[发明专利]一种衬垫用聚氨酯海绵及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯海绵技术领域，具体而言涉及一种衬垫用聚氨酯海绵及其制备方法。

背景技术

聚氨酯海绵因其具有密度低、弹性好、原料易得及生产工艺简单等优点而广泛应用于服装、航空、汽车、家具、玩具、包装材料等领域，其在服装领域主要用于内衣衬垫、肩膀衬垫等。目前，市面上用于衬垫材料的聚氨酯海绵大都使用甲苯二异氰酸酯(TDI)和二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)等芳香族异氰酸酯，由于TDI和MDI当中的异氰酸酯基与苯环直接相连，长期暴露于光照、氮氧化合物的环境中形成共轭醌式结构的发色基团，使得聚氨酯海绵变黄、物理机械性能下降。

目前，主要采用两种方法来改善衬垫用聚氨酯海绵不耐黄变的现象。一是在聚氨酯海绵的配方中大量添加抗氧剂、稳定剂、紫外光吸收剂等，该方法不仅没能从根本上解决黄变问题，而且抗氧剂和稳定剂具有一定的毒性，危害人身体健康，此外，抗氧剂和稳定剂易迁移，会导致布料发黄，影响衣物的美观性。二是采用脂肪族异氰酸酯代替芳香族异氰酸酯，虽从实质上解决了聚氨酯海绵易变黄的问题，但仍有不足。如中国专利CN102336885A公开了一种环境耐受性较好的聚氨酯海绵的制造方法，其将聚醚多元醇和异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)混合均匀后升温至30-40℃，加入水、表面活性剂、稳定剂、催化剂、物理发泡剂和交联剂高速搅拌3-10秒倒入模具发泡并固化，得到聚氨酯海绵，但是，由于IPDI分子量小，其分子呈极不对称结构，导致得到的聚氨酯海绵泡孔粗大、弹性小、力学性能差、撕裂强度低，在进行车缝工艺时造成聚氨酯海绵破裂。同时，其使用受阻酚类抗氧剂和受阻胺类稳定剂来提高体系的抗氧化变色的能力，但是这两类稳定剂对于聚氨酯泡沫变色问题不是万能的，只能暂时起到防护作用，且受阻酚类抗氧剂易挥发，存储期间会从聚氨酯衬垫迁移到内衣布料上，与氮氧化物反应形成黄色的物质，造成布料和衬垫发黄，影响美观性。此外，其采用二氯甲烷、二氯乙烷、液态二氧化碳、戊烷、氢化含氢氟烃中的至少一种作为物理发泡剂，而二氯甲烷、二氯乙烷和戊烷均有一定的毒性，且易燃易爆，对生产设备和操作人员素质要求较高，氢化含氢氟烃对臭氧层有破坏作用，将逐步被替代，使用液态二氧化碳会增加生产成本。

发明内容

本发明提供了一种衬垫用聚氨酯海绵及其制备方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种衬垫用聚氨酯海绵，包括以下质量份数配方成分：

A料80-100份；

B料70-96份；

所述A料由以下方法制备得到：将第一聚醚多元醇、水、表面活性剂、第一催化剂、交联剂混合，搅拌均匀，即得A料；

所述B料由以下方法制备得到：

(1)取第二聚醚多元醇，在-0.1MPa真空状态下脱水2-3h，脱水温度为110-120℃，直至第二聚醚多元醇的水分含量低于0.1wt％；

(2)经过脱水处理的第二聚醚多元醇进行搅拌，搅拌速度为90-100r/min，搅拌温度为60-80℃，搅拌过程中加入第二催化剂并计时，第二催化剂的加入量为脱水处理的第二聚醚多元醇重量的0.1％；

(3)计时1-2min后，加入H₁₂MDI，搅拌均匀，在60-80℃环境下反应2-4h，直至测定异氰酸酯含量为1-8％；

(4)降温至20±5℃，出料至容器内并向容器内充氮气，密封保存，得到预聚体；

(5)将预聚体和H₁₂MDI按照质量份数比为1：1-2：1混合，即得B料。

发明人选用脂肪族的异氰酸酯是H₁₂MDI，其分子结构高度对称，相较于芳香族的异氰酸酯，其具有较低的毒性和优秀的耐黄变性能，且经车缝工艺不破裂，由H₁₂MDI制得的聚氨酯海绵具有优秀的光稳定性、耐化学品性、耐候性和物理机械性能。上述配方体系中不含有外加的抗氧剂和稳定剂，采用全水发泡，此外，生产设备无需进行易燃易爆特殊改造，生产成本低，原料易得。

进一步，所述A料中各组分的质量份数为：

第一聚醚多元醇90-100份、水3-5份、表面活性剂0.5-3份、第一催化剂1-5份、交联剂4-7份；