一种人工软骨仿生吸能材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种人工软骨仿生吸能材料，由A体系和B体系制备而成；所述A体系中，按以下重量份数计，包括：聚醚多元醇1型20～50份、聚醚多元醇2型20～50份、高活性聚合物多元醇15～50份、发泡剂0.25～0.35份、扩链剂0.5～2.2份、交联剂0.15～0.21份、催化剂0.18～0.65份、硅烷表面活性剂0.1～0.3份、抗氧剂1～3份、季铵盐1～10份、汉麻粉5～30份；所述B体系为二苯甲基二异氰酸酯改性的预聚体；所述B体系为所述A体系总重量的35～100％。本发明专利技术的人工软骨仿生吸能材料中采用了季铵盐和汉麻粉配合赋予了聚氨酯缓冲材料良好的抗菌防霉性能，季铵盐中含有大量正电荷，可与带有负电荷的细菌表面相互作用，达到抑菌抗菌的效果；利用汉麻的透气和快干性能，保持聚氨酯缓冲材料处于干燥环境中，进而抑制细菌的生长。进而抑制细菌的生长。

【技术实现步骤摘要】
一种人工软骨仿生吸能材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于缓冲材料
，特别是涉及一种人工软骨仿生吸能材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚氨酯(简称PU)是一种新型的有机高分子材料，其因突出的耐油性、优越的粘接性以及耐磨、耐冲击、耐低温等特性，被广泛地应用于各种工业领域。聚氨酯为一类用途十分广泛的合成材料，目前，以聚氨酯为原料合成的聚氨酯制品主要包括泡沫塑料、弹性体、纤维塑料、纤维、革鞋树脂、涂料、胶粘剂和密封胶等，其中聚氨酯泡沫塑料所占比重最大。
[0003]聚氨酯泡沫塑料是由异氰酸酯和羟基化合物经聚合发泡制成，聚氨酯泡沫塑料通常具有极佳的弹性、伸长率、压缩强度和柔软性，还具有优良的化学稳定性、加工性、粘合性、绝热性，因此，聚氨酯泡沫塑料在缓冲材料领域得到了广泛的应用，如医疗器械、坐垫、功能鞋垫、床垫、家具等各种软质复合垫材中。
[0004]但是，由于聚氨酯泡沫塑料的多孔性和吸湿性，该聚氨酯泡沫塑料制品在使用和存放的过程中，容易沾染汗液和各种污渍，且在适宜的温度和湿度下会导致细菌大量滋生和繁殖，不仅容易造成材料的损坏、降低其材料的使用寿命，还会对人体健康以及环境产生危害。
[0005]因此，如何以聚氨酯为原料制备一种具有良好的抗菌防霉性能的缓冲材料是我们急需解决的技术难点。

技术实现思路

[0006]基于此，本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种人工软骨仿生吸能材料及其制备方法和应用，该人工软骨仿生吸能材料具有良好的抗菌性能和透气性能，在鞋材领域具有很好的应用前景。
[0007]本专利技术是基于以下专利技术构思实现的：一种人工软骨仿生吸能材料，由A体系和B体系制备而成；
[0008]所述A体系中，按以下重量份数计，包括：
[0009][0010][0011]所述B体系为二苯甲基二异氰酸酯改性的预聚体；所述B体系为所述A体系总重量的35～100％。
[0012]相对于现有技术，本专利技术的人工软骨仿生吸能材料中首创性采用了季铵盐和汉麻粉配合赋予了聚氨酯缓冲材料良好的抗菌防霉性能，这是因为季铵盐中含有大量正电荷，可与带有负电荷的细菌表面相互作用，破坏细菌内部的蛋白质并将其灭活，进而达到抑菌抗菌的效果；与此同时，本专利技术中还添加了汉麻粉，利用汉麻的透气性能和快干性能，保持人工软骨仿生吸能材料处于干燥环境中，进而抑制细菌的生长。
[0013]进一步地，所述季铵盐陶氏7344。
[0014]进一步地，所述汉麻粉的粒径为20
‑
2000目。
[0015]进一步地，所述聚醚多元醇1型为聚醚三元醇，其数均分子量为5000～6000，其羟值为26～36mgKOH/g；所述聚醚多元醇2型为聚醚三元醇，其数均分子量为100～1500，其羟值为250～320mgKOH/g。
[0016]进一步地，所述二苯甲基二异氰酸酯改性的预聚体为由过量的二苯基甲烷二异氰酸酯与聚醚(酯)二元醇反应制备而成，其中NCO基含量为19～22％。
[0017]进一步地，所述高活性聚合物多元醇由聚醚多元醇与苯乙烯、丙烯腈聚合反应制备而成，其固含量为28～45％；所述发泡剂为水；所述扩链剂乙二醇、1，4
‑
丁二醇或1，3
‑
丙二醇中的任意一种；所述交联剂为醇胺类化合物；所述催化剂为N，N
‑
二甲基环己胺、N，N，N，N
‑
四甲基亚烷基二胺、三乙胺、N，N
‑
二甲基苄胺，双(2
‑
二甲氨基乙基)醚、三乙烯二胺、有机铋，有机锡中的任意一种或几种的组合；所述硅烷表面活性剂为Y10366和L3002的任意一种；所述抗氧剂为抗氧剂1010。
[0018]基于上述专利技术构思，本专利技术还提供了一种人工软骨仿生吸能材料的制备方法，包括以下步骤：
[0019]S1、分别制备A体系和B体系：其中，
[0020]A体系的制备方法为：按比例将聚醚多元醇1型、聚醚多元醇2型、高活性聚合物多元醇、硅烷表面活性剂、扩链剂、交联剂、催化剂、发泡剂、抗氧剂、季铵盐和汉麻粉均匀混合，获得A体系；
[0021]B体系的制备方法为：将过量的二苯基甲烷二异氰酸酯与聚醚(酯)二元醇在70～90℃下反应2
‑
3h至
‑
NCO基的含量为22～24％后，升温至100～110℃，反应0.5～1h，形成
‑
NCO基含量为19～22％的改性二苯基甲烷二异氰酸酯，获得B体系；
[0022]S2、将A体系与B体系反应：将A体系与B体系搅拌混合后置于模具中，经过熟化、脱模、静置，获得本专利技术的人工软骨仿生吸能材料。
[0023]相对于现有技术，本专利技术在A体系中添加了季铵盐和汉麻粉并使其二者均匀分布在A体系中，当A体系和B体系反应生成人工软骨仿生吸能材料时，季铵盐和汉麻粉也均匀分布在人工软骨仿生吸能材料中，使得季铵盐中的正电荷能与带负电荷的细菌相互作用，进而达到抑菌的目的；同时，汉麻粉的透气和快干性能能够将整个人工软骨仿生吸能材料保持在一个干燥的环境，也能够抑制细菌的生长。
[0024]进一步地，步骤S2中，搅拌混合的时间为5～70s，搅拌混合的转速为100～1000rpm；熟化的温度为30～80s，熟化的时间为15～45min；静置的时间为12～24h。
[0025]进一步地，步骤S1中，按重量份数计，A体系中各组分的配比为：
[0026][0027]其中，所述聚醚多元醇1型为聚醚三元醇，其数均分子量为5000～6000，其羟值为26～36mgKOH/g；所述聚醚多元醇2型为聚醚三元醇，其数均分子量为100～1500，其羟值为250～320mgKOH/g；所述高活性聚合物多元醇由聚醚多元醇与苯乙烯、丙烯腈聚合反应制备而成，其固含量为28～45％；所述发泡剂为水；所述扩链剂乙二醇、1，4
‑
丁二醇或1，3
‑
丙二醇中的任意一种；所述交联剂为醇胺类化合物；所述催化剂为N，N
‑
二甲基环己胺、N，N，N，N
‑
四甲基亚烷基二胺、三乙胺、N，N
‑
二甲基苄胺，双(2
‑
二甲氨基乙基)醚、三乙烯二胺、有机铋，有机锡中的任意一种或几种的组合；所述硅烷表面活性剂为Y10366和L3002的任意一种；所述抗氧剂为抗氧剂1010。
[0028]基于上述专利技术构思，本专利技术还提供了一种人工软骨仿生吸能材料的应用，将所述人工软骨仿生吸能材料应用于服装、鞋帽及箱包中。
[0029]相对于现有技术，本专利技术将该人工软骨仿生吸能材料应用于鞋材中，在人体运动时，鞋垫会在脚的往复运动和材料自身的弹性作用下一张一缩，类似“呼吸运动”；而将该人工软骨仿生吸能材料应用于鞋材时，由于其具有良好的弹性，在聚氨酯抗菌材料压缩时会将脚上湿浊的气体或者人体分泌液吸入到该材料内部，材料内部的季铵基团中的正电荷会与这些气体和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种人工软骨仿生吸能材料，其特征在于：由A体系和B体系制备而成；所述A体系中，按以下重量份数计，包括：所述B体系为二苯甲基二异氰酸酯改性的预聚体；所述B体系为所述A体系总重量的35～100％。2.根据权利要求1所述的人工软骨仿生吸能材料，其特征在于：所述季铵盐为陶氏7344。3.根据权利要求2所述的人工软骨仿生吸能材料，其特征在于：所述汉麻粉的粒径为20
‑
200目。4.根据权利要求3所述的人工软骨仿生吸能材料，其特征在于：所述聚醚多元醇1型为聚醚三元醇，其数均分子量为5000～6000，其羟值为26～36mgKOH/g；所述聚醚多元醇2型为聚醚三元醇，其数均分子量为100～1500，其羟值为250～320mgKOH/g。5.根据权利要求4所述的人工软骨仿生吸能材料，其特征在于：所述二苯甲基二异氰酸酯改性的预聚体为由过量的二苯基甲烷二异氰酸酯与聚醚(酯)二元醇反应制备而成，其中NCO基含量为19～22％。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的人工软骨仿生吸能材料，其特征在于：所述高活性聚合物多元醇由聚醚多元醇与苯乙烯、丙烯腈聚合反应制备而成，其固含量为28～45％；所述发泡剂为水；所述扩链剂乙二醇、1，4
‑
丁二醇或1，3
‑
丙二醇中的任意一种；所述交联剂为醇胺类化合物；所述催化剂为N，N
‑
二甲基环己胺、N，N，N，N
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四甲基亚烷基二胺、三乙胺、N，N
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二甲基苄胺，双(2
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二甲氨基乙基)醚、三乙烯二胺、有机铋和有机锡中的任意一种或几种的组合；所述硅烷表面活性剂为Y10366和L3002的任意一种；所述抗氧剂为抗氧剂1010。7.一种人工软骨仿生吸能材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、分别制备A体系和B体系：A体系的制备方法为：按比例将聚醚多元醇1型、聚醚多元醇2型、高活性聚合物多元醇、硅烷表面活性剂、扩链剂、交联剂、催化剂、发泡剂、抗氧剂、季铵盐和汉麻粉均匀混合，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小刚，王柱，王顺，邓志康，王博伟，陈可儿，
申请(专利权)人：佛山林至高分子材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：