CN116693802B - 一种生物基聚氨酯缓冲材料 - Google Patents
一种生物基聚氨酯缓冲材料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116693802B CN116693802B CN202310973907.5A CN202310973907A CN116693802B CN 116693802 B CN116693802 B CN 116693802B CN 202310973907 A CN202310973907 A CN 202310973907A CN 116693802 B CN116693802 B CN 116693802B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- linseed oil
- bio
- buffer material
- based polyurethane
- polyurethane buffer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 57
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 title claims abstract description 55
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 title claims abstract description 55
- 235000021388 linseed oil Nutrition 0.000 claims abstract description 64
- 239000000944 linseed oil Substances 0.000 claims abstract description 64
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 claims abstract description 40
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 claims abstract description 40
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 claims abstract description 22
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 125000005442 diisocyanate group Chemical group 0.000 claims abstract description 8
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 7
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 45
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 24
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 23
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 16
- 125000005456 glyceride group Chemical group 0.000 claims description 16
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 15
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 14
- 238000005187 foaming Methods 0.000 claims description 13
- PJUIMOJAAPLTRJ-UHFFFAOYSA-N monothioglycerol Chemical compound OCC(O)CS PJUIMOJAAPLTRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000010025 steaming Methods 0.000 claims description 11
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 9
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 8
- UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 4,4'-Diphenylmethane Diisocyanate Chemical group C1=CC(N=C=O)=CC=C1CC1=CC=C(N=C=O)C=C1 UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- SVYKKECYCPFKGB-UHFFFAOYSA-N N,N-dimethylcyclohexylamine Chemical compound CN(C)C1CCCCC1 SVYKKECYCPFKGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 claims description 6
- KSBAEPSJVUENNK-UHFFFAOYSA-L tin(ii) 2-ethylhexanoate Chemical compound [Sn+2].CCCCC(CC)C([O-])=O.CCCCC(CC)C([O-])=O KSBAEPSJVUENNK-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 5
- XPSMITSOZMLACW-UHFFFAOYSA-N 2-(4-aminophenyl)-n-(benzenesulfonyl)acetamide Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1CC(=O)NS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 XPSMITSOZMLACW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ISKQADXMHQSTHK-UHFFFAOYSA-N [4-(aminomethyl)phenyl]methanamine Chemical compound NCC1=CC=C(CN)C=C1 ISKQADXMHQSTHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- UKLDJPRMSDWDSL-UHFFFAOYSA-L [dibutyl(dodecanoyloxy)stannyl] dodecanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)O[Sn](CCCC)(CCCC)OC(=O)CCCCCCCCCCC UKLDJPRMSDWDSL-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 239000012975 dibutyltin dilaurate Substances 0.000 claims description 3
- UKODFQOELJFMII-UHFFFAOYSA-N pentamethyldiethylenetriamine Chemical compound CN(C)CCN(C)CCN(C)C UKODFQOELJFMII-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000002390 rotary evaporation Methods 0.000 claims description 3
- OBDVFOBWBHMJDG-UHFFFAOYSA-M 3-sulfanylpropane-1-sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)CCCS OBDVFOBWBHMJDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- UEEJHVSXFDXPFK-UHFFFAOYSA-N N-dimethylaminoethanol Chemical compound CN(C)CCO UEEJHVSXFDXPFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229960002887 deanol Drugs 0.000 claims description 2
- 239000012972 dimethylethanolamine Substances 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 3
- 238000012650 click reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 19
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 8
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 8
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 8
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 5
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 5
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 3
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 3
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- FTCLAXOKVVLHEG-UHFFFAOYSA-N sodium;3-sulfanylpropane-1-sulfonic acid Chemical compound [Na].OS(=O)(=O)CCCS FTCLAXOKVVLHEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000000111 Saccharum officinarum Species 0.000 description 1
- 235000007201 Saccharum officinarum Nutrition 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- VDRSDNINOSAWIV-UHFFFAOYSA-N [F].[Si] Chemical compound [F].[Si] VDRSDNINOSAWIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 235000021588 free fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 1
- IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N isocyanate group Chemical group [N-]=C=O IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 239000011846 petroleum-based material Substances 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/65—Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
- C08G18/66—Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
- C08G18/6666—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
- C08G18/38—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen
- C08G18/3855—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen having sulfur
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
- C08G18/38—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen
- C08G18/3855—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen having sulfur
- C08G18/3863—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen having sulfur containing groups having sulfur atoms between two carbon atoms, the sulfur atoms being directly linked to carbon atoms or other sulfur atoms
- C08G18/3865—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen having sulfur containing groups having sulfur atoms between two carbon atoms, the sulfur atoms being directly linked to carbon atoms or other sulfur atoms containing groups having one sulfur atom between two carbon atoms
- C08G18/3868—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen having sulfur containing groups having sulfur atoms between two carbon atoms, the sulfur atoms being directly linked to carbon atoms or other sulfur atoms containing groups having one sulfur atom between two carbon atoms the sulfur atom belonging to a sulfide group
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/48—Polyethers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G2101/00—Manufacture of cellular products
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G2110/00—Foam properties
- C08G2110/0083—Foam properties prepared using water as the sole blowing agent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
Abstract
本发明涉及聚氨酯技术领域，具体涉及一种生物基聚氨酯缓冲材料，本发明的生物基聚氨酯缓冲材料采用磺化亚麻籽油多元醇、聚醚多元醇、二异氰酸酯、磺酸盐改性二异氰酸酯、有机锡催化剂、胺类催化剂、泡沫稳定剂和去离子水制备而成。其中，磺化亚麻籽油多元醇通过巯基‑烯点击反应制备得到，具有较高的活性和稳定性。本发明所述的生物基聚氨酯缓冲材料具有较好的泡孔结构，可以在重复使用过程中保持缓冲性能，适用于电子产品、汽车、医疗设备等领域，提高产品的安全性和保护质量。同时，本发明所使用的亚麻籽油为可再生资源，具有重要的经济和环保意义。
Description
技术领域
本发明涉及聚氨酯技术领域，尤其涉及一种生物基聚氨酯缓冲材料。
背景技术
生物基聚氨酯是一种使用可再生原料生产的聚氨酯材料。聚氨酯材料是一类由异氰酸酯和多元醇反应制成的高分子材料。传统的聚氨酯使用石油基原料生产，而生物基聚氨酯则使用植物油、木质素、淀粉甚至甘蔗中提取的素材制造，这些素材可以通过生物分解或者可再生方式获得。
缓冲材料是一种可以吸收能量或减轻冲击的材料，用于防止物品在运输或运动中遭受损坏，聚氨酯缓冲材料可以被用于电子产品、汽车、医疗设备等行业，以提高产品的安全性和保护质量。
中国发明专利CN112457465B一种可降解耐吸水性运动缓冲护垫组合物及运动缓冲护垫的制备方法，通过使用植物油基多元醇替代部分石油基聚醚多元醇制成聚氨酯缓冲材料。但是植物油多元醇与传统石油基多元醇相比，其分子结构不对称性增加，不饱和度增强和存在游离的脂肪酸，这可能导致使用植物油多元醇制备聚氨酯发泡缓冲材料具有较差的泡孔结构，进而导致在重复使用中泡孔结构容易损坏，缓冲性能下降。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种生物基聚氨酯缓冲材料，以解决使用植物油多元醇制备聚氨酯发泡缓冲材料具有较差的泡孔结构，进而导致在重复使用中泡孔结构容易损坏，缓冲性能下降的问题。
基于上述目的，本发明提供了一种生物基聚氨酯缓冲材料，包括以下重量份数原料：磺化亚麻籽油多元醇30-50份、聚醚多元醇45-65份、二异氰酸酯70-100份、磺酸盐改性二异氰酸酯5-10份、有机锡催化剂0.5-0.7份、胺类催化剂2-3份、泡沫稳定剂2-5份、去离子水2-4份；
所述的磺化亚麻籽油多元醇通过以下步骤制备得到：
（1）将亚麻籽油和氧化钙加入到甘油中，于180-200℃反应2.5-3h，将反应产物溶于乙酸乙酯中，洗涤，旋蒸，得到亚麻籽油甘油酯；
（2）将3-巯基-1,2-丙二醇、3-巯基-1-丙磺酸钠和光引发剂1173加入到亚麻籽油甘油酯中，于室温下进行光引发的巯基-双键点击反应，紫外灯功率为200-500W，紫外光距离为10-20cm，反应时间0.5-1h，反应结束后，将反应产物溶于乙酸乙酯中，洗涤，旋蒸，得到磺化亚麻籽油多元醇。
优选的，所述聚醚多元醇为聚醚4110。
优选的，所述二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯。
优选的，所述磺酸盐改性二异氰酸酯购买于北京佰源化工有限公司。
优选的，所述步骤（1）中有机锡催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡中的一种。
优选的，所述胺类催化剂为五甲基二乙烯三胺、二甲基环己胺、二甲基乙醇胺、三乙醇胺中的一种。
优选的，所述泡沫稳定剂为聚醚改性硅油。
优选的，所述步骤（1）中亚麻籽油、氧化钙和甘油的重量比为30-50:1.6-2.4:20-32。
优选的，所述步骤（2）中亚麻籽油甘油酯、3-巯基-1,2-丙二醇 、3-巯基-1-丙磺酸钠和光引发剂1173的质量比为30-50:40-65:32-48:0.3-1。
进一步的，本发明还提供了一种上述生物基聚氨酯缓冲材料的制备方法，具体制备步骤如下：
（1）将磺化亚麻籽油多元醇、聚醚多元醇、有机锡催化剂、胺类催化剂和去离子水混合，以2000-3000r/min的速度搅拌60-90s，得到混合物A；
（2）将磺酸盐改性二异氰酸酯加入混合物A中，以1000-2000r/min的速度搅拌30-60s，然后加入二异氰酸酯和泡沫稳定剂，以500-700r/min的速度搅拌60-90s，得到混合物B；
（3）将混合物B倒入模具中进行发泡，于30-35℃发泡10-15min，然后于室温固化24-36h，得到生物基聚氨酯缓冲材料。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种生物基聚氨酯缓冲材料，具有较好的泡孔结构，可以在重复使用过程中保持缓冲性能，可用于电子产品、汽车、医疗设备等领域，提高产品的安全性和保护质量。本发明还提供了一种简便的生物基聚氨酯缓冲材料的制备方法，具有操作简单、成本低廉等优点。同时，本发明所使用的亚麻籽油为可再生资源，具备重要的经济和环保意义。
本发明提供了一种生物基聚氨酯缓冲材料，通过3-巯基-1,2-丙二醇和3-巯基-1-丙磺酸钠和亚麻籽油中的碳碳双键的巯基-烯点击反应，改善亚麻籽油的稳定性和反应性。而磺化后的亚麻籽油多元醇作为聚氨酯缓冲材料的原料，具有较高的活性，有利于提高聚氨酯缓冲材料的分子量和交联程度，从而提高材料的力学性能和缓冲性能。
本发明提供了一种生物基聚氨酯缓冲材料，其中磺酸盐改性二异氰酸酯和磺化亚麻籽油多元醇具有调控发泡速度和交联固化速度的作用。具体地说，磺酸盐改性二异氰酸酯和磺化亚麻籽油多元醇可以吸收水分，实现异氰酸酯基团和水之间反应速度调控，并且磺酸盐改性二异氰酸酯和磺化亚麻籽油多元醇代替部分二元醇和二异氰酸酯，实现了交联固化速度的调控，通过发泡速度和交联固化速度的匹配，使聚氨酯具有较好的泡孔结构和孔径分布，导致了较好泡孔结构的形成，进而提高聚氨酯材料的缓冲性能和使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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，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为本发明实施例2中生物基聚氨酯缓冲材料表面泡孔结构电镜图；
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。
本发明具体实施方式中所用原料的来源或性质如下：
亚麻籽油购买于江西海瑞天然植物有限公司，磺酸盐改性二异氰酸酯购买于北京佰源化工有限公司，型号为WTDI-02；聚醚改性硅油购买于深圳市吉鹏硅氟材料有限公司，型号为SH-431。
实施例1：一种生物基聚氨酯缓冲材料的制备方法，具体制备步骤如下：
（1）将30g亚麻籽油和1.6g氧化钙加入到20g甘油中，于180℃反应2.5h，将反应产物溶于乙酸乙酯中，洗涤，旋蒸，得到亚麻籽油甘油酯；
（2）将40g 3-巯基-1,2-丙二醇、32g 3-巯基-1-丙磺酸钠和0.3g光引发剂1173加入到30g亚麻籽油甘油酯中，于室温下进行光引发的巯基-双键点击反应，紫外灯功率为400W，紫外光距离为15cm，反应时间1h，反应结束后，将反应产物溶于乙酸乙酯中，洗涤，旋蒸，得到磺化亚麻籽油多元醇；
（3）将30g磺化亚麻籽油多元醇、45g聚醚4110、0.5g二月桂酸二丁基锡、2g五甲基二乙烯三胺和2g去离子水混合，以2000r/min的速度搅拌60s，得到混合物A；
（4）将5g磺酸盐改性二异氰酸酯加入混合物A中，以1000r/min的速度搅拌30s，然后加入70g二苯基甲烷二异氰酸酯和2g聚醚改性硅油，以500r/min的速度搅拌60s，得到混合物B；
（5）将混合物B倒入模具中进行发泡，于30℃发泡10min，然后于室温固化24h，得到生物基聚氨酯缓冲材料。
实施例2：一种生物基聚氨酯缓冲材料的制备方法，具体制备步骤如下：
（1）将40g亚麻籽油和2g氧化钙加入到26g甘油中，于180℃反应3h，将反应产物溶于乙酸乙酯中，洗涤，旋蒸，得到亚麻籽油甘油酯；
（2）将50g 3-巯基-1,2-丙二醇、38g 3-巯基-1-丙磺酸钠和0.6g光引发剂1173加入到40g亚麻籽油甘油酯中，于室温下进行光引发的巯基-双键点击反应，紫外灯功率为400W，紫外光距离为15cm，反应时间1h，反应结束后，将反应产物溶于乙酸乙酯中，洗涤，旋蒸，得到磺化亚麻籽油多元醇；
（3）将40g磺化亚麻籽油多元醇、55g聚醚4110、0.6g辛酸亚锡、2.5g二甲基环己胺和3g去离子水混合，以2500r/min的速度搅拌80s，得到混合物A；
（4）将7.5g磺酸盐改性二异氰酸酯加入混合物A中，以1500r/min的速度搅拌45s，然后加入85g二苯基甲烷二异氰酸酯和3.5g聚醚改性硅油，以600r/min的速度搅拌80s，得到混合物B；
（5）将混合物B倒入模具中进行发泡，于35℃发泡12min，然后于室温固化30h，得到生物基聚氨酯缓冲材料。
实施例3：一种生物基聚氨酯缓冲材料的制备方法，具体制备步骤如下：
（1）将50g亚麻籽油和2.4g氧化钙加入到32g甘油中，于200℃反应3h，将反应产物溶于乙酸乙酯中，洗涤，旋蒸，得到亚麻籽油甘油酯；
（2）将65g 3-巯基-1,2-丙二醇、48g 3-巯基-1-丙磺酸钠和1g光引发剂1173加入到50g亚麻籽油甘油酯中，于室温下进行光引发的巯基-双键点击反应，紫外灯功率为400W，紫外光距离为15cm，反应时间1h，反应结束后，将反应产物溶于乙酸乙酯中，洗涤，旋蒸，得到磺化亚麻籽油多元醇；
（3）将50g磺化亚麻籽油多元醇、65g聚醚4110、0.7g二醋酸二丁基锡、3g三乙醇胺和4g去离子水混合，以3000r/min的速度搅拌90s，得到混合物A；
（4）将10g磺酸盐改性二异氰酸酯加入混合物A中，以2000r/min的速度搅拌60s，然后加入100g二苯基甲烷二异氰酸酯和5g聚醚改性硅油，以700r/min的速度搅拌90s，得到混合物B；
（5）将混合物B倒入模具中进行发泡，于35℃发泡15min，然后于室温固化36h，得到生物基聚氨酯缓冲材料。
对比例1：一种聚氨酯缓冲材料的制备方法，具体制备步骤如下：
对比例1与实施例2的区别在于：将步骤（3）中的磺化亚麻籽油多元醇替换为亚麻籽油。
对比例2：一种聚氨酯缓冲材料的制备方法，具体制备步骤如下：
对比例2与实施例2的区别在于：将步骤（4）中的磺酸盐改性二异氰酸酯替换为二苯基甲烷二异氰酸酯。
对比例3：一种聚氨酯缓冲材料的制备方法，具体制备步骤如下：
对比例3与实施例2的区别在于：将步骤（3）中的磺化亚麻籽油多元醇替换为亚麻籽油；将步骤（4）中的磺酸盐改性二异氰酸酯替换为二苯基甲烷二异氰酸酯。
对比例4：一种聚氨酯缓冲材料的制备方法，具体制备步骤如下：
（1）将50g 3-巯基-1,2-丙二醇、38g 3-巯基-1-丙磺酸钠和0.6g光引发剂1173加入到40g亚麻籽油中，于室温下进行光引发的巯基-双键点击反应，紫外灯功率为400W，紫外光距离为15cm，反应时间1h，反应结束后，将反应产物溶于乙酸乙酯中，洗涤，旋蒸，得到磺化亚麻籽油；
（2）将40g磺化亚麻籽油、55g聚醚4110、0.6g辛酸亚锡、2.5g二甲基环己胺和3g去离子水混合，以2500r/min的速度搅拌80s，得到混合物A；
其余步骤同实施例2。
对比例5：一种聚氨酯缓冲材料的制备方法，具体制备步骤如下：
（1）将40g亚麻籽油和2g氧化钙加入到26g甘油中，于180℃反应3h，将反应产物溶于乙酸乙酯中，洗涤，旋蒸，得到亚麻籽油甘油酯；
（2）将88g 3-巯基-1,2-丙二醇和0.6g光引发剂1173加入到40g亚麻籽油甘油酯中，于室温下进行光引发的巯基-双键点击反应，紫外灯功率为400W，紫外光距离为15cm，反应时间1h，反应结束后，将反应产物溶于乙酸乙酯中，洗涤，旋蒸，得到亚麻籽油多元醇；
（3）将40g亚麻籽油多元醇、55g聚醚4110、0.6g辛酸亚锡、2.5g二甲基环己胺和3g去离子水混合，以2500r/min的速度搅拌80s，得到混合物A；
其余步骤同实施例2。
对比例6：一种聚氨酯缓冲材料的制备方法，具体制备步骤如下：
（1）将40g亚麻籽油和2g氧化钙加入到26g甘油中，于180℃反应3h，将反应产物溶于乙酸乙酯中，洗涤，旋蒸，得到亚麻籽油甘油酯；
（2）将88g 3-巯基-1-丙磺酸钠和0.6g光引发剂1173加入到40g亚麻籽油甘油酯中，于室温下进行光引发的巯基-双键点击反应，紫外灯功率为400W，紫外光距离为15cm，反应时间1h，反应结束后，将反应产物溶于乙酸乙酯中，洗涤，旋蒸，得到磺化亚麻籽油；
（3）将40g磺化亚麻籽油、55g聚醚4110、0.6g辛酸亚锡、2.5g二甲基环己胺和3g去离子水混合，以2500r/min的速度搅拌80s，得到混合物A；
其余步骤同实施例2。
性能测试：
压缩性能：根据标准GB/T8813-2008将实施例1-3，对比例1-6制备的聚氨酯样品切割成标准尺寸，以10mm/min的压缩速率压缩，压缩25%样品厚度，得到压缩强度和压缩模量，具体测试结果如表1所示。
缓冲性能：根据标准GB/T8168-2008将实施例1-3，对比例1-6制备的聚氨酯泡沫样品材料切割成标准尺寸，随后采用万能试验机，沿样品厚度方向以12mm/min逐渐增加载荷，压缩过程中同时记录压缩力和相应形变，计算得到缓冲系数C，具体测试结果如表1所示
重复压缩后的缓冲性能：将缓冲性能测试中制得的样品以厚度20%的变形载荷量重复压缩100次，然后根据标准GB/T8168-2008测试缓冲性能，计算得到缓冲系数C1，具体测试结果如表1所示。。
表1 性能测试结果
| 压缩强度/kPa | 压缩模量/kPa | C | C1(重复压缩100次） | 缓冲系数比（C1/C） | |
| 实施例1 | 63 | 1132 | 1.35 | 1.83 | 1.36 |
| 实施例2 | 74 | 1286 | 1.21 | 1.66 | 1.36 |
| 实施例3 | 72 | 1291 | 1.19 | 1.72 | 1.45 |
| 对比例1 | 53 | 921 | 2.12 | 4.26 | 1.93 |
| 对比例2 | 59 | 1029 | 1.79 | 3.15 | 1.76 |
| 对比例3 | 45 | 752 | 2.53 | 5.45 | 2.15 |
| 对比例4 | 65 | 1139 | 1.42 | 2.11 | 1.49 |
| 对比例5 | 61 | 1095 | 1.39 | 2.25 | 1.62 |
| 对比例6 | 56 | 853 | 1.76 | 3.19 | 1.81 |
注：缓冲系数比为重复压缩100次后的缓冲系数与初始缓冲系数之间的比值，可以反应材料在重复使用中缓冲性能的下降程度，其值越大，代表缓冲性能下降越明显。
数据分析：从实施例1-3可以看出，本发明制备的生物基聚氨酯缓冲材料具有较好的力学性能和缓冲性能，并且在重复使用过程中，缓冲性能下降较小，从图1可以看出，本发明制备的生物基聚氨酯缓冲材料具有较好的泡孔结构和较为均匀的孔径分布，从实施例2和对比例1-3可以看出，磺酸盐改性二异氰酸酯和磺化亚麻籽油多元醇协同促进了聚氨酯缓冲材料力学性能和缓冲性能的提升，并且提高了聚氨酯缓冲材料的重复使用性，这主要是由于磺酸盐改性二异氰酸酯和磺化亚麻籽油多元醇调控了发泡速度和交联固化速度，进而导致了较好泡孔结构的形成，从实施例2和对比例4可以看出，采用甘油改性亚麻籽油提升了聚氨酯缓冲材料的整体性能，从实施例2和对比例5-6可以看出，3-巯基-1,2-丙二醇和3-巯基-1-丙磺酸钠对于聚氨酯缓冲材料的整体性能的提升具有至关重要的作用。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明的范围（包括权利要求）被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
本发明旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、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 (9)
1.一种生物基聚氨酯缓冲材料，其特征在于，包括以下重量份数原料：磺化亚麻籽油多元醇30-50份、聚醚多元醇45-65份、二异氰酸酯70-100份、磺酸盐改性二异氰酸酯5-10份、有机锡催化剂0.5-0.7份、胺类催化剂2-3份、泡沫稳定剂2-5份、去离子水2-4份；
所述的磺化亚麻籽油多元醇通过以下步骤制备得到：
（1）将亚麻籽油和氧化钙加入到甘油中，于180-200℃反应2.5-3h，将反应产物溶于乙酸乙酯中，洗涤，旋蒸，得到亚麻籽油甘油酯；
（2）将3-巯基-1,2-丙二醇、3-巯基-1-丙磺酸钠和光引发剂1173加入到亚麻籽油甘油酯中，于室温下进行光引发的巯基-双键点击反应，紫外灯功率为200-500W，紫外光距离为10-20cm，反应时间0.5-1h，反应结束后，将反应产物溶于乙酸乙酯中，洗涤，旋蒸，得到磺化亚麻籽油多元醇。
2.根据权利要求1所述的生物基聚氨酯缓冲材料，其特征在于，所述聚醚多元醇为聚醚4110。
3.根据权利要求1所述的生物基聚氨酯缓冲材料，其特征在于，所述二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯。
4.根据权利要求1所述的生物基聚氨酯缓冲材料，其特征在于，所述步骤（1）中有机锡催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡中的一种。
5.根据权利要求1所述的生物基聚氨酯缓冲材料，其特征在于，所述胺类催化剂为五甲基二乙烯三胺、二甲基环己胺、二甲基乙醇胺、三乙醇胺中的一种。
6.根据权利要求1所述的生物基聚氨酯缓冲材料，其特征在于，所述泡沫稳定剂为聚醚改性硅油。
7.根据权利要求1所述的生物基聚氨酯缓冲材料，其特征在于，所述步骤（1）中亚麻籽油、氧化钙和甘油的重量比为30-50:1.6-2.4:20-32。
8.根据权利要求1所述的生物基聚氨酯缓冲材料，其特征在于，所述步骤（2）中亚麻籽油甘油酯、3-巯基-1,2-丙二醇 、3-巯基-1-丙磺酸钠和光引发剂1173的质量比为30-50:40-65:32-48:0.3-1。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的生物基聚氨酯缓冲材料的制备方法，其特征在于，具体制备步骤如下：
（1）将磺化亚麻籽油多元醇、聚醚多元醇、有机锡催化剂、胺类催化剂和去离子水混合，以2000-3000r/min的速度搅拌60-90s，得到混合物A；
（2）将磺酸盐改性二异氰酸酯加入混合物A中，以1000-2000r/min的速度搅拌30-60s，然后加入二异氰酸酯和泡沫稳定剂，以500-700r/min的速度搅拌60-90s，得到混合物B；
（3）将混合物B倒入模具中进行发泡，于30-35℃发泡10-15min，然后于室温固化24-36h，得到生物基聚氨酯缓冲材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310973907.5A CN116693802B (zh) | 2023-08-04 | 2023-08-04 | 一种生物基聚氨酯缓冲材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310973907.5A CN116693802B (zh) | 2023-08-04 | 2023-08-04 | 一种生物基聚氨酯缓冲材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116693802A CN116693802A (zh) | 2023-09-05 |
| CN116693802B true CN116693802B (zh) | 2023-10-13 |
Family
ID=87839596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310973907.5A Active CN116693802B (zh) | 2023-08-04 | 2023-08-04 | 一种生物基聚氨酯缓冲材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116693802B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1056191A (en) * | 1964-01-09 | 1967-01-25 | Bayer Ag | Process for the production of oil-modified polyurethanes |
| CN107556452A (zh) * | 2017-09-15 | 2018-01-09 | 华南农业大学 | 一种蓖麻油基亲水扩链剂及其制备方法和应用 |
| CN109824814A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-05-31 | 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 | 植物油/无机纳米粒子复合超疏水涂层溶液及其制备方法和应用 |
| CN115947915A (zh) * | 2023-01-06 | 2023-04-11 | 佛山市国化新材料科技有限公司 | 一种植物油基聚氨酯树脂的制备方法 |
| CN116284661A (zh) * | 2023-03-15 | 2023-06-23 | 合肥科天水性科技有限责任公司 | 一种水性生物基聚氨酯树脂、可降解合成革及其制备方法 |
-
2023
- 2023-08-04 CN CN202310973907.5A patent/CN116693802B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1056191A (en) * | 1964-01-09 | 1967-01-25 | Bayer Ag | Process for the production of oil-modified polyurethanes |
| CN107556452A (zh) * | 2017-09-15 | 2018-01-09 | 华南农业大学 | 一种蓖麻油基亲水扩链剂及其制备方法和应用 |
| CN109824814A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-05-31 | 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 | 植物油/无机纳米粒子复合超疏水涂层溶液及其制备方法和应用 |
| CN115947915A (zh) * | 2023-01-06 | 2023-04-11 | 佛山市国化新材料科技有限公司 | 一种植物油基聚氨酯树脂的制备方法 |
| CN116284661A (zh) * | 2023-03-15 | 2023-06-23 | 合肥科天水性科技有限责任公司 | 一种水性生物基聚氨酯树脂、可降解合成革及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116693802A (zh) | 2023-09-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101165094B (zh) | 适用于鞋垫用的聚氨酯微孔弹性体组合料及其制备方法 | |
| US9873757B2 (en) | Polyester polyol, composition for polyurethane, composition for polyurethane foam, polyurethane resin, and polyurethane foam | |
| CN111560108A (zh) | 一种全水聚氨酯硬质泡沫及其制备方法和应用 | |
| CN110183609B (zh) | 一种无溶剂聚氨酯树脂及其应用 | |
| WO2023045981A1 (zh) | 一种可重复加工的无溶剂型木质素基聚氨酯弹性体及其制备方法 | |
| CN111548475B (zh) | 一种慢回弹记忆棉及其制备方法 | |
| CN109651591A (zh) | 低voc高性能植物油基聚氨酯座椅组合料及其制备方法 | |
| Domingos et al. | Polyurethane foams from liquefied orange peel wastes | |
| CN112934206A (zh) | 一种改性木质素聚氨酯吸附剂及其制备方法 | |
| CN113583205A (zh) | 一种慢回弹海绵及其制备方法和应用 | |
| CN109320682A (zh) | 汽车座椅用低密度高回弹泡沫及其制备方法 | |
| CN111732731A (zh) | 聚酯型软泡泡沫稳定剂及其制备方法 | |
| CN111518259A (zh) | 高回弹性的聚氨酯微孔弹性体及其制备方法和应用 | |
| CN111440284A (zh) | 强支撑高弹性聚氨酯软泡材料及其制备方法 | |
| CN116693802B (zh) | 一种生物基聚氨酯缓冲材料 | |
| CN109575351A (zh) | 一种木质素基聚氨酯泡沫及其制备方法 | |
| CN109970962B (zh) | 葡萄糖酸起始聚酯醚多元醇及其在聚氨酯硬泡中的应用 | |
| CN111909341B (zh) | 一种聚氨酯的制备方法 | |
| CN111748197A (zh) | 聚酯型聚氨酯泡沫及其制备方法 | |
| CN113150230B (zh) | 一种保温隔热型聚氨酯塑料及其制备方法 | |
| CN114249873B (zh) | 一种聚氨酯软泡及其制备方法 | |
| CN111732705B (zh) | 一种适合低温使用的聚氨酯泡沫及其组合料和聚氨酯座椅 | |
| CN110922565A (zh) | 1,5-萘二异氰酸酯基微孔弹性体的制备方法 | |
| CN113292697A (zh) | 一种超高密度聚氨脂软泡及其制备方法 | |
| CN112225866A (zh) | 一种生物基聚氨酯硬泡材料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |