技术领域
[0001] 本发明属于聚氨酯材料领域，具体涉及一种亲水、柔性聚氨酯海绵及其制备方法。
相关背景技术
[0002] 聚氨酯海绵是泡沫密度低于50kg/m3以下的材料，亲水聚氨酯海绵是一种具有优异亲水性能的聚氨酯材料，由于其分子链中引入了亲水基团或链段，使得其对水的吸收和保持能力显著提高，这种特性使得亲水聚氨酯海绵在需要快速吸收水分并保持一定湿度的环境中表现更加优异，可应用于家具、化妆辅料、海产养殖等领域，具有更为广泛的应用前景。
[0003] 亲水聚氨酯海绵是以亲水性的单体作为聚合原料制备的聚氨酯海绵。一篇文献公开了一种亲水性聚氨酯泡沫材料，其用聚合物多元醇、异氰酸酯、发泡剂、催化剂、匀泡剂、开孔剂等物质制备了亲水性的聚氨酯泡沫材料。但该方法采用的聚乳酸多元醇分子结构单一、分子柔性较差，利用其制备的聚氨酯海绵的柔性较差，虽具有一定亲水性，但仍存在亲水性不够优异的问题。
具体实施方式
[0027] 为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
[0028] 本发明方法通过以低成本、柔性较好的聚乳酸多元醇为原料，并添加特定的亲水剂与聚乳酸多元醇配合进一步提高亲水性，再经发泡、老化等步骤制备得到聚氨酯海绵，制备的聚氨酯海绵具有优异的柔性和亲水性。
[0029] 参阅图1，一种亲水、柔性聚氨酯海绵的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0030] 步骤一、取异氰酸酯、聚乳酸多元醇、催化剂、亲水剂和水混合均匀，在室温下反应，得到反应液；
[0031] 步骤二、将反应液进行发泡和熟化，得到所述聚氨酯海绵材料，[0032] 步骤一中所述聚乳酸多元醇的结构式如下：
[0033]
[0034] 其中，m为3‑20，n为3‑20。
[0035] 本发明方法通过以低成本、柔性较好的聚乳酸多元醇为原料，并添加特定的亲水剂与聚乳酸多元醇配合进一步提高亲水性，再经发泡、老化等步骤制备得到聚氨酯海绵，制备的聚氨酯海绵具有优异的柔性和亲水性。
[0036] 实施例1
[0037] 一、聚乳酸多元醇的制备：
[0038] 步骤1、将0.5g双(碳酸乙烯酯基)醚、0.01g氯化锌、0.3g四丁基氯化铵混合，在200℃1MPa压力下反应1h，得到原位催化剂；
[0039] 步骤2、然后在原位催化剂中加入18g LA单体在160℃下反应1h，得到产物；
[0040] 步骤3、反应结束后在产物中加入甲醇进行沉淀，再除去溶剂后在40℃下真空干燥48h，得到聚乳酸多元醇。
[0041] 二、亲水、柔性聚氨酯海绵的制备
[0042] 取4.5g二苯基甲烷二异氰酸酯、10g上述聚乳酸多元醇、0.02g二丁基锡二月桂酸酯、1g聚乙二醇改性的聚硅氧烷(麦豪科技HD‑220)和0.25g水混合均匀，在室温下反应1.5h，得到反应液；将反应液在常压下进行发泡和熟化24h，得到所述聚氨酯海绵材料。
[0043] 实施例2
[0044] 一、聚乳酸多元醇的制备：
[0045] 步骤1、将0.4g双(碳酸乙烯酯基)醚、0.01g醋酸锌、0.3g二甲氨基吡啶混合，在200℃1MPa压力下反应1.5h，得到原位催化剂；
[0046] 步骤2、然后在原位催化剂中加入18g LA单体在180℃下反应1h，得到产物；
[0047] 步骤3、反应结束后在产物中加入甲醇进行沉淀，再除去溶剂后在40℃下真空干燥48h，得到聚乳酸多元醇。
[0048] 二、亲水、柔性聚氨酯海绵的制备
[0049] 取4g甲苯二异氰酸酯、10g上述聚乳酸多元醇、0.03g辛酸亚锡、1g聚乙二醇改性的聚硅氧烷(麦豪科技HD‑220)和0.2g水混合均匀，在室温下反应1.5h，得到反应液；将反应液在常压下进行发泡和熟化24h，得到所述聚氨酯海绵材料。
[0050] 实施例3
[0051] 一、聚乳酸多元醇的制备：
[0052] 步骤1、将0.3g 1,4‑丁二醇二缩水甘油醚、0.01g氯化锌、0.3g四丁基氯化铵混合，在200℃1MPa压力下反应1.5h，得到原位催化剂；
[0053] 步骤2、然后在原位催化剂中加入18g LA单体在130℃下反应2h，得到产物；
[0054] 步骤3、反应结束后在产物中加入甲醇进行沉淀，再除去溶剂后在40℃下真空干燥48h，得到聚乳酸多元醇。
[0055] 二、亲水、柔性聚氨酯海绵的制备
[0056] 取5g异佛尔酮二异氰酸酯、10g上述聚乳酸多元醇、0.04g二(十二烷基硫)二丁基锡、1.2g聚乙二醇改性的聚硅氧烷(麦豪科技ZL‑480)和0.3g水混合均匀，在室温下反应，熟化24h得到亲水海绵。
[0057] 实施例4
[0058] 一、聚乳酸多元醇的制备：
[0059] 步骤1、将0.5g二缩水甘油醚、0.01g氯化锌、0.5g四丁基碘化铵混合，在200℃1MPa压力下反应1h，得到原位催化剂；
[0060] 步骤2、然后在原位催化剂中加入18g LA单体在160℃下反应2h，得到产物；
[0061] 步骤3、反应结束后在产物中加入甲醇进行沉淀，再除去溶剂后在40℃下真空干燥48h，得到聚乳酸多元醇。
[0062] 二、亲水、柔性聚氨酯海绵的制备
[0063] 取4g六亚甲基二异氰酸酯、10g上述聚乳酸多元醇、0.05g二醋酸二丁基锡、1.5g聚乙二醇改性的聚硅氧烷(麦豪科技HD‑220)和0.3g水混合均匀，在室温下反应，熟化24h得到亲水海绵。
[0064] 实施例5
[0065] 一、聚乳酸多元醇的制备：
[0066] 步骤1、将0.5g二缩水甘油醚、0.01g溴化锌、0.1g四丁基溴化铵混合，在210℃1MPa压力下反应1h，得到原位催化剂；
[0067] 步骤2、然后在原位催化剂中加入18gLA单体在160℃下反应1h，得到产物；
[0068] 步骤3、反应结束后在产物中加入乙醇进行沉淀，再除去溶剂后在40℃下真空干燥48h，得到聚乳酸多元醇。
[0069] 二、亲水、柔性聚氨酯海绵的制备
[0070] 取4.5g甲苯二异氰酸酯、10g上述聚乳酸多元醇、0.02g二丁基锡二月桂酸酯、1g聚乙二醇改性的聚硅氧烷(麦豪科技HD‑220)和0.2g水混合均匀，在室温下反应，熟化24h得到亲水海绵。
[0071] 实施例6
[0072] 一、聚乳酸多元醇的制备：
[0073] 步骤1、将0.5g二缩水甘油醚、0.01g溴化锌、0.30g四丁基碘化铵混合，220℃1MPa压力下反应2h，得到原位催化剂；
[0074] 步骤2、然后在原位催化剂中加入18gLA单体在160℃下反应1h，得到产物；
[0075] 步骤3、反应结束后在产物中加入甲醇进行沉淀，再除去溶剂后在40℃下真空干燥48h，得到聚乳酸多元醇。
[0076] 二、亲水、柔性聚氨酯海绵的制备
[0077] 取5g甲苯二异氰酸酯、10g上述聚乳酸多元醇、0.03g二丁基锡二月桂酸酯、1.3g聚乙二醇改性的聚硅氧烷(广思远聚氨酯材料有限公司GSY‑2510)和0.2g水混合均匀，在室温下反应，熟化24h得到亲水海绵。
[0078] 对比例1
[0079] 一、亲水、柔性聚氨酯海绵的制备
[0080] 取4.5g二苯基甲烷二异氰酸酯、10g聚乳酸多元醇(铭善生物科技公司，MS‑PLLA)、0.02g二丁基锡二月桂酸酯、1g聚乙二醇改性的聚硅氧烷(麦豪科技HD‑220)和0.25g水混合均匀，在室温下反应1.5h，得到反应液；将反应液在常压下进行发泡和熟化24h，得到亲水、柔性聚氨酯海绵。
[0081] 将实施例和对比例制备的聚氨酯海绵的亲水性能和柔性进行测试，测试结果如表1所示。
[0082] 其中，吸水率参照GB/T1034‑2008进行测定；
[0083] 压陷硬度参照GBT‑10802‑2006标准进行测试。
[0084] 表1
[0085]测试项 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 对比例1
吸水率 830％ 780％ 810％ 590％ 580％ 620％ 569％
压陷硬度 1.62 1.67 1.68 1.63 1.66 1.68 1.80
[0086] 由以上测试结果可以看出，采用本发明方法制备的生物基聚氨酯海绵具有较好的亲水性和柔性。而对比例1中采用现有的聚乳酸多元醇制备聚氨酯海绵，由于该聚乳酸多元醇链段柔性和亲水性较差，使用其制备的聚氨酯海绵亲水性、柔性相对较差。
[0087] 此外，现有已报道技术制备石油基聚乳酸多元醇制备的聚氨酯海绵成本在30～39元/kg，而市面上已有的亲水、柔性聚氨酯海绵的成本为30～35元/kg，使用本发明的方法制备的亲水生物基聚氨酯的成本为25～50元/kg，说明本发明方法可大幅降低亲水、柔性聚氨酯海绵制备成本。
