一种仿乳胶聚氨酯海绵的制备方法技术

本发明专利技术提供一种仿乳胶聚氨酯海绵的制备方法，采用半预聚体法，将聚硅氧烷、交联剂与多异氰酸酯反应得到预聚体组分B，再将聚醚多元醇X、去离子水、硅油、催化剂混合均匀得到A组分，最后将组分A、预聚体组分B高速搅拌混合，反应制备一种仿乳胶聚氨酯海绵，不用添加太多的助剂，所制得的仿乳胶聚氨酯海绵有着优良的耐候性、透气性、耐低温性且物理性能优良，手感舒适，长时间使用后可水洗保持海绵清洁；本发明专利技术仿乳胶聚氨酯海绵的制备装置，智能加料，反应条件控制精准，提高聚氨酯海绵产物稳定性，提高生产效率，且减少能耗，提高生产效率和生产质量。质量。质量。

【技术实现步骤摘要】
一种仿乳胶聚氨酯海绵的制备方法


[0001]本专利技术属于聚氨酯海绵制造
，具体涉及一种仿乳胶聚氨酯海绵的制备方法及装置。

技术介绍

[0002]乳胶海绵是泡孔结构为全部连孔或绝大部分连孔、少部份不连孔的多孔性橡胶材料，其具有弹性高，吸收震动，耐压缩疲劳，承载性好，舒适耐久等特点。乳胶海绵常见的制造方法有两种：（1）邓禄普法，又称机械打泡法或迟缓凝胶法（2）塔勒莱法，又称真空发泡法。由于乳胶海绵存在部分消费人群对其过敏的问题，因此，仿乳胶制品应运而生。传统的仿乳胶制品有着不透气、长期使用舒适性差，易粉化的缺点；传统的聚氨酯制品，透气好，不含致敏原等优点，但其在低温条件下会变硬，也限制了其应用范围。
[0003]中国专利CN108129629A公开了一种乳胶手感聚氨酯软质泡沫及其制备方法，其在配方中通过添加碳酸钙粉末来提升海绵的手感，但会削弱海绵的物理性能，长时间使用海绵会出现开裂掉渣等问题，且不能水洗。中国专利CN112708126A公开了一种仿乳胶聚氨酯泡沫用聚醚多元醇及其之别方法和耐低温仿乳胶泡沫及其制备方法，其通过合成一种用耐低温的高环氧乙烷含量的聚醚多元醇配合以其他原料来制备耐低温仿乳胶聚氨酯海绵。虽然海绵耐低温，手感舒适，但不能水洗的缺点依然存在。中国专利CN110283293A公开了一种采用端异氰酸酯基预聚体制备的仿乳胶聚氨酯软质泡沫，其通过聚醚多元醇改性单体MDI二苯基亚甲基二异氰酸酯，再和聚合MDI多苯基多亚甲基多异氰酸酯掺混得到异氰酸酯基的质量百分比为24～29％的端异氰酸酯基预聚体，再与含催化剂、硅油表面活性剂以及物理发泡剂的多元醇组合物反应制得聚氨酯仿乳胶海绵。其制得的海绵虽然手感好，物理性能优良，但不耐低温，不能水洗。
[0004]专利DE4108326和EP03744776公开了一种有机硅聚氨酯泡沫的合成方法，其先将聚硅氧烷、发泡剂、催化剂、硅油混合均匀，然后再与多异氰酸酯进行反应得到聚氨酯泡沫的一步法工艺；上述两项专利均存在聚硅氧烷和异氰酸酯反应不完全的情况，使得制备的海绵物理性能下降。
[0005]现有聚氨酯海绵的生产设备加料混乱，无法实现自动化，生产效率低，稳定性差，反应釜的压力控制装置需电力控制，结构复杂，安装困难，多个反应釜间物料的转移时，釜内物料残留多，不好清理，物料损耗大。

技术实现思路

[0006]为解决上述问题，本专利技术公开了一种仿乳胶聚氨酯海绵的制备方法，助剂添加量少，所制得的仿乳胶聚氨酯海绵有着优良的耐候性、透气性、耐低温性且物理性能优良，手感舒适，长时间使用后可水洗保持海绵清洁；制备装置智能加料，反应条件控制精准，提高聚氨酯海绵产物稳定性，提高生产效率，且减少损耗，提高生产效率和生产质量。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
一种仿乳胶聚氨酯海绵的制备方法，包括以下步骤：（1）取聚醚多元醇X60
‑
80质量份、水1
‑
5质量份、硅油0.3
‑
0.8质量份、催化剂0.2
‑
0.6质量份，置于釜A中，25
‑
35℃，2000
‑
3000r/min搅拌1小时，得到组分A；（2）将多异氰酸酯加入釜B中，搅拌40
‑
60min后加入交联剂，氮气置换三次后，将釜压抽至≤
‑
0.098MPa，升温至50℃，再向釜内充入氮气至釜压为
‑
0.05MPa，将双端烷羟基聚硅氧烷滴加至釜中，保持釜内温度45
‑
55℃，滴加时间为1小时，滴加完成后，升温至85℃，保持温度，反应2.5小时后降至常温，得到预聚体组分B；（3）将预聚体组分B加入组分A中，高速搅拌后倒入模温为45℃的模具中，静置4分钟后出模，得到仿乳胶聚氨酯海绵。
[0008]进一步地，所述步骤（1）中聚醚多元醇X的羟值为35KOHmg/g，官能度为3。
[0009]进一步地，所述步骤（1）中催化剂为胺催化剂9727。
[0010]进一步地，所述步骤（2）中交联剂的添加质量为双端烷羟基聚硅氧烷添加质量的0.1%
‑
0.5%；所述多异氰酸酯的添加质量为双端烷羟基聚硅氧烷添加质量1.5
‑
3倍。
[0011]进一步地，所述步骤（2）中双封端烷羟基聚硅氧烷的分子式如式（Ⅰ）所示：（Ⅰ）；其中，Me为CH3；n为1
‑
3的整数；m为20
‑
50的整数。
[0012]优选地，所述双封端烷羟基聚硅氧烷为IOTA
‑
2120、IOTA
‑
2130、IOTA
‑
2140中的一种或多种。
[0013]进一步地，所述步骤（2）中交联剂为甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、三乙醇胺、二乙醇胺、山梨醇中的一种或多种；所述步骤（2）中多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯、碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯、碳化二亚胺
‑
脲酮亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯中的任意两种。
[0014]优选地，多异氰酸酯为碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯；所述碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯的用量为双端烷羟基聚硅氧烷添加质量的1.43
‑
1.85倍，所述六亚甲基二异氰酸酯的用量为双端烷羟基聚硅氧烷添加质量的0.28
‑
0.89倍。
[0015]进一步地，所述步骤（2）制备得到的预聚体组分B的异氰酸根含量为20%
‑
25%。
[0016]进一步地，所述步骤（3）中组分A与预聚体组分B的质量比为63.4
‑
81.9:27.3
‑
59.24。
[0017]一种仿乳胶聚氨酯海绵的制备装置，包括釜A、釜B、硅油储罐、第一多异氰酸酯储罐、第二多异氰酸酯储罐、交联剂储罐、硅氧烷储罐、聚醚多元醇储罐、组分A储罐和组分B储罐；釜A包括釜体和釜盖，釜盖中心处设有搅拌器，搅拌器连接搅拌轴，搅拌轴贯穿釜盖置于釜体中，釜盖上搅拌器周围设有第一进料口、第二进料口、第一进气口、第一出气口、恒压器和压力表，釜盖内相对的两侧壁上固定设有折流板，第一进气口连接进气管，第一进料口和第二进料口均连接进料管，进气管和进料管贯穿折流板，折流板包括第一折流板和第二折流板，第一折流板在第二折流板的上方，第一折流板与第二折流板间通过多个连接杆连接，
釜体侧面上部设有第三进料口，釜体底部设有第一出料口，釜体外设有保温壳，釜体与保温壳间形成加热腔，保温壳底部设有第一进口，保温壳侧面上部设有第一出口，第一进口和第一出口连接加热介质控制器；釜体内搅拌轴上设有多个搅拌桨；釜A与釜B结构相同，聚醚多元醇储罐通过计量泵连接釜A的第一进料口，硅油储罐通过计量泵连接釜A的第一进料口，第一多异氰酸酯储罐通过计量泵连接釜B的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种仿乳胶聚氨酯海绵的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）取聚醚多元醇X60
‑
80质量份、水1
‑
5质量份、硅油0.3
‑
0.8质量份、催化剂0.2
‑
0.6质量份，置于釜A中，25
‑
35℃，2000
‑
3000r/min搅拌1小时，得到组分A；（2）将多异氰酸酯加入釜B中，搅拌40
‑
60min后加入交联剂，氮气置换三次后，将釜压抽至≤
‑
0.098MPa，升温至50℃，再向釜内充入氮气至釜压为
‑
0.05MPa，将双端烷羟基聚硅氧烷滴加至釜中，保持釜内温度45
‑
55℃，滴加时间为1小时，滴加完成后，升温至85℃，保持温度，反应2.5小时后降至常温，得到预聚体组分B；（3）将预聚体组分B加入组分A中，高速搅拌后倒入模温为45℃的模具中，静置4分钟后出模，得到仿乳胶聚氨酯海绵。2.根据权利要求1所述的一种仿乳胶聚氨酯海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中聚醚多元醇X的羟值为35KOHmg/g，官能度为3；所述步骤（1）中催化剂为胺催化剂9727。3.根据权利要求1所述的一种仿乳胶聚氨酯海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中交联剂的添加质量为双端烷羟基聚硅氧烷添加质量的0.1%
‑
0.5%；所述多异氰酸酯的添加质量为双端烷羟基聚硅氧烷添加质量1.5
‑
3倍。4.根据权利要求4所述的一种仿乳胶聚氨酯海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中双封端烷羟基聚硅氧烷的分子式如式（Ⅰ）所示：（Ⅰ）；其中，Me为CH3；n为1
‑
3的整数；m为20
‑
50的整数。5.根据权利要求4所述的一种仿乳胶聚氨酯海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中交联剂为甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、三乙醇胺、二乙醇胺、山梨醇中的一种或多种；所述步骤（2）中多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯、碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯、碳化二亚胺
‑
脲酮亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯中的任意两种。6.根据权利要求4所述的一种仿乳胶聚氨酯海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）制备得到的预聚体组分B的异氰酸根含量为20%
‑
25%。7.根据权利要求1所述的一种仿乳胶聚氨酯海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中组分A与预聚体组分B的质量比为63.4
‑
81.9:27.3
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59.24。8.一种基于权利要求1
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7任一项所述的一种仿乳胶聚氨酯海绵的制备装置，其特征在于，包括釜A、釜B、硅油储罐、第一多异氰酸酯储罐、第二多异氰酸酯储罐、交联剂储罐、硅氧烷储罐、聚醚多元醇储罐、组分A储罐和组分B储罐；釜A包括釜体和釜盖，釜盖中心处设有搅拌器，搅拌器连接搅拌轴，搅拌轴贯穿釜盖置于釜体中，釜盖上搅拌器周...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶丞，
申请(专利权)人：南京金栖化工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：