《一種適用於平泡發泡工藝的MDI體系的非溫感記憶海綿》是江蘇恆康家居科技有限公司於2011年4月29日申請的發明專利，該專利的申請號為2011101090707，公布號為CN102250311A，公布日為2011年11月23日，發明人是倪張根、林濤，該發明涉及一種密度在40-70D的MDI體系的非溫感記憶海綿。
《一種適用於平泡發泡工藝的MDI體系的非溫感記憶海綿》主要由聚醚多元醇和聚合物多元醇為主料，加入異氰酸酯和發泡劑、整孔劑、催化劑這三種助劑製得，所述聚醚多元醇為分子量為700的聚氧丙烯甘油醇，所述聚合物多元醇為高活性接枝聚醚，所述異氰酸酯改性的多苯基甲烷二異氰酸酯，其特徵在於：所述聚醚多元醇中增加分子量為4800的聚氧丙烯三羥基醚，所述助劑中增加多元醇鏈延長劑。
2017年5月，《一種適用於平泡發泡工藝的MDI體系的非溫感記憶海綿》獲得第十屆江蘇省專利項目獎金獎；2017年12月11日，《一種適用於平泡發泡工藝的MDI體系的非溫感記憶海綿》獲得第十九屆中國專利優秀獎。
基本介紹
- 中文名：一種適用於平泡發泡工藝的MDI體系的非溫感記憶海綿
- 公布號：CN102250311A
- 申請號：2011101090707
- 申請日：2011年4月29日
- 公布日：2011年11月23日
- 申請人：江蘇恆康家居科技有限公司
- 地址：江蘇省如皋市丁堰鎮皋南路999號
- 發明人：倪張根、林濤
- 專利代理機構：北京一格智慧財產權代理事務所（普通合夥）
- 代理人：趙紹增
- 類別：發明專利
- 分類號：C08G18/76（2006.01）I、C08G18/48（2006.01）I、C08L75/08（2006.01）I、C08G101/00（2006.01）N
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
隨著生活水平的提高，人們對家居的舒適性要求也越來越高。普通軟質海綿製品一向以柔軟、有彈性而被家具商大量採納。但是，在使用過程中，普通軟質海綿製品存在對人體血管回彈壓力大，夏天悶熱、冬天質地發硬，舒適性較差的缺點，使得普通軟質海綿的套用範疇受到局限。
為了彌補普通軟質海綿的不足，2011年4月前市場上推出一種模塑MDI體系的非溫感記憶海綿，該海綿的特點為根據身體的形狀和溫度自動調整形狀，有效把人體壓力化解為零壓，抵消反動力，提供最平均、真實的支撐，使身體長時間接觸的部位處於無壓力狀態，不阻礙血液循環及不易產生疲勞及酸痛，非溫感記憶海綿用於醫院中，還可為病人提供最大限度的舒適感，能有效地防止褥瘡的產生。非溫感記憶海綿的優越性是普通軟質海綿難以媲美的，但是，該海綿的製造一直都是採用注塑工藝，以模具為載體，一次只可以製作一塊體積不大於0.5立方米的海綿，僅適用製作諸如枕頭、玩具類的小製品，該生產工藝嚴重阻礙了非溫感記憶海綿海綿套用領域的進一步擴大，不適應如床墊等大件海綿的製作，且一模一模地製作，不適合大規模生產，效率低下。
發明內容
專利目的
《一種適用於平泡發泡工藝的MDI體系的非溫感記憶海綿》的主要任務在於提供一種適用於平泡發泡工藝的MDI體系的非溫感記憶海綿，具體是一種通過海綿體配方的調整，製造出撕裂強度高、拉伸率較好的MDI體系的非溫感記憶海綿，能適用於平泡發泡工藝。
技術方案
《一種適用於平泡發泡工藝的MDI體系的非溫感記憶海綿》主要由聚醚多元醇和聚合物多元醇為主料，加入異氰酸酯和發泡劑、整孔劑、催化劑這三種助劑製得，所述聚醚多元醇為分子量為700的聚氧丙烯甘油醇，所述聚合物多元醇為高活性接枝聚醚，所述異氰酸酯為改性的多苯基甲烷二異氰酸酯，其特徵在於：所述聚醚多元醇中增加分子量為4800的聚氧丙烯三羥基醚，所述助劑中增加多元醇鏈延長劑；在上述成分中，聚醚多元醇和聚合物多元醇的總質量分為100份，發泡劑則為1.5-3質量分，異氰酸酯質量份的確定是根據上述所有含羥值組分乘以各個組分對應的羥值後再乘以常數0.155，加上不含羥值的發泡劑，該發泡劑的計算為發泡劑乘以常數9.665；最後以上述總數乘以硬度指數的最終的異氰酸酯質量分。
進一步地，所述分子量為4800的聚氧丙烯三羥基醚加入量占主料多元醇重量份的60-80％；所述多元醇鏈延長劑所用重量份為占主料多元醇重量份的2-5份。
進一步地，所述多元醇鏈延長劑為分子量為100的聚醚多元醇，如聚氧乙烯二元醇。
該發明的製作原理是：用環保型的MDI代替傳統的危險化學物品TDI生產氣感海綿是環保的，但MDI發出來的氣感海綿一般撕裂強度比較差，因此只能模具製作成小海綿塊，對如床墊之類的大面積整體海綿無法滿足。在實驗中，得到撕裂強度與分子量為4800的聚醚多元醇有關，之所以不能實現大面積的發泡生產，是因為原模具生產的配方在置於平泡工藝中，所得到的海綿內部結構呈空心的、類似於柱結構，連結不好，容易被撕裂。針對這一現象，該發明在傳統的模具生產配方中加以改進，加入一定量的鏈延長劑，並調整其他組分的相關配比，使得大面積平泡發泡時，海綿的內部結構由柱形結構變為網狀結構，增加海綿內部結構的連結點，從而達到適合平泡發泡的大面積整體生產的工藝要求。
改善效果
在《一種適用於平泡發泡工藝的MDI體系的非溫感記憶海綿》中，由於配方的改進，海綿的內部結構為網狀，使用時，人體的熱量便能順著海綿的網狀結構快速分散，形成“毛細”現象，該現象使得海綿內部不會聚集外界的熱量，通透性提高，舒適感更佳。
該發明的優點在於：採用上述配方的MDI體系的海綿，其將原來做整孔劑的大分子量聚醚多元醇作為主料、輔以鏈延長劑，就可以採用平泡發泡流水線進行大塊海綿的生產，打破了原來MDI體系氣感海綿只能用模具進行小面積海綿體生產的局限。
採用上述配方實現流水線作業，具有出料快、效率高的優點，與一般的MDI體系氣感海綿的注塑成型相比，速度提高了至少100倍；重要的是，該流水線不需要一種形狀的海綿配備一個模具，只需要將整塊海綿生產好後用切割刀切割成需要的形狀即可，減少了不必要的模具費用。
權利要求
《一種適用於平泡發泡工藝的MDI體系的非溫感記憶海綿》主要由聚醚多元醇和聚合物多元醇為主料，加入異氰酸酯和發泡劑、整孔劑、催化劑這三種助劑製得，其特徵在於：以100份為例，異氰酸為40-70份，整孔劑為1.4-2.5份，催化劑為0.1-0.4份，主要發泡劑水1.5-2.5份，輔助發泡劑二氯甲烷0-10份；多元醇鏈延長劑2-5份；所述聚醚多元醇為以下重量份的聚醚多元醇：分子量為700聚醚多元醇：10-20份，分子量為4800聚醚多元醇：60-80份，所述的聚合物多元醇：5-20份；所述的異氰酸酯為改性的多苯基甲烷二異氰酸酯，分子量為700的聚醚多元醇為聚氧丙烯甘油醇，分子量為4800聚醚多元醇為聚氧丙烯三羥基醚，聚合物多元醇為高活性接枝聚醚，多元醇鏈延長劑為分子量為100的聚氧乙烯二元醇,整孔劑為聚矽氧烷聚醚共聚物。
實施方式
《一種適用於平泡發泡工藝的MDI體系的非溫感記憶海綿》的一種密度40-70D的MDI體系非溫感記憶海綿的選料為以下成分及配比：所述製作組分及重量份配比如下：以多元醇100份為例，異氰酸酯為40-70份，整孔劑為1.4-2.5份，催化劑為0.1-0.4份，主要發泡劑水1.5-2.5份，輔助發泡劑二氯甲烷0-10；多元醇鏈延長劑2-5份。
所述聚醚多元醇為以下重量份的聚醚多元醇：分子量為700的聚醚多元醇：10-20份；分子量為4800的聚醚多元醇：60-80份，聚合物多元醇：5-20份。
上述多元醇鏈延長劑為分子量為100的聚醚多元醇的聚氧乙烯二元醇。
將上述物料選好後，將每種物料按比例單獨置於各自的容器內，然後將整個原料的溫度保持在22-25℃的溫度下進行後續製作。
物料單獨配置後，接下來進行物料混合。物料混合的步驟為：將以上獨立的容器通過管道均連通至混合器內，在若干管道口處均設有計量棒和電磁閥；物料流出時，打開電磁閥，通過計量棒精確控制流量，物料流至混合器內，在混合器中進行攪拌至溶液混合均勻。混合溶液通過與混合器連通的噴射嘴噴射至分布器，由分布器將溶液以150-320千克/分的流速均勻分布至流水線烘箱內的履帶上，烘箱中的溫度為30-40℃；混合溶液在烘箱內以0.05-0.09米/秒的速度進行連續發泡，履帶不斷移動，將發泡好的部分向前推移，給後續發泡的原料騰出空間。
該工藝中，流水線履帶的兩側設有擋板，該擋板決定海綿的寬度，海綿的高度由海綿的密度、履帶的傳速和混合溶液的流量決定的。
實施例1
選以下物料作為海綿原料：以多元醇100重量份為例，改性的多苯基甲烷二異氰酸酯為61重量份，聚矽氧烷聚醚共聚物整孔劑為2重量份，三乙烯二胺溶液催化劑為0.2重量份，主要發泡劑水2.4重量份，輔助發泡劑二氯甲烷為5重量份，分子量為100的聚醚多元醇鏈延長劑：聚氧乙烯二元醇為4重量份。
上述的100份多元醇由以下四種成分按以下比例構成：70份Mn4800聚醚多元醇、20份Mn700聚醚多元醇、10份聚合物多元醇構成。
且上述聚醚多元醇為多種高分子量聚醚多元醇混合。在該實施例中，分子量為4800的聚醚多元醇具體為聚氧丙烯三羥基醚；分子量為700的聚醚多元醇具體為聚氧丙烯甘油醇、聚合物多元醇具體為高活性接枝聚醚。
將上述原料在22-25℃的溫度下進行上述的混合，形成混合溶液，並將混合後的溶液通過分布器以215千克/秒的流量分布至寬度為2米的烘箱內，在溫度為30-40℃烘箱內履帶以3.5米的傳速向前移動，生成密度為40D，高度為78厘米的連續性大塊海綿。
採用該工藝生產的海綿，按照GB/T24451-2009《慢回彈軟質聚氨酯泡沫塑膠》的標準進行檢測（附：由於該產品還沒有檢測標準，故暫採用該標準檢測），檢測結果為：
檢測項目 | 單位 | 樣品檢驗值 |
|---|---|---|
復原時間 | 秒 | 10.3 |
75%壓縮永久變形 | % | 64.9 |
回彈率 | % | 10 |
拉伸強度 | 千帕 | 43.3 |
伸長率 | % | 258.1 |
撕裂強度 | 牛/厘米 | 1.01 |
氣味等級 | 級 | 3.0 |
乾熱老化後拉伸強度變化率 | % | 16.2 |
濕熱老化後拉伸強度變化率 | % | 3.2 |
65%25%壓陷比 | - | 2.6 |
恆定負荷反覆壓陷疲勞後40%壓陷硬度損失值 | % | 4.0 |
溫濕度敏感性 | - | 2.2 |
總結上表可得，該實施例的產品撕裂強度等參數在上述條件下，基本接近GB/T24451-2009《慢回彈軟質聚氨酯泡沫塑膠》的標準，生產的產品為合格產品。
採用平泡發泡工藝的流水線生產方式，其支承度與普通海綿的支撐度趨於一致，海綿本體不下塌。優點在於：與先前的注塑成型相比，速度至少提高了100倍，其產品的後續成型可以採用異形切割成型，其成型的形狀千變萬化，可以是所能想像的任何形狀的產品。由於上述成型採用的是切割方式，不但節省了原料，更減少了大量的模具費，其經濟效益顯著。
實施例2
選以下物料作為海綿原料：以多元醇100份為例，改性的多苯基甲烷二異氰酸酯為53份，聚矽氧烷聚醚共聚物整孔劑為2，三乙烯二胺溶液催化劑為0.18份，主要發泡劑水2.3份，輔助發泡劑二氯甲烷為2份；分子量為100的聚醚多元醇鏈延長劑：聚氧乙烯二元醇3份。上述的100份多元醇由以下四種成分按以下比例構成：75份Mn4800聚醚多元醇、15份Mn700聚醚多元醇、10份聚合物多元醇。
且上述聚醚多元醇為多種高分子量聚醚多元醇混合。在該實施例中，分子量為4800的聚醚多元醇具體為聚氧丙烯三羥基醚；分子量為700的聚醚多元醇具體為聚氧丙烯甘油醇、聚合物多元醇具體為高活性接枝聚醚。
將上述原料在22-25℃的溫度下進行上述的混合，形成混合溶液，並將混合後的溶液通過分布器以250公斤/分的流量分布至寬度為2米的烘箱內，在溫度為30-40℃烘箱內履帶以3.5米的傳速向前移動，即採用平泡發泡工藝的流水線生產方式生成密度為46D、高度為78厘米的連續性大塊海綿。
檢測項目 | 單位 | 樣品檢驗值 |
|---|---|---|
復原時間 | 秒 | 10.3 |
75%壓縮永久變形 | % | 48.9 |
回彈率 | % | 10 |
拉伸強度 | 千帕 | 51 |
伸長率 | % | 258.1 |
撕裂強度 | 牛/厘米 | 1.4 |
氣味等級 | 級 | 3.0 |
乾熱老化後拉伸強度變化率 | % | 16.2 |
濕熱老化後拉伸強度變化率 | % | 3.2 |
65%25%壓陷比 | - | 2.6 |
恆定負荷反覆壓陷疲勞後40%壓陷硬度損失值 | % | 4.0 |
溫濕度敏感性 | - | 2.2 |
總結上表可得，該實施例的產品撕裂強度等參數在上述條件下，基本接近GB/T24451-2009《慢回彈軟質聚氨酯泡沫塑膠》的標準，生產的產品為合格產品。
實施例3
選以下物料作為海綿原料：以多元醇100份為例，改性的多苯基甲烷二異氰酸酯為50份，聚矽氧烷聚醚共聚物整孔劑為1.8，三乙烯二胺溶液催化劑為0.18份，主要發泡劑水2.3份，聚醚多元醇鏈延長劑：聚氧乙烯二元醇2份。
上述的100份多元醇由以下四種成分按以下比例構成：80份Mn4800聚醚多元醇、10份Mn700聚醚多元醇、聚合物多元醇10份。
且上述聚醚多元醇為多種高分子量聚醚多元醇混合。在該實施例中，分子量為4800的聚醚多元醇具體為聚氧丙烯三羥基醚；分子量為700的聚醚多元醇具體為聚氧丙烯甘油醇、聚合物多元醇具體為高活性接枝聚醚。
將上述原料在22-25℃的溫度下進行上述的混合，形成混合溶液，並將混合後的溶液通過分布器以250公斤/分的流量分布至寬度為2米的烘箱內，在溫度為30-40℃烘箱內履帶以3.3米的傳速向前移動，即採用平泡發泡工藝的流水線生產方式生成密度為50D、高度為76厘米連續性大塊海綿。
採用該工藝生產的海綿，按照GB/T24451-2009《慢回彈軟質聚氨酯泡沫塑膠》的標準進行檢測（附：由於該產品還沒有檢測標準，故暫採用該標準檢測），檢測結果為：
檢測項目 | 單位 | 樣品檢驗值 |
|---|---|---|
復原時間 | 秒 | 12 |
75%壓縮永久變形 | % | 55.3 |
回彈率 | % | 10 |
拉伸強度 | 千帕 | 50 |
伸長率 | % | 258.1 |
撕裂強度 | 牛/厘米 | 1.08 |
氣味等級 | 級 | 3.0 |
乾熱老化後拉伸強度變化率 | % | 16.2 |
濕熱老化後拉伸強度變化率 | % | 3.2 |
65%25%壓陷比 | - | 2.6 |
恆定負荷反覆壓陷疲勞後40％壓陷硬度損失值 | ％ | 4.0 |
溫濕度敏感性 | - | 2.1 |
總結上表可得，該實施例的產品撕裂強度等參數在上述條件下，基本接近GB/T24451-2009《慢回彈軟質聚氨酯泡沫塑膠》的標準，生產的產品為合格產品。
實施例4
選以下物料作為海綿原料：以多元醇100份為例，改性的多苯基甲烷二異氰酸酯為52份，聚矽氧烷聚醚共聚物整孔劑為1.6，三乙烯二胺溶液催化劑為0.16份，主要發泡劑水2.1份；聚醚多元醇鏈延長劑5份。上述的100份多元醇由以下四種成分按以下比例構成：60份Mn4800聚醚多元醇、20份Mn700聚醚多元醇、聚合物多元醇20份。
且上述聚醚多元醇為多種高分子量聚醚多元醇混合。在該實施例中，分子量為4800的聚醚多元醇具體為聚氧丙烯三羥基醚；分子量為700的聚醚多元醇具體為聚氧丙烯甘油醇、聚合物多元醇具體為高活性接枝聚醚。
將上述原料在22-25℃的溫度下進行上述的混合，形成混合溶液，並將混合後的溶液通過分布器以285公斤/分的流量分布至寬度為2米的烘箱內，在溫度為30-40℃烘箱內履帶以3.5米的傳速向前移動，生成密度為55D、高度為74厘米的連續性大塊海綿。
採用該工藝生產的海綿，按照GB/T24451-2009《慢回彈軟質聚氨酯泡沫塑膠》的標準進行檢測（附：由於該產品還沒有檢測標準，故暫採用該標準檢測），檢測結果為：
檢測項目 | 單位 | 樣品檢驗值 |
|---|---|---|
復原時間 | 秒 | 11 |
75%壓縮永久變形 | % | 60.2 |
回彈率 | % | 10 |
拉伸強度 | 千帕 | 43.3 |
伸長率 | % | 247.3 |
撕裂強度 | 牛/厘米 | 1.2 |
氣味等級 | 級 | 3.0 |
乾熱老化後拉伸強度變化率 | % | 16.2 |
濕熱老化後拉伸強度變化率 | % | 3.2 |
65%25%壓陷比 | - | 2.6 |
恆定負荷反覆壓陷疲勞後40%壓陷硬度損失值 | % | 5.0 |
溫濕度敏感性 | - | 2.2 |
總結上表可得，該實施例的產品撕裂強度等參數在上述條件下，基本接近GB/T24451-2009《慢回彈軟質聚氨酯泡沫塑膠》的標準，生產的產品為合格產品。
榮譽表彰
2017年5月，《一種適用於平泡發泡工藝的MDI體系的非溫感記憶海綿》獲得第十屆江蘇省專利項目獎金獎；2017年12月11日，《一種適用於平泡發泡工藝的MDI體系的非溫感記憶海綿》獲得第十九屆中國專利優秀獎。
