一种拖把用聚氨酯海绵及其制备方法技术

本发明专利技术涉及聚氨酯发泡材料技术领域，尤其涉及一种拖把用聚氨酯海绵及其制备方法。一种拖把用聚氨酯海绵包括：聚氨酯海绵基体，所述聚氨酯海绵基体内均匀分散有纳米凹凸棒土；所述纳米凹凸棒土占所述聚氨酯海绵基体的3.5～7wt％；韧性骨架，所述韧性骨架为聚氨酯多孔纤维编织成的网状结构，镶嵌在所述聚氨酯海绵基体内，所述聚氨酯多孔纤维内含有相变材料，所述韧性骨架占所述聚氨酯海绵基体的5～10wt％；连接件，所述连接件与拖把杆可拆卸连接，所述连接件与所述聚氨酯海绵基体在模塑时成型为一体。本发明专利技术提供的拖把用聚氨酯海绵绿色环保，不会干燥变硬，使用性能好，吸水倍率高，模塑成型质量高，力学性能优异。力学性能优异。

【技术实现步骤摘要】
一种拖把用聚氨酯海绵及其制备方法


[0001]本专利技术涉及聚氨酯发泡材料
，尤其涉及一种拖把用聚氨酯海绵及其制备方法。

技术介绍

[0002]拖把是我们家居中常用的清洁工具之一，在吸水性拖把中，PVA胶棉拖把具有一般海绵十倍的吸水能力，因此占据了主要市场地位。但是PVA胶棉拖把具有以下缺点：首先，在PVA胶棉生产过程中，通过聚乙烯醇溶液与甲醛在盐酸的催化下缩聚制得，聚合原料中添加淀粉填充泡孔，反应进行完全后，需要用碱液中和盐酸，再洗掉多余的甲醛和淀粉，后处理工艺复杂，污染大，生产成本高；其次，PVA胶棉完全干燥后会变硬，再次使用需要长时间浸泡，且胶棉完全干燥、微湿和完全浸湿时，产品尺寸相差较大，会导致与产品相连的注塑件变形，严重影响了PVA胶棉拖把的使用性能和使用寿命；再次，PVA胶棉生产时采用挤出成型工艺，产品挤出成型后需要用粘合剂将胶棉与连接件粘接，增加了工艺步骤，且对粘合剂要求高，不够环保。
[0003]为了解决上述问题，申请号为202010997729.6的专利技术专利公开了一种拖把用聚氨酯材料，聚氨酯组合物包含按质量计的以下组分：多元醇组分7.5
‑
15份；异氰酸酯组分15
‑
30份；扩链剂0.2
‑
3份；有机金属化合物催化剂0.1
‑
3份；胺类催化剂0.2
‑
10份；匀泡剂0.2
‑
5份；发泡剂1
‑
5份。该产品生产过程中不消耗淀粉和水，解决生产过程中高能耗、高污染的问题，同时解决了困扰拖把行业产品容易发硬的行业难点问题。但是该技术方案中的聚氨酯泡沫材料，吸水倍率虽然能够达到6倍以上，但是与传统的PVA胶棉仍有很大的差距，目前PVA胶棉的吸水倍率普遍达10倍左右；此外，该方案通过超临界发泡机进行发泡后挤出成型，挤出成型后的产品通过粘合剂与拖把的连接件粘接为一体，不但增加了后续工艺步骤，而且粘接处容易开胶，影响使用效果且不环保。
[0004]申请号为201510358662.0的专利技术专利公开了一种聚氨酯拖把海绵及其制备方法，聚氨酯拖把海绵由A组分和B组分组成，A组分包括聚醚多元醇DEP
‑
3600H、聚醚多元醇DMN
‑
550E、聚醚多元醇POP
‑
H45、水、泡沫稳定剂、胺催化剂、交联剂、扩链剂和色浆；B组分为改性黑料。A组分和B组分模塑发泡成型后获得聚氨酯海绵，该技术方案采用了水为发泡剂，模塑发泡成型，工艺操作简单且环保性高，但是全水发泡型聚氨酯组合料中，不含低沸点的物理发泡剂，体系粘度较高，流动性差，在发泡成型过程中产生热量积聚，一般可达150℃以上，极易产生烧心黄变现象，同时由于反应剧烈，物料的流动性进一步变差，成型后的聚氨酯海绵不容易充满模具，极易出现残次品，降低模塑成型质量，增加生产成本。
[0005]综上所述，为了满足环保需求，亟需制备一种能够模塑发泡成型，发泡时物料流动性好、热量积聚少、发泡成型质量高，且成型后吸水性好、力学性能好、不会干燥变硬的拖把用聚氨酯海绵。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在解决上述技术问题至少之一。
[0007]为此，本专利技术的第一目的在于提供一种拖把用聚氨酯海绵。
[0008]本专利技术的第二目的在于提供一种拖把用聚氨酯海绵的制备方法。
[0009]为实现第一目的，本专利技术提供了一种拖把用聚氨酯海绵，包括：聚氨酯海绵基体，所述聚氨酯海绵基体内均匀分散有纳米凹凸棒土；所述纳米凹凸棒土占所述聚氨酯海绵基体的3.5～7wt％；
[0010]韧性骨架，所述韧性骨架为聚氨酯多孔纤维编织成的网状结构，镶嵌在所述聚氨酯海绵基体内，所述聚氨酯多孔纤维内含有相变材料，所述韧性骨架占所述聚氨酯海绵基体的5～10wt％；
[0011]连接件，所述连接件与拖把杆可拆卸连接，所述连接件与所述聚氨酯海绵基体在模塑时成型为一体。
[0012]优选的，所述相变材料负载于纳米凹凸棒土/纳米纤维改性混合物上，形成相变颗粒，所述相变颗粒负载于所述聚氨酯多孔纤维丝中；其中，所述纳米纤维的直径为500～1000nm，长径比为200～500；所述纳米凹凸棒土的粒径为400～600nm。
[0013]为实现第二目的，本专利技术提供了一种拖把用聚氨酯海绵的制备方法，所述方法包括以下步骤：
[0014]步骤S1、制备韧性骨架：将负载相变材料的聚氨酯多孔纤维编织成网状，获得韧性骨架；
[0015]步骤S2、制备聚氨酯海绵基体A料：将聚醚多元醇、扩链剂、交联剂、催化剂、水和表面活性剂混合搅拌均匀，获得聚氨酯海绵基体A料；
[0016]步骤S3、制备聚氨酯海绵基体B料：将聚醚多元醇、扩链剂和二异氰酸酯混合搅拌均匀，在65～85℃下反应5～6小时，获得异氰酸酯基预聚物基体；将纳米凹凸棒土与异氰酸酯基预聚物基体混合搅拌均匀，室温下放置48小时，获得聚氨酯海绵基体B料；
[0017]步骤S4、模塑发泡成型：将连接件和韧性骨架铺设在模具中，将模具预热至50～60℃，将25℃的聚氨酯海绵基体A料和聚氨酯海绵基体B料混合后浇注至模具内发泡成型，在55～65℃下熟化15～20分钟后脱模，获得所述拖把用聚氨酯海绵。
[0018]优选的，步骤S2中，所述催化剂为三乙烯二胺；
[0019]步骤S2中，所述交联剂为二乙醇胺；
[0020]步骤S2中，所述表面活性剂为硅油；
[0021]步骤S2和步骤S3中，所述聚醚多元醇为数均分子量为2000～5000的聚醚三醇；
[0022]步骤S2和步骤S3中，所述扩链剂为1,4
‑
丁二醇；
[0023]步骤S3中，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种。
[0024]优选的，步骤S2中，各组分的质量份如下，聚醚多元醇：100；扩链剂：1.5～3；交联剂：1～3；催化剂：0.1～0.5；水：0.1～0.5；表面活性剂：0.05～0.1；
[0025]步骤S3中，各组分的质量份如下，聚醚多元醇：60～70；扩链剂：1.5～3；二异氰酸酯：30～40；纳米凹凸棒土：10～20；异氰酸酯基预聚物基体：100；
[0026]步骤S4中，各组分的质量份如下，聚氨酯海绵基体A料：100；聚氨酯海绵基体B：60
～70。
[0027]优选的，步骤S1中，所述聚氨酯多孔纤维的制备包括以下步骤：
[0028]步骤S11、将偶联剂和无水乙醇混合搅拌均匀，加入乙酸调节溶液的pH为4.5～6.5，加入纳米凹凸棒土和纳米纤维，反应0.5～6小时后，洗涤、干燥，获得纳米凹凸棒土/纳米纤维改性混合物；
[0029]步骤S12，将纳米凹凸棒土/纳米纤维改性混合物投入熔融态相变材料中，在50～70℃下加压至0.2～0.5MPa、搅拌0.5～1小时，获得相变颗粒；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种拖把用聚氨酯海绵，其特征在于，包括：聚氨酯海绵基体，所述聚氨酯海绵基体内均匀分散有纳米凹凸棒土；所述纳米凹凸棒土占所述聚氨酯海绵基体的3.5～7wt％；韧性骨架，所述韧性骨架为聚氨酯多孔纤维编织成的网状结构，镶嵌在所述聚氨酯海绵基体内，所述聚氨酯多孔纤维内含有相变材料，所述韧性骨架占所述聚氨酯海绵基体的5～10wt％；连接件，所述连接件与拖把杆可拆卸连接，所述连接件与所述聚氨酯海绵基体在模塑时成型为一体。2.根据权利要求1所述的一种拖把用聚氨酯海绵，其特征在于，所述相变材料负载于纳米凹凸棒土/纳米纤维改性混合物上，形成相变颗粒，所述相变颗粒负载于所述聚氨酯多孔纤维丝中；其中，所述纳米纤维的直径为500～1000nm，长径比为200～500；所述纳米凹凸棒土的粒径为400～600nm。3.一种拖把用聚氨酯海绵的制备方法，其特征在于，所述方法用于制备权利要求1所述的拖把用聚氨酯海绵，所述方法包括以下步骤：步骤S1、制备韧性骨架：将负载相变材料的聚氨酯多孔纤维编织成网状，获得韧性骨架；步骤S2、制备聚氨酯海绵基体A料：将聚醚多元醇、扩链剂、交联剂、催化剂、水和表面活性剂混合搅拌均匀，获得聚氨酯海绵基体A料；步骤S3、制备聚氨酯海绵基体B料：将聚醚多元醇、扩链剂和二异氰酸酯混合搅拌均匀，在65～85℃下反应5～6小时，获得异氰酸酯基预聚物基体；将纳米凹凸棒土与异氰酸酯基预聚物基体混合搅拌均匀，室温下放置48小时，获得聚氨酯海绵基体B料；步骤S4、模塑发泡成型：将连接件和韧性骨架铺设在模具中，将模具预热至50～60℃，将25℃的聚氨酯海绵基体A料和聚氨酯海绵基体B料混合后浇注至模具内发泡成型，在55～65℃下熟化15～20分钟后脱模，获得所述拖把用聚氨酯海绵。4.根据权利要求3所述的一种拖把用聚氨酯海绵的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述催化剂为三乙烯二胺；步骤S2中，所述交联剂为二乙醇胺；步骤S2中，所述表面活性剂为硅油；步骤S2和步骤S3中，所述聚醚多元醇为数均分子量为2000～5000的聚醚三醇；步骤S2和步骤S3中，所述扩链剂为1,4
‑
丁二醇；步骤S3中，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种。5.根据权利要求3所述的一种拖把用聚氨酯海绵的制备方法，其特征在于，步骤S2中，各组分的质量份如下，聚醚多元醇：100；扩链剂：1.5～3；交联剂：1～3；催化剂：0.1～0.5；水：0.1～0.5；表面活性剂：0.05～0.1；步骤S3中，各组分的质量份如下，聚醚多元醇：60～70；扩链剂：1.5～3；二异氰酸酯：30～40；纳米凹凸棒土：10～20；异氰酸酯基预聚物基体：100；步骤S4中，各组分的质量份如下，聚氨酯海绵基体A料：100；聚氨酯海绵基体B：60～70。6.根据权利要求3所述的一种拖把用聚氨酯海绵的制备方法，其特征在于，步骤S1中，
所述聚氨酯多孔纤维的制备包括以下步骤：步骤S11、将偶联剂和无水乙醇混合搅拌均匀，加入乙酸调节溶液的pH为4.5～6.5，加入纳米凹凸棒土和纳米纤维，反应0.5～6小时后，洗涤、干燥，获得纳米凹凸棒土/纳米纤维改性混合物；步骤S12，将纳米凹凸棒土/纳米纤维改性混合物投入熔融态相变材料中，在50～70℃下加压至0.2～0.5MPa、搅拌0.5～1小时，获得相变颗粒；步骤S13、将聚四氢呋喃醚二醇、聚酯二元醇、1,4
‑
丁二醇、二硫醚和异佛尔酮二异氰酸酯，在60～90℃下搅拌反应1～1.5小时，降温至40～50℃后获得一阶异氰酸酯基预聚体；步骤S14、将一阶异氰酸酯基预聚体、乙酸乙酯和二硫醚，在30～50℃下搅拌反应1～1.5小时，获得二阶异氰酸酯基预聚体；步骤S15、将二硫醚、聚碳化二亚胺和开孔剂加入步骤S22获得的二阶异氰酸酯基预聚体中，在20～40℃下搅拌反应1～1.5小时，获得纺丝成皮液；步骤S16、将二阶异氰酸酯基预聚体、相变颗粒、乙酸乙酯和开孔剂混合搅拌均匀，在20～...

【专利技术属性】
技术研发人员：王同昆，韩晓亮，
申请(专利权)人：青岛协成新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：