一種發(fā)泡熱塑性聚氨酯床墊及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于家居用品領(lǐng)域，具體涉及一種發(fā)泡熱塑性聚氨酯床墊及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，睡眠是人們的一種主要休息方式。我們?nèi)祟惔蟛糠值男菹r間是在床上進行的，在供人們休息的床上鋪設(shè)床墊已經(jīng)成為人們生活的一種習慣，可以說床墊的質(zhì)量與我們的身體健康息息相關(guān)。
[0003]目前市場上傳統(tǒng)的床墊通常包括表面層和內(nèi)芯填充部分。其中，表面層圍繞提供空腔，內(nèi)芯填充部分安置在空腔中。目前傳統(tǒng)的內(nèi)芯填充部分主要是采用彈簧，海綿等制成，柔軟且有彈性。
[0004]但是目前傳統(tǒng)的床墊存在以下不足之處:1、海綿在使用過程中回彈性會逐漸降低，并會不斷釋放出苯，甲醛等有害氣體，對人們的身體健康造成極大的危害；2、彈簧內(nèi)芯填充部分重量重，加工工藝復雜，不環(huán)保等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題做出改進，即本發(fā)明第一個目的為公開一種發(fā)泡熱塑性聚氨酯床墊。其具有高回彈性，形變后回復率高，環(huán)保，易生產(chǎn)的優(yōu)點。本發(fā)明的第二個目的為公開一種發(fā)泡熱塑性聚氨酯床墊的制備方法。
[0006]技術(shù)方案:一種發(fā)泡熱塑性聚氨酯床墊，包括上墊體和下墊體，所述上墊體和所述下墊體均含有發(fā)泡熱塑性聚氨酯粒子，所述的發(fā)泡熱塑性聚氨酯粒子具有閉孔結(jié)構(gòu)。
[0007]進一步的，所述發(fā)泡熱塑性聚氨酯粒子的泡孔尺寸為500?800um。
[0008]進一步的，所述的發(fā)泡熱塑性聚氨酯粒子直徑為I?10mm。
[0009]進一步的，所述的發(fā)泡熱塑性聚氨酯粒子的本體密度為0.01?0.2g/cm3。
[0010]進一步的，所述的發(fā)泡熱塑性聚氨酯粒子是基于數(shù)均分子量為500?2000g/mol的聚四氫呋喃。
[0011]進一步的，所述的發(fā)泡熱塑性聚氨酯粒子是基于數(shù)均分子量為800?1200g/mol的聚酯多元醇。
[0012]一種發(fā)泡熱塑性聚氨酯床墊的制備方法，包括以下步驟:
[0013](I)、制備發(fā)泡熱塑性聚氨酯粒子；
[0014](2)、將100份發(fā)泡熱塑性聚氨酯粒子、I?50份異氰酸酯預(yù)聚物混合均勻后裝入模具中，閉合模具；
[0015](3)、將模具溫度加熱至40?70°C使混合物固化，冷卻后脫模即得到發(fā)泡熱塑性聚氨酯床墊。
[0016]一種發(fā)泡熱塑性聚氨酯床墊的制備方法，包括以下步驟:
[0017](a)、制備發(fā)泡熱塑性聚氨酯粒子；
[0018](b)、用步驟(a)中的發(fā)泡的熱塑性聚氨酯粒子填滿模具；
[0019](c)、將I?4bar水蒸汽通入模具中，使發(fā)泡的熱塑性聚氨酯粒子熔結(jié)，冷卻后脫模即得到發(fā)泡熱塑性聚氨酯床墊。
[0020]本發(fā)明所述的發(fā)泡熱塑性聚氨酯粒子是通過熱塑性聚氨酯彈性體顆粒制備得到的。
[0021]熱塑性聚氨酯彈性體的生產(chǎn)工藝方法如下:采用異氰酸酯，摩爾質(zhì)量為500-10000g/mol的含有活性氫化合物以及摩爾質(zhì)量為50_500g/mol的擴鏈劑混合均勻，合適的話向上述混合物中加入I?100份催化劑，然后在140?180°C下投入擠出機中，反應(yīng)，擠出，冷卻，造粒，得到所述的熱塑性聚氨酯彈性體顆粒。
[0022]進一步地，上述反應(yīng)可以按照常規(guī)的異氰酸酯指數(shù)進行，優(yōu)選的異氰酸酯指數(shù)優(yōu)選95-110。所述的異氰酸酯指數(shù)定義為異氰酸酯基的總數(shù)與含有活性氫化合物和擴鏈劑中活性氫原子總數(shù)的比值。
[0023]進一步地，含有活性氫化合物與擴鏈劑的摩爾比為0.5-1.5。
[0024]下面舉例描述在本發(fā)明中優(yōu)選生產(chǎn)熱塑性聚氨酯彈性體顆粒的起始原料:
[0025]異氰酸酯包括脂肪族、脂環(huán)族、芳香族以及芳脂族。優(yōu)選二異氰酸酯，例如甲苯二異氰酸酯(TDI)，二苯基甲烷-2，2’_、2，4’ -或4，4’ 二異氰酸酯(MDI)，3-異氰酸酯基亞甲基-3，5，5-三甲基環(huán)己基異氰酸酯(IPDI)，六亞甲基二異氰酸酯(HDI)，二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(HMDI)，1，5-奈二異氰酸酯(NDI)，對苯二異氰酸酯(PPDI)，1，4-環(huán)己烷二異氰酸酯(CHDI)，環(huán)己烷二亞甲基二異氰酸酯(HXDI)，特別優(yōu)選二苯基甲烷-4，4’ 二異氰酸酯(MDI)。
[0026]含有活性氫化合物包括聚酯多元醇，聚醚多元醇以及聚碳酸酯多元醇。優(yōu)選摩爾質(zhì)量為800-1200g/mol的聚酯多元醇，例如:聚己二酸乙二醇酯二醇(PEA)，聚己二酸二甘醇酯二醇(PDA)，聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)，聚己二酸丙二醇酯二醇(PPA);以及摩爾質(zhì)量為500-2000g/mol聚醚多元醇，例如:聚氧化丙烯二醇，聚四氫呋喃多元醇(PTMEG)。在本發(fā)明中特別優(yōu)選摩爾質(zhì)量為500-2000g/mol聚醚多元醇以及摩爾質(zhì)量為800_1200g/mol聚己二酸丁二醇酯二醇的一種。
[0027]所述的活性氫化合物的平均官能度為1.8-2.5，優(yōu)選在1.9-2.0，特別優(yōu)選為2。
[0028]擴鏈劑包括摩爾質(zhì)量為50_500g/mol的脂肪族、芳香族或脂環(huán)族二醇化合物。例如，乙二醇(EG) ,1.4-T二醇(BDO)，I, 2-丙二醇(PG)，I, 6-己二醇(HD)，氫醌雙(2-羥乙基)醚(HQEE)，間苯二醇雙(羥乙基)醚(HER)，一縮二丙二醇(DPG)，I, 4- 二羥甲基環(huán)己烷(CHDM);特別優(yōu)選 1.4- 丁二醇(BDO)。
[0029]催化劑可以促進異氰酸酯基團與活性氫基團的反應(yīng)速率，常用的催化劑有三亞乙基二胺，二甲基環(huán)己胺，三乙胺，N，N，N’，N’ -四乙基甲二胺，1，4_ 二甲基哌嗪，二月桂酸二丁基錫，異辛酸鉀，鈦酸四丁酯，鈦酸四異丙酯。
[0030]本發(fā)明的發(fā)泡熱塑性聚氨酯粒子的制備方法優(yōu)選按照如下的制備工藝:
[0031](I)采用高速混合機或母料混合機將100重量份熱塑性聚氨酯顆粒、I?10重量份泡孔尺寸穩(wěn)定劑、I?35重量份熔體粘度調(diào)節(jié)劑混合均勻；
[0032](2)將步驟⑴的混合料投入擠出機，熔融擠出成線條；
[0033](3)將步驟(2)中的線條在水槽中冷卻定型后切割，得到熱塑性聚氨酯珠粒；
[0034](4)將步驟(3)得到的100份熱塑性聚氨酯珠粒、I?40份揮發(fā)性發(fā)泡劑和200份水加入到高壓反應(yīng)釜中，升溫至115?118°C，耐壓容器內(nèi)壓力保持在18bar?26bar，在保持高壓反應(yīng)釜內(nèi)溫度、壓力恒定20分鐘后，將壓力容器內(nèi)懸浮液排放到大氣環(huán)境中，從而制得發(fā)泡熱塑性聚氨酯粒子。
[0035]有益效果:本發(fā)明公開了一種發(fā)泡熱塑性聚氨酯床墊及其制備方法，其具有以下有益效果:
[0036]1、該床墊具有高回彈性，形變后回復率高，環(huán)保性好；
[0037]2、制備床墊的工藝簡單，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實施方式】
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[0038]下面對本發(fā)明的【具體實施方式】詳細說明。
[0039]具體實施例1
[0040]一種發(fā)泡熱塑性聚氨酯床墊，包括上墊體和下墊體，上墊體和下墊體均含有發(fā)泡熱塑性聚氨酯粒子，發(fā)泡熱塑性聚氨酯粒子具有閉孔結(jié)構(gòu)。
[0041]本實施例中，發(fā)泡熱塑性聚氨酯粒子的泡孔尺寸為500um。
[0042]本實施例中，發(fā)泡熱塑性聚氨酯粒子直徑為1mm。
[0043]本實施例中，發(fā)泡熱塑性聚氨酯粒子的本體密度為0.01g/cm3。
[0044]本實施例中，發(fā)泡熱塑性聚氨酯粒子是基于數(shù)均分子量為500g/mol的聚四氫呋喃。
[0045]一種發(fā)泡熱塑性聚氨酯床墊的制備方法，包括以下步驟:
[0046](I)、制備發(fā)泡熱塑性聚氨酯粒子
[0047](2)、將100份發(fā)泡熱塑性聚氨酯粒子、I份異氰酸酯預(yù)聚物混合均勻后裝入模具中，閉合模具；(模具設(shè)有上墊體成型體和下墊體成型體，一次可以同時成型上墊體和下墊體)
[0048](3)、將模具溫度加熱至40°C使混合物固化，冷卻后脫模即得到發(fā)泡熱塑性聚氨酯床墊。
[0049]在本實施例中，發(fā)泡熱塑性聚氨酯粒子是采用如下方法制備的:采用Imol數(shù)均分子量為500g/mol的聚四氫呋喃，0.35mol的I, 4-丁二醇和1.35mol的二苯基甲烷_4，4’二異氰酸酯在150°C擠出機中反應(yīng)生產(chǎn)熱塑性聚氨酯顆粒。
[0050]采用高速混合機或母料混合機將100重量份熱塑性聚氨酯顆粒，I重量份泡孔尺寸穩(wěn)定劑、I重量份熔體粘度調(diào)節(jié)劑混合均勻后投入擠出機，熔融擠出成線條，冷卻，切粒，得到熱塑性聚氨酯珠粒。
[0051]將上述得到的100份熱塑性聚氨酯珠粒、20份正戊烷發(fā)泡劑和200份水加入到高壓反應(yīng)釜中，將釜內(nèi)溫度升至118°C。在保持高壓反應(yīng)釜內(nèi)溫度、壓力恒定20分鐘后，將壓力容器內(nèi)懸浮液排放到大氣環(huán)境中，從而制得發(fā)泡熱塑性聚氨酯粒子。
[0052]一種發(fā)泡熱塑性聚氨酯床墊的制備方法，包括以下步驟:
[0053](a)制備發(fā)泡熱塑性聚氨酯粒子
[0054](b)將發(fā)泡的熱塑性聚氨酯粒子填滿模具，模具中間設(shè)有隔板，隔板的兩側(cè)分別用于成型上墊體和下墊體；
[0055](c)將Ibar水蒸汽通入模具中，使發(fā)泡的熱塑性聚氨酯粒子熔結(jié)，冷卻后脫模即得到發(fā)泡熱塑性聚氨酯床墊。
[0056]步驟(a)中的發(fā)泡熱塑性聚氨酯粒子的制備方法與步驟⑴中的發(fā)泡熱塑性聚氨酯粒子的制備方法相同。
[0057]具體實施例2
[0058]一種發(fā)泡熱塑性聚氨酯床墊，包括上墊體和下墊體，上墊體和下墊體均含有發(fā)泡熱塑性聚氨酯粒子，發(fā)泡熱塑性聚氨酯粒子具有閉孔結(jié)構(gòu)。
[0059]本實施例中，發(fā)泡熱塑性聚氨酯粒子的泡孔尺寸為800um。
[0060]本實施例中，發(fā)泡熱塑性聚氨酯粒子直徑為10mm。
[0061]本實施例中，發(fā)泡熱塑性聚氨酯粒子的本體密度為0.2g/cm3。
[0062]本實施例中，發(fā)泡熱塑性聚氨酯粒子是基于數(shù)均分子量為2000g/mol的聚四氫呋喃。
[0063]一種發(fā)泡熱塑性聚氨酯床墊的制備方法，包括以下步驟:
[0064](I)、制備發(fā)泡熱塑性聚氨酯粒子；
[0065](2)、將100份發(fā)泡