智能床垫用柔性回弹记忆棉及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种智能床垫用柔性回弹记忆棉及其制备方法，属于聚氨酯材料领域。本发明专利技术的智能床垫用柔性回弹记忆棉以聚醚多元醇、聚合物多元醇和二苯甲烷二异氰酸酯为主要原料，以水和辛基酚聚氧乙烯醚OP‑2做为发泡剂进行制备，制备过程不使用甲苯二异氰酸酯(TDI)、有机锡催化剂及二氯甲烷（MC）等毒性化合物，VOC排放量低。所制备的聚合物多元醇与聚醚多元醇配合使用，明显提高了记忆棉产品的强度和回弹性能。以去离子水和辛基酚聚氧乙烯醚OP‑2为开孔剂，配合稳定剂烷基聚乙二醇硫酸盐的使用，有效增加各组分的相容性，降低体系的表面张力，同时可以使泡孔分布均匀、孔径在150~200μm之间，且开孔率在60~70%之间。

Flexible resilient memory cotton for intelligent mattress and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
智能床垫用柔性回弹记忆棉及其制备方法
本专利技术涉及一种聚氨酯发泡材料及其制备方法，具体涉及一种智能床垫用柔性回弹记忆棉及其制备方法，属于聚氨酯材料领域。
技术介绍
记忆棉是一种具有开放式单元结构的聚氨酯泡沫材料，记忆棉材料具有温感减压的特性，以及特殊的黏弹特性，体现在很柔软的材料特性，并有很强的冲击能吸收能力，因其能够促进睡眠、缓解颈椎和背部疼痛等优点，很受人们欢迎。记忆棉是上世纪六十年代由美国太空总署（NASA）研发的，这种材料应用在航天飞机上，可以有效缓解宇航员所承受的压力，保护宇航员的脊椎。目前这种材料更是广泛应用生活各领域，尤其是于床垫、枕头等。现有技术的聚氨酯泡沫材料普遍使用有机锡作为催化剂，加速聚氨酯泡沫的熟化和成型。此类胺对传统的发泡反应具有高效、选择性强、易操作等优点而被广泛使用于聚氨酯领域的各种应用中，但此类胺有一定的挥发性及刺激性气味，对人体有一定危害性，是造成VOC贡献的主要成分之一。在与人体有频繁接触的领域中，易对人体产生持续性伤害。减少聚氨酯泡沫的VOC、刺激性气味的释放以及有毒有害物质的使用，一直以来是聚氨酯技术的发展方向。另外，由于现有技术慢回弹聚氨酯泡沫自身存在严重的闭孔结构（泡沫的开孔率小于50%），导致泡沫在高压缩率时，压缩强度急剧升高。限制了慢回弹聚氨酯泡沫材料的使用范围。为了解决该问题，国外学者开发了慢回弹开孔剂，促进了其泡沫的开孔，但当开孔率过高的时候容易使泡沫形成塌泡，且泡孔孔径大，不均一。因此，在慢回弹聚氨酯记忆棉制备过程中，如何有效控制泡沫的开孔率及孔径，以保证泡沫材料既有很好的慢回弹性，在高倍率的压缩时又能保持较低的强度是制备慢回弹聚氨酯泡沫材料的一个关键问题。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种智能床垫用柔性回弹记忆棉及其制备方法，硬度低、粘弹性能好、VOC含量低，泡孔分布均匀、孔径在150~200μm之间、开孔率在60~70%之间。本专利技术的具体技术方案如下：一种智能床垫用柔性回弹记忆棉，由以下重量份数的原料制得：聚醚多元醇40~50份；聚合物多元醇30~40份；二苯甲烷二异氰酸酯50~60份；去离子水3.5~5.5份；辛基酚聚氧乙烯醚OP-20.6~1.2份；烷基聚乙二醇硫酸盐2.2~4.5份；碳酰胺0.3~1.6份；三乙烯二胺0.2~0.9份；新戊二醇5~8份。其中所述的聚醚多元醇为丙三醇-环氧丙烷-环氧乙烷共聚物，环氧丙烷含量为20~30%，环氧乙烷含量为10～30%，分子量为3500~5500。其中所述的聚合物多元醇为聚乙二醇、甲基丙烯酸、苯乙烯、丙烯腈和丙烯酸丁酯共聚物，分子量为8000~12000。一种智能床垫用柔性回弹记忆棉的制备方法，该方法包括以下步骤：（1）聚合物多元醇的制备。（2）将制备的聚合物多元醇进行减压干燥除水；将聚醚多元醇进行减压干燥除水，备用。（3）向带有聚四氟乙烯内衬的反应釜中依次按照配比精确加入聚醚多元醇、聚合物多元醇、稳定剂烷基聚乙二醇硫酸盐、催化剂三乙烯二胺和碳酰胺、扩链剂新戊二醇、开孔剂辛基酚聚氧乙烯醚OP-2和去离子水，30~40℃温度下以1000~2000r/min转速搅拌10~20min，之后加入二苯甲烷二异氰酸酯，在2500~3000r/min下搅拌30~50S后迅速地将反应物倒入模具中，再放入烘箱中进行发泡，在80~90℃温度下熟化1~2h后取出样品，即为本专利技术智能床垫用柔性回弹记忆棉产品。其中所述的聚合物多元醇的制备方法如下：向带有聚四氟乙烯内衬的反应釜内加入计量单位的聚乙二醇和对苯二酚，加热至90~100℃时依次加入甲基丙烯酸、对甲苯磺酸并搅拌20~30min。升温至110~120℃后继续反应4~5h。将苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸丁酯、甲醇钠和过硫酸铵引发剂加入反应体系。待釜温升至110~130℃后，恒温反应5~7h。停止反应后，在120℃和1.3kPa下脱出残余单体。冷却至室温出料，即得到聚合物多元醇。优选的，其中所述的聚乙二醇的分子量为2500。优选的，其中所述的聚乙二醇：对苯二酚质量比为1:0.01~0.02。优选的，其中所述的聚乙二醇：对甲苯磺酸质量比为1:0.03~0.04。优选的，其中所述的聚乙二醇：甲醇钠：过硫酸铵质量比为1:0.05~0.06:0.01~0.02。优选的，其中所述的聚乙二醇：甲基丙烯酸：苯乙烯：丙烯腈：丙烯酸丁酯摩尔比为1:2~3:1~2.5:2~4:1~2。本专利技术所具有的有益效果是：1、本专利技术的技术方案是以聚醚多元醇、聚合物多元醇和二苯甲烷二异氰酸酯做为主要原料，以水和辛基酚聚氧乙烯醚OP-2做为发泡剂的生产工艺，制备过程不使用甲苯二异氰酸酯(TDI)、有机锡催化剂及二氯甲烷（MC）等毒性化合物，制备过程和使用过程安全环保，VOC排放量低。2、所制备的聚合物多元醇与聚醚多元醇配合使用，明显提高了本专利技术记忆棉产品的强度和回弹性能。3、以去离子水和辛基酚聚氧乙烯醚OP-2为开孔剂，配合稳定剂烷基聚乙二醇硫酸盐的使用，有效增加各组分的相容性，降低体系的表面张力，同时可以使泡孔分布均匀、孔径在150~200μm之间，且开孔率在60~70%之间。具体实施方式下面将结合具体实施例对本专利技术做进一步说明，具体实施例不限制本专利技术。实施例1本专利技术提供了一种智能床垫用柔性回弹记忆棉，由以下重量份数的原料制得：丙三醇-环氧丙烷-环氧乙烷共聚物40份；聚合物多元醇30份；二苯甲烷二异氰酸酯50份；去离子水3.5份；辛基酚聚氧乙烯醚OP-20.6份；烷基聚乙二醇硫酸盐2.2份；碳酰胺0.3份；三乙烯二胺0.2份；新戊二醇5份。一种制备上述智能床垫用柔性回弹记忆棉的方法，该方法包括以下步骤：（1）向聚四氟乙烯内衬的反应釜内加入2.3kg聚乙二醇（分子量为2500）和23g对苯二酚，加热溶解，在90℃时依次加入4.6kg甲基丙烯酸、69g对甲苯磺酸并搅拌20min。接着逐步升温到110℃继续反应4h。将2.3kg苯乙烯、4.6kg丙烯腈、2.3kg丙烯酸丁酯、115g甲醇钠和23g过硫酸铵引发剂加入反应体系。待釜温升至110℃后，恒温反应5h。停止反应后，在120℃和1.3kPa下脱出残余单体。冷却至室温出料，即得到聚合物多元醇。（2）将丙三醇-环氧丙烷-环氧乙烷共聚物和聚合物多元醇减压干燥除水。（3）向带有聚四氟乙烯内衬的反应釜中烧杯中依次按照配比精确加入40份聚醚多元醇、30份聚合物多元醇、2.2份烷基聚乙二醇硫酸盐稳定剂、0.2份三乙烯二胺、0.3份碳酰胺催化剂、5份新戊二醇扩链剂、0.6份辛基酚聚氧乙烯醚OP-2开孔剂和3.5份去离子水，30℃温度下以1000r/min转速搅拌10min，之后加入50份二苯甲烷二异氰酸酯，在2500r/min下搅拌30S后迅速的将反应物倒入模具中，再放入烘箱中进行发泡，在80℃温度下熟化1h后取出样品，即为本专利技术智能床垫用柔性回弹记忆棉产品。实施例2本专利技术提供了一种智能床垫用柔性回弹记忆棉，由以下重量份数的原料制得：丙三醇-环氧丙烷-环氧乙烷共聚物42份；聚合物多元醇33份；二苯甲烷二异氰酸酯54份；去离子水3.6份；辛基酚聚氧乙烯醚OP-20.7份；烷基聚乙二醇硫酸盐2.8份；碳酰胺0.4份；三乙烯二胺0.3份；新戊二醇6份。一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能床垫用柔性回弹记忆棉，其特征在于，由以下重量份数的原料制得：聚醚多元醇                   40~50份；聚合物多元醇                 30~40份；二苯甲烷二异氰酸酯           50~60份；去离子水                     3.5~5.5份；辛基酚聚氧乙烯醚OP‑2         0.6~1.2份；烷基聚乙二醇硫酸盐           2.2~4.5份；碳酰胺                       0.3~1.6份；三乙烯二胺                   0.2~0.9份；新戊二醇                     5~8份；其中所述的聚醚多元醇为丙三醇‑环氧丙烷‑环氧乙烷共聚物，环氧丙烷含量为20~30%，环氧乙烷含量10～30%，分子量3500~5500；其中所述的聚合物多元醇为聚乙二醇、甲基丙烯酸、苯乙烯、丙烯腈和丙烯酸丁酯共聚物，分子量8000~12000。

【技术特征摘要】
1.一种智能床垫用柔性回弹记忆棉，其特征在于，由以下重量份数的原料制得：聚醚多元醇40~50份；聚合物多元醇30~40份；二苯甲烷二异氰酸酯50~60份；去离子水3.5~5.5份；辛基酚聚氧乙烯醚OP-20.6~1.2份；烷基聚乙二醇硫酸盐2.2~4.5份；碳酰胺0.3~1.6份；三乙烯二胺0.2~0.9份；新戊二醇5~8份；其中所述的聚醚多元醇为丙三醇-环氧丙烷-环氧乙烷共聚物，环氧丙烷含量为20~30%，环氧乙烷含量10～30%，分子量3500~5500；其中所述的聚合物多元醇为聚乙二醇、甲基丙烯酸、苯乙烯、丙烯腈和丙烯酸丁酯共聚物，分子量8000~12000。2.如权利要求1所述的一种智能床垫用柔性回弹记忆棉，其特征在于，由以下重量份数的原料制得：丙三醇-环氧丙烷-环氧乙烷共聚物42份；聚合物多元醇33份；二苯甲烷二异氰酸酯54份；去离子水3.6份；辛基酚聚氧乙烯醚OP-20.7份；烷基聚乙二醇硫酸盐2.8份；碳酰胺0.4份；三乙烯二胺0.3份；新戊二醇6份。3.一种制备如权利要求1所述的智能床垫用柔性回弹记忆棉的方法，其特征在于包括以下步骤：1）聚合物多元醇的制备；2）将制备的聚合物多元醇进行减压干燥除水；将聚醚多元醇进行减压干燥除水，备用；3）向带有聚四氟乙烯内衬的反应釜中依次按照配比精确加入聚醚多元醇、聚合物多元醇、稳定剂烷基聚乙二醇硫酸盐、催化剂三乙烯二胺和碳酰胺、扩链剂新戊二醇、开孔剂辛基酚聚氧乙烯醚OP-2和去离子水，30~40℃温度下以1000~2000r/min转速搅拌10~20min，之后加入二苯甲烷二异氰酸酯，在2500~3000r/min下搅拌30~50S后将反应物倒入模具中，再放入烘箱中进行发泡，在80~90℃温度下熟化1~2h后取出样品，即得智能床垫用柔性回弹记忆棉。4.如权利要求3所述的一种智能床垫用柔性回弹记忆棉的制备方法，其特征在于：步骤1）中所述的聚合物多元醇的制备方法如下：向带有聚四氟乙烯内衬的反应釜内加入计量单位的聚乙二醇和对苯二酚，加热至90~100℃时依次加入甲基丙烯酸、对甲苯磺酸并搅拌20~30min；升温至110~120℃后继续反应4~5h；将苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸丁酯、甲醇钠和过硫酸铵引发剂加入反应体系；待釜温升至110~1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘长江，
申请(专利权)人：山东凤阳佰乐舒家居有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37