一种聚乙烯醇海绵及其制备方法_3

文档序号:8374989阅读:来源:国知局
[0057] 所述步骤(b)中,由于后续缩醛反应中将选用酸性催化剂,因此碱性发泡剂将消 耗一定量的酸催化剂,影响后续反应效果,同时由于酸碱中和作用,较高的温度下使得发泡 剂在短时间内释放较多的气体,从而影响发泡效果,工艺控制相对较为复杂,因此优选发泡 剂为非碱性发泡剂。
[0058] 所述步骤(b)中,可以选择有机发泡剂偶氮二甲酰胺(AC)、偶氮二异丁腈(AI BN)、二亚硝基五亚甲基四胺(DPT)、二亚硝基对苯二酰胺、亚硝基三亚甲基三四胺、苯磺酰 肼、4, 4' -氧代双苯磺酰肼(OBSH)、对甲苯磺酰肼(TSH)、二磺酰肼二苯砜、苯二磺酰肼、对 甲苯磺酰氨基脲和苯磺酰氨基脲中的一种或几种;优选能够在较低温度下使用的发泡剂, 如:偶氮二甲酰胺(AC)、对甲苯磺酰肼(TSH)、偶氮二异丁腈(AI BN)中的一种或几种,以及 其复合发泡剂。
[0059] 所述步骤(b)中,可以选择常见成孔剂,如淀粉、多糖等天然来源成孔剂,但是鉴 于淀粉等成孔剂存在一定的缺陷,成孔剂可以选择不适合细菌生长或者有一定抑菌作用的 成孔剂,如有机成孔剂,如丙醇、异丙醇、丙三醇、乙二醇、聚乙二醇、乙酸乙酯、丙酸乙酯、聚 乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、纤维素钠、四氢呋喃、煤油、液体石蜡、己烷、戊烷、石油醚和甲 乙酮等。
[0060] 所述步骤(b)中,体系除加入适量的发泡剂和/或成泡剂,可以选择加入分散剂, 提高发泡剂和/或成泡剂在体系的分散度,提高产品的发泡效果。分散剂十二烷基硫酸钠、 十二烷基苯磺酸钠、硅油、硬脂酸、卵磷脂、脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯、硫酸化 蓖麻油、二辛基琥珀酸磺酸钠和苯扎氯铵中的一种或多种。
[0061] 所述步骤(b)中,可以选择先加入分散剂后再加入发泡剂或者在加入发泡剂后再 加入分散剂,优选为加入发泡剂后,搅拌1-20分钟之后,加入分散剂。
[0062] 所述步骤(b)中,可以选择先加入乳化剂,乳化剂为肥阜、阿拉伯胶、烷基苯磺酸 钠、月桂醇聚氧乙烯醚、硬脂酸聚氧乙烯酯、双甘油聚丙二醇醚、二异丙基萘磺酸钠、鲸蜡醇 基硫酸钠和脂肪酸聚氧乙烯酯磷酸盐中的一种或多种。
[0063] 所述步骤(b)中,加料的重量比为:PVA溶液/发泡剂/分散剂= 100/0. 01-0. 5/0-2. 5〇
[0064] 所述步骤(b)中,加料的重量比为:PVA溶液/成孔剂/分散剂= 100/0. 01-0. 5/0-2. 5〇
[0065] 所述步骤(c)中,鉴于(b)步骤中体系已经在保护气体的氛围下,且溶液体系中已 经由保护性气体充满,本步骤可以不额外的进行保护气体处理。但是,为防止加热过程中由 于温度波动引起呼吸作用导致体系混入其他物质,优选的在加料过程,以及交联过程中利 用保护气体对体系进行吹扫,或者选择体系在保护气体氛围下反应,即将反应体系表面置 于保护气体氛围中。优选的选用的保护气体温度控制在在30-90°C ;优选温度为40-80°C。
[0066] 所述步骤(c)中,乳化剂加料的重量比为:PVA溶液/乳化剂=100/0-10。
[0067] 所述步骤(c)中,加料的重量比为:PVA溶液/交联剂/催化剂=100/1-15/1-25 ; 优选比例为:PVA溶液/交联剂/催化剂=100/3-12/5-20 ;优选比例为:PVA溶液/交联剂 / 催化剂=100/6-10/10-15。
[0068] 所述步骤(c)中,所述交联剂为甲醛、多聚甲醛或甲醛溶液,乙醛、乙二醛、丙醛、 丁醛、丁二醛、戊二醛、月桂醛(十二醛)、十三醛、肉豆蔻醛(十四醛)、甲基己基乙醛、甲基 辛基乙醛、甲基壬基乙醛、三甲基己醛、苯甲醛、苯乙醛、苯丙醛、桂醛、铃兰醛、香兰素、乙基 香兰素中的一种或多种混合。
[0069] 所述步骤(c)中,所述催化剂为盐酸、磷酸、硝酸、硫酸中的一种或多种。
[0070] 所述步骤(c)中,由于聚乙烯醇溶液本身具有表面活性,在如加入泡沫稳定剂的 条件下仍然能够形成较为稳定的泡沫结构,因此体系中可以选择不加入泡沫稳定剂。为了 更好的调控泡沫结构可以根据发泡工艺需要加入泡沫稳定剂,泡沫稳定剂可以选择聚丙烯 酰胺、蛋白、多肽、淀粉、纤维素、十二烷基二甲基氧化胺、聚乙二醇、单乙醇胺、二乙醇胺中 的一种或多种。
[0071 ] 所述步骤(c)中,泡沫稳定剂加料的重量比为:PVA溶液/泡沫稳定剂=100/0-10。
[0072] 所述步骤(c)中,步骤(b)体系分散均匀之后,搅拌速度可以在500-1500转/分 钟中选择;优选搅拌速度为800-1200转/分钟。在加入催化剂,交联剂后,降低搅拌速度至 300-800转/分钟,优选搅拌速度为400-600转/分钟,最后加入泡沫稳定剂,搅拌5-20分 钟,并且逐步降低搅拌速度,直至搅拌停止,静置准备转移至模具从而进行步骤(d)固化成 型。
[0073] 所述步骤(d)中,鉴于之前步骤中体系已经采取气体保护措施,且大部分体系已 经处于保护气体的氛围下,本步骤可以不额外进行保护气体保护处理。但是,为防止在转移 过程中体系混入其他物质,优选的在物料转移过程,利用保护气体对模具进行吹扫,5-10分 钟,并且用保护气体将模具、及其相应的加热设备进行处理、填充,如吹扫后用保护气体充 满。使固化成型过程中体系能够尽可能的处于保护气体氛围中。同时由于步骤(d)是热物 料的转移和加热固化过程,保护气体仍然有预热的必要,优选的操作时将保护气体预加热 到50-80 °C,优选温度为60-70 °C。
[0074] 所述步骤(d)中,固化成型温度控制在50_80°C,优选温度为60_70°C。
[0075] 所述步骤(d)中,固化成型时间2-20小时,优选时间为5-10小时。
[0076] 所述步骤(d)中,可以选择在密闭条件下进行,也可以选择敞开体系中。
[0077] 所述步骤(e)中,加热体系可以逐步降至室温,同时可以选择快速冷却至室温。
[0078] 所述步骤(e)中,在降温过程中可以选择在保护气体存在的条件下,对体系进行 冷却处理。
[0079] 所述步骤(e)中,发泡材料可以在模具中放置一段时间后,再从模具中脱除。
[0080] 所述步骤(e)中,发泡材料从模具中脱除后需要用大量的水清洗,可以通过测定 洗出液的pH值、测定有机物含量确定清洗是否符合要求。在大量水洗后可以认为发泡材料 基本处于稳定状态,后续发生副反应的机会较小,可以选择撤除气体保护。
[0081] 所述步骤(e)中,清洗后得到的产品中,吸收大量的水分,可以采取挤压、离心、冻 干、烘干或其结合的方法除去海绵中包含的水分。
[0082] 在实验过程中,发现相对较低的温度保护气体进入发泡体系时对于发泡过程有不 同程度的影响。步骤(a)至(e)过程中,优选的气体保护方案为,在将保护气体引入发泡体 系前对保护气体进行预加热,预加热温度控制在该步骤相应的温度范围内,或控制在略低 于该步骤的温度。如:在(a)步骤中,水溶液的温度控制在60-100°C,保护气体温度控制在 50_100°C之间对体系中的影响较小,优选温度可以控制在60_90°C,即预热温度控制在发泡 体系温度±l〇°C是比较合理的范围。
[0083] 实施例1
[0084] (a)制备聚乙烯醇溶液,将15份的聚乙烯醇在200份(重量)温度为60_80°C的 水中进行搅拌成聚乙烯醇溶液;
[0085] (b)配置发泡溶液:取步骤(a)配置的聚乙烯醇溶液100g,向体系中鼓入二氧化碳 气体,5-10分钟,保持二氧化碳气体氛围,加热至40-50°C,控制搅拌速度1000-1300转/分 钟,搅拌20-30分钟;
[0086] (c)缩醛反应,保持二氧化碳气体氛围,控制搅拌速度800-900转/分钟,加入盐酸 15g,搅拌10-20分钟,加入甲醛15g,降低搅拌速度至700-800转/分钟,搅拌10-30分钟, 加入0. 3g泡沫稳定剂0P-10,并且逐步降低搅拌速度,直至搅拌停止,过程约5-10分钟。
[0087] (d)固化成型:将(c)搅拌好的料浆灌入到二氧化碳置换后的模具中,控制温度 60-80 °C,保温3-5小时后。
[0088] (e)发泡材料后处理:将发泡材料从模具中脱除;用大量的水洗涤;发泡材料脱 水;干燥;加工成型得到发泡产品Y1。
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