一種高性能聚氨酯緩沖復合材料的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及緩沖材料領域，具體是一種高性能聚氨酯緩沖復合材料的制備方法。
【背景技術】
[0002] 近年來，基于減輕環(huán)境負荷的觀點，尋求從植物資源得到的源自植物的樹脂，代替 以石油資源為原料的源自石油的樹脂。即，源自植物的樹脂，由從一邊吸收空氣中的〇) 2、一 邊通過光合作用生長的植物得到的原料形成，對應于即使通過使用后的燃燒處理將CO2排 放到大氣中，結果也不會導致大氣中的CO 2量增加，即所謂的碳中和，因此，作為一種有助于 減輕環(huán)境負荷的材料而引人注目。
[0003] 聚氨酯就是一種典型的可碳中和的樹脂，聚氨酯的原料所使用的多元醇成分，迄 今為止，已知有以源自石油的聚醚多元醇、聚酯多元醇為代表的多元醇，另外，還有已知使 用源自植物的作為蓖麻油或蓖麻油衍生物的蓖麻油類多元醇。
[0004] 一方面，聚氨酯復合緩沖材料由于具有優(yōu)異的緩沖性，被廣泛用于汽車等車輛用 坐墊上，還可在車禍時，有效保護人體安全?；谕瑯拥脑?，聚氨酯緩沖材料還被廣泛應 用在汽車前后保險杠上，可有效減少汽車碰撞事故后的損害程度；用在直升機的停機坪上， 具有很好的減震和緩沖效果；用在鞋墊或者鞋底上，可極大的減輕了行走過程中與地面的 沖擊，能夠較好的保護腳部，大大減緩了行走疲勞，避免運動傷害。用在人體關鍵部分的護 具上，可防止摔倒后的骨折等運動傷害。但對于中高端汽車市場，不僅要求坐墊在坐時具有 良好的緩沖感，還要求具有很均衡地硬度和回彈性（即不過硬也不過軟)，以及優(yōu)異的耐久 性(長期使用后，彈性、硬度、厚度等變化小)。
[0005] 另一方面，國內目前生產的聚氨酯汽車緩沖塊不能滿足抗菌的要求，因此只能用 于低端汽車市場或者其他一些對抗菌要求不高的市場。國際上抗菌型汽車緩沖塊的制備起 源于上個世紀90年代，以無機銀離子抗菌劑和有機香草醛類抗菌劑為主，但是這些抗菌劑 耐熱性差，易水解，有效期短，難以滿足中高端汽車市場的需求。

【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種高性能聚氨酯緩沖復合材料的制備方法，用于得到有 助于減少環(huán)境負荷、很均衡地硬度和回彈性、優(yōu)異的耐久性，以及良好的抗菌能力的高性能 聚氨酯復合緩沖材料的源自植物的組合物。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案： 一種高性能聚氨酯緩沖復合材料的制備方法，具體步驟為： (1)抗菌型多元醇的制備：將源自植物的聚酯多元醇升溫到80°C~90°C，全部融化后， 向聚酯多元醇中加入占聚酯多元醇總重量0. 4%~1%的中藥抗菌組合物，以及占聚酯多元 醇總重量4±0. 5%的酯類有機磺酸鹽、叔胺類催化劑、水和有機硅氧烷的混合物，攪拌均 勻，即制得抗菌型多元醇； 所述源自植物的聚酯多元醇為至少具有由每分子中含有2~6個羥基的多元醇1摩爾 與從植物油得到的碳原子數(shù)15個以上的羥基羧酸5~28摩爾縮合而形成的聚酯多元醇； 且其酸值為〇· 1~10mgK0H/g，羥基值為20~160mgK0H/g ; 所述中藥抗菌組合物按照重量份的組分為苦參提取物3~5份、蛇莓提取物3~5份、 蛇蓮提取物3~5份、山茱萸提取物1~3份、車前草提取物1~3份、黃柏提取物1~3 份、透骨草提取物1~3份、細辛提取物1~3份、蒲公英提取物1~3份、魚腥草提取物 1~3份； 所述酯類有機磺酸鹽、叔胺類催化劑、水與有機硅氧烷的質量比為20:1~2:1~ 2:1 ~2 ; (2) 預聚體的制備：將聚醚多元醇、占聚醚多元醇總重量3%~5%的納米玻璃微粉、占聚 醚多元醇總重量2%~4%的酯類有機磺酸鹽、鈦酸類催化劑、水與有機硅氧烷的的混合物按 比例放入反應釜中，快速升溫到80°C~90°C，并在80°C~90°C和氮氣保護下加入改性的 異氰酸酯，反應1~2小時獲得預聚體，該預聚體中異氰酸酯基（-NCO)含量為6%~9% ; 所述聚醚多元醇的總不飽和度為0.050meq/g以下的低單醇多元醇，其由官能團數(shù)為 2~8的活性氫化合物與包括環(huán)氧乙燒的環(huán)氧燒聚合而得到的、羥基值為10~40mgK0H/g 的聚醚多元醇； 所述酯類有機磺酸鹽、鈦酸類催化劑、水與有機硅氧烷的質量比為20:1~2:1~ 2:1 ~2 ; 所述改性的異氰酸酯的制備：過量的二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI)與碳化二亞胺反 應制備異氰酸酯基（-NC0)含量20%~26%的改性的異氰酸酯； (3) 共混：將步驟（1)所得抗菌型多元醇與步驟（2)所得預聚體按質量比1 :1~2在澆 注機混合頭的混合區(qū)混合均勻，制得的混合物料； (4) 澆注成型：將步驟（3)制得的混合物料快速注入到40°C~70°C的硫化機上，快速合 模，硫化15~30min，脫模，得到饒注成型的樣件； (5) 后硫化工藝：將步驟（4)制得的澆注成型的樣件放置在KKTC~120°C烘箱內后硫 化12~36h，即得到高性能聚氨酯復合緩沖材料。
[0008] 作為本發(fā)明進一步的方案：所述聚酯多元醇為選自蓖麻油、氫化蓖麻油、由蓖麻油 脂肪酸縮合物構成的聚酯多元醇，由氫化蓖麻油脂肪酸縮合物構成的聚酯多元醇，羥基化 大豆油和由羥基化大豆油脂肪酸縮合物構成的聚酯多元醇中的1種或2種以上。
[0009] 作為本發(fā)明進一步的方案：所述聚酯多元醇的酸值為4~6mgK0H/g，羥基值為 50 ~100mgK0H/g。
[0010] 作為本發(fā)明進一步的方案：所述聚醚多元醇由官能團數(shù)為4~6的活性氫化合物 與包括環(huán)氧乙烷的環(huán)氧烷聚合而得到的、羥基值為20~30mgK0H/g的聚醚多元醇。
[0011] 作為本發(fā)明進一步的方案：所述中藥抗菌組合物按照重量份的組分為苦參提取物 4份、蛇莓提取物4份、蛇蓮提取物4份、山茱萸提取物2份、車前草提取物2份、黃柏提取物 2份、透骨草提取物2份、細辛提取物2份、蒲公英提取物2份、魚腥草提取物2份。
[0012] 作為本發(fā)明進一步的方案：所述酯類有機磺酸鹽選自鄰苯二甲酸二甲酯磺酸鈉、 間苯二甲酸二甲酯磺酸鹽、對苯二甲酸酯磺酸鈉、鄰苯二甲酸二乙二醇酯磺酸鈉、間苯二甲 酸二乙二醇酯磺酸鈉、對苯二甲酸二乙醇酯磺酸鈉中的1種或2種以上。
[0013] 作為本發(fā)明進一步的方案：所述叔胺類催化劑選自N，N-二丙基-1-丙胺，N，N-二 甲基苯胺，1，4二氮雜雙環(huán)[2. 2. 2]辛烷中的1種或2種以上。
[0014] 作為本發(fā)明進一步的方案：所述鈦酸類催化劑選自鈦酸甲酯、鈦酸乙酯、鈦酸丙 酯、鈦酸丁酯中的1種或2種以上。
[0015] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是： 本發(fā)明制備高性能聚氨酯復合緩沖材料的原料大多源自植物，因此對應于最近的面向 地球環(huán)境保護的社會動向，能夠有助于減少環(huán)境負荷。
[0016] 本發(fā)明制備高性能聚氨酯復合緩沖材料具有很均衡地硬度和回彈性，以及優(yōu)異的 耐久性。
[0017] 本發(fā)明制備高性能聚氨酯復合緩沖材料中中藥抗菌組合物能夠替代化學抑菌劑 殺滅抑制糞大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌等常規(guī)細菌和馬拉色菌等皮膚真菌，該高 性能聚氨酯復合緩沖材料具有止癢、滅菌、去肩、護膚的作用，對皮膚不產生刺激和毒副作 用，同時具有低成本和不污染環(huán)境的優(yōu)勢。
[0018] 本發(fā)明制備高性能聚氨酯復合緩沖材料可廣泛應用于高端汽車坐墊、鞋墊、護具 等領域。
【具體實施方式】
[0019] 下面結合【具體實施方式】對本專利的技術方案作進一步詳細地說明。
[0020] 實施例1 一種高性能聚氨酯緩沖復合材料的制備方法，具體步驟為： (1) 抗菌型多元醇的制備：將源自植物的聚酯多元醇升溫到80°C，全部融化后，向聚 酯多元醇中加入占聚酯多元醇總重量0. 5%的中藥抗菌組合物，以及占聚酯多元醇總重量 3. 5%的酯類有機磺酸鹽、叔胺類催化劑、水和有機硅氧烷的混合物，攪拌均勻，即制得抗菌 型多元醇； (2) 預聚體的制備：將聚醚多元醇、占聚醚多元醇總重量3%的納米玻璃微粉、占聚醚多 元醇總重量2%的酯類有機磺酸鹽、鈦酸類催化劑、水與有機硅氧烷的的混合物按比例放入 反應釜中，快速升溫到80°C，并在80~90°C和氮氣保護下加入改性的異氰酸酯，反應1小 時獲得預聚體，該預聚體中異氰酸酯基（-NC0)含量為6%~7% ; (3) 共混：將步驟（1)所得抗菌型多元醇與步驟（2)所得預聚體按質量比1 :1在澆注機 混合頭的混合區(qū)混合均勻，制得的混合物料； (4) 澆注成型：將步驟（3)制得的混合物料快速注入到40°C的硫化機上，快速合模，硫 化15min，脫模，得到饒注成型的樣件； (5) 后硫化工藝：將步驟（4)制得的澆注成型的樣件放置在KKTC烘箱內后硫化12~ 36h，即得到高性能聚氨酯復合緩沖材料的產品A。
[0021] 實施例2 一種高性能聚氨酯緩沖復合材料的制備方法，具體步驟為： (1)抗菌型多元醇的制備：將源自植物的聚酯多元醇升溫到85°C，全部融化后，向聚酯 多元醇中加入占聚酯多元醇總重量0. 8%的中藥抗菌組合物，以及占聚酯多元醇總重量4% 的酯類有機磺酸鹽、叔胺類催化劑、水和有機硅氧烷的混合物，攪拌均勻，即制得抗菌型多 元醇； (2) 預聚體的制備：將聚醚多元醇、占聚醚多元醇總重量4%的納米玻璃微粉、占聚醚多 元醇總重量3%的酯類有機磺酸鹽、鈦酸類催化劑、水與有機硅氧烷的的混合物按比例放入 反應釜中，快速升溫到85°C，并在85°C和氮氣保護下加入改性的異氰酸酯，反應1. 5小時 獲得預聚體，該預聚體中異氰酸酯基（-NCO)含量為7%~8% ; (3) 共混：將步驟（1)所得抗菌型多元醇與步驟（2)所得預聚體按質量比I :1. 5在澆注 機混合頭的混合區(qū)混合均勻，制得的混合物料； (4) 澆注成型：將步驟（3)制得的混合物料快速注入到55°C的硫化機上，快速合模，硫 化20min，脫模，得到澆注成型的樣件； (5) 后硫化工藝：將步驟（4)制得的澆注成型的樣件放置在IKTC烘箱內后硫化24h， 即得到高性能聚氨酯復合緩沖材料的產品B。
[0022] 實施例3