氧化铝增强丝瓜籽油基聚氨酯泡沫及其制备、应用与床垫制造技术

技术编号：41676968 阅读：5 留言：0更新日期：2024-06-14 15:31

本发明专利技术提供了一种氧化铝增强丝瓜籽油基聚氨酯泡沫，包括：木质素颗粒1～15份，纳米氧化铝0.3～2.5份，丝瓜籽油基多元醇1～20份，第一聚醚多元醇40～60份，第二聚醚多元醇10～30份，第三聚醚多元醇10～20份，水1～5份，匀泡剂0.5～3份，催化剂0.3～2份，软化剂0.8～1份，改性MDI 40～60份；其中，丝瓜籽油多元醇以丝瓜籽油为原料，采用环氧开环法，以辛醇为开环剂制备而得。本发明专利技术还提供了上述聚氨酯泡沫的制备及应用，同时提供了一种床垫。本发明专利技术将丝瓜籽油制备成多元醇用于聚氨酯软质泡沫制备，能减少对石油资源的依赖，同时引入木质素和纳米氧化铝，协同增强阻燃效果。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及床上用品领域，尤其涉及一种氧化铝增强丝瓜籽油基阻燃聚氨酯泡沫及其制备、应用与床垫。

技术介绍

1、聚氨酯软质泡沫是一种广泛应用于座椅、枕头和床垫等软体家具填充材料的材料，其具有柔软性、透气性、耐久性和可定制性等优点。寻找可再生的生物质原料已成为研究的焦点。此外，现有的聚氨酯软质泡沫在遇火时容易燃烧，并释放出有毒气体和烟雾，对使用者的人身安全构成威胁。

技术实现思路

1、本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种氧化铝增强丝瓜籽油基阻燃聚氨酯软质泡沫及其制备、应用与床垫，其将丝瓜籽油制备成多元醇用于聚氨酯软质泡沫制备，能有效减少对石油资源的依赖，同时引入木质素和纳米氧化铝，协同增强阻燃效果。

2、本专利技术采用以下技术方案解决上述技术问题：

3、一种氧化铝增强丝瓜籽油基聚氨酯泡沫，包括如下重量份数的原料：木质素颗粒1～15份，纳米氧化铝0.3～2.5份，丝瓜籽油基多元醇1～20份，第一聚醚多元醇40～60份，第二聚醚多元醇10～30份，第三聚醚多元醇10～20份，水1～5份，匀泡剂0.5～3份，催化剂0.3～2份，软化剂0.8～1份，改性mdi 40～60份；

4、其中，所述丝瓜籽油多元醇以丝瓜籽油为原料，采用环氧开环法，以甲酸和双氧水原位生成环氧化试剂，以辛醇为开环剂，制备丝瓜籽油多元醇。

5、作为本专利技术的优选方式之一，所述木质素颗粒的获取方法如下：

6、(1)取木质素放入球磨仪中，并加入碱性溶液；

7、(2)运行球磨仪，进行研磨处理，直至木质素颗粒细化并均匀分散在溶液中；

8、(3)将球磨后的木质素溶液倒入过滤器中，将溶液中的杂质过滤出来；

9、(4)将滤液烘干，得干燥的木质素颗粒，备用。

10、作为本专利技术的优选方式之一，所述丝瓜籽油基多元醇的获取方法如下：

11、(1)丝瓜籽油的制备

12、对丝瓜籽清洗、去杂和干燥后，放入液压榨油机中榨取，制得丝瓜籽油；

13、(2)环氧丝瓜籽油的制备

14、将甲酸和双氧水生成环氧化试剂；

15、在反应釜中加入丝瓜籽油，同时开启滴液漏斗，使得环氧试剂逐滴加入；

16、加入碳酸钠溶液，搅拌至液面无气泡产生，终止反应；

17、将中间产物清洗至中性，静置分层，加入分子筛脱去残留的水或者旋转蒸发掉残留的水，制得环氧丝瓜籽油；

18、(3)丝瓜籽油多元醇的制备

19、向环氧丝瓜籽油中加入辛醇，并加热反应釜；

20、加入饱和碳酸钠溶液，搅拌至液面无气泡产生，终止反应；

21、将中间产物清洗至中性，静置分层，加入分子筛脱去残留的水或者旋转蒸发掉残留的水，制得丝瓜籽油多元醇。

22、作为本专利技术的优选方式之一，所述第一聚醚多元醇为聚醚多元醇1621，羟值为42mg koh/mg；所述第二聚醚多元醇为聚醚多元醇307，羟值为240mg koh/mg；所述第三聚醚多元醇为聚醚多元醇3630，羟值为24.5mg koh/mg。

23、作为本专利技术的优选方式之一，所述匀泡剂采用质量百分比10～30％的开孔硅油匀泡剂si1与质量百分比70～90％的闭孔硅油匀泡剂si2混合而成。所述开孔硅油匀泡剂si1具体为硅油bl-580，闭孔硅油匀泡剂si21具体为硅油ba-7810。

24、作为本专利技术的优选方式之一，所述催化剂采用质量百分比30％的二乙醇胺、20％的双二甲基乙基醚、25％的niax catalyst a-300以及25％的三乙醇胺组成。

25、作为本专利技术的优选方式之一，所述软化剂采用软化剂l310。

26、作为本专利技术的优选方式之一，所述改性mdi采用wannate 8019。

27、一种上述氧化铝增强丝瓜籽油基聚氨酯泡沫的制备方法，包括如下步骤：

28、(1)取木质素颗粒和纳米氧化铝粉末，放入研磨容器中混合研磨；

29、(2)将混合研磨后的木质素和纳米氧化铝粉末倒入容器中，并加入丝瓜籽油多元醇、第一聚醚多元醇、第二聚醚多元醇、第三聚醚多元醇、水、匀泡剂、催化剂、软化剂；使用搅拌机将上述混合物搅拌8～12min，得到a组分；

30、(3)将a组分与改性mdi混合，搅拌4～6s；

31、(4)将步骤(3)所得的混合物倒入预先准备好的铝质模具中，使其充分填充模具；

32、(5)将模具放置在55～65℃的恒温箱中，保温8～12min，以促进反应的进行；

33、(6)取出模具后，将其放置在常温下熟化20～25h，即得目标所需的氧化铝增强丝瓜籽油基聚氨酯泡沫材料。

34、一种上述氧化铝增强丝瓜籽油基聚氨酯泡沫的应用，将所述氧化铝增强丝瓜籽油基聚氨酯泡沫用作床垫的芯体材料。

35、一种阻燃型聚氨酯软质海绵床垫，包括面料层、功能层和支撑层；所述面料层为冰丝透气面料层，其上设置有按摩花纹；所述功能层设置在面料层下方，包括自上而下依次设置的高弹棉层、功能记忆棉层和海棉层；所述支撑层设置在功能层下方，包括自上而下依次设置的弹簧层、支撑记忆棉层和及底层支撑；其中，所述高弹棉层、功能记忆棉层与支撑记忆棉层采用上述氧化铝增强丝瓜籽油基聚氨酯泡沫材质，且高弹棉层的弹性大于所述功能记忆棉层与支撑记忆棉层的弹性；同时，所述弹簧层采用弹性不同的七组悬浮独立袋装弹簧拼接构成，分别对应床垫的头部区域、肩部区域、腰部区域、臀部区域、大腿区域、小腿区域、脚部区域，且每组悬浮独立袋装弹簧分别由两种长度规格的弹簧构成。

36、作为本专利技术的优选方式之一，所述功能层的高弹棉层上还开设有垂直透气孔，用于辅助所述功能记忆棉层，增强记忆海绵的透气散湿性；同时，海棉层在所述功能记忆棉层下部，用于实现稳定和保护作用。

37、作为本专利技术的优选方式之一，通过改变高弹棉层、功能记忆棉层与支撑记忆棉层材料的木质素粉整体添加量，来调控相应海绵的软硬度。

38、本专利技术相比现有技术的优点在于：

39、(1)本专利技术添加的丝瓜籽油和木质素都是天然可再生资源，易获取；生物质含量的提高，增加了泡沫的可降解性；同时，相比石油基泡沫更环保，减少对环境的污染和石油化工资源的消耗。

40、(2)本专利技术木质素作为成碳剂，在纳米氧化铝的协助下，燃烧时形成碳层作为屏障，在冷凝相中阻隔热量向内部传递，同时减少易燃气体的溢出；同时，丝瓜籽油的引入，降低了烟雾和有毒气体的排放量；燃烧产生二氧化碳和水蒸气在气相中起到一定阻燃效果。

41、(3)本专利技术纳米氧化铝具有高比表面积及耐高温的特性，加入到聚氨酯材料中，可以增强材料的力学性能和阻燃性能，降低木质素的添加量；研磨后的木质素粒径小，在聚氨酯基体中分散更加均匀，两者共同构成阻燃系统。

42、(4)本专利技术木质素中存在的酚类成分及侧链上的含氧官能团(甲氧基和环氧基)对金色葡本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种氧化铝增强丝瓜籽油基聚氨酯泡沫，其特征在于，包括如下重量份数的原料：木质素颗粒1～15份，纳米氧化铝0.3～2.5份，丝瓜籽油基多元醇1～20份，第一聚醚多元醇40～60份，第二聚醚多元醇10～30份，第三聚醚多元醇10～20份，水1～5份，匀泡剂0.5～3份，催化剂0.3～2份，软化剂0.8～1份，改性MDI 40～60份；

2.根据权利要求1所述的氧化铝增强丝瓜籽油基聚氨酯泡沫，其特征在于，所述木质素颗粒的获取方法如下：

3.根据权利要求1所述的氧化铝增强丝瓜籽油基聚氨酯泡沫，其特征在于，所述丝瓜籽油基多元醇的获取方法如下：

4.根据权利要求1所述的氧化铝增强丝瓜籽油基聚氨酯泡沫，其特征在于，所述第一聚醚多元醇为聚醚多元醇1621，羟值为42mg KOH/mg；所述第二聚醚多元醇为聚醚多元醇307，羟值为240mg KOH/mg；所述第三聚醚多元醇为聚醚多元醇3630，羟值为24.5mg KOH/mg。

5.根据权利要求1所述的氧化铝增强丝瓜籽油基聚氨酯泡沫，其特征在于，所述软化剂采用软化剂L310。

6.一

7.一种如权利要求1～5任一所述的氧化铝增强丝瓜籽油基聚氨酯泡沫的应用，其特征在于，将所述氧化铝增强丝瓜籽油基聚氨酯泡沫用作床垫的芯体材料。

8.一种阻燃型聚氨酯软质海绵床垫，其特征在于，包括面料层、功能层和支撑层；所述面料层为冰丝透气面料层，其上设置有按摩花纹；所述功能层设置在面料层下方，包括自上而下依次设置的高弹棉层、功能记忆棉层和海棉层；所述支撑层设置在功能层下方，包括自上而下依次设置的弹簧层、支撑记忆棉层和及底层支撑；其中，所述高弹棉层、功能记忆棉层与支撑记忆棉层采用权利要求1～5任一所述的氧化铝增强丝瓜籽油基聚氨酯泡沫材质，且高弹棉层的弹性大于所述功能记忆棉层与支撑记忆棉层的弹性；同时，所述弹簧层采用弹性不同的七组悬浮独立袋装弹簧拼接构成，分别对应床垫的头部区域、肩部区域、腰部区域、臀部区域、大腿区域、小腿区域、脚部区域，且每组悬浮独立袋装弹簧分别由两种长度规格的弹簧构成。

9.根据权利要求8所述的阻燃型聚氨酯软质海绵床垫，其特征在于，所述功能层的高弹棉层上还开设有垂直透气孔，用于辅助所述功能记忆棉层，增强记忆海绵的透气散湿性；同时，海棉层在所述功能记忆棉层下部，用于实现稳定和保护作用。

10.根据权利要求8或9所述的阻燃型聚氨酯软质海绵床垫，其特征在于，通过改变高弹棉层、功能记忆棉层与支撑记忆棉层材料的木质素粉整体添加量，来调控相应海绵的软硬度。

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【技术特征摘要】

2.根据权利要求1所述的氧化铝增强丝瓜籽油基聚氨酯泡沫，其特征在于，所述木质素颗粒的获取方法如下：

3.根据权利要求1所述的氧化铝增强丝瓜籽油基聚氨酯泡沫，其特征在于，所述丝瓜籽油基多元醇的获取方法如下：

4.根据权利要求1所述的氧化铝增强丝瓜籽油基聚氨酯泡沫，其特征在于，所述第一聚醚多元醇为聚醚多元醇1621，羟值为42mg koh/mg；所述第二聚醚多元醇为聚醚多元醇307，羟值为240mg koh/mg；所述第三聚醚多元醇为聚醚多元醇3630，羟值为24.5mg koh/mg。

5.根据权利要求1所述的氧化铝增强丝瓜籽油基聚氨酯泡沫，其特征在于，所述软化剂采用软化剂l310。

6.一种如权利要求1～5任一所述的氧化铝增强丝瓜籽油基聚氨酯泡沫的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

7.一种如权利要求1～5任一所述的氧化铝增强丝瓜籽油基...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈玉霞，张晨星，郭勇，陈郑杭，周娟，王刘洋，洪璐，王福利，
申请(专利权)人：安徽农业大学，
类型：发明
国别省市：

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