CN111892740A - 纳米材料pu面板扶手及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于儿童学习应用技术领域，尤其涉及一种纳米材料PU面板扶手及其制备方法。包括扶手本体，所述扶手本体包括用于金属板件、设置在金属板件上的聚氨酯发泡件以及涂覆在聚氨酯发泡件上的纳米材料PU涂层，本发明通过提供纳米材料PU面板扶手及其制备方法，使经过上述方法成型学习椅PU发泡扶手面，具备耐磨损、防静电、抑菌，PU发泡柔软及表面结皮硬度符合支撑儿童托手、健康要求；L型扶手座、扶手面板座采用选择纳米聚丙烯注塑件，成本低又具有尼龙6各种性能，产生巨大社会效益和经济效益。

Description

纳米材料PU面板扶手及其制备方法
技术领域
本发明属于儿童学习应用技术领域，尤其涉及一种纳米材料PU面板扶手 及其制备方法。
背景技术
儿童学习桌椅是人体工程学桌椅的一种，主要针对儿童，满足儿童的成长 需要；儿童成长书桌椅可调整高度及斜度，椅子可调整坐垫高度、深度、斜度 及背垫高度、斜度，帮助儿童养成正确的坐姿。
目前，儿童使用学习桌椅学习已经十分普遍，特别是每天要读书、写字、 或画画已经成为常态，在儿童学习椅领域中，学习椅配备扶手已经被重视和强 制推广，但学习椅扶手使用频率高，存在静电对儿童惊吓、扶手面容易存在细 菌、常规PU发泡容易破裂、硬质扶手不舒适等问题。
发明内容
本发明针对上述的学习椅扶所存在的技术问题，提出一种设计合理、结构 简单、且能够有效避免静电、细菌等问题的纳米材料PU面板扶手及其制备方 法。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，本发明提供一种纳米材料 PU面板扶手，包括扶手本体，所述扶手本体包括用于金属板件、设置在金属 板件上的聚氨酯发泡件以及涂覆在聚氨酯发泡件上的纳米材料PU涂层，其中， 所述纳米材料PU涂层按照重量份数包括以下有效成份：
Figure BDA0002434822290000011
Figure BDA0002434822290000021
作为优选，所述聚氨酯发泡件包括A组组份和B组组份，且A组组份和B 组组份按照重量份数比1:0.55～1的比例配比，所述A组组份按照重量份数包括 以下有效成份：
Figure BDA0002434822290000022
所述B组组份为二氨基二苯基甲烷二异氰酸酯。
作为优选，所述聚氨酯催化剂为三乙烯二胺和延迟胺催化剂，其中，三乙 烯二胺的重量份数为0.5份～1.5份，所述延迟胺催化剂的重量份数为0.2份～0.4 份。
本发明还提供了上述纳米材料PU面板扶手的制备方法，包括以下有效步 骤：
a、首先将A组组份和B组组份分别搅拌混合均匀，待用；
b、然后，将金属板件放入扶手面板发泡模具的底模内；
c、将扶手面板发泡模具的上模与底模锁定，通电加热模温65-70℃；
d、待扶手面板发泡模具的温度达到65-70℃，利用喷注设备在扶手面板发 泡模具上模进料口同时注射设定量A组组份和B组组份，保温3.5-4分钟后， 取出发泡件；
e、将纳米材料PU涂层所需的材料加入搅拌罐内，搅拌均匀，待用；
f、将搅拌均匀的纳米材料PU涂层液体装入压缩空气喷涂设备中，对发泡 件间隙性均匀喷涂2-3遍，喷涂每遍干固后用350-400目砂纸打磨光洁，最终 涂层达到0.2-0.25MM厚即可得到纳米材料PU面板扶手。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，
本发明通过提供纳米材料PU面板扶手及其制备方法，使经过上述方法成 型学习椅PU发泡扶手面，具备耐磨损、防静电、抑菌，PU发泡柔软及表面结 皮硬度符合支撑儿童托手、健康要求；L型扶手座、扶手面板座采用选择纳米 聚丙烯注塑件，成本低又具有尼龙6各种性能，产生巨大社会效益和经济效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需 要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一 些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为纳米材料PU面板扶手的分解图；
以上各图中，1、金属板件；2、聚氨酯发泡件；3、纳米材料PU涂层。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和 实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的 实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发 明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面 公开说明书的具体实施例的限制。
实施例1，如图1，本实施例提供一种避免静电、细菌等问题的纳米材料 PU面板扶手，为此，本实施例提供的纳米材料PU面板扶手包括扶手本体，扶 手本体包括用于金属板件1、设置在金属板件1上的聚氨酯发泡件2以及涂覆 在聚氨酯发泡件2上的纳米材料PU涂层3，由于静电、细菌的问题，不在与 产品的结构的结构问题，而在于材料的问题，为此，本实施例中，对聚氨酯发 泡件2以及纳米材料PU涂层3做出相应的改进。
具体的说，首先按照重量份数，称取纳米材料PU涂层3所需要的材料， 具体的说，聚氨酯醇酸树脂55份、马林酸树脂5份、有机溶剂15份、流平剂 0.2份、分散剂0.3份、消泡剂0.2份、纳米SiO2粉末5份、纳米银抗菌剂粉 末1.5份、纳米抗静电剂粉末2.0份。
上述材料中，聚氨酯醇酸树脂是纳米材料PU涂层3主原料之一，其具有 易施工、毒性小、干燥快的特点，在本实施例中，聚氨酯醇酸树脂是以醇酸树 脂为主要原料，引入10-15％聚氨酯改性制成的树脂，其主要用于形成干滑的表 面。
马林酸树脂也是纳米材料PU涂层主原料之一脂色泽浅，抗光性强，成漆 膜后强度大，干后爽滑。
有机溶剂为现有涂料、油漆中常用的香蕉水，其是将乙酸乙酯、乙酸了酯、 苯、甲苯、丙酮、乙醇、丁醇按肯定重量百分组成制作成混合溶剂，属于涂料 中常用的原料，其主要目的是将纳米材料PU涂层3的搅拌后形成的纳米材料 PU涂层3液体稀释作用。
流平剂的主要作用是降低涂饰液表面张力，提高其流平性和均匀性，干燥 成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜。分散剂的作用是促使PU涂层 液体物料颗粒均匀分散于介质中，形成稳定悬浮体。消泡剂能降低PU涂层液 体的表面张力，防止泡沫形成。以上所使用的流平剂、分散剂以及消泡剂为现 有PU涂层常用的流平剂、分散剂以及消泡剂即可，在本实施例中，其作用和 现有PU涂层作用一致，故在本实施例中，不加详细描述。
纳米SiO2粉末主要是提高纳米材料PU涂层3表面的耐磨性以及改善纳米 材料PU涂层3表层面的光洁度，同时，纳米SiO2可以强烈地反射紫外线，能 够大大减少紫外线对配方中树脂的降解作用，防止纳米材料PU涂层3使用时 间长老化破损。
纳米抗静电剂为纳米氧化锡类抗静电剂，当儿童手触碰扶手产生静电时， 起到导电达到防静电性能。纳米抗菌剂为纳米银类抗菌剂，具有抑菌和杀菌性 能。在喷涂的过程中，由于本实施例所使用的聚氨酯为发泡件，纳米抗菌剂起 到抑制聚氨酯发泡件2表面孔隙不会隐藏或进入脏污尘埃，导到细菌出现作用， 同时，利用纳米抗菌剂的缓释技术，使产品具有持久的抗菌效果，可对细菌进 行高效广谱的杀灭和去除；杀灭和去除菌类如:黑曲霉、土曲霉、出芽短梗霉、 宛氏拟青霉、绳状青霉、绿色木霉、绿青霉、柄帚霉等。
为了配合纳米材料PU涂层3的使用，本实施例还对现有的聚氨酯发泡件 2进行了改进，具体的说，聚氨酯发泡件2包括A组组份和B组组份，且A组 组份和B组组份按照重量份数比1:0.55～1的比例配比，在本实施例中，按照1:0.7 的比例。
其中，A组组份按照重量份数包括以下有效成份：聚醚多元醇(330n) 40份、高活性聚醚(3630)40份、聚氨酯催化剂:三乙烯二胺(A33) 0.5份、聚氨酯催化剂:延迟胺催化剂(A300)0.2份、三乙醇胺 0.5份、硅油L53330.3份、二甲基乙醇胺(DMEA)0.2份、聚氧化丙烯一氧化 乙烯共聚醚2份、纳米SiO2粉末3份，余量为水，水占总重量2％左右即可。 B组组份为二氨基二苯基甲烷二异氰酸酯。
聚醚多元醇(330n)为聚氨酯发泡件2主原料之一，成品后起高回弹作用； 高活性聚醚(3630)也是聚氨酯发泡件2主原料之一，成型过程起高回弹软泡， 自结皮软泡作用；三乙烯二胺(A33)在成型过程中，起对聚氨酯催化作用，前 期起快速发泡，起30-50％凝胶作用，后期起加快固化作用；延迟胺催化剂(A300) 在成型过程起减慢粘度增加速度让发泡原料均匀分布模腔；三乙醇胺在成型过 程中起交联剂作用，加多时成型后聚氨酯发泡件2变软，增大发泡时间也变短， 品泡孔直径随着其含量增加而变小，表观密度、热导率、压缩强度、拉伸强度 和弯曲强度增大，断裂伸长率减小；硅油L5333在成型过程起气孔大小，加多容易闭孔，胀气大；二甲基乙醇胺(DMEA)在聚氨酯发泡件2成型过程起平 衡催化作用，延迟氨也起到增加聚氨酯发泡件2强度作用；聚氧化丙烯一氧化 乙烯共聚醚作用为开孔剂，起到提高成型开孔率作用，减少胀气，解决闭孔容 易使聚氨酯发泡件2成型后收缩；水在成型过程中，前期起快速发泡，控制孔 大小，加多要提高模具的温度。纳米SiO2粉末作用主要提高聚氨酯发泡件2 强度和延伸率、2.提高表层耐磨性和改善材料表层面的光洁度、3.纳米SiO2粉 末可以强烈地反射紫外线，加入到聚氨酯发泡件2中可大大减少紫外线对环氧 树脂的降解作用，防止聚氨酯发泡件2扶手使用时间长老化破损、4.利用纳米 SiO2粉末对普通塑料聚丙烯PP进行改性，使PP主要技术指标(吸水率、绝 缘电阻、压缩残余变形、挠曲强度等)均达到或超过工程塑料尼龙6的性能指 标，实现了聚丙烯替代尼龙6使用，产品成本大幅下降。
将上述原料准备好后，首先将A组组份和B组组份分别搅拌混合均匀，待 用，然后，将金属板件1放入扶手面板发泡模具的底模内，将扶手面板发泡模 具的上模与底模锁定，通电加热模温65-70℃，加热的目的，就是为了快速发 泡、成型。待扶手面板发泡模具的温度达到65-70℃，利用喷注设备在扶手面 板发泡模具上模进料口同时注射设定量A组组份和B组组份，保温3.5-4分钟 后，取出发泡件，在发泡的过程中，将纳米材料PU涂层3所需的材料加入搅 拌罐内，搅拌均匀，待用，待取出发泡件后，将搅拌均匀的纳米材料PU涂层 3液体装入压缩空气喷涂设备中，对发泡件间隙性均匀喷涂2-3遍，在喷涂的 过程中，喷涂每遍干固后用350-400目砂纸打磨光洁，最终涂层达到0.2-0.25MM 厚即可得到纳米材料PU面板扶手。
经过上述方法得到的纳米材料PU面板扶手和达到尼龙6的理化性能，且 成本大大低于尼龙6的生产成本。
实施例2，本实施例提供一种避免静电、细菌等问题的纳米材料PU面板 扶手
本实施例所提供的纳米材料PU面板扶手的结构和实施例1所提供的结构 相同，仅在原料的重量上，有所变化，为此，在本实施例中，仅提供变化的部 分。
纳米材料PU涂层3所需要的材料，具体的说，聚氨酯醇酸树脂70份、马 林酸树脂15份、有机溶剂20份、流平剂0.4份、分散剂0.3份、消泡剂0.4份、 纳米SiO2粉末15份、纳米银抗菌剂粉末3.0份、纳米抗静电剂粉末2.4份。
在本实施例中，聚氨酯发泡件2所需的A组组份和B组组份按照重量份数 比按照1：1的比例弄完，其中，A组组份按照重量份数包括以下有效成份：聚 醚多元醇(330n)50份、高活性聚醚(3630)50份、聚氨酯催化剂:三乙烯二胺 (A33)1.5份、聚氨酯催化剂:延迟胺催化剂(A300)0.4份、三乙醇胺 1.5份、硅油L53330.5份、二甲基乙醇胺(DMEA)0.4份、聚氧化丙烯一氧化 乙烯共聚醚4份、纳米SiO2粉末5份，余量为水，水占总重量2％左右即可。 B组组份为二氨基二苯基甲烷二异氰酸酯。
同样，本实施例提供的纳米材料PU面板扶手和达到尼龙6的理化性能， 且成本大大低于尼龙6的生产成本。
实施例3，本实施例提供一种避免静电、细菌等问题的纳米材料PU面板 扶手
本实施例所提供的纳米材料PU面板扶手的结构和实施例1所提供的结构 相同，仅在原料的重量上，有所变化，为此，在本实施例中，仅提供变化的部 分。
纳米材料PU涂层3所需要的材料，具体的说，聚氨酯醇酸树脂57份、马 林酸树脂10份、有机溶剂18份、流平剂0.4份、分散剂0.3份、消泡剂0.4份、 纳米SiO2粉末10份、纳米银抗菌剂粉末1.8份、纳米抗静电剂粉末2.2份。
在本实施例中，聚氨酯发泡件2所需的A组组份和B组组份按照重量份数 比按照1：0.55的比例弄完，其中，A组组份按照重量份数包括以下有效成份： 聚醚多元醇(330n)46.7份、高活性聚醚(3630)41.3份、聚氨酯催化剂:三乙烯二 胺(A33)1份、聚氨酯催化剂:延迟胺催化剂(A300)0.3份、三乙醇胺1份、硅油 L53330.4份、二甲基乙醇胺(DMEA)0.3份、聚氧化丙烯一氧化乙烯共聚醚 3份、纳米SiO2粉末4份，余量为水，水占总重量2％左右即可。B组组份为 二氨基二苯基甲烷二异氰酸酯。
同样，本实施例提供的纳米材料PU面板扶手和达到尼龙6的理化性能， 且成本大大低于尼龙6的生产成本。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的 限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改 型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案 内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与 改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (4)

1.一种纳米材料PU面板扶手，包括扶手本体，其特征在于，所述扶手本体包括用于金属板件、设置在金属板件上的聚氨酯发泡件以及涂覆在聚氨酯发泡件上的纳米材料PU涂层，其中，所述纳米材料PU涂层按照重量份数包括以下有效成份：
Figure FDA0002434822280000011
2.根据权利要求1所述的纳米材料PU面板扶手，其特征在于，所述聚氨酯发泡件包括A组组份和B组组份，且A组组份和B组组份按照重量份数比1:0.55～1的比例配比，所述A组组份按照重量份数包括以下有效成份：
Figure FDA0002434822280000012
所述B组组份为二氨基二苯基甲烷二异氰酸酯。
3.根据权利要求2所述的纳米材料PU面板扶手，其特征在于，所述聚氨酯催化剂为三乙烯二胺和延迟胺催化剂，其中，三乙烯二胺的重量份数为0.5份～1.5份，所述延迟胺催化剂的重量份数为0.2份～0.4份。
4.上述权利要求1～3任一项所述的纳米材料PU面板扶手的制备方法，其特征在于，包括以下有效步骤：
a、首先将A组组份和B组组份分别搅拌混合均匀，待用；
b、然后，将金属板件放入扶手面板发泡模具的底模内；
c、将扶手面板发泡模具的上模与底模锁定，通电加热模温65-70℃；
d、待扶手面板发泡模具的温度达到65-70℃，利用喷注设备在扶手面板发泡模具上模进料口同时注射设定量A组组份和B组组份，保温3.5-4分钟后，取出发泡件；
e、将纳米材料PU涂层所需的材料加入搅拌罐内，搅拌均匀，待用；
f、将搅拌均匀的纳米材料PU涂层液体装入压缩空气喷涂设备中，对发泡件间隙性均匀喷涂2-3遍，喷涂每遍干固后用350-400目砂纸打磨光洁，最终涂层达到0.2-0.25MM厚即可得到纳米材料PU面板扶手。
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