高透气性、低回弹性、软质聚氨酯泡沫体的制造方法技术

本发明专利技术提供一种在人体工学方面优良的粘弹性软质聚氨酯泡沫体，其在振动、声音、冲击吸收体或床垫、衬垫、缓冲垫等方面具有优良的粘弹性，和现有的软质聚氨酯泡沫体相比，能更加均匀地分散人体的压力，有效地减轻疲劳感和褥疮。所述聚氨酯泡沫体是将多异氰酸酯（Ａ）、多元醇（Ｂ）、发泡剂（Ｃ）、催化剂（Ｄ）和稳泡剂（Ｅ）在异氰酸酯指数为５０～１００条件下反应获得的，其中多元醇（Ｂ）是平均官能团数为２．５～４．５、羟基当量为３００～５００的聚酯多元醇（ｂ１）和平均官能团数为２．５、羟基当量为３００～５０００的聚氧化烯多元醇以特定比例混合得到的混合多元醇。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有低回弹性、高透气性的软质聚氨酯泡沫体的制造方法。
技术介绍
迄今为止，作为冲击吸收材料、振动吸收材料的各种层压制品加工用、或衬垫、床垫、缓冲垫、靠垫、衣用衬垫等中所普遍使用的低回弹性软质聚氨酯泡沫体是已知的。在这些制品中使用的聚氨酯泡沫体是按照通过适宜地选择氨酯泡沫体的树脂组成，即，多元醇成分和多异氰酸酯化合物的种类，以得到具有期望的回弹性率的聚氨酯泡沫体的方式进行配制的。但是，迄今为止所公开的低回弹性的聚氨酯泡沫体虽然具有期望的低回弹性率，但是几乎没有透气性，例如在衬垫、床垫、缓冲垫或靠垫等方面使用时不能充分释放由人体产生的热、水蒸气，容易发热。而且，低回弹性聚氨酯泡沫体对温度敏感性强，温度变低的话必定会硬化。例如衬垫、缓冲垫、床垫等存在所谓的泡沫体的接触感随环境温度的变化而发生变化、使用感较大变化的问题。作为解决该问题的方法，例如在专利文献1中记载了多元醇成分使用由分子量为500以上的高分子量多元醇和低分子多元醇制得的混合多元醇，低分子量二元醇为二丙二醇和/或1，3-丁二醇，低分子量三元醇为甘油和/或三羟甲基丙烷的实例。但是，该文献记载的配方也不能充分改善低温下泡沫体的高硬度化，存在在冬季等低温情况下得不到柔软的使用感的问题。特开2004-2591号公报
技术实现思路
本专利技术鉴于上述现状提供一种同时具有优良的低回弹性、高透气性、硬度对温度的依存性小而且耐久性高的聚氨酯泡沫体。为了解决该问题，本专利技术人进行潜心研究，发现在作为现有的低回弹性的聚氨酯泡沫体的树脂成分的混合配制的多元醇成分和多异氰酸酯化合物中，以特定混合比率混合特定分子量的聚酯多元醇和高分子量的聚氧化烯多元醇形成多元醇成分，通过在异氰酸酯指数为100以下的条件下将该混合多元醇成分和多异氰酸酯化合物反应，能够得到具有低回弹性、极好的透气性、低硬度的温度依存性、以及非常良好的压缩残余应变的软质聚氨酯泡沫体，从而完成本专利技术。即本专利技术的内容如以下(1)～(5)中所示。(1)一种将多异氰酸酯(A)、多元醇(B)、发泡剂(C)、催化剂(D)和稳泡剂(E)在异氰酸酯指数为50～100的条件下反应获得的密度为40～80kg/m3、硬度为8～150N/100cm2的，其中多元醇(B)是平均官能度为2.5～4.5、羟基当量为300～500的聚酯多元醇(b1)和平均官能度为2.5～4.5、羟基当量为300～5000的聚氧化烯多元醇(b2)的混合多元醇，且混合比例为(b1)∶(b2)＝70～90∶30～10(重量比)。(2)一种将多异氰酸酯(A)、多元醇(B)、发泡剂(C)、催化剂(D)和稳泡剂(E)在异氰酸酯指数为50～100的条件下反应获得的根据JIS K6400(1997)测定的干热压缩残余应变值在5％以下、且密度40～80kg/m3、硬度8～150N/100cm2的，其中多元醇(B)是平均官能度为2.5～4.5、羟基当量为300～500的聚酯多元醇(b1)和平均官能度为2.5～4.5、羟基当量为300～5000的聚氧化烯多元醇(b2)的混合多元醇，且混合比例为(b1)∶(b2)＝70～90∶30～10(重量比)。(3)前述(1)或(2)所述的，其中聚氧化烯多元醇(b2)为在每分子具有2个以上的羟基的多羟基化合物中加成环氧丙烷和环氧乙烷而获得的平均官能度为2.5～4.5、羟基当量为300～5000的聚氧化烯多元醇。(4)前述(1)～(3)中的任何一项所述的，其中催化剂(D)为含有咪唑类化合物的催化剂。(5)前述(1)～(4)中的任何一项所述的，其中多元醇(B)进一步含有聚氧化烯一元醇。根据本专利技术，可能制造同时具有充分的低回弹性和高透气性、硬度对温度的依存性大幅度改善的软质聚氨酯泡沫体。而且，本专利技术的软质聚氨酯泡沫体具有现有的泡沫体所没有的、非常良好的压缩残余应变率。因而，可以提供随环境温度变化产生的使用感觉的变化小、不易发热、高耐久性的冲击吸收材料、振动吸收材料或衬垫、床垫、缓冲垫、靠垫、衣用衬垫等。具体实施例方式如上所述，本专利技术的基础在于高透气性、低回弹性的软质聚氨酯泡沫体的制造方法，其特征在于将平均官能团数2.5～4.5、羟基当量300～500的聚酯多元醇(b1)和平均官能团数2.5～4.5、羟基当量300～5000的聚氧化烯多元醇(b2)以重量比(b1)∶(b2)＝70～90∶30～10的比例混合作为混合多元醇成分，将该多元醇成分和多异氰酸酯化合物在异氰酸酯指数50～100的条件下反应制得密度为40～80kg/m3、硬度8～150N/100cm2的泡沫体。出于制造成本的考虑，一般来说软质聚氨酯泡沫体的密度优选较低的，但是极端低密度化的泡沫体不能满足本专利技术所要解决问题的低回弹率、高耐久性。而且，由于会产生低密度化导致硬度不足和泡沫体制品表面的接触感变差等问题，低于40kg/m3的密度设定不是优选的。而且，出于成本、生产效率等的考虑，密度上限为80kg/m3。泡沫体的硬度需要根据上述用途处于一定范围内，用25％CLD表示的硬度8N/100cm2为下限，同样表示的150N/100cm2为上限。比此柔软的场合下，应力松弛率大的低回弹性泡沫体与泡沫体底部接触的面的硬度、形状的感觉变差，不能显示出充分的压力分散、冲击吸收的效果，而且，在比此更硬的情形中，存在柔软性受损、感觉变差，得不到冲击吸收性能的问题。本专利技术最主要的特征在于使用平均官能团数2.5～4.5、羟基当量300～500的聚酯多元醇(b1)和平均官能团数2.5～4.5、羟基当量300～5000的聚氧化烯多元醇(b2)以重量比(b1)∶(b2)＝70～90∶30～10的比例混合作为混合多元醇成分。本专利技术所述的多元醇平均官能团数是由多元醇制备时使用的原料的官能团数和摩尔数计算得来的，聚酯多元醇(b1)的平均官能团数是由羧酸成分的官能团数和摩尔数、醇成分的官能团数和摩尔数计算得来的。进而聚酯多元醇的羟基当量是由羟值和上述平均官能团数计算得来的。本专利技术所述的聚氧化烯多元醇的平均官能团数是指聚合引发剂的平均官能团数。使多官能引发剂加成氧化烯时，由于发生副反应，加成末端的反应停止，确认生成了较聚合引发剂的官能团数更低的醇，但是因为不能确立正确计算该反应停止的末端浓度的方法，在本专利技术中，将一般用作聚氧化烯多元醇的官能团数的聚合引发剂的平均官能团数作为多元醇的官能团数。聚氧化烯多元醇的羟基当量是由羟值和上述平均官能团数计算的值。聚酯多元醇(b1)是由1种或2种以上的多元羧酸成分与1种或2种以上的多元醇成分缩聚得到的。作为多元羧酸成分，除多元羧酸以外，也可以是其衍生物的酸酐、羧酸酯的形态。而且，也可以添加聚己内酯等环状酯开环聚合物类、乳酸等同时具有羟基和羧基的化合物等。作为多元羧酸可以列举的有脂肪族羧酸和芳香族羧酸。具体为丙二酸、马来酸、琥珀酸、己二酸、酒石酸、癸二酸、草酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、偏苯三酸。作为(b1)原料的多元醇成分，可以列举的有二醇、三醇等。具体为乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三乙二醇、1，3-和1，4-丁二醇、四甲撑二醇、新戊二醇、1，6-己二醇、1，10-癸二醇、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨糖醇等。所得到的聚酯多元醇优选在常温下为液态，因此，作为二醇成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将多异氰酸酯（Ａ）、多元醇（Ｂ）、发泡剂（Ｃ）、催化剂（Ｄ）和稳泡剂（Ｅ）在异氰酸酯指数为５０～１００的条件下反应获得的密度为４０～８０ｋｇ／ｍ↑［３］、硬度为８～１５０Ｎ／１００ｃｍ↑［２］的高透气性、低回弹性、软质聚氨酯泡沫体的制造方法，其特征在于：多元醇（Ｂ）是平均官能度为２．５～４．５、羟基当量为３００～５００的聚酯多元醇（ｂ１）和平均官能度为２．５～４．５、羟基当量为３００～５０００的聚氧化烯多元醇（ｂ２）的混合多元醇，且其混合比例为（ｂ１）∶（ｂ２）＝７０～９０∶３０～１０（质量比）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：吉井直哉，平山智子，矢口仁史，
申请(专利权)人：日本聚氨酯工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]