CN115073915A - 一种改善聚氨酯海绵开孔性能的改性聚醚及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改善聚氨酯海绵开孔性能的改性聚醚，包括以下重量份原料：聚醚55‑65份、偶联剂改性添加剂15‑25份、甲苯二异氰酸酯10‑20份、有机多孔碳5‑10份、三丁胺1‑5份、丙酮溶剂65‑75份。本发明改性聚醚以聚醚为基料，通过添加偶联剂改性添加剂、有机多孔碳等原料配合，偶联剂改性添加剂采用偶联剂经过柠檬酸钠溶液配合，加入海藻酸钠分散，同时通过稀土液的配合改进，稀土液以硫酸镧、氰酸钠溶液配合，制备的偶联剂改性添加剂能提高产品原料中的相容、互溶性，通过有机多孔碳的添加，碳经过处理形成的多孔、配合有机剂改进，形成的原料进一步的相容配合，增强产品的多孔、孔隙效率，从而增强产品的开孔效率。
Description
技术领域
本发明涉及改性聚醚技术领域，具体涉及一种改善聚氨酯海绵开孔性能的改性聚醚及制备方法。
背景技术
聚氨酯海绵就是泡沫密度低于18kg/m3以下的低密度PU，方法通常是水用量超过4.5份(每100份多元醇)，TDI用量超过55份，泡沫的散热问题就非常突出，由于泡沫内部的热量不易散发，在发泡过程中温度自动升温超过180℃，会引起泡沫自燃，导致火灾危险。聚氨酯慢回弹泡沫塑料可以有效分散人体压力，保证人体的血液循环，给人体舒适的感觉，因此被大量应用于生产枕头。随着人民生活水平的提高，对枕头提出了可清洗、透气性好、舒适性高的要求。
现有的聚氨酯海绵用的聚醚材料对海绵性能改进效率不明显，海绵开孔性能低，透气性差，吸水膨胀率差，基于此，本发明提供一种改善聚氨酯海绵开孔性能的改性聚醚。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种改善聚氨酯海绵开孔性能的改性聚醚及制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种改善聚氨酯海绵开孔性能的改性聚醚，包括以下重量份原料：
聚醚55-65份、偶联剂改性添加剂15-25份、甲苯二异氰酸酯10-20份、有机多孔碳5-10份、三丁胺1-5份、丙酮溶剂65-75份。
优选地，所述改性聚醚包括以下重量份原料：
聚醚60份、偶联剂改性添加剂20份、甲苯二异氰酸酯15份、有机多孔碳7.5份、三丁胺3份、丙酮溶剂70份。
优选地，所述偶联剂改性添加剂的制备方法为：
S01：将6-9份偶联剂KH560加入到10-15份柠檬酸钠溶液中，然后加入2-4份壳聚糖、1-3份海藻酸钠，搅拌混合充分，得到改性基液；
S02：将改性基液中加入总量1-5％的稀土液，超声分散充分，超声结束，得到偶联剂改性添加剂。
优选地，所述柠檬酸钠溶液的质量分数为10-15％。
优选地，所述超声分散充分的功率为350-450W，超声时间为20-30min。
优选地，所述稀土液的制备方法为：
将质量分数5-9％的硫酸镧按照重量比1:5加入到氰酸钠溶液中，搅拌混合充分，得到稀土液，其中氰酸钠溶液的质量分数为1-5％。
优选地，所述有机多孔碳的制备方法为：
S101：将碳先送入到浓硫酸中进行氧化5-10min，然后沸水洗涤，随后再置于3-5倍的质量分数5％的盐酸溶液中，然后再加入碳总量10-20％的氯化铁，搅拌混合充分，水洗、干燥，再置于5-10倍的有机剂中，于65-75℃下反应1-2h，反应转速为500-1000r/min，反应结束，水洗、干燥，得到有机多孔碳。
优选地，所述有机剂为二甲基二氯硅烷、乙醇按照重量比1:7混合配制而成。
本发明还提供了一种改善聚氨酯海绵开孔性能的改性聚醚的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将聚醚、甲苯二异氰酸酯、三丁胺、丙酮溶剂先以350-450r/min的转速搅拌混合充分，混合时间为35-45min，混合结束，得到A组分；
步骤二，向A组分中加入偶联剂改性添加剂、有机多孔碳，继续搅拌混合充分，搅拌转速为650-750r/min，搅拌时间为10-20min，得到B组分；
步骤三，将B组分进行保温处理，处理结束，得到改性聚醚。
优选地，所述保温处理的温度为65-75℃，保温时间为30-40min。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明改性聚醚以聚醚为基料，通过添加偶联剂改性添加剂、有机多孔碳等原料配合，偶联剂改性添加剂采用偶联剂经过柠檬酸钠溶液配合，加入海藻酸钠分散，同时通过稀土液的配合改进，稀土液以硫酸镧、氰酸钠溶液配合，制备的偶联剂改性添加剂能提高产品原料中的相容、互溶性，通过有机多孔碳的添加，碳经过处理形成的多孔、配合有机剂改进，形成的原料进一步的相容配合，增强产品的多孔、孔隙效率，从而增强产品的开孔效率。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例的一种改善聚氨酯海绵开孔性能的改性聚醚，包括以下重量份原料：
聚醚55-65份、偶联剂改性添加剂15-25份、甲苯二异氰酸酯10-20份、有机多孔碳5-10份、三丁胺1-5份、丙酮溶剂65-75份。
本实施例的改性聚醚包括以下重量份原料：
聚醚60份、偶联剂改性添加剂20份、甲苯二异氰酸酯15份、有机多孔碳7.5份、三丁胺3份、丙酮溶剂70份。
本实施例的偶联剂改性添加剂的制备方法为：
S01：将6-9份偶联剂KH560加入到10-15份柠檬酸钠溶液中，然后加入2-4份壳聚糖、1-3份海藻酸钠，搅拌混合充分，得到改性基液；
S02：将改性基液中加入总量1-5％的稀土液，超声分散充分，超声结束，得到偶联剂改性添加剂。
本实施例的柠檬酸钠溶液的质量分数为10-15％。
本实施例的超声分散充分的功率为350-450W，超声时间为20-30min。
本实施例的稀土液的制备方法为：
将质量分数5-9％的硫酸镧按照重量比1:5加入到氰酸钠溶液中，搅拌混合充分，得到稀土液，其中氰酸钠溶液的质量分数为1-5％。
本实施例的有机多孔碳的制备方法为：
S101：将碳先送入到浓硫酸中进行氧化5-10min，然后沸水洗涤，随后再置于3-5倍的质量分数5％的盐酸溶液中，然后再加入碳总量10-20％的氯化铁，搅拌混合充分，水洗、干燥，再置于5-10倍的有机剂中，于65-75℃下反应1-2h，反应转速为500-1000r/min，反应结束，水洗、干燥，得到有机多孔碳。
本实施例的有机剂为二甲基二氯硅烷、乙醇按照重量比1:7混合配制而成。
本实施例的一种改善聚氨酯海绵开孔性能的改性聚醚的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将聚醚、甲苯二异氰酸酯、三丁胺、丙酮溶剂先以350-450r/min的转速搅拌混合充分，混合时间为35-45min，混合结束，得到A组分；
步骤二，向A组分中加入偶联剂改性添加剂、有机多孔碳，继续搅拌混合充分，搅拌转速为650-750r/min，搅拌时间为10-20min，得到B组分；
步骤三，将B组分进行保温处理，处理结束，得到改性聚醚。
本实施例的保温处理的温度为65-75℃，保温时间为30-40min。
实施例1.
本实施例的一种改善聚氨酯海绵开孔性能的改性聚醚，包括以下重量份原料：
聚醚55份、偶联剂改性添加剂15份、甲苯二异氰酸酯10份、有机多孔碳5份、三丁胺1份、丙酮溶剂65份。
本实施例的偶联剂改性添加剂的制备方法为：
S01：将6份偶联剂KH560加入到10份柠檬酸钠溶液中，然后加入2份壳聚糖、1份海藻酸钠，搅拌混合充分，得到改性基液；
S02：将改性基液中加入总量1％的稀土液，超声分散充分，超声结束，得到偶联剂改性添加剂。
本实施例的柠檬酸钠溶液的质量分数为10％。
本实施例的超声分散充分的功率为350W，超声时间为20min。
本实施例的稀土液的制备方法为：
将质量分数5％的硫酸镧按照重量比1:5加入到氰酸钠溶液中，搅拌混合充分，得到稀土液，其中氰酸钠溶液的质量分数为1％。
本实施例的有机多孔碳的制备方法为：
S101：将碳先送入到浓硫酸中进行氧化5min，然后沸水洗涤，随后再置于3倍的质量分数5％的盐酸溶液中，然后再加入碳总量10％的氯化铁，搅拌混合充分，水洗、干燥，再置于5倍的有机剂中，于65℃下反应1h，反应转速为500r/min，反应结束，水洗、干燥，得到有机多孔碳。
本实施例的有机剂为二甲基二氯硅烷、乙醇按照重量比1:7混合配制而成。
本实施例的一种改善聚氨酯海绵开孔性能的改性聚醚的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将聚醚、甲苯二异氰酸酯、三丁胺、丙酮溶剂先以350r/min的转速搅拌混合充分，混合时间为35min，混合结束，得到A组分；
步骤二，向A组分中加入偶联剂改性添加剂、有机多孔碳，继续搅拌混合充分，搅拌转速为650r/min，搅拌时间为10min，得到B组分；
步骤三，将B组分进行保温处理，处理结束，得到改性聚醚。
本实施例的保温处理的温度为65℃，保温时间为30min。
实施例2.
本实施例的一种改善聚氨酯海绵开孔性能的改性聚醚，包括以下重量份原料：
聚醚65份、偶联剂改性添加剂25份、甲苯二异氰酸酯20份、有机多孔碳10份、三丁胺5份、丙酮溶剂75份。
本实施例的偶联剂改性添加剂的制备方法为：
S01：将9份偶联剂KH560加入到15份柠檬酸钠溶液中，然后加入4份壳聚糖、3份海藻酸钠，搅拌混合充分，得到改性基液；
S02：将改性基液中加入总量5％的稀土液，超声分散充分，超声结束，得到偶联剂改性添加剂。
本实施例的柠檬酸钠溶液的质量分数为15％。
本实施例的超声分散充分的功率为450W，超声时间为30min。
本实施例的稀土液的制备方法为：
将质量分数9％的硫酸镧按照重量比1:5加入到氰酸钠溶液中，搅拌混合充分，得到稀土液，其中氰酸钠溶液的质量分数为5％。
本实施例的有机多孔碳的制备方法为：
S101：将碳先送入到浓硫酸中进行氧化10min，然后沸水洗涤，随后再置于5倍的质量分数5％的盐酸溶液中，然后再加入碳总量20％的氯化铁，搅拌混合充分，水洗、干燥，再置于10倍的有机剂中，于75℃下反应2h，反应转速为1000r/min，反应结束，水洗、干燥，得到有机多孔碳。
本实施例的有机剂为二甲基二氯硅烷、乙醇按照重量比1:7混合配制而成。
本实施例的一种改善聚氨酯海绵开孔性能的改性聚醚的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将聚醚、甲苯二异氰酸酯、三丁胺、丙酮溶剂先以450r/min的转速搅拌混合充分，混合时间为45min，混合结束，得到A组分；
步骤二，向A组分中加入偶联剂改性添加剂、有机多孔碳，继续搅拌混合充分，搅拌转速为750r/min，搅拌时间为20min，得到B组分；
步骤三，将B组分进行保温处理，处理结束，得到改性聚醚。
本实施例的保温处理的温度为75℃，保温时间为40min。
实施例3.
本实施例的一种改善聚氨酯海绵开孔性能的改性聚醚，包括以下重量份原料：
聚醚60份、偶联剂改性添加剂20份、甲苯二异氰酸酯15份、有机多孔碳7.5份、三丁胺3份、丙酮溶剂70份。
本实施例的偶联剂改性添加剂的制备方法为：
S01：将7份偶联剂KH560加入到12.5份柠檬酸钠溶液中，然后加入3份壳聚糖、2份海藻酸钠，搅拌混合充分，得到改性基液；
S02：将改性基液中加入总量3％的稀土液，超声分散充分，超声结束，得到偶联剂改性添加剂。
本实施例的柠檬酸钠溶液的质量分数为12.5％。
本实施例的超声分散充分的功率为400W，超声时间为25min。
本实施例的稀土液的制备方法为：
将质量分数7％的硫酸镧按照重量比1:5加入到氰酸钠溶液中，搅拌混合充分，得到稀土液，其中氰酸钠溶液的质量分数为3％。
本实施例的有机多孔碳的制备方法为：
S101：将碳先送入到浓硫酸中进行氧化7.5min，然后沸水洗涤，随后再置于4倍的质量分数5％的盐酸溶液中，然后再加入碳总量15％的氯化铁，搅拌混合充分，水洗、干燥，再置于7.5倍的有机剂中，于70℃下反应1.5h，反应转速为750r/min，反应结束，水洗、干燥，得到有机多孔碳。
本实施例的有机剂为二甲基二氯硅烷、乙醇按照重量比1:7混合配制而成。
本实施例的一种改善聚氨酯海绵开孔性能的改性聚醚的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将聚醚、甲苯二异氰酸酯、三丁胺、丙酮溶剂先以400r/min的转速搅拌混合充分，混合时间为40min，混合结束，得到A组分；
步骤二，向A组分中加入偶联剂改性添加剂、有机多孔碳，继续搅拌混合充分，搅拌转速为700r/min，搅拌时间为15min，得到B组分；
步骤三，将B组分进行保温处理，处理结束，得到改性聚醚。
本实施例的保温处理的温度为70℃，保温时间为35min。
实施例4
本实施例的一种改善聚氨酯海绵开孔性能的改性聚醚，包括以下重量份原料：
聚醚57份、偶联剂改性添加剂18份、甲苯二异氰酸酯12份、有机多孔碳6份、三丁胺2份、丙酮溶剂66份。
本实施例的偶联剂改性添加剂的制备方法为：
S01：将7份偶联剂KH560加入到12份柠檬酸钠溶液中，然后加入3份壳聚糖、2份海藻酸钠，搅拌混合充分，得到改性基液；
S02：将改性基液中加入总量2％的稀土液，超声分散充分，超声结束，得到偶联剂改性添加剂。
本实施例的柠檬酸钠溶液的质量分数为12％。
本实施例的超声分散充分的功率为360W，超声时间为22min。
本实施例的稀土液的制备方法为：
将质量分数6％的硫酸镧按照重量比1:5加入到氰酸钠溶液中，搅拌混合充分，得到稀土液，其中氰酸钠溶液的质量分数为2％。
本实施例的有机多孔碳的制备方法为：
S101：将碳先送入到浓硫酸中进行氧化6min，然后沸水洗涤，随后再置于4倍的质量分数5％的盐酸溶液中，然后再加入碳总量12％的氯化铁，搅拌混合充分，水洗、干燥，再置于6倍的有机剂中，于67℃下反应1.2h，反应转速为550r/min，反应结束，水洗、干燥，得到有机多孔碳。
本实施例的有机剂为二甲基二氯硅烷、乙醇按照重量比1:7混合配制而成。
本实施例的一种改善聚氨酯海绵开孔性能的改性聚醚的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将聚醚、甲苯二异氰酸酯、三丁胺、丙酮溶剂先以370r/min的转速搅拌混合充分，混合时间为36min，混合结束，得到A组分；
步骤二，向A组分中加入偶联剂改性添加剂、有机多孔碳，继续搅拌混合充分，搅拌转速为670r/min，搅拌时间为12min，得到B组分；
步骤三，将B组分进行保温处理，处理结束，得到改性聚醚。
本实施例的保温处理的温度为67℃，保温时间为32min。
实施例5
本实施例的一种改善聚氨酯海绵开孔性能的改性聚醚，包括以下重量份原料：
聚醚62份、偶联剂改性添加剂23份、甲苯二异氰酸酯18份、有机多孔碳8份、三丁胺3份、丙酮溶剂71份。
本实施例的偶联剂改性添加剂的制备方法为：
S01：将8份偶联剂KH560加入到13份柠檬酸钠溶液中，然后加入3份壳聚糖、2份海藻酸钠，搅拌混合充分，得到改性基液；
S02：将改性基液中加入总量4％的稀土液，超声分散充分，超声结束，得到偶联剂改性添加剂。
本实施例的柠檬酸钠溶液的质量分数为14％。
本实施例的超声分散充分的功率为410W，超声时间为28min。
本实施例的稀土液的制备方法为：
将质量分数8％的硫酸镧按照重量比1:5加入到氰酸钠溶液中，搅拌混合充分，得到稀土液，其中氰酸钠溶液的质量分数为4％。
本实施例的有机多孔碳的制备方法为：
S101：将碳先送入到浓硫酸中进行氧化8min，然后沸水洗涤，随后再置于4倍的质量分数5％的盐酸溶液中，然后再加入碳总量18％的氯化铁，搅拌混合充分，水洗、干燥，再置于8倍的有机剂中，于72℃下反应1.8h，反应转速为800r/min，反应结束，水洗、干燥，得到有机多孔碳。
本实施例的有机剂为二甲基二氯硅烷、乙醇按照重量比1:7混合配制而成。
本实施例的一种改善聚氨酯海绵开孔性能的改性聚醚的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将聚醚、甲苯二异氰酸酯、三丁胺、丙酮溶剂先以410r/min的转速搅拌混合充分，混合时间为42min，混合结束，得到A组分；
步骤二，向A组分中加入偶联剂改性添加剂、有机多孔碳，继续搅拌混合充分，搅拌转速为710r/min，搅拌时间为18min，得到B组分；
步骤三，将B组分进行保温处理，处理结束，得到改性聚醚。
本实施例的保温处理的温度为72℃，保温时间为38min。
对比例1.
与实施例3不同是未添加偶联剂改性添加剂。
对比例2.
与实施例3不同是偶联剂改性添加剂中未添加稀土液。
对比例3.
与实施例3不同是未添加有机多孔碳。
对比例4.
与实施例3不同是有机多孔碳采用多孔碳代替。
对比例5.
与实施例3不同是有机多孔碳制备方法不同，未采用有机剂处理。
实施例1-5及对比例1-5产品与聚氨酯海绵配合使用，性能测量结果如下
从实施例1-5及对比例1-5中得出，本发明实施例3的产品，开孔、吸水膨胀性能均优异，采用偶联剂改性添加剂、有机多孔碳配合协配，产品的性能可实现协调式改进，同时二者制备的方法不同，产品的性能不同，采用本发明的方法制备的产品性能最佳。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种改善聚氨酯海绵开孔性能的改性聚醚，其特征在于，包括以下重量份原料：
聚醚55-65份、偶联剂改性添加剂15-25份、甲苯二异氰酸酯10-20份、有机多孔碳5-10份、三丁胺1-5份、丙酮溶剂65-75份。
2.根据权利要求1所述的一种改善聚氨酯海绵开孔性能的改性聚醚，其特征在于，所述改性聚醚包括以下重量份原料：
聚醚60份、偶联剂改性添加剂20份、甲苯二异氰酸酯15份、有机多孔碳7.5份、三丁胺3份、丙酮溶剂70份。
3.根据权利要求1所述的一种改善聚氨酯海绵开孔性能的改性聚醚，其特征在于，所述偶联剂改性添加剂的制备方法为：
S01：将6-9份偶联剂KH560加入到10-15份柠檬酸钠溶液中，然后加入2-4份壳聚糖、1-3份海藻酸钠，搅拌混合充分，得到改性基液；
S02：将改性基液中加入总量1-5％的稀土液，超声分散充分，超声结束，得到偶联剂改性添加剂。
4.根据权利要求3所述的一种改善聚氨酯海绵开孔性能的改性聚醚，其特征在于，所述柠檬酸钠溶液的质量分数为10-15％。
5.根据权利要求3所述的一种改善聚氨酯海绵开孔性能的改性聚醚，其特征在于，所述超声分散充分的功率为350-450W，超声时间为20-30min。
6.根据权利要求3所述的一种改善聚氨酯海绵开孔性能的改性聚醚，其特征在于，所述稀土液的制备方法为：
将质量分数5-9％的硫酸镧按照重量比1:5加入到氰酸钠溶液中，搅拌混合充分，得到稀土液，其中氰酸钠溶液的质量分数为1-5％。
7.根据权利要求1所述的一种改善聚氨酯海绵开孔性能的改性聚醚，其特征在于，所述有机多孔碳的制备方法为：
S101：将碳先送入到浓硫酸中进行氧化5-10min，然后沸水洗涤，随后再置于3-5倍的质量分数5％的盐酸溶液中，然后再加入碳总量10-20％的氯化铁，搅拌混合充分，水洗、干燥，再置于5-10倍的有机剂中，于65-75℃下反应1-2h，反应转速为500-1000r/min，反应结束，水洗、干燥，得到有机多孔碳。
8.根据权利要求7所述的一种改善聚氨酯海绵开孔性能的改性聚醚，其特征在于，所述有机剂为二甲基二氯硅烷、乙醇按照重量比1:7混合配制而成。
9.一种如权利要求1-8任一项所述改善聚氨酯海绵开孔性能的改性聚醚的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将聚醚、甲苯二异氰酸酯、三丁胺、丙酮溶剂先以350-450r/min的转速搅拌混合充分，混合时间为35-45min，混合结束，得到A组分；
步骤二，向A组分中加入偶联剂改性添加剂、有机多孔碳，继续搅拌混合充分，搅拌转速为650-750r/min，搅拌时间为10-20min，得到B组分；
步骤三，将B组分进行保温处理，处理结束，得到改性聚醚。
10.根据权利要求9所述一种改善聚氨酯海绵开孔性能的改性聚醚的制备方法，其特征在于，所述保温处理的温度为65-75℃，保温时间为30-40min。
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