本發(fā)明屬于聚氨酯材料,具體涉及一種雙組分聚氨酯組合物及其制備的可水洗耐黃變聚氨酯泡沫材料,并進(jìn)一步公開其制備方法。
背景技術(shù):
1、聚氨酯合成材料是一種使用廣泛的高分子材料。為了改善或增強聚氨酯的性能,人們通過在發(fā)泡體系中添加具有特殊功能性材料來制備高性能的聚氨酯復(fù)合材料,如耐低溫、形狀記憶、可水洗等等。根據(jù)在發(fā)泡體系中添加劑性能的不同,就能得到擁有不同功能的聚氨酯泡沫復(fù)合材料,分配至不同的應(yīng)用場景。如目前的脹氣慢回彈海綿,由于其極高的舒適性,被廣泛應(yīng)用于座椅、沙發(fā)、床墊、枕頭等領(lǐng)域。
2、但大部分記憶棉枕頭容易產(chǎn)生黃變現(xiàn)象,且不可以水洗,在長期的使用過程中,很容易產(chǎn)生異味,長此以往,聚氨酯枕頭非但不會給人帶來舒適的體驗,反而會影響人們的使用體驗。
3、目前主流的聚氨酯慢回彈海綿,主要采用高eo含量的聚醚,但其本身存在水洗后溶脹,物理性能下降,海綿容易破裂的問題,而eo含量的降低,雖會改善海綿的溶脹性能,但會大大降低其反應(yīng)活性,導(dǎo)致海綿手感變差。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為此,本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種雙組分聚氨酯組合物,所述聚氨酯組合物中引入hfbma-co-hema聚合物,利用其疏水的特性,降低聚氨酯泡沫材料的溶脹,且氟本身具有很好的耐候性,甲基丙烯酸六氟丁酯的加入,還可以改善聚氨酯材料本身易黃變的問題;
2、本發(fā)明所要解決的第二個技術(shù)問題在于提供一種可水洗耐黃變聚氨酯泡沫材料,所述聚氨酯泡沫材料具有可水洗耐黃變的優(yōu)勢,且具有優(yōu)異的機械性能,可重復(fù)多次水洗;
3、本發(fā)明所要解決的第三個技術(shù)問題在于提供一種可水洗耐黃變聚氨酯泡沫材料的制備方法。
4、為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明所述的一種雙組分聚氨酯組合物,包括獨立的a組分和b組分;其中,
5、所述a組分包括如下重量份的原料組分:
6、聚醚多元醇45-110重量份;
7、hfbma-co-hema聚合物5-10重量份;
8、發(fā)泡劑,其用量占所述聚醚多元醇和hfbma-co-hema聚合物總量的1.5-3wt%;
9、交聯(lián)劑,其用量占所述聚醚多元醇和hfbma-co-hema聚合物總量的0.5-2wt%;
10、泡沫穩(wěn)定劑,其用量占所述聚醚多元醇和hfbma-co-hema聚合物總量的0.5-2wt%;
11、催化劑,其用量占所述聚醚多元醇和hfbma-co-hema聚合物總量的0.1-2wt%;
12、所述b組分包括如下重量份的原料組分:
13、異氰酸酯50-80重量份。
14、具體的,所述雙組分聚氨酯組合物,所述hfbma-co-hema聚合物為甲基丙烯酸六氟丁酯與甲基丙烯酸2-羥基乙酯的聚合物,具有如下所示的結(jié)構(gòu):
15、
16、優(yōu)選的,所述hfbma-co-hema聚合物的分子量為1000-4000。
17、具體的,所述雙組分聚氨酯組合物,所述hfbma-co-hema聚合物的制備方法包括:在保護(hù)氣氛下,以甲基丙烯酸六氟丁酯(hfbma)和甲基丙烯酸2-羥基乙酯(hema)為原料,加入鏈轉(zhuǎn)移劑和引發(fā)劑,溶于有機溶劑中進(jìn)行聚合反應(yīng),收集反應(yīng)物并除去所述有機溶劑,即得;
18、優(yōu)選的,所述甲基丙烯酸六氟丁酯與甲基丙烯酸2-羥基乙酯的摩爾比為6-15:1;
19、優(yōu)選的,所述鏈轉(zhuǎn)移劑包括十二烷基硫醇;
20、優(yōu)選的,所述鏈轉(zhuǎn)移劑的加入量占所述甲基丙烯酸六氟丁酯(hfbma)和甲基丙烯酸2-羥基乙酯(hema)總量的2.0-3.0wt%;
21、優(yōu)選的,所述引發(fā)劑包括aibn;
22、優(yōu)選的,所述引發(fā)劑的加入量占所述甲基丙烯酸六氟丁酯(hfbma)和甲基丙烯酸2-羥基乙酯(hema)總量的0.1-0.3wt%;
23、優(yōu)選的,所述聚合反應(yīng)的溫度為60-70℃,聚合反應(yīng)時間為3-5h;
24、優(yōu)選的,所述有機溶劑包括無水乙醇。
25、具體的,所述雙組分聚氨酯組合物,所述聚醚多元醇包括聚醚多元醇a、聚醚多元醇b或聚醚多元醇c中的至少一種;其中,
26、所述聚醚多元醇a的重均分子量為3000-5000,官能度2-4,以環(huán)氧丙烷和環(huán)氧乙烷的總質(zhì)量為100%計,其環(huán)氧乙烷的含量為60-85wt%;
27、所述聚醚多元醇b的重均分子量為2000-4000,官能度2-4,以環(huán)氧丙烷和環(huán)氧乙烷的總質(zhì)量為100%計,其環(huán)氧丙烷的含量為60-95wt%;
28、所述聚醚多元醇c的重均分子量為500-1500,官能度2-4,以環(huán)氧丙烷和環(huán)氧乙烷的總質(zhì)量為100%計,其環(huán)氧丙烷的含量為90-100wt%。
29、具體的,所述雙組分聚氨酯組合物,所述聚醚多元醇包括聚醚多元醇a、聚醚多元醇b或聚醚多元醇c的混合物;
30、優(yōu)選的,所述聚醚多元醇a、聚醚多元醇b、聚醚多元醇c的質(zhì)量比為20-50:5-20:20-40。
31、具體的,所述雙組分聚氨酯組合物中:
32、所述發(fā)泡劑包括水、二氯甲烷或環(huán)戊烷中的一種;和/或,
33、所述交聯(lián)劑包括官能度為2-4的醇類或胺類小分子化合物中的至少一種,優(yōu)選二乙醇胺、三乙醇胺、甘油中的一種或幾種的混合物;
34、所述泡沫穩(wěn)定劑包括聚硅氧烷-氧化烯烴嵌段共聚物;和/或,
35、所述催化劑包括胺類催化劑或有機金屬類催化劑中的至少一種;和/或,
36、所述異氰酸酯包括異氰酸酯單體、聚異氰酸酯或異氰酸酯預(yù)聚物中的至少一種;優(yōu)選氨基甲酸酯改性的mdi、聚合mdi、4,4-mdi、2,4-mdi、碳化二亞胺改性mdi、tdi或ipdi中的一種或幾種的混合物。
37、本發(fā)明還公開了所述雙組分聚氨酯組合物用于制備可水洗耐黃變聚氨酯泡沫材料的用途。
38、本發(fā)明還公開了一種可水洗耐黃變聚氨酯泡沫材料,其制備原料包括所述雙組分聚氨酯組合物。
39、本發(fā)明還公開了一種所述可水洗耐黃變聚氨酯泡沫材料的制備方法,包括如下步驟:
40、(1)分別按照選定的原料及計量比進(jìn)行配料,得到所述a組分和b組分,備用;
41、(2)取所述a組分與所述b組分于20-30℃進(jìn)行混合并倒入模具成型,開模后進(jìn)行靜置,即得。
42、具體的,所述可水洗耐黃變聚氨酯泡沫材料的制備方法:
43、所述混合步驟包括將所述b組分加入至所述a組分中進(jìn)行快速攪拌3-6s的步驟;和/或,
44、所述成型步驟的時間為5-7min;和/或,
45、所述靜置步驟的時間為12-24h;和/或,
46、所述方法還包括制備所述hfbma-co-hema聚合物的步驟。
47、本發(fā)明所述雙組分聚氨酯組合物,包括獨立的a組分和b組分,其中,a組分包括聚醚多元醇、甲基丙烯酸六氟丁酯(hfbma)與甲基丙烯酸2-羥基乙酯(hema)的無規(guī)聚合物、交聯(lián)劑、發(fā)泡劑、泡沫穩(wěn)定劑、催化劑;所述b組分包括異氰酸酯。本發(fā)明所述雙組分聚氨酯組合物,在傳統(tǒng)聚氨酯合成體系的基礎(chǔ)上,利用甲基丙烯酸六氟丁酯與甲基丙烯酸2-羥基乙酯共聚所得聚合物為改性劑,所述聚氨酯組合物制備的聚氨酯材料具有可水洗耐黃變以及優(yōu)異的拉伸強度、撕裂強度、斷裂伸長率以及一定的耐候性。
48、本發(fā)明所述聚氨酯泡沫材料,在傳統(tǒng)聚氨酯合成體系的基礎(chǔ)上,利用甲基丙烯酸六氟丁酯與甲基丙烯酸2-羥基乙酯共聚所得聚合物為改性劑,在聚氨酯分子鏈中引入hfbma-co-hema聚合物,利用其內(nèi)聚酯結(jié)構(gòu)提供優(yōu)異的機械性能,利用其內(nèi)的氟帶來更好的疏水特性,同時,其作為側(cè)鏈接枝于聚氨酯長鏈中,由于氟本身良好的耐候性,可以使得聚氨酯材料具有更好的耐黃變特性。本發(fā)明所述聚氨酯泡沫材料,相比于單獨使用甲基丙烯酸六氟丁酯與甲基丙烯酸2-羥基乙酯單體的聚氨酯材料體系而言,可有效改善聚氨酯泡沫材料的水洗及耐黃變性能,同時具有優(yōu)異的機械性能,可重復(fù)多次水洗,尤其適用于家用聚氨酯枕頭,方便清潔,更加衛(wèi)生。
49、本發(fā)明所述聚氨酯組合物及聚氨酯泡沫材料,進(jìn)一步優(yōu)化聚醚多元醇的體系,采用高eo聚醚搭配高po聚醚,在保證反應(yīng)活性的基礎(chǔ)上,改善泡沫的疏水性,降低海綿的溶脹倍率。