[發(fā)明專利]一種環(huán)保高彈性耐黃變聚氨酯海綿及其制備方法

在審

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• 申請日: 2018-02-26
• 公開（公告）號: CN108359074A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發(fā)明（設計）人: 蔡子青;包海峰;張利華;賈振宇
• 申請（專利權）人: 武漢紡織大學
• 主分類號: C08G18/75
• 分類號: C08G18/75;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/32;C08G18/18;C08G18/24;C08G101/00
• 代理公司: 北京力量專利代理事務所(特殊普通合伙) 11504
• 代理人: 李強;程千慧

本發(fā)明涉及一種環(huán)保高彈性耐黃變聚氨酯海綿及其制備方法，本發(fā)明的海綿的制備原料包括50?60重量份的二官能度聚醚、40?50重量份的三官能度聚醚、5?10重量份的擴鏈劑、2?3重量份的去離子水發(fā)泡劑、90?110重量份的二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯或異佛爾酮二異氰酸酯、2?5重量份的硅油開孔劑、2?5重量份的硅油勻泡劑、1?3重量份的高效有機胺類催化劑和3?5重量份的有機錫催化劑。本發(fā)明的海綿具有泡孔細膩、均勻、無收縮、強度大、無掉粉、透氣性好、彈性好、環(huán)保等優(yōu)點，并且制備工藝成熟，具備大量生產的條件。

技術領域

本發(fā)明涉及聚氨酯海綿及其制備方法，具體涉及一種環(huán)保高彈性耐黃變聚氨酯海綿及其制備方法。

背景技術

聚氨酯海綿具有柔軟、密度低、回彈性好、壓縮永久形變小等優(yōu)點，其被廣泛應用于汽車、鞋材、家具、服裝、裝飾材料等領域。普通的聚氨酯海綿產品耐候性較差，暴露在太陽光的照射下，在光與熱的作用下會引起化學反應，導致材料黃變、發(fā)脆、機械性能下降，以至失去使用價值。

自聚氨酯工業(yè)化以來，泡棉的光氧化和降解問題一直是聚氨酯工業(yè)界研究和關注的熱點問題。特別是，在裝飾材料、女性內衣、家具、鞋帽、服裝等領域，既要求海綿材料環(huán)保舒適，又要美觀耐用。尤其這對聚氨酯海綿在光、熱條件下的耐黃變特性具有較高的要求。因此，開發(fā)出具有優(yōu)異耐黃變性能、環(huán)保舒適的聚氨酯海綿材料具有重要的實用價值。

常見聚氨酯海綿的主要原料為聚醚多元醇和芳香族異氰酸酯，其中芳香族異氰酸酯主要使用甲苯二異氰酸酯(TDI)和4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯 (MDI)。由于芳香族異氰酸酯結構中存在苯環(huán)，使得制得的聚氨酯海綿容易變黃且毒性較大，阻礙了聚氨酯海綿在一些領域中的應用。

目前，常用于緩解聚氨酯黃變問題的技術方法有以下幾種：添加光穩(wěn)定劑與熱穩(wěn)定劑、添加增白劑、添加納米粒子。光穩(wěn)定劑與熱穩(wěn)定劑的作用原理是阻止聚氨酯大分子鏈的斷裂降解過程。增白劑的作用原理是在光照條件下，材料能反射白色光線，從肉眼觀察到材料呈現白色。納米粒子(TiO₂、ZnO)具有紫外線活性特征，能夠對一定波段的紫外線有效吸收，從而減緩紫外線對海綿材料的輻射作用。

光穩(wěn)定劑與熱穩(wěn)定劑主要是有機胺或有機胺鹽類的化合物。一方面，該化合物具有一定生理毒性，會對人體健康構成危害。另一方面，該化合物也會造成泡棉空隙結構不規(guī)則、粗糙等問題。增白劑一般都使用熒光劑，該化合物對人體的生理毒性一直存在爭議。該助劑的大量、廣泛使用無疑會存在環(huán)境、人體造成危害的潛在問題。常用于耐黃變泡棉的納米粒子有納米TiO₂、納米ZnO等。該材料與發(fā)泡體系的相容性較差，會造成泡孔不規(guī)則、塌泡等一系列問題。同時，該助劑在耐黃變性能提升上仍具有相當的局限性，因此并沒有在工業(yè)生產中大量推廣。

采用脂肪(環(huán))族異氰酸酯代替芳香族異氰酸酯可以明顯改善聚氨酯海綿黃變和毒性大等缺陷。由于脂肪(環(huán))族異氰酸酯活性較低，常見的催化劑體系都無法實現其有效發(fā)泡。并且，該泡棉制備工藝較繁瑣，塌泡、開裂、掉粉、收縮現象十分嚴重。這些問題都制約了該海綿產品的廣泛推廣，本發(fā)明旨在以新型高活性催化劑體系解決脂肪(環(huán))族異氰酸酯體系的發(fā)泡問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題提供一種環(huán)保高彈性耐黃變聚氨酯海綿及其制備方法。

本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種環(huán)保高彈性耐黃變聚氨酯海綿，制備原料包括50-60重量份的二官能度聚醚、40-50重量份的三官能度聚醚、5-10重量份的擴鏈劑、2-3重量份的去離子水發(fā)泡劑、90-110重量份的二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯或異佛爾酮二異氰酸酯、2-5重量份的硅油開孔劑、2-5重量份的硅油勻泡劑、1-3重量份的高效有機胺類催化劑和3-5重量份的有機錫催化劑。

進一步的，所述擴鏈劑為1,4-丁二醇。