專利名稱：耐黃變聚氨酯泡棉材料的制作方法及所制造的泡棉材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐黃變聚氨酯泡棉材料的制作方法及其成品，尤其涉及一種利用一步法制備耐黃變聚氨酯泡棉材料的方法及其成品。
背景技術(shù)：
聚氨基甲酸酯泡棉材料(polyurethane foam material)(簡(jiǎn)稱為聚氨酯泡棉材料)為將二異氰酸酯化合物(diisocycanate compound)與多元醇(polyol)反應(yīng)所生成的聚合物，再經(jīng)過發(fā)泡及熟化反應(yīng)后所形成的泡棉材料。依據(jù)不同的產(chǎn)業(yè)需求調(diào)整各試劑的添加量與工藝參數(shù)，可制得各種不同特性的聚氨基甲酸酯泡棉材料，使得聚氨基甲酸酯泡棉材料能夠被廣泛應(yīng)用于紡織、家具、建筑、包裝、電子等產(chǎn)業(yè)中，成為一種十分重要的民生與工業(yè)材料。一般而言，制作聚氨基甲酸酯泡棉材料的方法可分為一步法、半預(yù)聚法及預(yù)聚法(又稱二步法)三種合成方式。其中，一步法可將所有參與反應(yīng)的單體分子(即，二異氰酸酯化合物與多元醇)與其它添加劑一起均勻混合，直接進(jìn)行聚合、交聯(lián)的乳化反應(yīng)，其工藝簡(jiǎn)單且制作成本較低，是最有效率的合成方式。半預(yù)聚法則必須先將二異氰酸酯與部分多元醇反應(yīng)生成末端帶有異氰酸酯的低分子預(yù)聚物(prepolymer),再將另一部份的多元醇及其它添加劑與前述低分子預(yù)聚物反應(yīng)，才能制得聚氨酯泡棉材料。而預(yù)聚法則必須先將二異氰酸酯與多元醇反應(yīng)生成末端帶有異氰酸酯的低分子預(yù)聚物，再將其它添加劑與前述低分子預(yù)聚物反應(yīng)，因此預(yù)聚法必須經(jīng)過兩個(gè)不同的反應(yīng)步驟才能制得聚氨酯泡棉材料?，F(xiàn)有技術(shù)制作聚氨酯泡棉材料多半使用芳香族二異氰酸酯(aromaticdiisocyanate)作為二異氰酸酯化合物，并將其與多元醇反應(yīng)以一步法制得聚氨酯泡棉材料。常用的芳香族二異氰酸酯例如:甲苯二異氰酸酯(toluene diisocyanate, TDI)或二苯基甲燒二異氰酸酯(4，4’ -methylenediphenyl diisocyanate, MDI)。由于芳香族官能基的耐候性不佳且易于 被氧化裂解，使得聚氨酯泡棉材料在高濕度、高熱度的環(huán)境或紫外光照射下使用一段時(shí)間后，容易生成甲苯二胺(toluene diamine, TDA)或二胺基二苯甲燒(diaminodiphenyl methane, MDA)等致癌物質(zhì)，所產(chǎn)生的致癌物質(zhì)中因包含有共軛雙鍵的發(fā)色基團(tuán)，致使聚氨酯泡棉材料發(fā)生黃化現(xiàn)象。為了克服聚氨酯泡棉材料容易生成致癌物質(zhì)與發(fā)生黃化現(xiàn)象等問題，現(xiàn)有技術(shù)試圖通過添加抗氧化劑與抗光熱劑的方式改善前述問題。然而，所添加的抗氧化劑與抗光熱劑會(huì)由聚氨酯泡棉材料的內(nèi)部移行至表面，由于所述的抗氧化劑與抗光熱劑皆為含有游離苯酚或苯酚基團(tuán)的亞磷酸酯類化合物，其經(jīng)過熱壓或水洗處理后會(huì)產(chǎn)生苯酚物質(zhì)，對(duì)人體的皮膚造成傷害，使得此種改良的聚氨酯泡棉材料不適合再應(yīng)用于內(nèi)衣或衛(wèi)生用品等領(lǐng)域中。除了上述改善方法外，亦有研究者試圖利用脂肪族二異氰酸酯(aliphaticdiisocyanate)取代芳香族異氰酸酯，由于脂肪族異氰酸酯本身不具有芳香環(huán)的結(jié)構(gòu)，受熱裂解后也不會(huì)產(chǎn)生共軛雙鍵的發(fā)色基團(tuán)，因而能夠降低聚氨酯泡棉材料發(fā)生黃化的現(xiàn)象，借以獲得耐黃變的聚氨酯泡棉材料。然而，相較于芳香族二異氰酸酯而言，所述的脂肪族二異氰酸酯的化學(xué)反應(yīng)性較差，使得利用脂肪族二異氰酸酯與多元醇制備聚氨酯泡棉材料的技術(shù)一直無法有效應(yīng)用于量化生產(chǎn)的階段。中國(guó)臺(tái)灣專利文獻(xiàn)第200823242號(hào)所述，使用脂肪族二異氰酸酯與多元醇的單體分子制備聚氨酯泡棉材料，由于脂肪族二異氰酸酯的化學(xué)反應(yīng)性太低，因而必須采用預(yù)聚法先將脂肪族異氰酸酯與多元醇反應(yīng)形成一預(yù)聚物，再將所制得的預(yù)聚物、胺類交聯(lián)劑、胺類觸媒(催化劑)、金屬觸媒(催化劑)、界面活性劑、發(fā)泡劑與水等混合物進(jìn)行乳化反應(yīng)及發(fā)泡反應(yīng)，才能制得聚氨酯泡棉材料。承前所述，由于所形成的預(yù)聚物的化學(xué)反應(yīng)性更低，必須借由添加胺類交聯(lián)劑(如:丙基醚雙胺)提高其反應(yīng)活性才能確保反應(yīng)得以順利進(jìn)行。但是，所添加的胺類交聯(lián)劑卻成為采用預(yù)聚法制備聚氨酯泡棉材料發(fā)生黃變的另一主因。此外，前述專利文獻(xiàn)采用預(yù)聚法制備聚氨酯泡棉材料不僅耗時(shí)又工藝繁復(fù)，且選用的發(fā)泡劑(如:二氯甲烷、戊烷等有機(jī)溶劑)又會(huì)對(duì)環(huán)境造成威脅。綜合上述諸多缺點(diǎn)，顯示前述專利文獻(xiàn)所提供的制作方法仍不適合作為量化生產(chǎn)聚氨酯泡棉材料的方式。再者，又如中國(guó)臺(tái)灣專利文獻(xiàn)第201217431號(hào)所述，為了克服脂肪族異氰酸酯的化學(xué)反應(yīng)性過低，造成各試劑經(jīng)由機(jī)臺(tái)輸送所能容忍的誤差范圍也相對(duì)較低的問題，其需采用預(yù)混原料的方式，將聚醚多元醇、聚酯多元醇、鏈延長(zhǎng)劑、發(fā)泡劑、觸媒及界面活性劑等以IOOOrpm的轉(zhuǎn)速攪拌60秒使其均勻混合，先獲得一供發(fā)泡的預(yù)混組成物，使機(jī)臺(tái)輸送試劑不足而影響化學(xué)反應(yīng)性的問題能夠降至最低，并借此提高各試劑的反應(yīng)碰撞機(jī)率，再將反應(yīng)性差的脂肪族異氰酸酯與供發(fā)泡的預(yù)混組成物均勻混合，經(jīng)過發(fā)泡反應(yīng)后制得聚氨酯泡棉材料。承前所述，采用預(yù)混原料的方式制備聚氨酯泡棉材料不僅需耗費(fèi)較高的制作成本，且金屬觸媒、聚酯多元醇與界面活性劑也因此較容易產(chǎn)生水解而降低活性，使聚氨酯泡棉材料的穩(wěn)定度下降，難以適用各種不同的發(fā)泡工藝條件。此外，前述專利文獻(xiàn)中所采用的胺類觸媒容易使聚 氨酯泡棉材料發(fā)生黃變現(xiàn)象，而金屬觸媒包含二丁基錫二月桂酸酯(dibutyltin diIaurate),由于二丁基錫具備強(qiáng)烈的刺激性氣味、吸入體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生灼熱感與呼吸急促、對(duì)水中水生生物毒性非常大并且具有長(zhǎng)期持續(xù)影響等問題，已于2012年被歐盟化學(xué)物質(zhì)注冊(cè)、評(píng)估、授權(quán)和限制法規(guī)(registration, evaluation, authorisation and restriction of chemicals, REACh)與國(guó)際紡織品檢驗(yàn)認(rèn)證協(xié)會(huì)(Internationalassociation for research and testing in the Field of textile ecology, 0ΕΚ0-ΤΕΧ)中限制使用。因此，前述專利文獻(xiàn)所提供的制作方法亦不適合量化生產(chǎn)聚氨酯泡棉材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開的耐黃變聚氨酯泡棉材料及其制作方法，可解決現(xiàn)有技術(shù)使用芳香族異氰酸酯制作聚氨酯泡棉材料容易發(fā)生黃變且使用脂肪族異氰酸酯的反應(yīng)性又太低等問題。為達(dá)成前述目的，本發(fā)明提供一種耐黃變聚氨酯泡棉材料的制作方法，其包含:混合一脂肪族異氰酸酯、一聚醚多元醇混合物、一交聯(lián)劑、一金屬觸媒、一界面活性劑及一發(fā)泡劑，并且進(jìn)行一乳化反應(yīng)，以獲得一乳化混合物，其中該聚醚多元醇混合物由一全伯羥基聚醚多元醇及一多官能度聚醚多元醇所組成，該聚醚多元醇混合物中伯羥基總量占整體聚醚多元醇混合物的端羥基總量的70at%以上，且該全伯羥基聚醚多元醇為聚四亞甲基醚二醇(polytetramethylene ether glycol, PTMEG);將該乳化混合物進(jìn)行一發(fā)泡反應(yīng)，以獲得一發(fā)泡混合物；以及熟化該發(fā)泡混合物，以制得該耐黃變聚氨酯泡棉材料。據(jù)此，本發(fā)明使用聚四亞甲基醚二醇作為全伯羥基聚醚多元醇，利用全伯羥基聚醚多元醇將整體聚醚多元醇混合物中伯羥基總量控制于占整體該聚醚多元醇混合物的端羥基總量的70at%以上，借此提高聚醚多元醇混合物與脂肪族異氰酸酯之間的化學(xué)反應(yīng)性，使脂肪族異氰酸酯及聚醚多元醇混合物能夠以一步法直接與交聯(lián)劑、金屬觸媒、界面活性劑及發(fā)泡劑同時(shí)進(jìn)行聚合與交聯(lián)的乳化反應(yīng)，達(dá)到縮短工藝時(shí)間與降低制作成本的目的。其中，本發(fā)明所選用的脂肪族異氰酸酯可為4，4’-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(4，4’ -dicyclohexylmethane diisocynate, H 12MDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(isophoronediisocyanate, IPDI)、1，6_ 己二異氰酸酯(1，6-hexamethylene diisocyanate, HDI)、氫化苯二亞甲基二異氰酸酯(hydrogenated m-xylylene diisocyanate, H6XDI)或其組合。其中，本發(fā)明所選用的脂肪族異氰酸酯為4，4’-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯，由于4，4’-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯具有雙環(huán)己基的結(jié)構(gòu)，利用此種脂肪族異氰酸酯與聚醚多元醇混合物反應(yīng)后所制得的耐黃變聚氨酯泡棉材料可具備較優(yōu)異的彈性與強(qiáng)度，因而能夠有利于制作出具有慢回彈特性與記憶功能的耐黃變聚氨酯泡棉材料。其中，以聚醚多元醇混合物的總量為100重量份，該脂肪族異氰酸酯的含量介于25至100重量份之間，該交聯(lián)劑的含量介于I至12重量份之間，該金屬觸媒的含量介于0.1至0.5重量份之間，該界面活性劑的含量介于0.1至6重量份之間，且該發(fā)泡劑的含量介于0.9至4重量份之間。其中，所述的多官能度聚醚多元醇非為全伯羥基聚醚多元醇。
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其中，該聚醚多元醇混合物中伯羥基總量占整體聚醚多元醇混合物的端羥基總量的70at%至95at% ;更佳的，該聚醚多元醇混合物中伯羥基總量占整體聚醚多元醇混合物的端羥基總量的75&丨％至85&丨％。相較于仲羥基聚醚多元醇，由于伯羥基聚醚多元醇的化學(xué)反應(yīng)性較高且空間阻礙較小，將聚醚多元醇混合物中伯羥基總量控制于適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，可大幅提高聚醚多元醇混合物與脂肪族異氰酸酯之間的聚合反應(yīng)性，使脂肪族異氰酸酯能夠經(jīng)由一步法直接與聚醚多元醇混合物及其它添加劑進(jìn)行聚合與交聯(lián)反應(yīng)。其中，以聚醚多元醇混合物的總量為100重量份，該全伯羥基聚醚多元醇的含量較佳介于10至50重量份之間；更佳的，以聚醚多元醇混合物的總量為100重量份，該全伯羥基聚醚多元醇的含量介于20至30重量份之間。其中，聚四亞甲基醚二醇的重量平均分子量介于250Da至3000Da之間；更佳的，聚四亞甲基醚二醇的重量平均分子量介于IOOODa至2000Da之間。其中，多官能度聚醚多元醇為甘油-環(huán)氧丙烷-環(huán)氧乙烷共聚醚三醇、環(huán)氧丙烷-環(huán)氧乙烷共聚醚三醇、三羥甲基丙烷-環(huán)氧丙烷-環(huán)氧乙烷共聚醚三醇或其組合。較佳的,本發(fā)明多官能度聚醚多元醇的重量平均分子量介于500Da至12000Da之間；更佳的，多官能度聚醚多元醇的重量平均分子量介于500Da至6000Da之間，以制作各種不同特性的耐黃變聚氨酯泡棉材料。依據(jù)本發(fā)明，可選用的多官能度聚醚多元醇，例如:美國(guó)陶氏化學(xué)公司(DOW chemical company)販賣的VoranolCP-6001 (重量平均分子量為6000)、上海高橋石化販賣的330N(重量平均分子量為4800)。其中，若欲制備較高硬度的耐黃變聚氨酯泡棉材料時(shí)，可選用官能度為3的多官能度聚醚多元醇參與反應(yīng)。于此，可選用的多官能度聚醚多元醇為甘油-環(huán)氧丙烷-環(huán)氧乙烷共聚醚三醇，且其重量平均分子量較佳介于IOOODa至4000Da之間，更佳介于2000Da至3000Da之間，例如:天津第三石化公司販賣的TEP-551C (重量平均分子量為3000)。其中，若欲制備慢回彈的耐黃變聚氨酯泡棉材料時(shí)，可選用官能度介于2至3之間的多官能度聚醚多元醇參與反應(yīng)。于此，所選用的多官能度聚醚多元醇為環(huán)氧丙烷-環(huán)氧乙烷共聚醚三醇，且其重量平均分子量較佳介于500Da至1600Da，更佳介于550Da至1200Da之間，例如:美國(guó)陶氏化學(xué)公司販賣的Voranol 2070 (重量平均分子量為700)及韓國(guó)SKC公司販賣的SKC 1030(重量平均分子量550)等。其中，可添加如硅酮化合物的界面活性劑調(diào)控聚氨酯泡棉材料的泡孔尺寸、細(xì)致度及規(guī)整度。若欲制備粗孔聚氨酯泡棉材料(泡孔小于40pores per inch (PPI))時(shí),可選用的界面活性劑例如:二甲聚硅氧烷(商品名稱DABCO DC193)。較佳的，該界面活性劑的含量介于0.1至0.5重量份，且界面活性劑與其它試劑以600至800rpm的速度下攪拌，借以獲得一用以制作粗孔聚氨酯泡棉材料的乳化混合物。

若欲制備細(xì)孔聚氨酯泡棉材料(泡孔大于40PPI)時(shí)，可選用的界面活性劑例如:聚環(huán)氧烷-甲基硅氧烷共聚物(商品名稱DABCO DC5906)。較佳的，該界面活性劑的含量介于0.5至3.6重量份，且該界面活性劑與其它試劑以1500至3000rpm的速度下攪拌，借以獲得一用以制作細(xì)孔聚氨酯泡棉材料的乳化混合物。于此，本發(fā)明可選用的界面活性劑、含量與攪拌速度并非僅限于此。依據(jù)本發(fā)明耐黃變聚氨酯泡棉材料的制作方法，可選用合適的界面活性劑與工藝條件，控制所形成的泡孔規(guī)整度，借以制得粗孔或細(xì)孔聚氨酯泡棉材料。依據(jù)本發(fā)明耐黃變聚氨酯泡棉材料的制作方法，更進(jìn)一步包含以800至6000rpm(revolution per minute)的速度攪拌該乳化混合物，以確保所制得的耐黃變聚氨酯泡棉材料的泡孔規(guī)整度。其中，各試劑進(jìn)行乳化反應(yīng)的溫度介于25°C至40° C。其中，乳化反應(yīng)的時(shí)間介于I秒至200秒之間。其中，該乳化混合物進(jìn)行發(fā)泡反應(yīng)的溫度介于25° C至60° C。其中，發(fā)泡反應(yīng)的時(shí)間介于I分鐘至10分鐘。其中，所述的“端羥基”指一個(gè)連接于長(zhǎng)鏈分子末端的羥基基團(tuán)。其中，所述的“伯羥基”指一連接于伯碳原子的羥基基團(tuán)(-0H group)，該伯碳原子僅與一個(gè)碳原子相連接。其中，所述的“全伯羥基聚醚多元醇”指一化合物中所包含的所有端羥基皆為伯羥基，即，所有端羥基皆連接于伯碳原子上，而不連接于仲碳原子上。此外，本發(fā)明提供的一種具備較強(qiáng)耐黃變特性的聚氨酯泡棉材料的制作方法，其不添加任何胺類多元醇化合物或胺類觸媒，因而能夠完全避免胺基團(tuán)降低聚氨酯泡棉材料的耐黃變能力，進(jìn)而提升本發(fā)明耐黃變聚氨酯泡棉材料的耐黃變能力。其中，所述的交聯(lián)劑較佳包含有丙三醇(glycerine)、聚丙三醇(如天津第三石化公司販賣的 TMN350、TMN450 或 TMN500 等產(chǎn)品)、乙二醇(ethylene glycol) ,1, 4- 丁二醇、二乙二醇、二丙二醇、三輕甲基丙燒(trimethylolpropane)、聚三輕甲基丙燒或其組合。其中，所述的交聯(lián)劑不含有胺類多元醇化合物，因而能夠有效提升本發(fā)明聚氨酯泡棉材料的耐黃變能力。其中，本發(fā)明耐黃變聚氨酯泡棉材料的制作方法的乳化反應(yīng)的步驟中不添加任何胺類觸媒，例如:二乙醇胺(diethanolamine)或三伸乙二胺(triethylene diamine),仍可確保脂肪族異氰酸酯能夠以一步法與聚醚多元醇及其它添加劑反應(yīng)，并借此提升本發(fā)明聚氨酯泡棉材料的耐黃變能力。再者，本發(fā)明提供的一種對(duì)環(huán)境友善的耐黃變聚氨酯泡棉材料的制作方法，使耐黃變聚氨酯泡棉材料的制作更符合綠色環(huán)保的訴求。其中，所述的發(fā)泡劑為水。本發(fā)明不需使用任何有機(jī)溶劑亦可完成耐黃變聚氨酯泡棉材料的制作，因而能夠避免有機(jī)溶劑對(duì)環(huán)境所造成的污染。其中，可選用的金屬觸媒較佳為二新葵酸二甲基錫(dimethylbis [ (l-oxoneodecyl) oxy] stannane)、辛酸亞錫(stannous octoate)、有機(jī)秘化合物(例如:美國(guó)領(lǐng)先Sh印herd所販賣的BiCat8108(鉍含量為20重量百分比))或其組合，以催化脂肪族異氰酸酯與聚醚多元醇 之間的聚合與交聯(lián)反應(yīng)。其中，有機(jī)鉍化合物中鉍的含量介于15至30重量百分比。較佳的，本發(fā)明的金屬觸媒包含有二新葵酸二甲基錫與有機(jī)鉍化合物的混合物。其中，為了使本發(fā)明耐黃變聚氨酯泡棉材料的制作方法更符合綠色環(huán)保的訴求，所述的金屬觸媒不含有對(duì)環(huán)境生態(tài)有害的二丁基錫。其中，該乳化反應(yīng)的步驟包括:將I至4重量份的抗光熱劑與脂肪族異氰酸酯、聚醚多元醇混合物、交聯(lián)劑、金屬觸媒、界面活性劑及發(fā)泡劑均勻混合，以獲得該乳化混合物。較佳的，所選用的抗光熱劑為金紅石型二氧化鈦CrutileTiO2),而非含有苯酹基團(tuán)的抗光熱劑，因此本發(fā)明耐黃變聚氨酯泡棉材料不會(huì)因產(chǎn)生有毒氣體而對(duì)人體健康或環(huán)境造成傷害。此外，為達(dá)成前述目的，本發(fā)明另提供一種耐黃變聚氨酯泡棉材料，其是由一種如前所述的制作方法所制得，且該耐黃變聚氨酯泡棉材料的耐黃變級(jí)數(shù)大于等于5.5級(jí)。其中，本發(fā)明耐黃變聚氨酯泡棉材料的耐黃變級(jí)數(shù)大于等于6級(jí)。其中，本發(fā)明耐黃變聚氨酯泡棉材料的密度介于28至90kg/m3之間。其中，本發(fā)明耐黃變聚氨酯泡棉材料的反撥彈性可介于5至60%之間，而可發(fā)展成具慢回彈特性的耐黃變聚氨酯泡棉材料。其中，本發(fā)明耐黃變聚氨酯泡棉材料的硬度(Asker-F)可介于20至80°之間，而可發(fā)展成高硬度的耐黃變聚氨酯泡棉材料。綜上所述，本發(fā)明耐黃變聚氨酯泡棉材料的制作方法及其成品具有諸多優(yōu)點(diǎn):(I)利用脂肪族異氰酸酯不具有芳香環(huán)的結(jié)構(gòu)，大幅改善現(xiàn)有技術(shù)中聚氨酯泡棉材料容易發(fā)生黃變的缺點(diǎn)；(2)將聚醚多元醇混合物中伯羥基的含量控制于適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，成功地克服脂肪族異氰酸酯的化學(xué)反應(yīng)性過低的問題，使脂肪族異氰酸酯亦可經(jīng)由一步法與聚醚多元醇混合物及其它添加劑進(jìn)行聚合及交聯(lián)反應(yīng)，借以順利制得耐黃變聚氨酯泡棉材料，進(jìn)而使耐黃變聚氨酯泡棉材料能夠發(fā)展至量化生產(chǎn)的階段，提升耐黃變聚氨酯泡棉材料的產(chǎn)業(yè)價(jià)值；(3)不需添加任何胺類多元醇化合物或胺類觸媒提高反應(yīng)速率，因而能夠避免胺類化合物促使聚氨酯泡棉材料發(fā)生黃變的情形，借以提高其聚氨酯泡棉材料的耐黃變性；(4)依據(jù)本發(fā)明耐黃變聚氨酯泡棉材料的制作方法，可進(jìn)一步以水取代有機(jī)溶劑作為發(fā)泡劑，因而能夠免除聚氨酯泡棉材料的制作過程中排放有機(jī)溶劑對(duì)環(huán)境所造成的傷害;(5)依據(jù)本發(fā)明耐黃變聚氨酯泡棉材料的制作方法，其能夠不使用對(duì)環(huán)境生態(tài)有害的二丁基錫，且所選用的抗光熱劑為不含苯酚基團(tuán)的金紅石型二氧化鈦，因而能夠發(fā)展成一種對(duì)環(huán)境友善的耐黃變聚氨酯泡棉材料的制作方法。以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
具體實(shí)施例方式以下，將借由下列諸多具體實(shí)施例示例說明本發(fā)明耐黃變聚氨酯泡棉材料的制作方法的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可經(jīng)由本說明書的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明所能達(dá)成的優(yōu)點(diǎn)與功效，并且于不悖離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾與變更，以施行或應(yīng)用本發(fā)明的內(nèi)容。實(shí)施例1:制備耐黃變聚氨酯泡棉材料本實(shí)施例均勻混合如下述表I中所示的多官能度聚醚多元醇(官能度為3)、全伯羥基聚醚多元醇(重量平均分子量為2000)、界面活性劑、交聯(lián)劑、金屬觸媒、發(fā)泡劑與脂肪族異氰酸酯的成分與用量，并于2000rpm的速度下攪拌約30秒，以獲得一乳化混合物。于此，該乳化混合物的溫度維持于35° C。于本實(shí)施例中，所有聚醚多元醇混合物(即，多官能度聚醚多元醇與全伯羥基聚醚多元醇)中伯羥基總量占整體聚醚多元醇混合物的端羥基總量的80at%以上。之后，將所述的乳化混合物倒入適當(dāng)大小容器中或置于輸送帶上連續(xù)發(fā)泡，獲得一發(fā)泡混合物，全程從乳化至發(fā)泡最高點(diǎn)約7分鐘。最后，將所述的發(fā)泡混合物于室溫下靜置約24小時(shí)，以熟化該發(fā)泡混合物，即獲得本發(fā)明耐黃變聚氨酯泡棉材料。實(shí)施例2:制備耐黃變聚氨酯粗孔泡棉材料本實(shí)施例如同實(shí)施例1所述，均勻混合如表I中所示的多官能度聚醚多元醇(官能度為3)、全伯羥基聚醚多元醇(重量平均分子量為2000)、界面活性劑、交聯(lián)劑、金屬觸媒、發(fā)泡劑與脂肪族異氰酸酯的成分與用量，并于SOOrpm的速度下攪拌約25秒，以獲得一乳化混合物。于此，該乳化混合物的溫度維持于30至40° C。于本實(shí)施例中，所有聚醚多元醇混合物(即，多官能度聚醚多元醇與全伯羥基聚醚多元醇)中伯羥基總量占整體聚醚多元醇混合物的端羥基總量的90at%以上。之后，將所述的乳化混合物倒入適當(dāng)大小容器中或置于輸送帶上連續(xù)發(fā)泡，獲得一發(fā)泡混合物，全程從乳化至發(fā)泡最高點(diǎn)約4分鐘30秒。最后，將所述的發(fā)泡混合物于室溫下靜置約24小時(shí)，以熟化該發(fā)泡混合物，即獲得本發(fā)明耐黃變聚氨酯粗孔泡棉材料。
實(shí)施例3:制備耐黃變聚氨酯記憶泡棉材料本實(shí)施例如同實(shí)施例1所述，均勻混合如表I中所示的多官能度聚醚多元醇(官能度為3)、全伯羥基聚醚多元醇(重量平均分子量為2000)、界面活性劑、交聯(lián)劑、金屬觸媒、開孔劑、發(fā)泡劑與脂肪族異氰酸酯的成分與用量，并于2000rpm的速度下攪拌約30秒，以獲得一乳化混合物。于此，該乳化混合物的溫度維持于35至40°C。于本實(shí)施例中，所有聚醚多元醇混合物(即，多官能度聚醚多元醇與全伯羥基聚醚多元醇)中伯羥基總量占整體聚醚多元醇混合物的端羥基總量的70at%以上。之后，將所述的乳化混合物倒入適當(dāng)大小容器中或置于輸送帶上連續(xù)發(fā)泡，獲得一發(fā)泡混合物，全程從乳化至發(fā)泡最高點(diǎn)約9分鐘。最后，將所述的發(fā)泡混合物于室溫下靜置約24小時(shí)，以熟化該發(fā)泡混合物，即獲得本發(fā)明耐黃變聚氨酯記憶泡棉材料。實(shí)施例4:制備耐黃變聚氨酯高硬度記憶泡棉材料本實(shí)施例如同實(shí)施例1所述，均勻混合如表I中所示的多官能度聚醚多元醇(官能度為3)、全伯羥基聚醚多元醇(重量平均分子量為2000)、界面活性劑、交聯(lián)劑、金屬觸媒、開孔劑、發(fā)泡劑與脂肪族異氰酸酯的成分與用量，并于2000rpm的速度下攪拌約30秒，以獲得一乳化混合物。于此，該乳化混合物的溫度維持于35°C。于本實(shí)施例中，所有聚醚多元醇混合物(即，多官能度聚醚多元醇與全伯羥基聚醚多元醇)中伯羥基總量占整體該聚醚多元醇混合物的端羥基總量的75at%以上。之后，將所述的乳化混合物倒入適當(dāng)大小容器中或置于輸送帶上連續(xù)發(fā)泡，獲得一發(fā)泡混合物，全程從乳化至發(fā)泡最高點(diǎn)約6分鐘。最后，將所述的發(fā)泡混合物于室溫靜`置約24小時(shí)，以熟化該發(fā)泡混合物，即獲得本發(fā)明耐黃變聚氨酯高硬度記憶泡棉材料。表1:本發(fā)明實(shí)施例1至4制作耐黃變聚氨酯泡棉材料中各試劑的成分與用量
權(quán)利要求
1.一種耐黃變聚氨酯泡棉材料的制作方法，其特征在于，包含: 混合一脂肪族異氰酸酯、一聚醚多元醇混合物、一交聯(lián)劑、一金屬觸媒、一界面活性劑及一發(fā)泡劑，并且進(jìn)行一乳化反應(yīng)，以獲得一乳化混合物，其中該聚醚多元醇混合物由一全伯羥基聚醚多元醇及一多官能度聚醚多元醇所組成，該聚醚多元醇混合物中伯羥基總量占整體該聚醚多元醇混合物的端羥基總量的70at%以上，且該全伯羥基聚醚多元醇為聚四亞甲基醚二醇； 將該乳化混合物進(jìn)行一發(fā)泡反應(yīng)，以獲得一發(fā)泡混合物；以及 熟化該發(fā)泡混合物，以制得該耐黃變聚氨酯泡棉材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，該脂肪族異氰酸酯為4，4’-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、1，6-己二異氰酸酯、氫化苯二亞甲基二異氰酸酯或其組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，該脂肪族異氰酸酯為4，4’-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，該聚醚多元醇混合物中伯羥基總量占整體聚醚多元醇混合物的端羥基總量的70at%至95at%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，以聚醚多元醇混合物的總量為100重量份，該全伯羥基聚醚多元醇的含量介于10至50重量份之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，聚四亞甲基醚二醇的重量平均分子量介于250Da至3000Da之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的制作方法，其特征在于，該多官能度聚醚多元醇為環(huán)氧丙烷-環(huán)氧乙烷共聚醚三醇、甘油-環(huán)氧丙烷-環(huán)氧乙烷共聚醚三醇、三羥甲基丙烷-環(huán)氧丙烷-環(huán)氧乙烷共聚醚三醇或其組合，且該多官能度聚醚多元醇的重量平均分子量介于500至 12000。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制作方法，其特征在于，該多官能度聚醚多元醇的官能度為3，且該多官能度聚醚多元醇的重量平均分子量介于IOOODa至4000Da之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制作方法，其特征在于，該多官能度聚醚多元醇的官能度介于2至3之間，且該多官能度聚醚多元醇的重量平均分子量介于500Da至1600Da之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，該交聯(lián)劑包含丙三醇、聚丙三醇、乙二醇、1，4-丁二醇、二乙二醇、二丙二醇、三羥甲基丙烷、聚三羥甲基丙烷或其組合。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制作方法，其特征在于，該交聯(lián)劑不含有胺類多元醇化合物。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，該界面活性劑包含有硅酮化合物。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，該發(fā)泡劑為水。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，以聚醚多元醇混合物的總量為100重量份，該脂肪族異氰酸酯的含量介于25至100重量份之間，該交聯(lián)劑的含量介于I至12重量份之間，該金屬觸媒的含量介于0.1至0.5重量份之間，該界面活性劑的含量介于0.1至6重量份之間，且該發(fā)泡劑的含量介于0.9至4重量份之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制作方法，其特征在于，該乳化反應(yīng)的步驟包括:將I至4重量份的抗光熱劑與該脂肪族異氰酸酯、該聚醚多元醇混合物、該交聯(lián)劑、該金屬觸媒、該界面活性劑及該發(fā)泡劑混合，以獲得該乳化混合物，其中該抗光熱劑為金紅石型二氧化鈦。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，該金屬觸媒為二新葵酸二甲基錫。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的制作方法，其特征在于，該金屬觸媒不含二丁基錫。
18.根據(jù)權(quán)利要求1或16所述的制作方法，其特征在于，該金屬觸媒為有機(jī)鉍化合物。
19.根據(jù)權(quán)利要求1至17中任一項(xiàng)所述的制作方法，其特征在于，該乳化反應(yīng)的溫度介于25° C至40° C之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的制作方法，其特征在于，該乳化反應(yīng)的時(shí)間介于I秒至200秒之間。
21.根據(jù)權(quán)利要求1至17中任一項(xiàng)所述的制作方法，其特征在于，該發(fā)泡反應(yīng)的溫度介于 25° C 至 60° C。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的制作方法，其特征在于，該發(fā)泡反應(yīng)的時(shí)間介于I分鐘至10分鐘。
23.根據(jù)權(quán)利要求1至17中任一項(xiàng)所述的制作方法，其特征在于，于乳化反應(yīng)的步驟中不添加有胺類觸媒。
24.一種耐黃變聚氨酯泡棉材料，其特征在于，其是由權(quán)利要求1至23中任一項(xiàng)所述的制作方法所制得，該耐黃變聚 氨酯泡棉材料的耐黃變級(jí)數(shù)大于等于5.5級(jí)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種耐黃變聚氨酯泡棉材料及其制作方法，該方法將聚醚多元醇混合物中伯羥基的總量控制于占整體端羥基總量的70at%以上，借此提高脂肪族異氰酸酯與聚醚多元醇混合物的聚合反應(yīng)性，使反應(yīng)性差的脂肪族異氰酸酯也可經(jīng)由一步法直接與聚醚多元醇混合物及添加劑反應(yīng)，制得耐黃變聚氨酯泡棉材料。因此，本發(fā)明所述的制作方法可適用于量化生產(chǎn)具有耐黃變特聚氨酯泡棉材料，并且提供一種耐黃變級(jí)數(shù)高達(dá)5.5級(jí)以上的聚氨酯泡棉材料。本發(fā)明公開的耐黃變聚氨酯泡棉材料及其制作方法，可解決現(xiàn)有技術(shù)使用芳香族異氰酸酯制作聚氨酯泡棉材料容易發(fā)生黃變且使用脂肪族異氰酸酯的反應(yīng)性又太低等問題。
文檔編號(hào)C08G18/48GK103204985SQ201210334688
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2012年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月11日
發(fā)明者盧君豪 申請(qǐng)人:盧君豪