一种医疗器械用聚氨酯泡沫包装材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种聚氨酯泡沫包装材料的制备方法，由A组分和B组分反应制备得到；其中，A组分包括聚醚多元醇a、聚醚多元醇b、聚醚多元醇c、聚醚多元醇d、水、扩链剂、有机硅匀泡剂、复合胺类催化剂和阻燃剂，B组分为异氰酸酯。本发明专利技术主要是通过对合成聚氨酯的原料具体种类及其组合进行选择，原料及组合的配比进行调控，进而使聚氨酯的反应速率更快且更稳定，安全环保，调控反应体系异氰酸酯的指数为0.6

【技术实现步骤摘要】
一种医疗器械用聚氨酯泡沫包装材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，具体涉及一种医疗器械用聚氨酯泡沫包装材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着医疗器械的发展，越来越多的精密医用和理疗设备投入到各大医院和健康养老产业中去。这些较为贵重且相对复杂的设备在运输过程中对包装的要求很高，需要轻质、减震、抗跌落性能达标并具备一定的阻燃能力。常见的包装泡沫有聚苯乙烯、聚丙烯、醋酸乙烯酯(EVA)、纸屑或木屑、聚氨酯海绵，但这些包装材料存在密度偏高、质量偏重，保证过程操作复杂等问题，尤其复杂造型的仪器设备存在包装周期长、包装操作繁琐，包装效果欠佳的问题。
[0003]包装用聚氨酯泡沫，也称超低密度聚氨酯泡沫，作为一种新型的包装材料，逐渐取代了原有的包装材料。目前它已广泛应用于电子电脑元件、光学仪器、古董、精密仪表等易碎易损品的包装。对这种包装材料的研究早在1960年代的美国国际包装协会(International Package System)和拜耳公司联合开发，并组建了Sealed Air公司，并申请了相关的包装专利，如美国专利US2,897,641、US3,190,442、US3,173,535、US3,415,364和US3,750,871。但该现有技术仍存在发泡反应速率偏慢、阻燃效果差、密度偏高、存在VOCs等环境污染物释放等问题。因此，亟需对现有技术提出改进方案。

技术实现思路

[0004](一)要解决的技术问题
[0005]鉴于现有技术的上述缺点、不足，本专利技术提供一种聚氨酯泡沫包装材料的制备方法，该方法不仅可制备出超低密度和阻燃性能更好的聚氨酯发泡材料，且方法本身具有发泡反应速率更快且更稳定，安全环保，制备的发泡材料几乎没有大气污染物释放等优点。
[0006](二)技术方案
[0007]为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种聚氨酯泡沫包装材料的制备方法，其由A组分和B组分反应制备得到；其中，A组分包括聚醚多元醇a、聚醚多元醇b、聚醚多元醇c、聚醚多元醇d、水、扩链剂、有机硅匀泡剂、复合胺类催化剂和阻燃剂；其中，
[0009]聚醚多元醇a是以三羟甲基丙烷为起始剂、通过环氧丙烷开环聚合并以环氧乙烷封端的聚合产物，该聚合产物中环氧乙烷含量占24
‑
25％，数均分子量为3000；
[0010]聚醚多元醇b是以甘油起始剂、通过环氧丙烷开环聚合并以环氧丙烷封端的聚合产物，该聚合产物的数均分子量为400；
[0011]聚醚多元醇c是三乙醇胺起始剂、通过环氧丙烷开环聚合并以环氧丙烷封端的聚合产物，该聚合产物的数均分子量为1000；
[0012]聚醚多元醇d是以甘油起始剂、通过环氧丙烷开环聚合并以环氧乙烷封端的聚合
产物，该聚合产物中环氧乙烷含量占12
‑
18％，数均分子量为6000；
[0013]所述B组分为异氰酸酯，所述异氰酸酯为异氰酸酯MDI和/或BASF的M20A，异氰酸酯MDI中NCO含量为30.0
‑
33.0wt％，官能度为2.4
‑
2.5；M20A的NCO含量为30.0
‑
32.0wt％，官能度为2.6
‑
2.7；
[0014]在制备聚氨酯泡沫材料时，组份A和组分B的质量比为1:1.15
‑
1.26。
[0015]其中，异氰酸酯MDI，例如为2,4
’‑
二苯基甲烷二异氰酸酯、2,2
’‑
二苯基甲烷二异氰酸酯和4,4
’‑
二苯基甲烷二异氰酸酯的一种或多种。
[0016]根据本专利技术的较佳实施例，聚醚多元醇a中环氧乙烷含量占28％；聚醚多元醇d中环氧乙烷含量占15％。
[0017]环氧乙烷没有侧甲基，活性更高，环氧丙烷侧甲基存在在聚醚大分子长链中，减少多元醇结晶，比如高EO(环氧乙烷)含量的聚醚多元醇大分子往往表现出乳白状，粘度也更大一些。考虑到成品品质和活性设计聚醚多元醇分子模式和数均分子量，使用环氧乙烷和环氧丙烷调整比例使用。
[0018]根据本专利技术的较佳实施例，按质量份数计，A组分中含有，60
‑
70份聚醚多元醇a、20
‑
25份聚醚多元醇b、5
‑
10份聚醚多元醇c、5
‑
10份聚醚多元醇d，24
‑
25份水、2
‑
4份扩链剂、0.8
‑
1.2份有机硅匀泡剂、0.8
‑
1.5份复合胺类催化剂、12
‑
18份阻燃剂；B组分中含有170
‑
190份的异氰酸酯MDI与的M20A。
[0019]根据本专利技术的较佳实施例，按质量份数计，A组分中含有，60份聚醚多元醇a、20份聚醚多元醇b、10份聚醚多元醇c、10份聚醚多元醇d，25份水、3份扩链剂、1份有机硅匀泡剂、1.2份复合胺类催化剂、15份阻燃剂；B组分中含有180份的异氰酸酯MDI与的M20A。
[0020]根据本专利技术的较佳实施例，将聚醚多元醇a、聚醚多元醇b、聚醚多元醇c、聚醚多元醇d、水、扩链剂、有机硅匀泡剂、复合胺类催化剂和阻燃剂加入到带有搅拌的料桶中混合均匀形成A组分，控制A、B组分在20
‑
30℃下，开启搅拌混合8
‑
20秒后，注入敞口的装有待包装产品的包装箱中，待包装产品外面包裹有隔离膜，A、B在包装箱中混合反应并自由发泡，填充包装箱中的空区位置，完成对待包装产品的包装。所述隔离膜为塑料薄膜或铝箔等，使待包装产品不直接接触聚氨酯材料。
[0021]根据本专利技术的较佳实施例，所述扩链剂为二甘醇；所述有机硅匀泡剂为B8870或B8002或二者的组合；所述复合胺类催化剂为三乙烯二胺，双二甲氨基乙基醚(DY
‑
BDMAEE)，双吗啉二乙基醚(DY
‑
DMDEE)，二甲氨基乙氧基乙醇(DY
‑
DMAEE)中的任意两种或多种的组合。
[0022]根据本专利技术的较佳实施例，根据A组分的羟值和B组份的NCO值，按照如下公式计算异氰酸酯指数R：
[0023][0024]其中：B
NCO％
为B组分中相应异氰酸酯或改性异氰酸酯的NCO的质量百分含量；m
B
为B组分中相应异氰酸酯或改性异氰酸酯的质量；m
H2O
为水的质量；m
n
，其中n＝a,b,c
…
，为相应聚醚多元醇的质量，f
n
为对应聚醚多元醇的平均官能度，为对应聚醚多元醇的数均分子量；m
v
为催化剂的质量，f
v
为对应每分子催化剂所含异氰酸酯反应性氢原子的个数，
为对应催化剂的数均分子量；
[0025]其中，R＝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯泡沫包装材料的制备方法，其特征在于，由A组分和B组分反应制备得到；其中，A组分包括聚醚多元醇a、聚醚多元醇b、聚醚多元醇c、聚醚多元醇d、水、扩链剂、有机硅匀泡剂、复合胺类催化剂和阻燃剂；其中，聚醚多元醇a是以三羟甲基丙烷为起始剂、通过环氧丙烷开环聚合并以环氧乙烷封端的聚合产物，该聚合产物中环氧乙烷含量占24
‑
25％，数均分子量为3000；聚醚多元醇b是以甘油起始剂、通过环氧丙烷开环聚合并以环氧丙烷封端的聚合产物，该聚合产物的数均分子量为400；聚醚多元醇c是三乙醇胺起始剂、通过环氧丙烷开环聚合并以环氧丙烷封端的聚合产物，该聚合产物的数均分子量为1000；聚醚多元醇d是以甘油起始剂、通过环氧丙烷开环聚合并以环氧乙烷封端的聚合产物，该聚合产物中环氧乙烷含量占12
‑
18％，数均分子量为6000；所述B组分为异氰酸酯，所述异氰酸酯为异氰酸酯MDI和/或BASF的M20A，异氰酸酯MDI中NCO含量为30.0
‑
33.0wt％，官能度为2.4
‑
2.5；M20A的NCO含量为30.0
‑
32.0wt％，官能度为2.6
‑
2.7；组份A和组分B的质量比为1:1.15
‑
1.26。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，异氰酸酯MDI为2,4
’‑
二苯基甲烷二异氰酸酯、2,2
’‑
二苯基甲烷二异氰酸酯和4,4
’‑
二苯基甲烷二异氰酸酯的一种或多种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，聚醚多元醇a中环氧乙烷含量占28％；聚醚多元醇d中环氧乙烷含量占15％。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，按质量份数计，A组分中含有，60
‑
70份聚醚多元醇a、20
‑
25份聚醚多元醇b、5
‑
10份聚醚多元醇c、5
‑
10份聚醚多元醇d，24
‑
25份水、2
‑
4份扩链剂、0.8
‑
1.2份有机硅匀泡剂、0.8
‑
1.5份复合胺类催化剂、12

【专利技术属性】
技术研发人员：吴鹏飞，段志群，杨磊，张颖昆，刘兆龙，刘佳苗，赵士宁，腾云舒，
申请(专利权)人：河北工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：