一种回弹性能好的低温感聚氨酯海绵的制作方法

本发明涉及聚氨酯海绵，具体涉及一种回弹性能好的低温感聚氨酯海绵。

背景技术：

1、聚氨酯泡沫是常用的缓冲材料，透气性高，具有优良的抗疲劳性能。聚氨酯作为一种高分子材料，温度对聚氨酯的物性如回弹性、压陷硬度、舒适因子等有较大的影响，温度降低会使聚氨酯网络中的一些链段冻结，明显影响链段的迁移性。近年来，为降低生产成本，低密度产品已成为发展趋势，为了降低密度，需要增加发泡剂水的用量，随着水用量的增加，泡沫中硬段含量增加，温敏性升高，随着环境温度的变化变得过硬或过软，舒适性变差。

2、目前市场常用的慢回弹海绵对温度敏感性较大，冬天温度低海绵较硬，夏天温度高海绵偏软。慢回弹聚氨酯海绵用于床垫枕头等制品时，冬天较硬，对于用户的体验感较差。需寻找对温度敏感性低的原料进行配方搭配，以制造出低温感的海绵。中国专利cn202310353760.x公开了低温感慢回弹聚氨酯材料及其制备方法，其制备的聚氨酯发泡材料，在0℃及0℃以下的环境下，聚氨酯材料硬度变化小，使用时不受温度的限制。但是该慢回弹聚氨酯材料主要应用于鞋材上，其回弹性能不够，尤其在冬天回弹性能较差，而目前床垫制品采用卷压包装，需要海绵有更好的压缩回弹性能。需提供一种回弹性能好的低温感聚氨酯海绵。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种回弹性能好的低温感聚氨酯海绵，能够解决现有技术中聚氨酯海绵对温度敏感性较大、回弹性能不够、尤其在冬天回弹性能较差的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：组份包括聚醚、泡沫稳定剂、链延长剂、反应型复合催化剂、水和异氰酸酯；

3、所述聚醚由聚醚多元醇a、聚醚多元醇b、聚醚多元醇c混合组成；按质量份数比计，所述聚醚多元醇a用量为60-90份，所述聚醚多元醇b用量为2-25份，所述聚醚多元醇c用量为2-25份；

4、所述聚醚多元醇a官能度为3，分子量2500-4000；

5、所述聚醚多元醇b官能度为2，分子量1500-3500；

6、所述聚醚多元醇c官能度为1.5-2.5，分子量2000-3000；

7、所述聚醚多元醇c为改性多元醇，聚醚多元醇c以基础的聚醚三醇为主体加入聚乙烯单体，以苯乙烯为引发剂，使乙烯基单体相对稳定的分散在聚醚中，形成改性多元醇；

8、所述泡沫稳定剂用量为0.05-4份，所述链延长剂用量为0-0.5份，所述反应型复合催化剂用量为0.05-2份，所述水用量为1-5份，所述异氰酸酯用量为40-80份。

9、进一步地，所述链延长剂为多元醇或二胺类低分子化合物。

10、进一步地，所述泡沫稳定剂为有机硅泡沫稳定剂或聚硅氧烷-聚氧化烯烃镶嵌共聚物。

11、进一步地，所述反应型复合催化剂为锡类催化剂、胺类催化剂中的一种或两种的组合。

12、进一步地，所述异氰酸酯为二苯基甲烷-4，4-二异氰酸酯。

13、进一步地，所述聚氨酯海绵的制备方法包括以下步骤：将聚醚、泡沫稳定剂、链延长剂、反应型复合催化剂、水和异氰酸酯制成聚合原料，将原料通过管道输送的方式输送给发泡机，由发泡机机头进行开放连续式低压平泡发泡，将聚合后的物料通过发泡机的发泡喷嘴喷至发泡机降落板上，发泡喷嘴喷射物料的流量控制在80-400kg/min，在降落板的后侧设置有输送带，在降落板上还铺设有牛皮纸，发泡喷嘴将海绵喷至牛皮纸上，牛皮纸随着输送带向前运动，运动速度2-6m/min，从而带动海绵一起向前移动，实现边发泡边输送。

14、本发明的优点在于：通过采用聚醚多元醇a、聚醚多元醇b、聚醚多元醇c混合组成的聚醚作为原料进行聚合发泡，聚醚多元醇c为改性多元醇，可以使海绵的结构、物理性能得到改善，制造出的聚氨酯海绵具有低温感特性，聚氨酯材料因温度变化导致的硬度变化小，使用时不受温度的限制，且聚氨酯海绵压缩后回弹性能大幅度提高，在冬天也能保持良好的压缩回弹性能，可保持较稳定的物理性能，能够应用于床垫等制品。

15、实施方式

16、为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

17、本具体实施方式采用如下技术方案：一种回弹性能好的低温感聚氨酯海绵，组份包括聚醚、泡沫稳定剂、链延长剂、反应型复合催化剂、水和异氰酸酯。

18、聚醚由聚醚多元醇a、聚醚多元醇b、聚醚多元醇c混合组成；按质量份数比计，聚醚多元醇a用量为60-90份，聚醚多元醇b用量为2-25份，聚醚多元醇c用量为2-25份。

19、聚醚多元醇a官能度为3，分子量2500-4000；

20、聚醚多元醇b官能度为2，分子量1500-3500；

21、聚醚多元醇c官能度为1.5-2.5，分子量2000-3000；

22、聚醚多元醇c为改性多元醇，聚醚多元醇c以基础的聚醚三醇为主体加入聚乙烯单体，以苯乙烯为引发剂，使乙烯基单体相对稳定的分散在聚醚中，形成改性多元醇。

23、链延长剂为多元醇或二胺类低分子化合物；泡沫稳定剂为有机硅泡沫稳定剂或聚硅氧烷-聚氧化烯烃镶嵌共聚物；反应型复合催化剂为锡类催化剂、胺类催化剂中的一种或两种的组合；异氰酸酯为二苯基甲烷-4，4-二异氰酸酯。

24、泡沫稳定剂用量为0.05-4份，链延长剂用量为0-0.5份，反应型复合催化剂用量为0.05-2份，水用量为1-5份，异氰酸酯用量为40-80份。

25、聚氨酯海绵的制备方法包括以下步骤：将聚醚、泡沫稳定剂、链延长剂、反应型复合催化剂、水和异氰酸酯制成聚合原料，将原料通过管道输送的方式输送给发泡机，由发泡机机头进行开放连续式低压平泡发泡，将聚合后的物料通过发泡机的发泡喷嘴喷至发泡机降落板上，发泡喷嘴喷射物料的流量控制在80-400kg/min，在降落板的后侧设置有输送带，在降落板上还铺设有牛皮纸，发泡喷嘴将海绵喷至牛皮纸上，牛皮纸随着输送带向前运动，运动速度2-6m/min，从而带动海绵一起向前移动，实现边发泡边输送。

26、实施例1.1

27、一种回弹性能好的低温感聚氨酯海绵，组份包括聚醚、泡沫稳定剂、链延长剂、反应型复合催化剂、水和异氰酸酯；聚醚由聚醚多元醇a、聚醚多元醇b、聚醚多元醇c混合组成；聚醚多元醇a，官能度为3，分子量3000；聚醚多元醇b，官能度为2，分子量2000；聚醚多元醇c为改性多元醇，聚醚多元醇c以基础的聚醚三醇为主体加入聚乙烯单体，以苯乙烯为引发剂，使乙烯基单体相对稳定的分散在聚醚中，形成改性多元醇，聚醚多元醇c官能度为1.5-2.5，分子量3000。

28、链延长剂为二胺类低分子化合物；泡沫稳定剂为有机硅泡沫稳定剂；反应型复合催化剂为胺类催化剂；异氰酸酯为二苯基甲烷-4，4-二异氰酸酯。

29、按质量份数比计，聚醚多元醇a 90份，聚醚多元醇b 5份，聚醚多元醇c 5份，异氰酸酯 50份，链延长剂0.4份，有机硅泡沫稳定剂1.8份，胺类催化剂0.4份，水2.8份。

30、聚氨酯海绵的制备方法包括以下步骤：将聚醚、泡沫稳定剂、链延长剂、反应型复合催化剂、水和异氰酸酯制成聚合原料，将原料通过管道输送的方式输送给发泡机，由发泡机机头进行开放连续式低压平泡发泡，将聚合后的物料通过发泡机的发泡喷嘴喷至发泡机降落板上，发泡喷嘴喷射物料的流量控制在80kg/min，在降落板的后侧设置有输送带，在降落板上还铺设有牛皮纸，发泡喷嘴将海绵喷至牛皮纸上，牛皮纸随着输送带向前运动，运动速度2m/min，从而带动海绵一起向前移动，实现边发泡边输送。

31、实施例1.2

32、该实施例与实施例1.1的区别在于各组分用量为：聚醚多元醇a 90份，聚醚多元醇b 2份，聚醚多元醇c 8份，异氰酸酯 46 份，链延长剂0.4份，有机硅泡沫稳定剂1.6份，胺类催化剂0.45份，水2.8份。

33、实施例1.3

34、该实施例与实施例1.1的区别在于各组分用量为：聚醚多元醇a 90份，聚醚多元醇b 8份，聚醚多元醇c 2份，异氰酸酯 54份，链延长剂0.4份，有机硅泡沫稳定剂2.0份，胺类催化剂0.35份，水2.8份。

35、实施例2.1

36、该实施例与实施例1.1的区别在于各组分用量为：聚醚多元醇a 70份，聚醚多元醇b 15份，聚醚多元醇c 15份，异氰酸酯 53份，链延长剂0.4份，有机硅泡沫稳定剂1.8份，胺类催化剂0.4份，水2.8份。

37、实施例2.2

38、该实施例与实施例1.1的区别在于各组分用量为：聚醚多元醇a 70份，聚醚多元醇b 5份，聚醚多元醇c 25份，异氰酸酯 48份，链延长剂0.4份，有机硅泡沫稳定剂1.4份，胺类催化剂0.48份，水2.8份。

39、实施例2.3

40、该实施例与实施例1.1的区别在于各组分用量为：聚醚多元醇a 70份，聚醚多元醇b 25份，聚醚多元醇c 5份，异氰酸酯 60份，链延长剂0.4份，有机硅泡沫稳定剂2.2份，胺类催化剂0.32份，水2.8份。

41、对比例1

42、该对比例与实施例1.1的区别在于各组分用量为：聚醚多元醇a 50份，聚醚多元醇b 25份，聚醚多元醇c 25份，异氰酸酯 56份，链延长剂0.4份，有机硅泡沫稳定剂1.8份，胺类催化剂0.4份，水2.8份。

43、对比例2

44、该对比例与实施例1.1的区别在于各组分用量为：聚醚多元醇a 50份，聚醚多元醇b 0份，聚醚多元醇c 50份，异氰酸酯 50份，链延长剂0.4份，有机硅泡沫稳定剂1.2份，胺类催化剂0.4份，水2.8份。

45、对比例3

46、该对比例与实施例1.1的区别在于各组分用量为：聚醚多元醇a 50份，聚醚多元醇b 50份，聚醚多元醇c 0份，异氰酸酯 63份，链延长剂0.4份，有机硅泡沫稳定剂2.6份，胺类催化剂0.4份，水2.8份。

47、对比例4：市面流通的正常慢回弹海绵。

48、对实施例1.1-2.3、对比例1-4制备的低温感聚氨酯海绵以及对比例中的慢回弹海绵进行性能检测，测试标准按gb/t24451-2020，在常温下进行物理性能检测，并依据sris0101标准，采用asker c 型硬度计，在25℃及-5℃下检测硬度变化，压缩回弹检测标准按照gb/t 6669-2008，取90%的压缩结果，检测结果如下表所示。

49、

50、由以上测试结果可知：实施例1.1-2.3中，聚醚多元醇a、聚醚多元醇b、聚醚多元醇c配合组成的聚醚作为组分进行发泡，对聚氨酯海绵的密度没有影响，制得的聚氨酯海绵的拉伸强度、撕裂强度都可以达到良好水平，海绵的物理结构性能得到改善，25℃和-5℃硬度差为2左右，而对比例4硬度差较大，甚至达到8.3，实施例制得的聚氨酯海绵具有低温感特性，常温和低温条件下聚氨酯海绵的硬度较为稳定，差距较小；

51、由实施例1.1-2.3测试结果还可以看出，聚醚多元醇a占比为90%和70%时，高温、低温硬度差和复原时间差都较小，硬度差为2，复原时间差为1秒，聚氨酯海绵压缩后回弹性能也大幅度提高，低温也能保持良好的压缩回弹性能，且由于慢回弹海绵复原时间太快也不好，聚醚多元醇a为70份时压缩回弹性能更优，而对比例1-3的测试结果可以看出，聚醚多元醇a的占比为50%时海绵的硬度偏硬，回弹时间波动较大，压缩回弹性能很差；同时，当聚醚多元醇a为70份时，聚醚多元醇b用量多的时候海绵回弹复原时间较快，压缩回弹性能很好，而聚醚多元醇c用量较多时海绵回弹较慢，压缩回弹性能也较差，由于慢回弹海绵需要的复原时间在4秒，复原时间太快不符合慢回弹海绵特性，聚醚多元醇b、c各15份回弹性能最佳。

52、以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。