一種制備聚氨酯親水軟泡的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于聚氨酯應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種制備聚氨酯親水軟泡的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚氨酯軟泡是指在分子結(jié)構(gòu)中含有氨基甲酸酯鏈段(-NH-C00-)的聚合物。聚氨酯軟泡是聚氨酯泡沫塑料中的一類，包括軟質(zhì)、半硬質(zhì)和硬質(zhì)泡沫產(chǎn)品。從產(chǎn)品承載性能來看，聚氨酯軟泡可分為普通性、高承載性和高回彈性三大類，此外還有慢回彈、自結(jié)皮、親水泡沫、超柔軟、網(wǎng)絡(luò)泡沫等特種泡沫。親水性軟泡屬于特種聚氨酯軟泡的一種，特別在環(huán)保工程的污水處理中作為細(xì)菌載體具有廣闊的市場(chǎng)空間。
[0003]親水性聚氨酯軟泡除滿足普通軟泡的物理和機(jī)械性能，包括密度、回彈性、撕裂強(qiáng)度、壓陷硬度、拉伸強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率等之外，其明顯特征就是較高的吸水和保水率。廣泛應(yīng)用于服裝墊材、織物襯里、體育健身器材、污水處理、醫(yī)療衛(wèi)生器材等。在污水處理工程中，普通軟泡需強(qiáng)制壓入水中才能充分吸水，但其本身仍然是憎水的，這些有益細(xì)菌則不能很好的著床，而親水軟泡作為有益細(xì)菌的載體，能很好地使有益細(xì)菌著床并繁殖。
[0004]在親水軟泡制備過程中常采用下列兩類方法:
[0005](I)直接利用一些親水性物質(zhì)處理。這類方法是將普通軟泡，通過用簡(jiǎn)單的表面活性劑和親水試劑鹽或堿液對(duì)普通泡沫進(jìn)行浸泡，使之成為親水性的。這種含表面活性劑的泡沫塑料用一種，例如氯化鈣的溶液進(jìn)行處理，然后進(jìn)行干燥，在含有表面活性劑的內(nèi)泡沫表面留下大體均勻分布的水合的或可水合的氯化鈣殘余物。在使用中，表面活性劑和氯化鈣水合物的結(jié)合為泡沫塑料提供了親水表面最終使普通具備了吸水性。這種方法的弊端是，僅適合要求不高的一次性制品；泡沫中有殘留物，對(duì)后續(xù)的使用造成一定污染;還有表面活性劑和親水試劑鹽溶解后，軟泡本身的親水狀態(tài)就會(huì)失去。該方法從根本上講并不是真正意義上的親水泡沫。
[0006](2)在聚氨酯高分子主鏈段連段中引入親水性化學(xué)基團(tuán)。有一類方法是利用聚乙二醇、甘油、TDI合成反應(yīng)預(yù)聚物，然后再和聚醚、水、表面活性劑在催化劑作用下反應(yīng)得到含有親水性基團(tuán)(羥基)的軟泡。還有一類方法是以富含氧化乙烯的多元醇(又稱親水性聚醚)先和TDI反應(yīng)得到一種無規(guī)聚合物，再加入發(fā)泡劑，用甘油作交聯(lián)劑反應(yīng)，最終制得親水性軟泡。上述的這些方法在操作和制造工藝上需要兩步法才能完成。第一步，先合成反應(yīng)性預(yù)聚物;第二步，預(yù)聚物再反應(yīng)得到最終制品。因?yàn)榈谝徊筋A(yù)聚體的合成和質(zhì)量指標(biāo)就需要很好的控制，才能保證第二步反應(yīng)的順利進(jìn)行，這本身就已造成過程操作的復(fù)雜性。在就是兩步法合成生產(chǎn)效率低，原材料浪費(fèi)也大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明旨在避免現(xiàn)有技術(shù)中合成生產(chǎn)效率低，原材料浪費(fèi)大的不足，提供一種采用一步法制備的親水性聚氨酯軟泡。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
[0009]—種親水性聚氨酯軟泡的制備方法，采用自制親水助劑，各組分按重量份數(shù)為:環(huán)境溫度控制在20-25°C，物料溫度控制在20-22°C，將原料按重量份:聚醚多元醇100份，胺催化劑0.1-0.5份，錫類催化劑0.1-0.5份，泡沫穩(wěn)定劑0.5-3份，水0.5_7份，1_5份的自制親水劑，依次加入物料桶后，用攪拌機(jī)，轉(zhuǎn)速2000rad/min，混合攪拌20s?30s，靜置3min?5min，再將30-60份的甲苯二異氰酸酯迅速倒入物料混合桶，快速攪拌5s?8s后，將混合物料快速倒入發(fā)泡箱進(jìn)行發(fā)泡，反應(yīng)時(shí)間90s-150s，熟化后裁割成需要的尺寸；
[0010]所述自制親水劑為二羥甲基丙酸和三乙胺的中和產(chǎn)物，要求中和反應(yīng)徹底完成，最終親水劑水溶液呈中性；
[0011]所述甲苯二異氰酸酯的2，4體含量為80%;
[0012]所述聚醚多元醇為羥值30-60mgK0H/g;
[0013]所述胺催化劑優(yōu)選三乙烯二胺、雙(二甲胺基乙基)醚或三乙醇胺中的一種或幾種。
[0014]所述的錫類催化劑為辛酸亞錫或二月桂酸二丁基錫。
[0015]所述泡沫穩(wěn)定劑為硅-碳鍵S1-C共聚物。
[0016]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0017]自制親水性物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)包含兩個(gè)基團(tuán)，一個(gè)基團(tuán)是含羥基的基團(tuán)，另一個(gè)基團(tuán)是親水基團(tuán)。其中羥基參與聚氨酯反應(yīng)后連接到分子鏈上，另一基團(tuán)是親水基團(tuán)，從而高分子鏈具備了親水性。反應(yīng)完成后得到的軟泡具有吸水性能，吸水性的大小可通過親水劑添加劑量的多少調(diào)節(jié)。制備親水性聚氨酯軟泡操作方法簡(jiǎn)單易行，不需要成本昂貴的親水聚醚，成本低;軟泡吸水和保水量可通過親水劑添加量隨意控制。得到的泡沫韌性好，回彈效果好，親水能力強(qiáng)，親水穩(wěn)定性好。
【具體實(shí)施方式】
:
[0018]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述:
[0019]實(shí)施例1
[0020]一種親水性聚氨酯軟泡，由下列原料發(fā)泡而成，各組分按重量份數(shù)為:
[0021 ]聚醚3010 100份
[0022]硅油L5801.2份
[0023]催化劑A-1:0.15份
[0024]A-1是普通市售產(chǎn)品，由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%的雙(二甲氨基乙基)醚與30% —縮二丙二醇(DPG)配成的溶液。
[0025]催化劑A-33(A-33是普通市售產(chǎn)品，含有33%三乙烯二胺的液體催化劑):0.34份
[0026]催化劑Τ_9(辛酸亞錫):0.20份
[0027]水:3份
[0028]自制親水劑:I份(含水量50%)
[0029]自制親水劑是二羥甲基丙酸和三乙胺的中和產(chǎn)物，要求中和反應(yīng)徹底完成，最終親水劑水溶液呈現(xiàn)中性。
[0030]甲苯二異氰酸酯TDI_80:48.3份[0031 ]發(fā)泡方法如下:
[0032]環(huán)境溫度控制在21°C，將聚醚、催化劑、水、泡沫穩(wěn)定劑、自制親水劑等原料按配方稱量后加入物料桶，用攪拌機(jī)(轉(zhuǎn)速3000rad/min)混合攪拌27s，靜置3min，再將甲苯二異氰酸酯稱量后倒入物料混合桶，物料溫度控制在22°C，快速攪拌5s后，將混合物料倒入發(fā)泡箱進(jìn)行發(fā)泡，反應(yīng)時(shí)間103s，熟化后裁割成需要的尺寸。
[0033]經(jīng)檢測(cè):密度為16kg/m3;壓陷硬度(65%)86N;壓陷硬度(25%)34N;壓陷比(65%/25%)2.53；拉伸強(qiáng)度87kPa，撕裂強(qiáng)度3.83N/cm；回彈率39%，伸長(zhǎng)率335%，吸水量61g/g。
[0034]實(shí)施例2
[0035]—種親水性聚氨酯軟泡，由下列原料發(fā)泡而成，各組分按重量份數(shù)為:
[0036]聚醚5613100份
[0037]硅油L5800.6份
[0038]催化劑A-1:0.15份
[0039]A-1是由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%的雙(二甲氨基乙基)醚與30%—縮二丙二醇(DPG)配成的溶液。
[0040]催化劑A_33(含有33%三乙烯二胺的液體催化劑):0.1份
[0041]催化劑Τ_9(辛酸亞錫):0.10份
[0042]水:2.7份
[0043]自制親水劑:4份(含水量50%)
[0044]自制親水劑是二羥甲基丙酸和三乙胺的中和產(chǎn)物，要求中和反應(yīng)徹底完成，最終親水劑水溶液呈現(xiàn)中性。
[0045]甲苯二異氰酸酯TDI_80:53.3份
[0046]發(fā)泡方法如下:
[0047]環(huán)境溫度控制在25°C，將聚醚、催化劑、水、泡沫穩(wěn)定劑、