组合泡沫制造技术

本发明专利技术涉及一种包含聚氨酯泡沫基体的组合泡沫，在所述基体中含有热塑性聚氨酯发泡颗粒，其中基体和颗粒各自由多元醇组分和多异氰酸酯组分组成，其中至少0重量％的用于形成基体和颗粒的多元醇组分的基本单元相同，且至少50重量％的用于形成基体和颗粒的多异氰酸酯组分的基本单元相同。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】组合泡沫本专利技术涉及一种包含聚氨酯泡沫基体和包含在基体中的热塑性聚氨酯发泡颗粒的组合泡沫、其用途及其制备方法。目前，聚氨酯因其广阔的特性分布(profile)而在许多应用中使用。聚氨酯可以压实形式和发泡形式使用，并可具有非常宽的从大于1.00g/cm3(对于压实体而言)至约0.01g/cm3(对于发泡体而言)的密度范围。聚氨酯可例如为下列形式：热固性材料、弹性体、热塑性弹性体(TPU)、微孔弹性体、整体泡沫、软质泡沫、硬质泡沫或半硬质泡沫。聚氨酯与其他材料结合使得有可能制备复合物，这进一步扩大了材料“聚氨酯”的应用领域。由此，向聚氨酯基体中引入发泡颗粒使得有可能获得具有降低的密度和特定性能的杂化材料，和/或降低材料成本。WO2006/015440公开了由聚氨酯基体和包含在基体中的发泡聚氨酯颗粒(例如再生材料)所组成的杂化材料。这些由聚氨酯和再生聚氨酯泡沫组成的复合物的缺点在于发泡再生颗粒与基体材料之间的粘合力较差。此外，该材料的机械性能也需改进。由于再生泡沫的开孔性质，这些泡沫占用相对大量的粘合剂。WO2008/087078公开了包含由聚氨酯组成的基体和包含在基体中的热塑性聚氨酯发泡颗粒的杂化材料。热塑性聚氨酯发泡颗粒以基于己二酸和1,4-丁二醇的聚酯多元醇和二苯基甲烷4,4’-二异氰酸酯(4,4’-MDI)为基础。其他的热塑性聚氨酯发泡颗粒基于聚四氢呋喃、1,4-丁二醇和4,4’-MDI。由聚氨酯组成的基体基于聚醚多元醇和异氰酸酯预聚物，所述聚醚多元醇基于环氧丙烷/环氧乙烷，所述异氰酸酯预聚物基于MDI和聚醚多元醇混合物，并具有13.9％的NCO含量。对所有应用而言，聚氨酯基体与热塑性聚氨酯(TPU)发泡颗粒之间的粘合力不足够好，因此基体泡沫的机械特性对所有的应用并不令人满意。本专利技术的目的是提供一种表现出基体材料和发泡颗粒之间改进的粘合力的组合泡沫。与已知的杂化材料相比，应优选改进例如关于弹性和极限抗拉强度方面的机械特性。根据本专利技术，该目的通过一种包含由聚氨酯泡沫组成的基体和包含在基体中的热塑性聚氨酯发泡颗粒的组合泡沫而实现，其中基体和颗粒各自由多元醇组分和多异氰酸酯组分组成，其中至少50重量％的用于形成基体和颗粒的多元醇组分的基本结构单元(basicbuildingblocks)相同，且至少50重量％的用于形成基体和颗粒的多异氰酸酯组分的基本结构单元相同。该目的还通过这些组合泡沫用作下列的用途而实现：鞋底、自行车鞍座、室内装饰品、汽车内装件和外装件、球和运动器材或地面覆盖物，特别是运动场地面、轻便田径运动跑道、运动跑道、儿童游乐场和人行道。该目的还通过一种用于制备该组合泡沫的方法而解决，所述方法如下进行：在热塑性聚氨酯起泡(foaming)或优选发泡(foamed)颗粒的存在下，将用于形成由聚氨酯泡沫组成的基体的多元醇组分和多异氰酸酯组分和任选的扩链剂、交联剂、催化剂、发泡剂、其他添加剂或它们的混合物进行反应。为了本专利技术的目的，将其中泡沫被泡沫/基体材料所封闭的材料称为组合泡沫。为了本专利技术的目的，聚氨酯泡沫包括所有已知的泡沫类多异氰酸酯加聚产物，如软质泡沫、硬质泡沫或整体泡沫(integralfoam)。关于聚氨酯的其他细节可参见“Kunststoffhandbuch，第7卷，Polyurethane”，CarlHanserVerlag，第三版1993，第5至8和10至12章。为了本专利技术的目的，聚氨酯泡沫优选为根据DIN7726所述的泡沫。根据DIN53421/DINENISO604，本专利技术的软质聚氨酯泡沫在10％的压缩下的压缩应力或压缩强度为15kPa以下，优选1至14kPa，且特别为4至14kPa。根据DIN53421/DINENISO604，本专利技术的半硬质聚氨酯泡沫在10％的压缩下的压缩应力优选为>15至<80kPa。根据DINISO4590，本专利技术的半硬质聚氨酯泡沫和软质聚氨酯泡沫的开孔含量优选为大于85％，特别优选大于90％。关于本专利技术的软质聚氨酯泡沫和半硬质聚氨酯泡沫的其他细节可参见“Kunststoffhandbuch，第7卷，Polyurethane”，CarlHanserVerlag，第三版1993，第5章。为了本专利技术的目的，弹性聚氨酯泡沫优选为根据DIN7726所述的聚氨酯泡沫，根据DIN53577，在50％厚度的短暂形变后，在10分钟后其不再具有大于2％初始厚度的剩余形变。该泡沫可为半硬质聚氨酯泡沫或软质聚氨酯泡沫。整体聚氨酯泡沫优选为根据DIN7726所述的聚氨酯泡沫，由于成型工艺，其具有密度大于芯的外部区域。在芯和外部区域上平均的整体泡沫密度优选为大于0.1g/cm3。本专利技术的整体聚氨酯泡沫还可为半硬质聚氨酯泡沫或软质聚氨酯泡沫。关于整体聚氨酯泡沫的其他细节可参见“Kunststoffhandbuch，第7卷，Polyurethane”，CarlHanserVerlag，第三版1993，第7章。特别优选密度为0.8至0.1g/cm3，特别为0.6至0.3g/cm3的弹性泡沫和整体泡沫作为基体材料。在本专利技术的组合泡沫中，由聚氨酯泡沫组成的基体优选为基本上开孔或完全开孔。包含于基体中的热塑性聚氨酯发泡颗粒优选为至少部分闭孔，特别优选完全闭孔。该组合泡沫通过以下步骤制备：预先制备泡沫的闭孔部分作为膨胀的、闭孔的颗粒泡沫；在第二步骤中，将其与在基本结构单元方面非常相似或化学上相同的制剂混合，排出并反应混合物。由于所用的添加剂，第二泡沫组分优选形成开孔、无收缩的基体，并连接在先前引入的闭孔颗粒上。基体和颗粒优选为大部分情况下或几乎化学上相同，相比于纯颗粒或体系泡沫以及还相比于WO2008/087078中已知的杂化材料，其导致更好的机械特性和更高的弹性以及平均更低的密度。闭孔和开孔组分的基本配方大致相同的事实导致优异的相间彼此的粘合力，其必定有助于良好的机械特性。根据本专利技术，至少50重量％的用于形成基体和颗粒的多元醇组分的基本结构单元相同，且至少50重量％的用于形成基体和颗粒的多异氰酸酯组分的基本结构单元相同。以下步骤用于测定各自的重量比：测定并列出基体和颗粒的所有多元醇组分，基于各个基体或颗粒的全部多元醇(其为100重量％)计，测定各自的多元醇的重量％。之后，当比较用于基体和颗粒的各自的多元醇及它们的重量比时，至少50重量％的基体的多元醇也必须包含于颗粒中，反之亦然。这可借助于本专利技术的实施例得到解释：如表1所示，不同的多元醇(多元醇1、多元醇3、多元醇4和扩链剂CE)存在于本专利技术的组合泡沫中，同时多元醇1和扩链剂CE存在于TPU颗粒(ETPU)中。在实施例1中，基于多元醇的总量(多元醇1至6+扩链剂)计，多元醇1的比例为68.8％且扩链剂的比例为7.5％。在ETPU中，多元醇1的比例为91.8％且扩链剂的比例为8.2％。在实施例1中，多元醇1(68.8％)和扩链剂(7.5％)与ETPU的各个组分相同，因此，总量为76.3重量％。在本文中，每种多元醇各自相关：为了本专利技术的目的，如果扩链剂CE在ETPU中的的比例明显低于实施例1，则两个值中仅较低的那个值可被视为存在于两种制剂中。在所选择的实施例中，在每种情况下，实施例1的每种量完全包含于ETPU的量中，使得这本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含由聚氨酯泡沫组成的基体和包含在基体中的热塑性聚氨酯发泡颗粒的组合泡沫，其中基体和颗粒各自由多元醇组分和多异氰酸酯组分组成，其中至少50重量％的用于形成基体和颗粒的多元醇组分的基本结构单元相同，且至少50重量％的用于形成基体和颗粒的多异氰酸酯组分的基本结构单元相同。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.08.09 EP 12179836.71.一种包含由聚氨酯泡沫组成的基体和包含在基体中的热塑性聚氨酯发泡颗粒的组合泡沫，其中基体和颗粒各自由多元醇组分和多异氰酸酯组分组成，其中至少50重量％的用于形成基体和颗粒的多元醇组分的基本结构单元相同，且至少50重量％的用于形成基体和颗粒的多异氰酸酯组分的基本结构单元相同，其中基体完全开孔且基体中的发泡颗粒至少部分闭孔。2.权利要求1的组合泡沫，其中至少60重量％的用于形成基体和颗粒的多元醇组分的基本结构单元相同，且至少60重量％的用于形成基体和颗粒的多异氰酸酯组分的基本结构单元相同。3.权利要求2的组合泡沫，其中至少65重量％的用于形成基体和颗粒的多元醇组分的基本结构单元相同，且至少85重量％的用于形成基体和颗粒的多异氰酸酯组分的基本结构单元相同。4.权利要求1或2的组合泡沫，其中发泡颗粒的直径为0.1mm至10cm，且为球形或椭圆形。5.权利要求4的组合泡沫，其中发泡颗粒的直径为0.5mm至5cm。6.权利要求1或2的组合泡沫，其中发泡颗粒的密度为0.005至0.50g/cm3。7.权利要求1或2的组合泡沫，其中发泡颗粒的热塑性聚氨酯和基体的聚氨酯泡沫基于数均分子量为600至2500g...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·普里索克，M·哈姆斯，M·瓦罗，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE