一种用于文胸的聚氨酯材料及其制备方法专利检索-乳罩专利检索查询-专利查询网

一种用于文胸的聚氨酯材料及其制备方法
申请号	CN202311193286.5	申请日	2023-09-15	公开(公告)号	CN117186356A	公开(公告)日	2023-12-08
申请人	上海新泊地化工技术服务有限公司;			发明人	王小进; 房兆华; 谢正鹏;
摘要	本发明公开了一种用于文胸的聚氨酯材料及其制备方法，所述聚氨酯材料包括以下重量份的组分：改性聚氨酯50‑70份、甲苯二乙氰酸酯10‑20份、丙二醇聚醚40‑60份、丙酮 15‑25份、壳聚糖改性材料1‑5份、乙二醇1‑10份；其中，所述改性聚氨酯由聚醚单元、柔性单元和含苯单元三维交联得到。与现有技术相比，所述改性聚氨酯能够提升聚氨酯的拉伸强度；使制得的改性聚氨酯硬度低，能够很好地贴合皮肤，提高舒适度，具有优异的弹性性，改性壳聚糖材料能进一步提高聚合物的抗菌性能，同时发现改性壳聚糖与改性聚氨酯同时添加可以进一步增强聚合物的抗菌性。将所述聚氨酯材料应用在文胸上，具有非常好的舒适度和保健作用。
权利要求	1.一种用于文胸的聚氨酯材料，其特征在于，包括以下重量份的组分：改性聚氨酯50‑70份、甲苯二乙氰酸酯10‑20份、丙二醇聚醚40‑60份、丙酮15‑25份、壳聚糖改性材料1‑5份、乙二醇1‑10份；其中，所述改性聚氨酯由聚醚单元、柔性单元和含苯单元三维交联得到；所述含苯单元的结构如式II所示：式II；所述改性聚氨酯的制备方法包括：步骤1：将聚乙二醇、环氧氯丙烷和催化剂于反应器中混合均匀，预热，加入碱，继续加热进行反应，反应结束后冷却至室温后抽滤，滤液调至中性，减压蒸馏得到中间体1；步骤2：将中间体1加入去离子水中，加入浓硫酸水解；水解结束后调节pH至中性，减压蒸馏得到中间体2；步骤3：将中间体2与柔性单元、含苯环单元加入反应器中搅拌均匀，真空脱泡处理，并进行固化，得到所述改性聚氨酯；其中，所述中间体2与柔性单元、含苯环单元的摩尔比为1‑3：2‑6：3‑15。 2.根据权利要求1所述的用于文胸的聚氨酯材料，其特征在于，包括以下重量份的组分：改性聚氨酯55‑65份、甲苯二乙氰酸酯12‑15份、丙二醇聚醚45‑55份、丙酮18‑22份、壳聚糖改性材料2‑4份、乙二醇3‑7份。 3.根据权利要求1所述的用于文胸的聚氨酯材料，其特征在于，所述聚醚单元呈链状，且两侧端部均含有羟基。 4.根据权利要求3所述的用于文胸的聚氨酯材料，其特征在于，所述聚醚单元的结构式如式I所示：式I 其中，x为1‑5中的任意一个整数。 5.根据权利要求1所述的用于文胸的聚氨酯材料，其特征在于，所述柔性单元为羟基封端的碳链聚合物；所述碳链聚合物的聚合度为3‑7。 6.根据权利要求1所述的用于文胸的聚氨酯材料，其特征在于，所述改性壳聚糖材料的制备方法包括：将壳聚糖、甲基三丁基氯化铵和戊二醛在溶剂中混合，在90‑110℃下加热反应，结束后除去溶剂，得壳聚糖改性材料。 7.如权利要求1‑6任意一项所述用于文胸的聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，包括：将改性聚氨酯、甲苯二乙氰酸酯、丙二醇聚醚、丙酮、壳聚糖改性材料和乙二醇混合，然后注入到模具中，加热固化成型，即得所述聚氨酯材料。
说明书全文	一种用于文胸的聚氨酯材料及其制备方法技术领域 [0001] 本发明公开了一种用于文胸的聚氨酯材料及其制备方法，属于聚氨酯材料技术领域。背景技术 [0002] 聚氨酯弹性体，是高分子结构的主链上含有很多的“氨基甲酸酯”结构(‑NHCOO‑)的聚合物。由于聚氨酯海绵具有优良的物理性能、力学性能和良好的生物相容性，使得其常用于文胸的生产。 [0003] 为了扩展聚氨酯弹性体作为文胸的功能，通常会选用不同的异氰酸酯、不同的活泼氢化合物，同时添加不同的助剂，如抗静电剂或抗菌剂，从而得到各种化学性质、物理性质不同、功能不同的聚氨酯弹性体，以满足市场的需求。但正是因为上述原因，添加的助剂会使得聚氨酯的弹性性能以及拉伸性能下降，硬度变高，作为文胸使用会对使用者造成不好的使用感受。 [0004] 同时，聚酯类聚氨酯弹性体在湿热的条件下，易于细菌和霉菌的生长，使得其物理性质急剧下降。尤其是多孔性的聚氨酯弹性体更容易面临细菌滋生的问题，因此文胸中的聚氨酯弹性体与人体汗液直接接触，更容易使细菌过度繁殖，这不但降低了产品的性能，还会产生异味，在一定程度上直接威胁人体健康。 [0005] 关于高弹性、抗菌的聚氨酯弹性体，现有技术有一些报道。 [0006] 如专利申请CN201910439373.1公开了一种抗菌海绵及其制备方法，所述抗菌海绵由甲组分和乙组分制得；所述甲组分包括如下重量份组分：PE6800 0.2‑1份、PE62001‑2份、聚醚硅油活性剂0.1‑0.5份、1000NI 1‑2份、纳米银粉末0.5‑1份、硅灰石粉35‑50份和水45‑55份；所述乙组分为亲水性聚氨酯预聚物45‑55份。 [0007] 专利US 0193550和US 6472494介绍使用共聚醚二醇或混合二异氰酸酯制备高定型效率的聚氨酯纤维；还有专利CN101484620介绍通过加入具有低软化温度的聚氨酯化合物来提高氨纶弹性。 [0008] 但上述现有技术的高弹抗菌聚氨酯弹性体存在的问题包括：抗菌效果有限、抗菌剂添加量高导致力学性能差、回弹差、制备工艺复杂等问题。发明内容 [0009] 发明目的：针对上述聚氨酯作为文胸材料的使用过程中，存在一些硬度高、回弹差、舒适性差、抗菌性差的问题，提供了一种用于文胸的聚氨酯材料，具备较高的回弹能力，贴合性好，使用者体验感更佳。 [0010] 本发明的技术方案： [0011] 一种用于文胸的聚氨酯材料，包括以下重量份的组分：改性聚氨酯50‑70份、甲苯二乙氰酸酯10‑20份、丙二醇聚醚40‑60份、丙酮15‑25份、壳聚糖改性材料1‑5份、乙二醇1‑10份；其中，所述改性聚氨酯由聚醚单元、柔性单元和含苯单元三维交联得到。 [0012] 进一步地，所述的用于文胸的聚氨酯材料，包括以下重量份的组分：改性聚氨酯55‑65份、甲苯二乙氰酸酯12‑15份、丙二醇聚醚45‑55份、丙酮18‑22份、壳聚糖改性材料2‑4份、乙二醇3‑7份。 [0013] 进一步地，所述聚醚单元呈链状，且两侧端部均含有羟基。 [0014] 进一步的，所述聚醚单元的结构式如式I所示：式I 其中，x为1‑5中的任意一个整数。 [0015] 进一步地，所述柔性单元为羟基封端的碳链聚合物。 [0016] 进一步地，所述碳链聚合物的聚合度为3‑7。 [0017] 进一步地，所述含苯单元的结构如式II所示：式II 进一步地，所述改性聚氨酯的制备方法包括：步骤1：将聚乙二醇、环氧氯丙烷和催化剂于反应器中混合均匀，预热，加入碱，继续加热进行反应，反应结束后冷却至室温后抽滤，滤液调至中性，减压蒸馏得到中间体1；步骤2：将中间体1加入去离子水中，加入浓硫酸水解；水解结束后调节pH至中性，减压蒸馏得到中间体2；步骤3：将中间体2与柔性单元、含苯环单元加入反应器中搅拌均匀，真空脱泡处理，并进行固化，得到所述改性聚氨酯。 [0018] 进一步地，所述中间体2与柔性单元、含苯环单元的摩尔比为1‑3：2‑6：3‑15。其中，中间体2与柔性单元的摩尔比影响着改性聚氨酯的交联度，同时影响着改性聚氨酯的弹性和硬度。 [0019] 进一步地，所述固化时间为8‑12h。 [0020] 进一步地，所述改性壳聚糖材料的制备方法，包括：将壳聚糖、甲基三丁基氯化铵和戊二醛在溶剂中混合，在90‑110℃下加热反应，结束后除去溶剂，得壳聚糖改性材料。 [0021] 在另一方面，本发明还提供上述所述用于文胸的聚氨酯材料的制备方法，包括：将改性聚氨酯、甲苯二乙氰酸酯、丙二醇聚醚、丙酮、壳聚糖改性材料和乙二醇混合，然后注入到模具中，加热固化成型，即得所述聚氨酯材料。 [0022] 进一步地，所述加热固化的温度为60‑70℃。 [0023] 有益效果：与现有技术相比，本发明提供的用于文胸的聚氨酯材料，控制聚醚单元和碳链单元的摩尔比，以控制交联度，增强改性聚氨酯的弹性，能进一步提升聚氨酯的拉伸强度；使制得的改性聚氨酯硬度低，能够很好地贴合皮肤，提高舒适度，具有优异的弹性性能；改性壳聚糖材料能进一步提高聚合物的抗菌性能，同时发现改性壳聚糖与改性聚氨酯同时添加可以进一步增强聚合物的抗菌性，具有非常好的舒适度和保健作用。具体实施方式 [0024] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 [0025] 本发明实施例中使用的PEG，分子量200，购自江苏省海安石油化工厂；实施例所使用的1,4‑丁二醇(BDO)购自南通润丰石油化工有限公司。 [0026] 制备壳聚糖改性材料将0.05g壳聚糖、1.5 g甲基三丁基氯化铵和0.05g戊二醛在100g乙酸水溶液（2%wt）中混合均匀，在90℃下加热反应60 min，反应结束后除去溶剂，得壳聚糖改性材料。制备改性聚氨酯1 [0027] 步骤1：将1 mol聚乙二醇、2.5 mol环氧氯丙烷和0.03 mol四正丁基溴化铵投入反应器中混合均匀，40℃进行预热1h，加入3mol NaOH，继续加热至60℃反应3h，反应结束后冷却至室温后抽滤，滤液调至中性，减压蒸馏得到中间体1；步骤2：将上述制备得到的中间体1加入50 ml去离子水中，再滴加浓硫酸进行水解 3 h；水解结束后使用碳酸钠调节pH至中性，90℃、0.085MPa下减压蒸馏，对蒸馏后的产物进行抽滤处理，得到中间体2；步骤3：将1mol中间体2与2mol 1,4‑丁二醇、4mol式II所示化合物加入反应器中搅拌均匀，真空脱泡处理30 min，加热进行固化，得到所述改性聚氨酯1。 [0028] 制备改性聚氨酯2 [0029] 改性聚氨酯2的制备方法参照改性聚氨酯1，区别仅在于，所述中间体2、1,4‑丁二醇、式II所示化合物的添加摩尔量分别为2mol、4mol、8mol，得到所述的改性聚氨酯2。 [0030] 制备改性聚氨酯3 [0031] 改性聚氨酯3的制备方法参照改性聚氨酯1，区别仅在于，所述中间体2、1,4‑丁二醇、式II所示化合物的添加摩尔量分别为3mol、6mol、12mol，得到所述的改性聚氨酯3。 [0032] 制备改性聚氨酯4 [0033] 改性聚氨酯4的制备方法参照改性聚氨酯1，区别仅在于，所述中间体2、1,4‑丁二醇、式II所示化合物的添加摩尔量分别为0mol、6mol、6mol，得到所述的改性聚氨酯4。 [0034] 实施例1改性聚氨酯1 50份、甲苯二乙氰酸酯15份、丙二醇聚醚58份、丙酮17份、壳聚糖改性材料5份、乙二醇10份。 [0035] 制备方法：将上述质量份数的改性聚氨酯、甲苯二乙氰酸酯、丙二醇聚醚、丙酮、壳聚糖改性材料和乙二醇混合，然后注入到模具中，加热固化成型，即得所述聚氨酯材料1。 [0036] 实施例2改性聚氨酯2 60份、甲苯二乙氰酸酯12份、丙二醇聚醚46份、丙酮20份、壳聚糖改性材料5份、乙二醇10份。 [0037] 制备方法：将上述质量份数的改性聚氨酯、甲苯二乙氰酸酯、丙二醇聚醚、丙酮、壳聚糖改性材料和乙二醇混合，然后注入到模具中，加热固化成型，即得所述聚氨酯材料2。 [0038] 实施例3改性聚氨酯3 70份、甲苯二乙氰酸酯20份、丙二醇聚醚60份、丙酮25份、壳聚糖改性材料1份、乙二醇4份。 [0039] 制备方法：将上述质量份数的改性聚氨酯、甲苯二乙氰酸酯、丙二醇聚醚、丙酮、壳聚糖改性材料和乙二醇混合，然后注入到模具中，加热固化成型，即得所述聚氨酯材料3。 [0040] 实施例4改性聚氨酯1 60份、甲苯二乙氰酸酯13份、丙二醇聚醚50份、丙酮19份、壳聚糖改性材料4份、乙二醇4份。 [0041] 制备方法：将上述质量份数的改性聚氨酯、甲苯二乙氰酸酯、丙二醇聚醚、丙酮、壳聚糖改性材料和乙二醇混合，然后注入到模具中，加热固化成型，即得所述聚氨酯材料4。 [0042] 对比例1对比例1的制备方法参照实施例1，区别仅在于，原料中使用未改性的壳聚糖替换壳聚糖改性材料，得到所述聚氨酯材料5。 [0043] 对比例2对比例2的制备方法参照实施例1，区别仅在于，壳聚糖改性材料的添加份数为0份，得到所述聚氨酯材料6。 [0044] 对比例3对比例3的制备方法参照实施例1，区别仅在于，原料中使用改性聚氨酯4替换壳改性聚氨酯1，得到所述聚氨酯材料7。 [0045] 按照如下方法对上述制备得到的聚氨酯材料进行性能测试：实验1：依照DIN 53505‑2000硬度测试标准对上述材料进行硬度测试。 [0046] 实验2：依照DIN 53504 2017‑03对上述材料进行拉伸强度测试。 [0047] 实验3：依照DIN 53512‑2000 橡胶试验‑回弹性的测定对上述材料进行回弹性测试。 [0048] 实验4：依照GB/T 20944‑2007，对上述材料进行抗菌性测试。 [0049] 测试所得结果如下表所示：表1 不同产品的性能结果 [0050] 由表1结果可得，利用本发明所得聚氨酯材料，具备硬度低、拉伸强度高，回弹性优异等优点。对照例1和对照例2制作的文胸内衬，虽然硬度和拉伸强度与本发明差距不大，但是回弹性明显低于本发明所制作的产品，说明改性聚氨酯能有效提高聚氨酯材料的拉伸强度和回弹性，并降低硬度，能够在使用过程中给使用者舒适的感受。 [0051] 此外，对上述聚氨酯材料1‑7，测试产品对葡萄球菌的抑菌率，实施例1‑4产品的抗菌率能分别达到99.6%、99.5%、99.6和99.9%，而对比例1‑3的抗菌性能仅分别为66.7%、12.4%和81.3%。可以看出对壳聚糖改性能够有效提高材料的抗菌性，改性壳聚糖与改性聚氨酯同时添加还可以进一步增强聚合物的抗菌性，抗菌效果优异。 [0052] 最后应说明的是，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明上述技术方案的前提下，还可以做出若干改进或同等替换，这些改进和等同替换也应视为本发明的保护范围。

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