一种弹性耐拉海绵及其制备方法与流程 专利技术说明

有机化合物处理,合成应用技术1.本发明涉及海绵制备技术领域，特别涉及一种弹性耐拉海绵及其制备方法。背景技术：2.海绵是一种多孔材料，通过将多元醇、发泡助剂和异氰酸酯混合发泡后制备而成，pu海绵主要包括聚酯和聚醚型，可切片或卷切，还可以根据客户要求复合加工，热压加工及爆破开孔处理等，pu海绵由于其具有保温、隔热、吸音、减震、阻燃、防静电、透气性能好等特性，被广泛应用于汽车工业、化妆品业、胸围内衣制造业及高档家具制造业，座椅、沙发、床垫等家具用品均使用到海绵，聚醚多元醇是生产聚氨酯海绵的主要原料，随着海绵制品的应用领域逐渐扩大，市场对海绵制品的性能要求也越来越高，现有的海绵在使用性能上已经无法满足日益增长的使用需求，迫切需要进行改进改良。3.目前市面上由md i、ppg5631和ppg3602生产的海绵具有亲肤、舒适、透气特性，可应用于高档床垫、医疗垫、护理垫等产品。但是，该类海绵产品拉力较差，这在一定程度上限制了其应用。4.因此，现有技术还有待于改进和发展。技术实现要素：5.鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种弹性耐拉海绵及其制备方法，旨在解决现有由md i、ppg5631和ppg3602生产的海绵拉力较差的问题。6.本发明的技术方案如下：7.一种弹性耐拉海绵，其中，按重量份计包括：25-35份的ppg5613、45-55份的ppg3602、15-25份的peg2000、2-3份的水、0.6-1份的硅油、0.8-1份的deoa、0.3-0.4份的a33、0.02-0.05份的t9，以及40-45份的md i。8.所述的弹性耐拉海绵，其中，所述弹性耐拉海绵按重量百分比计包括：30份的ppg5631、50份的ppg3602、20份的peg2000、2.5份的水、0.7份的硅油、0.9份的deoa、0.35份的a33、0.04份的t9，以及42份的md i。9.所述的弹性耐拉海绵，其中，所述ppg5631为羟值为56mgkoh/g的全po链段，其数均分子量为3000。10.所述的弹性耐拉海绵，其中，所述ppg3602为由po和eo组成的混合链段，其数均分子量为4000。11.所述的弹性耐拉海绵，其中，所述peg2000为羟值为56mgkoh/g的全eo链段，其数均分子量为2000。12.一种弹性耐拉海绵的制备方法，其中，包括步骤：13.按照预定重量份数将ppg5631、ppg3602、peg2000、水、硅油、deoa、a33和t9混合后再加入md i进行搅拌，得到混合物料；14.将所述混合物料倒入模具中进行发泡，制得所述弹性耐拉海绵。15.所述弹性耐拉海绵的制备方法，其中，将所述混合物料倒入模具中进行发泡的步骤中，发泡温度控制在23-25℃。16.有益效果：本发明为了改善现有海绵拉力差的缺点，在配方中加入了peg2000，其羟值为56，链段为全eo，具有极好的柔顺性和延展性，表现出较好的弹性和较低的压陷硬度；由于eo链段柔性好，使得其与md i中的nco反应得到的氨基甲酸酯键更容易形成氢键，从而表现出更好的拉伸强度。本发明结果发现该产品不仅改善其拉力差的缺点，且泡沫有优异的柔顺性，在外力作用下能够随力的方向移动，因此可被称为弹性耐拉海绵。附图说明17.图1为本发明一种弹性耐拉海绵的制备方法流程图。具体实施方式18.本发明提供一种弹性耐拉海绵及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。19.本发明提供了一种弹性耐拉海绵，其按照重量份计包括：25-35份的ppg5631、45-55份的ppg3602、15-25份的peg2000、2-3份的水、0.6-1份份的硅油、0.8-1份的deoa、0.3-0.4份的a33、0.02-0.05份的t9，以及40-45份的md i。20.在本发明中，所述ppg5631为羟值为56mgkoh/g的全po(环氧丙烷)链段多元醇聚醚，其平均相对分子量为3000；所述ppg3602为由po和eo(环氧乙烷)组成的混合链段多元醇聚醚，其平均相对分子量为4000；所述peg2000为羟值为56mgkoh/g的全eo链段聚乙二醇，其平均相对分子量为2000；所述deoa(二乙醇胺)为交联剂，用于增加链增长速度；所述a33(胺催化剂)为发泡催化剂，t9(有机锡催化剂)为凝胶催化剂；md i为二苯基甲烷二异氰酸酯。21.海绵的合成包括三个主要反应：一是多元醇聚醚(ppg5631、ppg3602)与二苯基甲烷二异氰酸酯中的异氰酸酯发生聚合反应，形成由许多-nhcoo-基团构成的高分子化合物，此反应又称为链增长反应或凝胶反应；另一个是聚乙二醇与二苯基甲烷二异氰酸酯中的异氰酸酯反应，生成含氨基甲酸酯键的柔性链段聚合物，所述含氨基甲酸酯键更容易形成氢键，从而使得所述柔性链段聚合物可表现出更好的拉伸强度；第三个是水与二苯基甲烷二异氰酸酯中的异氰酸酯反应，由此产生的二氧化碳，是形成海绵的泡孔气体的来源，所以称之为发泡反应，同时由于二氧化碳无毒无害，基本不会影响周围环境空气质量，也不会污染环境。22.本发明为了改善现有海绵拉力差的缺点，在配方中加入了peg2000，其羟值为56mgkoh/g，链段为全eo，具有极好的柔顺性和延展性，表现出较好的弹性和较低的压陷硬度；由于eo链段柔性好，并且其与md i中的nco反应得到的氨基甲酸酯键更容易形成氢键，从而表现出更好的拉伸强度的柔性链段。本发明中硅油作为表面活性剂具有乳化反应物料、稳定泡沫及调节泡孔的作用，有机金属类催化剂(t9)和胺类催化剂(a33)复配，对peg2000与二苯基甲烷二异氰酸酯之间的反应和ppg与二苯基甲烷二异氰酸酯的反应有催化作用，可同时加速并平衡发泡和凝胶反应，形成海绵体。本发明结果发现该产品不仅改善其拉力差的缺点，且泡沫更加均匀、弹性更好，在外力作用下能够随力的方向移动，因此可被称为弹性耐拉海绵。23.本发明通过研究发现，海绵的拉伸强度能力与组成海绵的各种链段的结构、分子间的化学键能、聚合物的结晶性、异氰酸酯的类型和使用比例相关。24.由于硬段的结晶性比软段强，且硬段的交联点间距近，交联密度高，但形成的分子量小，就更容易聚集在一起，这些聚集在一起的含氢物质由于氢键的存在，材料的结晶性就增强，结晶性一强，内聚力就大，其拉伸强度就大。本发明正是基于这一机理，在弹性耐拉海绵配方中加入了15-25份的peg2000，peg2000的羟值为56mgkoh/g，链段为全eo，具有极好的柔顺性和延展性，由于eo链段柔性好，并且其与md i中的nco反应得到的氨基甲酸酯键更容易形成氢键，从而可表现出更好的拉伸强度。25.在一实施方式中，还提供一种弹性耐拉海绵，其按重量百分比计包括：30份的ppg5631、50份的ppg3602、20份的peg2000、2.5份的水、0.7份的硅油、0.9份的deoa、0.35份的a33、0.04份的t9，以及42份的md i。本实施例提供的是一种弹性耐拉海绵的具体组成配方，该弹性耐拉海绵不仅改善现有海绵拉力差的缺点，且本发明弹性耐拉海绵中的泡沫更加均匀、弹性更好。26.在一些实施方式中，还提供一种弹性耐拉海绵的制备方法，如图1所示，其包括步骤：27.s10、按照预定重量份数将ppg5631、ppg3602、peg2000、水、硅油、deoa、a33和t9混合后再加入md i进行搅拌，得到混合物料；28.s20、将所述混合物料倒入模具中进行发泡，制得所述弹性耐拉海绵。29.本发明提供的制备方法简单、高效，通过严格控制二苯基甲烷二异氰酸酯加入前时间以及各原料在加入搅拌罐前的温度，促进海绵体系的充分反应，制备出的海绵物理性能优越。30.在一些实施方式中，按照预定重量份数将ppg5631、ppg3602、peg2000、水、硅油、deoa、a33和t9预混合1-2s后再加入md i进行搅拌4-5s，立即将得到的混合物料倒入模具中进行发泡，发泡温度控制在23-25℃，制得所述弹性耐拉海绵。31.在本实施例中，通过严格控制md i的加入时间，如若时间太短，使得聚醚多元醇与其他原料还未完全均匀混合就开始反应，会造成开始的时候海绵反应不稳定产生次品；如若预混合时间太长，也会造成泡聚醚多元醇与其他原料没有反应就直接排出，浪费原料。将发泡温度控制在23-25℃，若是温度过低会造成反应不充分，对海绵的物理性能有影响，若是过高会造成反应过程不稳定，海绵性能无法精确控制。32.下面通过具体实施例对本发明做进一步的解释说明：33.实施例134.一种弹性耐拉海绵，其中，按重量份计包括：25份的ppg5631、45份的ppg3602、15份的peg2000、2份的水、0.6份的硅油、0.8份的deoa、0.3份的a33、0.02份的t9，以及40份的md i。35.本实施例的弹性耐拉海绵的制备方法由以下步骤组成：36.按照预定重量份数将ppg5631、ppg3602、peg2000、水、硅油、deoa、a33和t9混合1s后再加入md i进行搅拌4s，得到混合物料；37.将所述混合物料倒入模具中进行发泡，发泡温度控制在24℃，制得所述弹性耐拉海绵。38.实施例239.一种弹性耐拉海绵，其中，按重量份计包括：30份的ppg5631、50份的ppg3602、20份的peg2000、2.5份的水、0.7份的硅油、0.9份的deoa、0.35份的a33、0.04份的t9，以及42份的md i。40.本实施例的弹性耐拉海绵的制备方法由以下步骤组成：41.按照预定重量份数将ppg5631、ppg3602、peg2000、水、硅油、deoa、a33和t9混合2s后再加入md i进行搅拌5s，得到混合物料；42.将所述混合物料倒入模具中进行发泡，发泡温度控制在23℃，制得所述弹性耐拉海绵。43.实施例344.一种弹性耐拉海绵，其中，按重量份计包括：35份的ppg5631、55份的ppg3602、25份的peg2000、3份的水、1.0份的硅油、1份的deoa、0.4份的a33、0.05份的t9，以及45份的md i。45.本实施例的弹性耐拉海绵的制备方法由以下步骤组成：46.按照预定重量份数将ppg5631、ppg3602、peg2000、水、硅油、deoa、a33和t9混合1s后再加入md i进行搅拌4s，得到混合物料；47.将所述混合物料倒入模具中进行发泡，发泡温度控制在25℃，制得所述弹性耐拉海绵。48.对比例149.一种海绵，其中，按重量份计包括：30份的ppg5631、50份的ppg3602、2.5份的水、0.7份的硅油、0.9份的deoa、0.35份的a33、0.04份的t9，以及42份的md i。50.本实施例的海绵的制备方法由以下步骤组成：51.按照预定重量份数将ppg5631、ppg3602、水、硅油、deoa、a33和t9混合1s后再加入md i进行搅拌4s，得到混合物料；52.将所述混合物料倒入模具中进行发泡，发泡温度控制在25℃，制得所述海绵。53.对比例254.一种海绵，其中，按重量份计包括：25份的ppg5631、45份的ppg3602、2份的水、0.6份的硅油、0.8份的deoa、0.3份的a33、0.02份的t9，以及40份的md i。55.本实施例的海绵的制备方法由以下步骤组成：56.按照预定重量份数将ppg5631、ppg3602、peg2000、水、硅油、deoa、a33和t9混合2s后再加入md i进行搅拌5s，得到混合物料；57.将所述混合物料倒入模具中进行发泡，发泡温度控制在23℃，制得所述海绵。58.对实施例1-3以及对比例1-2制备的海绵进行拉伸强度、弹性等物理性能进行测试，结果如表1所示，其中，拉伸强度按按gb/t 6344-2008的规定测定。59.表1性能测试结果60.配方密度回弹(柔性)压陷硬度40％拉伸强度透气率实施例145.080％64n65kpa97％实施例244.875％60n70kpa98％实施例345.373％68n63kpa97％对比例144.555％80n30kpa94％对比例243.753％78n32kpa93％61.由上述表1结果可知，实施例1-3制备得到的海绵的拉伸强度要明显优于对比例1-2，并且实施例1-3中海绵的柔性、透气率以及回弹性能均要优于对比例1-2，表明本发明改进配方后制备的弹性耐拉海绵不仅改善了现有海绵拉力差的缺点，且泡沫更加均匀、弹性、透气性更好，能够有效扩大海绵的应用场景。62.应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。









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