[發明專利]親水性聚氨酯泡沫的制備方法

無效

• 申請號: 200710094074.6
• 申請日: 2007-09-06
• 公開（公告）號: CN101381441A
• 公開（公告）日: 2009-03-11
• 發明（設計）人: 劉鴻慈
• 申請（專利權）人: 上海凱眾聚氨酯有限公司
• 主分類號: C08G18/10
• 分類號: C08G18/10;C08G18/76;C08G18/48;C08G101/00
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司
• 代理人: 丁紀鐵

技術領域

本發明涉及一種新型的親水性聚氨酯泡沫材料的制備方法。

技術背景

親水性聚氨酯泡沫在保持聚氨酯泡沫慣有的優良物性的前提下，擁有卓越的吸水、保水功能。其優點之一是吸水速度非常快，水浸潤、進入其泡孔的時間一般只有幾秒鐘，幾乎可以說是瞬間吸水；其第二個優點是吸水量和保水量非常大，通常可達自身重量的幾倍、甚至幾十倍。這些優點為親水性聚氨酯泡沫材料的應用提供了良好的功能性保障。

傳統的親水性聚氨酯泡沫的生產，按工藝可分為一步法、預聚體法兩種；按親水原理大致分如下幾種：1)發泡過程中在聚氨酯原料中添加高吸水性樹脂等親水性物質；2)在聚氨酯分子結構中引入吸水性鏈節，以富環氧乙烷多元醇和多異氰酸酯與等當量的水進行催化反應。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提出一種全新的親水性聚氨酯泡沫制備方法。該方法只要使異氰酸酯封端的聚氧化乙烯多元醇(稱為預聚體)與大量的水相反應介質反應就可簡單的制備親水性聚氨酯泡沫。

為了解決上述技術問題，本發明提出的親水性聚氨酯泡沫的制備方法包括如下步驟：(1)過量的多異氰酸酯與聚氧化乙烯多元醇在70-120℃條件下反應形成NCO含量≤15％的端NCO基預聚體，其中：多異氰酸酯選自六亞甲基二異氰酸酯HDI、二苯基甲烷二異氰酸MDI、甲苯二異氰酸酯TDI、二甲苯二異氰酸酯TODI和上述兩種或兩種以上物質的混合物；聚氧化乙烯多元醇為官能度≥2，分子量600-3000，EO含量≥60％的多元醇；(2)預聚體與大量的水混合形成泡沫體，其中：水與預聚體的摩爾比≥5。

作為優選技術方案，本發明上述水與預聚體的摩爾比最好≥20。

眾所周知，在常規聚氨酯泡沫反應中，如果所用水少于化學當量數，則泡沫交聯度大、密度大、硬度高、延伸性差；當水量高于化學當量數時，游離的異氰酸酯基團基本全部消耗，使用于交聯的異氰酸酯嚴重不足，而在鏈端形成了自由的胺基基團。隨著水量的增加，泡沫密度降低，物理性能嚴重下降。本發明發現，繼續大幅度提高水量，出現了驚人的效果，那就是當水與預聚體的摩爾比大于10時，所形成的泡沫體物性又達到了一種新的高度：泡沫物性優良，吸水速率和吸水量大幅度提高。

采用大量水進行發泡是對常規聚氨酯泡沫的一大改革。第一，常規泡沫的水用量應小心控制在理論量附近，低濃度水發泡需要使用催化劑來加快聚合發泡反應速度，并要求劇烈的混合以使各組分混合均勻得到均勻的泡沫體。與此相反，本發明使用大量的水，水相計量準確性和混合程度對產品質量和均勻程度的影響很小，聚合催化劑可有可無。第二，常規發泡反應引起的泡沫溫升較大，為避免制品因熱氧化發生黃變，發泡機混合頭的出料流量有一定限制，從而限制了大體積制品的生產；以噴涂方式生產時，每次所噴出的泡沫層厚度也不能過大，影響施工效率。相反，本發明所用配料中有大量的水最為稀釋劑而緩和了泡沫溫升，即使泡沫噴出厚度大于10cm，也不會引起制品變色或熱變形。第三，常規泡沫生產中經常用到有毒或易燃的有機溶劑清洗設備，如丙酮、二氯甲烷等。而本發明則可采用無毒、不易燃的水型溶劑清洗設備。因此，在計量、混合、清洗、環境安全等方面都有明顯的優勢。

本發明由于反應是在大量的水存在下進行的，因此可在水相中溶解或分散大量的各類功能性組分，如：阻燃劑、抗菌劑、表面活性劑、顏料、肥料、金屬粉末、沸石、細蛭石等。從而生產出阻燃產品、抗菌產品、清潔洗滌產品、農林園藝用植物生長載體、導電產品、化學和生物工業的過濾材料等。

通過本發明制備獲得親水性聚氨酯泡沫可用于(1)日用清潔材料：如沐浴泡綿、清潔泡沫、地板拖布；(2)防潮去濕密封材料：如船舶艙門、電器柜門、燈具、集裝箱等的密封條等；(3)農林園藝用植物生長載體：如：人工草坪、插花泥、無土育秧模板等。

具體實施方式

下面結合附圖及其實施例對本發明作進一步詳細說明。

本發明下述對比實施例和實施例中物料份數均按重量份計。

對比實施例1

以聚醚多元醇、超強吸水樹脂、液化MDI為主原料，采用一步法生產親水性聚氨酯泡沫，制品用于船艙、電器柜等防潮去濕類密封條。配方：

聚醚多元醇(f＝3，OH＝36)?????100

水???????????????????????????1.5

催化劑???????????????????????0.85

表面活性劑???????????????????0.5