一种含有生物质填充材料的聚氨酯树脂及其制备和应用制造技术

本发明专利技术提供了一种含有生物质填充材料的聚氨酯树脂及其制备和应用，含有生物质填充材料的聚氨酯树脂包括A组分和B组分；所述A组分包括如下重量份组分：所述B组分包括如下重量份组分：多异氰酸酯100份；聚合物多元醇0～30份；生物质填充材料添加至A组分或B组分，添加量为聚氨酯树脂质量的15～45％；其中，所述A组分中羟基与所述B组分中异氰酸酯基的摩尔比为0.90:1～1.25:1；本发明专利技术克服现有技术的不足，制备得到的聚氨酯微孔弹性体泡孔结构均匀、产品成型密度低、回弹性好且力学性能优异。且力学性能优异。

【技术实现步骤摘要】
一种含有生物质填充材料的聚氨酯树脂及其制备和应用


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，具体涉及一种含有生物质填充材料的聚氨酯树脂及其制备和应用方法。

技术介绍

[0002]聚氨酯微孔弹性体由于其轻便性、舒适性、回弹性等功能，在鞋垫上的需求与日俱增。为达到较好的舒适性，聚氨酯鞋垫的成型密度较低普遍在0.1～0.3g/cm3，而微孔弹性体的密度较低，鞋垫的支撑性则会变差，容易受压变形且严重会导致行走不适。针对该技术问题，可通过在聚氨酯体系中添加填充材料，可以增加鞋垫支撑性的同时也可以降低原料成本。然而，一方面填充材料与聚氨酯的相容性较差，影响聚氨酯的发泡效果且造成微孔弹性体力学性能的下降；另一方面填充材料的引入过多又会造成鞋垫密度和硬度的增加，回弹效果也变差，影响穿着舒适感；
[0003]现有技术中，还无法解决在聚氨酯体系中添加高含量的填充材料的情况下，既能确保填充材料与聚氨酯树脂的相容性，又能保证制备得到的聚氨酯微孔弹性鞋垫同时具备低密度、高回弹及优异的力学性能。

技术实现思路

[0004]技术问题：本专利技术的目的是提供一种含有生物质填充材料的聚氨酯树脂及其制备和应用，克服现有技术的不足，制备得到的聚氨酯微孔弹性体泡孔结构均匀、产品成型密度低、回弹性好且力学性能优异。
[0005]技术方案：本专利技术的一种含有生物质填充材料的聚氨酯树脂包括A组分和B组分；所述A组分包括如下重量份组分：
[0006][0007]所述B组分包括如下重量份组分：
[0008]多异氰酸酯
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100份；
[0009]聚合物多元醇
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0～30份；
[0010]生物质填充材料添加至A组分或B组分，添加量为聚氨酯树脂质量的15～45％。
[0011]其中，
[0012]所述A组分中羟基与所述B组分中异氰酸酯基的摩尔比为0.90:1～1.25:1。
[0013]所述A组分和所述B组分中的聚合物多元醇各自独立地为乙二醇、一缩二乙二醇或丙三醇中的一种以上为起始剂，由环氧丙烷开环和/或环氧乙烷聚合得到，官能度为2～3，数均分子量为2000～5000；或
[0014]所述A组分和所述B组分中的聚合物多元醇各自独立地为己二酸与乙二醇、1,4
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丁二醇、一缩二乙二醇、1,3
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丙二醇、新戊二醇中的一种及一种以上聚合反应得到，官能度为2～3，数均分子量为2000～5000。
[0015]所述的扩链剂为乙二醇、1,4
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丁二醇、1,2
‑
丙二醇、1,3
‑
丙二醇或一缩二乙二醇中的中的一种及以上，优选为乙二醇、1,4丁二醇，1,3
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丙二醇中的中的一种及以上；
[0016]所述的发泡剂包括水、一氟二氯乙烷或环戊烷中的一种及以上；
[0017]所述的催化剂包括叔胺类、有机锡类中的一种及以上；
[0018]所述的多异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯、脲酮亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或亚甲基二(环己基二异氰酸酯)以及其异构体和/或衍生物和/或改性聚合物中的一种及以上。
[0019]所述的生物质填充材料是以多聚糖为壳生物质粉末为核且外表面含有羟基基团的微球；
[0020]所述的多聚糖为壳聚糖及其衍生物中的一种及以上；
[0021]壳聚糖衍生物包括羧甲化壳聚糖、酰化壳聚糖的一种及两种组合；
[0022]所述的生物质粉末为竹炭粉末、木粉末、玉米秸秆粉末、稻壳粉末、花生壳粉末；
[0023]所述的微球粒径为2～50μm。
[0024]所述的生物质填充材料通过乳化交联方法制备，将含有生物质粉末和多聚糖的分散水溶液与含有乳化剂的油溶液充分搅拌混合均匀，加入交联剂进行交联反应得到所述的生物质填充材料；
[0025]其中，所述的乳化剂包括SPAN
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80、SPAN
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60、SPAN
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40中的一种及以上；
[0026]油溶液的油溶剂包括石蜡、植物油、甲苯、石油醚中的一种及以上；
[0027]所述的交联剂包括戊二醛、己二醛、京尼平中的一种及以上；
[0028]所述的分散水溶液与油溶液的质量比为1：5～20；
[0029]所述的分散水溶液中生物质粉末和多聚糖的总质量浓度为6～18％，其中，生物质粉末和多聚糖的质量比为1：1～5：1；
[0030]所述的乳化剂添加量为3～10％，基于油溶剂的质量来计算；
[0031]所述的交联剂添加量为0.5～2％，基于油溶剂的质量来计算。
[0032]所述的A组分的制备原料中还包括添加剂、匀泡剂、阻燃剂、流平剂、表面活性剂、抗氧剂、抗菌剂、颜料、多官交联剂中的至少一种。
[0033]所述的B组分的制备原料中还包括磷酸做为副反应阻止剂。
[0034]本专利技术的含有生物质填充材料的聚氨酯树脂的制备方法包括以下步骤：
[0035]制备A组分：
[0036]将聚合物多元醇、扩链剂、发泡剂、催化剂、生物质填充材料、添加剂在常温下充分混合均匀得到A组分；
[0037]制备B组分：
[0038]将多异氰酸酯、聚合物多元醇、副反应阻止剂在在60～80℃条件下反应1～3小时，降至常温得到B组分。
[0039]本专利技术的含有生物质填充材料的聚氨酯树脂的应用，是通过将A组分、B组分混合
浇注于模具中发泡得到聚氨酯微孔弹性体用于鞋垫、枕头、瑜伽垫的制备；聚氨酯微孔弹性体制品的密度为0.1～0.3g/cm3，拉伸强度为0.2～0.7Mpa，撕裂强度为0.9～1.8KN/m，回弹性为20～45％。
[0040]采用本专利技术的方法得到的聚氨酯微孔弹性体制品的密度为0.1～0.3g/cm3，拉伸强度为0.2～0.7Mpa，撕裂强度为0.9～1.8KN/m，回弹性为20～45％。
[0041]有益效果：所述的聚氨酯微孔弹性体制品主要用于鞋垫、枕头、瑜伽垫的制备，生物质填充材料可达30％以上，甚至可达45％，制备得到的聚氨酯微孔弹性体泡孔结构均匀、产品成型密度低、回弹性好且力学性能优异。
[0042]1.通过纳米载药微球成型技术，将生物质粉末封装在与聚氨酯原液相容性良好的壳聚糖及其衍生物内，形成表面核壳结构的微米级微球作为含有生物质填充材料。
[0043]2.含有生物质填充材料其表面上含有大量的羟基，将其添加至组合物中可进一步参与聚氨酯的反应，更重要的是，在微孔弹性体发泡成型过程中微球可附着在聚氨酯微孔弹性体的孔壁上，填充材料不仅可以作为生物质粉末的运输本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含有生物质填充材料的聚氨酯树脂，其特征在于该聚氨酯树脂包括A组分和B组分；所述A组分包括如下重量份组分：所述B组分包括如下重量份组分：多异氰酸酯
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100份；聚合物多元醇
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0～30份；生物质填充材料添加至A组分或B组分，添加量为聚氨酯树脂质量的15～45％。2.根据权利要求1所述的含有生物质填充材料的聚氨酯树脂，其特征在于所述A组分中羟基与所述B组分中异氰酸酯基的摩尔比为0.90:1～1.25:1。3.根据权利要求1所述的含有生物质填充材料的聚氨酯树脂，其特征在于所述A组分和所述B组分中的聚合物多元醇各自独立地为乙二醇、一缩二乙二醇或丙三醇中的一种以上为起始剂，由环氧丙烷开环和/或环氧乙烷聚合得到，官能度为2～3，数均分子量为2000～5000；或所述A组分和所述B组分中的聚合物多元醇各自独立地为己二酸与乙二醇、1,4
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丁二醇、一缩二乙二醇、1,3
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丙二醇、新戊二醇中的一种及一种以上聚合反应得到，官能度为2～3，数均分子量为2000～5000。4.根据权利要求1所述的含有生物质填充材料的聚氨酯树脂，其特征在于所述的扩链剂为乙二醇、1,4
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丁二醇、1,2
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丙二醇、1,3
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丙二醇或一缩二乙二醇中的中的一种及以上，优选为乙二醇、1,4丁二醇，1,3
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丙二醇中的中的一种及以上；所述的发泡剂包括水、一氟二氯乙烷或环戊烷中的一种及以上；所述的催化剂包括叔胺类、有机锡类中的一种及以上；所述的多异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯、脲酮亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或亚甲基二(环己基二异氰酸酯)以及其异构体和/或衍生物和/或改性聚合物中的一种及以上。5.根据权利要求1所述的含有生物质填充材料的聚氨酯树脂，其特征在于所述的生物质填充材料是以多聚糖为壳生物质粉末为核且外表面含有羟...

【专利技术属性】
技术研发人员：帅丰平，蔡万东，任博闻，赵叶宝，蔡武，厉向杰，
申请(专利权)人：浙江华峰新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：