一种耐水解聚氨酯沉水海绵及其制备方法
阅读说明：本技术 一种耐水解聚氨酯沉水海绵及其制备方法 (Hydrolysis-resistant polyurethane submerged sponge and preparation method thereof ) 是由 郭毅 张浩明 于 2020-12-30 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种耐水解聚氨酯沉水海绵及其制备方法,耐水解聚氨酯沉水海绵地原料包括A组分和B组分,A组分包括高EO亲水聚醚多元醇、高羟基聚醚多元醇、软泡聚醚多元醇、有机硅表面活性剂、亲水助剂、交联剂、分散助剂、水、催化剂、物理发泡剂,B组分包括异氰酸酯。本发明还提供了上述耐水解聚氨酯沉水海绵的制备方法,包括以下步骤：将A组分搅拌均匀以500-2000rpm的速度分散5-30min,加入B组分3000-6000rpm搅拌大概几秒后即可出料。本发明制得的耐水解聚氨酯沉水海绵透气率高；VOC比爆破海绵低；透水性能好,在水中迅速沉底；耐水解性能突出。(The invention provides a hydrolysis-resistant polyurethane submerged sponge and a preparation method thereof. The invention also provides a preparation method of the hydrolysis-resistant polyurethane submerged sponge, which comprises the following steps: the component A is uniformly stirred and dispersed for 5-30min at the speed of 500-. The prepared hydrolysis-resistant polyurethane submerged sponge has high air permeability; the VOC is lower than that of the blasting sponge; the water permeability is good, and the bottom of the container can sink rapidly in water; has outstanding hydrolysis resistance.)
技术领域
本发明属于聚氨酯泡沫领域，具体涉及一种耐水解聚氨酯沉水海绵及其制备方法。
背景技术
聚氨酯是一种主链上含有重复氨基甲酸酯基团的高分子化合物的统称，这种高分子材料可用于制造橡胶、硬质和软质泡沫塑料、黏合剂、涂料、油漆等产品，因其卓越的耐磨性、抗冲性、耐紫外线以及耐高低温性能而被广泛应用于建筑、汽车、轻工、纺织、石化、冶金、电子、国防、医疗、机械等众多领域。其中软质聚氨酯泡沫塑料(简称聚氨酯海绵)是用量最大的一种聚氨酯产品，具有密度低、弹性回复好、吸音、透气，可用作家具垫材、交通工具座椅垫材和各种软性衬垫层压复合材料。
过滤海绵也称网状海绵，爆破海绵。聚氨酯过滤海绵由普通开孔软泡经爆破工艺网化处置加工而成，网化处置撤除了泡沫收集之间原本的面膜或壁膜，获得了主体骨架网状布局。过滤海绵的空地率高达97％，具备优秀的透气性、精良的柔嫩性和较高的机器强度。爆破工艺比较复杂，在一个耐高压的容器中注入少量的可燃气体，通过可燃气体的耐压容器中的不完全燃烧达成去除壁膜提高透气的效果。整套工艺投资较高，同时使用爆破工艺中有高温高压，危险性较大。爆破工艺也会伴随有VOC的产生，对环境造成一定的影响。
另外，现在的网状海绵基本上是以普通海绵为主的。这种爆破工艺海绵由于原料选择问题，亲水性能不足，在高湿条件下会加速水解，很快失去原有的物性。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种耐水解聚氨酯沉水海绵及其制备方法，可以一次成型做出类似网状海绵爆破后效果的聚氨酯泡沫，可以避免爆破公司的各种问题。同时该海绵兼具良好的亲水性能，可以迅速在完成水中的快速润湿并提高海绵的耐水解性。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种耐水解聚氨酯沉水海绵，其原料包括A组分和B组分，按照重量份计：
A组分包括：
B组分包括：
异氰酸酯 30-60份。
本发明进一步设置为，所述高EO亲水聚醚多元醇羟值范围是22-70mgKOH/g；EO含量20-60％，分子量1000-4000。
本发明进一步设置为，所述高羟基聚醚多元醇羟值范围是200-400mgKOH/g，分子量600-3000。
本发明进一步设置为，所述软泡聚醚多元醇羟值范围是40-80mgKOH/g，分子量2000-4000。
本发明进一步设置为，所述有机硅表面活性剂为软泡聚醚改性有机硅。
本发明进一步设置为，所述亲水助剂为有机硅类亲水助剂。
本发明进一步设置为，所述交联剂为二乙醇胺、三乙醇胺、甘油、三羟甲基丙烷中的一种或多种混合物。
本发明进一步设置为，所述催化剂为三乙烯二胺、二甲氨基丙胺二异丙醇、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡中的一种或多种混合物。
本发明进一步设置为，所述物理发泡剂为二氯甲烷、环戊烷、正戊烷中的一种或多种混合物。
本发明进一步设置为，分散剂为聚氧乙烯醚类分散剂。
本发明进一步设置为，所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)、聚醚改性或碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯(改性MDI)中的一种或多种混合物。
本发明还提供了上述耐水解聚氨酯沉水海绵的制备方法，包括以下步骤：将A组分搅拌均匀以500-2000rpm的速度分散5-30min，加入B组分3000-6000rpm搅拌大概几秒后即可出料。
本发明用于制备耐水解聚氨酯沉水海绵的方法十分简单可控，不需要使用特别复杂的爆破工艺即可制得与爆破海绵性能类似的海绵。本发明制得的耐水解聚氨酯沉水海绵具有以下有益效果：
(1)透气率高；
(2)VOC比爆破海绵低；
(3)透水性能好，在水中迅速沉底；
(4)耐水解性能突出。
附图说明
图1为将海绵扔到水中0.5秒的照片；
图2为将海绵扔到水中2秒的照片；
图3为将海绵扔到水中5秒的照片。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种耐水解聚氨酯沉水海绵，其原料包括A组分和B组分，按照重量份计：
A组分包括：
B组分包括：
甲苯二异氰酸酯TDI 20份
多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI) 30份。
实施例2
一种耐水解聚氨酯沉水海绵，其原料包括A组分和B组分，按照重量份计：
A组分包括：
B组分包括：
改性二苯基甲烷二异氰酸酯(改性MDI) 60份。
实施例3
一种耐水解聚氨酯沉水海绵，其原料包括A组分和B组分，按照重量份计：
A组分包括：
B组分包括：
改性二苯基甲烷二异氰酸酯(改性MDI) 45份
二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI) 10份。
实施例4
一种耐水解聚氨酯沉水海绵，其原料包括A组分和B组分，按照重量份计：
A组分包括：
B组分包括：
改性二苯基甲烷二异氰酸酯(改性MDI) 45份。
实施例5
一种耐水解聚氨酯沉水海绵，其原料包括A组分和B组分，按照重量份计：
A组分包括：
B组分包括：
改性二苯基甲烷二异氰酸酯(改性MDI) 30份。
对比例1
一种无法沉水的海绵，其原料包括A组分和B组分，按照重量份计：
A组分包括：
B组分包括：
甲苯二异氰酸酯(TDI) 45份。
对比例2
一种沉水较慢的海绵(该对比例沉水速度在5分钟以上)，其原料包括A组分和B组分，按照重量份计：
A组分包括：
B组分包括：
改性二苯基甲烷二异氰酸酯(改性MDI) 45份
二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI) 10份。
对比例3
爆破前海绵，其原料包括A组分和B组分，按照重量份计：
A组分包括：
B组分包括：
甲苯二异氰酸酯(TDI) 42份。
海绵制备方法如下：
将实施例1-5和对比例1-2中的A组分搅拌均匀以1000rpm的速度分散20min，加入B组分5000rpm搅拌5秒后出料，得到对应实施例和对比例的产物。
将对比例3中的A组分搅拌均匀以1000rpm的速度分散20min，加入B组分5000rpm搅拌5秒后出料，反应成大块状网状海绵(即爆破前海棉)，将网状海绵进行爆破去膜处理，将所述网状海绵放置在爆破密封箱中，经过抽真空后，通入体积比为1:1.5的氢气和氧气，待氢气和氧气在爆破密封箱中充分混合均匀后，进行点火燃烧爆破，爆破燃烧瞬间完成，爆破瞬间把大块状海绵孔径内的薄膜融走，即得到爆破后海棉。
通过以下实验验证本发明制得的耐水解聚氨酯沉水海绵具有的有益效果：
(1)透气率高，参见表1。其中，海绵透气率测试标准ASTM D3574/ISO 7231。
表1透气率性能
通过表1可以看到本发明各实施例制备的海绵的透气率可以基本达到爆破后海绵的透气率。
(2)透水性能好，在水中迅速沉底。具体的，参见图1-图3，将海绵扔到水中0.5秒，很快浸湿；将海绵扔到水中2秒，浸湿一半左右；将海绵扔到水中5秒，全部浸入水中。而对比例1在水中5分钟仍无法完全浸润，对比例2不能沉水，对比例3的爆破前海绵不能沉水，即使爆破后仍然需要2分钟才能沉水。
(3)VOC比爆破海绵低，耐水解性能突出，参见表2。其中，回弹率根据GB/T6670-2008海绵落球回弹测试标准，拉伸强度根据GB6344-1996软质泡沫聚合物材料拉伸强度和断裂伸长率的测定，湿热老化方法根据美标ASTM D 3574-2008海绵测试方法进行测试。
表2性能测试
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。