一种亲水性聚氨酯发泡材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及高分子材料技术领域，具体涉及到一种水性聚氨酯发泡材料及其制备方法。该水性聚氨酯发泡材料包含高PO含量聚醚或低PO含量聚醚，以重量份计，可以包括异氰酸酯预聚体10～30、高PO含量聚醚0～10、发泡剂0.5～30。本发明专利技术中的所述的聚氨酯发泡材料采用高环氧丙烷含量的聚醚，制备得到的聚氨酯发泡材料具有很好的亲水性，将同样的水滴滴在该发泡材料表面上能够瞬间铺平，而且发泡材料的发泡倍率很高，达到62.86g/L，适合做成各种亲水性海绵使用。

A hydrophilic polyurethane foam material and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种亲水性聚氨酯发泡材料及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料
，具体涉及到一种水性聚氨酯发泡材料及其制备方法。
技术介绍
预聚体法又称为二步法，它是指在合成聚氨酯软泡时，需先制备预聚体，即使用二步工序才能完成。第一步，使用多元醇聚合物，如聚醚多元醇或聚酯多元醇与化学计算量过量的二异氰酸酯反应，首先生产端基为异氰酸酯基团的低聚物，聚氨酯工业中常将它称为预聚物(prepolymer)。在某种意义上讲，它也可以算是一种经过改性的异氰酸酯。第二步是将这种预聚体与水、辅助发泡剂、泡沫稳定剂、催化剂等助剂混合，生成含有氨基甲酸酯、脲基等极性基团的大分子，利用反应生成的二氧化碳和反应释放的大量热量，使低沸点的辅助发泡剂气化，同时，利用催化剂的催化作用，调节链增长反应速率和发泡反应速率二者的平衡使物料在泡沫稳定剂存在下,生成细微、均匀泡沫结构的泡沫体。一般情况下采用低环氧丙烷含量的聚醚与异氰酸酯预聚体反应，可以得到亲水性好的聚氨酯发泡材料，而当聚醚分子结构中环氧丙烷含量太高时，发泡得到的材料亲水性较差，影响发泡材料的性能。而且，由于环氧丙烷分子结构上的疏水性甲基容易使发泡得到的聚氨酯材料具有疏水性，严重影响发泡材料的亲水性。为此，申请人提供了一种采用高环氧丙环含量聚醚来制备得到亲水性聚氨酯发泡材料。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术的第一方面提供了一种亲水性聚氨酯发泡材料，其特征在于，其包括聚醚成分；所述聚醚结构中环氧丙烷单体和环氧乙烷单体的重量比至少为1：1。作为一种优选的技术方案，所述亲水性聚氨酯发泡材料，以重量份计，包括异氰酸酯预聚体10～30、高PO含量聚醚0～10、发泡剂0.5～30。作为一种优选的技术方案，所述高PO含量聚醚包括聚醚多元醇。作为一种优选的技术方案，所述聚醚多元醇的数均分子量为2000～10000。作为一种优选的技术方案，所述聚醚多元醇的制备原料包括环氧丙烷和环氧乙烷，其中环氧丙烷的质量至少为环氧乙烷质量的3倍。作为一种优选的技术方案，所述环氧丙烷和环氧乙烷的质量比为4.3～4.8:1。作为一种优选的技术方案，所述高PO含量聚醚包括还包括0.01～1.5wt％催化剂，0.1～1.5wt％扩链剂，2～4wt％水和0.5～0.8wt％有机硅。作为一种优选的技术方案，所述催化剂，以重量份计，包括N,N-二甲基乙醇胺0.5～1.0，三乙烯二胺0.2～0.4，双二甲氨基乙基醚0.01～0.03。作为一种优选的技术方案，所述异氰酸酯预聚体的制备原料包多元醇和混合二异氰酸酯；所述混合二异氰酸酯包括MDI和TDI。本专利技术的第二个方面提供了如上所述的亲水性聚氨酯发泡材料的制备方法，包括如下步骤：(1)使用多元醇与化学计算量的混合二异氰酸酯反应得到所述异氰酸酯预聚体；(2)将上述异氰酸酯预聚体与所述高PO含量的聚醚、发泡剂混合，发泡得到所述亲水性聚氨酯发泡材料。本专利技术的所述的亲水性聚氨酯方面提供了如上所述的亲水性聚氨酯发泡材料在亲水性海绵制品中的应用。本专利技术中的所述的聚氨酯发泡材料采用高环氧丙烷含量的聚醚，制备得到的聚氨酯发泡材料具有很好的亲水性，将同样的水滴滴在该发泡材料表面上能够瞬间铺平，而且发泡材料的发泡倍率很高，达到62.86g/L，适合做成各种亲水性海绵使用。附图说明图1为实施例1中高PO含量聚醚的红外光谱图。图2为实施例1中高PO含量聚醚的TGA谱图。图3为实施例1中高PO含量聚醚的MALDI-TOF测试结果。具体实施方式参选以下本专利技术的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本专利技术的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本专利技术所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。此外，本专利技术要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。本专利技术的第一方面提供了一种亲水性聚氨酯发泡材料，其特征在于，其包括聚醚成分；所述聚醚结构中环氧丙烷单体和环氧乙烷单体的重量比至少为1：1。本专利技术中的所述亲水性聚氨酯发泡材料可以用高EO含量的聚醚多元醇与异氰酸酯预聚体、水反应发泡制备得到，也可以采用高PO含量的聚醚与异氰酸酯预聚体和/或反应发泡制备得到。其中环氧丙烷单体和环氧乙烷单体的重量比至少为1：1，即环氧丙烷的重量至少不低于环氧乙烷的重量，其重量比例可以为1：1、1.5：1、2：1、2.5：1、3：1、3.5：1、4：1、4.5：1等。其中的环氧乙烷单体和环氧丙烷单体是指通过红外、核磁、GPC等监测分析手段分析出来的聚醚结构中环氧乙烷单体、环氧丙烷单体引入的结构。在一些实施方式中，所述亲水性聚氨酯发泡材料，以重量份计，包括异氰酸酯预聚体10～30、高PO含量聚醚0～10、发泡剂0.5～30。异氰酸酯预聚体本专利技术中的异氰酸酯预聚体是将多元醇聚合物(如聚醚多元醇或聚酯多元醇)与化学计算量过量的二异氰酸酯反应，首先生产端基为异氰酸酯基团的低聚物。本专利技术中，所述异氰酸酯化合物，并没有特别的限制，可以列举的有：脂肪族二异氰酸酯、脂环族二异氰酸酯、芳香族二异氰酸酯、脂肪族三异氰酸酯、多异氰酸酯等。作为脂肪族二异氰酸酯，例如可以举出亚丙基二异氰酸酯、二异氰酸四亚甲酯、亚戊基二异氰酸酯、1，6-己二异氰酸酯、1，2-亚丙基二异氰酸酯、1，2-亚丁基二异氰酸酯、2，3-亚丁基二异氰酸酯、1，3-亚丁基二异氰酸酯、2，4，4-或2，2，4-三甲基1，6-己二异氰酸酯、2，6-二异氰酸基己酸甲酯等。作为脂环族二异氰酸酯的例子，可以列举出1，3-环戊烷二异氰酸酯、1，4-环己烷二异氰酸酯、1，3-环己烷二异氰酸酯、3-异氰酸甲酯基-3，5，5-三甲基环己烷异氰酸酯(别名：异佛尔酮二异氰酸酯)、4，4’-亚甲基二(环己基异氰酸酯)、甲基-2，4-环己烷二异氰酸酯、甲基-2，6-环己烷二异氰酸酯、1，3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种亲水性聚氨酯发泡材料，其特征在于，其包括聚醚成分；所述聚醚成分结构中环氧丙烷单体和环氧乙烷单体的重量比至少为1：1。/n

【技术特征摘要】
1.一种亲水性聚氨酯发泡材料，其特征在于，其包括聚醚成分；所述聚醚成分结构中环氧丙烷单体和环氧乙烷单体的重量比至少为1：1。


2.如权利要求1所述的亲水性聚氨酯发泡材料，其特征在于，以重量份计，包括异氰酸酯预聚体10～30、高PO含量聚醚0～10、发泡剂0.5～30。


3.如权利要求2所述的亲水性聚氨酯发泡材料，其特征在于，所述高PO含量聚醚包括聚醚多元醇。


4.如权利要求3所述的亲水性聚氨酯发泡材料，其特征在于，所述聚醚多元醇的数均分子量为2000～10000。


5.如权利要求3所述的亲水性聚氨酯发泡材料，其特征在于，所述聚醚多元醇的制备原料包括环氧丙烷和环氧乙烷，其中环氧丙烷的质量至少为环氧乙烷质量的3倍。


6.如权利要求3所述的亲水性聚氨酯发泡材料，其特征在于，所述环氧丙烷和环氧乙烷的质量比为4.3～4.8:1。


7.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑志伟，
申请(专利权)人：郑志伟，
类型：发明
国别省市：上海;31