CN115725048A - 一种高回弹聚氨酯软泡材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高回弹聚氨酯软泡材料及其制备方法，所述高回弹聚氨酯软泡材料由聚氨酯软泡组合物制备而成，所述聚氨酯软泡组合物中包含植物油聚醚多元醇和高回弹多元醇，所述植物油聚醚多元醇和高回弹多元醇的总质量在所述聚氨酯软泡组合物中的质量占比为60％～75％；所述植物油聚醚多元醇和高回弹多元醇的质量比为1：1～9。本发明中的高回弹聚氨酯软泡材料，通过用植物油聚醚多元醇代替石油聚醚多元醇，并添加高回弹多元醇制得，不仅能够降低生产成本，还能提高聚氨酯软泡材料的回弹率，降低材料的气味，手感更柔软，舒适度高，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。
Description
技术领域
本发明属于聚氨酯制品技术领域，具体涉及一种高回弹聚氨酯软泡材料及其制备方法。
背景技术
聚氨酯软质泡沫塑料具有较好的回弹率，手感柔软，较高的舒适系数等优点，广泛用于沙发、汽车坐垫、枕芯、床垫等领域。随着生产技术的不断进步和产品应用要求的日益严格和专业化，对软质泡沫制品的技术要求更加细化，专用性越来越强。传统的高回弹的聚氨酯软质泡沫材料需要用软化剂加辅助发泡剂的方法来达到较好的回弹率，降低材料表面的粗糙度，增加其细腻程度，通常使用的是石油聚醚多元醇，其不但成本高，最重要的是气味大，且有一定的毒性，长期使用会危害人的身体健康；且现有的聚氨酯软质泡沫塑料的回弹率仍然满足不了人们日益提高的需求或某些特殊场合下的应用。
发明内容
有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种高回弹聚氨酯软泡料及其制备方法，采用植物油聚醚多元醇代替石油聚醚多元醇，并添加了高回弹多元醇，使制得的聚氨酯软泡材料的回弹率高，气味小。
为了达到上述目的，本发明采用了以下的技术方案：
一种高回弹聚氨酯软泡材料，由聚氨酯软泡组合物制备而成，所述聚氨酯软泡组合物中包含植物油聚醚多元醇和高回弹多元醇，所述植物油聚醚多元醇和高回弹多元醇的总质量在所述聚氨酯软泡组合物中的质量占比为60％～75％；所述植物油聚醚多元醇和高回弹多元醇的质量比为1:1～9，优选为1：4～6。
优选地，所述高回弹多元醇包括高回弹聚醚多元醇和高回弹聚合物多元醇，所述高回弹聚醚多元醇和高回弹聚合物多元醇的质量比为1:0.75～3，优选为 1:1～1.5。
进一步优选地，所述植物油聚醚多元醇、高回弹聚醚多元醇、高回弹聚合物多元醇之间的质量比为1:2～5:2～5，优选为1:2～3:2～3。
优选地，所述聚氨酯软泡组合物包括交联剂，所述交联剂占所述聚氨酯软泡聚醚的质量占比为0.4％～1.8％，优选为0.5％～1.5％。
优选地，按重量份计，所述聚氨酯软泡组合物包括如下重量配比的组分：
优选地，所述高回弹多元醇包括高回弹聚醚多元醇和高回弹聚合物多元醇。高回弹聚醚多元醇是高分子量的软泡聚醚，其末端羟基一般会用20％左右的环氧乙烷封端，能够提高反应活性和熟化速度；高回弹聚合物多元醇是在高回弹聚醚多元醇上接枝反应了苯乙烯和丙烯腈的共聚物，以提供泡沫更好的承载力和支撑性。
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，所述高回弹聚醚多元醇官能度为3～5，优选为3～4.7；所述高回弹聚醚多元醇的羟值范围为25～40mg KOH/g，优选为30～35mg KOH/g。
所述高回弹聚合物多元醇的羟值范围为20～32mg KOH/g，优选为23～30mg KOH/g；所述高回弹聚合物多元醇的固含量为20％～45％。
优选地，所述交联剂包括二乙醇胺、三乙醇胺、1,4-丁二醇、乙二醇等小分子的醇和醇胺的一种或多种的组合。
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，所述异氰酸酯包括2,4-甲苯二异氰酸酯和2,6-甲苯二异氰酸酯中的一种或两种组合。
优选地，所述高回弹聚氨酯软泡材料的密度为30～35kg/m3，所述高回弹聚氨酯软泡材料的回弹率为53～58；所述高回弹聚氨酯软泡材料的气味评级为 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高回弹聚氨酯软泡材料的制备方法，具体包括如下步骤：将植物油聚醚多元醇、高回弹聚醚多元醇、高回弹聚合物多元醇、交联剂、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槽中，待发泡熟化后制备得到所述高回弹聚氨酯软泡材料。
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：本发明中的高回弹聚氨酯软泡材料，通过用植物油聚醚多元醇代替石油聚醚多元醇，并添加高回弹多元醇制得，不仅能够降低生产成本，还能提高聚氨酯软泡材料的回弹率，降低材料的气味，手感更柔软，舒适度高，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。
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
本实施例中的一种高回弹聚氨酯软泡组合物，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；高回弹聚醚多元醇的羟值为4mg KOH/g；高回弹聚合物多元醇的羟值为32mg KOH/g。
TDI80/20：80％质量的2,4-甲苯二异氰酸酯与20％质量的2,6-甲苯二异氰酸酯的混合物。
实施例二
本实施例中的一种高回弹聚氨酯软泡组合物，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；高回弹聚醚多元醇的羟值为3mg KOH/g；高回弹聚合物多元醇的羟值为30mg KOH/g。
实施例三
本实施例中的一种高回弹聚氨酯软泡组合物，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；高回弹聚醚多元醇的羟值为4.7mg KOH/g；高回弹聚合物多元醇的羟值为35mg 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，高回弹聚醚多元醇的羟值为4mg KOH/g；高回弹聚合物多元醇的羟值为32mg KOH/g；其他的具体配方数据请参看表1。
对比例二
对比例二与实施例二的区别主要在于对比例二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100mg KOH/g，高回弹聚醚多元醇的羟值为3mg KOH/g；高回弹聚合物多元醇的羟值为30mg KOH/g；其他的具体配方数据请参看表1。
对比例三
对比例三与实施例三的区别主要在于对比例三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20mg KOH/g，高回弹聚醚多元醇的羟值为4.7mg KOH/g；高回弹聚合物多元醇的羟值为35mg 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软泡组合物制备聚氨酯软泡材料的方法，本发明的实施例与对比例中关于聚氨酯软泡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：
将聚氨酯软泡组合物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槽中进行初步反应，控制其发泡体积在总发泡体的30％，然后泡沫体膨胀起发并沿着发泡槽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70％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，制得聚氨酯软泡材料。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4000r/min。
实施例五结果与讨论
对按照实施例一至三和对比例一至三中的聚氨酯软泡组合物的组分制备的聚氨酯软泡材料进行相关物性测试，测试方法为：回弹率采用数字显示落球回弹仪按照GB/T6670-1997标准进行测试；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)。测试结果见表1。
表1聚氨酯软泡组合物的配方以及聚氨酯软泡材料的测试结果
从表1中可以看出，实施例一至三制备得到的聚氨酯软泡材料在气味评级方面明显优于对比例一至三中采用石油聚醚多元醇制备得到的聚氨酯软泡材料。实施例一至三分别与对比例一至三相比，采用植物油聚醚多元醇制备得到的聚氨酯软泡材料的回弹率更高、气味评级更低，即具有高回弹和气味小的特点。
本发明中的高回弹聚氨酯软泡材料，通过用植物油聚醚多元醇代替石油聚醚多元醇，并添加高回弹多元醇进行制备，不仅能够降低生产成本，还能提高聚氨酯软泡材料的回弹率，降低材料的气味，手感更柔软，舒适度高，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。
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)
1.一种高回弹聚氨酯软泡材料，由聚氨酯软泡组合物制备而成，其特征在于，所述聚氨酯软泡组合物中包含植物油聚醚多元醇和高回弹多元醇，所述植物油聚醚多元醇和高回弹多元醇的总质量在所述聚氨酯软泡组合物中的质量占比为60％～75％；所述植物油聚醚多元醇和高回弹多元醇的质量比为1：1～9。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯软泡材料，其特征在于，所述高回弹多元醇包括高回弹聚醚多元醇和高回弹聚合物多元醇，所述高回弹聚醚多元醇和高回弹聚合物多元醇的质量比为1:0.75～3。
3.根据权利要求2所述的高回弹聚氨酯软泡材料，其特征在于，所述植物油聚醚多元醇、高回弹聚醚多元醇、高回弹聚合物多元醇之间的质量比为1:2～5:2～5。
4.根据权利要求1所述的高回弹聚氨酯软泡材料，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所述的高回弹聚氨酯软泡材料，其特征在于，所述高回弹聚醚多元醇的官能度为3～5，所述高回弹聚醚多元醇的羟值范围为25～40mg KOH/g。
6.根据权利要求2所述的高回弹聚氨酯软泡材料，其特征在于，所述高回弹聚合物多元醇的羟值范围为20～32mg KOH/g，所述高回弹聚合物多元醇的固含量为20％～45％。
7.根据权利要求1所述的高回弹聚氨酯软泡材料，其特征在于，所述聚氨酯软泡组合物包括交联剂，所述交联剂占所述聚氨酯软泡组合物的质量占比为0.4％～1.8％。
8.根据权利要求1所述的高回弹聚氨酯软泡材料，其特征在于，按重量份计，所述聚氨酯软泡组合物包括如下重量配比的组分：
9.根据权利要求1所述的高回弹聚氨酯软泡材料，其特征在于，所述高回弹聚氨酯软泡材料的密度为30～40kg/m3；所述高回弹聚氨酯软泡材料的回弹率为53～58。
10.一种如权利要求1～9任意一项所述的高回弹聚氨酯软泡材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将所述聚氨酯软泡组合物中的各组分混合均匀后注入发泡槽，待发泡熟化后制备得到所述高回弹聚氨酯软泡材料。
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