專利名稱：天然植物油基親水慢回彈泡棉及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天然植物油基親水慢回彈泡棉的制備方法，屬于聚氨酯泡棉制備 技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
眾所周知，聚氨酯慢回彈泡棉被稱之為記憶泡棉、粘彈泡棉，其獨(dú)特之處是可以順 應(yīng)承載物的形狀，使得接觸面積最大化、應(yīng)力梯度最小化，受力集中點(diǎn)能夠得到緩解，達(dá)到 力的分散性，局部沒有擠壓和刺痛感。因此，慢回彈泡棉被廣泛用作枕頭、床墊、坐墊等，有 利于人體血液循環(huán)，是一種高舒適性的保健泡棉。目前，用于聚氨酯慢回彈泡棉生產(chǎn)的多元醇多來至于石油化工產(chǎn)品。然而作為不 可再生的石油資源總有用完的一天，石油價(jià)格的起伏跌宕，石油資源的逐漸耗盡將嚴(yán)重影 響聚氨酯行業(yè)的發(fā)展。使用天然植物油等可再生資源對(duì)于聚氨酯行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展是意義 重大的。現(xiàn)在，國(guó)內(nèi)慢回彈塊泡技術(shù)大多還在使用TDI (甲苯二異氰酸酯)體系。由于TDI 的揮發(fā)性、高的蒸汽壓，對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的污染、對(duì)人的傷害相對(duì)較大，而MDI (二苯甲烷二異氰 酸酯及其衍生物)的蒸汽壓相對(duì)來說要低的多(TDI蒸汽壓0. 01mmHgi20°C, MDI蒸汽壓 1. 4X 10_4mmHg@25°C )。同時(shí)，由于TDI的活性較低，生產(chǎn)中往往需要使用金屬催化劑。理論上聚氨酯泡棉的回彈性與其相分離程度和玻璃化溫度有關(guān)，通過選擇原料把 泡棉的玻璃化溫度調(diào)整到使用溫度，同時(shí)降低泡棉的相分離程度，即可得到慢回彈泡棉。通 常的工藝路線是把低羥值軟泡聚醚和較高羥值的聚醚混合使用，提高泡棉的交聯(lián)密度，從 而既提高了泡棉的玻璃化溫度，又降低了相分離程度，同時(shí)使用較低異氰酸酯指數(shù)(通常 65 80)來達(dá)到慢回彈的效果。如CN1606580、CN1572186、CN1229803都是基于這一理論。 但是，由于異氰酸酯是不足量的，造成了反應(yīng)物的殘留。同時(shí)，傳統(tǒng)方法在制備慢回彈泡棉過程中閉孔問題是常見的，使得模塑泡棉在打 開模具時(shí)側(cè)邊易開裂，也會(huì)導(dǎo)致泡棉收縮，影響到泡棉的外觀和成品率。同時(shí)開孔率低造成 慢回彈泡棉透氣性差，產(chǎn)生悶熱的效應(yīng)；同時(shí)泡棉的溫度敏感性高，低溫變得僵硬。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種既環(huán)保又舒適的天然植物油基親水聚氨酯慢回彈泡 棉及其制備方法。本發(fā)明的的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的天然植物油基親水慢回彈泡棉，由下列原料按重量比制成A.組合料，按重量比包含復(fù)合多元醇 100交聯(lián)劑或擴(kuò)鏈劑0 8復(fù)合催化劑 0 3
4
表面活性劑 0 4發(fā)泡劑0.2 10界面活性劑 0 5B.異氰酸酯。所述異氰酸酯包括芳香族異氰酸酯和脂肪族異氰酸酯。所述復(fù)合多元醇包括聚醚多元醇及液體聚酯多元醇。所述復(fù)合多元醇包含以下的一種或幾種的組合Polyol 1多元醇，植物油為基礎(chǔ)，官能度是2 6，羥值28 570mgK0H/g，用量一
般是相對(duì)多元醇總量的重量比0% 60% ；Polyol 2環(huán)氧丙烷、環(huán)氧乙烷的共聚多元醇，官能度是2 6，羥值28 400mg KOH/g，用量一般是相對(duì)多元醇總量的重量比20% 80% ；Polyol 3環(huán)氧丙烷、環(huán)氧乙烷的共聚多元醇，官能度是2 4，羥值56 300mg KOH/g，用量一般是相對(duì)多元醇總量的重量比0% 50% ；Polyol 4特殊多元醇，羥值80 IOOmg KOH/g，用量一般是相對(duì)多元醇總量的重 量比0% 40%。所述交聯(lián)劑是官能度大于2的小分子多元醇或胺類化合物，如甘油、二乙醇胺、三
乙醇胺等。所述擴(kuò)鏈劑是兩個(gè)官能度的小分子多元醇或胺類化合物，如乙二醇、二乙二醇、 丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、丁二醇、低分子量的多元醇(PPG)、3，5_ 二乙基甲苯二胺 (DETDA)、3，5-二甲硫基甲苯二胺(DMTDA)、4，4’ -雙仲丁氨基二苯基甲烷(DBMDA)。所述復(fù)合催化劑為雙(2-甲胺基乙基)醚、五甲基二亞乙基三胺、N，N' - 二甲基 環(huán)己胺、三乙烯二胺、辛酸亞錫、二月桂酸二丁基錫和延遲性催化劑中的一種或幾種的復(fù)合 催化劑。所述表面活性劑為制備聚氨酯的普通軟泡和慢回彈所用的表面活性劑，如 M0M0MTIVE (邁圖)NIAX*L-3002、NIAX*L_580、DEGUSSA (德固賽)Tegostab B868UTegostab BBF2470 等。所述發(fā)泡劑為水或水與1，1- 二氯-1-氟代乙烷(HCFC-141B)或水與二氯甲烷混 合物。所述界面活性劑為莫貝公司乳化劑A-3、乳化劑Witco77-86。所述天然植物油基親水慢回彈泡棉的制備方法，其步驟為第一步，將復(fù)合多元醇、交聯(lián)劑或擴(kuò)鏈劑、復(fù)合催化劑、泡沫穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑、界面 活性劑攪拌均勻組成A組分，異氰酸酯為B組分，保持A、B組分的溫度為22 28°C ；第二步，根據(jù)異氰酸酯指數(shù)，將A、B組分按比例混合，高速(2000 10000轉(zhuǎn)/秒) 混合均勻(機(jī)器或手工)后，迅速注入模具中，密閉發(fā)泡，模具溫度45 55°C，5 8分鐘 開模，得到模塑泡棉。所述天然植物油基親水慢回彈泡棉的制備方法，其步驟為第一步，將復(fù)合多元醇、交聯(lián)劑或擴(kuò)鏈劑、復(fù)合催化劑、泡沫穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑、界面 活性劑攪拌均勻組成A組分，異氰酸酯為B組分，保持A、B組分的溫度為22 28°C ；第二步，根據(jù)異氰酸酯指數(shù)，將A、B組分按比例混合，高速(2000 10000轉(zhuǎn)/秒)混合均勻(機(jī)器或手工)后，迅速注入發(fā)泡槽中，使其自由發(fā)泡；第三步，泡棉熟化后裁切出所需的形狀，得到塊狀泡棉。采用上述方案，本發(fā)明開發(fā)的慢回彈配方可使用全MDI體系，不添加任何金屬催 化劑，是市場(chǎng)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)，提高了環(huán)保性。而且，本發(fā)明中，采用特殊的原料組合，在100 異氰酸酯指數(shù)時(shí)同樣可以得到慢回彈性，使慢回彈泡棉的低殘留成為可能。另外，本發(fā)明采 用合適的方法，制備的慢回彈泡棉具有環(huán)保、高透氣性、更佳的熱疏散性及低的溫度敏感性 的特點(diǎn)。下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明。


圖1是傳統(tǒng)慢回彈泡孔結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明天然植物油基親水聚氨酯慢回彈泡棉的泡孔結(jié)構(gòu)圖；圖3是脂肪凝膠床墊、運(yùn)用本發(fā)明的慢回彈床墊和普通慢回彈床墊的熱疏散性測(cè) 試對(duì)比圖；圖4是運(yùn)用本發(fā)明的慢回彈泡棉比普通慢回彈泡棉的壓縮強(qiáng)度對(duì)比圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1A.將多元醇按比例混合組成多元醇混合物POLYOL 1 50% POLYOL 2 30%POLYOL 3:20%B.以上述多元醇混合物為基數(shù)100份，依次將2份甘油，2份邁圖L3002硅油，1. 5 份水，2份界面活性劑，0.6份含三亞乙基二胺，雙(2-甲氨基乙基)醚，延遲催化劑的混合 物溶于上述多元醇混合物，作為A料。C.按照異氰酸酯指數(shù)為75的比例，取氨基甲酸酯改性的MDI (B料)，在25°C與A 料反應(yīng)，制得天然植物油基親水聚氨酯慢回彈大塊泡棉。本發(fā)明生產(chǎn)的天然植物油基親水慢回彈泡棉具有高透氣、良好的熱疏散性及低的 溫度敏感性。實(shí)施例2A.將多元醇按比例混合組成多元醇混合物POLYOL 1 50% POLYOL 2 30%POLYOL 3:20%B.以上述多元醇混合物為基數(shù)100份，依次將2份甘油1. 5份邁圖L3002硅油， 1.8份水，2份界面活性劑，0.8份含三亞乙基二胺，雙(2-甲氨基乙基)醚，延遲催化劑的混 合物溶于上述多元醇混合物，作為A料。C.按照異氰酸酯指數(shù)為75的比例，取碳化二亞胺改性的MDI (B料)，在25°C與A 料均勻后注入模具，熟化脫模后制得天然植物油基親水聚氨酯慢回彈模塑泡棉。本發(fā)明生產(chǎn)的天然植物油基親水慢回彈泡棉具有高透氣、良好的熱疏散性及低的 溫度敏感性。
實(shí)施例3A.將多元醇按比例混合組成多元醇混合物POLYOL 1 45% POLYOL 2 30%POLYOL 35% POLYOL 4 20%B.以上述多元醇混合物為基數(shù)100份，依次將2份甘油，2份邁圖L3002硅油，1. 5 份水，2份界面活性劑，0.6份含三亞乙基二胺，雙(2-甲氨基乙基)醚，延遲催化劑的混合 物溶于上述多元醇混合物，作為A料。C.按照異氰酸酯指數(shù)為100的比例，取氨基甲酸酯改性的MDI (B料)，在25°C與A 料反應(yīng)，制得天然植物油基親水聚氨酯慢回彈大塊泡棉。本發(fā)明生產(chǎn)的天然植物油基親水慢回彈泡棉具有低殘留、高透氣、良好的熱疏散 性及低的溫度敏感性。實(shí)施例4A.將多元醇按比例混合組成多元醇混合物POLYOL 1 45% POLYOL 2 30%POLYOL 3:10% POLYOL 4 5%B.以上述多元醇混合物為基數(shù)100份，依次將2份甘油，1. 5份邁圖L3002硅油， 1.8份水，2份界面活性劑，0.8份含三亞乙基二胺，雙(2-甲氨基乙基)醚，延遲催化劑的混 合物溶于上述多元醇混合物，作為A料。C.按照異氰酸酯指數(shù)為80的比例，取氨基甲酸酯改性的MDI (B料)，在25°C與A 料混合均勻后注入模具，熟化脫模后制得天然植物油基親水聚氨酯慢回彈模塑泡棉。本發(fā)明生產(chǎn)的天然植物油基親水慢回彈泡棉具有高透氣、良好的熱疏散性及低的 溫度敏感性。結(jié)果與討論1、配合圖1和圖2所示，本發(fā)明生產(chǎn)的慢回彈泡棉與傳統(tǒng)慢回彈泡棉相比具有更 加透氣的網(wǎng)狀泡孔結(jié)構(gòu)，其開孔率達(dá)到96 %以上。2、配合圖3所示，本發(fā)明生產(chǎn)的慢回彈泡棉與傳統(tǒng)慢回彈泡棉相比具有良好的熱 疏散性。圖3為人體躺于四種床墊上1小時(shí)，采用溫感儀器所測(cè)得的人體下方床墊的溫度 曲線?！狝CAT0NE 脂肪凝膠床墊—CCH 100 天然植物油基親水聚氨酯慢回彈床墊，密度100Kg/m3—CCH 80 天然植物油基親水聚氨酯慢回彈床墊，密度80Kg/m3——VISCO ELASTIC 普通慢回彈床墊，密度80Kg/m3由測(cè)試數(shù)據(jù)得知同樣一小時(shí)的臥躺，天然植物油基親水聚氨酯慢回彈床墊的溫 度要比普通慢回彈床墊低一度，天然植物油基親水聚氨酯慢回彈比普通慢回彈泡棉具有更 好的熱疏散性。3、配合圖4所示，本發(fā)明生產(chǎn)的天然植物油基親水慢回彈泡棉比普通慢回彈泡棉 具有更低的溫度敏感性。在-151、51、301、501分別測(cè)試了天然植物油基親水聚氨酯慢回彈泡棉及普通
7慢回彈泡棉的壓縮強(qiáng)度進(jìn)行對(duì)比?！狢CH 80 天然植物油基親水聚氨酯慢回彈床墊，密度80Kg/m3——VISCO ELASTIC 普通慢回彈床墊，密度80Kg/m3測(cè)試表明，普通慢回彈泡棉在5°C—下溫度時(shí)壓縮強(qiáng)度劇增，泡棉僵硬，已經(jīng)無法 正常使用；而本發(fā)明生產(chǎn)的天然植物油基親水聚氨酯慢回彈泡棉即使在零下15°C仍保持 了一定的柔軟性。
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權(quán)利要求
天然植物油基親水慢回彈泡棉，其特征在于由下列原料制成A.組合料，按重量比包含復(fù)合多元醇100交聯(lián)劑或擴(kuò)鏈劑0～8復(fù)合催化劑0～3表面活性劑0～4發(fā)泡劑0.2～10界面活性劑0～5B.異氰酸酯。
2.如權(quán)利要求1所述的天然植物油基親水慢回彈泡棉，其特征在于所述異氰酸酯包 括芳香族異氰酸酯和脂肪族異氰酸酯。
3.如權(quán)利要求1所述的天然植物油基親水慢回彈泡棉，其特征在于所述復(fù)合多元醇 包括聚醚多元醇及液體聚酯多元醇。
4.如權(quán)利要求1所述的天然植物油基親水慢回彈泡棉，其特征在于所述復(fù)合多元醇 包含以下的一種或幾種的組合Polyol 1多元醇，植物油為基礎(chǔ)，官能度是2 6，羥值28 570mgK0H/g，用量一般是 相對(duì)多元醇總量的重量比0% 60% ；Polyol 2環(huán)氧丙烷、環(huán)氧乙烷的共聚多元醇，官能度是2 6，羥值28 400mg KOH/g, 用量一般是相對(duì)多元醇總量的重量比20% 80% ；Polyol 3環(huán)氧丙烷、環(huán)氧乙烷的共聚多元醇，官能度是2 4，羥值56 300mg KOH/g, 用量一般是相對(duì)多元醇總量的重量比0% 50% ；Polyol 4特殊多元醇，羥值80 IOOmg KOH/g，用量一般是相對(duì)多元醇總量的重量比 0% 40%。
5.如權(quán)利要求1所述的天然植物油基親水慢回彈泡棉，其特征在于所述交聯(lián)劑是官 能度大于2的小分子多元醇或胺類化合物。
6.如權(quán)利要求1所述的天然植物油基親水慢回彈泡棉，其特征在于所述擴(kuò)鏈劑是兩 個(gè)官能度的小分子多元醇或胺類化合物。
7.如權(quán)利要求1所述的天然植物油基親水慢回彈泡棉，其特征在于所述復(fù)合催化劑 為雙(2-甲胺基乙基)醚、五甲基二亞乙基三胺、N，N' - 二甲基環(huán)己胺、三乙烯二胺、辛酸 亞錫、二月桂酸二丁基錫和延遲性催化劑中的一種或幾種的復(fù)合催化劑。
8.如權(quán)利要求1所述的天然植物油基親水慢回彈泡棉，其特征在于所述發(fā)泡劑為水 或水與1，1- 二氯-1-氟代乙烷HCFC-141B或水與二氯甲烷混合物。
9.如權(quán)利要求1所述的天然植物油基親水慢回彈泡棉，其特征在于制備方法的步驟為第一步，將復(fù)合多元醇、交聯(lián)劑或擴(kuò)鏈劑、復(fù)合催化劑、泡沫穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑、界面活性 劑攪拌均勻組成A組分，異氰酸酯為B組分，保持A、B組分的溫度為22 28°C ；第二步，根據(jù)異氰酸酯指數(shù)，將A、B組分按比例混合，高速混合均勻后，迅速注入模具 中，密閉發(fā)泡，模具溫度45 55°C，5 8分鐘開模，得到模塑泡棉。
10.如權(quán)利要求1所述的天然植物油基親水慢回彈泡棉，其特征在于制備方法的步驟為第一步，將復(fù)合多元醇、交聯(lián)劑或擴(kuò)鏈劑、復(fù)合催化劑、泡沫穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑、界面活性 劑攪拌均勻組成A組分，異氰酸酯為B組分，保持A、B組分的溫度為22 28°C ；第二步，根據(jù)異氰酸酯指數(shù)，將A、B組分按比例混合，高速混合均勻后，迅速注入發(fā)泡 槽中，使其自由發(fā)泡；第三步，泡棉熟化后裁切出所需的形狀，得到塊狀泡棉。
全文摘要
本發(fā)明公開一種天然植物油基親水慢回彈泡棉，由組合料和異氰酸酯制成，組合料按重量比包含復(fù)合多元醇100，交聯(lián)劑或擴(kuò)鏈劑0～8，催化劑0～3，泡沫穩(wěn)定劑0～4，發(fā)泡劑0.2～10，界面活性劑0～5，異氰酸酯指數(shù)為60～100。制備方法是先將組合料攪拌均勻，再按比例加入異氰酸酯，然后，在模具中密閉發(fā)泡得到模塑泡棉，或者在發(fā)泡槽中自由發(fā)泡，熟化后裁切得到塊狀泡棉。本發(fā)明使用了可再生的天然植物油多元醇，且可用于各種異氰酸酯體系，可完全不使用金屬催化劑，提高了環(huán)保性；可使用100的異氰酸酯指數(shù)生產(chǎn)得到慢回彈效果，低殘留。使用本發(fā)明生產(chǎn)的慢回彈泡棉具有環(huán)保、高透氣、良好的熱疏散的舒適性及低的溫度敏感性。
文檔編號(hào)C08L75/14GK101914282SQ20101025935
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月18日
發(fā)明者吳文杰, 朱瓊?cè)? 楊洪啟, 林凱旋 申請(qǐng)人:漳州華德高分子應(yīng)用材料科技有限公司