CN111454429A - 一种基于mdi开孔技术的高透气慢回弹棉及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于MDI开孔技术的高透气慢回弹棉，属于聚氨酯泡棉的技术领域，其包括重量份数的以下组分，MDI体系异氰酸酯11‑18份，聚醚多元醇23‑28份，慢回弹聚醚多元醇8‑10份，催化剂0.05‑0.1份，泡沫稳定剂0.2‑0.5份，水1‑4份，抗菌剂0.1‑0.3份，开孔剂1‑3份，壳聚糖0.2‑0.4份；一种基于MDI开孔技术的高透气慢回弹棉的制备方法，包括有以下步骤：将壳聚糖与抗菌剂混合加入无水乙醇，78‑90度回流30‑60分钟后干燥；将C1干燥后得到的产物、除MDI体系异氰酸酯之外的所有组分均匀混合，得到混合物；将混合物与MDI体系异氰酸酯混合并快速搅拌均匀；本发明具有不影响慢回弹棉力学性能的同时，提高其抗菌性能的效果。

Description

一种基于MDI开孔技术的高透气慢回弹棉及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚氨酯泡棉的技术领域，尤其是涉及一种基于MDI开孔技术的高透气慢回弹棉及其制备方法。
背景技术
聚氨酯慢回弹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。
现有的公告号为CN101392049B的一种全MDI聚氨酯慢回弹泡沫，所述聚氨酯泡沫特征在于由以下原料制备：a.MDI体系异氰酸酯，官能度是2.1～2.5；b.聚醚多元醇和慢回弹聚醚多元醇组分；c.发泡剂；d.催化剂；e.表面活性剂。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：其泡孔多，使用过程中易粘附有人体皮肤产生的油脂、皮屑等物质而易滋生细菌，因此需要对聚氨酯泡沫材料进行抗菌处理；抗菌剂一般分为有机抗菌剂、无机抗菌剂和天然抗菌剂，无机抗菌剂通常具有很好的抗菌性以及抗菌持久性，但是这种抗菌剂添加后与聚合物基体的相容性较差，会影响聚氨酯发泡过程中泡孔的稳定性以及均匀性；有机抗菌剂与聚合物基体相容性有所改善，但是其仍存在耐热性差、易水解、有效期短的问题；天然抗菌剂具有安全性高、生物相容性好的优点，但是其同样面临着耐热性差、有效期短的问题。因此，如何能够在不影响聚氨酯慢回弹海绵力学性能的同时，提高其抗菌性能，是一个需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的一是提供一种基于MDI开孔技术的高透气慢回弹棉，达到了不影响慢回弹棉力学性能的同时，提高其抗菌性能的效果。
本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种基于MDI开孔技术的高透气慢回弹棉，按重量份数计，包括以下组分，MDI体系异氰酸酯11-18份，聚醚多元醇23-28份，慢回弹聚醚多元醇8-10份，催化剂0.05-0.1份，泡沫稳定剂0.2-0.5份，水1-4份，抗菌剂0.1-0.3份，开孔剂1-3份，壳聚糖0.2-0.4份。
抗菌剂为载银二氧化钛。
通过采用上述技术方案，MDI体系异氰酸酯和聚醚多元醇和慢回弹聚醚多元醇，以水作为发泡剂，泡沫稳定剂稳定开孔，开孔剂有助于开孔，催化剂对其产生催化作用，使其快速反应得到慢回弹棉；
载银二氧化钛所含的银具有纳米尺寸，具有极强的杀菌活性和渗透性，且还能够与菌体的蛋白质分子中的活性基团结合，破坏其蛋白质结构，从而抑制致病菌的繁殖，几乎没有耐药性，消耗量少，耐久性好；载银二氧化钛中的载体二氧化钛有很高的光催化活性，能够利用活性羟基和其它活性氧类物质(O2 -，H2O2)共同作用，激发一系列链式反应，致使细菌蛋白质变异和脂类分解(多肽链断裂和糖类解聚)，一次杀灭细菌并使之分解，抗菌作用效果持久，具有耐酸碱和光化学腐蚀，化学稳定性好且无毒；此外，载银二氧化钛能够在慢回弹棉中分散更为均匀，且几乎不会对慢回弹棉产生力学性能的影响，从而有较好的相容性，并且纳米银与TiO2优势互补，相互促进，达到了不影响慢回弹棉力学性能的同时，提高其抗菌性能的效果；
壳聚糖中存在羟基，在催化剂的作用下，壳聚糖中的羟基和聚醚多元醇和慢回弹聚醚多元醇中的羟基产生竞争反应，而MDI体系异氰酸酯过量，壳聚糖中的羟基会与MDI体系异氰酸酯端部的-NCO反应，使得最后壳聚糖能够与MDI体系异氰酸酯接枝到一起，所以壳聚糖能够与慢回弹棉有较好的相容性，并且壳聚糖进一步提高了慢回弹棉的抗菌性能。
本发明进一步设置为：所述载银二氧化钛经过以下步骤得到：
S1:配置0.05-0.2mol/L的银铵溶液，pH值控制在10-12；
S2:以等体积浸渍的方式向二氧化钛中滴加S1得到的银铵溶液，并不断振动，使其润湿均匀，之后继续在室温下自然干燥24-48小时；
S3:将干燥的样品在紫外光源下照射2-4小时，紫外光的波长为280-315nm，强度为200-240mW/m2，即制得载银二氧化钛抗菌剂。
通过采用上述技术方案，银以纳米尺寸负载在TiO2上，纳米银的还原势极高，可以使其周围环境产生活性氧而自身释放银离子，TiO2使纳米银不易被氧化，实现了银离子的缓慢释放，且银离子能够扩大TiO2光催化激发波长，从而使得抗菌剂的抗菌性能得到进一步提高。
本发明进一步设置为：所述二氧化钛为锐钛型，且具有50-70nm的粒径。
通过采用上述技术方案，锐钛型纳米TiO2有更好的光催化性能，并抑制细菌生长和病毒的活性，使抗菌效果提高。
本发明进一步设置为：所述壳聚糖可以进一步采用以下方式改性：
B1：将壳聚糖溶解于重量浓度为1-3％的醋酸水溶液中以使得溶解浓度为1-3％，再加入与醋酸水溶液等体积的乙醇；
B2：在B1得到的溶液中继续加入丙烯酸羟乙酯，丙烯酸羟乙酯与壳聚糖的质量比为0.64-2.6，再加入丙烯酸羟乙酯质量分数1％的阻聚剂对苯二酚，在30-80度下，反应3-6小时；
B3：旋蒸反应完毕的溶液，之后用蒸馏水洗涤、过滤、干燥得到改性壳聚糖。
通过采用上述技术方案，改性壳聚糖的醇溶性更好，从而改性壳聚糖能够较好的溶解在聚醚多元醇和慢回弹聚醚多元醇中，从而有助于改性壳聚糖能够在慢回弹棉中均匀分布。
本发明进一步设置为：所述载银二氧化钛抗菌剂可以进一步采用以下方法进行改性：
A1：将载银二氧化钛抗菌剂分散在无水乙醇中，无水乙醇体积为载银二氧化钛抗菌剂的2.5-4.5倍，超声分散12-18分钟后，得到分散液；
A2：将钛酸酯偶联剂加入体积分数为11-14％的乙醇溶液中，乙醇溶液体积为钛酸酯偶联剂的2-4倍，超声分散并水解1.5-2.5小时，得到钛酸酯偶联剂溶液，将钛酸酯偶联剂溶液加入A1得到的分散液中，在78-80度条件下反应3-5小时，载银二氧化钛抗菌剂与钛酸酯偶联剂的重量比为1:(6-10)，离心得到反应完毕的物料；
A3：将A2反应完毕的物料在110-120度条件下干燥20-28小时，再研细。
通过采用上述技术方案，钛酸酯偶联剂中的烷氧基和TiO2表面形成化学结合，同时钛酸酯偶联剂有较好的烷氧基偶联功能，而改性壳聚糖、MDI体系异氰酸酯、聚醚多元醇和慢回弹聚醚多元醇中均有较多的烷氧基，从而钛酸酯偶联剂能够与改性壳聚糖、MDI体系异氰酸酯、聚醚多元醇和慢回弹聚醚多元醇均产生一定的偶联，从而大大提高了载银二氧化钛抗菌剂与慢回弹棉之间的相容性，且偶联关系的增加也使慢回弹棉的力学性能得到一定的改善。
本发明进一步设置为：按重量份数计，所述载银二氧化钛抗菌剂与改性壳聚糖的比例为1：(1.3-1.7)。
通过采用上述技术方案，壳聚糖无毒、生物可降解、生物功能性及生物相容性，并且具有抗菌特性，是一种天然环保抗菌剂，壳聚糖链上的氨基阳离子与微生物表面的负电荷依靠静电引力互相吸引，阻碍了细胞膜上物质跨膜转运，影响其代谢和繁殖，在实际应用中可以减少或避免炎症、感染等常见的症状，减少抗菌消炎药物的使用；纳米银抗菌机理是Ag吸附在细胞膜上，然后进入细胞内与L-半胱氨酸上的巯基相互作用，导致细胞内酶失去活性，且由纳米银转化来的Ag+能导致细菌细胞质中大量蛋白质、还原糖、K+泄漏，膜电位和ATP被消耗殆尽，从而引起细胞死亡，抗菌效能高但有一定的生物危险性；从而采用载银二氧化钛抗菌剂与壳聚糖复配，大大减少了纳米银的含量，有较高的生物安全性，且在该比例下，两种不同抗菌机理复配产生的抗菌效果更优。
本发明进一步设置为：所述催化剂为辛酸亚锡。
通过采用上述技术方案，辛酸亚锡是一种用于生产聚氨酯泡沫的催化剂，可以提高聚氨酯发泡速度。
本发明进一步设置为：所述泡沫稳定剂为硅油，硅油为硅油5763、硅油UF-5880、硅油5950H、硅油S-5822中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，硅油能够减小表面张力利于制得均匀微泡和稳定泡孔减少气体扩散，较快地使物料粘度增加有助于减缓泡孔快速变薄并泡，减少杂质混入避免泡孔局部表面张力降低引起塌泡及空洞，使慢回弹的孔较为均匀。
本发明进一步设置为：所述开孔剂选用开孔剂KY-1206。
本发明的目的二是提供一种基于MDI开孔技术的高透气慢回弹棉的制备方法，包括有以下制备步骤：
C1：将壳聚糖与抗菌剂混合加入其总体积3-5倍的无水乙醇，78-90度回流30-60分钟，之后将其在90-100度干燥；
C2：将C1干燥后得到的产物、除MDI体系异氰酸酯之外的所有组分均匀混合，得到混合物；
C3：将混合物与MDI体系异氰酸酯混合并快速搅拌均匀，且搅拌6-10秒，倒入已预热至50-60℃的模具中，常温熟化8-10min然后冷却1-3h，制得聚氨酯慢回弹海绵。
本发明进一步设置为：所述抗菌剂为载银二氧化钛，优选为经过钛酸酯偶联剂改性的载银二氧化钛，
其中，所述载银二氧化钛经过以下步骤得到：
S1:配置0.05-0.2mol/L的银铵溶液，pH值控制在10-12；
S2:以等体积浸渍的方式向二氧化钛中滴加S1得到的银铵溶液，并不断振动，使其润湿均匀，之后继续在室温下自然干燥24-48小时；
S3:将干燥的样品在紫外光源下照射2-4小时，紫外光的波长为280-315nm，强度为200-240mW/m2，即制得载银二氧化钛抗菌剂；
所述经过钛酸酯偶联剂改性的载银二氧化钛采用以下步骤制得：
A1：将载银二氧化钛抗菌剂分散在无水乙醇中，无水乙醇体积为载银二氧化钛抗菌剂的2.5-4.5倍，超声分散12-18分钟后，得到分散液；
A2：将钛酸酯偶联剂加入体积分数为11-14％的乙醇溶液中，乙醇溶液体积为钛酸酯偶联剂的2-4倍，超声分散并水解1.5-2.5小时，得到钛酸酯偶联剂溶液，将钛酸酯偶联剂溶液加入A1得到的分散液中，在78-80度条件下反应3-5小时，载银二氧化钛抗菌剂与钛酸酯偶联剂的重量比为1:(6-10)，离心得到反应完毕的物料；
A3：将A2反应完毕的物料在110-120度条件下干燥20-28小时，再研细。
通过采用上述技术方案，壳聚糖与经过钛酸酯偶联剂改性的载银二氧化钛抗菌剂进行初步的偶联，保证了载银二氧化钛抗菌剂与壳聚糖之间的复配；之后，初步偶联的壳聚糖和经过钛酸酯偶联剂改性的载银二氧化钛抗菌剂能够在C2中与除MDI体系异氰酸酯之外的其他组分混合均匀，同时钛酸酯偶联剂与聚醚多元醇和慢回弹聚醚多元醇进一步偶联，进一步提高了载银二氧化钛抗菌剂、壳聚糖与慢回弹棉之间的相容性；当C2的混合物与MDI体系异氰酸酯混匀时，MDI体系异氰酸酯与聚醚多元醇和慢回弹聚醚多元醇反应得到慢回弹棉，同时壳聚糖中的羟基会与MDI体系异氰酸酯端部的-NCO反应，使得最后壳聚糖能够与MDI体系异氰酸酯接枝到一起。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
1.改性壳聚糖能够溶解到聚酯多元醇中，最后改性壳聚糖能够与MDI体系异氰酸酯接枝到一起，所以壳聚糖能够与慢回弹棉有较好的相容性；
2.载银二氧化钛抗菌剂经过改性能够与改性壳聚糖进行偶联复配，进一步提高了抗菌效果；
3.制备步骤使改性壳聚糖与经过钛酸酯偶联剂改性的载银二氧化钛抗菌剂进行初步的偶联，之后经过钛酸酯偶联剂改性的载银二氧化钛抗菌剂与聚酯多元醇偶联，最后改性壳聚糖与MDI体系异氰酸酯反应，使抗菌效果提高的同时提高了相容性和其力学性能。
具体实施方式
以下对本发明作进一步详细说明。
MDI体系异氰酸酯型号为WANNATE 8610，购自万华化学有限公司；
聚醚多元醇型号为聚醚SC56-23，购自中国壳牌石油化工有限公司；
慢回弹聚醚多元醇型号为聚醚SR-308，购自上海忻瑞化工有限公司；
辛酸亚锡的型号为辛酸亚锡T-9，购自上海曹氏化工科技发展有限公司；
开孔剂，型号为KY-1206,购自宁波蔚鸿信聚氨酯有限公司；
硅油，型号为S-5822，购自佛山市力信化工有限公司；
锐钛型纳米二氧化钛，型号为DK-TiO2-A10，尺寸10nm，购自北京德科岛金科技有限公司；
壳聚糖购自南京化学试剂股份有限公司；
钛酸酯偶联剂，型号为PN-130，购自南京品宁偶联剂有限公司。
实施例1
一种基于MDI开孔技术的高透气慢回弹棉，按重量份数计，包括以下组分，MDI体系异氰酸酯11份，聚醚多元醇23份，慢回弹聚醚多元醇8份，催化剂0.05份，泡沫稳定剂0.2份，水1份，抗菌剂0.1份，开孔剂1份，壳聚糖0.2份。
抗菌剂为载银二氧化钛，催化剂为辛酸亚锡，泡沫稳定剂为硅油。
载银二氧化钛经过以下步骤得到：
S1:配置0.05mol/L的银铵溶液，pH值控制在10；
S2:以等体积浸渍的方式向二氧化钛中滴加S1得到的银铵溶液，并不断振动，使其润湿均匀，二氧化钛充分润湿后继续在室温下自然干燥24小时；
S3:将干燥的样品在紫外光源下照射2小时，紫外光的波长为280nm，强度为240mW/m2，即制得载银二氧化钛抗菌剂。
一种基于MDI开孔技术的高透气慢回弹棉的制备方法，包括有以下步骤：
C1：将壳聚糖与抗菌剂混合加入其总体积3倍的无水乙醇，78度回流30分钟，之后将其在90度干燥；
C2：将C1干燥后得到的产物、除MDI体系异氰酸酯之外的所有组分均匀混合，得到混合物；
C3：将混合物与MDI体系异氰酸酯混合并快速搅拌均匀且搅拌6秒，倒入已预热至50℃的模具中，常温熟化8min然后冷却1h，制得聚氨酯慢回弹海绵。
实施例2
一种基于MDI开孔技术的高透气慢回弹棉，按重量份数计，包括以下组分，MDI体系异氰酸酯15份，聚醚多元醇25份，慢回弹聚醚多元醇9份，催化剂0.08份，泡沫稳定剂0.3份，水2份，抗菌剂0.2份，开孔剂2份，壳聚糖0.3份。
抗菌剂为载银二氧化钛，催化剂为辛酸亚锡，泡沫稳定剂为硅油。
载银二氧化钛经过以下步骤得到：
S1:配置0.1mol/L的银铵溶液，pH值控制在11；
S2:以等体积浸渍的方式向二氧化钛中滴加S1得到的银铵溶液，并不断振动，使其润湿均匀，二氧化钛充分润湿后继续在室温下自然干燥30小时；
S3:将干燥的样品在紫外光源下照3小时，紫外光的波长为290nm，强度为220mW/m2，即制得载银二氧化钛抗菌剂。
一种基于MDI开孔技术的高透气慢回弹棉的制备方法，包括有以下步骤：
C1：将壳聚糖与抗菌剂混合加入其总体积4倍的无水乙醇，79度回流40分钟，之后将其在95度干燥；
C2：将C1干燥后得到的产物、除MDI体系异氰酸酯之外的所有组分均匀混合，得到混合物；
C3：将混合物与MDI体系异氰酸酯混合并快速搅拌均匀且搅拌8秒，倒入已预热至55℃的模具中，常温熟化9min然后冷却2h，制得聚氨酯慢回弹海绵。
实施例3
一种基于MDI开孔技术的高透气慢回弹棉，按重量份数计，包括以下组分，MDI体系异氰酸酯18份，聚醚多元醇28份，慢回弹聚醚多元醇10份，催化剂0.1份，泡沫稳定剂0.5份，水4份，抗菌剂0.3份，开孔剂3份，壳聚糖0.4份。
抗菌剂为载银二氧化钛，催化剂为辛酸亚锡，泡沫稳定剂为硅油。
载银二氧化钛经过以下步骤得到：
S1:配置0.2mol/L的银铵溶液，pH值控制在12；
S2:以等体积浸渍的方式向二氧化钛中滴加S1得到的银铵溶液，并不断振动，使其润湿均匀，二氧化钛充分润湿后继续在室温下自然干燥48小时；
S3:将干燥的样品在紫外光源下照射4小时，紫外光的波长为315nm，强度为200mW/m2，即制得载银二氧化钛抗菌剂。
一种基于MDI开孔技术的高透气慢回弹棉的制备方法，包括有以下步骤：
C1：将壳聚糖与抗菌剂混合加入其总体积5倍的无水乙醇，90度回流60分钟，之后将其在00度干燥；
C2：将C1干燥后得到的产物、除MDI体系异氰酸酯之外的所有组分均匀混合，得到混合物；
C3：将混合物与MDI体系异氰酸酯混合并快速搅拌均匀且搅拌10秒，倒入已预热至60℃的模具中，常温熟化10min然后冷却3h，制得聚氨酯慢回弹海绵。
实施例4
与实施例2的不同之处在于：
壳聚糖可以进一步采用以下方式改性：
B1：将壳聚糖溶解于重量浓度为1％的醋酸水溶液中以使得溶解浓度为1％，再加入与醋酸水溶液等体积的乙醇；
B2：在B1得到的溶液中继续加入丙烯酸羟乙酯，丙烯酸羟乙酯与壳聚糖的质量比为0.64，再加入丙烯酸羟乙酯质量分数1％的阻聚剂对苯二酚，在30度下，反应3小时；
B3：旋蒸反应完毕的溶液，之后用蒸馏水洗涤、过滤、干燥得到改性壳聚糖。
实施例5
与实施例2的不同之处在于：
壳聚糖可以进一步采用以下方式改性：
B1：将壳聚糖溶解于重量浓度为2％的醋酸水溶液中以使得溶解浓度为2％，再加入与醋酸水溶液等体积的乙醇；
B2：在B1得到的溶液中继续加入丙烯酸羟乙酯，丙烯酸羟乙酯与壳聚糖的质量比为1.94，再加入丙烯酸羟乙酯质量分数1％的阻聚剂对苯二酚，在50度下，反应4小时；
B3：旋蒸反应完毕的溶液，之后用蒸馏水洗涤、过滤、干燥得到改性壳聚糖。
实施例6
与实施例2的不同之处在于：
壳聚糖可以进一步采用以下方式改性：
B1：将壳聚糖溶解于重量浓度为3％的醋酸水溶液中以使得溶解浓度为3％，再加入与醋酸水溶液等体积的乙醇；
B2：在B1得到的溶液中继续加入丙烯酸羟乙酯，丙烯酸羟乙酯与壳聚糖的质量比为2.6，再加入丙烯酸羟乙酯质量分数1％的阻聚剂对苯二酚，在80度下，反应6小时；
B3：旋蒸反应完毕的溶液，之后用蒸馏水洗涤、过滤、干燥得到改性壳聚糖。
实施例7
与实施例5的不同之处在于：
载银二氧化钛抗菌剂可以进一步采用以下方法进行改性：
A1：将载银二氧化钛抗菌剂分散在无水乙醇中，无水乙醇体积为载银二氧化钛抗菌剂的2.5倍，超声分散12分钟后，得到分散液；
A2：将钛酸酯偶联剂加入体积分数为11％的乙醇溶液中，乙醇溶液体积为钛酸酯偶联剂的2倍，超声分散并水解1.5-小时，得到钛酸酯偶联剂溶液，将钛酸酯偶联剂溶液加入A1得到的分散液中，在78度条件下反应3小时，载银二氧化钛抗菌剂与钛酸酯偶联剂的重量比为1:6，离心得到反应完毕的物料；
A3：将A2反应完毕的物料在110度条件下干燥20小时，再研细。
实施例8
与实施例5的不同之处在于：
载银二氧化钛抗菌剂可以进一步采用以下方法进行改性：
A1：将载银二氧化钛抗菌剂分散在无水乙醇中，无水乙醇体积为载银二氧化钛抗菌剂的3倍，超声分散15分钟后，得到分散液；
A2：将钛酸酯偶联剂加入体积分数为11-14％的乙醇溶液中，乙醇溶液体积为钛酸酯偶联剂的3倍，超声分散并水解2小时，得到钛酸酯偶联剂溶液，将钛酸酯偶联剂溶液加入A1得到的分散液中，在79度条件下反应4小时，载银二氧化钛抗菌剂与钛酸酯偶联剂的重量比为1:8，离心得到反应完毕的物料；
A3：将A2反应完毕的物料在115度条件下干燥22小时，再研细。
实施例9
与实施例5的不同之处在于：
载银二氧化钛抗菌剂可以进一步采用以下方法进行改性：
A1：将载银二氧化钛抗菌剂分散在无水乙醇中，无水乙醇体积为载银二氧化钛抗菌剂的4.5倍，超声分散18分钟后，得到分散液；
A2：将钛酸酯偶联剂加入体积分数为14％的乙醇溶液中，乙醇溶液体积为钛酸酯偶联剂的4倍，超声分散并水解2.5小时，得到钛酸酯偶联剂溶液，将钛酸酯偶联剂溶液加入A1得到的分散液中，在80度条件下反应5小时，载银二氧化钛抗菌剂与钛酸酯偶联剂的重量比为1:10，离心得到反应完毕的物料；
A3：将A2反应完毕的物料在120度条件下干燥28小时，再研细。
对比例1
与实施例8的不同之处在于：
纳米TiO2采用金红石型二氧化钛(型号为DK405，尺寸15nm，购自北京德科岛金科技有限公司)。
对比例2
与实施例8的不同之处在于：
壳聚糖为0.5份。
对比例3
与实施例8的不同之处在于：
壳聚糖为0.1份。
对比例4
与实施例8的不同之处在于：
一种基于MDI开孔技术的高透气慢回弹棉的制备方法，包括有以下步骤：
C1：将改性壳聚糖与经过钛酸酯偶联剂改性的载银二氧化钛抗菌剂、除MDI体系异氰酸酯之外的所有组分均匀混合，得到混合物；
C3：将混合物与MDI体系异氰酸酯混合并快速搅拌均匀，且搅拌8秒，倒入已预热至55℃的模具中，常温熟化9min然后冷却2h，制得聚氨酯慢回弹海绵。
对比例5
与实施例8的不同之处在于：
一种基于MDI开孔技术的高透气慢回弹棉的制备方法，包括有以下步骤：
将全部组分混合并快速搅拌均匀，且搅拌8秒，倒入已预热至55℃的模具中，常温熟化9min然后冷却2h，制得聚氨酯慢回弹海绵。
对比例6
与实施例8的不同之处在于：
抗菌剂0.4份。
对比例7
与实施例8的不同之处在于：
抗菌剂0.02份。
对比例8
参照与本发明配方相近的申请公布号为CN110938187A的一种聚氨酯慢回弹海绵及其制备方法，得到慢回弹棉。
对比例9
与实施例8的不同之处在于：
抗菌剂为直接将质量比为1:1的纳米二氧化钛和纳米银混匀得到。
性能检测
按照如下方法，对实施例1-12以及对比例1-8制备的慢回弹绵的性能进行测试，将测试结果示于表1。
拉伸强度、断裂伸长率根据GB/T6344-2008《软质泡沫聚合材料拉伸强度和断裂伸长率》进行测试。
回弹率根据GB/T6670-2008《软质泡沫聚合材料落球法回弹性能的测定》进行测试。
抗菌性能采用抑菌环试验：
将实施例1-12以及对比例1-8制备的慢回弹绵裁剪呈直径4mm高2mm的圆柱，在紫外线下照射30分钟后备用；
用接种环挂刮取金黄色葡萄球菌菌落/大肠杆菌菌落至无菌PBS缓冲液中，用6×108cfu/ml比浊管比对，达到其浊度后进行梯度稀释，每次稀释十倍，直到得到6×105cfu/ml菌悬液。用无菌棉签藉取上述金黄色葡萄球菌和大肠杆菌菌悬液，分别在营养琼脂培养基平板表面均匀涂2次。盖好营养琼脂培养基平板，在室温干燥五分钟。将准备好的对照样品和含不同抗菌剂的泡沫样品分别紧贴在营养琼脂培养基平板表面，盖好平皿，32度培养十八小时后查看结果。用游标卡尺测量抑菌环的直径并记录，抑菌环直径(mm)越大，其对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的综合抗菌性能越好。
表1性能检测结果
Figure BDA0002532534530000081
Figure BDA0002532534530000091
根据表1可以看出，实施例1-9的拉伸强度、断裂伸长率、回弹率、抑菌环直径均高于对比例8，说明本发明的配方和方法在提高慢回弹棉抗菌性能的同时，也增加了其力学性能。
实施例1-3中，实施例2的断裂伸长率、回弹率、抑菌环直径最优，说明实施例2的配方和方法最优；实施例2、4-6中，实施例4-6的抗菌性稍有提高，说明改性壳聚糖的抗菌性能得到提高；实施例2、7-9中，实施例7-9的拉伸强度、断裂伸长率、回弹率、耐水抗菌率、长效抗菌率均得到提高，说明钛酸酯偶联剂对载银二氧化钛抗菌剂的改性使慢回弹棉的性能得到提高。
实施例8、对比例1中，实施例8的抗菌性能优于实施例2，说明锐使用钛型二氧化钛的抗菌性能更优；实施例8、对比例2-3中，对比例2-3的拉伸强度、断裂伸长率、回弹率、抑菌环直径均低于实施例8，说明壳聚糖的过多或过少均使慢回弹棉的力学性能和抗菌性能均得到降低；实施例8、对比例6-7中，对比例6-7的拉伸强度、断裂伸长率、回弹率、抑菌环直径均低于实施例8，载银二氧化钛抗菌剂的过多或过少，均使慢回弹棉的力学性能和抗菌性能均得到降低；实施例8、对比例4-5中，对比例4-5的抑菌环直径均明显低于实施例8，改性壳聚糖与经过钛酸酯偶联剂改性的载银二氧化钛抗菌剂先偶联复配，提高了慢回弹棉的抗菌性能；实施例8、对比例9中，实施例8的抗菌率明显高于对比例9，说明纳米载银二氧化钛的抗菌性能优于纳米银和纳米二氧化钛。
上述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)

1.一种基于MDI开孔技术的高透气慢回弹棉，其特征在于：按重量份数计，包括以下组分，MDI体系异氰酸酯11-18份，聚醚多元醇23-28份，慢回弹聚醚多元醇8-10份，催化剂0.05-0.1份，泡沫稳定剂0.2-0.5份，水1-4份，抗菌剂0.1-0.3份，开孔剂1-3份，壳聚糖0.2-0.4份；
抗菌剂为载银二氧化钛。
2.根据权利要求1所述的一种基于MDI开孔技术的高透气慢回弹棉，其特征在于：所述载银二氧化钛经过以下步骤得到：
S1:配置0.05-0.2mol/L的银铵溶液，pH值控制在10-12；
S2:以等体积浸渍的方式向二氧化钛中滴加S1得到的银铵溶液，并不断振动，使其润湿均匀，之后继续在室温下自然干燥24-48小时；
S3:将干燥的样品在紫外光源下照射2-4小时，即制得载银二氧化钛抗菌剂。
3.根据权利要求2所述的一种基于MDI开孔技术的高透气慢回弹棉，其特征在于：所述二氧化钛为锐钛型。
4.根据权利要求2所述的一种基于MDI开孔技术的高透气慢回弹棉，其特征在于：所述壳聚糖进一步采用以下方式改性：
B1：将壳聚糖溶解于重量浓度为1-3%的醋酸水溶液中以使得溶解浓度为1-3%，再加入与醋酸水溶液等体积的乙醇；
B2：在B1得到的溶液中继续加入丙烯酸羟乙酯，丙烯酸羟乙酯与壳聚糖的质量比为0.64-2.6，再加入丙烯酸羟乙酯质量分数1%的阻聚剂对苯二酚，在30-80度下，反应3-6小时；
B3：旋蒸反应完毕的溶液，之后用蒸馏水洗涤、过滤、干燥得到改性壳聚糖。
5.根据权利要求2所述的一种基于MDI开孔技术的高透气慢回弹棉，其特征在于：所述载银二氧化钛抗菌剂进一步采用以下方法进行改性：
A1：将载银二氧化钛抗菌剂分散在无水乙醇中，无水乙醇体积为载银二氧化钛抗菌剂的2.5-4.5倍，超声分散12-18分钟后，得到分散液；
A2：将钛酸酯偶联剂加入体积分数为11-14%的乙醇溶液中，乙醇溶液体积为钛酸酯偶联剂的2-4倍，超声分散并水解1.5-2.5小时，得到钛酸酯偶联剂溶液，将钛酸酯偶联剂溶液加入A1得到的分散液中，在78-80度条件下反应3-5小时，载银二氧化钛抗菌剂与钛酸酯偶联剂的重量比为1:（6-10），离心得到反应完毕的物料；
A3：将A2反应完毕的物料在110-120度条件下干燥20-28小时，再研细。
6.根据权利要求4所述的一种基于MDI开孔技术的高透气慢回弹棉，其特征在于：所述按重量份数计，所述载银二氧化钛抗菌剂与改性壳聚糖的比例为1：（1.3-1.7）。
7.根据权利要求1所述的一种基于MDI开孔技术的高透气慢回弹棉，其特征在于：所述催化剂为辛酸亚锡。
8.根据权利要求1所述的一种基于MDI开孔技术的高透气慢回弹棉，其特征在于：所述泡沫稳定剂为硅油。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种基于MDI开孔技术的高透气慢回弹棉的制备方法，其特征在于：包括有以下步骤：
C1：将壳聚糖与抗菌剂混合加入其总体积3-5倍的无水乙醇，78-90度回流30-60分钟，之后将其在90-100度干燥；
C2：将C1干燥后得到的产物、除MDI体系异氰酸酯之外的所有组分均匀混合，得到混合物；
C3：将混合物与MDI体系异氰酸酯混合并快速搅拌均匀。
10.根据权利要求9所述的一种基于MDI开孔技术的高透气慢回弹棉，其特征在于：所述抗菌剂为经过钛酸酯偶联剂改性的载银二氧化钛，
其中，所述载银二氧化钛经过以下步骤得到：
S1:配置0.05-0.2mol/L的银铵溶液，pH值控制在10-12；
S2:以等体积浸渍的方式向二氧化钛中滴加S1得到的银铵溶液，并不断振动，使其润湿均匀，之后继续在室温下自然干燥24-48小时；
S3:将干燥的样品在紫外光源下照射2-4小时，即制得载银二氧化钛抗菌剂，
所述经过钛酸酯偶联剂改性的载银二氧化钛采用以下步骤制得：
A1：将载银二氧化钛抗菌剂分散在无水乙醇中，无水乙醇体积为载银二氧化钛抗菌剂的2.5-4.5倍，超声分散12-18分钟后，得到分散液；
A2：将钛酸酯偶联剂加入体积分数为11-14%的乙醇溶液中，乙醇溶液体积为钛酸酯偶联剂的2-4倍，超声分散并水解1.5-2.5小时，再将其加入A1得到的分散液中，载银二氧化钛抗菌剂与钛酸酯偶联剂的重量比为1:（6-10），在78-80度条件下反应3-5小时，离心得到反应完毕的物料；
A3：将A2反应完毕的物料在110-120度条件下干燥20-28小时，再研细。
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