[发明专利]一种高性能聚氨酯复合缓冲材料的制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及缓冲材料领域，具体是一种高性能聚氨酯复合缓冲材料的制备方法。

背景技术

近年来，基于减轻环境负荷的观点，寻求从植物资源得到的源自植物的树脂，代替以石油资源为原料的源自石油的树脂。即，源自植物的树脂，由从一边吸收空气中的CO₂、一边通过光合作用生长的植物得到的原料形成，对应于即使通过使用后的燃烧处理将CO₂ 排放到大气中，结果也不会导致大气中的CO₂ 量增加，即所谓的碳中和，因此，作为一种有助于减轻环境负荷的材料而引人注目。

聚氨酯就是一种典型的可碳中和的树脂，聚氨酯的原料所使用的多元醇成分，迄今为止，已知有以源自石油的聚醚多元醇、聚酯多元醇为代表的多元醇，另外，还有已知使用源自植物的作为蓖麻油或蓖麻油衍生物的蓖麻油类多元醇。

一方面，聚氨酯复合缓冲材料由于具有优异的缓冲性，被广泛用于汽车等车辆用坐垫上，还可在车祸时，有效保护人体安全。基于同样的原因，聚氨酯缓冲材料还被广泛应用在汽车前后保险杠上，可有效减少汽车碰撞事故后的损害程度；用在直升机的停机坪上，具有很好的减震和缓冲效果；用在鞋垫或者鞋底上，可极大的减轻了行走过程中与地面的冲击，能够较好的保护脚部，大大减缓了行走疲劳，避免运动伤害。用在人体关键部分的护具上，可防止摔倒后的骨折等运动伤害。但对于中高端汽车市场，不仅要求坐垫在坐时具有良好的缓冲感，还要求具有很均衡地硬度和回弹性（即不过硬也不过软），以及优异的耐久性（长期使用后，弹性、硬度、厚度等变化小）。

另一方面，国内目前生产的聚氨酯汽车缓冲垫不能满足抗菌的要求，因此只能用于低端汽车市场或者其他一些对抗菌要求不高的市场。国际上抗菌型汽车缓冲块的制备起源于上个世纪90年代，以无机银离子抗菌剂和有机香草醛类抗菌剂为主，但是这些抗菌剂耐热性差，易水解，有效期短，难以满足中高端汽车市场的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高性能聚氨酯复合缓冲材料的制备方法，用于得到有助于减少环境负荷、很均衡地硬度和回弹性、优异的耐久性，以及良好的抗菌能力的高性能聚氨酯复合缓冲材料的源自植物的组合物。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高性能聚氨酯复合缓冲材料的制备方法，具体步骤为：

（1）抗菌型多元醇的制备：将源自植物的聚酯多元醇升温到80℃～90℃，全部融化后，向聚酯多元醇中加入占聚酯多元醇总重量1%～3%的中药抗菌组合物，以及占聚酯多元醇总重量4±0.5%的酯类有机磺酸盐、叔胺类催化剂、水和有机硅氧烷的混合物，搅拌均匀，即制得抗菌型多元醇；

所述源自植物的聚酯多元醇为至少具有由每分子中含有2～6个羟基的多元醇1摩尔与从植物油得到的碳原子数 15个以上的羟基羧酸5～28摩尔缩合而形成的聚酯多元醇；且其酸值为 0.1～10mgKOH/g，羟基值为20～160mgKOH/g；

所述中药抗菌组合物按照重量份的组分为金银花提取物3～5份、蛇莓提取物3～5份、穿心莲提取物3～5份、薄荷提取物1～3份、车前草提取物1～3份、黄芩提取物1～3份、透骨草提取物1～3份、大蒜提取物1～3份、蒲公英提取物1～3份、鱼腥草提取物1～3份；

所述酯类有机磺酸盐、叔胺类催化剂、水与有机硅氧烷的质量比为20:1～2:1～2:1～2；

（2）预聚体的制备：将聚醚多元醇、占聚醚多元醇总重量3%～5%的纳米玻璃微粉、占聚醚多元醇总重量2%～4%的酯类有机磺酸盐、钛酸类催化剂、水与有机硅氧烷的的混合物按比例放入反应釜中，快速升温到80℃～90℃，并在 80℃～90℃和氮气保护下加入改性的异氰酸酯，反应1～2小时获得预聚体，该预聚体中异氰酸酯基 （-NCO） 含量为6%～9%；

所述聚醚多元醇的总不饱和度为 0.050meq/g 以下的低单醇多元醇，其由官能团数为2～8的活性氢化合物与包括环氧乙烷的环氧烷聚合而得到的、羟基值为10～40mgKOH/g的聚醚多元醇；

所述酯类有机磺酸盐、钛酸类催化剂、水与有机硅氧烷的质量比为20:1～2:1～2:1～2；

所述改性的异氰酸酯的制备：过量的二苯基甲烷二异氰酸酯 （MDI） 与碳化二亚胺反应制备异氰酸酯基 （-NCO）含量20%～26%的改性的异氰酸酯；

（3）共混：将步骤（1）所得抗菌型多元醇与步骤（2）所得预聚体按质量比1：1～2在浇注机混合头的混合区混合均匀，制得的混合物料；