柔性聚氨酯泡沫和制得方法技术

公开了一种用于由多元醇混合物制得柔性聚氨酯泡沫的组合物和方法，所述多元醇混合物含有共聚物多元醇、官能度等于或大于3的聚醚多元醇、自催化多元醇、羟烷基三亚乙基二胺和/或羟基三亚乙基二胺催化剂和叔胺催化剂。所述泡沫具有优异的弹性和低压缩永久变形量，并且特别适合用于在低排放汽车座椅应用中使用。

Flexible polyurethane foam and preparation method thereof

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】柔性聚氨酯泡沫和制得方法
本专利技术涉及弹性聚氨酯泡沫和用于制备那些泡沫的方法。
技术介绍
柔性聚氨酯泡沫广泛用于缓冲、座椅和寝具应用中。这些泡沫主要分为两种类型。一种类型是“粘弹性”或“记忆”泡沫，其特征在于具有低弹性和对所施加应力的时间延迟和速率依赖性响应。这些泡沫在被压缩后缓慢恢复，并且主要用于某些类型的寝具应用中。更常见类型的泡沫是当被压缩时快速地将用于压缩泡沫的能量返回的弹性泡沫。弹性泡沫提供好得多的支撑并在被压缩后快速且有力地恢复其原始形状。本专利技术涉及后一种类型的弹性泡沫。弹性泡沫的一个问题是压缩永久变形。用于座椅和寝具应用的许多缓冲泡沫在于所施加载荷下压缩后往往不能完全恢复。在移除载荷之后它们未能完全恢复其原始尺寸的程度被称为压缩永久变形。大的压缩永久变形量指示泡沫明显不能恢复。通常使用如ISO1856的标准化测试评估压缩永久变形，其中在指定条件下在所施加载荷下压缩泡沫样品，并且然后释放所述泡沫样品。可在高湿度条件下进行如ISO1856的压缩永久变形测试；以这类方式获得的压缩永久变形值通常被称为“湿”压缩永久变形量。湿压缩永久变形量旨在预测泡沫在于高温和高湿度条件(例如，在热带或亚热带气候中或在某些温带地区的夏季可见)下使用时的性能。湿压缩永久变形量往往高于环境压缩永久变形或“干”压缩永久变形量。通常期望泡沫压缩永久变形值尽可能低，与其它必要的泡沫特性(如弹性和负荷)一致。一直需要提供具有越来越低密度的泡沫。较低密度的泡沫往往较便宜(按每体积计)，因为产生泡沫需要原材料的量较少。另一方面，存在对可降低泡沫密度的实际限制。如果泡沫密度变得太低，则泡沫的物理和机械特性开始变差。随着泡沫密度下降，弹性往往受到相当大的影响。随着泡沫密度的降低，压缩永久变形值也严重恶化因此，期望提供保持良好的弹性和低压缩永久变形的具有低密度的聚氨酯泡沫。在USP5,549,841中，据说使用高(≥6)官能度多元醇制得的聚氨酯泡沫具有改善的湿压缩永久变形特性。泡沫是在冷模制工艺中制得的模制泡沫。USP6,774,153描述了使用具有高官能度的多元醇以及具有2至6个羟基的200-600当量的高环氧乙烷多元醇制得的板状聚氨酯泡沫。据说高环氧乙烷多元醇的存在允许形成具有良好特性(包括低压缩永久变形)的低密度泡沫。
技术实现思路
本专利技术是这样的组合物和方法，所述组合物和方法用于形成柔性聚氨酯泡沫。在一个实施例中，本专利技术是用于形成柔性聚氨酯泡沫的方法，所述柔性聚氨酯泡沫包含以下的反应产物：a)A-侧，其包含：i)有机异氰酸酯；b)B-侧，其包含：i)5至40重量％的共聚物多元醇、ii)30至95重量％的官能度等于或大于3的聚醚多元醇、iii)1至30重量％的自催化多元醇、iv)0.1至5重量％的交联剂、v)0.1至5重量％的表面活性剂、vi)0.01至2重量％的羟烷基三亚乙基二胺和/或羟基三亚乙基二胺催化剂、vii)0.01至2重量％的叔胺催化剂，和viii)1至5重量％的水，B-侧重量百分比按B-侧的总重量计，所述方法包含以下步骤：A)通过在55℃或更低的温度下以20∶100至80∶100的(A-侧)∶(B-侧)比率(按重量计)将所述A-侧与所述B-侧混合来形成反应性共混物，和B)使所得反应性共混物经受足以固化反应性共混物的条件以形成聚氨酯泡沫。在本文以上公开的方法的一个实施例中，有机异氰酸酯是2，4-甲苯二异氰酸酯、2，6-甲苯二异氰酸酯、2，4-甲苯二异氰酸酯和2，6-甲苯二异氰酸酯的混合物；2，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、2，2′-二苯基甲烷二异氰酸酯、4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、2，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、2，2′-二苯基甲烷二异氰酸酯、4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物；或其混合物。在本文以上公开的方法的一个实施例中，交联剂IV)包含0.1至5重量％的二乙醇胺和0.1至5重量％的甘油。在本文以上公开的方法的一个实施例中，羟烷基三亚乙基二胺催化剂b)VI)是1，4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-2-甲醇，并且叔胺催化剂b)vii)是N，N，N′-三甲基-N′-羟乙基-双氨基乙醚。在本文以上公开的方法的一个实施例中，b)VI)∶b)vii)比率在60∶10至10∶10的范围内。在本文以上公开的方法的一个实施例中，柔性聚氨酯泡沫用于低排放汽车座椅应用中。具体实施方式本专利技术是具有低压缩永久变形值的低排放物柔性聚氨酯泡沫。如本文所用，通过使A-侧与B-侧在一起反应的方法制得柔性聚氨酯泡沫，其中A-侧包含含异氰酸酯的材料，并且B-侧包含含多元醇的材料，通常是多元醇、交联剂、水、催化剂、表面活性剂等的共混物。根据本专利技术的方法使(a)A-侧与(b)B-侧接触，所述A-侧包含以下、基本上由以下组成，或由以下组成：(i)有机异氰酸酯，优选地MDI、TDI或其混合物，所述B-侧包含多元醇共混物、基本上由多元醇共混物组成，或由多元醇共混物组成，所述多元醇共混物包含以下、基本上由以下组成，或由以下组成：i)共聚物多元醇、ii)官能度等于或大于3的聚醚多元醇、iii)自催化多元醇、iv)交联剂、v)表面活性剂、vi)羟烷基三亚乙基二胺和/或羟基三亚乙基二胺催化剂、vii)叔胺催化剂，和viii)水，优选地其中b)vii)∶b)viii)比率在60∶10至10∶10的范围内。优选地在环境温度下将A-侧与B-侧混合以形成(c)反应性共混物。使所得反应性共混物经受足以固化反应性共混物的条件以形成柔性聚氨酯泡沫。用于本专利技术的组合物和方法中的合适的有机异氰酸酯(a)(i)包括本领域中已知的用于制备聚氨酯泡沫的那些中的任一种，如脂肪族异氰酸酯、环脂族异氰酸酯、芳脂族异氰酸酯，和优选地芳香族异氰酸酯。基于成本、可用性和赋予产物聚氨酯的特性，通常优选芳香族多异氰酸酯。示例性多异氰酸酯包括例如，间苯二异氰酸酯、2，4-和/或2，6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)的各种异构体、六亚甲基-1，6-二异氰酸酯、四亚甲基-1，4-二异氰酸酯、环己烷-1，4-二异氰酸酯、六氢甲苯二异氰酸酯、氢化MDI(H12MDI)、亚萘基-1，5-二异氰酸酯、甲氧基苯基-2，4-二异氰酸酯、4，4′-亚联苯基二异氰酸酯、3，3′-二甲氧基-4，4′-联苯二异氰酸酯、3，3′-二甲基二苯基甲烷-4，4′-二异氰酸酯、4，4′，4″-三苯基甲烷三异氰酸酯、聚亚甲基聚苯基异氰酸酯或其与MDI(聚合MDI)的混合物、氢化聚亚甲基聚苯基异氰酸酯、甲苯-2，4，6-三异氰酸酯和4，4′-二甲基二苯基甲烷-2，2′，5，5′-四异氰酸酯。优选的多异氰酸酯包括MDI和MDI的衍生物，如缩二脲改性的“液体”MDI产物和聚合MDI，以及2，4-TDI异构体和2，6-TDI异构体的混合物。尤其优选的多异氰酸酯是TDI异构体与MDI或聚合MDI的混合物，其中TDI异构体占混合物的60至90重量％，并且其中2，4-TDI异构体占TDI异构体的至少70重量％。这类异氰酸酯产品可以VORANATETMTM-20购自陶氏化学公司(TheDowChemicalCompany)。优选地，有机多异氰酸或其混合物具有每个分子平均1.8个或更多个异氰酸酯基团。异氰酸酯官能度优选地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于形成柔性聚氨酯泡沫的方法，所述柔性聚氨酯泡沫包含以下的反应产物：a)A‑侧，其包含i)有机异氰酸酯，b)B‑侧，其包含：i)5至40重量％的共聚物多元醇、ii)30至95重量％的官能度等于或大于3的聚醚多元醇、iii)1至30重量％的自催化多元醇、iv)0.1至5重量％的交联剂、v)0.1至5重量％的表面活性剂、vi)0.01至2重量％的羟烷基三亚乙基二胺和/或羟基三亚乙基二胺催化剂、vii)0.01至2重量％的叔胺催化剂，和viii)1至5重量％的水，其中所述B‑侧重量百分比按所述B‑侧的总重量计，所述方法包含以下步骤：A)通过在55℃或更低的温度下以20∶100至80∶100的(A‑侧)∶(B‑侧)比率(按重量计)将所述A‑侧与所述B‑侧混合来形成反应性共混物；和B)使所述所得反应性共混物经受足以固化所述反应性共混物的条件以形成聚氨酯泡沫。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.23 US 62/4492341.一种用于形成柔性聚氨酯泡沫的方法，所述柔性聚氨酯泡沫包含以下的反应产物：a)A-侧，其包含i)有机异氰酸酯，b)B-侧，其包含：i)5至40重量％的共聚物多元醇、ii)30至95重量％的官能度等于或大于3的聚醚多元醇、iii)1至30重量％的自催化多元醇、iv)0.1至5重量％的交联剂、v)0.1至5重量％的表面活性剂、vi)0.01至2重量％的羟烷基三亚乙基二胺和/或羟基三亚乙基二胺催化剂、vii)0.01至2重量％的叔胺催化剂，和viii)1至5重量％的水，其中所述B-侧重量百分比按所述B-侧的总重量计，所述方法包含以下步骤：A)通过在55℃或更低的温度下以20∶100至80∶100的(A-侧)∶(B-侧)比率(按重量计)将所述A-侧与所述B-侧混合来形成反应性共混物；和B)使所述所得反应性共混物经受足以固化所述反应性共混物的条件以形成聚氨酯泡沫...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·C·E·格拉西妮，A·J·伯奇，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US