【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于海绵材料，具体地，涉及一种阻燃型聚氨酯海绵材料的制备方法。
技术介绍
1、海绵是一种极为常见的多孔材料，具有良好的吸水性，部分具有良好的弹性、变形恢复性等性能，能够用于清洁物品或用于生产一些舒适柔软的座垫。
2、人们常用的海绵由木纤维素纤维或发泡塑料聚合物制成。也有由海绵动物制成的天然海绵，大多数天然海绵用于身体清洁或绘画。常见的海绵材料为聚氨酯海绵，聚氨酯是一种常见的高分子材料，广泛应用于制作各种“海绵”制品，聚氨酯海绵具有优异的缓冲、隔热和隔音等性能，它在多个行业中都有应用，比如汽车工业、电池工业、化妆品业、胸围内衣制造业及高档家具制造业等。但是聚氨酯海绵是高度易燃的，缺乏自熄性能，当受到火焰或者高温作用时，容易燃烧，并且释放有害气体和烟雾，危害人们的身体健康。已有研究表明，卤系阻燃剂经过熔融共混、化学改性和表面涂敷等技术可以解决聚氨酯海绵阻燃性能不高的问题。卤系阻燃剂价格便宜、用量少且阻燃效果好，但是其在燃烧时会释放有毒有害的气体，从而受到应用上的限制。其次，聚氨酯海绵的多孔状结构易于滋生细菌，将其作为原料制成的枕头沙发等家具在与人体接触时会对健康带来不利的影响。因此，基于以上问题，亟需专利技术一种阻燃性和抗菌性能优异的聚氨酯海绵材料，以满足海绵材料
的更高需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种阻燃型聚氨酯海绵材料的制备方法。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一种
4、将二苯基甲烷二异氰酸酯（mdi）、聚醚多元醇、发泡剂、开孔剂、去离子水、四甲基乙二胺（催化剂）、抗氧剂和改性多元醇高速搅拌后，加入到高压发泡机中进行发泡，发泡后置于恒温箱中熟化，得到阻燃型聚氨酯海绵材料。
5、进一步地，各原料按照重量份数计如下：20-40份二苯基甲烷二异氰酸酯、40-60份聚醚多元醇、3-6份发泡剂、4-6份开孔剂、4-8份去离子水、1-3份四甲基乙二胺、2-4份抗氧剂、5-15份改性多元醇。
6、进一步地，所述抗氧剂为亚磷酸三苯酯、亚磷酸二苯基异辛基酯中的一种。
7、进一步地，所述改性多元醇通过以下步骤制得：
8、s1、在装有搅拌装置的三口烧瓶中，将三苯基膦（pph3）、3-溴丙酸与甲苯混合，并升高温度至55℃，搅拌反应4h，反应结束，减压蒸馏去除溶剂，得到中间体1；三苯基膦、3-溴丙酸、甲苯的用量之比为26.2g:15.1g:100ml；
9、三苯基膦与3-溴丙酸的溴基发生反应，得到季鏻化产物中间体1；具体反应过程如下所示：
10、
11、s2、在装有搅拌装置三口烧瓶中将三乙醇胺、中间体1和n,n-二甲基甲酰胺（dmf）混合搅拌均匀，再加入二丁基氧化锡（催化剂）和二环己基碳二亚胺（dcc），升温至85℃反应4h，反应期间不断搅拌，反应完成，过滤，旋蒸除去部分溶剂，再通过柱层析提纯（洗脱液采用苯/乙酸乙酯的混合溶剂，二者的体积比为3:2），旋蒸除去洗脱液，得到中间体2；三乙醇胺、中间体1、甲苯、二丁基氧化锡、二环己基碳二亚胺的用量之比为15.4g:33.5g:120ml:0.2g:20.6g；
12、在二丁基氧化锡和dcc的催化下，三乙醇胺上的羟基和中间体1上的羧基发生酯化反应，通过控制二者的摩尔比接近1:1且三乙醇胺略微过量，使三乙醇胺上只有一个羟基参与反应，得到中间体2；具体反应过程如下所示：
13、
14、s3、在装有搅拌装置三口烧瓶中将巯基乙酸、中间体2和n,n-二甲基甲酰胺混合搅拌均匀，再加入二丁基氧化锡（催化剂）和二环己基碳二亚胺（脱水剂），升温至90℃反应6h，反应期间不断搅拌，反应完成，过滤，减压蒸馏除去部分溶剂，再通过柱层析提纯（洗脱液采用苯/乙酸乙酯的混合溶剂，二者的体积比为3:4），旋蒸除去洗脱液，得到中间体3；巯基乙酸、中间体2、n,n-二甲基甲酰胺、二丁基氧化锡、dcc的用量之比为10.6g:48.7g:150ml:0.3g:20.6g；
15、在二丁基氧化锡和二环己基碳二亚胺的催化下，巯基乙酸上的羧基和中间体2上的羟基发生酯化反应，通过控制二者的摩尔比接近1:1且中间体2略微过量，使中间体2上只有一个羟基参与反应，得到中间体3；具体反应过程如下所示：
16、
17、s4、在装有搅拌装置的三口烧瓶中加入中间体3、aibn（偶氮二异丁腈）和n,n-二甲基甲酰胺，搅拌混合均匀后，再滴加四甲基四乙烯基环四硅氧烷，维持体系的温度在80℃，反应6h，反应结束后，先旋蒸除去部分溶剂，再通过柱层析提纯（洗脱液采用乙酸乙酯/石油醚的混合溶剂，二者的体积比为2:5），旋蒸除去洗脱液，得到改性多元醇；中间体3、aibn、n,n-二甲基甲酰胺、四甲基四乙烯基环四硅氧烷的用量之比为221.6g:5.8g:500ml:34.4g；
18、在aibn作用下，四甲基四乙烯基环四硅氧烷分子上的不饱和碳碳双键与中间体3上的-sh发生巯基-烯的点击反应，通过控制二者的摩尔比接近1:4，得到改性多元醇；具体反应过程如下所示：
19、
20、制得的改性多元醇从本身结构来看，是以环状硅氧烷为芯，周侧分布有呈树枝状结构的含-oh分子链，使得改性多元醇在与异氰酸酯聚合过程中，能够形成交联的聚氨酯网状结构，能一定程度提高聚氨酯基体的力学性能，并且还使改性多元醇不易析出和脱落，提高了改性多元醇性能的长久稳定性；此外，改性多元醇分子还含有si-o键、n、s杂原子和季鏻盐结构，其中，环状硅氧烷含有的多个si-o键，键能较高，具有一定的疏水性，并且酯基和苯环也属于疏水基团，共同提高基体的防水性能；另外，在燃烧时硅氧烷降解形成的层状二氧化硅向炭层表面迁移，使炭层更加致密，抑制炭层的氧化，能与n、s杂原子起协同作用，显著增强了基体的阻燃和抑烟性能，最后，引入的季鏻盐功能基团，其中带正电荷的鏻离子吸附在菌体表面，可与细菌带负电的细胞膜相互作用，穿透细胞壁，与细胞膜结合，破坏细胞的表层结构，使细胞内物质流出，菌体的呼吸功能停止导致细胞死亡，相比季铵盐抗菌活性更佳，大幅增强了基体的抗菌性能。
21、本专利技术的有益效果：
22、本专利技术制得的聚氨酯海绵材料相比常规聚氨酯海绵材料，添加了改性多元醇作为原料之一，改性多元醇中含有各种功能基团，并且起到协同作用，显著提升了聚氨酯海绵材料的阻燃性、抗菌性、防水性和一定程度的力学强度，并且改性多元醇能参与到聚氨酯的聚合过程中，保证了改性多元醇性能的长久稳定，因此，本专利技术制得的聚氨酯海绵材料具有稳定高效的阻燃性、抗菌性和防水性，并且力学性能优异，在海绵材料
具备重要应用价值。
【技术保护点】
1.一种阻燃型聚氨酯海绵材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种阻燃型聚氨酯海绵材料的制备方法，其特征在于，各原料按照重量份数计如下：20-40份二苯基甲烷二异氰酸酯、40-60份聚醚多元醇、3-6份发泡剂、4-6份开孔剂、4-8份去离子水、1-3份四甲基乙二胺、2-4份抗氧剂、5-15份改性多元醇。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃型聚氨酯海绵材料的制备方法，其特征在于，所述抗氧剂为亚磷酸三苯酯、亚磷酸二苯基异辛基酯中的一种。
【技术特征摘要】
1.一种阻燃型聚氨酯海绵材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种阻燃型聚氨酯海绵材料的制备方法，其特征在于，各原料按照重量份数计如下：20-40份二苯基甲烷二异氰酸酯、40-60份聚醚多元醇、3-6份...
【专利技术属性】
技术研发人员：王华，廖少辉，万玲，
申请(专利权)人：岳阳中力新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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