一种发泡热塑性聚氨酯床垫及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于家居用品领域，具体涉及一种发泡热塑性聚氨酯床垫及其制备方法。
【背景技术】
[0002]众所周知，睡眠是人们的一种主要休息方式。我们人类大部分的休息时间是在床上进行的，在供人们休息的床上铺设床垫已经成为人们生活的一种习惯，可以说床垫的质量与我们的身体健康息息相关。
[0003]目前市场上传统的床垫通常包括表面层和内芯填充部分。其中，表面层围绕提供空腔，内芯填充部分安置在空腔中。目前传统的内芯填充部分主要是采用弹簧，海绵等制成，柔软且有弹性。
[0004]但是目前传统的床垫存在以下不足之处:1、海绵在使用过程中回弹性会逐渐降低，并会不断释放出苯，甲醛等有害气体，对人们的身体健康造成极大的危害；2、弹簧内芯填充部分重量重，加工工艺复杂，不环保等问题。
【发明内容】
[0005]发明目的:本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明第一个目的为公开一种发泡热塑性聚氨酯床垫。其具有高回弹性，形变后回复率高，环保，易生产的优点。本发明的第二个目的为公开一种发泡热塑性聚氨酯床垫的制备方法。
[0006]技术方案:一种发泡热塑性聚氨酯床垫，包括上垫体和下垫体，所述上垫体和所述下垫体均含有发泡热塑性聚氨酯粒子，所述的发泡热塑性聚氨酯粒子具有闭孔结构。
[0007]进一步的，所述发泡热塑性聚氨酯粒子的泡孔尺寸为500?800um。
[0008]进一步的，所述的发泡热塑性聚氨酯粒子直径为I?10mm。
[0009]进一步的，所述的发泡热塑性聚氨酯粒子的本体密度为0.01?0.2g/cm3。
[0010]进一步的，所述的发泡热塑性聚氨酯粒子是基于数均分子量为500?2000g/mol的聚四氢呋喃。
[0011]进一步的，所述的发泡热塑性聚氨酯粒子是基于数均分子量为800?1200g/mol的聚酯多元醇。
[0012]一种发泡热塑性聚氨酯床垫的制备方法，包括以下步骤:
[0013](I)、制备发泡热塑性聚氨酯粒子；
[0014](2)、将100份发泡热塑性聚氨酯粒子、I?50份异氰酸酯预聚物混合均匀后装入模具中，闭合模具；
[0015](3)、将模具温度加热至40?70°C使混合物固化，冷却后脱模即得到发泡热塑性聚氨酯床垫。
[0016]一种发泡热塑性聚氨酯床垫的制备方法，包括以下步骤:
[0017](a)、制备发泡热塑性聚氨酯粒子；
[0018](b)、用步骤(a)中的发泡的热塑性聚氨酯粒子填满模具；
[0019](c)、将I?4bar水蒸汽通入模具中，使发泡的热塑性聚氨酯粒子熔结，冷却后脱模即得到发泡热塑性聚氨酯床垫。
[0020]本发明所述的发泡热塑性聚氨酯粒子是通过热塑性聚氨酯弹性体颗粒制备得到的。
[0021]热塑性聚氨酯弹性体的生产工艺方法如下:采用异氰酸酯，摩尔质量为500-10000g/mol的含有活性氢化合物以及摩尔质量为50_500g/mol的扩链剂混合均匀，合适的话向上述混合物中加入I?100份催化剂，然后在140?180°C下投入挤出机中，反应，挤出，冷却，造粒，得到所述的热塑性聚氨酯弹性体颗粒。
[0022]进一步地，上述反应可以按照常规的异氰酸酯指数进行，优选的异氰酸酯指数优选95-110。所述的异氰酸酯指数定义为异氰酸酯基的总数与含有活性氢化合物和扩链剂中活性氢原子总数的比值。
[0023]进一步地，含有活性氢化合物与扩链剂的摩尔比为0.5-1.5。
[0024]下面举例描述在本发明中优选生产热塑性聚氨酯弹性体颗粒的起始原料:
[0025]异氰酸酯包括脂肪族、脂环族、芳香族以及芳脂族。优选二异氰酸酯，例如甲苯二异氰酸酯(TDI)，二苯基甲烷-2，2’_、2，4’ -或4，4’ 二异氰酸酯(MDI)，3-异氰酸酯基亚甲基-3，5，5-三甲基环己基异氰酸酯(IPDI)，六亚甲基二异氰酸酯(HDI)，二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)，1，5-奈二异氰酸酯(NDI)，对苯二异氰酸酯(PPDI)，1，4-环己烷二异氰酸酯(CHDI)，环己烷二亚甲基二异氰酸酯(HXDI)，特别优选二苯基甲烷-4，4’ 二异氰酸酯(MDI)。
[0026]含有活性氢化合物包括聚酯多元醇，聚醚多元醇以及聚碳酸酯多元醇。优选摩尔质量为800-1200g/mol的聚酯多元醇，例如:聚己二酸乙二醇酯二醇(PEA)，聚己二酸二甘醇酯二醇(PDA)，聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)，聚己二酸丙二醇酯二醇(PPA);以及摩尔质量为500-2000g/mol聚醚多元醇，例如:聚氧化丙烯二醇，聚四氢呋喃多元醇(PTMEG)。在本发明中特别优选摩尔质量为500-2000g/mol聚醚多元醇以及摩尔质量为800_1200g/mol聚己二酸丁二醇酯二醇的一种。
[0027]所述的活性氢化合物的平均官能度为1.8-2.5，优选在1.9-2.0，特别优选为2。
[0028]扩链剂包括摩尔质量为50_500g/mol的脂肪族、芳香族或脂环族二醇化合物。例如，乙二醇(EG) ,1.4-T二醇(BDO)，I, 2-丙二醇(PG)，I, 6-己二醇(HD)，氢醌双(2-羟乙基)醚(HQEE)，间苯二醇双(羟乙基)醚(HER)，一缩二丙二醇(DPG)，I, 4- 二羟甲基环己烷(CHDM);特别优选 1.4- 丁二醇(BDO)。
[0029]催化剂可以促进异氰酸酯基团与活性氢基团的反应速率，常用的催化剂有三亚乙基二胺，二甲基环己胺，三乙胺，N，N，N’，N’ -四乙基甲二胺，1，4_ 二甲基哌嗪，二月桂酸二丁基锡，异辛酸钾，钛酸四丁酯，钛酸四异丙酯。
[0030]本发明的发泡热塑性聚氨酯粒子的制备方法优选按照如下的制备工艺:
[0031](I)采用高速混合机或母料混合机将100重量份热塑性聚氨酯颗粒、I?10重量份泡孔尺寸稳定剂、I?35重量份熔体粘度调节剂混合均匀；
[0032](2)将步骤⑴的混合料投入挤出机，熔融挤出成线条；
[0033](3)将步骤(2)中的线条在水槽中冷却定型后切割，得到热塑性聚氨酯珠粒；
[0034](4)将步骤(3)得到的100份热塑性聚氨酯珠粒、I?40份挥发性发泡剂和200份水加入到高压反应釜中，升温至115?118°C，耐压容器内压力保持在18bar?26bar，在保持高压反应釜内温度、压力恒定20分钟后，将压力容器内悬浮液排放到大气环境中，从而制得发泡热塑性聚氨酯粒子。
[0035]有益效果:本发明公开了一种发泡热塑性聚氨酯床垫及其制备方法，其具有以下有益效果:
[0036]1、该床垫具有高回弹性，形变后回复率高，环保性好；
[0037]2、制备床垫的工艺简单，适合工业化生产。
【具体实施方式】
:
[0038]下面对本发明的【具体实施方式】详细说明。
[0039]具体实施例1
[0040]一种发泡热塑性聚氨酯床垫，包括上垫体和下垫体，上垫体和下垫体均含有发泡热塑性聚氨酯粒子，发泡热塑性聚氨酯粒子具有闭孔结构。
[0041]本实施例中，发泡热塑性聚氨酯粒子的泡孔尺寸为500um。
[0042]本实施例中，发泡热塑性聚氨酯粒子直径为1mm。
[0043]本实施例中，发泡热塑性聚氨酯粒子的本体密度为0.01g/cm3。
[0044]本实施例中，发泡热塑性聚氨酯粒子是基于数均分子量为500g/mol的聚四氢呋喃。
[0045]一种发泡热塑性聚氨酯床垫的制备方法，包括以下步骤:
[0046](I)、制备发泡热塑性聚氨酯粒子
[0047](2)、将100份发泡热塑性聚氨酯粒子、I份异氰酸酯预聚物混合均匀后装入模具中，闭合模具；(模具设有上垫体成型体和下垫体成型体，一次可以同时成型上垫体和下垫体)
[0048](3)、将模具温度加热至40°C使混合物固化，冷却后脱模即得到发泡热塑性聚氨酯床垫。
[0049]在本实施例中，发泡热塑性聚氨酯粒子是采用如下方法制备的:采用Imol数均分子量为500g/mol的聚四氢呋喃，0.35mol的I, 4-丁二醇和1.35mol的二苯基甲烷_4，4’二异氰酸酯在150°C挤出机中反应生产热塑性聚氨酯颗粒。
[0050]采用高速混合机或母料混合机将100重量份热塑性聚氨酯颗粒，I重量份泡孔尺寸稳定剂、I重量份熔体粘度调节剂混合均匀后投入挤出机，熔融挤出成线条，冷却，切粒，得到热塑性聚氨酯珠粒。
[0051]将上述得到的100份热塑性聚氨酯珠粒、20份正戊烷发泡剂和200份水加入到高压反应釜中，将釜内温度升至118°C。在保持高压反应釜内温度、压力恒定20分钟后，将压力容器内悬浮液排放到大气环境中，从而制得发泡热塑性聚氨酯粒子。
[0052]一种发泡热塑性聚氨酯床垫的制备方法，包括以下步骤:
[0053](a)制备发泡热塑性聚氨酯粒子
[0054](b)将发泡的热塑性聚氨酯粒子填满模具，模具中间设有隔板，隔板的两侧分别用于成型上垫体和下垫体；
[0055](c)将Ibar水蒸汽通入模具中，使发泡的热塑性聚氨酯粒子熔结，冷却后脱模即得到发泡热塑性聚氨酯床垫。
[0056]步骤(a)中的发泡热塑性聚氨酯粒子的制备方法与步骤⑴中的发泡热塑性聚氨酯粒子的制备方法相同。
[0057]具体实施例2
[0058]一种发泡热塑性聚氨酯床垫，包括上垫体和下垫体，上垫体和下垫体均含有发泡热塑性聚氨酯粒子，发泡热塑性聚氨酯粒子具有闭孔结构。
[0059]本实施例中，发泡热塑性聚氨酯粒子的泡孔尺寸为800um。
[0060]本实施例中，发泡热塑性聚氨酯粒子直径为10mm。
[0061]本实施例中，发泡热塑性聚氨酯粒子的本体密度为0.2g/cm3。
[0062]本实施例中，发泡热塑性聚氨酯粒子是基于数均分子量为2000g/mol的聚四氢呋喃。
[0063]一种发泡热塑性聚氨酯床垫的制备方法，包括以下步骤:
[0064](I)、制备发泡热塑性聚氨酯粒子；
[0065](2)、将100份发泡