[发明专利]一种亲水性聚氨酯发泡材料及其制备方法

说明书

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及到一种水性聚氨酯发泡材料及其制备方法。该水性聚氨酯发泡材料包含高PO含量聚醚或低PO含量聚醚，以重量份计，可以包括异氰酸酯预聚体10～30、高PO含量聚醚0～10、发泡剂0.5～30。本发明中的所述的聚氨酯发泡材料采用高环氧丙烷含量的聚醚，制备得到的聚氨酯发泡材料具有很好的亲水性，将同样的水滴滴在该发泡材料表面上能够瞬间铺平，而且发泡材料的发泡倍率很高，达到62.86g/L，适合做成各种亲水性海绵使用。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及到一种水性聚氨酯发泡材料及其制备方法。

背景技术

预聚体法又称为二步法，它是指在合成聚氨酯软泡时，需先制备预聚体，即使用二步工序才能完成。第一步，使用多元醇聚合物，如聚醚多元醇或聚酯多元醇与化学计算量过量的二异氰酸酯反应，首先生产端基为异氰酸酯基团的低聚物，聚氨酯工业中常将它称为预聚物(prepolymer)。在某种意义上讲，它也可以算是一种经过改性的异氰酸酯。第二步是将这种预聚体与水、辅助发泡剂、泡沫稳定剂、催化剂等助剂混合，生成含有氨基甲酸酯、脲基等极性基团的大分子，利用反应生成的二氧化碳和反应释放的大量热量，使低沸点的辅助发泡剂气化，同时，利用催化剂的催化作用，调节链增长反应速率和发泡反应速率二者的平衡使物料在泡沫稳定剂存在下,生成细微、均匀泡沫结构的泡沫体。

一般情况下采用低环氧丙烷含量的聚醚与异氰酸酯预聚体反应，可以得到亲水性好的聚氨酯发泡材料，而当聚醚分子结构中环氧丙烷含量太高时，发泡得到的材料亲水性较差，影响发泡材料的性能。而且，由于环氧丙烷分子结构上的疏水性甲基容易使发泡得到的聚氨酯材料具有疏水性，严重影响发泡材料的亲水性。为此，申请人提供了一种采用高环氧丙环含量聚醚来制备得到亲水性聚氨酯发泡材料。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的第一方面提供了一种亲水性聚氨酯发泡材料，其特征在于，其包括聚醚成分；所述聚醚结构中环氧丙烷单体和环氧乙烷单体的重量比至少为1：1。

作为一种优选的技术方案，所述亲水性聚氨酯发泡材料，以重量份计，包括异氰酸酯预聚体10～30、高PO含量聚醚0～10、发泡剂0.5～30。

作为一种优选的技术方案，所述高PO含量聚醚包括聚醚多元醇。

作为一种优选的技术方案，所述聚醚多元醇的数均分子量为2000～10000。

作为一种优选的技术方案，所述聚醚多元醇的制备原料包括环氧丙烷和环氧乙烷，其中环氧丙烷的质量至少为环氧乙烷质量的3倍。

作为一种优选的技术方案，所述环氧丙烷和环氧乙烷的质量比为4.3～4.8:1。

作为一种优选的技术方案，所述高PO含量聚醚包括还包括0.01～1.5wt％催化剂，0.1～1.5wt％扩链剂，2～4wt％水和0.5～0.8wt％有机硅。

作为一种优选的技术方案，所述催化剂，以重量份计，包括N,N-二甲基乙醇胺0.5～1.0，三乙烯二胺0.2～0.4，双二甲氨基乙基醚0.01～0.03。

作为一种优选的技术方案，所述异氰酸酯预聚体的制备原料包多元醇和混合二异氰酸酯；所述混合二异氰酸酯包括MDI和TDI。

本发明的第二个方面提供了如上所述的亲水性聚氨酯发泡材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)使用多元醇与化学计算量的混合二异氰酸酯反应得到所述异氰酸酯预聚体；

(2)将上述异氰酸酯预聚体与所述高PO含量的聚醚、发泡剂混合，发泡得到所述亲水性聚氨酯发泡材料。

本发明的所述的亲水性聚氨酯方面提供了如上所述的亲水性聚氨酯发泡材料在亲水性海绵制品中的应用。