CN113980237B - 可重复使用的tpu除油污布的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种可重复使用的TPU除油污布的制备方法包括：步骤1、将长链表面活性剂、异氰酸酯、抗氧化剂、耐黄变剂和催化剂置入反应容器，升温至85～95℃，搅拌2h以上；步骤2、升温至115～125℃，反应0.5h以上，得到双亲预聚物；步骤3、将聚合二元醇、双亲预聚物、1,4BG、异氰酸酯、抗氧化剂、耐黄变剂和催化剂置入反应容器，升温至75～85℃，搅拌0.3h以上；步骤4、对材料进行烘烤，烘烤温度为95～105℃，烘烤时间为7h以上；步骤5、冷却后对材料进行破碎；步骤6、对材料进行造粒，形成TPU；步骤7、对材料进行熔喷处理，形成布料；步骤8、对布料进行裁切，形成TPU除油污布。长链表面活性剂被TPU的氢键所束缚，能够有效避免脱落的问题；材料对人体无害，不会出现污染环境的问题。

Description

可重复使用的TPU除油污布的制备方法
技术领域
本发明涉及TPU领域，尤其是涉及一种可重复使用的TPU除油污布的制备方法。
背景技术
随着社会的进步，人们对于身体的健康越发关心，对于碗盘清洁所使用的一般清洁剂，其大量使用后，经常会残留在碗盘上，长期食用将会破坏人体的健康，故需要研发其替代品。除油污布也称为去油污抹布，日常生活中常常被用于清除厨房、厨具的油污，目前的除油污布主要采用两种除油污的方式：
第一种是由一次性吸油材料制成除油污布，通过其吸油性能将油污除去，有的工厂、海港和钻井平台也使用上述材料进行除油污。然而这种除油污布不能重复使用，造成使用成本较高，并且吸油材料本身对环境并不友好，废弃后会造成污染的问题。
第二种是在布料上涂覆表面活性剂，通过表面活性剂具有亲油性，能够吸收油污。然而，这种除油污布在使用过程中会出现表面活性剂掉落的情况，进而逐渐失去除油污的功能，其使用寿命为1~2个月，仍然无法长期使用。
发明内容
本发明技术方案是针对上述情况的，为了解决上述问题而提供一种可重复使用的TPU除油污布的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括：
步骤1、将长链表面活性剂、异氰酸酯、抗氧化剂、耐黄变剂和催化剂置入反应容器，升温至85~95℃，搅拌2h以上；
步骤2、升温至115~125℃，反应0.5h以上，得到双亲预聚物；
步骤3、将聚合二元醇、双亲预聚物、1,4BG、异氰酸酯、抗氧化剂、耐黄变剂和催化剂置入反应容器，升温至75~85℃，搅拌0.3h以上；
步骤4、对材料进行烘烤，烘烤温度为95~105℃，烘烤时间为7h以上；
步骤5、冷却后对材料进行破碎；
步骤6、对材料进行造粒，形成TPU；
步骤7、对材料进行熔喷处理，形成布料；
步骤8、对布料进行裁切，形成TPU除油污布。
进一步，所述双亲预聚物各组分的重量百分比为：
长链表面活性剂 50~90%，
异氰酸酯 30~50%，
抗氧化剂 0.1~0.8%，
耐黄变剂 0.1~0.8%，
催化剂 0.001~0.01%。
进一步，在步骤1中，所述长链表面活性剂为2,5-二羟基-4-正十二烷基苯磺酸钠、2,5-二羟基-4-十八烷基苯磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或多种混合；所述异氰酸酯为MDI和TDI中的一种或两种混合；所述抗氧化剂为1010抗氧化剂和1076抗氧化剂中的一种或两种混合；所述耐黄变剂为UV-P；所述催化剂为辛酸亚锡。
进一步，所述长链表面活性剂具备单羟基或双羟基。
进一步，所述TPU各组分的重量百分比为：
聚合二元醇 40~80%，
双亲预聚物 10~30%，
1,4BG 5~18%，
异氰酸酯 15~40%，
抗氧化剂 0.1~0.8%，
耐黄变剂 0.1~0.8%，
催化剂 0.001~0.01%。
进一步，在步骤3中，所述聚合二元醇为PEG、PPG和PEG-PPG共聚物中的一种或者两种混合；所述异氰酸酯为HDI、TDI、IPDI和H12MDI中的一种或多种混合；所述抗氧化剂为1010抗氧化剂、1076抗氧化剂、1098抗氧化剂和168抗氧化剂中的一种或两种混合；所述耐黄变剂为UV-328、UV-327、UV-P和UV-765中的一种或多种混合；所述催化剂为辛酸亚锡和铋类催化剂中的一种或两种混合。
进一步，在步骤4中，将材料浇注在涂有离型剂的托盘上，再将托盘置入烘箱中，对材料进行烘烤。
进一步，在步骤6中，造粒过程中加入抗冻剂，造粒温度为5~10℃。
本发明制备的TPU除油污布具备以下优点：
1、同时具有亲油性和亲水性，一方面可以吸附大量的油脂，起到除油污的效果，另一方面可以通过大量清水冲洗干净，以实现重复使用的效果。
2、长链表面活性剂被TPU的氢键所束缚，能够有效避免脱落的问题，使用寿命长。
3、材料本身对人体无害，对环境友好，不会出现污染环境的问题。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明技术方案作进一步的描述：
本发明提供一种可重复使用的TPU除油污布的制备方法，该制备方法包括：
第一阶段，制备双亲（亲水和亲油）预聚物：
步骤1、将长链表面活性剂、异氰酸酯、抗氧化剂、耐黄变剂和催化剂置入反应容器，升温至85~95℃，搅拌2h以上；
步骤2、升温至115~125℃，反应0.5h以上，得到双亲预聚物；
第二阶段，制备TPU：
步骤3、将聚合二元醇、双亲预聚物、1,4BG（1,4丁二醇）、异氰酸酯、抗氧化剂、耐黄变剂和催化剂置入反应容器，升温至75~85℃，搅拌0.3h以上；
步骤4、对材料进行烘烤，烘烤温度为95~105℃，烘烤时间为7h以上；
步骤5、冷却后对材料进行破碎；
步骤6、对材料进行造粒，形成TPU；
第三阶段，制备TPU除油污布：
步骤7、对材料进行熔喷处理，形成布料；
步骤8、对布料进行裁切，形成TPU除油污布。
其中，在步骤1中，选择长链表面活性剂是由于其具有亲油基和亲水基，两者互相乳化，通过其所制备得到的TPU除油污布，一方面可以有效吸附油污，达到除油污的效果，另一方面可以使水分充分滞留在TPU除油污布上，对油污进行冲洗。
其中，在步骤2中，升温至115~125℃，反应0.5h以上，是为了使NCO值达到0.1以下。具体而言，由于长链表面活性剂含有烷基，烷基与亲水基在反应时会发生屏蔽效应，分子团的屏蔽效应会使得体系内的水含量增加进而影响后续TPU的制备，因此通过温度和时间控制NCO值，能够有效地克服屏蔽效应。
其中，在步骤3中，加入聚合二元醇可以使得除油污布附着更多的水，由此提高其清洗效果。
其中，在步骤3中，1,4BG的扩链作用可以使得双亲预聚物与异氰酸酯发生接枝，形成TPU后，双亲预聚物分散在TPU的主链上，并被TPU的氢键所束缚，从而避免发生脱落的问题。
由此可见，本发明制备的TPU除油污布具备以下优点：
1、同时具有亲油性和亲水性，一方面可以吸附大量的油脂，起到除油污的效果，另一方面可以通过大量清水冲洗干净，以实现重复使用的效果。
2、长链表面活性剂被TPU的氢键所束缚，能够有效避免脱落的问题，使用寿命长。
3、材料本身对人体无害，对环境友好，不会出现污染环境的问题。
具体地，双亲预聚物各组分的重量百分比为：
长链表面活性剂 50~90%，
异氰酸酯 30~50%，
抗氧化剂 0.1~0.8%，
耐黄变剂 0.1~0.8%，
催化剂 0.001~0.01%。
具体地，在步骤1中，长链表面活性剂为2,5-二羟基-4-正十二烷基苯磺酸钠、2,5-二羟基-4-十八烷基苯磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或多种混合；异氰酸酯为MDI（二苯基甲烷二异氰酸酯）和TDI（甲苯二异氰酸酯）中的一种或两种混合；抗氧化剂为1010抗氧化剂和1076抗氧化剂中的一种或两种混合；耐黄变剂为UV-P；催化剂为辛酸亚锡。
更具体地，长链表面活性剂具备单羟基或双羟基。含有羧基的目的是为了亲水性能，使得油污物有更大的流动性，易于清洗脱落。
具体地，TPU各组分的重量百分比为：
聚合二元醇 40~80%，
双亲预聚物 10~30%，
1,4BG 5~18%，
异氰酸酯 15~40%，
抗氧化剂 0.1~0.8%，
耐黄变剂 0.1~0.8%，
催化剂 0.001~0.01%。
具体地，在步骤3中，聚合二元醇为PEG（聚乙二醇）、PPG（聚丙二醇）和PEG-PPG共聚物中的一种或者两种混合；异氰酸酯为HDI（六亚甲基二异氰酸酯）、TDI（甲苯二异氰酸酯）、IPDI（异佛尔酮二异氰酸酯）和H12MDI（氢化苯基甲烷二异氰酸酯）中的一种或多种混合；抗氧化剂为1010抗氧化剂、1076抗氧化剂、1098抗氧化剂和168抗氧化剂中的一种或两种混合；耐黄变剂为UV-328、UV-327、UV-P和UV-765中的一种或多种混合；催化剂为辛酸亚锡和铋类催化剂中的一种或两种混合。
具体地，在步骤4中，将材料浇注在涂有离型剂的托盘上，再将托盘置入烘箱中，对材料进行烘烤。这样可以方便烘烤后对材料进行卸料。
具体地，在步骤6中，造粒过程中加入抗冻剂，造粒温度为5~10℃。虽然造粒环境温度为5~10℃，但造粒设备冷却水自身的温度为0℃，加入抗冻剂可以防止冷却水凝固而影响粒子结晶。
【实施例1】
一种可重复使用的TPU除油污布的制备方法，该制备方法包括：
第一阶段，制备双亲预聚物：
按照以下重量准备各组分：
2,5-二羟基-4-正十二烷基苯磺酸钠 5kg，
MDI 3.1252kg，
1010抗氧化剂 0.03kg，
UV-P 0.03kg，
辛酸亚锡 0.001kg，
步骤1、将2,5-二羟基-4-正十二烷基苯磺酸钠、MDI、1010抗氧化剂、UV-P和辛酸亚锡置入反应容器，升温至90℃，搅拌3h；
步骤2、升温至120℃，反应1h，得到双亲预聚物；
第二阶段，制备TPU：
按照以下重量准备各组分：
PEG-PPG共聚物 6kg，
双亲预聚物 2kg，
1,4BG 1kg，
MDI 3.525kg，
1010抗氧化剂 0.03kg，
UV-328 0.03kg，
辛酸亚锡 0.001kg，
步骤3、将PEG-PPG共聚物、双亲预聚物、1,4BG、MDI、1010抗氧化剂、UV-328和辛酸亚锡置入反应容器，升温至80℃，搅拌0.5h；
步骤4、将材料浇注在涂有离型剂的托盘上，再将托盘置入烘箱中，对材料进行烘烤，烘烤温度为100℃，烘烤时间为8h；
步骤5、冷却后对材料进行破碎；
步骤6、对材料进行造粒，造粒过程中加入抗冻剂，造粒温度为8℃，形成TPU；
第三阶段，制备TPU除油污布：
步骤7、对材料进行熔喷处理，形成布料，厚度为1mm，宽度为1000mm；
步骤8、对布料进行裁切，形成TPU除油污布，长度×宽度为300mm×300mm。
【实施例2】
一种可重复使用的TPU除油污布的制备方法，该制备方法包括：
第一阶段，制备双亲预聚物：
按照以下重量准备各组分：
脂肪醇聚氧乙烯醚 3.75kg，
MDI 3.1252kg，
1010抗氧化剂 0.03kg，
UV-P 0.03kg，
辛酸亚锡 0.001kg，
步骤1、将脂肪醇聚氧乙烯醚、MDI、1010抗氧化剂、UV-P和辛酸亚锡置入反应容器，升温至90℃，搅拌3h；
步骤2、升温至120℃，反应1h，得到双亲预聚物；
第二阶段，制备TPU：
按照以下重量准备各组分：
PEG 8kg，
双亲预聚物 3kg，
1,4BG 1.2kg，
MDI 4.325kg，
1010抗氧化剂 0.03kg，
UV-328 0.03kg，
辛酸亚锡 0.001kg，
步骤3、将PEG、双亲预聚物、1,4BG、MDI、1010抗氧化剂、UV-328和辛酸亚锡置入反应容器，升温至80℃，搅拌0.5h；
步骤4、将材料浇注在涂有离型剂的托盘上，再将托盘置入烘箱中，对材料进行烘烤，烘烤温度为100℃，烘烤时间为8h；
步骤5、冷却后对材料进行破碎；
步骤6、对材料进行造粒，造粒过程中加入抗冻剂，造粒温度为8℃，形成TPU；
第三阶段，制备TPU除油污布：
步骤7、对材料进行熔喷处理，形成布料，厚度为1mm，宽度为1000mm；
步骤8、对布料进行裁切，形成TPU除油污布，长度×宽度为300mm×300mm。
【实施例3】
一种可重复使用的TPU除油污布的制备方法，该制备方法包括：
第一阶段，制备双亲预聚物：
按照以下重量准备各组分：
脂肪醇聚氧乙烯醚 6.25kg，
MDI 3.1252kg，
1010抗氧化剂 0.03kg，
UV-P 0.03kg，
辛酸亚锡 0.001kg，
步骤1、将脂肪醇聚氧乙烯醚、MDI、1010抗氧化剂、UV-P和辛酸亚锡置入反应容器，升温至90℃，搅拌3h；
步骤2、升温至120℃，反应1h，得到双亲预聚物；
第二阶段，制备TPU：
按照以下重量准备各组分：
PEG-PPG共聚物 4kg，
双亲预聚物 1.5kg，
1,4BG 1kg，
MDI 3.275kg，
1010抗氧化剂 0.03kg，
UV-328 0.03kg，
辛酸亚锡 0.001kg，
步骤3、将PEG-PPG共聚物、双亲预聚物、1,4BG、MDI、1010抗氧化剂、UV-328和辛酸亚锡置入反应容器，升温至80℃，搅拌0.5h；
步骤4、将材料浇注在涂有离型剂的托盘上，再将托盘置入烘箱中，对材料进行烘烤，烘烤温度为100℃，烘烤时间为8h；
步骤5、冷却后对材料进行破碎；
步骤6、对材料进行造粒，造粒过程中加入抗冻剂，造粒温度为8℃，形成TPU；
第三阶段，制备TPU除油污布：
步骤7、对材料进行熔喷处理，形成布料，厚度为1mm，宽度为1000mm；
步骤8、对布料进行裁切，形成TPU除油污布，长度×宽度为300mm×300mm。
【基本物性测试】
对实施例1~3的TPU进行基本物性测试，测试结果如下：
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3
肖氏硬度A 85 85 95
伸长率% 920 933 783
抗张kg/cm<sup>2</sup> 298 278 380
100%模量 65 65 130
抗撕裂kg/cm<sup>2</sup> 88 84 99
表1
根据表1可得，实施例1~3的TPU具有良好的硬度、伸长率、抗张、100%模量以及抗撕裂，符合TPU产品要求。
【洗涤测试】
对实施例1~3的TPU除油污布进行洗涤测试。具体而言，就是将瓷盘与金属片作为污染物（即被清洗物件），浸泡液中，各类油污含量均为10%，其余90%为水分。首先测量浸泡油污前污染物的重量与浸泡油污后污染物的重量，然后对污染物进行清洗并烘干，再测量重量，将烘干后重量与浸泡油污前重量之差（剩余油污的重量）除以浸泡油污后重量与浸泡油污前重量之差（油污的总重量），最后得出油污在污染物上的残留率。
测试结果如下：
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3
机油 0.0% 0.0% 0.1%
金属切削油 0.0% 0.0% 0.0%
防锈油 0.0% 0.0% 0.0%
家用色拉油 0.0% 0.1% 0.0%
猪油牛油混合物 0.0% 0.0% 0.1%
表2
根据表2可得，实施例1~3的TPU除油污布对各种油污都具有良好的吸附效果。值得一提的是，0.1%属于合理的误差范围，其仍然表明上述TPU除油污布的除油污效果极佳。
【清洗测试】
对实施例1~3的TPU除油污布进行清洗测试。具体而言，将TPU除油污布对各类油污进行去除，然后对TPU除油污布进行清洗，重复100次，测试TPU除油污布上的油污残留量。测试结果如下：
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3
机油 0.2% 0.3% 0.5%
金属切削油 0.2% 0.4% 0.2%
防锈油 0.4% 0.4% 0.1%
家用色拉油 0.1% 0.3% 0.1%
猪油牛油混合物 0.3% 0.2% 0.5%
表3
根据表3可得，实施例1~3的TPU除油污布经过多次除油污并清洗后，所残留的油污极少，都在合理范围以内。值得一提的是，上述残留物质，除了油污以外，还包含部分沉积物，因此实际上油污的残留率比上述表格显示的数值要更小。
以上所述实施例，只是本发明的较佳实例，并非来限制本发明的实施范围，故凡依本发明申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明专利申请范围内。

Claims (7)

1.一种可重复使用的TPU除油污布的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括：
步骤1、将长链表面活性剂、异氰酸酯、抗氧化剂、耐黄变剂和催化剂置入反应容器，升温至85~95℃，搅拌2h以上，所述长链表面活性剂具备单羟基或双羟基；
步骤2、升温至115~125℃，反应0.5h以上，得到双亲预聚物；
步骤3、将聚合二元醇、双亲预聚物、1,4BG、异氰酸酯、抗氧化剂、耐黄变剂和催化剂置入反应容器，升温至75~85℃，搅拌0.3h以上；
步骤4、对材料进行烘烤，烘烤温度为95~105℃，烘烤时间为7h以上；
步骤5、冷却后对材料进行破碎；
步骤6、对材料进行造粒，形成TPU；
步骤7、对材料进行熔喷处理，形成布料；
步骤8、对布料进行裁切，形成TPU除油污布。
2.根据权利要求1所述的可重复使用的TPU除油污布的制备方法，其特征在于：所述双亲预聚物各组分的重量百分比为：
长链表面活性剂 50~90%，
异氰酸酯 30~50%，
抗氧化剂 0.1~0.8%，
耐黄变剂 0.1~0.8%，
催化剂 0.001~0.01%。
3.根据权利要求2所述的可重复使用的TPU除油污布的制备方法，其特征在于：在步骤1中，所述长链表面活性剂为2,5-二羟基-4-正十二烷基苯磺酸钠、2,5-二羟基-4-十八烷基苯磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或多种混合；所述异氰酸酯为MDI和TDI中的一种或两种混合；所述抗氧化剂为1010抗氧化剂和1076抗氧化剂中的一种或两种混合；所述耐黄变剂为UV-P；所述催化剂为辛酸亚锡。
4.根据权利要求1所述的可重复使用的TPU除油污布的制备方法，其特征在于：所述TPU各组分的重量百分比为：
聚合二元醇 40~80%，
双亲预聚物 10~30%，
1,4BG 5~18%，
异氰酸酯 15~40%，
抗氧化剂 0.1~0.8%，
耐黄变剂 0.1~0.8%，
催化剂 0.001~0.01%。
5.根据权利要求4所述的可重复使用的TPU除油污布的制备方法，其特征在于：在步骤3中，所述聚合二元醇为PEG、PPG和PEG-PPG共聚物中的一种或者两种混合；所述异氰酸酯为HDI、TDI、IPDI和H12MDI中的一种或多种混合；所述抗氧化剂为1010抗氧化剂、1076抗氧化剂、1098抗氧化剂和168抗氧化剂中的一种或两种混合；所述耐黄变剂为UV-328、UV-327、UV-P和UV-765中的一种或多种混合；所述催化剂为辛酸亚锡和铋类催化剂中的一种或两种混合。
6.根据权利要求1所述的可重复使用的TPU除油污布的制备方法，其特征在于：在步骤4中，将材料浇注在涂有离型剂的托盘上，再将托盘置入烘箱中，对材料进行烘烤。
7.根据权利要求1所述的可重复使用的TPU除油污布的制备方法，其特征在于：在步骤6中，造粒过程中加入抗冻剂，造粒温度为5~10℃。
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