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CN106560478A - 一种高吸水且带泡孔结构聚氨基甲酸酯的配方及制备方法 - Google Patents

一种高吸水且带泡孔结构聚氨基甲酸酯的配方及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高吸水且带泡孔结构聚氨基甲酸酯的配方及制备方法，所采用的原材料包含A和B两个组分，且A与B按重量份数的混合比例为100/20‑ 100/110，其中A组分由以下成分构成：混合聚醚、发泡剂、扩链剂和/或交联剂、表面活性剂、催化剂；B组分为二苯基甲烷二异氰酸酯与多元醇改性的预聚体；其制备过程为：将A组分各原料搅拌混合至少1分钟后，加入B组分一起混合至少5秒，然后将混合物倒入温度为40‑55℃的模具中，闭模至少5分钟后取出产品。本发明制成的泡棉具有非常好的吸水效果，并且具有柔软的触感，适用于化妆棉、清洁棉、鞋垫等多领域的应用，再搭配适量氧亚乙基单元含量较低的多元醇可以避免泡沫在生产过程中出现闭孔和收缩的问题。

Description

一种高吸水且带泡孔结构聚氨基甲酸酯的配方及制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚氨基甲酸酯材料，尤其是一种高吸水且带泡孔结构聚氨基甲酸酯的配方及制备方法。
背景技术
近段时间，随着聚氨酯市场的快速发展，客户对聚氨酯也提出了新的要求，在一些新的应用领域也开始尝试用聚氨酯来替代原有的一些材料。由于聚氨酯具有软段的硬段的两相结构，通过调整其高分子链段可以获得不同的性能。 比如本发明使用具有较强极性的高分子聚合物嵌接在聚氨酯链段中，从而使其具有优异的亲水性能，可以用于化妆棉、清洁棉、鞋垫等应用。在现有技术中，研究院和工厂的技术人员多使用丙烯酸及其衍生物，或者高分子量的聚乙二醇与极性较强的酸， 如乳酸、碳酸、己二酸等合成亲水性较强的聚酯，但存在的问题为：现有技术一般用于涂料、薄膜等不发泡或者微发泡制品的制备，密度较高，一般不具有泡孔结构，限制了其使用的领域。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明通过合成具有高吸水性能，并具有泡孔结构的聚氨基甲酸酯，有效降低了制品的密度，同时泡孔结构可以提供更优异的吸水性，可以应用于化妆棉、清洁棉、鞋垫等多领域。
本发明的技术方案为：一种高吸水且带泡孔结构聚氨基甲酸酯的配方，其特征在于，配方包含A和B两个组分，且A与B按重量份数的混合比例为100/20- 100/110，其中A组分由以下成分构成：
混合聚醚：100份，混合聚醚由聚醚多元醇A、聚醚多元醇B和聚醚多元醇C构成，其中，
1）聚醚多元醇A：环氧丙烷-环氧乙烷共聚多元醇或其结合物，其中氧亚乙基单元含量不高于20%，平均官能度为2-4，平均羟值为20-120mgKOH/g，其用量为相对于100份混合聚醚重量的0-30%，
2）聚醚多元醇B：环氧丙烷-环氧乙烷共聚多元醇或其结合物，其中氧亚乙基单元含量不低于50%，平均官能度为2-4，平均羟值为20-200mgKOH/g，其用量为相对于100份混合聚醚重量的40-90%，
3）聚醚多元醇C：采用环氧丙烷-环氧乙烷共聚多元醇或其与环氧丙烷、环氧乙烷中至少一种的结合物与丙烯氰、苯乙烯中的一种或两者混合物进行接枝共聚而成的聚合物，其中氧亚乙基单元含量不高于20%，丙烯氰/苯乙烯含量为28-50%，平均官能度为2-4，平均羟值为15-56mgKOH/g，其用量为相对于100份混合聚醚重量的0-30%；
发泡剂：可以是物理发泡剂，例如水，也可以是化学发泡剂，如二氯甲烷、一氟二氯乙烷、环戊烷等，或是化学发泡剂与物理发泡剂的混合搭配，用量为相对于100份混合聚醚重量的0.3-15%；
扩链剂和/或交联剂：用量为相对于100份混合聚醚重量的0-5.5%；
表面活性剂：用量为相对于100份混合聚醚重量的0.1-2.0%；
催化剂，用量为相对于100份混合聚醚重量的0.1-2.0%；
B组分为二苯基甲烷二异氰酸酯与多元醇改性的预聚体，其NCO%含量为15-30%，平均官能度为2.0-2.7。
作为本发明的进一步方案，所述配方还包括添加剂，添加剂选自色浆、内脱模剂、阻燃剂、填料、抗静电剂、香料、抗氧剂和光稳定剂中的至少一种，所述添加剂加入A组分中。
一种高吸水且带泡孔结构聚氨基甲酸酯的制备方法，其特征在于，其制备过程为：将A组分加入到一个搅拌装置中并用一个转速为2000rpm以上、带搅拌浆头的立式搅拌器混合至少1分钟后，加入B组分一起混合至少5秒，然后将混合物倒入温度为40-55℃的模具中，闭模至少5分钟后取出产品。
作为本发明的进一步方案，A组分与B组分混合反应后制得的泡棉密度范围为0.03-
0.3g/cm3。
作为本发明的进一步方案，加入B组分反应前的液体料温度应控制在25±3℃。
作为本发明的进一步方案，制备过程可以在模具中成型，也可以在空气中自由发泡成型，工艺宽容度广，制得的泡棉具有非常优良的吸水效果。
本发明的有益效果为：本发明将A与B混合反应后制得的泡棉密度范围为0.03-0.3g/
cm3，可以在模具中成型，也可以在空气中自由发泡成型，工艺宽容度广，制得的泡棉具有非常优良的吸水效果。使用氧亚乙基单元含量较高的多元醇可以使A/B料混合后反应制成的泡棉具有非常好的吸水效果，并且具有柔软的触感，适用于化妆棉、清洁棉、鞋垫等多领域的应用，再搭配适量氧亚乙基单元含量较低的多元醇可以避免泡沫在生产过程中出现闭孔和收缩的问题。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明：
本发明所提供的高吸水且具有泡孔结构的聚氨基甲酸酯，生产采用的原材料如下表所示：
配方含量及吸水重量表
1）A组分：
聚醚多元醇A 环氧丙烷-环氧乙烷共聚多元醇或其结合物，其中氧亚乙基单元含量为15%，平均官能度为3，平均羟值为56mgKOH/g
聚醚多元醇B 环氧丙烷-环氧乙烷共聚多元醇或其结合物，其中氧亚乙基单元含量为75%，平均官能度为3，平均羟值为40mgKOH/g
聚醚多元醇C 环氧丙烷-环氧乙烷共聚多元醇或其结合物与丙烯氰/苯乙烯或者两者混合物接枝共聚而成， 其中氧亚乙基单元含量为15%， 丙烯氰/苯乙烯含量为40%，平均官能度为3，平均羟值为25mgKOH/g
表面活性剂A：Evonik的TEGOSTAB B8002
扩链剂B：1，4-丁二醇 市售产品
交联剂C：二乙醇胺 市售产品
催化剂A：Air Products 公司的Dabco 33LV
催化剂B：Air Products公司的Dabco DC8154
发泡剂A：水
发泡剂B：二氯甲烷 市售产品
2）B组分：BASF公司生产的CW5596 C-B，具有大约26.2% 重量的NCO含量，官能度大约为2.3。
本发明的生产过程为：将A组分加入到一个2L塑料烧杯中，并用一个转速为3000rpm，带7cm直径的圆搅拌浆头的立式搅拌器混合1分钟然后加入B组分一起迅速混合5-8秒，将混合物倒入温度为40-55℃的10cm*20cm*10cm的铝质模具中，闭模5分钟后取出产品。其间未反应前的液体料温度应控制在25±3℃；反应得到的产品在熟化72小时后，进行吸水性能测试。
吸水重量测试：将除去表皮5cm*5cm*10cm的泡棉，称重后浸入25℃的水中，水深5cm，放置24小时从水中取出，称取得重量减去之前的重量即为吸水重量。
由测试结果得知，本发明提供的方法制做而成的泡棉，吸水重量>170g，而市面上普通的泡棉测试结果只有50-80g，吸水性能远远大于普通泡棉。
上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和最佳实施例，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (6)

1. 一种高吸水且带泡孔结构聚氨基甲酸酯的配方，其特征在于，配方包含A和B两个组分，且A与B按重量份数的混合比例为100/20- 100/110，其中A组分由以下成分构成：
混合聚醚：100份，混合聚醚由聚醚多元醇A、聚醚多元醇B和聚醚多元醇C构成，其中，
1）聚醚多元醇A：环氧丙烷-环氧乙烷共聚多元醇或其结合物，其中氧亚乙基单元含量不高于20%，平均官能度为2-4，平均羟值为20-120mgKOH/g，其用量为相对于100份混合聚醚重量的0-30%，
2）聚醚多元醇B：环氧丙烷-环氧乙烷共聚多元醇或其结合物，其中氧亚乙基单元含量不低于50%，平均官能度为2-4，平均羟值为20-200mgKOH/g，其用量为相对于100份混合聚醚重量的40-90%，
3）聚醚多元醇C：采用环氧丙烷-环氧乙烷共聚多元醇或其与环氧丙烷、环氧乙烷中至少一种的结合物与丙烯氰、苯乙烯中的一种或两者混合物进行接枝共聚而成的聚合物，其中氧亚乙基单元含量不高于20%，丙烯氰/苯乙烯含量为28-50%，平均官能度为2-4，平均羟值为15-56mgKOH/g，其用量为相对于100份混合聚醚重量的0-30%；
发泡剂：用量为相对于100份混合聚醚重量的0.3-15%；
扩链剂和/或交联剂：用量为相对于100份混合聚醚重量的0-5.5%；
表面活性剂：用量为相对于100份混合聚醚重量的0.1-2.0%；
催化剂，用量为相对于100份混合聚醚重量的0.1-2.0%；
B组分为二苯基甲烷二异氰酸酯与多元醇改性的预聚体，其NCO%含量为15-30%，平均官能度为2.0-2.7。
2.根据权利要求1所述的高吸水且带泡孔结构聚氨基甲酸酯的配方，其特征在于：所述配方还包括添加剂，添加剂选自色浆、内脱模剂、阻燃剂、填料、抗静电剂、香料、抗氧剂和光稳定剂中的至少一种，所述添加剂加入A组分中。
3.根据权利要求1所述的高吸水且带泡孔结构聚氨基甲酸酯的制备方法，其特征在于，其制备过程为：将A组分加入到一个搅拌装置中并用一个转速为2000rpm以上、带搅拌浆头的立式搅拌器混合至少1分钟后，加入B组分一起混合至少5秒，然后将混合物倒入温度为40-55℃的模具中，闭模至少5分钟后取出产品。
4.根据权利要求3所述的高吸水且带泡孔结构聚氨基甲酸酯的制备方法，其特征在于：A组分与B组分混合反应后制得的泡棉密度范围为0.03-0.3g/cm3。
5.根据权利要求3所述的高吸水且带泡孔结构聚氨基甲酸酯的制备方法，其特征在于：加入B组分反应前的液体料温度应控制在25±3℃。
6.根据权利要求3所述的高吸水且带泡孔结构聚氨基甲酸酯的制备方法，其特征在于：所述制备过程采用在空气中自由发泡成型。
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