微孔弹性聚氨基甲酸酯泡沫体制造技术

一种微孔聚氨基甲酸酯弹性泡沫体，其密度小于１０００千克／立方米并且其肖氏Ａ硬度为至少７５。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微孔弹性聚氨基甲酸酯泡沫体及其制备方法。
技术介绍
传统聚氨基甲酸酯弹性物是由配方制得，配方中硬性嵌段-含量约30至40重量％(硬性嵌段-含量在此定义为聚异氰酸酯，增链剂以及视需要之交联剂的数量总和，其相对于聚合物总量之重量百分率)。具较高硬性嵌段-含量的配方是难以加工的，且所得产物有非常高的硬度。已经有用包含高量4，4′-MDI与高EO-含量的聚醚多元醇的配方来制备弹性聚氨基甲酸酯泡沫体，例子可见EP-A 547764、EP-A 547765与EP-A 549120。亦知有从具低环氧乙烯(EO)-含量的聚醚多元醇来制备弹性聚氨基甲酸酯的方法，例子可见US-A 5122548与EP-A 13487。
技术实现思路
令人惊讶地是，现在已经发现可能制造的微孔聚氨基甲酸酯弹性泡沫体，其具有非常高硬性嵌段-含量，却没有过高的硬度，而在宽的密度范围中仍是容易加工的。因此，根据本专利技术提供一种用来制备微孔弹性聚氨基甲酸酯泡沫体的方法，其反应混合物包括聚异氰酸酯成份、多元醇组合物、增链剂、水及视需要之交联剂，其中聚异氰酸酯成份包含至少85重量％的4，4′-二苯甲烷二异氰酸酯或其变体；多元醇组合物则包含至少一种含有氧乙烯残基的聚氧亚烷或其变体；多元醇组合物则包含至少一种含有氧乙烯残基的聚氧亚烷基多元醇，该多元醇组合物之平均标称羟基官能度为2至6、平均羟基当量至少1300且平均氧乙烯成份介于50至85重量％之间；以及平均羟基当量从15至250之增链剂；硬性嵌段-含量是大于45重量％。用于本专利技术方法中的聚异氰酸酯组分含量基本上可由纯4，4′-二苯甲烷二异氰酸酯或二异氰酸酯与一或多种其它有机聚异氰酸酯，尤其是其它二苯甲烷二异氰酸酯异构物的混合物所组成，例如2，4′-异构物视需要与2，2′-异构物结合。该聚异氰酸酯组分亦可为一种MDI变体，其是从含至少85重量％4，4′-二苯甲烷二异氰酸酯之聚异氰酸酯组合物衍生而来。MDI变体在本领域中是众所皆知的，为了与本专利技术一致使用，特别包括液态产物，其是藉由将脲酮亚胺(uretonimine)和/或碳化二亚胺基导入该聚异氰酸酯组合物和/或与一或多种多元醇反应而得到。当作聚异氰酸酯组份优选的为含有至少90重量％4，4′-二苯甲烷二异氰酸酯的聚异氰酸酯组合物。最优选的有至少95重量％4，4′-二苯甲烷二异氰酸酯之聚异氰酸酯组合物。用于此处之“平均标称羟基官能度”一词是指在出现于其中之聚氧亚烷基多元醇平均官能度与用于其制备中引发剂平均官能度(每分子的活性氢原子数)是相同的假设下(尽管实际上因为一些终端未饱和使用使得它通常会较少)，多元醇组合物的平均官能度(每分子的羟基数目)。多元醇组合物的平均标称羟基官能度优选的为从2至4，最优选的聚氧亚烷基多元醇为二醇或三醇。该组合物可包含单一聚氧亚烷基多元醇，其优选的为具所需平均标称羟基官能度、羟基当量与氧乙烯含量的聚(氧亚乙基-氧亚丙基)多元醇。这类多元醇在本领域中为已知的，且可以传统方法藉由将环氧乙烷与环氧丙烷同时且/或依序地任意与具有2至6活性氢原子的引发剂诸如水、多元醇、羟胺或聚胺及类似物反应而得。多元醇引发剂的例子有乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、1，3-丙二醇、新戊二醇、1-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、赤藓醇、木糖醇、葡萄糖、果糖、甘露糖醇或山梨糖醇。或者是，多元醇组合物可包含二或多种多元醇的混合物，使得总组合物具有所要求的平均标称羟基官能度、平均羟基当量与氧乙烯含量其它多元醇可选自聚醚、聚酯、聚硫醚、聚碳酸酯、聚缩醛、聚烯或聚硅氧烷。聚醚多元醇可为，例如，含小于50重量％或大于85重量％氧乙烯残基的聚氧亚丙基多元醇、聚氧亚乙基多元醇或聚(氧亚乙基-氧亚丙基)多元醇。可用的聚酯多元醇包括二元醇诸如乙二醇、丙二醇、二乙二醇、1-丁二醇、新戊二醇、1，6-己二醇或环己烷二甲醇或这些二元醇的混合物的羟基终端反应产物，以及二羟酸或其形成的酯的衍生物，例如琥珀酸、戊二酸与己二酸或其二甲基酯、癸二酸、邻苯二甲酸酐、四氯化邻苯二甲酸酐或对苯二甲酸二甲基酯或其混合物的反应产物。聚酰胺酯可藉由将胺基醇诸如乙醇胺包含在聚酯化混合物中而得到。可用的聚硫醚多元醇包括将硫二甘醇单独或与其它乙二醇、环氧烷类、二羟酸、甲醛、氨基醇或氨基羟酸浓缩后所得的产物。可用的聚碳酸酯多元醇包括将二醇诸如1，3-丙二醇、1-丁二醇、1，6-己二醇二乙二醇或四乙二醇与碳酸二芳基酯，比如碳酸二苯酯，或与光气反应所得的产物。可用的聚缩醛多元醇包括将二醇诸如二乙二醇，三乙二醇或己二醇与甲醛反应而制备得到的那些物质。适合的聚缩醛也可以藉由将环状缩醛聚合而制得。适合的聚烯多元醇包括羟基终端的丁二烯均-或共聚合物，而适当的聚硅氧烷多元醇包括聚二甲基硅氧烷二醇。可用的其它多元醇包括上述类型多元醇的加成或浓缩聚合物的分散是或溶液。这些已改性多元醇，通常指作“聚合物”多元醇，已详细说明于先前技术中，并包括将一或多种乙烯单体，例如苯乙烯或丙烯腈在聚合多元醇例如聚醚多元醇中的就地聚合反应，或藉由聚异氰酸酯与氨基-和/或羟官能基化合物的就地反应，比如三乙醇胺，在聚合多元醇中的反应所得的产物。优选的是，多元醇组合物平均羟基当量至少有1500。多元醇组合物的平均氧乙烯含量优选的为60～85重量％。适当的低分子量增链剂包括脂肪族二醇，比如乙二醇、1，3-丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，2-丙二醇、1，3-丁二醇、2，3-丁二醇、1，3-戊二醇，1，2-己二醇、3-甲基戊烷-1，5-二醇、2，2-二甲基-1，3-丙二醇、二乙二醇、二丙二醇与三丙二醇，以及氨基醇诸如乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N-乙基-二乙醇胺与类似物。优选的为乙二醇。以异氰酸酯-反应性化合物总重量为基准，适宜水量为小于2重量％，且优选小于1重量％。另一方面，本专利技术涉及微孔弹性聚氨基甲酯酯泡沫体，其密度小于1000千克/立方米及肖氏(Shore)A硬度至少75。优选的密度小于800千克/立方米及肖氏A硬度至少80。最优选的是微孔弹性聚氨基甲酸酯泡沫体密度小于600千克/立方米及肖氏A硬度至少85。另一方面，本专利技术提供的反应体系包括(i)含至少85重量％4，4′-二苯甲烷二异氰酸酯或其变体的聚异氰酸酯；(ii)包含至少一种含氧乙烯残基的聚氧亚烷基多元醇的多元醇组合物，该多元醇组合物平均标称羟基官能度为2至6，平均羟基当量至少1300且平均氧乙烯含量从50至85重量％；(iii)平均羟基当量从15至250之增链剂；(iv)水，及视需要之(v)传统弹性体配方中的一或多种添加剂。本反应体系是用来制造微孔弹性聚氨基甲酸酯泡沫体。“反应体系”一词是定义为一个体系，其中聚异氰酸酯放在于一个与异氰酸酯-反应性成分分开的容器中。本反应体系之异氰酸酯指数，计算包括多元醇组合物、水与任何其它异氰酸酯-反应性物种，例如增链或交联剂，可能低至85或高至120。优选的是，异氰酸酯指数介于90与110之间。硬性嵌段-含量优选的至少占总组合物重量之50％。可添加具平均官能度3或更多的低分子量异氰酸酯-反应性化合物，比如甘油、五赤藓醇或三乙醇胺来当作交联剂。形成泡沫体的反应混合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：G·J·布莱斯，
申请(专利权)人：亨茨曼ICI化学品有限公司，
类型：发明
国别省市：