本发明涉及一种海绵用聚氨酯树脂及制备方法和应用。
背景技术：
聚氨酯全名聚氨基甲酸酯，是主链上含有重复氨基甲酸酯基团的大分子化合物的统称，是由二元或多元有机异氰酸酯与多元醇化合物相互作用而得到的高分子化合物。聚氨酯海绵具有质量轻、回弹性好等特点。
用于生产聚氨酯海绵的树脂一般为双组份原料——多元醇混合物和预聚物(简称AB料/AB组分或黑白料)。
不同性能要求的聚氨酯海绵需要不同种类的AB料配合使用。对于聚氨酯海绵生产企业，需要配备各种不同型号不同规格的原料以适应不同性能要求的海绵的生产，而且每次更换原料需要清洗打样机台和物料罐体，生产成本高。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种高回弹海绵用聚氨酯树脂及制备方法和应用，以克服现有技术存在的缺陷。
本发明所述的高回弹海绵用聚氨酯树脂，包含树脂A组分，树脂B1组分和树脂B2组分；
所述树脂A组分由如下重量份数的组分组成：
所述树脂B1组分由如下重量份数的组分组成：
异氰酸酯B1 100份；
聚多元醇B1 5～40份；
副反应阻止剂 0.002～0.010份；
所述树脂B2组分由如下重量份数的组分组成：
异氰酸酯B2 100份；
聚多元醇B2 50～100份；
副反应阻止剂 0.002～0.010份。
优选的：
所述树脂A组分由如下重量份数的组分组成：
优选的：
所述树脂B1组分由如下重量份数的组分组成：
异氰酸酯B1 100份；
聚多元醇B1 12～20份；
副反应阻止剂 0.002～0.010份；
优选的：
所述树脂B2组分由如下重量份数的组分组成：
异氰酸酯B2 100份；
聚多元醇B2 50～90份；
副反应阻止剂 0.002～0.010份。
所述树脂A组分中聚多元醇A为聚醚多元醇和聚合物多元醇的混合物，所述聚醚多元醇和聚合物多元醇的质量比为1∶1～4∶1。
所述聚醚多元醇为数均分子量6000～10000的聚氧化乙烯-氧化丙烯三元醇；
所述聚合物多元醇为数均分子量6000～10000的苯乙烯或丙烯腈接枝共聚氧化乙烯-氧化丙烯三元醇，固含量为40～50％。
所述交联剂为乙二醇、1，4-丁二醇、1，3-丙二醇，1，6-丁二醇中的一种或一种以上。
所述催化剂为三乙烯二胺的乙二醇溶液和70wt％的双(二甲氨基乙基)醚与30wt％一缩二丙二醇配成的溶液的混合物，所述三乙烯二胺的乙二醇溶液和70wt％的双(二甲氨基乙基)醚与30wt％一缩二丙二醇配成的溶液的混合物的质量比为1∶4～1∶1。
所述发泡剂为水；
所述匀泡剂为有机硅匀泡剂；
所述树脂B1组分中异氰酸酯B1为二苯基甲烷二异氰酸酯、碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯或萘二异氰酸酯中的一种或一种以上；
所述树脂B1组分中聚多元醇B1为聚醚三元醇，优选数均分子量6000～10000的聚氧化乙烯-氧化丙烯三元醇；
所述树脂B1组分中副反应阻止剂为磷酸；
所述树脂B2组分中异氰酸酯B2为二苯基甲烷二异氰酸酯、碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯或萘二异氰酸酯中的一种或一种以上；
所述树脂B2组分中聚多元醇B2为聚醚多元醇，优选数均分子量3000～7000的聚氧化乙烯-氧化丙烯二元醇；
所述树脂B2组分中副反应阻止剂为磷酸。
所述的聚氨酯海绵用树脂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将聚多元醇A、交联剂、催化剂、发泡剂和匀泡剂在50～60℃下反应1.5～2.5h后，降温至40～45℃，混合1.0～1.5h，得到所述的聚氨酯树脂A组分；
(2)将异氰酸酯B1、聚多元醇B1和副反应阻止剂在65～75℃反应2～3h，即得聚氨酯树脂B1组分；
(3)将异氰酸酯B2、聚多元醇B2和副反应阻止剂在65～75℃反应2～3h，即得聚氨酯树脂B2组分。
所述高回弹海绵用聚氨酯树脂，用于制备高回弹聚氨酯海绵，制备方法包括如下步骤：
将温度为20～25℃的聚氨酯树脂A组分、温度为20～25℃的聚氨酯树脂B1组分和温度为20～25℃的聚氨酯树脂B2组分，在浇注机中混合后，注入25～30℃箱泡中反应5～10min成型，脱模，切片即得所述的聚氨酯海绵。
聚氨酯树脂B1组分和聚氨酯树脂B2组分的质量比为1∶9～9∶1；
A组分活性氢摩尔数与B1组分和B2组分总的异氰酸酯基团摩尔数之比为1∶1。
本发明有益效果是：
本发明高回弹海绵用聚氨酯树脂包含树脂A组分、B1组分和B2组分，通过调节B1组分和B2组分的质量比，可制得不同性能的聚氨酯海绵。相比与普通的双组份聚氨酯树脂，本发明产品在生产聚氨酯海绵过程中生产厂家无需配置各种不同原料，生产不同要求海绵时，仅需调整B1和B2组份的配比，节约生产成本，减少资源浪费，提高生产效率，而且利用不同比例的两种预聚体组分(B1和B2)与A组分混合反应形成的聚氨酯树脂链段更加规整有序，制得的聚氨酯海绵性能更佳。利用本发明产品生产的聚氨酯海绵硬度可调范围宽，回弹性高，泡孔细密均匀、更适合连续生产操作，成本低，生产效率高。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件和要求做一些非本质的改进和调整。
实施例1
221.7kg的聚氧化乙烯-氧化丙烯三元醇(数均分子量为6000)，55.4kg的苯乙烯接枝共聚氧化乙烯-氧化丙烯三元醇(数均分子量为6000)，1.39kg乙二醇，0.22kg的三乙烯二胺的乙二醇溶液，0.89kg的70wt％的双(二甲氨基乙基)醚与30wt％一缩二丙二醇配成的溶液，2.77kg水和0.28kg有机硅匀泡剂在50℃下反应2.5h后，降温至40℃，混合1.5h，得到聚氨酯树脂A组分。
将45.1kg的二苯基甲烷二异氰酸酯，15.0kg的碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯，0.75kg的聚氧化乙烯-氧化丙烯三元醇(数均分子量为6000)和0.0015kg的磷酸在65℃反应3h，即得聚氨酯树脂B1组分。
将4.51kg的二苯基甲烷二异氰酸酯，2.26kg的聚氧化乙烯-氧化丙烯二元醇(数均分子量为3000)和0.0002kg的磷酸在65℃反应3h，即得聚氨酯树脂B2组分。
将温度为20℃的聚氨酯树脂A组分、温度为20℃的聚氨酯树脂B1组分和温度为20℃的聚氨酯树脂B2组分，在浇注机中混合后，注入25℃箱泡中反应10min成型，脱模，切片即得聚氨酯海绵。
实施例2
221.7kg的聚氧化乙烯-氧化丙烯三元醇(数均分子量为6000)，55.4kg的苯乙烯接枝共聚氧化乙烯-氧化丙烯三元醇(数均分子量为6000)，1.39kg乙二醇，0.22kg的三乙烯二胺的乙二醇溶液，0.89kg的70wt％的双(二甲氨基乙基)醚与30wt％一缩二丙二醇配成的溶液，2.77kg水和0.28kg有机硅匀泡剂在50℃下反应2.5h后，降温至40℃，混合1.5h，得到聚氨酯树脂A组分。
将6.91kg的二苯基甲烷二异氰酸酯，2.30kg的碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯，0.11kg的聚氧化乙烯-氧化丙烯三元醇(数均分子量为6000)和0.00032kg的磷酸在65℃反应3h，即得聚氨酯树脂B1组分。
将55.9kg的二苯基甲烷二异氰酸酯，28.0kg的聚氧化乙烯-氧化丙烯二元醇(数均分子量为3000)和0.002kg的磷酸在65℃反应3h，即得聚氨酯树脂B2组分。
将温度为20℃的聚氨酯树脂A组分、温度为20℃的聚氨酯树脂B1组分和温度为20℃的聚氨酯树脂B2组分，在浇注机中混合后，注入25℃箱泡中反应10min成型，脱模，切片即得聚氨酯海绵。
实施例3
101.0kg的聚氧化乙烯-氧化丙烯三元醇(数均分子量为10000)，101.0kg的丙烯腈接枝共聚氧化乙烯-氧化丙烯三元醇(数均分子量为10000)，2.02kg乙二醇，1.01kg的三乙烯二胺的乙二醇溶液，1.01kg的70wt％的双(二甲氨基乙基)醚与30wt％一缩二丙二醇配成的溶液，3.03kg水和4.04kg有机硅匀泡剂在60℃下反应1.5h后，降温至45℃，混合1.0h，得到所述的聚氨酯树脂A组分。
将47.2g的二苯基甲烷二异氰酸酯，11.8kg的碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯，11.8kg的聚氧化乙烯-氧化丙烯三元醇(数均分子量为10000)和0.002kg的磷酸在75℃反应2h，即得聚氨酯树脂B1组分。
将4.24kg的二苯基甲烷二异氰酸酯，3.65kg的聚氧化乙烯-氧化丙烯二元醇(数均分子量为7000)和0.0002kg的磷酸在75℃反应2h，即得聚氨酯树脂B2组分。
将温度为25℃的聚氨酯树脂A组分、温度为25℃的聚氨酯树脂B1组分和温度为25℃的聚氨酯树脂B2组分，在浇注机中混合后，注入30℃箱泡中反应5min成型，脱模，切片即得聚氨酯海绵。
实施例4
101.0kg的聚氧化乙烯-氧化丙烯三元醇(数均分子量为10000)，101.0kg的丙烯腈接枝共聚氧化乙烯-氧化丙烯三元醇(数均分子量为10000)，2.02kg乙二醇，1.01kg的三乙烯二胺的乙二醇溶液，1.01kg的70wt％的双(二甲氨基乙基)醚与30wt％一缩二丙二醇配成的溶液，3.03kg水和4.04kg有机硅匀泡剂在60℃下反应1.5h后，降温至45℃，混合1.0h，得到所述的聚氨酯树脂A组分。
将7.44kg的二苯基甲烷二异氰酸酯，1.86kg的碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯，1.86kg的聚氧化乙烯-氧化丙烯三元醇(数均分子量为10000)和0.002kg的磷酸在75℃反应2h，即得聚氨酯树脂B1组分。
将53.9kg的二苯基甲烷二异氰酸酯，46.5kg的聚氧化乙烯-氧化丙烯二元醇(数均分子量为7000)和0.009kg的磷酸在75℃反应2h，即得聚氨酯树脂B2组分。
将温度为25℃的聚氨酯树脂A组分、温度为25℃的聚氨酯树脂B1组分和温度为25℃的聚氨酯树脂B2组分，在浇注机中混合后，注入30℃箱泡中反应5min成型，脱模，切片即得聚氨酯海绵。
实施例5
290.1kg的聚氧化乙烯-氧化丙烯三元醇(数均分子量为9000)，145.1kg的苯乙烯接枝共聚氧化乙烯-氧化丙烯三元醇(数均分子量为9000)，21.8kg乙二醇，1.31kg的三乙烯二胺的乙二醇溶液，2.61kg的70wt％的双(二甲氨基乙基)醚与30wt％一缩二丙二醇配成的溶液，5.66kg水和4.35kg有机硅匀泡剂在60℃下反应1.5h后，降温至45℃，混合1.0h，得到聚氨酯树脂A组分。
将124.8kg的二苯基甲烷二异氰酸酯，17.1kg的聚氧化乙烯-氧化丙烯三元醇(数均分子量为9000)和0.012kg的磷酸在65℃反应3h，即得聚氨酯树脂B1组分。
将42.6kg的二苯基甲烷二异氰酸酯，35.4kg的碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯，64.2kg的聚氧化乙烯-氧化丙烯二元醇(数均分子量为3000)和0.012kg的磷酸在65℃反应3h，即得聚氨酯树脂B2组分。
将温度为25℃的聚氨酯树脂A组分、温度为25℃的聚氨酯树脂B1组分和温度为25℃的聚氨酯树脂B2组分，在浇注机中混合后，注入30℃箱泡中反应5min成型，脱模，切片即得聚氨酯海绵。
实施例6
200.0kg的聚氧化乙烯-氧化丙烯三元醇(数均分子量为8000)，160.0kg的苯乙烯接枝共聚氧化乙烯-氧化丙烯三元醇(数均分子量为8000)，7.20kg1，4-丁二醇，1.08kg的三乙烯二胺的乙二醇溶液，2.16kg的70wt％的双(二甲氨基乙基)醚与30wt％一缩二丙二醇配成的溶液，4.32kg水和4.68kg有机硅匀泡剂在50℃下反应2.5h后，降温至40℃，混合1.5h，得到聚氨酯树脂A组分。
将86.4kg的二苯基甲烷二异氰酸酯，5.03kg的聚氧化乙烯-氧化丙烯三元醇(数均分子量为8000)和0.005kg的磷酸在75℃反应2h，即得聚氨酯树脂B1组分。
将10.2kg的二苯基甲烷二异氰酸酯，7.12kg的碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯，13.2kg的聚氧化乙烯-氧化丙烯二元醇(数均分子量为4000)和0.002kg的磷酸在75℃反应2h，即得聚氨酯树脂B2组分。
将温度为20℃的聚氨酯树脂A组分、温度为20℃的聚氨酯树脂B1组分和温度为20℃的聚氨酯树脂B2组分，在浇注机中混合后，注入25℃箱泡中反应10min成型，脱模，切片即得聚氨酯海绵。
对比例1
221.7kg的聚氧化乙烯-氧化丙烯三元醇(数均分子量为6000)，55.4kg的苯乙烯接枝共聚氧化乙烯-氧化丙烯三元醇(数均分子量为6000)，1.39kg乙二醇，0.22kg的三乙烯二胺的乙二醇溶液，0.89kg的70wt％的双(二甲氨基乙基)醚与30wt％一缩二丙二醇配成的溶液，2.77kg水和0.28kg有机硅匀泡剂在50℃下反应2.5h后，降温至40℃，混合1.5h，得到聚氨酯树脂A组分。
将49.61kg的二苯基甲烷二异氰酸酯，15.0kg的碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯，0.75kg的聚氧化乙烯-氧化丙烯三元醇(数均分子量为6000)，2.26kg的聚氧化乙烯-氧化丙烯二元醇(数均分子量为3000)和0.0017kg的磷酸在65℃反应3h，即得聚氨酯树脂B组分。
将温度为20℃的聚氨酯树脂A组分、温度为20℃的聚氨酯树脂B组分，在浇注机中混合后，注入25℃箱泡中反应10min成型，脱模，切片即得聚氨酯海绵。
对比例2
101.0kg的聚氧化乙烯-氧化丙烯三元醇(数均分子量为10000)，101.0kg的丙烯腈接枝共聚氧化乙烯-氧化丙烯三元醇(数均分子量为10000)，2.02kg乙二醇，1.01kg的三乙烯二胺的乙二醇溶液，1.01kg的70wt％的双(二甲氨基乙基)醚与30wt％一缩二丙二醇配成的溶液，3.03kg水和4.04kg有机硅匀泡剂在60℃下反应1.5h后，降温至45℃，混合1.0h，得到所述的聚氨酯树脂A组分。
将51.44kg的二苯基甲烷二异氰酸酯，11.8kg的碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯，11.8kg的聚氧化乙烯-氧化丙烯三元醇(数均分子量为10000)，3.65kg的聚氧化乙烯-氧化丙烯二元醇(数均分子量为7000)和0.0022kg的磷酸在75℃反应2h，即得聚氨酯树脂B组分。
将温度为25℃的聚氨酯树脂A组分和温度为25℃的聚氨酯树脂B组分在浇注机中混合后，注入30℃箱泡中反应5min成型，脱模，切片即得聚氨酯海绵。
实施例1～4和对比例1～2所制得的聚氨酯海绵的各项性能测试如下：
表I
由实施例1和实施例2、实施例3和实施例4可知，在聚氨酯树脂A组分不变的前提下，简单调整树脂B1组分和B2组分的比例就可制得不同硬度、不同回弹率、泡孔细密均匀的聚氨酯海绵，提高了生产效率，同时节约能源消耗，节约生产成本。对比实施例1和对比例1，实施例3和对比例2可知，本发明高回弹海绵用聚氨酯树脂更易制得硬度较高回弹率较好，或者硬度较低回弹率也较好的海绵。
尽管上述实施例已经对本发明的技术方案进行了详细地描述，但本发明的技术方案并不限于以上实施例，在不脱离本发明的思想和宗旨情况下，对本发明申请专利范围的内容所作的等效变化或修饰，都应为本发明的技术范畴。