一種聚乳酸凝膠增韌海綿的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及面料輔料技術領域，具體涉及一種聚乳酸凝膠增韌海綿的制備方法。
【背景技術】
[0002] 目前市面上的空氣層面料主要包括以下三種：一是紡織輔料的一種，純棉面料泡 在一種化學溶液中，浸泡之后的面料表面布滿了無數根極細的毛，這些細毛能使面料表面 形成一層極薄的空氣層;二是將兩種不同面料縫合在一起，中間存在的間隙或者填充彈力 卷曲纖維;三是將海綿薄片的上下表面與羊毛、羊絨、棉質、絲質、化纖面料等通過膠粘劑粘 合，由于多孔的海綿具有良好的吸水性，質輕，可以起到如上述兩種面料等同或相近的保暖 效果。
[0003] 但是，實際使用中發現，采用海綿制得的空氣層面料在長時間折疊存放后，其面料 皺褶處回彈力不足，很難恢復折疊前的平整狀態，且該種空氣層面料經多次水洗和晾曬后， 海綿蓬松度有所下降的現象，進而縮短空氣層面料的使用壽命。現有技術中主要在海綿生 產初期就對海綿進行增韌處理，如CN 103641996 A公開了一種抗壓海綿，抗壓海綿及其制 備方法，其組成原料為:三羥甲基丙烷聚醚95-105、3,4_二氯苯基異氰酸酯58-65、納米 碳酸鈣17-23、異丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)鈦酸酯1.0-2.0、三乙烯二胺0.8-1.2、碳 酸氫銨7.0-9.0、改性納米硅溶膠2.5-3.5和水8.0-9.0;本發明以三羥甲基丙烷聚醚和3，4-二氯苯基異氰酸酯為主料，具有優良的性、彈性、吸水性、耐水性的特點，納米碳酸鈣具有增 韌補強的作用，提高海綿抗壓強度和抗壓彈性模量，采用納米碳酸鈣對三羥甲基丙烷聚醚 改性處理，提高了產品的性能，增強了海綿的抗壓效果。但是，上述改性的海綿成本較高，而 且作為面料輔料，空氣層面料所用的海綿大多為常規聚氨酯海綿，其使用量大。因此，有必 要對現有技術中空氣層面料所用常規的聚氨酯海綿進行增韌改進。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于克服現有技術中存在的缺陷，提供一種的用料環保、韌性好回 彈力強的聚乳酸凝膠增韌海綿的制備方法。
[0005] 為實現上述技術效果，本發明的技術方案為:一種聚乳酸凝膠增韌海綿的制備方 法，其特征在于，包括如下步驟： SI:將聚氨酯海綿置于堿預處理液中浸漬處理，升溫預處理2~5h，用水清洗，烘干，將 聚氨酯海綿置于低溫氧氣中等離子處理，施加電壓放電頻率為13. 75MHz，功率為100~ 150W，處理時間為20~50s;; S2:配置聚乳酸整理液，聚乳酸整理液的主要組成為乙二胺改性聚乳酸、乳酸乙酯和碳 化二酰亞胺，聚乳酸整理液中乙二胺改性聚乳酸的重量百分比為3~7%，碳化二酰亞胺與乙 二胺改性聚乳酸的重量比為(〇. 03~0.1) : 1; S3:將聚氨酯海綿浸漬在聚乳酸整理液中浸乳處理至少兩次，乳去多余溶液，將海綿升 溫至60~70°C，保溫反應20~40min; S4:用清洗液將S3所得海綿清洗，烘干，得高韌性聚氨酯海綿。
[0006] 低溫等離子處理后的聚氨酯海綿網絡表面被蝕刻粗糙度增加，表面接枝有含氧基 團如如羰基、羧基、醚鍵以及過氧基等;小分子的乳酸乙酯能擴散進入聚乳酸高分子間的空 隙中，降低高分子間的作用力，形成均一的分散液，有助于高分子的聚乳酸在聚氨酯海綿表 面的均勻分布。乙二胺改性聚乳酸表面的氨基和羧基與聚氨酯海綿網絡等離子處理接枝的 羧基之間發生縮合反應，形成穩定的三維網絡覆蓋在海綿網絡上，經烘干得到聚乳酸膜層， 該膜層有助于提高聚氨酯海綿受壓時候的回彈速率，與處理前的聚氨酯海綿相比，海綿網 絡表面的親水基團增加，海綿的親水性得到提高。另外，乳酸乙酯和聚乳酸均為生物環保材 料，生物相容性好，還具有一定的耐菌性和阻燃性能。聚碳化二亞胺可消耗聚乳酸水解過程 中不斷產生的新的端羧基，提高聚乳酸膜的抗水解性能。
[0007] 優選的技術方案為，Sl中的堿預處理液為氫氧化鈉溶液和/或氫氧化鉀溶液，堿預 處理液中溶質的重量百分比為8~15%。堿預處理液濃度過量會導致聚氨酯海綿表面損傷嚴 重，影響聚氨酯海綿的強力，進而影響其使用壽命，而堿液濃度過低則聚氨酯海綿表面的粗 糙度增加不明顯，不利于后續的接枝和交聯反應。
[0008] 優選的技術方案為，所述Sl中聚氨酯海綿預處理溫度為55~65°C。溫度過高會增 加聚乳酸膜層的脆性，影響海綿手感。
[0009] 優選的技術方案為，聚乳酸整理液中包含增塑劑，所述增塑劑與乙二胺改性聚乳 酸的重量之比為(0.01~0.02): 1。增塑劑的氫鍵與乙二胺改性聚乳酸的活性氨基發生氫鍵 作用，替代了原有的聚乳酸分子鏈之間的極性連接，降低膜內剛性連接點的數量，從而使薄 膜更柔軟疏松，不致對海綿原先的柔軟性產生影響。
[0010] 優選的技術方案為，所述增塑劑為選自聚乙二醇、檸檬酸三丁酯、乙酰檸檬酸三丁 酯和葵二酸丁二酯中的至少一種。上述增溶劑與聚乳酸相容，插入聚乳酸分子鏈之間，將一 部分聚乳酸分子鏈的作用力中心屏蔽，增加相鄰分子鏈的移動性，從而增加聚乳酸的塑性。 優選的技術方案為分子量為6000-10000的聚乙二醇，上述分子量的聚乙二醇與聚乳酸的相 容性好，還可達到增韌聚氨酯海綿網絡表面聚乳酸覆膜的韌性。
[0011] 為了增加聚氨酯海綿網絡表面聚乳酸的交聯度，改善聚乳酸在聚氨酯海綿網絡表 面的流變性能，便于形成穩定的交聯三維結構，優選的技術方案為，所述聚乳酸整理液還包 括聚乳酸交聯劑，所述聚乳酸交聯劑與乙二胺改性聚乳酸的重量之比為(0.01~0.02): 1。
[0012] 優選的技術方案為，所述聚乳酸交聯劑為戊二醛和乙二醛中的混合物，乳酸交聯 劑中乙二醛的重量百分比為60~90%。戊二醛和乙二醛還可與乙二胺改性聚乳酸分子中的 接枝氨基發生反應，破壞聚乳酸的有序排列，使成膜表面的親水基團進一步增加，從而提升 海綿的透濕性能。
[0013] 優選的技術方案為，所述S4中的烘干溫度為50~60°C。烘干溫度過高，會使聚氨酯 海綿網絡表面的聚乳酸覆膜硬度增加，不利于保持海綿的柔軟手感。
[0014] 優選的技術方案為，所述聚乳酸整理液中包含離子液體，所述離子液體占聚乳酸 整理液的重量百分比為0.5~2%。離子液體的極性較強，與聚乳酸的之間相互作用，進一步 削弱聚乳酸分子間的作用力，是聚乳酸分子鏈之間的纏結減少，促進大分子之間的相互移 動，達到進一步增塑的效果。
[0015] 優選的技術方案為，所述離子液體為選自1-異丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子 液體、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體 中的至少一種。上述離子液體電離出的四氟硼酸根可促進聚乳酸的結晶，且上述離子液體 的分解溫度高于聚乳酸，有助于提高聚氨酯海綿網絡表面聚乳酸覆膜的熱穩定性。
[0016] 本發明的優點和有益效果在于： 本發明的的聚氨酯海綿片經預處理和等離子處理，破壞聚氨酯海綿網絡的微觀表面， 并在表面接枝含氧活性基團羧基等，這些基團與乙二胺改性聚乳酸大分子表面的氨基之間 發生反應實現交聯，經烘干在聚氨酯海綿片網絡結構表面得到聚乳酸膜層，該膜層有助于 提高聚氨酯海綿受壓之后的回彈速率，與處理前的聚氨酯海綿相比，海綿網絡表面的親水 基團增加，海綿的親水性得到提高； 本發明所得海綿還具有一定的抗菌性和阻燃性。
【具體實施方式】
[0017] 下面結合實施例，對本發明的【具體實施方式】作進一步描述。以下實施例僅用于更 加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護范圍。
[0018] 實施例1: 實施例1的聚乳酸凝膠增韌海綿的制備方法，包括步驟： Sl:將聚氨酯海綿置于堿預處理液中浸漬處理，升溫預處理2h，用水清洗，烘干，將聚氨 酯海綿置于低溫氧氣中等離子處理，施加電壓放電頻率為13. 75MHz，功率為100W，處理時 間為20s; S2:配置聚乳酸整理液，聚乳酸整理液的主要組成為乙二胺改性聚乳酸、乳酸乙酯和碳 化二酰亞胺，聚乳酸整理液中乙二胺改性聚乳酸的重量百分比為3%，碳化二酰亞胺與乙二 胺改性聚乳酸的重量比為〇. 03:1; S3:將聚氨酯海綿浸漬在聚乳酸整理液中浸乳處理至少兩次，乳去多余溶液，將海綿升 溫至60°C，保溫反應20min; S4:用清洗液將S3所得海綿清洗，烘干，得高韌性聚氨酯海綿。
[0019] Sl中的堿預處理液為氫氧化鈉溶