CN104804409A - 一种能够释放负离子的聚氨酯多孔材料的制作工艺 - Google Patents

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陈登龙
杜鹏飞
白欣
伍毓强
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Quangang Petrochemical Research Institute of Fujian Normal University
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Abstract

本发明提供一种能够释放负离子的聚氨酯多孔材料的制作工艺，配方组成（质量份数）如下：A组分：多元醇100、稳定剂1.0-2.0、发泡剂1.0-4.2、叔胺催化剂0.4-1.0、辛酸亚锡 0.2-1.0；B组分：负离子矿粉1-10、异氰酸酯30-50，工艺流程为：（1）A组分的配制：在反应容器A中依次加入多元醇、稳定剂、发泡剂和催化剂，在高速搅拌下搅拌均匀后备用；（2）B组分的配制：在反应容器B中加入异氰酸酯，在高速搅拌下加入负离子矿粉，于40-80℃下继续反应1-5h后备用；（3）聚氨酯多孔材料的制备：将A组分和B组分混合后1-5min后，立即倒入模具中发泡，熟化后切割成一定大小，合成的聚氨酯多孔材料是将负离子矿粉接枝到聚氨酯的主链上，负离子释放量持久稳定。

Description

一种能够释放负离子的聚氨酯多孔材料的制作工艺
技术领域
本发明属于新材料领域，具体涉及制备一种能够释放负离子的聚氨酯多孔材料的制作工艺。
背景技术
随着人类科技水平的快速发展，人们生活质量水平的不断提高，缺少创造性的产品已无法满足要求，健康、舒适、环保的理念已在人们心中逐渐成形，于是各种新型、健康、环保的多功能材料开始走进人们的生活之中。研究表明，许多矿石具有压电性与热释电性，受到环境的影响会释放出对人体健康有益的负离子，给人心旷神怡、神清气爽的感觉，负离子接触到人体会使身体的各种机能得到调节、促进身体的新陈代谢，从而提高人们的体质及其工作效率。基于负离子的优点，人们正在不断的研发出能释放出负离子的各种功能材料，有利于健康的负离子材料越来越受到重视。
由于负离子矿粉表面的亲水性，与聚合物的相容性差，所以制备能够释放负离子的聚氨酯材料通常是加入表面改性剂来改性负离子矿粉，以提高负离子矿粉与聚合物的相容性。如专利CN201410233684泉州恒昂工贸有限公司公开了“一种能够释放负离子的床上用品”，是将电气石超微粉、TiO2光催化剂、硅烷偶联剂与发泡材料混合反应制备出能够释放负离子的床上用品。专利CN20131048194苏州市景荣科技有限公司公开了“一种负离子聚氨酯鞋底材料”，是将将负离子粉体、钛酸酯偶联剂、抗菌剂按配方量，用高速搅拌器混合，得到负离子改性材料。如专利CN201110121344中国科学院合肥物质科学研究院公开了“一种负离子功能化、导电聚氨酯复合物的制备方法”，是将聚四氢呋喃二醇和电气石粉按比例混合后放入球磨罐，球磨均匀，然后将电气石粉在220-230℃的环境中放置7.5-8.5 小时，得到表面改性的电气石粉，提高了电气石粉与聚氨酯的相容性，从而形成负离子导电聚氨酯复合物。
以上专利主要是通过表面改性剂对负离子矿粉进行改性达到改善负离子矿粉与聚氨酯相容性的目的，但负离子矿粉只是填充在聚氨酯中，两者之间是通过分子间作用力结合，并没有形成有机的整体，在一定程度上影响了材料的力学性能。特别是在多孔性的聚氨酯材料中，由于泡孔的存在，若负离子矿粉与聚氨酯分子结合不好，容易导致的多孔性聚氨酯的泡孔崩塌。
为了将负离子矿粉与聚氨酯形成有机的整体，保证在填充负离子矿粉时聚氨酯材料的力学性能保持不变，我们利用负离子矿粉表面的羟基，使之与聚氨酯材料的主要原料异氰酸酯反应，从而形成了负离子矿粉表面接枝上异氰酸根，提高了负离子矿粉与聚氨酯相容性，并参与聚氨酯分子链的形成，形成负离子矿粉与聚氨酯分子有机的结合。
发明内容
为提高了负离子矿粉与聚氨酯相容性，并参与聚氨酯分子链的形成，形成负离子矿粉与聚氨酯分子有机的结合。本发明的目的是提供一种能够释放负离子的聚氨酯多孔材料的制作工艺，操作简单，经济可行。
本发明所采取的技术方案如下：
（一）配方组成（质量份数）
A组分：
多元醇：      100
稳定剂：       1.0-2.0
发泡剂：           1.0-4.2
叔胺催化剂：   0.4-1.0
辛酸亚锡：     0.2-1.0
B组分：
负离子矿粉：    1-10
异氰酸酯：      30-50
（二）工艺流程
（1）A组分的配制
在反应容器A中依次加入多元醇、稳定剂、发泡剂和催化剂，在高速搅拌下搅拌均匀后备用。
（2）B组分的配制
在反应容器B中加入异氰酸酯，在高速搅拌下加入负离子矿粉，于40-80℃下继续反应1-5h后备用。
（3）聚氨酯多孔材料的制备
将A组分和B组分混合后1-5min后，立即倒入模具中发泡，熟化后切割成一定大小。
经测试，本发明的聚氨酯多孔材料负离子释放量为1000-3000个/cm3。
本发明所述的多元醇为聚醚多元醇或聚酯多元醇。
本发明所述的发泡剂为水。
本发明所述的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯（TDI）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、异氰酸酯有1，6-已二异氰酸酯（HDI）、苯二亚甲基二异氰酸酯（XDI）、对苯二异氰酸酯 (PPDI) 、萘-1，5-二异氰酸酯（NDI）等的一种或几种。
本发明所述的负离子矿粉为天然矿物质、电气石、蛋白石、奇才石、珊瑚化石、海底沉积物等中的一种或几种。
本发明具有的优点是：合成的聚氨酯多孔材料是将负离子矿粉接枝到聚氨酯的主链上，使负离子矿粉具有很好的分散性，从而使材料的力学性能好、负离子释放量持久稳定。本发明所述的聚氨酯多孔材料可用于枕头、沙发、床垫等产品。
具体实施方式
以下是本发明的几个具体实施例，进一步说明本发明，但是本发明不仅限于此。
实施例1
反应容器A中加入聚醚多元醇100份、稳定剂1份、水3.6份、叔胺催化剂0.5份、辛酸亚锡催化剂0.3份，高速搅拌均匀后备用。
在反应容器B中TDI 50份，在高速搅拌下加入负离子矿粉2份，于50℃下反应1h后备用。
将A B反应容器中的物质混合后1min后，立即倒入模具中发泡，熟化后切割成一定大小。
经测试，该聚氨酯多孔材料负离子释放量为1300个/cm3。
实施例2
反应容器A中加入聚酯多元醇100份、稳定剂1.5份、水2.0份、叔胺催化剂0.8份、辛酸亚锡催化剂0.5份，高速搅拌均匀后备用。
在反应容器B中MDI 30份，在高速搅拌下加入负离子矿粉5份，于70℃下反应3h后备用。
将A B反应容器中的物质混合后5min后，立即倒入模具中发泡，熟化后切割成一定大小。
经测试，该聚氨酯多孔材料负离子释放量为2200个/cm3。

Claims (7)

1.一种能够释放负离子的聚氨酯多孔材料的制作工艺，其特征在于：
（一）配方组成（质量份数）
A组分：
多元醇：       100
稳定剂：       1.0-2.0
发泡剂：        1.0-4.2
叔胺催化剂：   0.4-1.0
辛酸亚锡：     0.2-1.0
B组分：
负离子矿粉：    1-10
异氰酸酯：      30-50
（二）工艺流程
（1）A组分的配制
在反应容器A中依次加入多元醇、稳定剂、发泡剂和催化剂，在高速搅拌下搅拌均匀后备用；
（2）B组分的配制
在反应容器B中加入异氰酸酯，在高速搅拌下加入负离子矿粉，于40-80℃下继续反应1-5h后备用；
（3）聚氨酯多孔材料的制备
将A组分和B组分混合后1-5min后，立即倒入模具中发泡，熟化后切割成一定大小。
2.根据权利要求1所述的一种能够释放负离子的聚氨酯多孔材料的制作工艺，其特征在于所述的多元醇为聚醚多元醇或聚酯多元醇。
3. 根据权利要求1所述的一种能够释放负离子的聚氨酯多孔材料的制作工艺，其特征在于所述的发泡剂为水。
4.根据权利要求1所述的一种能够释放负离子的聚氨酯多孔材料的制作工艺，其特征在于所述的所用的负离子矿粉为天然矿物质、电气石、蛋白石、奇才石、珊瑚化石、海底沉积物等中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种能够释放负离子的聚氨酯多孔材料的制作工艺，其特征在于所述的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯（TDI）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、多亚甲基多苯基异氰酸酯（PAPI）、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、异氰酸酯有1，6-已二异氰酸酯（HDI）、苯二亚甲基二异氰酸酯（XDI）、对苯二异氰酸酯 (PPDI) 、萘-1，5-二异氰酸酯（NDI）等的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种能够释放负离子的聚氨酯多孔材料的制作工艺，其特征在于所述的在反应容器B中加入异氰酸酯和负离子矿粉后应于40-80℃下继续反应1-5h。
7. 根据权利要求1所述的一种能够释放负离子的聚氨酯多孔材料的制作工艺，其特征在于所述的聚氨酯多孔材料制备过程使用的助剂包括：发泡剂、稳定剂、胺催化剂、锡催化剂。
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