CN115725041A - 一种亲水性记忆绵聚氨酯材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种亲水性记忆绵聚氨酯材料及其制备方法,亲水性记忆绵聚氨酯材料由聚氨酯组合物制备而成,聚氨酯组合物中包含植物油聚醚多元醇、慢回弹聚醚多元醇和高EO聚醚多元醇,油聚醚多元醇的总质量在聚氨酯组合物中的质量占比为8%‑20%;植物油聚醚多元醇在植物油聚醚多元醇、慢回弹聚醚多元醇和高EO聚醚多元醇中的质量占比为10%‑30%。本发明中的亲水性记忆绵聚氨酯材料,通过用植物油聚醚多元醇代替石油聚醚多元醇,并添加了聚醚多元醇制得,能够提高亲水性记忆绵聚氨酯材料的溶胀率和亲水性,有利于材料降解,且材料的气味减小;一方面能满足人们日益提高的生活需求,另一方面能够提高该材料在自然环境中的生物降解能力,减少环境污染。
Description
技术领域
本发明属于聚氨酯制品技术领域,具体涉及一种亲水性记忆绵聚氨酯材料及其制备方法。
背景技术
聚氨酯材料中亲水记忆绵具有透气性好,记忆效果明显,舒适性好等优点,广泛用于医疗保健、寝具、家具等领域。传统的聚氨酯亲水记忆绵材料的制备需要使用石油聚醚多元醇,其成本高,气味大;随着产品应用要求的日益严格和专业化,对材料的生产技术要求更加细化,专用性越来越强。在生产出优势更加突出,产品性能更好的亲水性记忆绵材料的同时,还能使该聚氨酯材料具备较好的生物降解能力,不对环境造成污染,是该领域大力发展的方向并且也是极具挑战的。
发明内容
有鉴于此,为了克服现有技术的缺陷,本发明提供一种亲水性记忆绵聚氨酯材料及其制备方法,采用植物油聚醚多元醇代替石油聚醚多元醇,并添加了聚醚多元醇,二者结合,使制得的亲水性记忆绵聚氨酯材料的气味小,亲水速率快,溶胀率高。
为了达到上述目的,本发明采用了以下的技术方案:
一种亲水性记忆绵聚氨酯材料,由聚氨酯组合物制备而成,所述聚氨酯组合物中包含植物油聚醚多元醇、慢回弹聚醚多元醇和高EO聚醚多元醇,所述油聚醚多元醇的总质量在所述聚氨酯组合物中的质量占比为8%-20%;所述植物油聚醚多元醇在所述植物油聚醚多元醇、慢回弹聚醚多元醇和高EO聚醚多元醇中的质量占比为10%-30%。
优选地,所述慢回弹聚醚多元醇和高EO聚醚多元醇的质量比为1:1-3.5,优选为1:1-2.5。
优选地,所述聚氨酯组合物包括亲水剂,所述亲水剂占所述聚氨酯组合物的质量占比为3%-8%;所述聚氨酯组合物还包括开孔剂,所述开孔剂占所述聚氨酯组合物的质量占比为2%-5%。
优选地,按重量份计,所述聚氨酯组合物包括如下重量配比的组分:
优选地,高EO(环氧乙烷)聚醚多元醇是高分子量的聚醚,EO含量为 50%-90%,提高泡沫的柔软度和降低泡沫的温敏性,尤其是低温的温敏性;慢回弹聚醚多元醇一般是羟值在160-450mg KOH/g之间的低分子量聚醚,主要具有帮助泡沫获得形状记忆的功能。
优选地,所述植物油聚醚多元醇为三官能度聚醚多元醇,所述植物油聚醚多元醇的羟值为32-90mg KOH/g。
优选地,所述慢回弹聚醚多元醇的羟值的范围为160-450mg KOH/g,优选为240-400mg KOH/g。
优选地,所述高EO聚醚多元醇的羟值的范围为28-45mg KOH/g,优选为 30-40mgKOH/g。
优选地,所述开孔剂包括1900、CP1421等聚醚型开孔剂中的一种或多种组合。
优选地,所述亲水剂包括HM935、HM939中的一种或多种组合。
进一步优选地,所述泡沫稳定剂为硅酮泡沫稳定剂。
优选地,所述催化剂包括无味铵催化剂和辛酸亚锡。
更加优选地,所述异氰酸酯为改性MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯)预聚体, NCO%为26%-32%。
优选地,所述亲水性记忆绵聚氨酯材料的密度为38-80kg/m3;水在所述亲水性记忆绵聚氨酯材料的接触角为25-60°;所述亲水性记忆绵聚氨酯材料的溶胀率为100%-200%;所述亲水性记忆绵聚氨酯材料的气味等级(代表气味的参数)为2-3.5(数值越低,气味越小或无异味)。
本发明还提供了一种如上所述的亲水性记忆绵聚氨酯材料的制备方法,具体包括如下步骤:将植物油聚醚多元醇、慢回弹聚醚多元醇、高EO聚醚多元醇、亲水剂、开孔剂、水、泡沫稳定剂、催化剂、异氰酸酯按比例分别输入工作储罐中进行精确计量;完成计量后送至混合头中进行混合后形成物料,物料连续吐出;将混合好的物料从混合头注入发泡摆头中,待发泡熟化后制备得到所述亲水性记忆绵聚氨酯材料。
优选地,所述工作储罐的温度范围控制在20-25℃,温度波动范围小于1℃;所述混合头的搅拌速度为3000-5000r/min。
由于以上技术方案的实施,本发明与现有技术相比具有如下优点:本发明中的亲水性记忆绵聚氨酯材料,通过用植物油聚醚多元醇代替石油聚醚多元醇,并添加了慢回弹聚醚多元醇和高EO聚醚多元醇制得,不仅能够降低生产成本,还能提高亲水性记忆绵聚氨酯材料的溶胀率及亲水性,且材料的气味减小;一方面能够满足人们日益提高的需求以及某些特殊场合下的应用,另一方面能够提高亲水性记忆绵聚氨酯材料在自然环境中的生物降解能力,减少环境污染。
具体实施方式
下面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的实施例,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,都应当属于本发明保护的范围。
实施例一
本实施例中的一种聚氨酯组合物,按重量份计,包括如下重量配比的组分:
本实施例中所用的植物油聚醚多元醇的羟值为60mg KOH/g;慢回弹聚醚多元醇的羟值为320mg KOH/g;高EO聚醚多元醇的羟值为35mg KOH/g。
实施例二
本实施例中的一种聚氨酯组合物,按重量份计,包括如下重量配比的组分:
本实施例中所用的植物油聚醚多元醇的羟值为32mg KOH/g;慢回弹聚醚多元醇的羟值为240mg KOH/g;高EO聚醚多元醇的羟值为30mg KOH/g。
实施例三
本实施例中的一种聚氨酯组合物,按重量份计,包括如下重量配比的组分:
本实施例中所用的植物油聚醚多元醇的羟值为90mg KOH/g;慢回弹聚醚多元醇的羟值为400mg KOH/g;高EO聚醚多元醇的羟值为40mg KOH/g。
对比例一
对比例一与实施例一的区别主要在于对比例一用石油聚醚多元醇代替植物油聚醚多元醇。其中,所用的石油聚醚多元醇的羟值为30mg KOH/g,慢回弹聚醚多元醇的羟值为320mg KOH/g;高EO聚醚多元醇的羟值为35mg KOH/g;其他的具体配方数据请参看表1。
对比例二
对比例二与实施例一的区别主要在于对比例二用高回弹聚醚多元醇代替慢回弹聚醚多元醇。其中,所用的植物油聚醚多元醇的羟值为60mg KOH/g,高回弹聚醚多元醇的羟值为100mg KOH/g;高EO聚醚多元醇的羟值为35mg KOH/g;其他的具体配方数据请参看表1。
对比例三
对比例三与实施例一的区别主要在于对比例三用低EO聚醚多元醇代替高 EO聚醚多元醇。其中,所用的植物油聚醚多元醇的羟值为60mg KOH/g,慢回弹聚醚多元醇的羟值为320mg KOH/g;其他的具体配方数据请参看表1。
实施例四
本实施例提供了一种利用如上所述的聚氨酯组合物制备亲水性记忆绵聚氨酯材料的方法,本发明的实施例与对比例中关于亲水性记忆绵聚氨酯材料的制备方法均相同,化合物均按照各自的重量配比进行称量即可。具体制备方法如下:
将各配方中的所有组分输入工作储罐中进行精确计量;再送至混合头中进行混合后形成物料,物料连续吐出;将混合好的物料从混合头注入发泡摆头中进行初步反应,控制其发泡体积在总发泡体的5%,然后泡沫体膨胀起发并沿着发泡摆头的堤坝流到在倾斜跌落板上滑动的衬纸上,在泡沫体下移过程中,剩余95%的发泡体起发,泡沫体在到达水平输送机上时已经成为完全膨胀的海绵体,制得亲水性记忆绵聚氨酯材料。其中,工作储罐的温度范围控制在20-25℃,温度波动范围小于1℃,混合头的搅拌速度为4000-5000r/min。
实施例五结果与讨论
一、基本物性测试
对按照实施例一至三和对比例一至三中的聚氨酯组合物的组分制备的亲水性记忆绵聚氨酯材料进行相关物性测试,测试方法为:气味评级根据专业的嗅辨人员的评判结果得出(人工嗅觉评价方法);接触角采用接触角测量仪进行测试。测试结果见表1。
表1聚氨酯组合物的配方以及亲水性记忆绵聚氨酯材料的测试结果
从表1中可以看出,实施例一采用植物油聚醚多元醇制备得到的亲水性记忆绵聚氨酯材料在溶胀率、气味评级及接触角方面均优于对比例一中采用石油聚醚多元醇制备得到的亲水性记忆绵聚氨酯材料;实施例二采用慢回弹聚醚多元醇制备得到的亲水性记忆绵聚氨酯材料在溶胀率和接触角方面明显优于对比例二中采用高回弹聚醚多元醇制备得到的亲水性记忆绵聚氨酯材料;实施例三采用高EO聚醚多元醇制备得到的亲水性记忆绵聚氨酯材料在溶胀率、气味评级和接触角方面均明显优于对比例三中采用低EO聚醚多元醇醇制备得到的亲水性记忆绵聚氨酯材料。
本发明中的亲水性记忆绵聚氨酯材料,通过用植物油聚醚多元醇代替石油聚醚多元醇,并添加了聚醚多元醇制得,不仅能够降低生产成本,还能提高亲水性记忆绵聚氨酯材料的溶胀率、亲水性及生物降解百分率,且材料的气味减小;一方面能够满足人们日益提高的需求以及某些特殊场合下的应用,另一方面能够提高亲水性记忆绵聚氨酯材料在自然环境中的生物降解能力,减少环境污染。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围,凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种亲水性记忆绵聚氨酯材料,由聚氨酯组合物制备而成,其特征在于,所述聚氨酯组合物中包含植物油聚醚多元醇、慢回弹聚醚多元醇和高EO聚醚多元醇,所述植物油聚醚多元醇的总质量在所述聚氨酯组合物中的质量占比为8%-20%,所述植物油聚醚多元醇在所述植物油聚醚多元醇、慢回弹聚醚多元醇和高EO聚醚多元醇中的质量占比为10%-30%。
2.根据权利要求1所述的亲水性记忆绵聚氨酯材料,其特征在于,所述慢回弹聚醚多元醇和高EO聚醚多元醇的质量比为1:1-3.5。
3.根据权利要求2所述的亲水性记忆绵聚氨酯材料,其特征在于,所述聚氨酯组合物包括亲水剂,所述亲水剂占所述聚氨酯组合物的质量占比为3%-8%。
4.根据权利要求1所述的亲水性记忆绵聚氨酯材料,其特征在于,所述植物油聚醚多元醇为三官能度聚醚多元醇,所述植物油聚醚多元醇的羟值为32-90mg KOH/g。
5.根据权利要求2所述的亲水性记忆绵聚氨酯材料,其特征在于,所述慢回弹聚醚多元醇羟值的范围为160-450mg KOH/g。
6.根据权利要求2所述的亲水性记忆绵聚氨酯材料,其特征在于,所述高EO聚醚多元醇的羟值范围为28-45mg KOH/g。
7.根据权利要求1所述的亲水性记忆绵聚氨酯材料,其特征在于,所述聚氨酯组合物包括开孔剂,所述开孔剂占所述聚氨酯组合物的质量占比为2%-5%。
9.根据权利要求1所述的亲水性记忆绵聚氨酯材料,其特征在于,所述亲水性记忆绵聚氨酯材料的密度为38-80kg/m3;水在所述亲水性记忆绵聚氨酯材料的接触角为25-60°;所述亲水性记忆绵聚氨酯材料的溶胀率为100%-200%。
10.一种如权利要求1~9任意一项所述的亲水性记忆绵聚氨酯材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将所述聚氨酯组合物中的各组分混合均匀后注入发泡摆头,待发泡熟化后制备得到所述亲水性记忆绵聚氨酯材料。
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