冲击保护泡沫制造技术

包括异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分的反应产物的冲击保护泡沫。异氰酸酯组分包括至少一种异氰酸酯。异氰酸酯反应性组分包括以异氰酸酯反应性组分的总重量计20wt％至80wt％的疏水性多元醇组分和20wt％至80wt％的亲水性多元醇组分。疏水性多元醇组分包括至少一种天然油疏水性多元醇，且亲水性多元醇组分至少包括聚醚多元醇，其具有3,000g/mol至10,000g/mol的数均分子量和至少50wt％的伯羟基含量。异氰酸酯指数为50至120。泡沫制品在‑10℃到40℃的温度范围内具有小于35KN的能量耗散速率，且在23℃和‑10℃两者下具有小于55的肖氏A级硬度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】冲击保护泡沫
实施例涉及能够在不同温度条件下执行的冲击保护泡沫。
技术介绍
聚氨基甲酸酯泡沫用于多种应用，如用于冲击保护的缓冲。冲击保护泡沫可帮助吸收和耗散冲击能量。举例来说，冲击保护泡沫可为用于个人保护的能量吸收泡沫，例如用于在参与接触性运动和高冲击活动如骑自行车、摩托车、全地形交通工具等时使用。冲击保护泡沫可制成弯曲的或复杂的形状，该形状可单独使用或用于复合材料制品中(例如，冲击保护泡沫可布置在外层之间以形成复合材料冲击保护制品)。当进行冲击保护时，应避免重且不可透气的或限定性的材料，例如，厚度应最小化，以避免冲击吸收材料对于客户偏好来说变得太重且庞大。此外，冲击保护应准确地施加到身体部位，例如，应维持灵活性以致力于符合复杂的三维形状。举例来说，冲击保护泡沫可被设计成在符合在身体表面的形状和/或提供舒适的制品时保护身体的部位免受损害/损伤。另外，冲击保护在各种环境条件下应仍然维持对严重冲击的保护。然而，典型聚氨基甲酸酯泡沫在更冷的温度(例如，-10℃)下可具有限制。因此，对于冲击保护聚氨基甲酸酯基泡沫存在跨越不同的温度范围显示增强的灵活性和适型性两者的需要。举例来说，寻求在不同温度下具有相对稳定的物理特性、在宽的温度范围内具有较低的弹性以及作为减震材料具有实用性的减震聚氨基甲酸酯泡沫。
技术实现思路
实施例可通过提供包括异氰酸酯组分与异氰酸酯反应性组分的反应产物的冲击保护泡沫来实现。异氰酸酯组分包括至少一种异氰酸酯。异氰酸酯反应性组分包括以异氰酸酯反应性组分的总重量计20wt％至80wt％的疏水性多元醇组分和20wt％至80wt％的亲水性多元醇组分。疏水性多元醇组分包括至少一种天然油疏水性多元醇，且亲水性多元醇组分至少包括聚醚多元醇，其具有3,000g/mol至10,000g/mol的数均分子量和至少50wt％的伯羟基含量。异氰酸酯指数为50至120。泡沫制品在-10℃至40℃的温度范围内具有小于35KN的能量耗散速率，且在23℃和-10℃两者下具有小于55的肖氏A级硬度。附图说明图1示出工作实例3和4以及比较实例B和C的动态热机械分析(DTMA)tanδ曲线。图2示出工作实例3和4以及比较实例B和C的DTMA储存模量曲线。具体实施方式冲击保护泡沫如震动板和保护器应尽可能轻，以在穿戴期间提供高舒适度，且应能够在宽的温度范围中耗散冲击/震动的能量。通过冲击保护泡沫，这意指被设计用于保护人类、动物和/或物体免受冲击(如外部施加力)的损伤/损害的能量吸收冲击泡沫系统。关于冲击保护泡沫在缓冲应用(和任选地包装应用)中的使用，泡沫材料通常被设计成经受低到中等的压缩应力。泡沫可被设计成使得在这些条件下，由于在使用期间施加的压缩应力，在泡沫中诱导的应变在泡沫的弹性极限内。在弹性极限内，诱导的应变(即泡沫的压缩)可与施加的压缩应力大致成比例。因而，使应力加倍可诱导大致加倍的应变。当去除压缩力时，在其弹性极限内被压缩的泡沫可返回到与压缩泡沫所需的能量大致相同的量。这可允许泡沫吸收来自特定层级冲击的能量，例如在没有使泡沫永久变形或显著递减其能力的情况下，以缓冲进一步的冲击事件。冲击保护泡沫可在近乎恒定的速率下持续吸收能量，因为它被压缩到其原始厚度的一部分。多孔聚合物的行为可为使得诱导应变所需的压缩应力可近乎成直线地增加直到弹性极限，例如，增加到原始泡沫厚度的约3％至10％的应变。在超过弹性极限之后，压缩应力可趋于几乎保持恒定最多约20％至30％应变，并且接着在更多应变被诱导到泡沫时显著增加。如果压缩应力保持恒定接近于较高应变，如40％至60％的应变或更大，那么这将是更期望的。这将既延长在其内发生减速的时间(例如，通过在压缩多孔聚合物至较高应变所需的较长时间段内分配能量)且又减低最大减速，因为当多孔聚合物被压缩时，能量被更均匀地吸收。举例来说，该类型的多孔聚合物可适用于在低温下寻求良好的减震级的运动或保护设备。对于冲击保护泡沫，实施例涉及疏水性和亲水性主链的组合，其为最终聚氨基甲酸酯泡沫/聚合物提供在宽温度范围下的良好的冲击性能。聚氨基甲酸酯聚合物含有氨基甲酸酯部分，并且由至少包括异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分的起始材料制造。异氰酸酯组分包括至少一种异氰酸酯(例如，聚异氰酸酯和/或异氰酸酯封端的预聚物)。异氰酸酯反应性组分包括至少一种多元醇组分。异氰酸酯反应性组分可包括其它活性氢化合物，如多元胺。可包括任选的添加剂组分，其包括至少一种任选的添加剂(如发泡剂、催化剂、固化剂、增链剂、阻燃性、填料、稳定剂、表面活性剂、增塑剂、沸石和/或改性所得最终聚氨基甲酸酯产品的特性的其它添加剂)。冲击保护泡沫的特性冲击保护泡沫可满足标准EN1621的要求，对于其示例性用途包括用于摩托车驾驶员和军事用途的技术服装。标准EN1621可被称为摩托车驾驶员抗机械冲击的防护工作服标准。部分1(即，EN1621-1)涉及用于冲击保护器的要求和测试方法。EN1621-1测试的原理是评估在骑摩托车时穿戴在四肢关节上的护甲的保护品质，并且在测试冲击期间测量通过样品传播的力。力越低，产品被认为越保护。为了通过标准，平均最大传播力必须低于35kN，且没有单个值应超过50kN。该标准包括附加的测试，以评估在高温和低温环境下以及在储存于潮湿条件下之后的性能。部分2(即，EN1621-2)涉及专门用于背部保护器型冲击保护器的要求和测试方法，并使用与EN1621-1类似的方法。根据实施例，冲击保护泡沫即使在低温下也具有良好的减震特性，以便在较高和较低温度下均可使用。实施例的冲击保护泡沫展示低于35KN的传播力，其通过根据EN1621-1的冲击试验来测量，例如在不同的温度下和在潮湿老化之后。用于通过EN1621-1测试的规则是，对于4.3m/s的冲击速度和50J的冲击能量(特定形状的5kg重量造成保持在特定形状的砧座上的装置冲击，以使得冲击能量为50J)，传播的峰值载荷小于35kN。EN1621-1可在室温(例如，23℃的温度)下执行。根据EN1621-1标准，1级<35kN且2级<20kN，而2级表示优于1级的改进的性能。1级和2级的表征可按基于个样品(例如，三个样品)，而每个样品必须符合表征水平。即使在水解之后，实施例的冲击保护泡沫能够在-10℃到40℃的温度范围内以小于35KN的良好的能量耗散速率传递高冲击保护。而水解被定义为在测试前调节，其包括将制品在70±2℃和大于96％的相对湿度下暴露于72小时，并且其后在23℃下暴露24小时。这将基于性能而对保护板进行分类，其中通常值越小表示材料在冲击下的性能越好。根据示例性实施例，冲击保护泡沫的能量耗散在-10℃下小于20.0KN(例如，对于每个测试的样品的2级)和/或在-10℃下小于14.5KN(例如，对于每个测试的样品)。冲击保护泡沫的能量耗散在40℃下还可小于25.0KN(例如，对于每个测试的样品)。冲击保护泡沫在水解之后的能量耗散可小于31.0KN和/或小于30.2KN(对于每个测试样品)。因此，在冲击保护泡沫中的聚氨基甲酸酯聚合物能够在潮湿老化之后在温条件(如40℃)下和在冷条件(如-10℃)下提供改善的冲击性能，同时仍然对最终用户维持高水平的舒适度。冲击保护泡沫可为以相对低的异氰酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冲击保护泡沫，其包含异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分的反应产物，其中：所述异氰酸酯组分包括至少一种异氰酸酯；所述异氰酸酯反应性组分包括以所述异氰酸酯反应性组分的所述总重量计20wt％到80wt％的疏水性多元醇组分和20wt％到80wt％的亲水性多元醇组分，所述疏水性多元醇组分包括至少一种天然油疏水性多元醇，且所述亲水性多元醇组分至少包括聚醚多元醇，所述聚醚多元醇具有3,000g/mol到10,000g/mol的数均分子量和至少50wt％的伯羟基含量；所述异氰酸酯指数是50至120；且所述泡沫制品在‑10℃到40℃的所述温度范围内具有小于35KN的能量耗散速率，且在23℃和‑10℃两者下具有小于55的肖氏A级硬度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.05 IT MI2014A0018921.一种冲击保护泡沫，其包含异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分的反应产物，其中：所述异氰酸酯组分包括至少一种异氰酸酯；所述异氰酸酯反应性组分包括以所述异氰酸酯反应性组分的所述总重量计20wt％到80wt％的疏水性多元醇组分和20wt％到80wt％的亲水性多元醇组分，所述疏水性多元醇组分包括至少一种天然油疏水性多元醇，且所述亲水性多元醇组分至少包括聚醚多元醇，所述聚醚多元醇具有3,000g/mol到10,000g/mol的数均分子量和至少50wt％的伯羟基含量；所述异氰酸酯指数是50至120；且所述泡沫制品在-10℃到40℃的所述温度范围内具有小于35KN的能量耗散速率，且在23℃和-10℃两者下具有小于55的肖氏A级硬度。2.根据权利要求1所述的冲击保护泡沫，其中所述天然油衍生的疏水性多元醇为蓖麻油。3.根据权利要求2所述的冲击保护泡沫，其中所述蓖麻油与高分子量和高伯羟基含量的亲水性聚醚多元醇的重量比为0.90:1.10到1.10:0.90。4.根据权利要求1到3中任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·科林蒂，B·本韦努蒂，S·斯古索林，
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