[发明专利]一种增韧防霉抗菌全水基发泡聚氨酯泡沫及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种增韧防霉全水基发泡聚氨酯泡沫及其制备方法和用途，由多元醇组分和异氰酸酯组分组成，多元醇组分包括以下质量分数的原料：聚醚多元醇30~40%，聚合物多元醇6~12%，曼尼希聚醚2~6%，阻燃剂15~30%，水8~26%；胺类催化剂1.0~4.0%，泡沫稳定剂0.5~1.5%，聚氧化乙烯分散液5~10%；所述聚醚多元醇的伯羟基含量＞50%，羟值25~60mgKOH/g的环氧乙烷‑环氧丙烷共聚醚三醇中的一种或多种；所述聚合物多元醇是以环氧乙烷‑环氧丙烷共聚醚三醇为基础的苯乙烯‑丙烯腈接枝聚合物多元醇中的一种或多种，羟值18~30mgKOH/g，固含量30~45%；所述曼尼希聚醚由醇胺化合物、醛与酚类化合物通过曼尼希反应制备而成，其中酚类化合物上带有C原子数≥6的长链烷烃；所述异氰酸酯组分为含有聚氧化乙烯的聚合MDI。

技术领域

本发明涉及聚氨酯领域，具体涉及一种增韧防霉抗菌全水基发泡聚氨酯泡沫及其制备方法和用途。

背景技术

全水基发泡聚氨酯喷涂泡沫与传统的贴棉和喷涂硬泡材料相比，优点较为突出，包括：（1）采用100％水基发泡，ODP为零，符合环保要求；（2）泡沫密度8~12kg/m3，轻质节能，节约成本；（3）泡沫材料具有较高的开孔率，吸音效果好；（4）生产效率高等。基于以上诸多优点，全水基发泡聚氨酯喷涂泡沫可用于客车内饰、建筑内墙隔热吸音材料等。随着环保要求的提高和驾乘人员对舒适性的追求，采用全水基喷涂发泡聚氨酯材料已成为新一代汽车车身保温密封的高端技术手段。

现有技术配方应用中存在的问题：（1）发泡倍率接近100倍，泡沫材料韧性差，泡沫在切割修剪过程易产生飞絮；（2）过量的水在发泡过程作为物理发泡剂未参与反应，残留在泡沫中，泡沫材料易发霉生菌。

通过减少水量，降低发泡倍率，增大材料密度，可有效提高材料韧性，但单车喷涂料用量会增加，不符合汽车轻量化的大趋势，同时生产商也无法接受原材料成本的增加。

专利CN113174028A公开了一种全水发泡聚氨酯泡沫及其制备方法，制得的聚氨酯泡沫内部泡孔结构良好，表观密度低，自重小，且撕裂强度和压缩强度高，抗撕裂能力和抗压能力好。但专利中使用的发泡剂水只有1～5份，材料密度40~50kg/m3，密度过高。

专利CN112521578A公开了一种增韧型全水发泡喷涂聚氨酯组合物及制备方法和用途，专利中通过添加水溶性增韧剂来提高材料韧性，主要应用在喷涂缠绕法管道行业。所选择的增韧剂为二醇醚酯类化合物及其衍生物和吡咯烷酮类化合物及其衍生物中的一种或几种，这类物质气味较大，可在管道领域使用，但不适合用于环保要求较高的汽车领域。

目前，市场上流通的添加型抗菌剂多为固体，在聚氨酯喷涂组合物料液中使用时，存在分散不均和易沉降的问题，严重时会堵塞设备。专利CN112961491A提供了一种抗菌聚氨酯发泡材料及其制备方法，采用能与异氰酸酯键合的异噻唑啉酮类化合物作为抗菌剂，该类液体抗菌剂与聚氨酯组合物料液相容性较好，但有明显的腐蚀性，对皮肤和眼睛有刺激性。全水基发泡聚氨酯组合物喷涂施工过程是将多元醇组分和异氰酸酯组分在设备中碰撞后，加压使其混合均匀，需要具有较好的雾化。而雾化后的异噻唑啉酮类化合物对工人伤害较大。

专利CN111171278B提供了一种抗菌聚氨酯慢回弹泡沫及其制备方法。专利中将季铵盐改性壳聚糖和胍基改性壳聚糖键合到聚氨酯慢回弹泡沫分子链上，制备得到抗菌聚氨酯慢回弹泡沫，该泡沫对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均超过99.9％，防霉等级为0级，防霉抗菌效果较好。但是合成季铵盐改性壳聚糖和胍基改性壳聚糖过程中，需使用大量的无机溶剂氢氧化钠、盐酸等，且须经过抽滤洗涤并干燥处理后才可用在聚氨酯慢回弹泡沫体系中，制备过程复杂，溶剂过多，不环保。

发明内容