[发明专利]一种开孔剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于慢回弹海绵制备技术领域，具体涉及一种开孔剂及其制备方法和应用。本发明提供的开孔剂包括熔点为100‑160℃的硬脂酸二价金属盐和分散剂；所述分散剂为醇和/或聚醚；所述开孔剂中颗粒的粒径为0.4‑50μm；所述开孔剂中颗粒的平均粒径为5‑10μm。该开孔剂可以用于制备密度为D25‑D100的慢回弹海绵产品，具有较好的开孔效果该开孔剂的用量少，为市场成熟开孔剂产品的30‑50％，成品率高。该开孔剂具有高效的开孔性能，使慢回弹海绵的透气性达到30‑70L/min，75％永久压缩变定@70℃,22hrs测试值小于5％，依然维持慢回弹海绵的特质，慢回弹时间为1‑4s，手感柔软。

技术领域

本发明属于慢回弹海绵制备技术领域，具体涉及一种开孔剂及其制备方法和应用。

背景技术

聚氨酯软质泡沫的应用领域极其广泛，用途涵盖了家私家具、日常消费品、汽车等工业制件以及吸音减震、降噪缓冲的包装、运动防护、医疗和安全设备等，例如沙发、床垫、耳机、口罩、座椅等。聚氨酯软质泡沫中有一种细分应用是慢回弹海绵，又称粘弹性VE海绵或记忆海绵，它们表现为施加外力后的时间响应延迟，低回弹性，压缩后需要较长的时间恢复到原来形状。这种特性通常与聚氨酯的玻璃化转化温度(Tg)有关，当聚合物的Tg与使用环境温度接近时可以呈现粘弹性。合成聚氨酯慢回弹泡沫所采用的小分子多元醇是聚氨酯慢回弹泡沫Tg的主要决定因素，小分子多元醇通常为2-4个官能度，分子量约为350-1500。另外，聚氨酯配方的含水量和异氰酸酯指数对Tg也有很大的影响。正是由于聚氨酯慢回弹泡沫必须使用大量的小分子多元醇，以及配方中较低的水分(通常小于3.5pphp(份/每百份聚醚重量))和较低的异氰酸酯指数(通常小于100)，聚氨酯慢回弹泡沫在工业化生产中比常规聚氨酯软质泡沫在工艺控制、原料选择和配方调整上更难，发泡过程和泡沫的固化易收到配方微小变化以及工艺方案小幅波动的干扰。

典型的聚氨酯慢回弹配方中，由于水分用量相对有限，与异氰酸酯反应的多元醇羟基总量比普通聚氨酯软质泡沫配方要多很多，多元醇和异氰酸酯的交联反应相较于水和异氰酸酯的发泡反应更具竞争优势，减弱了生产CO₂的发泡反应，降低了聚脲聚合物的转化率，由于聚脲聚合物的聚集和分散有利于聚氨酯泡沫结构的开孔，故使整体聚氨酯慢回弹体系更趋向闭孔。另外，少量的水会造成发泡体系面临工艺问题，如更长的乳白时间，不完全膨胀，海绵回落大导致的海绵体上下物性梯度大，收缩、冷变形导致的顶部凹陷两侧鼓出，泡沫塌陷等。慢回弹海绵性能对原料的用量和反应条件极其敏感。由上述因素导致的发泡反应和凝胶反应过程中的失衡经常会使聚氨酯慢回弹海绵出现两个极端的问题：收缩或塌泡。以甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)或TDI/MDI混合物作为异氰酸酯组分生产更高密度的聚氨酯慢回弹海绵时，经常出现体系开孔不足而造成的海绵严重收缩的问题，最终导致成品报废。