CN111925503A - 聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵及其制作工艺 - Google Patents

聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵及其制作工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵及其制作工艺，该聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵，其包括以下重量份数为的原料组分：聚酯多元醇75.89‑76.11份；甲苯二异氰酸酯20.06‑20.56份；水1.21‑1.31份；硅油0.66‑0.76份；胺0.98‑1.00份；黄色料0.4‑0.43份。本发明聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵通过爆破冲孔后，其柔性和弹性大幅度增加，使其能达到客户要求的柔性与弹性。通过本工艺，聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵本身的耐磨性和抗拉强度并没有降低，反而有较大幅度地提升，进一步提高了成品的使用寿命，且聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵可达到500％以上的延伸率，能够满足使用者的要求，以致具有极强市场竞争力。

Description

聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵及其制作工艺
技术领域：
本发明涉及口罩海绵技术领域，特指一种聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵及其制作工艺。
背景技术：
聚氨酯海绵受外力作用至拉断时，断裂时的伸长长度与初始长度的比值称为聚氨酯海绵的断裂伸长率，也称为聚氨酯海绵的延伸率，常用百分比来表示。常规聚氨酯海绵多使用聚醚多元醇来制造，由于分子量、官能度及醚键等的影响，它们的延伸率通常在200％到300％之间。而用于口罩的海绵要求最低的延伸率不能低于400％，因此常规聚氨酯海绵的延伸率就不能达到要求。
有鉴于此，本发明人提出以下技术方案。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵及其制作工艺。
为了解决上述技术问题，本发明采用了下述第一种技术方案：该聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵包括以下重量份数为的原料组分：
Figure BDA0002639860790000011
Figure BDA0002639860790000021
进一步而言，上述技术方案中，其包括以下重量份数为的原料组分：
Figure BDA0002639860790000022
进一步而言，上述技术方案中，其包括以下重量份数为的原料组分：
Figure BDA0002639860790000023
进一步而言，上述技术方案中，其包括以下重量份数为的原料组分：
Figure BDA0002639860790000024
Figure BDA0002639860790000031
为了解决上述技术问题，本发明采用了下述第二种技术方案：该聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵的制作工艺包括以下步骤：
第一步：准备以下重量份数为的原料组分：聚酯多元醇75.89-76.11份；甲苯二异氰酸酯20.06-20.56份；水1.21-1.31份；硅油0.66-0.76份；胺0.98-1.00份；黄色料0.4-0.43份。
第二步：提前将聚酯多元醇保温至35-40℃，并且将其它原料组分温度控制至22-24℃，然后按重量比例将原料组分注入混合腔；
第三步：采用搅拌器对混合腔内的原料进行搅拌，搅拌速度5000r/min,搅拌时间2-4s，搅拌均匀后注入模腔；
第四步：在模腔内进行连续反应后得到泡体产品；
第五步：对泡体进行熟化处理，完全熟化后的泡体按要求切块，然后爆破冲孔，制成聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵。
进一步而言，上述技术方案中，于第五步中，所述爆破冲孔包括以下步骤：
第一步：用干净的薄的废泡棉或其它柔软透气材料沿着切块后的泡体形状将泡体自然地完全包裹好，注意尽量不要让泡体产生褶皱，用胶带粘好接头；再将包裹好的泡体平放入爆破机内，用废旧的泡棉平整地塞进需要爆破冲孔的泡体的四周，确保泡体不能随意移动；然后在泡体上部也平铺一层废旧的泡棉，盖上爆破机盖，拧紧四周的螺丝，准备抽空；
第二步：打开抽气阀，进行抽空；当真空表达到要求值停止抽空，开始注气，其中，按要求比例注入氢气、氧气、乙炔；达到注气时间更换注气阀门；加气时要求操作人员同时打开秒表计时且必须全程观测注气过程；当气压达到要求值，关闭气瓶上的阀门，最后关闭爆破箱体上的注气阀门；最后电子打火，进行爆破冲孔；达到规定时间后，放气；
第三步：放气完毕，拧开爆破机四周的螺丝，取出泡体，同时去掉包裹在泡体表面的泡棉，将泡体用拖车拉到爆破海绵专放处冷却；
第四步：爆破的海绵完全冷却后进行后加工，制成聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵。
进一步而言，上述技术方案中，于第五步中，所述爆破冲孔的第一步之前，需要将切块后的泡体上下及左右两侧的表皮修掉。
进一步而言，上述技术方案中，各原料组分的重量份数为：
Figure BDA0002639860790000041
进一步而言，上述技术方案中，各原料组分的重量份数为：
Figure BDA0002639860790000042
进一步而言，上述技术方案中，各原料组分的重量份数为：
Figure BDA0002639860790000051
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比较具有以下有益效果：本发明聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵采用聚酯多元醇官能度在2.4左右，通过缩聚反应制得，分子链的末端通常为伯羟基。聚酯多元醇中的伯羟基含量总是比聚醚多元醇更多，聚酯活性更高，反应中就不需要添加较多的锡类催化剂，使交联程度更低，线性组成更多，故而更有利于提高聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵的延伸率。又由于聚酯中的酯键比聚醚中的醚键分子内作用力更强，进一步提高了泡绵的延伸率。另外，本发明聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵通过爆破冲孔后，其柔性和弹性大幅度增加，使其能达到客户要求的柔性与弹性。通过本工艺，聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵本身的耐磨性和抗拉强度并没有降低，反而有较大幅度地提升，进一步提高了成品的使用寿命，具有极强市场竞争力。故此，聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵可达到500％以上的延伸率。同时，本发明公开的制备方法工艺简单，可以采用连续化生产，提高作业效率以及生产效率。
具体实施方式：
下面结合具体实施例对本发明进一步说明。
实施例一：
本发明提供一种聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵，其包括以下重量份数为的原料组分：
Figure BDA0002639860790000061
本发明提供一种聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵的制作工艺，其包括以下步骤：
第一步：准备以下重量份数为的原料组分：聚酯多元醇75.89份；甲苯二异氰酸酯20.08份；水1.31份；硅油0.72份；胺0.965份；黄色料0.4份。
第二步：提前将聚酯多元醇保温至35℃，并且将其它原料组分温度控制至22℃，然后按重量比例将原料组分注入混合腔；
第三步：采用搅拌器对混合腔内的原料进行搅拌，搅拌速度5000r/min,搅拌时间3s，搅拌均匀后注入模腔；
第四步：在模腔内进行连续反应后得到泡体产品；
第五步：对泡体进行熟化处理，完全熟化后的泡体按要求切块，然后爆破冲孔，制成聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵。
所述爆破冲孔包括以下步骤：第一步：用干净的薄的废泡棉或其它柔软透气材料沿着切块后的泡体形状将泡体自然地完全包裹好，注意尽量不要让泡体产生褶皱，用胶带粘好接头；再将包裹好的泡体平放入爆破机内，用废旧的泡棉平整地塞进需要爆破冲孔的泡体的四周，确保泡体不能随意移动；然后在泡体上部也平铺一层废旧的泡棉，盖上爆破机盖，拧紧四周的螺丝，准备抽空；第二步：打开抽气阀，进行抽空；当真空表达到要求值停止抽空，开始注气，其中，按要求比例注入氢气、氧气、乙炔；达到注气时间更换注气阀门；加气时要求操作人员同时打开秒表计时且必须全程观测注气过程；当气压达到要求值，关闭气瓶上的阀门，最后关闭爆破箱体上的注气阀门；最后电子打火，进行爆破冲孔；达到规定时间后，放气；第三步：放气完毕，拧开爆破机四周的螺丝，取出泡体，同时去掉包裹在泡体表面的泡棉，将泡体用拖车拉到爆破海绵专放处冷却；第四步：爆破的海绵完全冷却后进行后加工，制成聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵。于第五步中，所述爆破冲孔的第一步之前，需要将切块后的泡体上下及左右两侧的表皮修掉。
实施例二：
本发明提供一种聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵，其包括以下重量份数为的原料组分：
Figure BDA0002639860790000071
本发明提供一种聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵的制作工艺，其包括以下步骤：
第一步：准备以下重量份数为的原料组分：聚酯多元醇76份；甲苯二异氰酸酯20.50份；水1.25份；硅油0.76份；胺0.99份；黄色料0.43份。
第二步：提前将聚酯多元醇保温至38℃，并且将其它原料组分温度控制至22℃，然后按重量比例将原料组分注入混合腔；
第三步：采用搅拌器对混合腔内的原料进行搅拌，搅拌速度5000r/min,搅拌时间3s，搅拌均匀后注入模腔；
第四步：在模腔内进行连续反应后得到泡体产品；
第五步：对泡体进行熟化处理，完全熟化后的泡体按要求切块，然后爆破冲孔，制成聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵。
所述爆破冲孔包括以下步骤：第一步：用干净的薄的废泡棉或其它柔软透气材料沿着切块后的泡体形状将泡体自然地完全包裹好，注意尽量不要让泡体产生褶皱，用胶带粘好接头；再将包裹好的泡体平放入爆破机内，用废旧的泡棉平整地塞进需要爆破冲孔的泡体的四周，确保泡体不能随意移动；然后在泡体上部也平铺一层废旧的泡棉，盖上爆破机盖，拧紧四周的螺丝，准备抽空；第二步：打开抽气阀，进行抽空；当真空表达到要求值停止抽空，开始注气，其中，按要求比例注入氢气、氧气、乙炔；达到注气时间更换注气阀门；加气时要求操作人员同时打开秒表计时且必须全程观测注气过程；当气压达到要求值，关闭气瓶上的阀门，最后关闭爆破箱体上的注气阀门；最后电子打火，进行爆破冲孔；达到规定时间后，放气；第三步：放气完毕，拧开爆破机四周的螺丝，取出泡体，同时去掉包裹在泡体表面的泡棉，将泡体用拖车拉到爆破海绵专放处冷却；第四步：爆破的海绵完全冷却后进行后加工，制成聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵。于第五步中，所述爆破冲孔的第一步之前，需要将切块后的泡体上下及左右两侧的表皮修掉。
实施例三：
本发明提供一种聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵，其包括以下重量份数为的原料组分：
Figure BDA0002639860790000091
本发明提供一种聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵的制作工艺，其包括以下步骤：
第一步：准备以下重量份数为的原料组分：聚酯多元醇76.11份；甲苯二异氰酸酯20.55份；水1.21份；硅油0.78份；胺0.063份；黄色料0.42份；
第二步：提前将聚酯多元醇保温至40℃，并且将其它原料组分温度控制至22℃，然后按重量比例将原料组分注入混合腔；
第三步：采用搅拌器对混合腔内的原料进行搅拌，搅拌速度5000r/min,搅拌时间3s，搅拌均匀后注入模腔；
第四步：在模腔内进行连续反应后得到泡体产品；
第五步：对泡体进行熟化处理，完全熟化后的泡体按要求切块，然后爆破冲孔，制成聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵。
所述爆破冲孔包括以下步骤：第一步：用干净的薄的废泡棉或其它柔软透气材料沿着切块后的泡体形状将泡体自然地完全包裹好，注意尽量不要让泡体产生褶皱，用胶带粘好接头；再将包裹好的泡体平放入爆破机内，用废旧的泡棉平整地塞进需要爆破冲孔的泡体的四周，确保泡体不能随意移动；然后在泡体上部也平铺一层废旧的泡棉，盖上爆破机盖，拧紧四周的螺丝，准备抽空；第二步：打开抽气阀，进行抽空；当真空表达到要求值停止抽空，开始注气，其中，按要求比例注入氢气、氧气、乙炔；达到注气时间更换注气阀门；加气时要求操作人员同时打开秒表计时且必须全程观测注气过程；当气压达到要求值，关闭气瓶上的阀门，最后关闭爆破箱体上的注气阀门；最后电子打火，进行爆破冲孔；达到规定时间后，放气；第三步：放气完毕，拧开爆破机四周的螺丝，取出泡体，同时去掉包裹在泡体表面的泡棉，将泡体用拖车拉到爆破海绵专放处冷却；第四步：爆破的海绵完全冷却后进行后加工，制成聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵。于第五步中，所述爆破冲孔的第一步之前，需要将切块后的泡体上下及左右两侧的表皮修掉。
上述三个实施例中，制成的聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵爆破前后物性比较(在熟化后的S7570泡体随机取三立方体小块，然后将这三小块泡体从中间剖开，一半不爆破，一半爆破，爆破后的取名SR7570)
Figure BDA0002639860790000101
Figure BDA0002639860790000111
结果及分析
1、通过外观对比可以发现，爆破后的海绵闪亮比爆破前要好很多，另外爆破后的海绵比爆破前的海绵颜色更深。因为爆破后，聚氨酯泡孔之间的细小薄膜被完全穿透，反光不再像之前那般强烈，所以给人的视觉效果是颜色变深了。
2、从物性数据来看，爆破前后密度相差不大，爆破后微微高点。爆破后硬度降低，撕裂强度、拉伸强度、延伸率均大幅度提高，尤其是对于聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵要求更高的延伸率，增幅巨大。因为爆破不可避免地会导致泡体略有收缩甚至褶皱，导致密度略有变化。由于在爆破时温度较高，穿孔性很强，导致聚氨酯分子链中的一部分不稳定的刚性交联化学基团(如缩二脲基团)被打断，使分子中的线性组成增加，韧性增加，柔性增加。故爆破后硬度降低，撕裂强度升高，拉升强度、延伸率更是大幅度增加。
综上所述，本发明聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵采用聚酯多元醇官能度在2.4左右，通过缩聚反应制得，分子链的末端通常为伯羟基。聚酯多元醇中的伯羟基含量总是比聚醚多元醇更多，聚酯活性更高，反应中就不需要添加较多的锡类催化剂，使交联程度更低，线性组成更多，故而更有利于提高聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵的延伸率。又由于聚酯中的酯键比聚醚中的醚键分子内作用力更强，进一步提高了泡绵的延伸率。另外，本发明聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵通过爆破冲孔后，其柔性和弹性大幅度增加，使其能达到客户要求的柔性与弹性。通过本工艺，聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵本身的耐磨性和抗拉强度并没有降低，反而有较大幅度地提升，进一步提高了成品的使用寿命，具有极强市场竞争力。故此，聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵可达到500％以上的延伸率。同时，本发明公开的制备方法工艺简单，可以采用连续化生产，提高作业效率以及生产效率。
当然，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并非来限制本发明实施范围，凡依本发明申请专利范围所述构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。

Claims (10)

1.聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵，其特征在于：其包括以下重量份数为的原料组分：
Figure FDA0002639860780000011
2.根据权利要求1所述的聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵，其特征在于：其包括以下重量份数为的原料组分：
Figure FDA0002639860780000012
3.根据权利要求1所述的聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵，其特征在于：其包括以下重量份数为的原料组分：
Figure FDA0002639860780000013
Figure FDA0002639860780000021
4.根据权利要求1所述的聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵，其特征在于：其包括以下重量份数为的原料组分：
Figure FDA0002639860780000022
5.聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵的制作工艺，其特征在于：其包括以下步骤：
第一步：准备以下重量份数为的原料组分：聚酯多元醇75.89-76.11份；甲苯二异氰酸酯20.06-20.56份；水1.21-1.31份；硅油0.66-0.76份；胺0.98-1.00份；黄色料0.4-0.43份。
第二步：提前将聚酯多元醇保温至35-40℃，并且将其它原料组分温度控制至22-24℃，然后按重量比例将原料组分注入混合腔；
第三步：采用搅拌器对混合腔内的原料进行搅拌，搅拌速度5000r/min,搅拌时间2-4s，搅拌均匀后注入模腔；
第四步：在模腔内进行连续反应后得到泡体产品；
第五步：对泡体进行熟化处理，完全熟化后的泡体按要求切块，然后爆破冲孔，制成聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵。
6.根据权利要求5所述的聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵的制作工艺，其特征在于：于第五步中，所述爆破冲孔包括以下步骤：
第一步：用干净的薄的废泡棉或其它柔软透气材料沿着切块后的泡体形状将泡体自然地完全包裹好，注意尽量不要让泡体产生褶皱，用胶带粘好接头；再将包裹好的泡体平放入爆破机内，用废旧的泡棉平整地塞进需要爆破冲孔的泡体的四周，确保泡体不能随意移动；然后在泡体上部也平铺一层废旧的泡棉，盖上爆破机盖，拧紧四周的螺丝，准备抽空；
第二步：打开抽气阀，进行抽空；当真空表达到要求值停止抽空，开始注气，其中，按要求比例注入氢气、氧气、乙炔；达到注气时间更换注气阀门；加气时要求操作人员同时打开秒表计时且必须全程观测注气过程；当气压达到要求值，关闭气瓶上的阀门，最后关闭爆破箱体上的注气阀门；最后电子打火，进行爆破冲孔；达到规定时间后，放气；
第三步：放气完毕，拧开爆破机四周的螺丝，取出泡体，同时去掉包裹在泡体表面的泡棉，将泡体用拖车拉到爆破海绵专放处冷却；
第四步：爆破的海绵完全冷却后进行后加工，制成聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵。
7.根据权利要求6所述的聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵的制作工艺，其特征在于：于第五步中，所述爆破冲孔的第一步之前，需要将切块后的泡体上下及左右两侧的表皮修掉。
8.根据权利要求5-7任意一项所述的聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵的制作工艺，其特征在于：各原料组分的重量份数为：
Figure FDA0002639860780000031
Figure FDA0002639860780000041
9.根据权利要求5-7任意一项所述的聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵的制作工艺，其特征在于：各原料组分的重量份数为：
Figure FDA0002639860780000042
10.根据权利要求5-7任意一项所述的聚氨酯口罩绵聚酯软质海绵的制作工艺，其特征在于：各原料组分的重量份数为：
Figure FDA0002639860780000043
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