一种纳米银抗菌聚氨酯慢回弹海绵的制备方法
阅读说明：本技术 一种纳米银抗菌聚氨酯慢回弹海绵的制备方法 (Preparation method of nano-silver antibacterial polyurethane slow-resilience sponge ) 是由 汤振英 张聪丽 于 2021-08-06 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种纳米抗菌聚氨酯慢回弹海绵的制备方法；传统的聚氨酯慢回弹海绵材料对于抗菌要求不高,极少部分海绵需要有抗菌性,而传统的抗菌海绵的制造一般通过加入有机的抗菌剂来抗菌,有机的不反应的抗菌剂易迁移,对产品或者人也是一种伤害；并且有机抗菌材料随着迁移,效果会明显下降甚至消失；本发明通纳米银离子溶液,在聚氨酯泡沫生产过程中附于泡沫的经络上,不会迁移,并且纳米银离子会缓释释放,持续抗菌时间长,远超聚氨酯泡沫的使用寿命。(The invention relates to a preparation method of a nano antibacterial polyurethane slow-resilience sponge; the traditional polyurethane slow-recovery sponge material has low requirement on antibiosis, and a few sponges need to have antibiosis, while the traditional antibacterial sponge is generally made by adding organic antibacterial agents for antibiosis, and the organic nonreactive antibacterial agents are easy to migrate and are harmful to products or people; and the effect of the organic antibacterial material is obviously reduced or even disappears along with the migration; the nano silver ion solution is attached to the channels and collaterals of the foam in the production process of the polyurethane foam, cannot migrate, and can be released in a sustained manner, so that the continuous antibacterial time is long and the service life of the polyurethane foam is far prolonged.)
技术领域
本发明属于聚氨酯泡沫技术领域，具体涉及一种纳米银抗菌聚氨酯慢回弹海绵的制备方法。
背景技术
众所周知，海绵的用途越来越广泛，如汽车座椅、儿童用品、家居用品、鞋材等领域，由于许多领域与人体接触很多，容易产生细菌，因此对海绵的抗菌性能提出了更高的要求，尤其是持久的抗菌效果尤为重要，目前市场上的抗菌海绵主要通过添加高分子的抗菌剂来达到抗菌的效果，随着抗菌剂的逐渐消失，抗菌效果呈线性下降，且一些抗菌剂具有有毒成分，散发后会对人体健康有一定损害。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种工艺简单，生产条件简单的纳米银抗菌聚氨酯慢回弹海绵的制备方法，本发明选用一种纳米银溶液，替代现有技术中的添加有机抗菌剂的方法，从而避免了有机物抗菌剂对于人体的健康危害；使用这种透明纳米银溶液部分替代水，纳米银溶液中的水与异氰酸酯反应，而银离子则负载在泡沫的经络上，在发泡过程中是高速混合搅拌，保证纳米银离子可以均匀负载在泡沫的经络上，银离子有很好的抗菌作用，负载于泡沫经络上的纳米级银离子持久缓慢释放，对聚氨酯慢回弹海绵提供持久保护，避免聚氨酯慢回弹海绵中细菌滋生，且不影响聚氨酯慢回弹海绵的物理性能。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种纳米银抗菌聚氨酯慢回弹海绵的制备方法，包括以下步骤：按重量份计，称取聚醚多元醇A 20份，聚醚多元醇B 60份，聚合物多元醇C20份，催化剂0.5份，软泡硅油1份，水1.4-1.6份，辛酸亚锡0.05份，开孔剂1份，纳米银溶液0.2-0.4份，置于发泡杯中，搅拌混合均匀后，加入38份甲苯二异氰酸酯，高速搅拌，搅拌均匀后倒入方模中进行发泡，泡沫稳定后熟化48小时，得到纳米银抗菌聚氨酯慢回弹海绵。
进一步地，所述聚醚多元醇A的羟值为56，所述聚醚多元醇A的官能度为3；所述聚醚多元醇B的羟值为240，所述聚醚多元醇A的官能度为3。
进一步地，所述催化剂为Dabco 33LV；所述软泡硅油为L-580；所述开孔剂为KY-1218；所述甲苯二异氰酸酯为TDI-80。
进一步地，所述聚合物多元醇C的制备方法包括以下步骤：将聚醚多元醇A、引发剂、链转移剂、分散剂、苯乙烯和丙烯腈置于混料釜中，混合均匀得到原料混合物，将原料混合物进入装满链转移剂的反应器中，进行自由基聚合反应，反应完成后，再经过真空蒸馏，得到聚合物多元醇C。
进一步地，所述高速搅拌的转速为3000rpm，所述高速搅拌的时间为10s。
进一步地，所述纳米银溶液中纳米银的浓度为1000mg/L。
进一步地，所述引发剂为偶氮二异丁酸二甲酯；所述链转移剂为乙苯和二甲苯中的一种或两种的组合；进一步地分散剂为聚醚多元醇C与马来酸酐在120℃下反应3小时，在130℃下，投入环氧乙烷进行封端反应6小时制备得到在25℃下具有粘度为3500mpa.s的透明液体；所述聚醚多元醇C的环氧乙烷重量含量为14.5％，羟值为34mgKOH/ g，分子量为4800。
进一步地，所述聚醚多元醇A与引发剂与链转移剂与分散剂与苯乙烯与丙烯腈的质量比为6.75：0.05:1.625:1:3.75:1.75。
进一步地，所述自由基聚合反应的温度为120℃，所述反应器内的压力≤0.5MPa。
进一步地，所述真空蒸馏后苯乙烯和丙烯腈的总量≤10mg/L。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
本发明通过加入银离子溶液，溶液中的水与异氰酸酯反应后，银离子负载在泡沫的经络上，不会迁移，并且纳米银离子会缓释释放，持续抗菌时间长，远超聚氨酯泡沫的使用寿命，对慢回弹泡沫提供持久保护，避免慢回弹泡沫中细菌滋生。
本发明使用纳米银溶液抗菌剂制得的聚氨酯慢回弹海绵抗菌效果较优于使用传统抗菌剂的抗菌效果，纳米银溶液的使用，不影响聚氨酯慢回弹海绵的物理性能。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例中用到的原料若无特殊说明，均为市购。
Dabco 33LV：购自迈图高新材料有限公司；
L-580 ：购自迈图高新材料有限公司；
Dabco T-9：购自美国空气化工；
KY-1218 ：购自深圳市蔚鸿信科技有限公司；
无色透明纳米银溶液（1000ppm）：购自晋大纳米科技有限公司；
FRESCHE 4850 抗菌剂：购自江杉化学（上海）有限公司
TDI-80：购自巴斯夫有限公司；
聚醚多元醇C：JQN-330N，购自南京金栖化工集团有限公司。
实施例1
聚醚多元醇A：将92g甘油和0.15g双金属催化剂加入反应釜中，于135℃连续通入2668gPO/240g EO的混合物，制得聚醚多元醇A，其羟值为56，官能度为3的聚醚多元醇A。
聚醚多元醇B：将甘油92g，1.4gKOH加入反应釜中，连续通入环氧丙烷608g，得到粗醚；加入21g水，2.8g磷酸（浓度为85%），1.4g吸附剂硅酸镁，真空脱水至0.05%后过滤，得到聚醚多元醇B。
聚醚多元醇C：JQN-330N，环氧乙烷含量为：14.5％(重量)，羟值：34mgKOH/ g，分子量为4800，南京金栖化工集团有限公司。
分散剂：将聚醚多元醇C与马来酸酐在120℃下反应3小时，在130℃下，投入环氧乙烷进行封端反应6小时制备得到在25℃下具有粘度为3500mpa.s的透明液体。
聚合物多元醇C：在混料釜中混合540g基础聚醚多元醇D-560S、4g偶氮二异丁酸二甲酯、100g乙苯、 30g二甲苯、80g分散剂、300g苯乙烯和140g丙烯腈，形成原料混合物；在双釜串联形式的第一反应器和第二反应器中分别加入满釜的乙苯，并升温至120℃。将温度保持在120℃和压力保持在0.5Mpa下，将原料混合物从而混料釜连续进料到第一反应器入口并同时从第二反应器出口出料；第二反应器出料后通过真空蒸馏脱除残余的烯基单体（苯乙烯和丙烯腈），使其总量低于10ppm，得到聚合物多元醇C。
实施例2
称取200g聚醚多元醇A，600g聚醚多元醇B，200g聚合物多元醇C，5g Dabco 33LV，10gL-580，16g水，0.5g Dabco T-9，10g KY-1218，2g纳米银溶液，置于反应釜中，搅拌混合均匀后，加入380g TDI-80，3000rpm高速搅拌10s，搅拌均匀后倒入方模中进行发泡，泡沫稳定后熟化48小时，得到纳米抗菌聚氨酯慢回弹海绵。
实施例3
称取200g聚醚多元醇A，600g聚醚多元醇B，200g聚合物多元醇C，5g Dabco 33LV，10g L-580，14g水，0.5g Dabco T-9，10g KY-1218，4g纳米银溶液，置于反应釜中，搅拌混合均匀后，加入380g TDI-80，3000 rpm高速搅拌10s，搅拌均匀后倒入方模中进行发泡，泡沫稳定后熟化48小时，得到纳米抗菌聚氨酯慢回弹海绵。
对比例1
称取200g聚醚多元醇A，600g聚醚多元醇B，200g聚合物多元醇C，5g Dabco 33LV，10g L-580，18g水，0.5g Dabco T-9，10g KY-1218，0gFRESCHE 4850 抗菌剂，置于反应釜中，搅拌混合均匀后，加入380g TDI-80，3000 rpm高速搅拌10s，搅拌均匀后倒入方模中进行发泡，泡沫稳定后熟化48小时，得到聚氨酯慢回弹海绵。
对比例2
称取200g聚醚多元醇A，600g聚醚多元醇B，200g聚合物多元醇C，5g Dabco 33LV，10g L-580，18g水，0.5g Dabco T-9，10g KY-1218，2gFRESCHE 4850 抗菌剂，置于反应釜中，搅拌混合均匀后，加入380g TDI-80，3000rpm高速搅拌10s，搅拌均匀后倒入方模中进行发泡，泡沫稳定后熟化48小时，得到聚氨酯慢回弹海绵。
对比例3
称取200g聚醚多元醇A，600g聚醚多元醇B， 200g聚合物多元醇C，5g Dabco 33LV，10g L-580，18g水，0.5g Dabco T-9，10g KY-1218，4gFRESCHE 4850 抗菌剂，置于反应釜中，搅拌混合均匀后，加入380g TDI-80，3000 rpm高速搅拌10s，搅拌均匀后倒入方模中进行发泡，泡沫稳定后熟化48小时，得到聚氨酯慢回弹海绵。
性能测试
参考GB2591-2003及ISO22196:2007中材料抗菌性能测试的方法，对实施例2、实施例3、对比例1、对比例2、对比例3制备的聚氨酯慢回弹海绵的抗菌性能进行了评价，亦对其物理性能进行了检测，不同时间对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌率如表1所示；聚氨酯慢回弹海绵的物理性能检测结果如表2所示。
表1不同时间对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌率
表2聚氨酯慢回弹海绵物理性能
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
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