[发明专利]一种聚氨酯海绵的制备方法

说明书

本发明开发了一种聚氨酯海绵的制备方法，不利用传统的发泡工艺，而是通过将一液型湿气固化型聚氨酯树脂、易水溶性无机盐、淀粉、有机硅微球、HLB值为4‑15的非离子表面活性剂、溶剂密炼、挤出机通过模具挤出，再放入清水中溶出氯化钙(无机盐)、淀粉后得到聚氨酯海绵。相比于传统方法制备得到的聚氨酯海绵，能够提升聚氨酯海绵的了软弹性、吸水性，能够吸水后达到自身2.5倍‑4.5倍重量后不会变形，不掉渣，而且海绵表面具有消光(绒感)的视觉。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，特别是涉及一种聚氨酯海绵的制备方法。

背景技术

聚氨酯海绵(或聚氨酯泡沫)由于其独特的分子结构，具有较高的舒适性能，当受到一定压力时，聚氨酯回弹泡沫会随着压力而改变形状，使压力平均分布，减少局部受力点，压力释去后，其形状又缓慢恢复到原状。并且，聚氨酯海绵具有吸收液体、贮存液体、使液/气体通过、吸收声音、分选除去固体、吸收冲击等功能。因此，聚氨酯海绵由于其优异的舒适性能，已被广泛应用于家居用品、汽车、鞋材、医疗器械、化妆品等领域。

一般的，聚氨酯海绵的制备方法主要是化学发泡法、物理发泡法。其中，化学发泡法是主流。

在化学发泡法中，由于因化学反应产生的气体而生成气孔，首先很难控制孔径及孔径的分布。由于化学发泡法的机理是在海绵内部产生化学反应而生成气体，气体聚集扩充后将聚氨酯树脂冲破，气孔相连，形成孔道。但是，化学发泡法由于发泡剂的分布及用量、发泡的速度差异，会导致海绵内的气孔大小、形状差别很大、分布不均匀。具体的，其海绵中的孔道分布结构的缺陷是：1.孔道的直径有大有小，不仅导致外观不美观，而且如孔道直径太大，吸水性能差，很难达到瞬时吸水。主要的改进是通过配方的调节(提升表面活性剂的用量)、发泡调节的调整来改善的，但是改善有限。2.孔道的内部可能会有较大的球形洞，这些球形洞不仅会破坏毛细吸水结构而降低吸水性能，而且会影响回弹性能。此类缺陷的改善方法同缺陷1。3.海绵内还存有未冲破聚氨酯壁的孔，这些孔是不具有吸水能力的。现有技术主要是通过用针刺的方法来解决，但是这种方法效率低成本高。4、吸水后发生膨胀变形。

物理发泡法主要是通过物理发泡剂、液态气体(液态二氧化碳、液态氮气)等发泡。物理发泡剂可以是低沸点溶剂，在真空、一定温度的条件下是溶剂快速挥发，形成孔道。液态气体发泡法类似物理发泡剂。中国专利申请CN110283352A公开了一种聚氨酯海绵的制备方法，其中使用甲酸甲酯作为发泡剂，是利用其低沸点的特性，在低压发泡机内发泡。中国专利申请CN109984517A公开了最红具有抗菌阻燃功能的透气海绵床垫的制备方法，其中采用的是液态二氧化碳液态二氧化硅作为发泡剂。但是，这种发泡工艺的成本、设备和人工的要求较高。

并且，上述方法中，为了提高发泡剂的分布以得到孔道均匀的聚氨酯海绵，上述聚氨酯海绵的制备方法都包括聚氨酯的聚合，发泡剂是与多元醇(或其他反应单体或前驱体)一同加入的。

现有技术中，还有一种特殊的方法制备聚氨酯海绵。中国专利申请CN101065426A公开了一种聚氨酯海绵的制备方法，其是通过聚氨酯、溶剂、气孔生成剂(氯化钙、氯化镁)、HLB值为8以上的表面活性剂混合后，进行混炼，成型并使之凝固后，再20-25℃水中放置12小时提取出气孔生成剂，干燥后得到聚氨酯海绵。这种聚氨酯海绵的孔道能够控制在20微米以下，骨架的80％以上为2-20微米的范围尺寸。其具有瞬时吸水性能。但是，该方法具有一些缺陷：1.物料在混炼过程中会严重发热，如果分散不好会导致局部热聚集，使物料变硬，如果是长时间的高温，会导致聚氨酯降解，因此混炼过程中温度不易控制。2.因为物料在混炼过程中的局部高温，使得易溶性无机盐结块，很难通过洗涤溶出，导致海绵密度较高，气孔不规则，表面不够柔软，防掉渣性能也不能满足化妆品海绵的需求。根据该方法制作的海绵主要集中在工业应用。