专利名称：一种具有离子交换功能的亲水性聚氨酯软质泡沫材料及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种聚氨酯软质泡沫材料，特别涉及一种填充离子交换树脂，具有亲水与离子交换功能的聚氨酯软质泡沫材料。
背景技术：
聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯，是主链上含有重复氨基甲酸酯基团(一N H C OO-)的大分子化合物的统称。它是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成，该单元由异氰酸基和羟基反应而成，反应式如下 一N=C=O + HO——一 NH-C00—。 聚氨酯软质泡沫材料作为一种新型的高分子合成材料，多为开孔结构，具有一定弹性和柔软性。因此，具有密度低、弹性回复好、吸音、透气、保温等性能，主要用作家具垫材、床垫、交通工具座椅坐垫等垫材，工业和民用上也把软泡用作过滤材料、隔音材料、防震材料、装饰材料、包装材料及隔热材料等，同时开孔的聚氨酯软泡具有良好的吸声消震功能，可用作室内隔音材料。鉴于聚氨酯泡沫塑料具有广泛的应用，科研人员对其新技术、新工艺与新品种的研究不断深入，开发具有功能性的泡沫材料。专利号为CN1095988发明专利公开了以药物粉末或提取物作为添加剂加入到聚合原料中进行发泡成型，获得了具有某些功能的功能性聚氨酯泡沫塑料。申请号为200710009148. I的专利提供了一种含炭聚氨酯软质泡沫塑料复合材料，在该塑料的制备原料中除了制备聚氨酯软质泡沫塑料必须的发泡原、辅材料外，还加入超细竹炭粉或木炭粉，同时还加入远红外粉、消菌粉、银离子粉、茶粉或中草药粉等成分，赋予复合材料具有吸附有害气体、消毒杀菌等功能，但该材料主要应用于日常生活用品中，
诸如枕头、床垫或室内装饰材料等。申请号为200810176855. 4和200810176856. 9的发明专利公开了一种离子交换纤维非织造布以及应用其的吸湿用品，该发明由离子交换纤维与天然纤维、再生纤维、合成纤维按比例混合后，通过干法非织造布工艺加工而成。但该发明所获得的离子交换纤维非织造布对排泄物的渗透速度快，储液能力较低，以致排泄物中的无机盐成分在非常短的时间内难以与非造布中的离子交换纤维发生离子交换作用，实际离子交换的效果较小。鉴于上述原因，本发明公开了一种含离子交换材料的亲水性聚氨酯软质泡沫材料，并将聚氨酯软质泡沫材料作为一种功能性复合材料应用于一次性卫生用品中。亲水性聚氨酯软质泡沫材料对体液具有一定的渗透速度，可有效防止液体的渗漏，同时，对体液具有物理吸附作用和储液作用，体液特别是人的尿液中的无机盐离子成分，可从上至下与离子交换树脂发生离子交换作用，大幅度降低体液，特别是人的尿液中的无机盐离子成分。因此，一种含离子交换材料的亲水性聚氨酯软质泡沫材料对人的体液中的无机盐离子成分具有较好的过滤功能，目前国内外文献还未见相关报道。
卫生用品中体液的吸收载体主要由高吸水性树脂承担，而高吸水性树脂主要为聚丙烯酸(盐)类高吸水性树脂，其在世界高吸水性树脂市场中占据着主导地位，约占世界SAP总产量的80%以上，由丙烯酸或其盐类与具有二官能度的单体经溶液聚合或悬浮聚合法共聚而成。然而，聚丙烯酸(盐)类高吸水性树脂虽然较其它合成类高吸水性树脂有吸水速度快、吸水倍率高、耐热性好等优点，但聚丙烯酸(盐)类高吸水性树脂属高分子电解质，耐盐性能较差，严重影响其应用性能。然而，人的体液成分复杂，如人的尿液主要为尿素和各种无机盐离子，如Cl' Na+、k+、so42_等。由于高吸水树脂属于高 分子电解质，各种离子成分均会对其吸水过程产生同离子效应，因此，这些成分对高吸水性树脂的吸水能力均产生严重的影响，表现为高吸水树脂的吸液倍率大幅度下降，致使卫生用品的吸收芯体对尿液的吸收性能下降，影响卫生用品的使用性能，如卫生用品在小孩穿戴过程中容易产生尿液渗漏，同时，卫生用品的表面回渗量增加，干爽性下降，易引起小孩皮肤的红疹等。鉴于人的体液，特别是人的尿液无机盐离子成分对高吸水性树脂吸收性能的严重影响，本发明设计一种对尿液中的离子具有离子交换功能的聚氨酯软质泡沫材料。通过离子交换树脂作用分离、消除人的尿液中的各种无机盐成分，大幅度提高卫生用品吸收芯体中高吸水树脂的吸水能力，同时，也提高高吸水树脂的耐盐性能和通夜性能。
发明内容
本发明的目的是要提供一种具有离子交换功能的亲水性聚氨酯软质泡沫材料，通过聚氨酯软质泡沫材料的离子交换树脂的作用，达到分离、消除人的尿液中的各种无机盐成分，大幅度提闻卫生用品吸收芯体中闻吸水树脂的吸水能力和耐盐性能，减少闻吸水树脂的使用量。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是所述的一种具有离子交换功能的亲水性聚氨酯软质泡沫材料，由下列重量配比的原料制成
聚醚多元醇100份、二异氰酸酯50-65份、有机锡O. 20-0. 42份、有机胺O. 20-0. 36份、去离子水3. 0-5. 5份、表面活性剂2-20份、抗氧化剂O. 2-0. 4份、硅泡沫稳定剂I. 0-1. 5份、发泡剂6-22份，离子交换树脂占上述配方总质量以质量分数计为2-60%。所述的一种具有离子交换功能的亲水性聚氨酯软质泡沫材料，其特征在于
(1)为聚氨酯软质泡沫材料的共混聚合物，所述共混聚合物以聚氨酯为骨架，在所述骨架上接枝亲水剂和填充离子交换树脂；
(2)所述聚氨酯软质泡沫材料的共混聚合物具有均匀的孔隙结构，其密度为O.01
O.12g/cm3,孔径为O. 01 5mm,阳离子交换容量为I. 5-5. 8mmol/g。所述的一种具有离子交换功能的亲水性聚氨酯软质泡沫材料，其特征在于所述聚醚多元醇采用聚醚三醇，所述离子交换树脂为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂、螯合树脂交换树脂之一种或几种组合。所述的一种具有离子交换功能的亲水性聚氨酯软质泡沫材料，其特征在于所述离子交换树脂为颗粒状，大小为10目 200目。任一所述的一种具有离子交换功能的亲水性聚氨酯软质泡沫材料的制备方法，其特征在于由表面活性剂、离子交换树脂、硅泡沫稳定剂、抗氧化剂、聚醚多元醇、去离子水混合均匀后，再加入有机锡、有机胺、发泡剂，并充分搅拌后，加入二异氰酸酯均匀混合，经加聚、发泡而成。所述的一种具有离子交换功能的亲水性聚氨酯软质泡沫材料的制备方法，其特征在于所述发泡剂为有机发泡剂、无机发泡剂之一种或两种组合。任一所述的一种具有离子交换功能的亲水性聚氨酯软质泡沫材料制成的面层与专利号为02111885. X的以天然竹纤维浆柏为原料制作的竹纤维织物的天然抗菌材料制成的底层通过胶合或缝合制成双层结构的具有离子交换功能的亲水性聚氨酯软质泡沫抗菌材料。所述的一种具有离子交换功能的亲水性聚氨酯软质泡沫材料在卫生吸湿用品中的应用。
所述卫生吸湿用品包括纸尿裤、卫生巾或宠物垫。所述离子交换树脂为颗粒状,大小为10目 200目，添加的质量分数为2-60%。其中，离子交换树脂为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂、螯合树脂交换树脂之一种或几种。所述亲水剂为表面活性剂，如硬脂酸聚乙醇脂、单硬脂酸甘油酯、聚氧乙烯月桂醇醚、油酸三乙醇胺、乳化剂OP之一种或几种，表面活性剂的添加量为2-20 wt%。所述本发明制得的聚氨酯软质泡沫材料的密度为O. 01 O. 12g/cm3,孔隙结构的孔径为O. 01 5mm。本发明所述聚氨酯软质泡沫材料由表面活性剂、离子交换树脂、泡沫稳定剂、抗氧化剂、聚醚多元醇、去离子水混合均匀后，再加入催化剂、发泡剂，并充分搅拌，最后加入二异氰酸酯或多异氰酸酯均匀混合，经加聚、发泡而成。其中发泡剂为有机发泡剂、无机发泡剂之一种或两种。其中，有机发泡剂包括脂肪类，如丁烷、戊烷、己烷等，氯烃类，如二氯乙烷，氟氯烃类，偶氮化合物以及亚硝基化合物；无机发泡剂包括空气、二氧化碳、氮气与碳酸氢钠等。所述发泡材料应用于卫生吸湿用品，包括各类纸尿裤、卫生巾、宠物垫。卫生用品主要用于吸收人的尿液成分，主要成分为尿素和各种无机盐离子，如Cr、Na+、K+、SO/—等。由于高吸水树脂属于高分子电解质，各种离子成分均会对其吸水过程产生同离子效应，因此，这些成分对高吸水性树脂的吸水能力均产生严重的影响，表现为高吸水树脂的吸液倍率大幅度下降，致使卫生用品的吸收芯体对尿液的吸收性能下降，影响卫生用品的使用性能，如卫生用品在小孩穿戴过程中容易产生尿液渗漏，同时，卫生用品的表面回渗量增加，干爽性下降，易引起小孩皮肤的红疹等。本发明技术方案实现的有益效果本发明所述亲水性聚氨酯软质泡沫材料具有离子交换和过滤的功能，特别是将上述材料应用于一次性卫生用品中时，可大幅度提高吸收芯体中高吸水树脂的耐盐性、吸收盐水和通夜性能力，能大幅度降低卫生用品中高吸水树脂的使用量，具有较好的社会效益和经济效益。
具体实施例方式为了对本发明作进一步的了解，现通过实施方式对其作具体的说明，但是本发明的设计构思并不局限于此。、具有离子交换功能的亲水性聚氨酯软质泡沫材料基本配方(重量份)
权利要求
1.一种具有离子交换功能的亲水性聚氨酯软质泡沫材料，由下列重量配比的原料制成 聚醚多元醇100份、二异氰酸酯50-65份、有机锡0. 20-0. 42份、有机胺0. 20-0. 36份、去离子水3. 0-5. 5份、表面活性剂2-20份、抗氧化剂0. 2-0. 4份、硅泡沫稳定剂I. 0-1. 5份、发泡剂6-22份，离子交换树脂占上述配方总质量以质量分数计为2-60%。
2.根据权利要求I所述的一种具有离子交换功能的亲水性聚氨酯软质泡沫材料，其特征在于 (1)为聚氨酯软质泡沫材料的共混聚合物，所述共混聚合物以聚氨酯为骨架，在所述骨架上接枝亲水剂和填充离子交换树脂； (2)所述聚氨酯软质泡沫材料的共混聚合物具有均匀的孔隙结构，其密度为0.01 0.12g/cm3,孔径为0. 01 5mm,阳离子交换容量为I. 5-5. 8mmol/g。
3.根据权利要求I或2所述的一种具有离子交换功能的亲水性聚氨酯软质泡沫材料，其特征在于所述聚醚多元醇采用聚醚三醇，所述离子交换树脂为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂、螯合树脂交换树脂之一种或几种组合。
4.根据权利要求3所述的一种具有离子交换功能的亲水性聚氨酯软质泡沫材料，其特征在于所述离子交换树脂为颗粒状，大小为10目 200目。
5.权利要求1-4任一所述的一种具有离子交换功能的亲水性聚氨酯软质泡沫材料的制备方法，其特征在于由表面活性剂、离子交换树脂、硅泡沫稳定剂、抗氧化剂、聚醚多元醇、去离子水混合均匀后，再加入有机锡、有机胺、发泡剂，并充分搅拌后，加入二异氰酸酯均匀混合，经加聚、发泡而成。
6.根据权利要求5所述的一种具有离子交换功能的亲水性聚氨酯软质泡沫材料的制备方法，其特征在于所述发泡剂为有机发泡剂、无机发泡剂之一种或两种组合。
7.权利要求1-4任一所述的一种具有离子交换功能的亲水性聚氨酯软质泡沫材料制成的面层与专利号为02111885. X的以天然竹纤维浆柏为原料制作的竹纤维织物的天然抗菌材料制成的底层通过胶合或缝合制成双层结构的具有离子交换功能的亲水性聚氨酯软质泡沫抗菌材料。
8.权利要求1_4、7任一所述的一种具有离子交换功能的亲水性聚氨酯软质泡沫材料在卫生吸湿用品中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于卫生吸湿用品包括纸尿裤、卫生巾或宠物垫。
全文摘要
本发明公开一种具有离子交换功能的亲水性聚氨酯软质泡沫材料及其应用，具有亲水与离子交换功能的聚氨酯软质泡沫材料，是通过聚氨酯与离子交换树脂、亲水剂的共混聚合物聚合而成，具有均匀的孔隙结构，孔径为0.01～5mm，密度为0.01～0.12g/cm3。聚合物以聚氨酯为骨架，在所述骨架上接枝亲水剂和填充离子交换树脂树脂，亲水剂的添加量为2-20%，离子交换树脂的添加量为2-60%，由表面活性剂、泡沫稳定剂、抗氧化剂、聚醚多元醇、去离子水混合均匀后，再加入催化剂、发泡剂，并充分搅拌，最后加入二异氰酸酯或多异氰酸酯均匀混合，经加聚、发泡而成。所述发泡材料应用于卫生吸湿用品，包括各类纸尿裤、卫生巾、宠物垫。
文档编号A61L15/26GK102775765SQ20121028588
公开日2012年11月14日 申请日期2012年8月13日 优先权日2012年8月13日
发明者周丕严, 杭渊, 洪锡全, 裴小苏 申请人:宜兴丹森科技有限公司