CN115819715A - 一种凝胶冰垫聚氨酯原液及其制备方法和凝胶冰垫 - Google Patents
一种凝胶冰垫聚氨酯原液及其制备方法和凝胶冰垫 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115819715A CN115819715A CN202310108153.7A CN202310108153A CN115819715A CN 115819715 A CN115819715 A CN 115819715A CN 202310108153 A CN202310108153 A CN 202310108153A CN 115819715 A CN115819715 A CN 115819715A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parts
- component
- gel ice
- ice pad
- stock solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
Abstract
本发明提供一种凝胶冰垫聚氨酯原液及其制备方法和凝胶冰垫，所述凝胶冰垫聚氨酯原液包括A组分和B组分，所述A组分的制备原料包括环氧乙烷‑四氢呋喃共聚醚、聚醚多元醇、扩链剂、增塑剂A、吸水剂和催化剂A，所述B组分为异氰酸酯、聚酯多元醇和增塑剂B的预聚合反应的产物。本发明中提供的凝胶冰垫聚氨酯原液制备的凝胶冰垫具有比热容高、压缩永久变形小的特点。
Description
技术领域
本发明属于聚氨酯材料领域，具体涉及一种凝胶冰垫聚氨酯原液及其制备方法和凝胶冰垫。
背景技术
降温冰垫是一种实用的夏季降温产品，普遍应用于人们的生产和生活环境中。目前市场上的部分冰垫产品在制造时选用的降温材料是水溶胶或冰晶沙，其吸收热量后会发生形态变化，由固态变成液体，具有一定的流动性，因此需要用聚氯乙烯等材料将降温材料进行封装，防止液体流出。这类冰垫产品生产过程繁琐，存在液体泄漏等安全隐患，水溶胶或冰晶沙没有弹性，制得的冰垫产品在使用过程中存在舒适度不好的问题。另一部分冰垫产品选用聚氨酯制备而成，聚氨酯冰垫强度和韧性较好，制备简单方便，但存在比热容低，清凉感较差和长期使用容易塌陷变形的问题。
因此，需要开发一种生产简单方便、清凉感好和长期使用不易变形的聚氨酯材料，以满足凝胶冰垫的性能需求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种凝胶冰垫聚氨酯原液及其制备方法和凝胶冰垫，本发明中所述凝胶冰垫聚氨酯原液制备的凝胶冰垫具有比热容高、压缩永久变形小和长期使用不易塌陷变形等特点。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种凝胶冰垫聚氨酯原液，所述凝胶冰垫聚氨酯原液包括A组分和B组分，所述A组分的制备原料包括环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚、聚醚多元醇、扩链剂、增塑剂A、吸水剂和催化剂A，所述B组分为异氰酸酯、聚酯多元醇和增塑剂B的预聚合反应的产物。
本发明所述的凝胶冰垫聚氨酯原液通过环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚、聚醚多元醇、扩链剂、增塑剂A、吸水剂、催化剂A、异氰酸酯、聚酯多元醇和增塑剂B配合使用，组分间产生相互协同作用，有效的提高了凝胶冰垫的比热容，提高吸热的能力，并提高了力学性能，降低压缩永久变形。
本发明所述环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚为无规共聚的环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚，四氢呋喃链段均匀的分散在整个环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚链段结构中，其粘度低，结晶度低。所述环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚能均匀分散在凝胶冰垫聚氨酯原液中，减小凝胶冰垫的压缩永久变形程度，同时能与其他组分形成协同作用，提高比热容。
优选地，所述环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚的制备方法包括以下步骤：以四氢呋喃和环氧乙烷为原料，以小分子二元醇为起始剂，以路易斯酸为催化剂，经阳离子活性聚合反应得到环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚。
优选地，所述四氢呋喃和环氧乙烷的摩尔比为1:1-1:4（例如1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:3.5或1:4等），所述小分子二元醇选自乙二醇、丙二醇、二乙二醇或丁二醇中的任意一种或至少两种的组合，所述路易斯酸选自三氟化硼***络合物、氯化铝-环己醇络合物、五氯化铌络合物或镧系元素的三氟甲磺酸盐中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述聚合反应的温度为-10℃~10℃（例如-10℃、-8℃、-5℃、-4℃、-3℃、-2℃、-1℃、0℃、1℃、2℃、3℃、4℃、5℃、8℃或10℃等），进一步优选为-5℃-5℃，反应的时间为5h~10h（例如5h、5.5h、6h、6.2h、6.5h、6.8h、7h、7.2h、7.5h、8h、9h、9.5h或10h等），进一步优选为6h-8h。
优选地，所述环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚的羟值为30~150 mgKOH/g，例如30mgKOH/g、50mgKOH/g、70mgKOH/g、90mgKOH/g、100mgKOH/g、110mgKOH/g、120mgKOH/g、130mgKOH/g、140mgKOH/g或150mgKOH/g等。
本发明中，优选环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚的羟值为30~150 mgKOH/g，原因在于：羟值小于30 mgKOH/g的环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚粘度高，不利于加工；羟值大于150mgKOH/g的环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚，制得的凝胶冰垫的压缩永久变形程度变大，弹性下降。
优选地，所述聚醚多元醇选自聚乙二醇聚醚，优选PEG-200、PEG-500或PEG-1000中的任意一种或至少两种的组合。
本发明中，优选聚乙二醇聚醚的原因在于：聚乙二醇聚醚含有大量的羟基基团，能形成大量的氢键结构，能与其他组分形成协同作用，提高凝胶冰垫的比热容。
优选地，所述扩链剂选自3.5-二乙基甲苯二胺、1.2-丙二胺、N-甲基二乙醇胺或异佛尔酮二胺中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述增塑剂A 选自己二酸二丁酯、己二酸二甲酯或己二酸二异丙酯中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述吸水剂选自聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾或聚乙烯醇丙烯酸共聚物中的任意一种或至少两种的组合。
在本发明中，所述吸水剂在制得的凝胶冰垫中起到非常好的吸水作用，在使用过程中，吸水剂吸收一定量的水分后，能够与其他组分形成协同作用，进一步提高凝胶冰垫的比热容。
优选地，所述催化剂A选自不发泡催化剂Niax D-22、Dabco T-9或Dabco T-12中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述异氰酸酯选自六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯或萘二异氰酸酯中任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述聚酯多元醇选自聚己二酸系聚酯多元醇或对苯二甲酸系聚酯多元醇中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述聚酯多元醇的数均分子量为1000~3000，例如1000、1200、1500、1800、2000、2200、2500、2800或3000等。
本发明中，优选聚酯多元醇的数均分子量为1000~3000，原因在于：聚酯多元醇的数均分子量大于3000，聚酯多元醇的粘度会很高，不利于加工；小于1000，制得的凝胶冰垫弹性明显下降，压缩永久变形程度变大。
优选地，所述增塑剂B选自己二酸二辛脂、葵二酸二丁酯或邻苯二甲酸二异壬酯中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述凝胶冰垫聚氨酯原液的A组分包括如下重量份的组分：
环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚 40-80份
聚醚多元醇 10-50份
增塑剂A 10-50份
扩链剂 2-20份
催化剂A 0.1-2.0份
吸水剂 0.5-2.0份。
所述凝胶冰垫聚氨酯原液的A组分中环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚的重量份数为40-80份，例如40份、45份、50份、55份、60份、65份、70份、75份或80份等。
所述凝胶冰垫聚氨酯原液的A组分中聚醚多元醇的重量份数为10-50份，例如10份、15份、20份、25份、30份、35份、40份、45份或50份等。
所述凝胶冰垫聚氨酯原液的A组分中增塑剂A的重量份数为10-50份，例如10份、15份、20份、25份、30份、35份、40份、45份或50份等。
所述凝胶冰垫聚氨酯原液的A组分中扩链剂的重量份数为2-20份，例如2份、4份、6份、8份、10份、12份、15份、18份或20份等。
所述凝胶冰垫聚氨酯原液的A组分中催化剂A的重量份数为0.1-2.0份，例如0.1份、0.3份、0.5份、0.7份、0.9份、1.0份、1.2份、1.4份、1.5份、1.7份、1.9份或2.0份等。
所述凝胶冰垫聚氨酯原液的A组分中吸水剂的重量份数为0.5-2.0份，例如 0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8或2.0等。
优选地，所述凝胶冰垫聚氨酯原液的B组分包括如下重量份的组分：
异氰酸酯 10-30份
聚酯多元醇 20-80份
增塑剂B 20-80份。
所述凝胶冰垫聚氨酯原液的B组分中异氰酸酯的重量份数为10-30份，例如10份、12份、15份、18份、20份、20份、23份、25份、28份或30份等。
所述凝胶冰垫聚氨酯原液的B组分中聚酯多元醇的重量份数为20-80份，例如20份、25份、30份、35份、40份、45份、50份、55份、60份、65份、70份或80份等。
所述凝胶冰垫聚氨酯原液的B组分中增塑剂B的重量份数为20-80份，例如20份、30份、40份、50份、60份、70份或80份等。
优选地，所述A组分还包括0.3-2.5（例如0.3、0.5、0.7、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.3或2.5等）重量份的匀泡剂；所述匀泡剂选自ORTEGOL® 215、DABCO® LK 221、TEGOSTAB® B 8950或DABCO® DC 5000中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述B组分的异氰酸酯、聚酯多元醇和增塑剂B在进行预聚合反应时还包括向体系中加入副反应阻止剂，所述副反应阻止剂在B组分中的含量为10ppm~200ppm（例如10ppm、30ppm、50ppm、70ppm、90ppm、100ppm、120ppm、140ppm、160ppm、180ppm、190ppm或200ppm等），所述副反应阻止剂选自无机酸、有机酸或苯甲酰氯中的任意一种或至少两种的组合。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的凝胶冰垫聚氨酯原液的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
（1）A组分的制备：将A组分的制备原料加入反应器中，升温，混合均匀，冷却出料，获得A组份。
（2）B组分的制备：将聚酯多元醇、异氰酸酯和增塑剂B加入反应器中进行预聚合反应，获得B组份。
优选地，步骤（1）中，所述升温为升温至50-80℃（例如50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃或80℃等），所述冷却为冷却至35-40℃（例如35℃、36℃、37℃、38℃、39℃或40℃等）。
优选地，步骤（2）中，所述预聚合反应的温度为70-80℃（例如70℃、71℃、72℃、73℃、74℃、75℃、76℃、77℃、78℃、79℃或80℃等），反应的时间为2-3h（例如2.1h、2.2h、2.3h、2.4h、2.5h、2.6h、2.7h、2.8h、2.9h或3h等）。
第三方面，本发明提供一种凝胶冰垫，所述凝胶冰垫利用第一方面所述的凝胶冰垫聚氨酯原液制备得到。
优选地，所述利用第一方面所述的凝胶冰垫聚氨酯原液制备凝胶冰垫的方法为将A组分和B组分以质量比为100:15-50（例如100:15、100:20、100:25、100:30、100:35、100:40、100:45或100:50等）进行混合，注入模具反应成型，而后脱模，熟化，得到所述凝胶冰垫。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的凝胶冰垫聚氨酯原液中，通过环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚、聚醚多元醇、扩链剂、增塑剂A、吸水剂、催化剂A、异氰酸酯、聚酯多元醇和增塑剂B进行复配，使所述凝胶冰垫具有高比热容，低压缩永久变形，使用时凉感好，长期使用不易塌陷变形。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
各实施例和对比例中所用的原料及其制备如下：
环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚a，通过如下方法制备：
将四氢呋喃500g，环氧乙烷500g、乙二醇50g和三氟化硼***络合物0.5g分别加入到氮气置换过的反应容器内，0℃条件下，反应6h，终止反应后抽真空除去未反应的单体小分子和水，使用甲苯溶解产物，过滤去除三氟化硼***络合物，滤液经过减压蒸馏后，得到环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚a。
按照GB/T 12008.3-2009测试羟值为90mgKOH/g，按照GB/T12008.8-1992测试粘度为2000mPa·S（40℃）。
环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚b，通过如下方法制备：
将四氢呋喃500g，环氧乙烷1000g、二乙二醇75g和氯化铝-环己醇络合物0.8g分别加入到氮气置换过的反应容器内，10℃条件下，反应6h，终止反应后抽真空除去未反应的单体小分子和水，使用甲苯溶解产物，过滤去除氯化铝-环己醇络合物，滤液经过减压蒸馏后，得到环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚b。
按照GB/T 12008.3-2009测试羟值为56mgKOH/g，按照GB/T12008.8-1992测试粘度为3500mPa·S（40℃）。
环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚c，通过如下方法制备：
将四氢呋喃500g，环氧乙烷1200g、丙二醇145g和五氯化铌络合物0.5g分别加入到氮气置换过的反应容器内，5℃条件下，反应6h，终止反应后抽真空除去未反应的单体小分子和水，使用甲苯溶解产物，过滤去除五氯化铌络合物，滤液经过减压蒸馏后，得到环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚c。
按照GB/T 12008.3-2009测试羟值为120mgKOH/g，按照GB/T12008.8-1992测试粘度为2100mPa·S（40℃）。
环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚d，通过如下方法制备：
将四氢呋喃670g，环氧乙烷330g、乙二醇50g和三氟化硼***络合物0.5g分别加入到氮气置换过的反应容器内，-5℃条件下，反应6h，终止反应后抽真空除去未反应的单体小分子和水，使用甲苯溶解产物，过滤去除三氟化硼***络合物，滤液经过减压蒸馏后，得到环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚d。
按照GB/T 12008.3-2009测试羟值为90mgKOH/g，按照GB/T12008.8-1992测试粘度为1000mPa·S（40℃）。
环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚e，通过如下方法制备：
将四氢呋喃220g，环氧乙烷780g、乙二醇50g和三氟化硼***络合物0.5g分别加入到氮气置换过的反应容器内，0℃条件下，反应6h，终止反应后抽真空除去未反应的单体小分子和水，使用甲苯溶解产物，过滤去除三氟化硼***络合物，滤液经过减压蒸馏后，得到环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚e。
按照GB/T 12008.3-2009测试羟值为90mgKOH/g，按照GB/T12008.8-1992测试粘度为10000mPa·S（40℃）。
聚四氢呋喃醚，通过如下方法制备：
将四氢呋喃1000g、乙二醇50g和三氟化硼***络合物0.5g分别加入到氮气置换过的反应容器内，0℃条件下，反应6h，终止反应后抽真空除去未反应的单体小分子和水，使用甲苯溶解产物，过滤去除三氟化硼***络合物，滤液经过减压蒸馏后，得到聚四氢呋喃醚。
按照GB/T 12008.3-2009测试羟值为90mgKOH/g，按照GB/T12008.8-1992测试粘度为400mPa·S（40℃）。
聚环氧乙烷醚，通过如下方法制备：
将环氧乙烷1000g、乙二醇50g和三氟化硼***络合物0.5g分别加入到氮气置换过的反应容器内，0℃条件下，反应6h，终止反应后抽真空除去未反应的单体小分子和水，使用甲苯溶解产物，过滤去除三氟化硼***络合物，滤液经过减压蒸馏后，得到聚环氧乙烷醚。
按照GB/T 12008.3-2009测试羟值为90mgKOH/g，按照GB/T12008.8-1992测试粘度100000mPa·S（40℃）。
聚酯多元醇a，通过如下方法制备：
向反应釜中依次加入已二酸1500g、乙二醇500g、丁二醇500g，搅拌，开始升温，同时在反应釜上部通入氮气，升温至135℃时恒温1小时后继续升温，升温至180 ℃氮气切换为从反应液面下部通入，并逐步加大氮气量强化脱水。升温至225℃恒温，恒温1 小时后加入0.5g钛酸四丁酯，开始抽真空至-10kpa，进行酯交换反应4小时，得到聚酯多元醇a。
按照HG/T 2709-1995方法测试羟值为56 mgKOH/g，数均分子量为2000。
聚酯多元醇b，通过如下方法制备：
向反应釜中依次加入已二酸1500g、乙二醇220g、二乙二醇880g，搅拌，开始升温，同时在反应釜上部通入氮气，升温至135℃时恒温1小时后继续升温，升温至 180 ℃氮气切换为从反应液面下部通入，并逐步加大氮气量强化脱水。升温至225℃恒温，恒温1小时后加入0.5g钛酸四丁酯，开始抽真空至-10kpa，进行酯交换反应4小时，得到聚酯多元醇b。
按照HG/T 2709-1995方法测试羟值为62mgKOH/g，数均分子量为1800。
聚酯多元醇c，通过如下方法制备：
向反应釜中依次加入已二酸1500g、乙二醇160g、二乙二醇820g，打开搅拌，开始升温，同时在反应釜上部通入氮气，升温至140℃时恒温1小时后继续升温，升温至 180 ℃氮气切换为从反应液面下部通入，并逐步加大氮气量强化脱水。升温至225℃恒温，恒温1小时后加入0.5g钛酸四丁酯，开始抽真空至-10kpa，进行酯交换反应4小时，得到聚酯多元醇c。
按照HG/T 2709-1995方法测试羟值为56mgKOH/g，数均分子量为2000。
其他试剂如无特别说明，均为市售常用商品。
实施例1
本实施例提供一种凝胶冰垫聚氨酯原液及其制备方法，所述凝胶冰垫聚氨酯原液包括A组分和B组分，制备方法如下：
A组分：
将环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚a 50份、聚醚多元醇（PEG-200）20份、增塑剂A（己二酸二丁酯）30份、扩链剂（3.5-二乙基甲苯二胺）2份、催化剂A（Niax D-22）0.6份、匀泡剂（ORTEGOL® 215）0.4份和吸水剂（聚丙烯酸钠）1份投入反应釜中，升温至 60℃混合搅拌2小时，再冷却至 40℃后出料，密封保存。
B组分：
将六亚甲基二异氰酸酯 10份、碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯10份、聚酯多元醇a 40份、增塑剂B（己二酸二辛脂）40份和无机酸（磷酸，其在B组分中的含量为100ppm）置于反应釜中，在氮气保护下升温至 75℃，进行预聚合反应 2.5小时，然后降温至45℃，游离的-NCO 含量为 6.2%，密封保存。
实施例2
本实施例提供一种凝胶冰垫聚氨酯原液及其制备方法，所述凝胶冰垫聚氨酯原液包括A组分和B组分，制备方法如下：
A组分制备：
将环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚b 40份、聚醚多元醇（PEG-500）41份、增塑剂A（己二酸二甲酯）20份、扩链剂（N-甲基二乙醇胺）3份、催化剂A（Dabco T-9）0.3份、匀泡剂（DABCO® LK 221）0.4份和吸水剂（聚丙烯酸钾）1.2份投入反应釜中，升温至 60℃混合搅拌2小时，再冷却至40℃后出料，密封保存。
B组分制备：
将异佛尔酮二异氰酸酯10份、碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯10份、聚酯多元醇b 35份、增塑剂B（葵二酸二丁酯）45份和苯甲酰氯（其在B组分中的含量为200ppm）置于反应釜中，在氮气保护下升温至 75℃，进行预聚合反应 2.5小时，然后降温至45℃，游离的-NCO 含量为5.0%，密封保存。
实施例3
本实施例提供一种凝胶冰垫聚氨酯原液及其制备方法，所述凝胶冰垫聚氨酯原液包括A组分和B组分，制备方法如下：
A组分制备：
将环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚c 60份、聚醚多元醇（PEG-1000）20份、增塑剂A（己二酸二异丙酯）20份、扩链剂（异佛尔酮二胺）4份 、催化剂A（Dabco T-12）0.2份、匀泡剂（TEGOSTAB® B 8950）0.3份和吸水剂（聚丙烯酸钠）2份投入反应釜中，升温至 60℃混合搅拌2小时，再冷却至 40℃后出料，密封保存。
B组分制备：
将萘二异氰酸酯5份、碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯 15份、聚酯多元醇c25份、增塑剂B（邻苯二甲酸二异壬酯）40份和无机酸（磷酸，其在B组分中的含量为20ppm）于反应釜中，在氮气保护下升温至75℃，进行预聚合反应2.5小时，然后降温至45℃，游离的-NCO含量为4.8%，密封保存。
实施例4
本实施例提供一种凝胶冰垫聚氨酯原液及其制备方法，所述凝胶冰垫聚氨酯原液包括A组分和B组分，制备方法如下：
A组分：
将环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚d 50份、聚醚多元醇（PEG-200）20份、增塑剂A（己二酸二丁酯）30份、扩链剂（3.5-二乙基甲苯二胺）2份、催化剂A（Niax D-22）0.6份、匀泡剂（ORTEGOL® 215）0.4份和吸水剂（聚丙烯酸钠）1份投入反应釜中，升温至60℃混合搅拌2小时，再冷却至40℃后出料，密封保存。
B组分：
将六亚甲基二异氰酸酯10份、碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯10份、聚酯多元醇a 40份、增塑剂B（己二酸二辛脂）40份和无机酸（磷酸，其在B组分中的含量为100ppm）置于反应釜中，在氮气保护下升温至75℃，进行预聚合反应2.5小时，然后降温至45℃，游离的-NCO含量为6.2%，密封保存。
实施例5
本实施例提供一种凝胶冰垫聚氨酯原液及其制备方法，所述凝胶冰垫聚氨酯原液包括A组分和B组分，制备方法如下：
A组分：
将环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚e 50份、聚醚多元醇（PEG-200）20份、增塑剂A（己二酸二丁酯）30份、扩链剂（3.5-二乙基甲苯二胺）2份、催化剂A（Niax D-22）0.6份、匀泡剂（ORTEGOL® 215）0.4份和吸水剂（聚丙烯酸钠）1份投入反应釜中，升温至 60℃混合搅拌2小时，再冷却至40℃后出料，密封保存。
B组分：
将六亚甲基二异氰酸酯10份、碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯10份、聚酯多元醇a 40份、增塑剂B（己二酸二辛脂）40份和无机酸（磷酸，其在B组分中的含量为100ppm）置于反应釜中，在氮气保护下升温至75℃，进行预聚合反应2.5小时，然后降温至45℃，游离的-NCO含量为6.2%，密封保存。
对比例1
本对比例中提供一种凝胶冰垫聚氨酯原液及其制备方法。所述凝胶冰垫聚氨酯原液包括A组分和B组分，其与实施例1采用相同的制备方法，不同之处在于A组分未加环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚a。
对比例2
本对比例中提供一种凝胶冰垫聚氨酯原液及其制备方法。所述凝胶冰垫聚氨酯原液包括A组分和B组分，其与实施例1采用相同的制备方法，不同之处在于A组分未加聚醚多元醇（PEG-200）。
对比例3
本对比例中提供一种凝胶冰垫聚氨酯原液及其制备方法。所述凝胶冰垫聚氨酯原液包括A组分和B组分，其与实施例1采用相同的制备方法，不同之处在于A组分未加吸水剂（聚丙烯酸钠）。
对比例4
本对比例中提供一种凝胶冰垫聚氨酯原液及其制备方法。所述凝胶冰垫聚氨酯原液包括A组分和B组分，其与实施例1采用相同的制备方法，不同之处在于A组分中环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚 a替换为同质量的聚四氢呋喃醚。
对比例5
本对比例中提供一种凝胶冰垫聚氨酯原液及其制备方法。所述凝胶冰垫聚氨酯原液包括A组分和B组分，其与实施例1采用相同的制备方法，不同之处在于A组分中环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚 a替换为同质量的聚环氧乙烷醚。
应用例1~5
一种凝胶冰垫，分别采用实施例1~5的凝胶冰垫聚氨酯原液，按照如下方法制备所得。
保持低压发泡机A料罐和B料罐的温度为25℃，将质量比为100:30的凝胶冰垫聚氨酯原液A组分与B组分，通过低压发泡机充分混合，注入45℃的凝胶冰垫模具反应4min时间成型，脱模，在25℃熟化12h，制得所述凝胶冰垫。
应用例6
一种凝胶冰垫，采用实施例1得到的凝胶冰垫聚氨酯原液，按照如下方法制备所得。
保持低压发泡机A料罐和B料罐的温度为25℃，将质量比为100:18的凝胶冰垫聚氨酯原液A组分与B组分，通过低压发泡机充分混合，注入45℃的凝胶冰垫模具反应4min时间成型，脱模，在25℃熟化12h时间，制得所述凝胶冰垫。
应用例7
一种凝胶冰垫，采用实施例1得到的凝胶冰垫聚氨酯原液，按照如下方法制备所得。
保持低压发泡机A料罐和B料罐的温度为25℃，将质量比为100:45的凝胶冰垫聚氨酯原液A组分与B组分，通过低压发泡机充分混合，注入45℃的凝胶冰垫模具反应4min时间成型，脱模，在25℃熟化12h时间，制得所述凝胶冰垫。
对比应用例1~5
一种凝胶冰垫，分别采用对比例1~5得到的凝胶冰垫聚氨酯原液，按照如下方法制备所得。
保持低压发泡机A料罐和B料罐的温度为25℃，将质量比为100:30的凝胶冰垫聚氨酯原液A组分与B组分，通过低压发泡机充分混合，注入45℃的凝胶冰垫模具反应4min时间成型，脱模，在25℃熟化12h时间，制得所述凝胶冰垫。
对比应用例6
一种凝胶冰垫，采用实施例1得到的凝胶冰垫聚氨酯原液，按照如下方法制备所得。
保持低压发泡机A料罐和B料罐的温度为25℃，将质量比为100:10的凝胶冰垫聚氨酯原液A组分与B组分，通过低压发泡机充分混合，注入45℃的凝胶冰垫模具反应4min时间成型，脱模，在25℃熟化12h时间，制得所述凝胶冰垫。
对比应用例7
一种凝胶冰垫，采用实施例1得到的凝胶冰垫聚氨酯原液，按照如下方法制备所得。
保持低压发泡机A料罐和B料罐的温度为25℃，将质量比为100:60的凝胶冰垫聚氨酯原液A组分与B组分，通过低压发泡机充分混合，注入45℃的凝胶冰垫模具反应4min时间成型，脱模，在25℃熟化12h时间，制得所述凝胶冰垫。
对比应用例8
一种凝胶冰垫，所述凝胶冰垫为市售聚氨酯凝胶冰垫，产自祺加制品有限公司。
应用例1~7和对比应用例1~8制得的凝胶冰垫进行压缩永久变形、比热容和使用效果测试，测试方法如下：
（1）压缩永久变形测试：按照GB/T 7759.1-2015《硫化橡胶或热塑性橡胶压缩永久变形的测定 第1部分：在常温及高温条件下》，对凝胶冰垫进行压缩永久变形测试。
（2）比热容测试：按照GB/T 19466.4-2016《塑料差示扫描量热法(DSC)第4部分：比热容的测定》，对凝胶冰垫进行比热容测试。
（3）使用效果测试：
凉感测试：根据皮肤与低于其温度的凝胶冰垫接触瞬间，引起皮肤表面热量快速流失形成的凉爽感觉进行比较和判断。
长期使用变形测试：凝胶冰垫经过三个月持续使用后观察是否有明显变形现象。
测试的结果如表1所示：
表1
注：表1中，“-”代表未测得该结果。
分析表1数据可知，本发明所述凝胶冰垫的压缩永久变形在10.5%以下，比热容在2600J/(kg·K)以上，具有凉感好，长期使用不变形的使用效果。
分析对比应用例1~3与应用例1可知，对比应用例1~3的使用效果不如应用例1，不添加环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚（对比应用例1）压缩永久变形和比热容降低，不添加聚醚多元醇（对比应用例2）比热容降低，不添加吸水剂（对比应用例3）比热容降低。由此可知，本发明中，通过添加环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚，降低了凝胶冰垫的压缩永久变形，通过环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚、聚醚多元醇和吸水剂等组分的配合使用，提高了凝胶冰垫的比热容。
分析对比应用例4~5与应用例1可知，若采用聚四氢呋喃醚（对比例4）或聚环氧乙烷醚（对比例5）代替环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚，制备得到的凝胶冰垫压缩永久变形程度变大，比热容降低，这是由于聚四氢呋喃醚的结构规整结晶性较强，聚环氧乙烷醚的粘度大结晶性强，其与其他原料共混时均易形成相分离，不利于形成聚氨酯软硬段间的氢键结构，难与凝胶冰垫中的其他原料相互协同提高比热容。此外，聚四氢呋喃醚和聚环氧乙烷醚在聚氨酯原液中分散不均匀，导致制备得到的凝胶冰垫的压缩永久变形增大。
分析对比应用例6~7与应用例1可知，若A组分与B组分的质量比大于100:15-50（对比应用例6），凝胶冰垫聚氨酯原液不能熟化，制品不成型；若A组分与B组分的质量比小于100:15-50（对比应用例7），凝胶冰垫聚氨酯原液不能熟化，制品不成型。由此可知，本发明中通过将凝胶冰垫聚氨酯原液A组分与 B组分质量比控制在特定的范围内，制备得到的凝胶冰垫聚氨酯原液具有较好的熟化和成型性。分析对比应用例8和应用例1~7可知，本发明制备的凝胶冰垫压缩永久变形小、比热容高，具有更好的使用效果。
综上所述，本发明通过采用环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚、聚醚多元醇、扩链剂、增塑剂A、吸水剂、催化剂A、异氰酸酯、聚酯多元醇和增塑剂B进行复配，有效的提高了凝胶冰垫中的比热容，降低了压缩永久变形。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的凝胶冰垫聚氨酯原液及其制备方法和凝胶冰垫，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种凝胶冰垫聚氨酯原液，其特征在于，所述凝胶冰垫聚氨酯原液包括A组分和B组分，所述A组分的制备原料包括环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚、聚醚多元醇、扩链剂、增塑剂A、吸水剂和催化剂A，所述B组分为异氰酸酯、聚酯多元醇和增塑剂B的预聚合反应的产物。
2.根据权利要求1所述的凝胶冰垫聚氨酯原液，其特征在于，所述环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚的制备方法包括以下步骤：以四氢呋喃和环氧乙烷为原料，以小分子二元醇为起始剂，以路易斯酸为催化剂，发生阳离子活性聚合反应得到环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚；
所述四氢呋喃和环氧乙烷的摩尔比为1:1-1:4，所述小分子二元醇选自乙二醇、丙二醇、二乙二醇或丁二醇中的任意一种或至少两种的组合，所述路易斯酸选自三氟化硼***络合物、氯化铝-环己醇络合物、五氯化铌络合物或镧系元素的三氟甲磺酸盐中的任意一种或至少两种的组合；
所述聚合反应的温度为-10℃~10℃，反应的时间为5h~10h；
所述环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚的羟值为30~150 mgKOH/g。
3.根据权利要求1所述的凝胶冰垫聚氨酯原液，其特征在于，所述聚醚多元醇选自聚乙二醇聚醚；
所述扩链剂选自3.5-二乙基甲苯二胺、1.2-丙二胺、N-甲基二乙醇胺或异佛尔酮二胺中的任意一种或至少两种的组合；
所述增塑剂A 选自己二酸二丁酯、己二酸二甲酯或己二酸二异丙酯中的任意一种或至少两种的组合；
所述吸水剂选自聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾或聚乙烯醇丙烯酸共聚物中的任意一种或至少两种的组合；
所述催化剂A选自不发泡催化剂Niax D-22、Dabco T-9或Dabco T-12中的任意一种或至少两种的组合。
4.根据权利要求1所述的凝胶冰垫聚氨酯原液，其特征在于，所述异氰酸酯选自六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯或萘二异氰酸酯中任意一种或至少两种的组合；
所述聚酯多元醇选自聚己二酸系聚酯多元醇或对苯二甲酸系聚酯多元醇中的任意一种或至少两种的组合；
所述聚酯多元醇的数均分子量为1000~3000；
所述增塑剂B选自己二酸二辛脂、葵二酸二丁酯或邻苯二甲酸二异壬酯中的任意一种或至少两种的组合。
5.根据权利要求1所述的凝胶冰垫聚氨酯原液，其特征在于，所述A组分包括如下重量份的组分：
环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚 40-80份
聚醚多元醇 10-50份
增塑剂A 10-50份
扩链剂 2-20份
催化剂A 0.1-2.0份
吸水剂 0.5-2.0份；
所述B组分包括如下重量份的组分：
异氰酸酯 10-30份
聚酯多元醇 20-80份
增塑剂B 20-80份。
6.根据权利要求1所述的凝胶冰垫聚氨酯原液，其特征在于，所述A组分还包括0.3-2.5重量份的匀泡剂；所述匀泡剂选自ORTEGOL® 215、DABCO® LK 221、TEGOSTAB® B 8950或DABCO® DC 5000 中的任意一种或至少两种的组合。
7.根据权利要求1所述的凝胶冰垫聚氨酯原液，其特征在于，所述异氰酸酯、聚酯多元醇和增塑剂B在进行预聚合反应时还包括向体系中加入副反应阻止剂，所述副反应阻止剂在B组分中的含量为10ppm~200ppm，所述副反应阻止剂选自无机酸、有机酸或苯甲酰氯中的任意一种或至少两种的组合。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的凝胶冰垫聚氨酯原液的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
（1）A组分的制备：将A组分的制备原料加入反应器中，升温，混合均匀，冷却出料，获得A组份；
（2）B组分的制备：将聚酯多元醇、异氰酸酯和增塑剂B加入反应器中进行预聚合反应，获得B组份。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述升温为升温至50-80℃，所述冷却为冷却至35-40℃；
步骤（2）所述预聚合反应的温度为70-80℃，反应的时间为2-3 h。
10.一种凝胶冰垫，其特征在于，所述凝胶冰垫利用权利要求1-7中任一项所述的凝胶冰垫聚氨酯原液制备得到；
所述利用权利要求1-7中任一项所述的凝胶冰垫聚氨酯原液制备凝胶冰垫的方法为将A组分和B组分以质量比为100:15-50进行混合，注入模具反应成型，而后脱模，熟化，得到所述凝胶冰垫。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310108153.7A CN115819715B (zh) | 2023-02-14 | 2023-02-14 | 一种凝胶冰垫聚氨酯原液及其制备方法和凝胶冰垫 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310108153.7A CN115819715B (zh) | 2023-02-14 | 2023-02-14 | 一种凝胶冰垫聚氨酯原液及其制备方法和凝胶冰垫 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115819715A true CN115819715A (zh) | 2023-03-21 |
| CN115819715B CN115819715B (zh) | 2023-05-02 |
Family
ID=85521166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310108153.7A Active CN115819715B (zh) | 2023-02-14 | 2023-02-14 | 一种凝胶冰垫聚氨酯原液及其制备方法和凝胶冰垫 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115819715B (zh) |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5362834A (en) * | 1991-05-01 | 1994-11-08 | Bayer Aktiengesellschaft | Gel compounds, their production and use |
| US20090108494A1 (en) * | 2006-03-31 | 2009-04-30 | Mika Ito | Cushion body, seat, and method of manufacturing the same |
| CN102827344A (zh) * | 2012-09-05 | 2012-12-19 | 哈尔滨工程大学 | 一种聚氨酯弹性体凝胶及其制备方法 |
| EP3108770A1 (en) * | 2014-02-23 | 2016-12-28 | C-Eng Co., Ltd. | Core material for cushion, and cushion |
| CN108164674A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-15 | 浙江华峰合成树脂有限公司 | 无溶剂不黄变高透亮耐曲折聚氨酯革用树脂及制法和应用 |
| CN108409934A (zh) * | 2018-03-09 | 2018-08-17 | 旭川化学（昆山）有限公司 | 高回弹耐低温聚氨酯鞋底原料及其制备方法 |
| CN109456457A (zh) * | 2018-11-19 | 2019-03-12 | 江苏钟山化工有限公司 | 用于制备耐黄变化妆棉的海绵材料及其制备方法 |
| CN111333804A (zh) * | 2020-04-13 | 2020-06-26 | 江苏德励达新材料有限公司 | 一种制备亲肤性聚氨酯凝胶的聚氨酯体系 |
| US20200354536A1 (en) * | 2010-02-26 | 2020-11-12 | L&P Property Management Company | Polyurethane Gel Particles, Methods and Use in Flexible Foams |
| CN114835878A (zh) * | 2022-04-27 | 2022-08-02 | 盛鼎高新材料有限公司 | 一种耐低温高回弹聚氨酯弹性体及其制备方法 |
-
2023
- 2023-02-14 CN CN202310108153.7A patent/CN115819715B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5362834A (en) * | 1991-05-01 | 1994-11-08 | Bayer Aktiengesellschaft | Gel compounds, their production and use |
| US20090108494A1 (en) * | 2006-03-31 | 2009-04-30 | Mika Ito | Cushion body, seat, and method of manufacturing the same |
| US20200354536A1 (en) * | 2010-02-26 | 2020-11-12 | L&P Property Management Company | Polyurethane Gel Particles, Methods and Use in Flexible Foams |
| CN102827344A (zh) * | 2012-09-05 | 2012-12-19 | 哈尔滨工程大学 | 一种聚氨酯弹性体凝胶及其制备方法 |
| EP3108770A1 (en) * | 2014-02-23 | 2016-12-28 | C-Eng Co., Ltd. | Core material for cushion, and cushion |
| CN108164674A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-15 | 浙江华峰合成树脂有限公司 | 无溶剂不黄变高透亮耐曲折聚氨酯革用树脂及制法和应用 |
| CN108409934A (zh) * | 2018-03-09 | 2018-08-17 | 旭川化学（昆山）有限公司 | 高回弹耐低温聚氨酯鞋底原料及其制备方法 |
| CN109456457A (zh) * | 2018-11-19 | 2019-03-12 | 江苏钟山化工有限公司 | 用于制备耐黄变化妆棉的海绵材料及其制备方法 |
| CN111333804A (zh) * | 2020-04-13 | 2020-06-26 | 江苏德励达新材料有限公司 | 一种制备亲肤性聚氨酯凝胶的聚氨酯体系 |
| CN114835878A (zh) * | 2022-04-27 | 2022-08-02 | 盛鼎高新材料有限公司 | 一种耐低温高回弹聚氨酯弹性体及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115819715B (zh) | 2023-05-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104704017B (zh) | 基于聚醚碳酸酯多元醇的热塑性聚氨酯弹性体的制备和用途 | |
| US5965778A (en) | Polyurethane elastomers having improved green strength and demold time, and polyoxyalkylene polyols suitable for their preparation | |
| JP4272453B2 (ja) | 物理特性が改良されたポリウレタンエラストマーおよびその製造方法 | |
| US20060084710A1 (en) | Flexible foams with low bulk densities and compressive strengths | |
| CN101328254B (zh) | 添加低成本聚碳酸酯多元醇的聚酯型聚氨酯微孔弹性体及制备方法 | |
| MXPA00012713A (es) | Elastomeros de poliuretano que exhiben propiedades mejoradas de desmoldeo, resistencia en crudo y absorcion de agua, y polioles que no presentan turbiedad y son adecuados para la preparacion de estos elastomeros. | |
| US4071492A (en) | Polyurethane-urea elastomers based on propylene oxide-tetrahydrofuran copolymers | |
| KR101081103B1 (ko) | 발포 폴리우레탄의 연질 성형물 및 그의 용도 | |
| WO2007142425A1 (en) | Process for preparing non-yellowing flexible polyurethane foam with high resilience and durability | |
| CN107922606B (zh) | 用于使用双金属氰化物催化剂制备环氧丙烷/环氧乙烷共聚物的方法和如此制备的共聚物 | |
| US3661885A (en) | Polyurethane catalyst | |
| CN110818871B (zh) | 一种聚氨酯鞋底原液及其制备方法 | |
| SG185398A1 (en) | Methods for producing polyetherols | |
| US5856372A (en) | Microcellular elastomers with improved processability and properties | |
| US6395798B1 (en) | Low density microcellular elastomers based on isocyanate-terminated prepolymers | |
| US4448903A (en) | Novel system for the production of polyurethanes | |
| WO2016120399A1 (en) | A thermoplastic polyurethane based on polyether carbonate polyol | |
| CN115819715B (zh) | 一种凝胶冰垫聚氨酯原液及其制备方法和凝胶冰垫 | |
| JP2022541894A (ja) | ポリウレタン組成物、それを用いて調製した製品およびその調製方法 | |
| CN116082623A (zh) | 低滞后损失聚氨酯发泡轮胎用聚醚多元醇及其连续化制备方法 | |
| JP3587051B2 (ja) | 軟質ポリウレタンフォームの製造方法 | |
| EP3572445A1 (en) | Microcellular foaming polyurethane elastomer for jounce bumpers and method for preparing same | |
| CN116874714B (zh) | 低滞后损失聚氨酯发泡轮胎及其制备方法 | |
| JP2000226429A (ja) | 軟質ポリウレタンフォーム | |
| CN116496467B (zh) | 一种仿木聚氨酯原液及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Gel ice cushion polyurethane stock solution, its preparation method and gel ice cushion Effective date of registration: 20230810 Granted publication date: 20230502 Pledgee: Bank of Jiangsu Co.,Ltd. Suzhou Branch Pledgor: XUCHUAN CHEMICAL (SUZHOU) Co.,Ltd. Registration number: Y2023980051419 |