料A和预混料B通过发泡机混合头充分搅拌混合后，自由发泡，灌注到模具内，模具的温度控制在55℃间；6.5分钟后即可制得慢回弹聚氨酯胀气泡棉。
实施例3：一种慢回弹聚氨酯胀气泡棉，其原料配比如表1所示，其中复合聚醚多元醇由质量比为8:1:1的PolyolA、PolyolB和PolyolC混合制成，PolyolA为官能度是2，羟值37mgKOH/g，酸值≤0.08mgKOH/g，水分≤0.08％的聚醚多元醇，PolyolB为pH值是8，蒸气压≤0.02mbar(20℃)，相对密度为1.017(20℃)的聚氧乙烯三醇，PolyolC为羟值323mgKOH/g，pH值为7.5，粘度为305cP，分子量为550的聚醚多元醇；
该慢回弹聚氨酯胀气泡棉的制备方法包括以下步骤：
S1、将PolyolA、PolyolB和PolyolC按照比例混合，依次加入0.6kg硅油、0.8kg扩链剂、0.8kg发泡剂和0.18kg催化剂，充分混合，制得预混料A，使预混料A的温度为28℃；
其中扩链剂由质量比为1:0.4的对苯二甲酚-双(β-羟乙基)醚和1,4-丁二醇混合制成，发泡剂为水，催化剂为质量比为1:1的二甲基乙醇胺和三亚乙基四胺；
S2、将14kg MDI体系异氰酸酯投入料缸中，加入1.6kg己二酸二辛酯和3.3kg滑石粉，混合均匀，使料温为28℃，制得预混料B，MDI体系异氰酸酯为碳化二亚胺改性MDI；
S3、依据反应指数设定预混料A和预混料B的流量，反应指数是90％；
S4、将预混料A和预混料B通过发泡机混合头充分搅拌混合后，自由发泡，灌注到模具内，模具的温度控制在60℃间；7分钟后即可制得慢回弹聚氨酯胀气泡棉。
实施例4：一种慢回弹聚氨酯胀气泡棉，与实施例1的区别在于，复合聚醚多元醇中PolyolC为官能度是3，羟值230mgKOH/g，水分≤0.1％，酸值≤0.08％，pH为5的聚醚多元醇。
实施例5：一种慢回弹聚氨酯胀气泡棉，与实施例1的区别在于，复合聚醚多元醇中PolyolC为官能度是3，羟值250mgKOH/g，水分≤0.1％，酸值≤0.08％，pH为7的聚醚多元醇。
实施例6：一种慢回弹聚氨酯胀气泡棉，与实施例1的区别在于，复合聚醚多元醇中PolyolA为官能度是3，羟值26mgKOH/g，酸值≤0.08mgKOH/g，水分≤0.05％的聚醚多元醇。
实施例7：一种慢回弹聚氨酯胀气泡棉，与实施例1的区别在于，复合聚醚多元醇中PolyolA为官能度是3，羟值28mgKOH/g，酸值≤0.08mgKOH/g，水分≤0.05％的聚醚多元醇。
实施例8：一种慢回弹聚氨酯胀气泡棉，与实施例1的区别在于，复合聚醚多元醇中PolyolA为官能度是3，羟值26mgKOH/g，酸值≤0.08mgKOH/g，水分≤0.05％的聚醚多元醇，PolyolC为官能度是3，羟值230mgKOH/g，水分≤0.1％，酸值≤0.08％，pH为5的聚醚多元醇。
实施例9：一种慢回弹聚氨酯胀气泡棉，与实施例1的区别在于，原料中还包括纳米竹炭粉和甲壳素纤维粉末，纳米竹炭粉用量是复合聚醚多元醇总量的2％，甲壳素纤维粉末用量是复合聚醚多元醇总量的1％，制备方法是在步骤S4中将预混料A和预混料B通过发泡机混合头充分搅拌后，加入纳米竹炭粉和甲壳素纤维粉末，纳米竹炭粉由制备例1制成，甲壳素纤维粉末的粒径为10nm。
实施例10：一种慢回弹聚氨酯胀气泡棉，与实施例1的区别在于，原料中还包括纳米竹炭粉和甲壳素纤维粉末，纳米竹炭粉用量是复合聚醚多元醇总量的3％，甲壳素纤维粉末用量是复合聚醚多元醇总量的1.5％，制备方法是在步骤S4中将预混料A和预混料B通过发泡机混合头充分搅拌后，加入纳米竹炭粉和甲壳素纤维粉末，纳米竹炭粉由制备例2制成，甲壳素纤维粉末的粒径为15nm。
实施例11：一种慢回弹聚氨酯胀气泡棉，与实施例1的区别在于，原料中还包括纳米竹炭粉和甲壳素纤维粉末，纳米竹炭粉用量是复合聚醚多元醇总量的4％，甲壳素纤维粉末用量是复合聚醚多元醇总量的2％，制备方法是在步骤S4中将预混料A和预混料B通过发泡机混合头充分搅拌后，加入纳米竹炭粉和甲壳素纤维粉末，纳米竹炭粉由制备例3制成，甲壳素纤维粉末的粒径为20nm。
对比例
对比例1：一种慢回弹聚氨酯胀气泡棉，与实施例1的区别在于，原料中未添加滑石粉。
对比例2：一种慢回弹聚氨酯胀气泡棉，与实施例1的区别在于，原料中未添加己二酸二辛酯。
对比例3：一种慢回弹聚氨酯胀气泡棉，与实施例1的区别在于，复合聚醚多元醇中PolyolA、PolyolB和PolyolC的质量比为5:4:1。
对比例4：一种慢回弹聚氨酯胀气泡棉，与实施例1的区别在于，复合聚醚多元醇中PolyolA、PolyolB和PolyolC的质量比为8.5:0.5:1。
对比例5：一种慢回弹聚氨酯胀气泡棉，与实施例1的区别在于，扩链剂中未添加对苯二甲酚-双(β-羟乙基)醚。
对比例6：一种慢回弹聚氨酯胀气泡棉，与实施例1的区别在于，扩链剂中未添加1,4-丁二醇。
对比例7：以申请号为CN201710755551.2的中国发明专利申请文件中实施例1制备的慢回弹聚氨酯发泡隔声材料作为对照，由以下重量份的各组分制备：B料：41％；A料包括以下组分：聚醚多元醇A：29.3％；聚醚多元醇B：13.5％；聚醚多元醇C：8％；A-1：0.1％；A-33：0.2％；DMEA：0.3％；EG(乙二醇)：2.7％；混合硅油：0.2％；一氟二氯乙烷：4.7％。
性能检测试验
一、力学性能检测：按照实施例1-11和对比例1-7中的方法制备慢回弹胀气泡棉，按照以下方法检测泡棉的性能，并将检测结果记录于表2中：
1、拉伸强度和断裂伸长率：按照GB/T6344-2008《软质泡沫聚合材料拉伸强度和断裂伸长率的测定》中规定进行测试；
2、回弹率：按照GB/T6670-2008《软质泡沫聚合材料落球法回弹性能的测定》
3、开孔率：按照GB/T10799-2008《硬质泡沫塑料开孔和闭孔体积百分率的测定》进行检测；
4、密度：按照GB/T6343-1995《泡沫塑料和橡胶表观(体积)密度的测定》进行检测；
5、气味强度：按照GB/T24451-2009《慢回弹软质聚氨酯泡棉塑料》中附录B中记载的内容进行检测。
表2塑料1-11和对比例1-7制备的泡棉性能检测结果
Figure BDA0002307665930000101
Figure BDA0002307665930000111
由表2中数据可以看出，由实施例1-11制备的慢回弹聚氨酯胀气泡棉具有开孔率达到96％以上，回弹效果好，力学性能优异，且无任何异味的特点。
对比例1因未添加滑石粉，由表2中数据看出，对比例1制备的泡棉力学性能、回弹效果和开孔率与实施例1-11制备的泡棉相差不大。
对比例2中因未添加己二酸二辛酯，己二酸二辛酯能增加分子间的相互移动性，由对比例2制备的泡棉拉伸强度和断裂伸长率降低，回弹率增大，密度变小，说明添加己二酸二辛酯能显著增强泡棉的力学性能。
对比例3中因PolyolA、PolyolB和PolyolC的质量比为5:4:1，对比例4中因PolyolA、PolyolB和PolyolC的质量比为8.5:0.5:1，由检测结果可以看出，对比例3和对比例4制备的泡棉与实施例1-11相比，力学性能下降，回弹效果变差。
对比例5因只使用对苯二甲酚-双(β-羟乙基)醚作为扩链剂，对比例6因只使用1,4-丁二醇作为扩链剂，由对比例5和对比例6制备泡棉性能与实施例1-11相比有所下降。
对比例7为现有技术制备的泡棉，其性能均不及本发明实施例1-1制备的泡棉。
二、热疏散性的检测：按照实施例1-11和对比例1-7中的方法制备泡棉，将各实施例和各对比例制备的泡棉制成规格相同的床垫，随机选取体重相差±1kg的志愿者90名，随机分为18组，每组5名，18组志愿者分别躺在由电导率1-11和对比例1-7制备的床垫上，并卧躺一小时，每隔1分钟，采用温度仪器测得人体下方床垫的温度，每组志愿者的检测结果取平均值，将检测结果记录于表3中。
表3实施例1-11和对比例1-7制备的泡棉热疏散性能检测结果
Figure BDA0002307665930000112
Figure BDA0002307665930000121
由表3中数据可以看出，当体重相差±1kg的志愿者在实施例1-11制备的床垫上躺卧时，人体下方床垫的初始温度逐渐升高，当躺卧30分钟后，人体下方床垫的温度变化不大，不会因躺卧时间增长而使得人体下方床垫温度较高，因此本发明实施例1-11制备的泡棉具有良好的热疏散性。
对比例1因未添加滑石粉，对比例1制成的床垫在志愿者，温度上升较快，且躺卧60分钟后，人体下方床垫温度为34.6℃，热疏散性较差。
对比例2未添加己二酸二辛酯，志愿者在对比例2制成的床垫上躺卧60分钟后，人体下方床垫温度与实施例1-11相差不大。
对比例3中因PolyolA、PolyolB和PolyolC的质量比为5:4:1，对比例4中因PolyolA、PolyolB和PolyolC的质量比为8.5:0.5:1，有检测结果可以看出，床垫温度上升较快，且60分钟后，温度达到34℃以上，与实施例1-11制备的泡棉相比，对比例3和对比例4制备的泡棉热疏散性降低。
对比例5因只使用对苯二甲酚-双(β-羟乙基)醚作为扩链剂，对比例6因只使用1,4-丁二醇作为扩链剂，由对比例5和对比例6制备的床垫在志愿者躺卧60分钟后，温度分别为31.8℃和31.9℃，与实施例1-11中相似，说明扩链剂对泡棉热疏散性影响不大。
对比例7为现有技术制备的泡棉，志愿者在躺卧后，床垫温度上升较快，60分钟时床垫温度为34.7℃，说明对比例7制备的泡棉热疏散性不如本发明实施例1-11制备的泡棉。
三、温度敏感性检测：按照实施例1-11和对比例1-7中方法制备泡棉，并在50℃、30℃、5℃和-15℃时，按照ASTM D1621-2016《硬质泡沫塑料压缩性能的标准试验方法》分别测试泡棉的40％压缩强度，将检测结果记录于表4中。
表4实施例1-11和对比例1-7制备的泡棉温度敏感性检测结果
Figure BDA0002307665930000131
由表4中数据可以看出，实施例1-11制备的泡棉在5℃时，压缩强度为2.1-2.4KPa，当降温至-15℃时，泡棉的压缩强度为4.0-4.3KPa，仍具有较好的回弹性和柔软性，温度敏感性降低，在低温环境下仍具有较好的慢回弹效果。
对比例1因未添加滑石粉，对比例1制备的泡棉在30℃和50℃时，均具有较好的压缩回弹性，但当降温至5℃时，泡棉的压缩强度突然剧增，泡棉变硬，在-15℃时，泡棉的压缩强度增强至10.8KPa，泡棉硬度增大，柔韧性和回弹性变差。
对比例2未添加己二酸二辛酯，对比例2制备的泡棉在5℃时压缩强度为3.3KPa，在降温至-15℃时，压缩强度增强至10.5KPa，泡棉的温度敏感性较高，低温柔软性较差。
对比例3中因PolyolA、PolyolB和PolyolC的质量比为5:4:1，对比例4中因PolyolA、PolyolB和PolyolC的质量比为8.5:0.5:1，由检测结果可以看出，对比例3和对比例4制备的泡棉在5℃和-15℃时压缩强度增强较为明显，温度敏感性较强，在低温下泡棉变硬，柔软性和回弹性降低。
对比例5因只使用对苯二甲酚-双(β-羟乙基)醚作为扩链剂，对比例6因只使用1,4-丁二醇作为扩链剂，对比例5和对比例6制备泡棉在5℃时压缩强度变大，-15℃时压缩强度增加更为明显，泡棉的柔软性和回弹性降低，低温时较为僵硬。
对比例7为现有技术制备的泡棉，其在低温环境下，柔软度降低，硬度变大，温度敏感性较强。
四、抗菌性能：按照实施例9-11和对比例7中方法制备泡棉，并按照AATCC TestMethod100(菌数测定法)TZ/TO2021-9检测泡棉对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的抑菌率，将检测结果记录于表5中。
表5实施例9-11和对比例7制备的泡棉抑菌率检测结果
Figure BDA0002307665930000141
由表5中数据可以看出，掺入纳米竹炭粉和甲壳素纤维粉末的实施例9-11制备的泡棉对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的抑菌率达到98％以上，而对比例7制备的泡棉对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的抑菌率均低于90％，说明本发明掺入纳米竹炭粉和甲壳素纤维粉末能显著增强泡棉的抑菌效果。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种慢回弹聚氨酯胀气泡棉，其特征在于，包括以下重量份的组分：24-30份复合聚醚多元醇、10-16份MDI体系异氰酸酯、2.5-3.5份滑石粉、1.2-1.8份己二酸二辛酯、0.15-0.20份催化剂、0.45-0.65份硅油、0.24-0.96份发泡剂、0.24-0.96份扩链剂；
所述复合聚醚多元醇由以下组分混合而成：PolyolA为官能度是2，羟值33-37mgKOH/g，酸值≤0.08mgKOH/g，水分≤0.08%的聚醚多元醇或官能度是3，羟值26-30mgKOH/g，酸值≤0.08mgKOH/g，水分≤0.05%的聚醚多元醇；
PolyolB为pH值是6-8，蒸气压≤0.02mbar（20℃），相对密度为1.017（20℃）的聚氧乙烯三醇；
PolyolC为羟值293-323mgKOH/g，pH值为5.5-7.5，粘度为265-305cP，分子量为550的聚醚多元醇或官能度是3，羟值230-250mgKOH/g，水分≤0.1%，酸值≤0.08%，pH为5-7的聚醚多元醇；
所述PolyolA、PolyolB和PolyolC的质量比为（6-8）: （1-3）:1。
2.根据权利要求1所述的慢回弹聚氨酯胀气泡棉，其特征在于，所述组分的重量份为：26-28份复合聚醚多元醇、12-14份MDI体系异氰酸酯、2.8-3.3份滑石粉、1.4-1.6份己二酸二辛酯、0.16-0.18份催化剂、0.5-0.6份硅油、0.4-0.8份发泡剂、0.4-0.8份扩链剂；
所述复合聚醚多元醇中由质量比为7:2:1的PolyolA、PolyolB和PolyolC混合而成。
3.根据权利要求1-2任一项所述的慢回弹聚氨酯胀气泡棉，其特征在于，所述扩链剂由对苯二甲酚-双（β-羟乙基）醚和1,4-丁二醇混合制成，对苯二甲酚-双（β-羟乙基）醚和1,4-丁二醇的质量比为1:0.1-0.4。
4.根据权利要求1-2任一项所述的慢回弹聚氨酯胀气泡棉，其特征在于，所述MDI体系异氰酸酯为氨基甲酸酯改性MDI或碳化二亚胺改性MDI中的一种或两种的组合物。
5.根据权利要求1-2任一项所述的慢回弹聚氨酯胀气泡棉，其特征在于，所述发泡剂为水。
6.根据权利要求1-2任一项所述的慢回弹聚氨酯胀气泡棉，其特征在于，所述催化剂为三乙烯二胺、三亚乙基二胺、二甲基乙醇胺、三亚乙基四胺选一种或几种的组合物。
7.根据权利要求1-2任一项所述的慢回弹聚氨酯胀气泡棉，其特征在于，所述慢回弹聚氨酯胀气泡棉的组分还包括纳米竹炭粉和甲壳素纤维粉末，纳米竹炭粉用量是复合聚醚多元醇总量的2-4%，甲壳素纤维粉末用量是复合聚醚多元醇总量的1-2%。
8.根据权利要求7所述的慢回弹聚氨酯胀气泡棉，其特征在于，所述纳米竹炭粉由以下方法制成：
（1）将竹料剖片，置于500-600℃下炭化10-20天，粉碎成100-200nm的粉末，再置于1000-1200℃下炭化3-5天；
（2）按重量份计，将2-4份纳米银粉末、1-2份纳米二氧化钛和0.2-0.5份聚乙烯吡咯烷酮加入4-7份无水乙醇，在40℃下恒温搅拌4-5h，加入4-6份炭化后的竹炭粉末和0.1-0.3份分散剂，研磨10-20min，制得纳米竹炭粉。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的慢回弹聚氨酯胀气泡棉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将PolyolA、PolyolB和PolyolC按照比例混合，依次加入硅油、扩链剂、发泡剂和催化剂，充分混合，制得预混料A，使预混料A的温度为22-28℃；
S2、将MDI体系异氰酸酯投入料缸中，加入己二酸二辛酯和滑石粉、，混合均匀，使料温为22-28℃，制得预混料B；
S3、依据反应指数设定预混料A和预混料B的流量，反应指数是75～90％；
S4、将预混料A和预混料B通过发泡机混合头充分搅拌，混合后，自由发泡，即制得慢回弹聚氨酯胀气泡棉。
10.根据权利要求9所述的慢回弹聚氨酯胀气泡棉的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，将预混料A和预混料B通过发泡机混合头充分搅拌后，加入纳米竹炭粉和甲壳素纤维粉末，混合后，自由发泡，灌注到模具内，模具的温度控制在50～60℃间；6～7分钟后即可制得慢回弹聚氨酯胀气泡棉。
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