[发明专利]全MDI聚氨酯慢回弹泡沫

说明书

技术领域

本发明属于聚氨酯泡沫技术领域，具体地说，涉及一种全MDI聚氨酯慢回弹泡沫。

背景技术

众所周知，聚氨酯慢回弹泡沫被称之为记忆泡沫、粘弹泡沫，其独特之处是可以顺应承载物的形状，使得接触面积最大化、应力梯度最小化，受力集中点能够得到缓解，局部没有挤压和刺痛感。因此，慢回弹泡沫被广泛用作枕头、床垫、坐垫等，有利于人体血液循环，是一种高舒适性的保健泡沫。

理论上聚氨酯泡沫的回弹性与其相分离程度和玻璃化温度有关，通过选择原料把泡沫的玻璃化温度调整到使用温度，同时降低泡沫的相分离程度，即可得到慢回弹泡沫。通常的工艺路线是把低羟值软泡聚醚和较高羟值的聚醚混合使用，提高泡沫的交联密度，从而既提高了泡沫的玻璃化温度，又降低了相分离程度。如CN1606580、CN1572186、CN1229803都是基于这一理论，泡沫的回弹速度与玻璃化温度Tg的高低有关，慢回弹泡沫的Tg通常在室温。温度较低时感觉很硬，温度较高时回弹较快。慢回弹泡沫追求的是舒适性，单从回弹快慢来评价是片面的。

近几年还有另一种聚氨酯慢回弹泡沫在市场上得到了追捧，即所谓的低温不变硬，而且挤压时还有一种充气感。这种泡沫之所以低温时不太硬，是因为Tg较传统慢回弹泡沫的低。造成泡沫具有充气感的原因是半开孔，泡孔壁呈针形开孔。

本发明发现通过所述技术制备的慢回弹泡沫具有很好的舒适性，泡沫具有很大的应力松弛特征，在应力应变力学测试中，应力随应变的增大而增加的很小，或者说基本不变，体现了慢回弹泡沫的零压力特征。

发明内容

本发明的目的在于提供一种舒适性聚氨酯慢回弹泡沫，特征在于在应力-应变测试曲线中，应力(载荷)基本不随应变(10％～40％)的增加而增大(如图1所示)，泡沫不仅具有慢回弹性，而且具有明显的应力松弛性，表现出慢回弹泡沫的零压力特征。本发明所制备的舒适性聚氨酯慢回弹泡沫，强调了泡沫的舒适性，而不是片面地强调回弹速度。舒适性体现在泡沫具有附图所示的应力松弛特征，应力随应变的增加而增大的很小，或者说基本不变。

尤其，本发明提供了一种全MDI聚氨酯慢回弹泡沫，特征在于由以下原料制备：

a.MDI体系异氰酸酯，官能度是2.1～2.5；

b.聚醚多元醇组分；

c.发泡剂；

d.催化剂；

e.表面活性剂。

所述MDI体系异氰酸酯包括不同异构体的MDI单体、预聚体、低聚物以及它们的混合物。

所述聚醚多元醇例如是以丙二醇或甘油或三羟甲基丙烷小分子多元醇为起始剂，以环氧丙烷或环氧乙烷或其混和物为聚合单体，开环聚合而成，例如以氢氧化钾为催化剂，或例如以双金属氰化物(DMC)为催化剂。环氧丙烷和环氧乙烷不同的嵌段结构直接影响聚醚多元醇的性能。

另外，所述的聚醚多元醇也可以为乙烯基聚合物接枝聚醚多元醇，称之为聚合物聚醚(POP)，也适用于本发明的反应体系，聚合物聚醚POP是以通用聚醚多元醇为基础聚醚，苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯等乙烯基不饱和单体在引发剂的作用下进行自由基聚合而成，这些自由基聚合物以固体颗粒的形式稳定地存在于基础聚醚中；聚合物聚醚POP可以提高泡沫的承载力，同时也具有一定的开孔作用。

所述的聚醚多元醇例如选自具有如下的结构特征的那些：

polyol A甘油起始，环氧丙烷、环氧乙烷的共聚多元醇，环氧乙烷无规或封端共聚，EO含量大于50％，官能度是3，羟值35～56mg KOH/g；

polyol B二丙二醇起始，环氧丙烷、环氧乙烷的共聚多元醇，EO含量小于10％，羟值100～300mg KOH/g；

polyol C二丙二醇起始，环氧丙烷、环氧乙烷的共聚多元醇，EO含量10～25％，羟值28～56mg KOH/g；

polyol D环氧丙烷、环氧乙烷的共聚多元醇，EO含量小于10％，官能度≥3，羟值240～350mg KOH/g。

上述聚醚多元醇可以单独使用一种，也可以将两种或多种结合使用。

本发明使用的发泡剂全部为H₂O，不含任何烃类发泡剂，用量为相对于100份混合聚醚的重量比1～3％。根据对泡沫密度的要求，可以适当增减H₂O的含量。