CN113980221A - 抗静电聚氨酯泡棉的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于泡棉制造技术领域，具体为抗静电聚氨酯泡棉的制备方法，该抗静电聚氨酯泡棉的制备方法包括原料混合、负压发泡、冷却降温、材料复合以及模切成型，由于本发明不需要通过抽气降压，所以聚氨酯不会被抽出注入腔，进而可以避免靠近出气端的聚氨酯泡棉被撕裂，进而保证了聚氨酯泡棉的质量，通过在聚氨酯泡棉中掺杂铝粉，可以使得聚氨酯泡棉自身也带有弱抗静电的特性，进而可以避免在对聚氨酯泡棉进行风吹降温时，聚氨酯泡棉自身因摩擦而产生静电，同时在聚氨酯泡棉中缠在铝粉还可以提高聚氨酯泡棉的散热性，进而方便发泡后的聚氨酯泡棉快速降温。
Description
技术领域
本发明涉及泡棉制造技术领域，具体为抗静电聚氨酯泡棉的制备方法。
背景技术
泡棉是塑料粒子发泡过的材料，简称泡棉。泡棉分为PU泡棉、抗静电泡棉、导电泡棉、防静电EPE、架桥PE等。现有的抗静电泡棉主要有两大类，一类是在泡棉的表面镀上一层导电布，如铝箔布、导电纤维布、金布、镀炭布等；另一类是将导电材料加入到聚氨酯中，然后随着聚氨酯一起发泡，进而制成抗静电泡棉。第一类具有良好的抗静电效果，但是其制造较为麻烦，第二类虽然制造方便，但是导电材料会随着聚氨酯材料的发泡而分散，进而会导致其抗静电效果变差。
聚氨酯泡棉采用负压发泡后可以获得回弹好、强度高的特性，由于负压发泡需要在注入期保持模具内气压处于常压状态，所以其需要在发泡过程中抽取模具内的气体，而抽取模具内的气体时，模具内的热量也会被带出，热量的散失会导致模具内温度的温度快速降低，温度过低会导致聚氨酯的发泡进程停止，进而会导致聚氨酯泡棉的质量变差，且当发泡的聚氨酯靠近出气端时，出气端的吸力还会导致没有定型的聚氨酯被抽出，进而会导致靠近出气端的泡棉质量不合格。
发明内容
本发明的目的在于提供抗静电聚氨酯泡棉的制备方法，以解决上述背景技术中提出的现有的抗静电聚氨酯泡棉在进行负压发泡过程中，保持气压需要抽气的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：抗静电聚氨酯泡棉的制备方法，该抗静电聚氨酯泡棉的制备方法如下：
步骤一：将聚酯多元醇、表面活性剂及阻燃剂在高温、高压进行混合搅拌，将多异氰酸酯、催化剂、发泡剂及铝粉在高温、高压下进行混合搅拌，然后将两者在高压下进行混合，可以得到熔融状态的待发泡混合物；
步骤二：将待发泡混合物注入到发泡模具的注入腔内，发泡模具的内腔分为注入腔和调节腔，注入腔和调节腔通过可移动的间隔板进行间隔，注入腔内的气压处于常压状态，调节腔处于负压状态，当待发泡混合物进入发泡状态后，随着待发泡混合物注入量的增大，逐渐增大注入腔的体积，发泡模具内的待发泡混合物发泡完毕后，获得聚氨酯泡棉；
步骤三：发泡完毕后，通过冷却液对发泡模具降温，然后从发泡模具的进风口向发泡模具内部吹入干燥空气对聚氨酯泡棉进行降温，该低温空气会从发泡模具的出风口流出；
步骤四：冷却完毕后，对聚氨酯泡棉与发泡模具会进行脱模，随后将聚氨酯泡棉的一面与PET基膜进行粘黏复合，随后在聚氨酯泡棉的另一面喷涂抗静电TPU；
步骤五：对步骤四所得产物进行模切成型，即可获得抗静电聚氨酯泡棉。
优选的，所述待发泡混合物按质量份数包括聚醚多元醇60～70份、多异氰酸酯63～74份、催化剂2～3份、表面活性剂0.5～0.8份、发泡剂11～14份、阻燃剂5～7份、铝粉4～6份。
优选的，所述铝粉的粒径小于50um，所述阻燃剂为气相二氧化硅。
优选的，所述熔融状态的待发泡混合物从成型到其注入到发泡模具内的时间为1～2s，所述熔融状态的待发泡混合物后，4～5s时，开始增大发泡模具注入腔的体积。
优选的，所述步骤二中待发泡混合物未进入到发泡模具的注入腔前，所述发泡模具调节腔的体积是注入腔体积的100倍，且此时所述调节腔的内腔中处于负压状态。
优选的，所述步骤二中待发泡混合物未进入到发泡模具的注入腔前，所述发泡模具调节腔的温度与注入腔的温度保持相同。
优选的，所述发泡模具的注入腔在增大时，初始时，在10s内体积增大到10倍，随后随后开始匀速增大注入腔的体积，并使得注入腔的气压处于逐渐降低的状态，直至注入腔内的气压达到0.05个标准气压，随后控制注入腔内注入腔的体积缓慢增大，并保持注入腔的气压处于恒定状态。
优选的，所述步骤三中对发泡模具进行降温时，通入的冷却液的温度为35～40℃，且流出的冷却液的温度需要低于45℃时，当进入发泡模具的冷却液与流出发泡模具的冷却液的温度之差低于2℃时，开始向发泡模具内部吹入干燥空气，干燥空气的温度为常温即可。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)本发明通过增大发泡模具的注入腔的体积来降低注入腔内的气压，进而使得注入腔的内部处于负压状态，由于是空间增大导致的气压降低，所以此时热量可以均匀的分散到注入腔的内部，进而避免了注入腔的内部出现局部温度过低的情况；
2)由于本发明不需要通过抽气降压，所以聚氨酯不会被抽出注入腔，进而可以避免靠近出气端的聚氨酯泡棉被撕裂，进而保证了聚氨酯泡棉的质量；
3)通过在聚氨酯泡棉中掺杂铝粉，可以使得聚氨酯泡棉自身也带有弱抗静电的特性，进而可以避免在对聚氨酯泡棉进行风吹降温时，聚氨酯泡棉自身因摩擦而产生静电，同时在聚氨酯泡棉中缠在铝粉还可以提高聚氨酯泡棉的散热性，进而方便发泡后的聚氨酯泡棉快速降温。
附图说明
图1为本发明物理特性测试试验表格；
图2为本发明不同负压状态下测试试验表格；
图3为本发明抗静电聚氨酯泡棉剖面结构示意图；
图4为本发明生产流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例：
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：抗静电聚氨酯泡棉的制备方法，该抗静电聚氨酯泡棉的制备方法如下：
步骤一：将聚酯多元醇、表面活性剂及阻燃剂在高温、高压进行混合搅拌，将多异氰酸酯、催化剂、发泡剂及铝粉在高温、高压下进行混合搅拌，表面活性剂和发泡剂均为该领域常用物，催化剂采用五甲基二亚丙基三胺PC-77，这种催化剂具有平衡反应催化、优良开孔及表面固话效果，能增强泡棉的回弹力，聚酯多元醇、表面活性剂及阻燃剂在一号高压熔炉中混合，多异氰酸酯、催化剂、发泡剂及铝粉在二号高压熔炉中混合，再将两者向发泡模具内注入时，两者会先混合，随后再进入发泡模具内，两者混合可以得到熔融状态的待发泡混合物；
步骤二：将待发泡混合物注入到发泡模具的注入腔内，发泡模具的内腔分为注入腔和调节腔，注入腔和调节腔通过可移动的间隔板进行间隔，通过间隔板的密封，可以隔绝注入腔和调节腔之间的气体流通，注入腔内的气压处于常压状态，调节腔处于负压状态，当待发泡混合物进入发泡状态后，随着待发泡混合物注入量的增大，逐渐增大注入腔的体积，通过增大体积，可以降低注入腔内的气压，进而使得待发泡混合物在负压状态下进行发泡，发泡模具内的待发泡混合物发泡完毕后，获得聚氨酯泡棉；
步骤三：发泡完毕后，通过冷却液对发泡模具降温，发泡模具会对聚氨酯泡棉的表面进行降温，通过冷缩，会使得聚氨酯泡棉与发泡模具的表面脱离，然后从发泡模具的进风口向发泡模具内部吹入干燥空气对聚氨酯泡棉进行降温，该低温空气会从发泡模具的出风口流出，通过风带走聚氨酯泡棉内部的温度，完成聚氨酯泡棉的降温；
步骤四：冷却完毕后，对聚氨酯泡棉与发泡模具会进行脱模，随后将聚氨酯泡棉的一面与PET基膜进行粘黏复合，聚氨酯泡棉与PET基膜一体成型，可以方便后期的模切加工，随后在聚氨酯泡棉的另一面喷涂抗静电TPU，组成抗静电TPU喷涂层，从而使得泡棉表层拥有优异表面抗静电、和密封等效果；
步骤五：对步骤四所得产物进行模切成型，即可获得抗静电聚氨酯泡棉。
所述待发泡混合物按质量份数包括聚醚多元醇60～70份、多异氰酸酯63～74份、催化剂2～3份、表面活性剂0.5～0.8份、发泡剂11～14份、阻燃剂5～7份、铝粉4～6份。
所述铝粉的粒径小于50um，所述阻燃剂为气相二氧化硅，通过在聚氨酯泡棉中加入阻燃剂，可以使其具有良好的阻燃效果。
所述熔融状态的待发泡混合物从成型到其注入到发泡模具内的时间为1～2s，降低待发泡混合物在注入管道中的时间，从而避免待发泡混合物在注入管道中发泡，所述熔融状态的待发泡混合物后，4～5s时，开始增大发泡模具注入腔的体积，保证发泡进行时，发泡模具注入腔的体积即开始增大，进而使得发泡模具注入腔内处于负压状态。
所述步骤二中待发泡混合物未进入到发泡模具的注入腔前，所述发泡模具调节腔的体积是注入腔体积的100倍，且此时所述调节腔的内腔中处于负压状态，进而确保注入腔内的气压在降低后，可以处于0.05个标准气压内。
所述步骤二中待发泡混合物未进入到发泡模具的注入腔前，所述发泡模具调节腔的温度与注入腔的温度保持相同，避免注入腔的体积在增大时，在待发泡混合物接触到低温，低温会导致发泡混合物停止发泡。
所述发泡模具的注入腔在增大时，初始时，在10s内体积增大到10倍，快速的使注入腔内的气压降到0.1个标准大气压左右，从而便于发泡过程处于所需气压，随后随后开始匀速增大注入腔的体积，并使得注入腔的气压处于逐渐降低的状态，直至注入腔内的气压达到0.05个标准气压，该过程为调节过程，持续时间约为30s，随后控制注入腔内注入腔的体积缓慢增大，并保持注入腔的气压处于恒定状态，该负压状态下获得的聚氨酯泡棉压缩后回复性最好。
所述步骤三中对发泡模具进行降温时，通入的冷却液的温度为35～40℃，且流出的冷却液的温度需要低于45℃时，当进入发泡模具的冷却液与流出发泡模具的冷却液的温度之差低于2℃时，开始向发泡模具内部吹入干燥空气，干燥空气的温度为常温即可。
图1中物理特性中的厚度指的时，抗静电聚氨酯泡棉的厚度；密度指的是聚氨酯泡棉的平均密度；25％压缩力量指的是使聚氨酯泡棉产生25％的压缩形变时，每平方厘米所施加的力的平均值；压缩变形率指的是在70℃的条件下，通过外力使聚氨酯泡棉产生50％的压缩形变，并保持该力不变，持续22小时后，进行回弹测试，然后将回弹后的变形量与初始值进行对比；硬度指的是聚氨酯泡棉的平均硬度；尺寸稳定性指的是对聚氨酯泡棉进行拉伸压缩试验后，其尺寸的最大变化量；表面抗静电值指的是抗静电TPU喷涂层的抗静电值；长时间温度，最高温指的是抗静电聚氨酯泡棉可以长时间处于70℃的条件下进行工作；瞬时间温度，最高温指的是当抗静电聚氨酯泡棉的工作温度达到120℃时，在段时间内抗静电聚氨酯泡棉还可以正常工作；
图3中最上层为抗静电TPU喷涂层，抗静电TPU喷涂层的下侧为聚氨酯泡棉，聚氨酯泡棉的下侧为PET基膜。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.抗静电聚氨酯泡棉的制备方法，其特征在于：该抗静电聚氨酯泡棉的制备方法如下：
步骤一：将聚酯多元醇、表面活性剂及阻燃剂在高温、高压进行混合搅拌，将多异氰酸酯、催化剂、发泡剂及铝粉在高温、高压下进行混合搅拌，然后将两者在高压下进行混合，可以得到熔融状态的待发泡混合物；
步骤二：将待发泡混合物注入到发泡模具的注入腔内，发泡模具的内腔分为注入腔和调节腔，注入腔和调节腔通过可移动的间隔板进行间隔，注入腔内的气压处于常压状态，调节腔处于负压状态，当待发泡混合物进入发泡状态后，随着待发泡混合物注入量的增大，逐渐增大注入腔的体积，发泡模具内的待发泡混合物发泡完毕后，获得聚氨酯泡棉；
步骤三：发泡完毕后，通过冷却液对发泡模具降温，然后从发泡模具的进风口向发泡模具内部吹入干燥空气对聚氨酯泡棉进行降温，该低温空气会从发泡模具的出风口流出；
步骤四：冷却完毕后，对聚氨酯泡棉与发泡模具会进行脱模，随后将聚氨酯泡棉的一面与PET基膜进行粘黏复合，随后在聚氨酯泡棉的另一面喷涂抗静电TPU；
步骤五：对步骤四所得产物进行模切成型，即可获得抗静电聚氨酯泡棉。
2.根据权利要求1所述的抗静电聚氨酯泡棉的制备方法，其特征在于：所述待发泡混合物按质量份数包括聚醚多元醇60～70份、多异氰酸酯63～74份、催化剂2～3份、表面活性剂0.5～0.8份、发泡剂11～14份、阻燃剂5～7份、铝粉4～6份。
3.根据权利要求1所述的抗静电聚氨酯泡棉的制备方法，其特征在于：所述铝粉的粒径小于50um，所述阻燃剂为气相二氧化硅。
4.根据权利要求1所述的抗静电聚氨酯泡棉的制备方法，其特征在于：所述熔融状态的待发泡混合物从成型到其注入到发泡模具内的时间为1～2s，所述熔融状态的待发泡混合物后，4～5s时，开始增大发泡模具注入腔的体积。
5.根据权利要求1所述的抗静电聚氨酯泡棉的制备方法，其特征在于：所述步骤二中待发泡混合物未进入到发泡模具的注入腔前，所述发泡模具调节腔的体积是注入腔体积的100倍，且此时所述调节腔的内腔中处于负压状态。
6.根据权利要求1所述的抗静电聚氨酯泡棉的制备方法，其特征在于：所述步骤二中待发泡混合物未进入到发泡模具的注入腔前，所述发泡模具调节腔的温度与注入腔的温度保持相同。
7.根据权利要求1所述的抗静电聚氨酯泡棉的制备方法，其特征在于：所述发泡模具的注入腔在增大时，初始时，在10s内体积增大到10倍，随后随后开始匀速增大注入腔的体积，并使得注入腔的气压处于逐渐降低的状态，直至注入腔内的气压达到0.05个标准气压，随后控制注入腔内注入腔的体积缓慢增大，并保持注入腔的气压处于恒定状态。
8.根据权利要求1所述的抗静电聚氨酯泡棉的制备方法，其特征在于：所述步骤三中对发泡模具进行降温时，通入的冷却液的温度为35～40℃，且流出的冷却液的温度需要低于45℃时，当进入发泡模具的冷却液与流出发泡模具的冷却液的温度之差低于2℃时，开始向发泡模具内部吹入干燥空气，干燥空气的温度为常温即可。
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