一种拖把用高吸水率聚氨酯泡沫材料及其制备方法与流程

本发明涉及分子多孔材料，具体而言，是一种拖把用高吸水率聚氨酯泡沫材料及其制备方法。

背景技术：

1、拖把作为日常清洁中不可或缺的工具，其核心清洁部件海绵头的性能决定了清洁效率和使用体验。聚氨酯泡沫材料由于具备良好的柔软度和吸水潜力，是目前市面上广泛使用的拖把头核心材料。在实际清洁场景中，使用者往往期望拖把材料能快速吸收地面积水，且具备充足的储水空间以减少反复冲洗次数，从而提升大面积清洁工作的效率。

2、目前市面上拖把用聚氨酯泡沫普遍存在吸水性能与耐用性能难以兼顾的问题。常规聚氨酯泡沫的吸水率通常在自身重量的4~5倍左右，清洁时需多次蘸水，导致操作效率低。同时，现有材料的泡孔结构存在孔径过大、闭孔率高或开孔不均等情况，导致水分渗透速率慢，无法快速应对大面积水渍。现有技术通过添加亲水基团来提升吸水率，但这易导致泡沫力学强度下降，在日常反复挤压使用后易出现变形、破损和掉屑，缩短了使用寿命；而增大开孔率又会削弱泡沫的保水能力，导致水分流失。此外，现有的杂乱泡孔结构在清洁完成后易残留污渍，从而滋生细菌，难以保障日常卫生。因此，亟需开发一种兼顾高吸水率、快速吸水性能与良好力学稳定性的拖把用聚氨酯泡沫材料。

技术实现思路

1、鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明提供了一种拖把用高吸水率聚氨酯泡沫材料及其制备方法，解决现有拖把用聚氨酯泡沫难以兼顾高清洁效率与良好耐用性的技术难题。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

4、本发明提供了一种拖把用高吸水率聚氨酯泡沫材料制备方法，包括如下步骤：

5、s1.以重量份计，将50~60份亲水型聚醚多元醇、25~35份软质聚醚多元醇、1~3份三羟甲基丙烷、0.5~1.5份由1,4-丁二醇和二乙醇胺按质量比1:0.8~1.2组成的复配扩链剂，及功能助剂于50~60 ℃下搅拌30~40 min，得到预混液；

6、s2.向所述预混液中加入1~1.5份去离子水、1.5~2.5份聚硅氧烷-聚醚共聚物，在高剪切转速800~1000 r/min下进行高剪切处理10~15 min，得到乳化液；

7、s3.降低体系温度，向所述乳化液中加入0.3~0.7份由三亚乙基二胺和二月桂酸二丁基锡按质量比1:0.5~0.8组成的复配凝胶催化剂混匀；随后注入50~60份二苯基甲烷二异氰酸酯，在转速1300~1400 r/min下高速搅拌20~30 s，得到发泡混合物；

8、s4.将所述发泡混合物在5～8 s内倒至预热模具中静置发泡，初步凝胶定型后进行高温熟化，冷却脱模即得成品。

9、作为本发明所述拖把用高吸水率聚氨酯泡沫材料制备方法的一种优选方案，其中：所述步骤s1中，所述亲水型聚醚多元醇添加量为55份、所述软质聚醚多元醇添加量为30份、所述三羟甲基丙烷添加量为2份、所述复配扩链剂添加量为1份。

10、作为本发明所述拖把用高吸水率聚氨酯泡沫材料制备方法的一种优选方案，其中：所述步骤s1中，所述功能助剂包括0.3份的抗菌剂载银磷酸锆与0.5份的液态抗氧剂irganox 1135；所述搅拌参数为：在55℃搅拌35 min。

11、作为本发明所述拖把用高吸水率聚氨酯泡沫材料制备方法的一种优选方案，其中：所述步骤s2中，所述去离子水添加量为1.2份、所述聚硅氧烷-聚醚共聚物添加量为2份。

12、作为本发明所述拖把用高吸水率聚氨酯泡沫材料制备方法的一种优选方案，其中：所述步骤s2中，所述高剪切转速为900 r/min，所述高剪切时间为12 min。

13、作为本发明所述拖把用高吸水率聚氨酯泡沫材料制备方法的一种优选方案，其中：所述步骤s3中，所述复配凝胶催化剂添加量为0.5份、所述二苯基甲烷二异氰酸酯添加量为50.5份；所述高速搅拌参数为以1350 r/min搅拌24 s。

14、作为本发明所述拖把用高吸水率聚氨酯泡沫材料制备方法的一种优选方案，其中：所述步骤s4中，所述静置发泡过程为：

15、利用自动浇注机，将发泡混合物在5~8 s内倒入预热至45℃的模具中，在45℃下静置发泡20 min，完成平稳发泡与初步凝胶定型。

16、作为本发明所述拖把用高吸水率聚氨酯泡沫材料制备方法的一种优选方案，其中：所述步骤s4中，所述高温熟化过程为：

17、将完成初步凝胶定型后的物料送入80℃的工业熟化隧道中连续熟化2.5 h，实现交联网络的深度固化。

18、作为本发明所述拖把用高吸水率聚氨酯泡沫材料制备方法的一种优选方案，其中：所述步骤s4中，所述冷却脱模过程为：

19、将熟化后的成品移出隧道并自然冷却至室温，通过自动脱模设备将其取下，即得到高吸水率聚氨酯泡沫。

20、本发明还提供一种拖把用高吸水率聚氨酯泡沫材料，由上述方法制备而成，其中：所述聚氨酯泡沫材料呈三维贯通的全开孔网络结构：其内部的柔韧主骨架是由所述亲水型聚醚多元醇和所述软质聚醚多元醇复合基底与所述二苯基甲烷二异氰酸酯深度交联构筑的连续固相筋膜；由所述聚硅氧烷-聚醚共聚物定向延展构筑的亲水性薄膜无缝包覆于所述固相筋膜的孔壁表面；所述载银磷酸锆无机颗粒均匀镶嵌并锚固于所述固相筋膜的交联节点中，且所述固相筋膜在空间上互相交错，围合构筑出连续贯通的毛细储水孔隙。

21、本发明有益效果为：通过分子结构设计与动态混合交联网络的构建，有效解决了现有拖把用聚氨酯泡沫难以兼顾高吸水性能与良好力学强度的技术难题。

22、具体而言，在清洁性能方面，特异性的梯度多孔结构配合亲水体系，使泡沫能够通过表面大孔快速渗透并吸收地面积水，并利用内部微孔提供高储水空间，提高了整体吸水率与吸水速度；在耐用性能方面，复合多元醇体系与交联剂协同作用，保证了泡沫的高拉伸强度，避免了日常反复挤压下的变形与掉屑缺陷；在卫生与加工方面，孔径为50~100 μm且开孔率≥90%的均匀泡孔结构，减少了污渍残留以实现抗菌效果，同时可控的凝胶发泡速率避免了塌泡与针孔问题，保障了工业化大批量生产的稳定性。

1.一种拖把用高吸水率聚氨酯泡沫材料制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的拖把用高吸水率聚氨酯泡沫材料制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述亲水型聚醚多元醇添加量为55份、所述软质聚醚多元醇添加量为30份、所述三羟甲基丙烷添加量为2份、所述复配扩链剂添加量为1份。

3.根据权利要求1所述的拖把用高吸水率聚氨酯泡沫材料制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述功能助剂包括0.3份的抗菌剂载银磷酸锆与0.5份的液态抗氧剂irganox1135；所述搅拌参数为：在55℃搅拌35 min。

4.根据权利要求1所述的拖把用高吸水率聚氨酯泡沫材料制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述去离子水添加量为1.2份、所述聚硅氧烷-聚醚共聚物添加量为2份。

5.根据权利要求1所述的拖把用高吸水率聚氨酯泡沫材料制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述高剪切转速为900 r/min，所述高剪切时间为12 min。

6.根据权利要求1所述的拖把用高吸水率聚氨酯泡沫材料制备方法，其特征在于，所述步骤s3中，所述复配凝胶催化剂添加量为0.5份、所述二苯基甲烷二异氰酸酯添加量为50.5份；所述高速搅拌参数为以1350 r/min搅拌24 s。

7.根据权利要求1所述的拖把用高吸水率聚氨酯泡沫材料制备方法，其特征在于，所述步骤s4中，所述静置发泡过程为：

8.根据权利要求1所述的拖把用高吸水率聚氨酯泡沫材料制备方法，其特征在于，所述步骤s4中，所述高温熟化过程为：

9.根据权利要求1所述的拖把用高吸水率聚氨酯泡沫材料制备方法，其特征在于，所述步骤s4中，所述冷却脱模过程为：

10.一种拖把用高吸水率聚氨酯泡沫材料，由权利要求1~9中任一方法制备而成，其特征在于，所述聚氨酯泡沫材料呈三维贯通的全开孔网络结构：其内部的柔韧主骨架是由所述亲水型聚醚多元醇和所述软质聚醚多元醇复合基底与所述二苯基甲烷二异氰酸酯深度交联构筑的连续固相筋膜；由所述聚硅氧烷-聚醚共聚物定向延展构筑的亲水性薄膜无缝包覆于所述固相筋膜的孔壁表面；所述载银磷酸锆无机颗粒均匀镶嵌并锚固于所述固相筋膜的交联节点中，且所述固相筋膜在空间上互相交错，围合构筑出连续贯通的毛细储水孔隙。