CN102391457A - 一种具有优秀抗黄变性能的聚氨酯记忆海绵 - Google Patents
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Abstract
一种具有优秀抗黄变性能的聚氨酯记忆海绵，属于聚氨酯海绵领域。本发明是由下列重量分数的原料反应发泡制成的：普通聚醚多元醇10-90份，慢回弹聚醚多元醇90-10份，异佛尔酮二异氰酸酯30～80份，水1～5份，硅油1～3份，催化剂0.4～2份，稳定剂0.3～2份，物理发泡剂0.5～15份，交联剂0.4～2份。制备方法为：将相应重量份数的聚醚多元醇（包含普通聚醚多元醇和慢回弹聚醚多元醇）和异佛尔酮二异氰酸酯加入混合器中搅拌均匀，加热升温至30～70摄氏度，将相应份数的其它原料加入到混合器中，高速搅拌3～10秒钟后倒入模具发泡并固化后，得到相应的聚氨酯海绵。由于采用了不含苯环的异佛尔酮二异氰酸酯为原料，生产出的聚氨酯海绵具有优秀的抗氧化、抗光照和抗老化等抗黄变性能。
Description
技术领域
本发明涉及聚氨酯海绵技术领域，特别是涉及以聚醚多元醇和异佛尔酮二异氰酸酯为主要原料反应发泡制备的一种具有优秀抗黄变性能的聚氨酯记忆海绵。
背景技术
记忆海绵是由慢回弹的聚氨酯海绵组成，有无数开放细孔的弹性聚氨酯棉，能减轻人体在放松状态下受力点的压力，被应用于居家生活及医疗领域，例如高档的枕头，床垫和特殊的医疗设施。也被广泛用于航天航空行业，以减轻航空器在升空和降落时由于重力而可能对人体所造成的巨大伤害，给长时间飞行的飞行员提供更舒适安全的坐垫。
目前我国已经有很多海绵生产厂家能生产聚氨酯记忆海绵，但绝大部分都是以甲苯二异氰酸酯（英文名称的缩写为：TDI）或者二苯基甲烷二异氰酸酯（英文名称的缩写为：MDI）为主要原料，和聚合多元醇反应而成。由于TDI或MDI的分子结构中胺基与苯环相连，容易在外界环境刺激下产生共轭效应，从而容易老化或者被氧化，且抗光照性能差，具体表现为容易变黄和物理性能明显下降。这些缺点，都限制了国内聚氨酯记忆海绵的推广和应用，而一些高端的领域还需要依靠进口。
而异佛尔酮二异氰酸酯（英文名称的缩写为：IPDI）属于脂肪族化合物，分子结构中不含苯环，以其为原料制备的聚氨酯海绵具有优秀的抗老化性、抗氧化性和抗光照性等抗黄变性能。然而，由于IPDI的化学活性相对TDI或者MID的化学活性低很多，使用传统的TDI或者MDI发泡配方不能得到成型的聚氨酯记忆海绵。为了满足社会发展对聚氨酯记忆海绵抗黄变性能方面的需求，填补国内产品（具有优秀抗黄变性能的聚氨酯记忆海绵）的空白，也为了延长海绵的使用寿命，达到环保低碳的目的，很有必要开发出一种IPDI为主要原料反应发泡制成的聚氨酯记忆海绵。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的聚氨酯记忆海绵容易黄变（主要是由于容易老化、容易被氧化和抗光照性能差）的缺陷，提供一种具有优秀抗黄变性能的聚氨酯记忆海绵，这种聚氨酯记忆海绵抗氧化、抗老化和抗光照等抗黄变性能好，能满足社会发展对聚氨酯海绵抗黄变性能方面的需求，延长海绵的使用寿命，填补国内产品（具有优秀抗黄变性能的聚氨酯记忆海绵）的空白，达到环保低碳的目的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种具有优秀抗黄变性能的聚氨酯记忆海绵，这种聚氨酯海绵是由下列重量分数的原料反应发泡制成的：
普通聚醚多元醇 10～90
慢回弹聚醚多元醇 90～10
异佛尔酮二异氰酸酯 30～80
水 1～5
硅油 1～3
催化剂 0.4～2
稳定剂 0.3～2
物理发泡剂 0.5～15
交联剂 0.4～2。
在上述技术方案中，所述各原料的优选重量份数是：
普通聚醚多元醇 30～70
慢回弹聚醚多元醇 70～30
异佛尔酮二异氰酸酯 40～60
水 2～4
硅油 1～2
催化剂 0.8～1.5
稳定剂 1～2
物理发泡剂 5～15
交联剂 0.8～2。
所述各原料的最佳重量份数是：
普通聚醚多元醇 40
慢回弹聚醚多元醇 60
异佛尔酮二异氰酸酯 50
水 3
硅油 2
催化剂 1
稳定剂 1.5
物理发泡剂 8
交联剂 1。
所述聚醚多元醇的羟值为30～60 mgKOH/g，分子量为2000～7000。
所述慢回弹聚醚多元醇的羟值为200～300 mgKOH/g，分子量为400～1000。
所述硅油至少包含一种下列硅系列的商业试剂：L-580，L-608，L-626，L-627，L-6900，SZ-580，DC-200，DC-5043，BF-2370，B-4900，B-8002，LK-221。
所述催化剂至少包含一种下列的化合物：三乙胺，1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷，五甲基二乙烯三胺，双（二甲基胺基乙基）醚，五甲基二丙烯三胺，N,N-二甲基环己胺，N-甲基-N-(N,N-二甲胺基乙基)乙醇胺，N,N-二甲氨基乙基-N-甲基氨基乙醇，顺-2,6-二甲基哌嗪，2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚，乙酰丙酮锆。
稳定剂包含受阻酚类抗氧化剂和受阻胺类光稳定剂，可包含下列一种商业试剂：Chinox TP-35，Chisorb B2636H，K383，Tinuvin B75，PUR68，RFCH800。
所述物理发泡剂至少包含一种下列化合物：二氯甲烷，二氯乙烷，液态二氧化碳，戊烷，氢化含氯氟烃。
所述交联剂至少包含一种下列化合物：乙二醇，二丙（撑）二醇，丙三醇，二甘醇，三甘醇，1,4-丁二醇，三乙醇胺，二乙醇胺，乙二胺。
本发明的上述具有优秀抗黄变性能的聚氨酯记忆海绵的制备方法是，根据生产规模的要求，按照所述各原料的重量份数取相应的原料，先将上述配方量的聚醚多元醇和异佛尔酮二异氰酸酯投入混合器中混合，搅拌均匀，并加热至30～70摄氏度，再将上述配方量的水、硅油、催化剂、稳定剂、物理发泡剂和交联剂投入混合器中混合，高速搅拌3～10秒钟后倒入模具发泡并固化后，得到本发明所述的具有优秀抗黄变性能的聚氨酯记忆海绵。
本发明的有益效果是：一、采用脂肪族的异佛尔酮二异氰酸酯为主要原料之一，相对于使用甲苯二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯，具有更小的挥发性和毒性；在原料运输、海绵生产过程中不易对人或环境造成损害。二、所制备的聚氨酯记忆海绵具有优秀的抗老化、抗光照、抗氧化等抗黄变等性能，从而延长了聚氨酯海绵的使用寿命，减少废弃物对环境的污染。三、在制备聚氨酯记忆海绵的过程中使用的化学添加剂很少，从而减少了对环境的危害和对人的潜在毒害。四、本发明不使用毒性大的有机锡类催化剂，所得到的聚氨酯记忆海绵符合国际上对环保和安全的要求和发展趋势。五、所制备的聚氨酯记忆海绵不含有毒重金属或者有毒有机化合物，属于绿色环保产品。六、本发明由于采用了不含苯环的异佛尔酮二异氰酸酯为生产聚氨酯记忆海绵的主要原料，生产出的聚氨酯记忆海绵具有优秀的抗氧化、抗光照和抗老化等抗黄变性能。抗黄测试结果列于下面，对比样为以甲苯二异氰酸酯为原料的普通聚氨酯记忆海绵：
抗紫外线光照测试 （执行标准 ISO 105 B02-1994）： 普通聚氨酯海绵 1/2 级，实施例三样品 4级；
抗氧化氮烟熏氧化测试 （执行标准 ISO 105 G02-1993）：普通聚氨酯海绵 1/2 级，实施例三样品 4级；
级别由1至5级，级别越高，代表抗黄能力越强。
从上表可以看出，普通聚氨酯记忆海绵的抗黄级别为1-2级，而本发明的三个实施例的样品的抗黄级别为4级，说明本发明的产品其抗黄能力大于普通聚氨酯记忆海绵的抗黄能力。
具体实施方式
实施例1，本实施例所述的具有优秀抗黄变性能的聚氨酯记忆海绵，它是由下列重量分数的原料反应发泡制成的：
聚醚多元醇 5631 40
聚醚多元醇 MN700 60
异佛尔酮二异氰酸酯 50
水 3
L-580（硅油） 0.8
L-626 (硅油) 1.2
五甲基二乙烯三胺（催化剂） 0.4
五甲基二丙烯三胺（催化剂） 0.6
乙酰丙酮锆（催化剂） 0.1
K383（稳定剂） 1.5
二氯甲烷（物理发泡剂） 8
二乙醇胺（交联剂） 1。
本实施例的上述具有优秀抗黄变性能的聚氨酯记忆海绵的制备方法是：根据生产规模的要求，按照所述各原料的重量份数取相应的原料，将相应重量份数的聚醚多元醇（包含普通聚醚多元醇和慢回弹聚醚多元醇）和异佛尔酮二异氰酸酯投入混合器中混合，搅拌均匀，加热升温至40摄氏度，再将上述配方量的水、硅油、催化剂、稳定剂、物理发泡剂和交联剂加入到混合器中混合，高速搅拌5秒钟后倒入模具发泡并固化后，获得本实施例所述的具有优秀抗黄变性能的环保聚氨酯记忆海绵。本实施例为本发明的最佳实施例。
实施例2，本实施例所述的具有优秀抗黄变性能的环保聚氨酯记忆海绵，它是由下列重量分数的原料反应发泡制成的：
聚醚多元醇 330N 80
聚醚多元醇 BEN-613 Li 20
异佛尔酮二异氰酸酯 35
水 5
L-626（硅油） 1.2
双（二甲基胺基乙基）醚（催化剂） 0.5
1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷（催化剂） 0.8
Chisorb B2636H（稳定剂） 2
二氯乙烷（物理发泡剂） 0.5
1,4-丁二醇（交联剂） 2。
本实施例的上述具有优秀抗黄变性能的环保聚氨酯记忆海绵的制备方法是：根据生产规模的要求，按照所述各原料的重量份数取相应的原料，将相应重量份数的聚醚多元醇（包含普通聚醚多元醇和慢回弹聚醚多元醇）和异佛尔酮二异氰酸酯投入混合器中混合，搅拌均匀，加热升温至55摄氏度，再将上述配方量的水、硅油、催化剂、稳定剂、物理发泡剂和交联剂加入到混合器中混合，高速搅拌8秒钟后倒入模具发泡并固化后，获得本实施例所述的具有优秀抗黄变性能的环保聚氨酯记忆海绵。
实施例3，本实施例所述的具有优秀抗黄变性能的环保聚氨酯记忆海绵，它是由下列重量分数的原料反应发泡制成的：
聚醚多元醇 330N 20
聚醚多元醇 Y-1030 80
异佛尔酮二异氰酸酯 70
水 1
L-608（硅油） 2
三乙胺（催化剂） 0.2
双（二甲基胺基乙基）醚（催化剂） 0.4
N,N-二甲基环己胺（催化剂） 0.4
Tinuvin B75（稳定剂） 2
二氯甲烷（物理发泡剂） 15
丙三醇（交联剂） 0.8。
本实施例的上述具有优秀抗黄变性能的环保聚氨酯记忆海绵的制备方法是：根据生产规模的要求，按照所述各原料的重量份数取相应的原料，将相应重量份数的聚醚多元醇（包含普通聚醚多元醇和慢回弹聚醚多元醇）和异佛尔酮二异氰酸酯投入混合器中混合，搅拌均匀，加热升温至70摄氏度，再将上述配方量的水、硅油、催化剂、稳定剂、物理发泡剂和交联剂加入到混合器中混合，高速搅拌5秒钟后倒入模具发泡并固化后，获得本实施例所述的具有优秀抗黄变性能的环保聚氨酯记忆海绵。
以上所述仅是本发明的三个优选实施例，并非用来限制本发明，凡其类似的实施例，例如，由下列重量分数的原料反应发泡制成的具有优秀抗黄变性能的环保聚氨酯记忆海绵：
普通聚醚多元醇 10～90
慢回弹聚醚多元醇 90～10
异佛尔酮二异氰酸酯 30～80
水 1～5
硅油 1～3
催化剂 0.4～2
稳定剂 0.3～2
物理发泡剂 0.5～15
交联剂 0.4～2，
都应涵盖于本发明专利的保护范围。
Claims (10)
1.一种具有优秀抗黄变性能的聚氨酯记忆海绵，其特征在于它是由下列重量分数的原料反应发泡制成的：
普通聚醚多元醇 10～90
慢回弹聚醚多元醇 90～10
异佛尔酮二异氰酸酯 30～80
水 1～5
硅油 1～3
催化剂 0.4～2
稳定剂 0.3～2
物理发泡剂 0.5～15
交联剂 0.4～2。
2.根据权利要求1所述的一种具有优秀抗黄变性能的聚氨酯记忆海绵，其特征在于它是由下列优选重量份数的原料反应发泡制成的：
普通聚醚多元醇 30～70
慢回弹聚醚多元醇 70～30
异佛尔酮二异氰酸酯 40～60
水 2～4
硅油 1～2
催化剂 0.8～1.5
稳定剂 1～2
物理发泡剂 5～15
交联剂 0.8～2。
3.根据权利要求1或2所述的一种具有优秀抗黄变性能的聚氨酯记忆海绵，其特征在于它是由下列最佳重量份数的原料反应发泡制成的：
普通聚醚多元醇 40
慢回弹聚醚多元醇 60
异佛尔酮二异氰酸酯 50
水 3
硅油 2
催化剂 1
稳定剂 1.5
物理发泡剂 8
交联剂 1。
4.根据权利要求1所述的一种具有优秀抗黄变性能的聚氨酯记忆海绵，其特征在于：所述慢回弹聚醚多元醇的羟值为200～300 mgKOH/g，分子量为400～1000。
5.根据权利要求1所述的一种具有优秀抗黄变性能的聚氨酯记忆海绵，其特征在于：所述催化剂至少包含一种下列的化合物：三乙胺，1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷，五甲基二乙烯三胺，双（二甲基胺基乙基）醚，五甲基二丙烯三胺，N,N-二甲基环己胺，N-甲基-N-(N,N-二甲胺基乙基)乙醇胺，N,N-二甲氨基乙基-N-甲基氨基乙醇，顺-2,6-二甲基哌嗪，2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚，乙酰丙酮锆。
6.根据权利要求1所述的一种具有优秀抗黄变性能的聚氨酯记忆海绵，其特征在于：所述硅油至少包含一种下列硅系列的商业试剂：L-580，L-608，L-626，L-627，L-6900，SZ-580，DC-200，DC-5043，BF-2370，B-4900，B-8002，LK-221。
7.根据权利要求1所述的一种具有优秀抗黄变性能的聚氨酯记忆海绵，其特征在于：稳定剂包含受阻酚类抗氧化剂和受阻胺类光稳定剂，可包含下列一种商业试剂：Chinox TP-35，Chisorb B2636H，K383，Tinuvin B75，PUR68，RFCH800。
8.根据权利要求1所述的一种具有优秀抗黄变性能的聚氨酯记忆海绵，其特征在于：所述物理发泡剂至少包含一种下列化合物：二氯甲烷，二氯乙烷，液态二氧化碳，戊烷，氢化含氯氟烃。
9.根据权利要求1所述的一种具有优秀抗黄变性能的聚氨酯记忆海绵，其特征在于：所述交联剂至少包含一种下列化合物：乙二醇，二丙（撑）二醇，丙三醇，二甘醇，三甘醇，1,4-丁二醇，三乙醇胺，二乙醇胺，乙二胺。
10.权利要求1至9任一项所述的一种具有优秀抗黄变性能的聚氨酯记忆海绵的制备方法，其特征在于：先将上述配方量的聚醚多元醇和异佛尔酮二异氰酸酯投入混合器中混合，搅拌均匀，并加热至30～70摄氏度，再将上述配方量的水、硅油、催化剂、稳定剂、物理发泡剂和交联剂投入混合器中混合，高速搅拌3～10秒钟后倒入模具发泡并固化后，得到聚氨酯海绵。
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