一种高性能聚氨酯缓冲复合材料的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及缓冲材料领域，具体是一种高性能聚氨酯缓冲复合材料的制备方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，基于减轻环境负荷的观点，寻求从植物资源得到的源自植物的树脂，代替 以石油资源为原料的源自石油的树脂。即，源自植物的树脂，由从一边吸收空气中的〇) 2、一 边通过光合作用生长的植物得到的原料形成，对应于即使通过使用后的燃烧处理将CO2排 放到大气中，结果也不会导致大气中的CO 2量增加，即所谓的碳中和，因此，作为一种有助于 减轻环境负荷的材料而引人注目。
[0003] 聚氨酯就是一种典型的可碳中和的树脂，聚氨酯的原料所使用的多元醇成分，迄 今为止，已知有以源自石油的聚醚多元醇、聚酯多元醇为代表的多元醇，另外，还有已知使 用源自植物的作为蓖麻油或蓖麻油衍生物的蓖麻油类多元醇。
[0004] 一方面，聚氨酯复合缓冲材料由于具有优异的缓冲性，被广泛用于汽车等车辆用 坐垫上，还可在车祸时，有效保护人体安全。基于同样的原因，聚氨酯缓冲材料还被广泛应 用在汽车前后保险杠上，可有效减少汽车碰撞事故后的损害程度；用在直升机的停机坪上， 具有很好的减震和缓冲效果；用在鞋垫或者鞋底上，可极大的减轻了行走过程中与地面的 冲击，能够较好的保护脚部，大大减缓了行走疲劳，避免运动伤害。用在人体关键部分的护 具上，可防止摔倒后的骨折等运动伤害。但对于中高端汽车市场，不仅要求坐垫在坐时具有 良好的缓冲感，还要求具有很均衡地硬度和回弹性（即不过硬也不过软)，以及优异的耐久 性(长期使用后，弹性、硬度、厚度等变化小)。
[0005] 另一方面，国内目前生产的聚氨酯汽车缓冲块不能满足抗菌的要求，因此只能用 于低端汽车市场或者其他一些对抗菌要求不高的市场。国际上抗菌型汽车缓冲块的制备起 源于上个世纪90年代，以无机银离子抗菌剂和有机香草醛类抗菌剂为主，但是这些抗菌剂 耐热性差，易水解，有效期短，难以满足中高端汽车市场的需求。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种高性能聚氨酯缓冲复合材料的制备方法，用于得到有 助于减少环境负荷、很均衡地硬度和回弹性、优异的耐久性，以及良好的抗菌能力的高性能 聚氨酯复合缓冲材料的源自植物的组合物。
[0007] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案： 一种高性能聚氨酯缓冲复合材料的制备方法，具体步骤为： (1)抗菌型多元醇的制备：将源自植物的聚酯多元醇升温到80°C~90°C，全部融化后， 向聚酯多元醇中加入占聚酯多元醇总重量0. 4%~1%的中药抗菌组合物，以及占聚酯多元 醇总重量4±0. 5%的酯类有机磺酸盐、叔胺类催化剂、水和有机硅氧烷的混合物，搅拌均 匀，即制得抗菌型多元醇； 所述源自植物的聚酯多元醇为至少具有由每分子中含有2~6个羟基的多元醇1摩尔 与从植物油得到的碳原子数15个以上的羟基羧酸5~28摩尔缩合而形成的聚酯多元醇； 且其酸值为〇· 1~10mgK0H/g，羟基值为20~160mgK0H/g ; 所述中药抗菌组合物按照重量份的组分为苦参提取物3~5份、蛇莓提取物3~5份、 蛇莲提取物3~5份、山茱萸提取物1~3份、车前草提取物1~3份、黄柏提取物1~3 份、透骨草提取物1~3份、细辛提取物1~3份、蒲公英提取物1~3份、鱼腥草提取物 1~3份； 所述酯类有机磺酸盐、叔胺类催化剂、水与有机硅氧烷的质量比为20:1~2:1~ 2:1 ~2 ; (2) 预聚体的制备：将聚醚多元醇、占聚醚多元醇总重量3%~5%的纳米玻璃微粉、占聚 醚多元醇总重量2%~4%的酯类有机磺酸盐、钛酸类催化剂、水与有机硅氧烷的的混合物按 比例放入反应釜中，快速升温到80°C~90°C，并在80°C~90°C和氮气保护下加入改性的 异氰酸酯，反应1~2小时获得预聚体，该预聚体中异氰酸酯基（-NCO)含量为6%~9% ; 所述聚醚多元醇的总不饱和度为0.050meq/g以下的低单醇多元醇，其由官能团数为 2~8的活性氢化合物与包括环氧乙烧的环氧烧聚合而得到的、羟基值为10~40mgK0H/g 的聚醚多元醇； 所述酯类有机磺酸盐、钛酸类催化剂、水与有机硅氧烷的质量比为20:1~2:1~ 2:1 ~2 ; 所述改性的异氰酸酯的制备：过量的二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI)与碳化二亚胺反 应制备异氰酸酯基（-NC0)含量20%~26%的改性的异氰酸酯； (3) 共混：将步骤（1)所得抗菌型多元醇与步骤（2)所得预聚体按质量比1 :1~2在浇 注机混合头的混合区混合均匀，制得的混合物料； (4) 浇注成型：将步骤（3)制得的混合物料快速注入到40°C~70°C的硫化机上，快速合 模，硫化15~30min，脱模，得到饶注成型的样件； (5) 后硫化工艺：将步骤（4)制得的浇注成型的样件放置在KKTC~120°C烘箱内后硫 化12~36h，即得到高性能聚氨酯复合缓冲材料。
[0008] 作为本发明进一步的方案：所述聚酯多元醇为选自蓖麻油、氢化蓖麻油、由蓖麻油 脂肪酸缩合物构成的聚酯多元醇，由氢化蓖麻油脂肪酸缩合物构成的聚酯多元醇，羟基化 大豆油和由羟基化大豆油脂肪酸缩合物构成的聚酯多元醇中的1种或2种以上。
[0009] 作为本发明进一步的方案：所述聚酯多元醇的酸值为4~6mgK0H/g，羟基值为 50 ~100mgK0H/g。
[0010] 作为本发明进一步的方案：所述聚醚多元醇由官能团数为4~6的活性氢化合物 与包括环氧乙烷的环氧烷聚合而得到的、羟基值为20~30mgK0H/g的聚醚多元醇。
[0011] 作为本发明进一步的方案：所述中药抗菌组合物按照重量份的组分为苦参提取物 4份、蛇莓提取物4份、蛇莲提取物4份、山茱萸提取物2份、车前草提取物2份、黄柏提取物 2份、透骨草提取物2份、细辛提取物2份、蒲公英提取物2份、鱼腥草提取物2份。
[0012] 作为本发明进一步的方案：所述酯类有机磺酸盐选自邻苯二甲酸二甲酯磺酸钠、 间苯二甲酸二甲酯磺酸盐、对苯二甲酸酯磺酸钠、邻苯二甲酸二乙二醇酯磺酸钠、间苯二甲 酸二乙二醇酯磺酸钠、对苯二甲酸二乙醇酯磺酸钠中的1种或2种以上。
[0013] 作为本发明进一步的方案：所述叔胺类催化剂选自N，N-二丙基-1-丙胺，N，N-二 甲基苯胺，1，4二氮杂双环[2. 2. 2]辛烷中的1种或2种以上。
[0014] 作为本发明进一步的方案：所述钛酸类催化剂选自钛酸甲酯、钛酸乙酯、钛酸丙 酯、钛酸丁酯中的1种或2种以上。
[0015] 与现有技术相比，本发明的有益效果是： 本发明制备高性能聚氨酯复合缓冲材料的原料大多源自植物，因此对应于最近的面向 地球环境保护的社会动向，能够有助于减少环境负荷。
[0016] 本发明制备高性能聚氨酯复合缓冲材料具有很均衡地硬度和回弹性，以及优异的 耐久性。
[0017] 本发明制备高性能聚氨酯复合缓冲材料中中药抗菌组合物能够替代化学抑菌剂 杀灭抑制粪大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌等常规细菌和马拉色菌等皮肤真菌，该高 性能聚氨酯复合缓冲材料具有止痒、灭菌、去肩、护肤的作用，对皮肤不产生刺激和毒副作 用，同时具有低成本和不污染环境的优势。
[0018] 本发明制备高性能聚氨酯复合缓冲材料可广泛应用于高端汽车坐垫、鞋垫、护具 等领域。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合【具体实施方式】对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
[0020] 实施例1 一种高性能聚氨酯缓冲复合材料的制备方法，具体步骤为： (1) 抗菌型多元醇的制备：将源自植物的聚酯多元醇升温到80°C，全部融化后，向聚 酯多元醇中加入占聚酯多元醇总重量0. 5%的中药抗菌组合物，以及占聚酯多元醇总重量 3. 5%的酯类有机磺酸盐、叔胺类催化剂、水和有机硅氧烷的混合物，搅拌均匀，即制得抗菌 型多元醇； (2) 预聚体的制备：将聚醚多元醇、占聚醚多元醇总重量3%的纳米玻璃微粉、占聚醚多 元醇总重量2%的酯类有机磺酸盐、钛酸类催化剂、水与有机硅氧烷的的混合物按比例放入 反应釜中，快速升温到80°C，并在80~90°C和氮气保护下加入改性的异氰酸酯，反应1小 时获得预聚体，该预聚体中异氰酸酯基（-NC0)含量为6%~7% ; (3) 共混：将步骤（1)所得抗菌型多元醇与步骤（2)所得预聚体按质量比1 :1在浇注机 混合头的混合区混合均匀，制得的混合物料； (4) 浇注成型：将步骤（3)制得的混合物料快速注入到40°C的硫化机上，快速合模，硫 化15min，脱模，得到饶注成型的样件； (5) 后硫化工艺：将步骤（4)制得的浇注成型的样件放置在KKTC烘箱内后硫化12~ 36h，即得到高性能聚氨酯复合缓冲材料的产品A。
[0021] 实施例2 一种高性能聚氨酯缓冲复合材料的制备方法，具体步骤为： (1)抗菌型多元醇的制备：将源自植物的聚酯多元醇升温到85°C，全部融化后，向聚酯 多元醇中加入占聚酯多元醇总重量0. 8%的中药抗菌组合物，以及占聚酯多元醇总重量4% 的酯类有机磺酸盐、叔胺类催化剂、水和有机硅氧烷的混合物，搅拌均匀，即制得抗菌型多 元醇； (2) 预聚体的制备：将聚醚多元醇、占聚醚多元醇总重量4%的纳米玻璃微粉、占聚醚多 元醇总重量3%的酯类有机磺酸盐、钛酸类催化剂、水与有机硅氧烷的的混合物按比例放入 反应釜中，快速升温到85°C，并在85°C和氮气保护下加入改性的异氰酸酯，反应1. 5小时 获得预聚体，该预聚体中异氰酸酯基（-NCO)含量为7%~8% ; (3) 共混：将步骤（1)所得抗菌型多元醇与步骤（2)所得预聚体按质量比I :1. 5在浇注 机混合头的混合区混合均匀，制得的混合物料； (4) 浇注成型：将步骤（3)制得的混合物料快速注入到55°C的硫化机上，快速合模，硫 化20min，脱模，得到浇注成型的样件； (5) 后硫化工艺：将步骤（4)制得的浇注成型的样件放置在IKTC烘箱内后硫化24h， 即得到高性能聚氨酯复合缓冲材料的产品B。
[0022] 实施例3