CN112011170A - 一种高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵及其加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵及其加工工艺，该高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵由以下质量份数的原料制成：复合型聚醚多元醇50‑65份、聚合物多元醇15‑20份、甲苯二异氰酸酯5‑8份、异氰酸酯3‑5份、硅油1‑3份、扩链剂5‑10份、发泡剂8‑12份、泡沫稳定剂1‑3份、交联剂1‑3份、二乙醇胺1‑3份、锡类催化剂1‑2份、胺类催化剂1‑2份、抗菌抑菌剂1‑3份、防老化剂3‑5份、阻燃剂8‑12份。有益效果：使得该高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵具有较好的慢回弹性能和高阻燃性能，同时具有一定的抗菌抑菌和抗老化性能，有效提高该高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵的使用体验和使用寿命。

Description

一种高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵及其加工工艺
技术领域
本发明涉及聚氨酯海绵制备技术领域，具体来说，涉及一种高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵及其加工工艺。
背景技术
聚氨酯中文全名为聚氨基甲酸酯简称聚氨酯,根据产品的物理性能可以分成聚氨酯硬泡、聚氨酯软泡、PU自结皮海绵等，生产中修改配方，便可获得不同的密度、弹性、刚性等物理性能。其中的聚氨酯软泡也就是我们常常叫做聚氨酯海绵的材料，按软硬程度即耐负荷性能的不同，聚氨酯海绵泡可以分为普通软泡、超柔软泡、高承载软泡、高回弹软泡等。相对于天然乳胶产品昂贵的价格，聚氨酯海绵因其价格低廉，且可以通过工艺和配方的改进，生产出慢回弹、高回弹、高弹等不同功能的产品，广泛用于沙发、枕芯、床垫等产品内部以及家居装修中，很好地兼顾了性价比、舒适性和功能性。
聚氨酯海绵用于上述家居产品，因为无法用水洗清洁，时间久了难免会滋生细菌发生霉变等问题，不利于人体健康。此外，作为生产生活中广泛使用的有机材料，聚氨酯海绵属于易燃物，燃烧中还产生有毒有害气体，因此对其有防火阻燃的性能要求。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵及其加工工艺，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
为此，本发明采用的具体技术方案如下：
一种高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵及其加工工艺，该高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵由以下质量份数的原料制成：
复合型聚醚多元醇50-65份、聚合物多元醇15-20份、甲苯二异氰酸酯5-8份、异氰酸酯3-5份、硅油1-3份、扩链剂5-10份、发泡剂8-12份、泡沫稳定剂1-3份、交联剂1-3份、二乙醇胺1-3份、锡类催化剂1-2份、胺类催化剂1-2份、抗菌抑菌剂1-3份、离子表面活性剂1-3份、防老化剂3-5份、阻燃剂8-12份。
进一步的，所述离子表面活性剂包括以下原料组份：琥珀酸二酯磺酸钠25-35份、直链烷基苯磺酸钠30-45份、高分子聚乙二醇双脂15-20份、羟甲基纤维素钠10-12份、脂肪醇二乙醇酰胺5-8份、聚氧化烯化合物5-8份、疏水性二氧化硅5-5份、聚半乳甘露聚糖3-5份。
进一步的，所述防老化剂包括以下原料组份：对苯二甲酸金属盐30-45份、亚磷酸酯30-45份、聚醚改性聚硅氧烷类润湿剂20-30份、芳香胺类抗氧剂8-15份、芳香族异氰酸酯5-10份、二辛基焦磷酸酰氧基5-5份、十二烷基磺酸钠3-5份。
进一步的，所述阻燃剂包括以下原料组份：硬水铝石45-50份、水镁石20-30份、甲基磷酸二甲酯聚磷酸铵10-20份、三聚氰胺磷酸盐10-15份、二苯基磷酸酯8-10份、双季戊四5-10份、氢氧化铝2-5份、三氯溴甲烷1-3份、分散剂1-3份。
进一步的，所述抗菌抑菌剂为二氧化钛光触媒系抗菌剂、二氧化钛载银无机抗菌剂、季铵盐抗菌剂、季鏻盐抗菌剂中的任意一种或者多种组合使用。
进一步的，用于权利要求1所述的高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵的加工，包括以下步骤：
根据上述质量份数，称取所述高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵所需各原料；
将复合型聚醚多元醇、聚合物多元醇、甲苯二异氰酸酯、异氰酸酯、硅油、扩链剂、发泡剂、泡沫稳定剂、交联剂、二乙醇胺、锡类催化剂、胺类催化剂放入搅拌容器中进行搅拌混合均匀，得到混合液；
然后向上述混合液中加入抗菌抑菌剂、离子表面活性剂、防老化剂、阻燃剂，继续搅拌均匀；
对发泡模具进行加热，控制加热温度，使得模具温度为45-55℃；
向加热后的发泡模具中喂料，在55-60℃的发泡模具中发泡10～20分钟，并在30-40℃下自然熟化2-5小时制得高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵；
对制得的高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵进行自然冷却2-4小时，获得成品；
根据需要对成品高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵进行切割，使其形成所需形状。
进一步的，步骤二中原料加入搅拌器中2000-5000r/min下搅拌10-25min，步骤三中抗菌抑菌剂、离子表面活性剂、防老化剂、阻燃剂加入步骤二得到的混合液后，在搅拌器中2000-5000r/min下搅拌5-140min。
进一步的，步骤二和步骤三中的搅拌温度控制在5-10℃。
进一步的，所述扩链剂为1，4-丁二醇、1，6-己二醇、三羟基甲基丙烷或二甘醇中的一种。
进一步的，所述分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠或焦磷酸钠中的一种。
其中，本发明所采用的原料药份阐述如下：
聚醚多元醇：聚醚多元醇(简称聚醚)是由起始剂(含活性氢基团的化合物)与环氧乙烷(EO)、环氧丙烷(PO)、环氧丁烷(BO)等在催化剂存在下经加聚反应制得。聚醚产量最大者为以甘油(丙三醇)作起始剂和环氧化物(一般是PO与EO并用)，通过改变PO和EO的加料方式(混合加或分开加)、加量比、加料次序等条件，生产出各种通用的聚醚多元醇。
聚合物多元醇：聚合物多元醇外观一般为白色或浅乳黄色。聚合物多元醇是一种含有有机填料的多元醇，可取代无机填料，不仅能使聚氨酯泡沫具有较高的承载能力和良好的回弹性能，还使泡沫的泡孔结构、物理机械性能得到改进。
甲苯二异氰酸酯：有2，4-甲苯二异氰酸酯和2，6-甲苯二异氰酸酯(TDI)两种异构体，易与含有活性氢原子的化合物作用。与二元醇作用而成线型聚氨基甲酸酯或聚氨酯树脂。
异氰酸酯：异氰酸酯是异氰酸的各种酯的总称。若以-NCO基团的数量分类，包括单异氰酸酯R-N＝C＝O和二异氰酸酯O＝C＝N-R-N＝C＝O及多异氰酸酯等。
本发明的有益效果为：通过由复合型聚醚多元醇、聚合物多元醇、甲苯二异氰酸酯、异氰酸酯、硅油、扩链剂、发泡剂、泡沫稳定剂、交联剂、二乙醇胺、锡类催化剂、胺类催化剂、抗菌抑菌剂、离子表面活性剂、防老化剂、阻燃剂配制生产而成的高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵，从而使得该高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵具有较好的慢回弹性能和高阻燃性能，同时具有一定的抗菌抑菌和抗老化性能，有效提高该高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵的使用体验和使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的一种高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵的加工工艺流程图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
根据本发明的实施例，提供了一种高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵及其加工工艺。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明，如图1所示，根据本发明实施例的高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵，该高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵由以下质量份数的原料制成：
复合型聚醚多元醇50-65份、聚合物多元醇15-20份、甲苯二异氰酸酯5-8份、异氰酸酯3-5份、硅油1-3份、扩链剂5-10份、发泡剂8-12份、泡沫稳定剂1-3份、交联剂1-3份、二乙醇胺1-3份、锡类催化剂1-2份、胺类催化剂1-2份、抗菌抑菌剂1-3份、离子表面活性剂1-3份、防老化剂3-5份、阻燃剂8-12份。
实施例一
一种高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵，该高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵由以下质量份数的原料制成：
复合型聚醚多元醇50g、聚合物多元醇15g、甲苯二异氰酸酯5g、异氰酸酯3g、硅油1g、扩链剂5g、发泡剂8g、泡沫稳定剂1g、交联剂1g、二乙醇胺1g、锡类催化剂1g、胺类催化剂1g、抗菌抑菌剂1g、离子表面活性剂1g、防老化剂3g、阻燃剂8g。
该高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵的加工，包括以下步骤：
根据上述质量份数，称取所述高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵所需各原料；
将复合型聚醚多元醇50g、聚合物多元醇15g、甲苯二异氰酸酯5g、异氰酸酯3g、硅油1g、扩链剂5g、发泡剂8g、泡沫稳定剂1g、交联剂1g、二乙醇胺1g、锡类催化剂1g、胺类催化剂1g放入搅拌容器中进行搅拌混合均匀，得到混合液；
然后向上述混合液中加入抗菌抑菌剂1g、离子表面活性剂1g、防老化剂3g、阻燃剂8g，继续搅拌均匀；
对发泡模具进行加热，控制加热温度，使得模具温度为45-55℃；
向加热后的发泡模具中喂料，在55-60℃的发泡模具中发泡10～20分钟，并在30-40℃下自然熟化2-5小时制得高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵；
对制得的高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵进行自然冷却2-4小时，获得成品；
根据需要对成品高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵进行切割，使其形成所需形状。
实施例二
一种高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵，该高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵由以下质量份数的原料制成：
复合型聚醚多元醇57.5g、聚合物多元醇17.5g、甲苯二异氰酸酯6.5g、异氰酸酯4g、硅油2g、扩链剂7.5g、发泡剂10g、泡沫稳定剂2g、交联剂2g、二乙醇胺2g、锡类催化剂1.5g、胺类催化剂1.5g、抗菌抑菌剂1.5g、离子表面活性剂1.5g、防老化剂4g、阻燃剂10g。
该高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵的加工，包括以下步骤：
根据上述质量份数，称取所述高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵所需各原料；
将复合型聚醚多元醇57.5g、聚合物多元醇17.5g、甲苯二异氰酸酯6.5g、异氰酸酯4g、硅油2g、扩链剂7.5g、发泡剂10g、泡沫稳定剂2g、交联剂2g、二乙醇胺2g、锡类催化剂1.5g、胺类催化剂1.5g放入搅拌容器中进行搅拌混合均匀，得到混合液；
然后向上述混合液中加入抗菌抑菌剂1.5g、离子表面活性剂1.5g、防老化剂4g、阻燃剂10g，继续搅拌均匀；
对发泡模具进行加热，控制加热温度，使得模具温度为45-55℃；
向加热后的发泡模具中喂料，在55-60℃的发泡模具中发泡10～20分钟，并在30-40℃下自然熟化2-5小时制得高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵；
对制得的高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵进行自然冷却2-4小时，获得成品；
根据需要对成品高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵进行切割，使其形成所需形状。
实施例三
一种高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵，该高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵由以下质量份数的原料制成：
复合型聚醚多元醇65g、聚合物多元醇20g、甲苯二异氰酸酯8g、异氰酸酯5g、硅油3g、扩链剂10g、发泡剂12g、泡沫稳定剂3g、交联剂3g、二乙醇胺3g、锡类催化剂2g、胺类催化剂2g、抗菌抑菌剂3g、离子表面活性剂3g、防老化剂5g、阻燃剂12g。
该高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵的加工，包括以下步骤：
根据上述质量份数，称取所述高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵所需各原料；
将复合型聚醚多元醇65g、聚合物多元醇20g、甲苯二异氰酸酯8g、异氰酸酯5g、硅油3g、扩链剂10g、发泡剂12g、泡沫稳定剂3g、交联剂3g、二乙醇胺3g、锡类催化剂2g、胺类催化剂2g放入搅拌容器中进行搅拌混合均匀，得到混合液；
然后向上述混合液中加入抗菌抑菌剂3g、离子表面活性剂3g、防老化剂5g、阻燃剂12g，继续搅拌均匀；
对发泡模具进行加热，控制加热温度，使得模具温度为45-55℃；
向加热后的发泡模具中喂料，在55-60℃的发泡模具中发泡10～20分钟，并在30-40℃下自然熟化2-5小时制得高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵；
对制得的高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵进行自然冷却2-4小时，获得成品；
根据需要对成品高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵进行切割，使其形成所需形状。
如图1所示，在实际生产过程中，该用于高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵的加工，包括以下步骤：
步骤S101，根据上述质量份数，称取所述高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵所需各原料；
步骤S103，将复合型聚醚多元醇、聚合物多元醇、甲苯二异氰酸酯、异氰酸酯、硅油、扩链剂、发泡剂、泡沫稳定剂、交联剂、二乙醇胺、锡类催化剂、胺类催化剂放入搅拌容器中进行搅拌混合均匀，得到混合液；
步骤S105，然后向上述混合液中加入抗菌抑菌剂、离子表面活性剂、防老化剂、阻燃剂，继续搅拌均匀；
步骤S107，对发泡模具进行加热，控制加热温度，使得模具温度为45-55℃；
步骤S109，向加热后的发泡模具中喂料，在55-60℃的发泡模具中发泡10～20分钟，并在30-40℃下自然熟化2-5小时制得高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵；
步骤S111，对制得的高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵进行自然冷却2-4小时，获得成品；
步骤S113，根据需要对成品高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵进行切割，使其形成所需形状。
在一个实施例中，所述离子表面活性剂包括以下原料组份：琥珀酸二酯磺酸钠25-35份、直链烷基苯磺酸钠30-45份、高分子聚乙二醇双脂15-20份、羟甲基纤维素钠10-12份、脂肪醇二乙醇酰胺5-8份、聚氧化烯化合物5-8份、疏水性二氧化硅5-5份、聚半乳甘露聚糖3-5份。
在一个实施例中，所述防老化剂包括以下原料组份：对苯二甲酸金属盐30-45份、亚磷酸酯30-45份、聚醚改性聚硅氧烷类润湿剂20-30份、芳香胺类抗氧剂8-15份、芳香族异氰酸酯5-10份、二辛基焦磷酸酰氧基5-5份、十二烷基磺酸钠3-5份。
在一个实施例中，所述阻燃剂包括以下原料组份：硬水铝石45-50份、水镁石20-30份、甲基磷酸二甲酯聚磷酸铵10-20份、三聚氰胺磷酸盐10-15份、二苯基磷酸酯8-10份、双季戊四5-10份、氢氧化铝2-5份、三氯溴甲烷1-3份、分散剂1-3份。
在一个实施例中，所述抗菌抑菌剂为二氧化钛光触媒系抗菌剂、二氧化钛载银无机抗菌剂、季铵盐抗菌剂、季鏻盐抗菌剂中的任意一种或者多种组合使用。
在一个实施例中，步骤二中原料加入搅拌器中2000-5000r/min下搅拌10-25min，步骤三中抗菌抑菌剂、离子表面活性剂、防老化剂、阻燃剂加入步骤二得到的混合液后，在搅拌器中2000-5000r/min下搅拌5-140min。
在一个实施例中，步骤二和步骤三中的搅拌温度控制在5-10℃。
在一个实施例中，所述扩链剂为1，4-丁二醇、1，6-己二醇、三羟基甲基丙烷或二甘醇中的一种。
在一个实施例中，所述分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠或焦磷酸钠中的一种。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过由复合型聚醚多元醇、聚合物多元醇、甲苯二异氰酸酯、异氰酸酯、硅油、扩链剂、发泡剂、泡沫稳定剂、交联剂、二乙醇胺、锡类催化剂、胺类催化剂、抗菌抑菌剂、离子表面活性剂、防老化剂、阻燃剂配制生产而成的高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵，从而使得该高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵具有较好的慢回弹性能和高阻燃性能，同时具有一定的抗菌抑菌和抗老化性能，有效提高该高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵的使用体验和使用寿命。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵及其加工工艺，其特征在于，该高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵由以下质量份数的原料制成：
复合型聚醚多元醇50-65份、聚合物多元醇15-20份、甲苯二异氰酸酯5-8份、异氰酸酯3-5份、硅油1-3份、扩链剂5-10份、发泡剂8-12份、泡沫稳定剂1-3份、交联剂1-3份、二乙醇胺1-3份、锡类催化剂1-2份、胺类催化剂1-2份、抗菌抑菌剂1-3份、离子表面活性剂1-3份、防老化剂3-5份、阻燃剂8-12份。
2.根据权利要求1所述的一种高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵，其特征在于，所述离子表面活性剂包括以下原料组份：琥珀酸二酯磺酸钠25-35份、直链烷基苯磺酸钠30-45份、高分子聚乙二醇双脂15-20份、羟甲基纤维素钠10-12份、脂肪醇二乙醇酰胺5-8份、聚氧化烯化合物5-8份、疏水性二氧化硅5-5份、聚半乳甘露聚糖3-5份。
3.根据权利要求1所述的一种高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵，其特征在于，所述防老化剂包括以下原料组份：对苯二甲酸金属盐30-45份、亚磷酸酯30-45份、聚醚改性聚硅氧烷类润湿剂20-30份、芳香胺类抗氧剂8-15份、芳香族异氰酸酯5-10份、二辛基焦磷酸酰氧基5-5份、十二烷基磺酸钠3-5份。
4.根据权利要求1所述的一种高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵，其特征在于，所述阻燃剂包括以下原料组份：硬水铝石45-50份、水镁石20-30份、甲基磷酸二甲酯聚磷酸铵10-20份、三聚氰胺磷酸盐10-15份、二苯基磷酸酯8-10份、双季戊四5-10份、氢氧化铝2-5份、三氯溴甲烷1-3份、分散剂1-3份。
5.根据权利要求1所述的一种高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵，其特征在于，所述抗菌抑菌剂为二氧化钛光触媒系抗菌剂、二氧化钛载银无机抗菌剂、季铵盐抗菌剂、季鏻盐抗菌剂中的任意一种或者多种组合使用。
6.一种高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵的加工工艺，其特征在于，用于权利要求1所述的高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵的加工，包括以下步骤：
根据上述质量份数，称取所述高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵所需各原料；
将复合型聚醚多元醇、聚合物多元醇、甲苯二异氰酸酯、异氰酸酯、硅油、扩链剂、发泡剂、泡沫稳定剂、交联剂、二乙醇胺、锡类催化剂、胺类催化剂放入搅拌容器中进行搅拌混合均匀，得到混合液；
然后向上述混合液中加入抗菌抑菌剂、离子表面活性剂、防老化剂、阻燃剂，继续搅拌均匀；
对发泡模具进行加热，控制加热温度，使得模具温度为45-55℃；
向加热后的发泡模具中喂料，在55-60℃的发泡模具中发泡10～20分钟，并在30-40℃下自然熟化2-5小时制得高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵；
对制得的高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵进行自然冷却2-4小时，获得成品；
根据需要对成品高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵进行切割，使其形成所需形状。
7.根据权利要求6所述的一种高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵加工工艺，其特征在于，步骤二中原料加入搅拌器中2000-5000r/min下搅拌10-25min，步骤三中抗菌抑菌剂、离子表面活性剂、防老化剂、阻燃剂加入步骤二得到的混合液后，在搅拌器中2000-5000r/min下搅拌5-140min。
8.根据权利要求6所述的一种高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵及其加工工艺，其特征在于，步骤二和步骤三中的搅拌温度控制在5-10℃。
9.根据权利要求1所述的一种高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵，其特征在于，所述扩链剂为1，4-丁二醇、1，6-己二醇、三羟基甲基丙烷或二甘醇中的一种。
10.根据权利要求1所述的一种高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵，其特征在于，所述分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠或焦磷酸钠中的一种。
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