【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及聚氨酯領域，具體涉及一種聚氨酯海綿材料及其制備方法。
技術介紹
1、聚氨酯是一種性能介于橡膠與塑料之間的高分子合成材料，其特點是硬度調整范圍寬，既有橡膠的彈性又有塑料的硬度，具有良好的機械性能、耐磨性能和回彈性能，成為了繼pe、pp、pvc、ps、酚醛樹脂后發展最為迅速的高分子材料。聚氨酯海綿是聚氨酯泡沫塑料的一種，屬于軟質聚氨酯泡沫塑料，因其具有密度低、彈性好、透氣性好、耐水性好及原料易得等優點而廣泛應用于服裝、包裝、汽車、航空、家具等領域。目前，大多數海綿廠家還是以甲苯二異氰酸酯(tdi)和二苯基甲烷二異氰酸酯(mdi)等芳香族異氰酸酯為原料，由于tdi和mdi當中的異氰酸酯基與苯環直接相連，長期暴露于光照、氮氧化合物的環境中容易導致變黃、物理機械性能下降。
2、目前，主要有兩種方法可以改善聚氨酯海綿的耐光照、耐老化性能。第一種方法是大量添加抗氧劑、光穩定劑、增白劑等，該方法不能從根本上解決黃變問題，而且大量助劑的存在會在一定程度上危害人的身體健康，此外，抗氧劑易遷移，最終導致布料發黃；第二種方法是采用脂肪族異氰酸酯代替芳香族異氰酸酯，脂肪族異氰酸酯不含苯環，能從根本上解決聚氨酯海綿變黃的問題，但由于脂肪族異氰酸酯反應活性較芳香族異氰酸酯低很多，需要在配方中加入大量催化劑，并且最終得到的海綿的強度和彈性等性能的表現并不太好，所以這種方法也存在很大的不足。
技術實現思路
1、針對現有技術中存在的問題，本專利技術的目的是提供一種聚氨酯海綿材料及其制備方法。
2、本專利技術的目的采用以下技術方案來實現：
3、第一方面，本專利技術提供一種聚氨酯海綿材料的制備方法，包括以下步驟：
4、第一步，制備擴鏈劑：
5、s1、先向反應瓶內加入環氧溴丙烷，然后再依次加入雙(4-羧基苯基)苯基氧化膦和四丁基溴化銨，混合均勻之后，升溫至115-125℃，在冷凝裝置中回流攪拌2-5h，反應結束后，得到第一反應液；
6、s2、將第一反應液降溫至55-60℃，然后向其中滴加堿液至ph為12-13，保溫攪拌反應1.5-3.5h，反應結束后，得到第二反應液；
7、s3、將第二反應液使用55-60℃的去離子水進行水洗至ph＝7-8，靜置分層，收集有機層，干燥除水后，減壓除去溶劑，得到擴鏈劑；
8、第二步，將聚醚多元醇經過真空除水后，依次加入硅油、催化劑、擴鏈劑和發泡劑后，攪拌均勻，再加入多異氰酸酯，再次攪拌均勻，形成聚氨酯預聚產品；
9、第三步，將聚氨酯預聚產品倒入至預熱后的模具內，經過熟化處理后，脫模并干燥，即得到聚氨酯海綿材料。
10、優選地，所述第一步的s1中，雙(4-羧基苯基)苯基氧化膦、四丁基溴化銨和環氧溴丙烷的質量比為1.8-3.6:0.03-0.08:10-20。
11、優選地，所述第一步的s2中，堿液為1-5mol/l的氫氧化鈉溶液。
12、優選地，所述第二步中，聚醚多元醇、多異氰酸酯、硅油、催化劑、擴鏈劑和發泡劑的質量比為65-85:30-40:1.5-2.9:2.1-3.5:1.8-2.6:3-5。
13、優選地，所述第二步中，聚醚多元醇為ptmeg-1000、ptmeg-1800、ptmeg-2000、ptmeg-3000中的一種；更優選地，所述聚醚多元醇為ptmeg-2000。
14、優選地，所述第二步中，多異氰酸酯為改性mdi-2082和液化mdi-100l的混合物，改性mdi-2082和液化mdi-100l的質量比是1-3:1；更優選地，改性mdi-2082和液化mdi-100l的質量比是2:1。
15、優選地，所述第二步中，硅油為硅油bl-898、硅油bl-8002m、硅油bl-620lv中的任意一種；更優選地，硅油為硅油bl-898。
16、優選地，所述第二步中，發泡劑為蒸餾水。
17、優選地，所述第二步中，催化劑為三乙烯二胺和二月桂酸二丁基錫的混合物，三乙烯二胺和二月桂酸二丁基錫的質量比為0.5-1.5:0.5-1.5；更優選地，三乙烯二胺和二月桂酸二丁基錫的質量比為1:1。
18、優選地，所述第二步中，向聚醚多元醇中依次加入硅油、催化劑、擴鏈劑和發泡劑的過程中，每加入一種原料需要以300-500r/min的速度攪拌5-10min。
19、優選地，所述第二步中，加入多異氰酸酯后，以500-800r/min的速度攪拌1-2min。
20、優選地，所述第三步中，預熱后的模具是將模具預先加熱至60-70℃。
21、優選地，所述第三步中，熟化是模具在60-70℃保持15-20h，干燥是40-50℃的真空條件下干燥。
22、第二方面，本專利技術提供一種聚氨酯海綿材料，采用上述制備方法制備得到。
23、本專利技術的有益效果為：
24、1、本專利技術以ptmeg作為聚醚多元醇、以改性mdi-2082和液化mdi-100l的混合物作為多異氰酸酯，制備得到了一種聚氨酯海綿材料，其中擴鏈劑采用雙(4-羧基苯基)苯基氧化膦和環氧溴丙烷反應后的雙環氧產物作為擴鏈劑。本專利技術所制備的聚氨酯海綿材料與常規聚氨酯海綿相比，具有更好強度、彈性等性能的同時，還能有效地增強海綿的耐黃變性。
25、2、傳統的海綿材料比較懼怕強光(特別是紫外光)的照射，經過長時間光照后的海綿很容易出現黃變。而在本專利技術中，除了選用了較為不易黃變的聚醚多元醇和多異氰酸酯外，還使用了一種自制的特殊擴鏈劑，該擴鏈劑不僅能夠使聚氨酯的分子鏈由線性鏈變成支鏈化，而且其中所具有的三苯基氧化膦基團具有一定的紫外線吸收性能，能夠一定程度地抑制海綿在紫外光下的黃變程度，從而使海綿材料不僅保持高強高彈的效果，還能夠具有較好的耐黃變性。
26、3、本專利技術所制備的擴鏈劑的機理在于，雙(4-羧基苯基)苯基氧化膦分子中的兩個羧基能夠與環氧溴丙烷的溴元素結合，脫去hcl，從而使環氧基接枝于分子上，得到含有雙環氧基以及苯基氧化膦基團的化合物。本專利技術將其作為擴鏈劑用于聚氨酯海綿材料的制備，發現不僅對于海綿的性能有所提升，還能有一定的額外耐黃變性，解決了目前添加耐黃變劑不能從根本上解決黃變的問題。
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1.一種聚氨酯海綿材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種聚氨酯海綿材料的制備方法，其特征在于，所述第一步的S1中，雙(4-羧基苯基)苯基氧化膦、四丁基溴化銨和環氧溴丙烷的質量比為1.8-3.6:0.03-0.08:10-20。
3.根據權利要求1所述的一種聚氨酯海綿材料的制備方法，其特征在于，所述第二步中，聚醚多元醇、多異氰酸酯、硅油、催化劑、擴鏈劑和發泡劑的質量比為65-85:30-40:1.5-2.9:2.1-3.5:1.8-2.6:3-5。
4.根據權利要求1所述的一種聚氨酯海綿材料的制備方法，其特征在于，所述第二步中，聚醚多元醇為PTMEG-1000、PTMEG-1800、PTMEG-2000、PTMEG-3000中的一種。
5.根據權利要求1所述的一種聚氨酯海綿材料的制備方法，其特征在于，所述第二步中，多異氰酸酯為改性MDI-2082和液化MDI-100L的混合物，改性MDI-2082和液化MDI-100L的質量比是1-3:1。
6.根據權利要求1所述的一種聚氨酯海綿材料的制備
7.根據權利要求1所述的一種聚氨酯海綿材料的制備方法，其特征在于，所述第二步中，發泡劑為蒸餾水；催化劑為三乙烯二胺和二月桂酸二丁基錫的混合物，三乙烯二胺和二月桂酸二丁基錫的質量比為0.5-1.5:0.5-1.5。
8.根據權利要求1所述的一種聚氨酯海綿材料的制備方法，其特征在于，所述第二步中，向聚醚多元醇中依次加入硅油、催化劑、擴鏈劑和發泡劑的過程中，每加入一種原料需要以300-500r/min的速度攪拌5-10min；加入多異氰酸酯后，以500-800r/min的速度攪拌1-2min。
9.根據權利要求1所述的一種聚氨酯海綿材料的制備方法，其特征在于，所述第三步中，預熱后的模具是將模具預先加熱至60-70℃；熟化是模具在60-70℃保持15-20h，干燥是40-50℃的真空條件下干燥。
10.一種聚氨酯海綿材料，其特征在于，采用權利要求1所述的制備方法制備得到。
...【技術特征摘要】
1.一種聚氨酯海綿材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種聚氨酯海綿材料的制備方法，其特征在于，所述第一步的s1中，雙(4-羧基苯基)苯基氧化膦、四丁基溴化銨和環氧溴丙烷的質量比為1.8-3.6:0.03-0.08:10-20。
3.根據權利要求1所述的一種聚氨酯海綿材料的制備方法，其特征在于，所述第二步中，聚醚多元醇、多異氰酸酯、硅油、催化劑、擴鏈劑和發泡劑的質量比為65-85:30-40:1.5-2.9:2.1-3.5:1.8-2.6:3-5。
4.根據權利要求1所述的一種聚氨酯海綿材料的制備方法，其特征在于，所述第二步中，聚醚多元醇為ptmeg-1000、ptmeg-1800、ptmeg-2000、ptmeg-3000中的一種。
5.根據權利要求1所述的一種聚氨酯海綿材料的制備方法，其特征在于，所述第二步中，多異氰酸酯為改性mdi-2082和液化mdi-100l的混合物，改性mdi-2082和液化mdi-100l的質量比是1-3:1。
6.根據權利要求1所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳玉龍，
申請(專利權)人：惠州市遠安新材料有限公司，
類型：發明
國別省市：
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