專利名稱：一種慢回彈聚醚型聚氨酯海綿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚氨酯海綿，尤其涉及一種慢回彈聚醚型聚氨酯海綿。
背景技術(shù)：
海綿泛指發(fā)泡材料，樹脂、橡膠、塑料的發(fā)泡制品都稱海綿。聚氨脂海綿就是發(fā)泡聚氨脂材料。聚氨酯既有橡膠的彈性，又有塑料的強(qiáng)度和優(yōu)異的加工性能，能用于制備聚氨酯慢回彈泡沫(軟質(zhì)聚氨酯泡沫)。理論上聚氨酯泡沫的回彈性與其相分離程度和玻璃化溫度有關(guān)，通過選擇原料把泡沫的玻璃化溫度調(diào)整到使用溫度，同時(shí)降低泡沫的相分離程度，即可得到慢回彈泡沫。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，提高泡沫的交聯(lián)密度，從而既提高了泡沫的玻璃化溫度，又降低了相分離程度。軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料以采用的多元醇原料分，可分為聚酯型軟泡和聚醚型軟泡。聚醚型聚氨酯是一種開放式的細(xì)胞結(jié)構(gòu)、具有溫感減壓的特性，也可以稱作為是一種溫感減壓材料?，F(xiàn)有專利CN101905505A(2010-12-08)公開了一種慢回彈海綿的生產(chǎn)方法。然而現(xiàn)有的聚醚型聚氨酯海綿的制備方法復(fù)雜、生產(chǎn)效率低，并且軟硬度和回彈時(shí)間均有待改進(jìn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一技術(shù)目的是提供一種回彈時(shí)間慢、軟硬度適當(dāng)且受溫度影響小的慢回彈聚醚型聚氨酯海綿。本發(fā)明的第二技術(shù)目的是提供一種簡便的、生產(chǎn)效率高的所述慢回彈聚醚型聚氨酯海綿的制造方法。本發(fā)明的第一技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的
一種慢回彈聚醚型聚氨酯海綿，包括第一多元醇20-85重量份、第二多元醇10-90重量份和MDI異氰酸酯8-30重量份，還包括發(fā)泡劑、催化劑、表面活性劑、阻燃劑和O. 2-0. 8重量份硅橡膠增韌劑；所述第一多元醇為乙二醇與丙二醇的聚合物，官能度為3，羥值45-99mgK0H/g ;所述第二多元醇為三羥甲基丙烷與環(huán)氧丁烷的共聚多元醇，EO含量大于60%，羥值 3-22mgK0H/g。本發(fā)明的各組分能夠在特定制備工藝中良好的分散于整個(gè)體系，使用兩種不同官能團(tuán)數(shù)和羥值的多元醇與MDI異氰酸酯混合發(fā)泡，能夠形成至少一個(gè)以上的玻璃化溫度的海綿體，實(shí)現(xiàn)軟硬性能的穩(wěn)定；而且本發(fā)明的發(fā)泡劑、催化劑與硅橡膠增韌劑組合后使本發(fā)明慢回彈聚醚型聚氨酯海綿的軟硬度和回彈性產(chǎn)生了協(xié)同增效作用，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)組合，同時(shí)本發(fā)明的配方比例、反應(yīng)溫度和開孔度也對(duì)本發(fā)明海綿的回彈時(shí)間有作用，最終使所述的聚醚型聚氨酯海綿的回彈率為2-4%，回彈時(shí)間慢、軟硬度適當(dāng)且受溫度影響小。作為優(yōu)選，所述第二多元醇為具有采用雙金屬氰化物絡(luò)合催化劑而形成的三羥甲基丙烷與環(huán)氧丁烷的共聚多元醇。更優(yōu)選地，所述第二多元醇的羥值為8-15mgK0H/g。作為優(yōu)選，所述發(fā)泡劑為3-6重量份的環(huán)戊烷、正丁烷或5-15%的碳酸氫鈉溶液中的一種或多種。作為優(yōu)選，所述催化劑為三乙烯二胺。作為優(yōu)選，所述阻燃劑為O. 2-0. 5重量份的磺酸鹽阻燃劑。聚氨酯海綿易燃燒，并且一旦燃燒會(huì)產(chǎn)生劇毒氰化氫氣體，40s內(nèi)人就會(huì)窒息死亡，因此聚氨酯海綿的阻燃性非常重要。本發(fā)明采用O. 2-0. 5重量份的磺酸鹽阻燃劑能在體系中實(shí)現(xiàn)良好的均勻一致的分散，并且材料的阻燃性能良好，能達(dá)到所需等級(jí)。更優(yōu)選地，所述磺酸鹽阻燃劑為全氟丁基磺酸鉀PPFBS。作為優(yōu)選，所述硅橡膠為室溫硫化硅橡膠。
本發(fā)明的第二技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的
一種慢回彈聚醚型聚氨酯海綿的制造方法，包括以下步驟
(O分別配料在第一原料罐內(nèi)配制第一多元醇20-85重量份和第二多元醇10-90重量份，在第二原料罐內(nèi)配制MDI異氰酸酯8-30重量份、發(fā)泡劑、催化劑、表面活性劑、阻燃劑和O. 2-0. 8重量份硅橡膠增韌劑；所述第一多元醇為乙二醇與丙二醇的聚合物，官能度為3，羥值45-99mgK0H/g ;所述第二多元醇為三羥甲基丙烷與環(huán)氧丁烷的共聚多元醇，EO含量大于 60%，羥值 3-22mgK0H/g ；
(2)分別攪拌將步驟I)配制好的第一多元醇、第二多元醇在第一攪拌機(jī)內(nèi)攪拌混合均勻獲得第一混合液，將步驟I)配制好的MDI異氰酸酯、發(fā)泡劑、催化劑、表面活性劑、阻燃劑和O. 2-0. 8重量份硅橡膠增韌劑在第二攪拌機(jī)內(nèi)攪拌混合均勻獲得第二混合液；
(3)分別喂料將第一混合液送入第一喂料管，將第二混合液送入第二喂料管，待發(fā)泡模具中的溫度達(dá)到40-50°C后，用電腦按配方比控制喂料比例及喂料量，并通過喂料槍控制下料至發(fā)泡模具中；
(4)發(fā)泡在40-50°C的發(fā)泡模具中發(fā)泡l-8min，并在25_40°C保溫l_5h；
(5)將發(fā)泡保溫后的物料冷卻切塊。本發(fā)明的制備方法采用原料分別混合、然后分別進(jìn)入帶失重秤的自動(dòng)喂料系統(tǒng)，用電腦按配方比例進(jìn)行精確控制下料，然后所述第一混合液與第二混合液在預(yù)熱的發(fā)泡模具中反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)軟硬性能的穩(wěn)定；而且本發(fā)明的發(fā)泡劑、催化劑與硅橡膠增韌劑組合后使本發(fā)明慢回彈聚醚型聚氨酯海綿的軟硬度和回彈性產(chǎn)生了協(xié)同增效作用，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)組合，同時(shí)本發(fā)明的配方比例、反應(yīng)溫度和開孔度也對(duì)本發(fā)明海綿的回彈時(shí)間有作用，最終使所述的聚醚型聚氨酯海綿的回彈率為2-4%，回彈時(shí)間慢、軟硬度適當(dāng)且受溫度影響小。作為優(yōu)選，在步驟3)下料至第一個(gè)發(fā)泡模具與下料至第二個(gè)發(fā)泡模具的時(shí)間間隔內(nèi)，用清洗劑沖洗喂料槍。
本發(fā)明通過喂料槍下料至發(fā)泡模具，每在一個(gè)發(fā)泡模具內(nèi)下料結(jié)束后均要使用清洗劑沖洗喂料槍，以防止殘留在喂料槍內(nèi)的第一混合液與第二混合液的發(fā)泡，從而節(jié)約反應(yīng)原料；并且用清洗劑沖洗喂料槍還能防止殘留在喂料槍內(nèi)的混合液影響打入下一個(gè)發(fā)泡模具內(nèi)的混合液的發(fā)泡，從而可提高生產(chǎn)效率。更優(yōu)選地，所述清洗劑為烴類溶劑。作為優(yōu)選，步驟3)在40-50°C的發(fā)泡模具中發(fā)泡3_5min，并在30_35°C保溫2_3h。作為優(yōu)選，步驟3)將所述第一混合液與第二混合液送入所述第一喂料管和第二喂料管后，使用第一回 流管將所述第一喂料管中多余的第一混合液打入第一原料罐，使用第二回流管將所述第二喂料管中多余的第二混合液打入第二原料罐。作為優(yōu)選，所述第二多元醇為具有采用雙金屬氰化物絡(luò)合催化劑而形成的三羥甲基丙烷與環(huán)氧丁烷的共聚多元醇。更優(yōu)選地，所述第二多元醇的羥值為8-15mgK0H/g。作為優(yōu)選，所述發(fā)泡劑為3-6重量份的環(huán)戊烷、正丁烷或5-15%的碳酸氫鈉溶液中的一種或多種。作為優(yōu)選，所述催化劑為三乙烯二胺。作為優(yōu)選，所述阻燃劑為O. 2-0. 5重量份的磺酸鹽阻燃劑。更優(yōu)選地，所述磺酸鹽阻燃劑為全氟丁基磺酸鉀PPFBS。作為優(yōu)選，所述硅橡膠為室溫硫化硅橡膠。
圖I是本發(fā)明的慢回彈聚醚型聚氨酯海綿的制造設(shè)備示意 圖中，I-第一原料罐；2-第二原料罐；3-電腦控制裝置；4-喂料槍；5-發(fā)泡模具；51-進(jìn)水管；52_出水管；6_第一喂料管；7_第二喂料管；8_第一回流管；9_第二回流管；10-清洗管；53-緊固裝置。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖I所示，慢回彈聚醚型聚氨酯海綿的制造設(shè)備包括原料罐、發(fā)泡模具5、電腦控制裝置3和喂料槍4，原料罐包括第一原料罐I和第二原料罐2，第一原料罐I與喂料槍4的入口之間連接有第一喂料管6，第一原料罐I與喂料槍4的入口之間連接有第一回流管8，第二原料罐2與喂料槍4的入口之間連接有第二喂料管7，第二原料罐2與喂料槍4的入口之間連接有第二回流管9。喂料槍4與電腦控制裝置3相連，喂料槍4的出口與發(fā)泡模具5相連。發(fā)泡模具5由模具蓋和模具座組成，模具蓋與模具座通過鉸接方式活動(dòng)連接，模具座的底部連接有進(jìn)水管51和出水管52。模具座上設(shè)有緊固裝置53，進(jìn)水管51和出水管52外包覆有保溫材料。發(fā)泡模具5上設(shè)有若干排氣孔。用于使料液發(fā)泡時(shí)產(chǎn)生的氣體從排氣孔完全排出，從而防止海綿產(chǎn)品表面產(chǎn)生凹坑缺陷。喂料槍4的入口連接有PVC軟管清洗管10。
實(shí)施例一 原料第一多元醇20重量份；乙二醇與丙二醇的聚合物，官能度為3，羥值45mgKOH/g ;第二多元醇三羥甲基丙烷與環(huán)氧丁烷的共聚多元醇90重量份，EO含量大于60%，羥值3mgK0H/g ;MDI異氰酸酯8重量份；環(huán)戊烷、正丁烷形成的發(fā)泡劑3重量份；三乙烯二胺2份；B8002表面活性劑；0. 2重量份的磺酸鹽阻燃劑；0. 2重量份室溫硫化硅橡膠增韌劑。制備按上述原料配比在第一原料罐內(nèi)配制第一多元醇和第二多元醇，在第二原料罐內(nèi)配制其它原料；將第一原料罐內(nèi)的原料在第一攪拌機(jī)內(nèi)攪拌混合均勻獲得第一混合液，將第二原料罐內(nèi)的原料在第二攪拌機(jī)內(nèi)攪拌混合均勻獲得第二混合液；將第一混合液送入第一喂料管，將第二混合液送入第二喂料管，待發(fā)泡模具中的溫度達(dá)到40°C后，用電腦按配方比控制喂料比例及喂料量，并通過喂料槍控制下料至發(fā)泡模具中；在40°C的發(fā)泡模具中發(fā)泡lmin，并在25°C保溫Ih ;將發(fā)泡保溫后的物料冷卻切塊。測(cè)試結(jié)果見表I。CLD硬度I是室溫(23°C )下測(cè)定的CLD硬度，CLD硬度2是低溫(-25V )下測(cè)定的CLD溫度，硬度比是CLD硬度2的值除以CLD硬度I的值獲得的值。該硬度比越接近I對(duì)應(yīng)于溫度變化的硬度變化越少。CLD硬度測(cè)試按照IS03386-1986操 作。
實(shí)施例二 原料
第一多元醇85重量份的乙二醇與丙二醇的聚合物，官能度為3，羥值99mgK0H/g ;第二多元醇三羥甲基丙烷與環(huán)氧丁烷的共聚多元醇10重量份，EO含量80%，羥值22mgK0H/g ；MDI異氰酸酯30重量份；環(huán)戊烷、正丁烷、5-15%的碳酸氫鈉溶液形成的發(fā)泡劑6重量份；三乙烯二胺6份；0. 5重量份的磺酸鹽阻燃劑；0. 8重量份室溫硫化硅橡膠增韌劑。
制備
按上述原料配比在第一原料罐內(nèi)配制第一多元醇和第二多元醇，在第二原料罐內(nèi)配制其它原料；將第一原料罐內(nèi)的原料在第一攪拌機(jī)內(nèi)攪拌混合均勻獲得第一混合液，將第二原料罐內(nèi)的原料在第二攪拌機(jī)內(nèi)攪拌混合均勻獲得第二混合液；將第一混合液送入第一喂料管，將第二混合液送入第二喂料管，待發(fā)泡模具中的溫度達(dá)到50°C后，用電腦按配方比控制喂料比例及喂料量，并通過喂料槍控制下料至發(fā)泡模具中；在50°C的發(fā)泡模具中發(fā)泡8min,并在40°C保溫5h ;將發(fā)泡保溫后的物料冷卻切塊。
實(shí)施例三
第一多元醇30重量份的乙二醇與丙二醇的聚合物，官能度為3，羥值50mgK0H/g ；第二多元醇具有采用雙金屬氰化物絡(luò)合催化劑而形成的三羥甲基丙烷與環(huán)氧丁烷的共聚多元醇60重量份，EO含量68%，羥值8mgK0H/g ；MDI異氰酸酯15重量份；環(huán)戊烷發(fā)泡劑5重量份；三乙烯二胺3份O. 3重量份的磺酸鹽阻燃劑；0. 5重量份室溫硫化硅橡膠增韌劑。
制備
按上述原料配比在第一原料罐內(nèi)配制第一多元醇和第二多元醇，在第二原料罐內(nèi)配制其它原料；將第一原料罐內(nèi)的原料在第一攪拌機(jī)內(nèi)攪拌混合均勻獲得第一混合液，將第二原料罐內(nèi)的原料在第二攪拌機(jī)內(nèi)攪拌混合均勻獲得第二混合液；將第一混合液送入第一喂料管，將第二混合液送入第二喂料管，待發(fā)泡模具中的溫度達(dá)到45°C后，用電腦按配方比控制喂料比例及喂料量，并通過喂料槍控制下料至發(fā)泡模具中；在下料至第一個(gè)發(fā)泡模具與下料至第二個(gè)發(fā)泡模具的時(shí)間間隔內(nèi)，用烴類溶劑沖洗喂料槍；在將所述第一混合液與第二混合液送入所述第一喂料管和第二喂料管后，使用第一回流管將所述第一喂料管中多余的第一混合液打入第一原料罐，使用第二回流管將所述第二喂料管中多余的第二混合液打入第二原料罐；在48°C的發(fā)泡模具中發(fā)泡6min，并在30°C保溫3h ;將發(fā)泡保溫后的物料冷卻切塊。
實(shí)施例四
第一多元醇70重量份的乙二醇與丙二醇的聚合物，官能度為3，羥值88mgK0H/g ;第二 多元醇具有采用雙金屬氰化物絡(luò)合催化劑而形成的三羥甲基丙烷與環(huán)氧丁烷的共聚多元醇23重量份，EO含量大于60%，羥值15mgK0H/g ；MDI異氰酸酯20重量份；正丁烷發(fā)泡劑5重量份；三乙烯二胺4. 5份；O. 35重量份的全氟丁基磺酸鉀PPFBS阻燃劑；0. 6重量份室溫硫化硅橡膠增韌劑。制備方法同實(shí)施例三。不同的是在45_48°C的發(fā)泡模具中發(fā)泡3_5min，并在30-32 °C 保溫 2-2. 5h。
實(shí)施例五
原料配比同實(shí)施例三。不同的是制備方法中在48-50°C的發(fā)泡模具中發(fā)泡3-5min，并在 33-35 °C 保溫 I. 5-3h。
對(duì)比實(shí)施例一
原料配比同實(shí)施例一。不同的是采用傳統(tǒng)的制備方法，即將所有原料按配方混合后全部攪拌，然后在發(fā)泡模具中發(fā)泡20min后冷卻切塊。
對(duì)比實(shí)施例二
制備方法同實(shí)施例二。不同的是原料配比為第一多元醇60重量份的乙二醇與丙二醇的聚合物，官能度為3，羥值78mgK0H/g ;第二多元醇環(huán)氧丙烷與環(huán)氧乙烷的共聚多元醇30重量份，EO含量73%，羥值42mgK0H/g ；MDI異氰酸酯8_30重量份；水發(fā)泡劑3_6重量份；A33常規(guī)凝膠催化劑10份。
對(duì)比實(shí)施例三
制備方法同同實(shí)施例二。不同的是原料配比為第一多元醇90重量份的苯乙烯、丙烯腈共聚接枝改性聚醚多元醇，固含量30%，羥值24mg/K0H/g ;第二多元醇環(huán)氧丙烷與環(huán)氧乙烷的共聚多元醇30重量份，EO含量73%，羥值42mgK0H/g ； MDI異氰酸酯20重量份；水發(fā)泡劑8-9重量份；A33常規(guī)凝膠催化劑10份；2重量份乙烯-丙烯-二烯烴橡膠增韌劑。
權(quán)利要求
1.一種慢回彈聚醚型聚氨酯海綿，其特征在于包括第一多元醇20-85重量份、第二多元醇10-90重量份和MDI異氰酸酯8-30重量份，還包括發(fā)泡劑、催化劑、表面活性劑、阻燃劑和O. 2-0. 8重量份硅橡膠增韌劑；所述第一多元醇為乙二醇與丙二醇的聚合物，官能度為3，羥值45-99mgKOH/g ;所述第二多元醇為三羥甲基丙烷與環(huán)氧丁烷的共聚多元醇，EO含量大于 60%，羥值 3-22mgK0H/g。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種慢回彈 聚醚型聚氨酯海綿，其特征在于所述第二多元醇為具有采用雙金屬氰化物絡(luò)合催化劑而形成的三羥甲基丙烷與環(huán)氧丁烷的共聚多元醇。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種慢回彈聚醚型聚氨酯海綿，其特征在于所述第二多元醇的輕值為8-15mgK0H/g。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種慢回彈聚醚型聚氨酯海綿，其特征在于所述發(fā)泡劑為3-6重量份的環(huán)戊烷、正丁烷或5-15%的碳酸氫鈉溶液中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種慢回彈聚醚型聚氨酯海綿，其特征在于所述催化劑為二乙烯二胺。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種慢回彈聚醚型聚氨酯海綿，其特征在于所述阻燃劑為O. 2-0. 5重量份的磺酸鹽阻燃劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種慢回彈聚醚型聚氨酯海綿，其特征在于所述磺酸鹽阻燃劑為全氟丁基磺酸鉀PPFBS。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種慢回彈聚醚型聚氨酯海綿，其特征在于所述硅橡膠為室溫硫化娃橡月父。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聚氨酯海綿，尤其涉及一種慢回彈聚醚型聚氨酯海綿。它包括第一多元醇20-85重量份、第二多元醇10-90重量份和MDI異氰酸酯8-30重量份，還包括發(fā)泡劑、催化劑、表面活性劑、阻燃劑和0.2-0.8重量份硅橡膠增韌劑；所述第一多元醇為乙二醇與丙二醇的聚合物，官能度為3，羥值45-99mgKOH/g；所述第二多元醇為三羥甲基丙烷與環(huán)氧丁烷的共聚多元醇，EO含量大于60%，羥值3-22mgKOH/g。本發(fā)明慢回彈聚醚型聚氨酯海綿的回彈時(shí)間慢、軟硬度適當(dāng)且受溫度影響小。
文檔編號(hào)C08G18/48GK102643404SQ201210129728
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者盧偉, 李同松, 邱玲娣 申請(qǐng)人:德清舒華泡沫座椅有限公司