具有均匀的泡孔尺寸分布和均匀的开孔含量的硬质聚氨酯泡沫制造技术

本发明专利技术涉及主要是开孔的冷可变形的硬质聚氨酯泡沫，所述泡沫拥有均匀的泡孔结构，具有相似的泡孔尺寸和相似的物理性能，更特别是相似的开孔含量。这些泡沫适合于生产汽车内饰，更特别是车顶衬里和立柱装饰。

【技术实现步骤摘要】
具有均匀的泡孔尺寸分布和均匀的开孔含量的硬质聚氨酯泡沬
本专利技术涉及主要是开孔的冷可变形的硬质聚氨酯泡沫，所述泡沫拥有均匀的泡孔结构，具有相似的泡孔尺寸和相似的物理性能，更特别是相似的开孔含量。这些泡沫适合于生产汽车内饰，更特别是车顶衬里和立柱装饰。
技术介绍
硬质聚氨酯(PU)泡沫作为夹层结构(成型夹层板)的内层及其在汽车内饰生产中的用途本身是已知的。 用作车顶衬里或立柱装饰的夹层结构如今通常通过冷成型法由相应的夹层板制备。在此方法中，将所述硬质PU泡沫板两个侧面装有热固性粘合剂和增强材料，如玻璃纤维和/或天然纤维垫或网，和/或玻璃纤维粗纱，并且装有纸质外层、热塑性膜和/或非纺织纤维网，以及任选的装饰层，并且使所述泡沫板经历变形和在模具中在100-150°c温度下压制为夹层架构。 在泡沫厚板(称为“箱式发泡”)的批量生产中，在泡沫块内泡孔尺寸和物理性能并特别是开孔含量存在差别。在顶部和底部区域，泡孔尺寸小于中部的。块中央的泡孔尺寸通常最大。在使用EP 0437787 Al中所描述种类的异氰酸酯和多元醇配制剂的情况下，泡沫块内的泡孔尺寸取决于它们的位置相互明显不同。开孔含量和较不明显地其它物理性能同样也起伏不定。特别在体积为几立方米且高度大约Im的大尺寸块的情况下，发现在泡沫块的下部区域开孔含量明显较低。 在EP 0437787 Al中，密度为25-30 kg/m3的热塑性可变形硬质I3U泡沫通过二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和聚苯基聚亚甲基多异氰酸酯(p-MDI)的MDI含量为70-90重量％的混合物与多元醇混合物反应制备，其中2，4’ - 二苯基甲烷二异氰酸酯基于异氰酸酯混合物计构成12-30重量％和基于异氰酸酯混合物计10-30重量％为聚苯基-聚亚甲基多异氰酸酯(p-MDI)，所述多元醇混合物由50-70重量％ (基于多元醇配制剂)的羟基值为28-600的二-和/或三官能聚氧化烯多元醇、20-35重量％的羟基值为150-440的二官能邻苯二甲酸聚酯、2-10重量％的甘油、3.5-7重量％的水、0.3-1重量％的可结合叔胺催化剂和0.1-2重量％的娃酮泡沫稳定剂构成。 然而，这些泡沫取决于泡沫块的位置在泡沫结构上显示出相当大的差别。在顶部和底部，所述泡沫是更细孔的，即:泡孔尺寸更小，而在中部泡沫是更粗孔的，因此泡孔尺寸更大。这对进一步加工形成例如轿厢顶部衬里是有害的。将泡沫块切成板，所述板取决于它们在泡沫块内的位置相比之下具有不同的泡孔尺寸。当这些板被加工形成夹层结构时这会导致复杂化。
技术实现思路
本专利技术的目的是制备具有极为均匀的泡孔结构的主要为开孔的硬质泡沫。由此制备的板能够通过冷成型法压制成夹层结构，例如汽车内饰和轿厢顶部衬里。 已经令人惊讶地发现通过使用六官能的聚氧化烯多元醇，泡沫块内的泡孔尺寸相互之间的差别明显小得多。同时，泡沫块内的物理性能也更加均匀，并且因此在进一步加工成夹层结构时，例如，粘合剂的计量加入可保持更加恒定并因此可以降低废品率。 本专利技术提供了主要为开孔的冷可成型硬质聚氨酯(PU)泡沫，根据DIN ISO4590-86具有>50体积％开孔含量和均匀的泡孔结构，所述聚氨酯泡沫通过工业多异氰酸酯组分A)与组分B)反应可获得，所述组分A)包含Al)基于所述有机多异氰酸酯组分A)计0-10重量％，优选0.1-8重量％，更优选0.1 - 5重量％的2，2’ - 二苯基甲烷二异氰酸酯， A2)基于所述有机多异氰酸酯组分A)计0-30重量％，优选10-25重量％的2，4’- 二苯基甲烷二异氰酸酯和A3)基于所述有机多异氰酸酯组分A)计25-75重量％，优选35-55重量％的4，4’ - 二苯基甲烷二异氰酸酯，所述组分B)由下列成分组成BI)基于组分B计20-70重量％，优选25-45重量％的聚氧化烯多元醇，其具有25-60mg KOH/g的羟基值和2-4的数均官能度，B2)基于组分B计20-50重量％的聚氧丙烯多元醇，其具有300-900 mg KOH/g的羟基值和2.5-4的数均官能度，B3)基于组分B计0-25重量％，优选5-20重量％的聚氧化烯多元醇，其具有150-550mg KOH/g的羟基值和2的官能度，B4)基于组分B计0-20重量％的含酯基的多元醇，其具有200-500 mg KOH/g的羟基值和2-5的数均官能度，B5)基于组分B计0.1-15重量％，优选0.1-5重量％的环氧丙烷-环氧乙烷共聚物，其具有25-200 mg KOH/g的羟基值和5_8，优选6的官能度，B6)基于组分B计0-3重量％的甘油，B7)基于组分B计1-7重量％，优选4-6.5重量％，更优选5.6 - 6.6重量％的水，B8)基于组分B计0.5-4重量％的催化剂，B9)任选的助剂和/或辅助剂，其中NCO指数为85-125，优选100-120，并且组分BI) -B9)的总和为100重量％。 所述NCO指数是NCO基团数与对NCO基团成反应活性的基团数之比乘以100。 本专利技术的硬质泡沫用于生产复合材料元件，优选夹层结构。 本专利技术进一步提供了基于本专利技术的硬质泡沫的复合材料元件，优选夹层结构。 所述硬质泡沫和使用它们生产的复合材料元件优选用于汽车构造和公共车辆构造中，而且，例如用作印刷工业中的基底和建筑应用中的隔离墙。 测定泡孔尺寸泡孔尺寸和泡孔尺寸分布如下测定:用保险刀片将泡沫样品切成厚度大约3_的片。使用来自Keyence的光学显微镜，在透射光下用16倍放大率将每一个泡沫样品的切割表面制作5张照片。泡孔尺度通过Olympus的AnalySIS Pro图像分析软件测量。 在0° -179°的角度以1°间距的所有直径的算数平均值给出了各泡孔的平均直径。对每个泡沫样品中大约1000个单个的泡孔进行测量以便得到统计上相关的值。由平均直径测定所述算术平均值、标准偏差、中值和最大与最小值。 “主要为开孔的”应当理解为是指根据DIN EN ISO 4590-1986开孔含量为50%或更高。 “冷可成型”是指所述硬质泡沫夹层可以根据已知的冷成型法变形。 本专利技术的所述硬质PU泡沫优选通过批量法制备。它们优选用于生产汽车内饰，更特别是车顶衬里和立柱装饰。 使用的多异氰酸酯组分优选包含4，4’ _、2，4’ -和2，2’ - 二苯基甲烷二异氰酸酯和聚苯基-聚亚甲基多异氰酸酯的混合物(粗MDI)。特别确定了粗MDI等级，其具有的二苯基甲烷二异氰酸酯异构体含量为50-70重量％。 优选用作组分BI)的是羟基值范围为25_40mg KOH/g的聚氧化烯多元醇，其优选通过环氧乙烷和/或环氧丙烷与三元醇，例如甘油、三羟甲基丙烷，或与二元醇，例如乙二醇、水、1，2-丙二醇、新戊二醇、双酚等的反应可得。 优选用作组分B2)的是羟基值范围为380-650mg KOH/g的聚氧化烯多元醇，其优选通过环氧乙烷和/或环氧丙烷与多元醇，例如甘油、三羟甲基丙烷、三乙醇胺、乙二胺、邻甲苯二胺、糖和/或山梨糖醇与二醇的混合物等的反应可得。 优选用作组分B3)的是羟基值范围为150-550的二官能聚氧化烯多元醇，其优选通过环氧乙烷和/或环氧丙烷与二醇，例如乙二醇、本文档来自技高网...

【技术保护点】
主要为开孔的冷可成型硬质聚氨酯(PU)泡沫，根据DIN ISO 4590‑86具有>50体积%的开孔含量且具有均匀的泡孔结构，所述聚氨酯泡沫通过工业多异氰酸酯组分A)与组分B)反应可获得，所述组分A)包含A1)基于所述有机多异氰酸酯组分A)计0‑10重量%的2,2’‑二苯基甲烷二异氰酸酯，A2)基于所述有机多异氰酸酯组分A)计0‑30重量%的2,4’‑二苯基甲烷二异氰酸酯和A3)基于所述有机多异氰酸酯组分A)计25‑75重量%的4,4’‑二苯基甲烷二异氰酸酯，所述组分B)由下列成分组成B1)基于组分B计20‑70重量%的聚氧化烯多元醇，其具有25‑60mg KOH/g的羟基值和2‑4的数均官能度，B2)基于组分B计20‑50重量%的聚氧丙烯多元醇，其具有300‑900mg KOH/g的羟基值和2.5‑4的数均官能度，B3)基于组分B计0‑25重量%的聚氧化烯多元醇，其具有150‑550mg KOH/g的羟基值和2的官能度，B4)基于组分B计0‑20重量%的含酯基团的多元醇，其具有200‑500mg KOH/g的羟基值和2‑5的数均官能度，B5)基于组分B计0.1‑15重量%的环氧丙烷‑环氧乙烷共聚物，其具有25‑200mg KOH/g的羟基值和5‑8的官能度，B6)基于组分B计0‑3重量%的甘油，B6)基于组分B计1‑7重量%的水，B8)基于组分B计0.5‑4重量%的催化剂，B9)任选的助剂和/或辅助剂，其中NCO指数为85‑125，优选100‑120，并且组分B1)‑B9)的总和为100重量%。...

【技术特征摘要】
2013.03.25 EP 13160745.91.主要为开孔的冷可成型硬质聚氨酯(PU)泡沫，根据DINISO 4590-86具有>50体积％的开孔含量且具有均匀的泡孔结构，所述聚氨酯泡沫通过工业多异氰酸酯组分A)与组分B)反应可获得，所述组分A)包含 Al)基于所述有机多异氰酸酯组分A)计0-10重量％的2，2’_ 二苯基甲烷二异氰酸酯， A2)基于所述有机多异氰酸酯组分A)计0-30重量％的2，4’- 二苯基甲烷二异氰酸酯和 A3)基于所述有机多异氰酸酯组分A)计25-75重量％的4，4’ - 二苯基甲烷二异氰酸酯， 所述组分B)由下列成分组成 BI)基于组分B计20-70重量％的聚氧化烯多元醇，其具有25-60mg KOH/g的羟基值和2-4的数均官能度， B2)基于组分B计20-50重量％的聚氧丙烯多元醇，其具有300-900mg KOH/g的羟基值和2.5-4的数均官能度， B3)基于组分B计0-25重量％的聚氧化烯多元醇，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：L贝恩科，J比杰恩，R阿巴奇，
申请(专利权)人：拜耳材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE