CN105315449A

CN105315449A - 低密度胀气慢回弹泡沫用聚醚多元醇及其制备方法和慢回弹泡沫及其制备方法

Info

Publication number: CN105315449A
Application number: CN201510834731.0A
Authority: CN
Inventors: 孙兆任; 刘军; 周玉波; 王玉
Original assignee: Shandong Inov New Material Co Ltd
Current assignee: Shandong Inov New Material Co Ltd
Priority date: 2015-11-25
Filing date: 2015-11-25
Publication date: 2016-02-10

Abstract

本发明涉及一种低密度胀气慢回弹泡沫用聚醚多元醇及其制备方法和慢回弹泡沫及其制备方法，属于有机高分子合成技术领域。所述的聚醚多元醇是以小分子量多元醇化合物为起始剂，端基为环氧乙烷封端的环氧丙烷和环氧乙烷单体的共聚物，其制备方法是将小分子量多元醇化合物和催化剂在耐压反应釜中进行反应，然后依次加入聚合单体、水、磷酸和硅酸镁进行反应，得到聚醚多元醇；所述的慢回弹泡沫由A组份和B组份制成，A组份为：聚醚多元醇、复合催化剂、硅油、发泡剂，B组份为改性MDI，其制备方法是将A组分和B组分混合均匀后浇入到模具中进行熟化，得到慢回弹泡沫。本发明的慢回弹泡沫具有密度低、胀气性好但不收缩的特点，其制备方法简易可行。

Description

低密度胀气慢回弹泡沫用聚醚多元醇及其制备方法和慢回弹泡沫及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种低密度胀气慢回弹泡沫用聚醚多元醇及其制备方法和慢回弹泡沫及其制备方法，属于有机高分子合成技术领域。

背景技术

慢回弹泡沫又称粘弹性泡沫或记忆泡沫，由于其具有形状记忆性、吸能、吸音、吸震等功能，常被作为冲击吸收体、吸音体、震动吸收体而广泛应用于家具、床上用品、汽车配件、运动器材、医疗器械等领域。将慢回弹泡沫作为座垫材料和垫子时，体压分布更均匀，能够减少疲劳感和底面的错动。目前制备慢回弹泡沫的原料主要是以一些高活性聚醚和小分子慢回弹聚醚进行配合，制备的慢回弹泡沫闭孔性严重，收缩性非常强，因此配方中必须添加一些慢回弹专用的开孔剂，且制备的慢回弹泡沫的密度相对比较高，大约为70-80kg/m³，手感也相对比较粗糙，没有湿润的舒适感觉，由此制备的慢回弹泡沫越来越不能满足市场对低密度、高舒适性慢回弹泡沫的要求。因此，有必要开发一种具有高舒适性和胀气性，并具有一定开孔性能的低密度慢回弹泡沫用聚醚多元醇，同时摆脱对开孔剂的依赖。

发明内容

本发明的目的是提供一种低密度胀气慢回弹泡沫用聚醚多元醇，具有反应活性高、发泡熟化速度快的特点，本发明同时提供制备方法；本发明还提供一种用低密度胀气慢回弹泡沫用聚醚多元醇制备的慢回弹泡沫，具有密度低、胀气但不收缩、手感舒适性好的特点，同时提供其制备方法。

本发明所述的低密度胀气慢回弹泡沫用聚醚多元醇，是以小分子量多元醇化合物为起始剂，端基为环氧乙烷封端的环氧丙烷和环氧乙烷单体的共聚物，羟值为32-44mgKOH/g；其中，聚合单体中环氧丙烷占5-30wt％，环氧乙烷占70-95wt％。

所述的小分子量多元醇化合物为乙二醇、丙二醇、新戊二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷(TMP)、季戊四醇、山梨醇中的一种或多种。

所述的低密度胀气慢回弹泡沫用聚醚多元醇的制备方法，包括以下步骤：

(1)向耐压反应釜中加入计量的小分子量多元醇化合物和催化剂，氮气置换3-5次后满足氧含量≤50ppm，然后升温至100-120℃，抽真空至-0.092MPa，脱水反应5-8h；

(2)通过比例调节混合器向耐压反应釜中连续加入环氧丙烷和环氧乙烷单体，在120-130℃下进行聚合反应，加料完毕后继续反应2h；然后抽真空以脱除未反应的残留单体，降温至80-90℃后转移至后处理釜；

(3)向后处理釜中加入纯水和磷酸搅拌反应0.5-1h，然后再加入硅酸镁继续搅拌0.5-1h，升温至100-110℃后抽真空脱水5-10h，循环过滤至溶液呈无色透明状，得到用于低密度胀气慢回弹泡沫的聚醚多元醇。

其中，优选的技术方案如下：

步骤(1)中催化剂为KOH、NaOH、甲醇钠中的一种或多种，其用量占步骤(3)中得到的弹聚醚多元醇质量的0.2-0.4％。

步骤(3)中纯水用量占聚醚多元醇质量的2.0-5.0％；磷酸用量占聚醚多元醇质量的0.4-0.8％；硅酸镁用量占聚醚多元醇质量的0.1-0.2％。

本发明所述的用低密度胀气慢回弹泡沫用聚醚多元醇制备的慢回弹泡沫，由A组份和B组份制成，其中：

以重量份数计，A组份由以下原料制成：

其中：聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C三种原料的总重量份数为100份；

所述聚醚多元醇A是以小分子量多元醇化合物为起始剂，端基为环氧乙烷封端的环氧丙烷和环氧乙烷单体的共聚物，羟值为32-44mgKOH/g；其中，聚合单体中环氧丙烷占5-30wt％，环氧乙烷占70-95wt％；小分子量多元醇化合物为乙二醇、丙二醇、新戊二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷(TMP)、季戊四醇、山梨醇中的一种或多种；

所述聚醚多元醇B为聚合物多元醇，型号为GPOP-30，生产厂家为上海高桥石油化工公司；

所述聚醚多元醇C为聚醚1030；

所述复合催化剂是DMEA、聚氨酯催化剂A-1、聚氨酯催化剂A-33和聚氨酯催化剂A-300的混合物，生产厂家均为美国空气化工公司；

所述的硅油是型号分别为L-580和B8002中的一种或两种；

所述的发泡剂为H₂O、HCFC-141B、二氯甲烷(MC)中的一种或两种；

B组份：

改性MDI。

所述的改性MDI为DG5412、改性MDI8019或改性MDI2412。其中，DG5412的生产厂家为山东一诺威聚氨酯股份有限公司，改性MDI8019的生产厂家为万华化学集团有限公司，改性MDI2412的生产厂家为亨斯迈聚氨酯有限公司。

本发明所述的慢回弹泡沫的制备方法，包括以下步骤：

(1)将聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C、复合催化剂、硅油、发泡剂充分混合均匀，得到A组分；

(2)将A组分和B组分在室温下混合均匀，然后将其浇入到模具中熟化3-5min，得到慢回弹泡沫。

其中：

所述步骤(2)中A组分和B组分混合时的异氰酸酯指数控制在60-90范围内。

本发明的有益效果如下：

本发明的低密度胀气慢回弹泡沫用聚醚多元醇具有反应活性高、发泡熟化速度快的特点，特别适用于制备低密度慢回弹海绵泡沫，其制备方法简单、易操作；用低密度胀气慢回弹泡沫用聚醚多元醇制备的慢回弹泡沫具有密度低、胀气性好但不收缩、压陷残留低和低温柔顺性良好的特点，其制备方法简易可行。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步描述。

实施例1

低密度胀气慢回弹泡沫用聚醚多元醇，是以三羟甲基丙烷为起始剂，端基为环氧乙烷封端的环氧丙烷和环氧乙烷单体的共聚物。其中，聚合单体中环氧丙烷占30wt％，环氧乙烷占70wt％。

制备方法如下：

(1)向耐压反应釜中加入134g的TMP和10g的KOH，氮气置换3次，经测定，氧含量为45ppm，升温至110℃，抽真空至-0.092MPa，脱水反应5h；

(2)通过比例调节混合器向耐压反应釜中连续加入1460g环氧丙烷和3406g环氧乙烷单体，在120℃下进行聚合反应，加料完毕后继续反应2h；然后抽真空至-0.092MPa，脱除未反应的残留单体，降温至90℃后转移至后处理釜；

(3)向后处理釜中加入150g纯水和20g磷酸搅拌反应1h，然后再加入5g硅酸镁继续搅拌0.5h，升温至110℃后抽真空脱水6h，循环过滤至溶液呈无色透明状，得到低密度胀气慢回弹泡沫用聚醚多元醇。

经检测，得到的低密度胀气慢回弹泡沫用聚醚多元醇的OHv＝33.82mgKOH/g。

用本实施例得到的低密度胀气慢回弹泡沫用聚醚多元醇来制备慢回弹泡沫，配方如下：

以重量份数计，A组份由以下原料制成：

B组分：

DG5412。

制备方法如下：

将A组分和B组分按照重量比为100:45.5的比例在室温下混合均匀，然后将其浇入到模具中熟化4min，开模后得到慢回弹泡沫，具体性能检测指标见表1。

实施例2

低密度胀气慢回弹泡沫用聚醚多元醇，是以丙三醇和新戊二醇为起始剂，端基为环氧乙烷封端的环氧丙烷和环氧乙烷单体的共聚物。其中，聚合单体中环氧丙烷占15wt％，环氧乙烷占85wt％。

制备方法如下：

(1)向耐压反应釜中加入61.33g的丙三醇、34.67g的新戊二醇和13.2g的NaOH，氮气置换4次，经测定，氧含量为40ppm，升温至110℃，抽真空至-0.092MPa，脱水反应7h；

(2)通过比例调节混合器向耐压反应釜中连续加入646g环氧丙烷和3658g环氧乙烷单体，在120℃下进行聚合反应，加料完毕后继续反应2h；然后抽真空至-0.092MPa，脱除未反应的残留单体，降温至85℃后转移至后处理釜；

(3)向后处理釜中加入176g纯水和26.5g磷酸搅拌反应1h，然后再加入6.6g硅酸镁继续搅拌0.5h，升温至110℃后抽真空脱水8h，循环过滤至溶液呈无色透明状，得到低密度胀气慢回弹泡沫用聚醚多元醇。

经检测，得到的低密度胀气慢回弹泡沫用聚醚多元醇的OHv＝34.02mgKOH/g。

以重量份数计，A组份由以下原料制成：

B组分：

改性MDI8019。

制备方法如下：

将A组分和B组分按照重量比为100:43.2的比例在室温下混合均匀，然后将其浇入到模具中熟化5min，开模后得到慢回弹泡沫，具体性能检测指标见表1。

实施例3

低密度胀气慢回弹泡沫用聚醚多元醇，是以丙三醇和山梨醇为起始剂，端基为环氧乙烷封端的环氧丙烷和环氧乙烷单体的共聚物。其中，聚合单体中环氧丙烷占5wt％，环氧乙烷占95wt％。

制备方法如下：

(1)向耐压反应釜中加入59.28g的丙三醇、23.45g的山梨醇和16.4g的NaOH，氮气置换5次，经测定，氧含量为28ppm，升温至110℃，抽真空至-0.092MPa，脱水反应8h；

(2)通过比例调节混合器向耐压反应釜中连续加入230.3g环氧丙烷和4367g环氧乙烷单体，在120℃下进行聚合反应，加料完毕后继续反应2h；然后抽真空至-0.092MPa，脱除未反应的残留单体，降温至80℃后转移至后处理釜；

(3)向后处理釜中加入187g纯水和33g磷酸搅拌反应1h，然后再加入8.4g硅酸镁继续搅拌0.5h，升温至110℃后抽真空脱水8h，循环过滤至溶液呈无色透明状，得到低密度胀气慢回弹泡沫用聚醚多元醇。

经检测，得到的低密度胀气慢回弹泡沫用聚醚多元醇的OHv＝41.95mgKOH/g。

以重量份数计，A组份由以下原料制成：

B组分：

改性MDI2412。

制备方法如下：

将A组分和B组分按照重量比为100:41的比例在室温下混合均匀，然后将其浇入到模具中熟化4min，开模后得到慢回弹泡沫，具体性能检测指标见表1。

表1慢回弹泡沫性能检测指标

项目	实施例1	实施例2	实施例3
				异氰酸酯指数	80	90	70
泡沫芯密度(Kg/m³)	42	46	40
				收缩性	胀气但不收缩	胀气但不收缩	胀气但不收缩
玻璃化转变温度(℃)	-65/-3	-67/-5	-70/-7
				拉伸强度(KPa)	99	110	95
回弹率(％)	9.0	8.2	9.2
				回弹时间(s)	4	6	5
压缩永久变形(％)	2.5	3.0	2.3

注：慢回弹泡沫有两个玻璃化转变温度，玻璃化转变温度越低，泡沫的低温柔顺性越好。

Claims

1.一种低密度胀气慢回弹泡沫用聚醚多元醇，其特征在于：是以小分子量多元醇化合物为起始剂，端基为环氧乙烷封端的环氧丙烷和环氧乙烷单体的共聚物，羟值为32-44mgKOH/g；其中，聚合单体中环氧丙烷占5-30wt％，环氧乙烷占70-95wt％；

所述的小分子量多元醇化合物为乙二醇、丙二醇、新戊二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨醇中的一种或多种。

2.一种权利要求1所述的低密度胀气慢回弹泡沫用聚醚多元醇的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的低密度胀气慢回弹泡沫用聚醚多元醇的制备方法，其特征在于：步骤(1)中催化剂为KOH、NaOH、甲醇钠中的一种或多种，其用量占步骤(3)中得到的聚醚多元醇质量的0.2-0.4％。

4.根据权利要求2所述的低密度胀气慢回弹泡沫用聚醚多元醇的制备方法，其特征在于：步骤(3)中纯水用量占得到的聚醚多元醇质量的2.0-5.0％；磷酸用量占得到的聚醚多元醇质量的0.4-0.8％；硅酸镁用量占得到的聚醚多元醇质量的0.1-0.2％。

5.一种用权利要求1所述的低密度胀气慢回弹泡沫用聚醚多元醇制备的慢回弹泡沫，其特征在于：由A组份和B组份制成，其中：

以重量份数计，A组份由以下原料制成：

其中，聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C三种原料的总重量份数为100份；

所述聚醚多元醇A是以小分子量多元醇化合物为起始剂，端基为环氧乙烷封端的环氧丙烷和环氧乙烷单体的共聚物，羟值为32-44mgKOH/g；其中，聚合单体中环氧丙烷占5-30wt％，环氧乙烷占70-95wt％；小分子量多元醇化合物为乙二醇、丙二醇、新戊二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨醇中的一种或多种；

所述聚醚多元醇B为聚合物多元醇，型号为GPOP-30；

所述聚醚多元醇C为聚醚1030；

B组份：

改性MDI。

6.根据权利要求5所述的慢回弹泡沫，其特征在于：所述复合催化剂是DMEA、聚氨酯催化剂A-1、聚氨酯催化剂A-33和聚氨酯催化剂A-300的混合物。

7.根据权利要求5所述的慢回弹泡沫，其特征在于：硅油是牌号分别为L-580和B8002中的一种或两种；发泡剂为H₂O、HCFC-141B、二氯甲烷中的一种或两种。

8.根据权利要求5所述的慢回弹泡沫，其特征在于：改性MDI为DG5412、改性MDI8019或改性MDI2412。

9.一种权利要求5-8任一所述的慢回弹泡沫的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)将聚醚多元醇A、聚合物多元醇B、聚醚多元醇C、复合催化剂、硅油、发泡剂充分混合均匀，得到A组分；

10.根据权利要求9所述的慢回弹泡沫的制备方法，其特征在于：步骤(2)中A组分和B组分混合时的异氰酸酯指数控制在60-90范围内。