制备开孔聚氨酯泡沫的方法、用于其的系统以及由此制备的开孔聚氨酯泡沫技术方案

公开了通过非连续箱式泡沫法制备开孔聚氨酯泡沫的方法和系统，其中(a)将形成聚氨酯泡沫的组合物放置在具有透气底面的容器中；和(b)使形成聚氨酯泡沫的组合物在容器中形成开孔聚氨酯泡沫。在所述方法和系统中，在步骤(a)之前、期间和/或之后加热透气底面，并且加热在步骤(b)的至少一部分期间持续进行。

A method for preparing a porous polyurethane foam, the system used in it and the resulting open polyurethane foam

The method and system by non continuous box foam prepared by open hole polyurethane foam (a) composition disclosed, which will form a polyurethane foam placed in a container with a breathable bottom surface; and (b) to form a polyurethane foam composition perforated urethane foam formed in the container. In the method and system, the air permeable bottom surface is heated before, during and after the steps (a), and the heating is continued at least part of the step (b).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备开孔聚氨酯泡沫的方法、用于其的系统以及由此制备的开孔聚氨酯泡沫本专利技术涉及通过非连续箱式泡沫法制备开孔聚氨酯泡沫的方法和系统，其中将形成聚氨酯泡沫的组合物放置在容器中并使其在容器中膨胀(rise)以形成开孔聚氨酯泡沫。非连续箱式泡沫法用于生产在很多应用(例如汽车发动机罩内衬、车顶内衬和遮阳罩)中使用的水发泡开孔聚氨酯泡沫。在该方法中，通常通过倾倒将形成水发泡聚氨酯泡沫的组合物放置在一个大箱子中并使其膨胀并在箱子中形成通常称为“泡沫胶块(bun)”的开孔聚氨酯泡沫。放热的聚氨酯泡沫形成反应产生热量。在泡沫凝固之后，脱气过程通过蒸汽和CO2的混合物的快速蒸发而发生，这在板的表面上留下许多小凹坑。这个爆裂(blow-out)过程是泡沫泡孔已经打开的外部迹象。再过大约30分钟后，通常将泡沫胶块从箱子中取出，并在环境条件下冷却大约24至48小时。一旦泡沫胶块冷却后，就将其切成最终产品所需厚度的片材，所述产品如汽车发动机罩内衬、车顶内衬和/或遮阳罩。然而，在这种切片之前，通常修整泡沫胶块的侧面以及顶部和底部以使泡沫胶块成为方形。修整掉的泡沫通常是废品。用于生产水发泡开孔聚氨酯泡沫的这种非连续箱式泡沫法的一个难点在于在泡沫胶块底部产生的废品的程度。在泡沫形成过程中，水与组合物中的多异氰酸酯反应，产生二氧化碳。该二氧化碳通常可以从开孔聚氨酯泡沫胶块的上部逸出，但是更经常地陷入底部部分，这在脱气过程之后在泡沫胶块的底部部分产生大空隙，从而导致泡沫的外观差，并且相对于泡沫胶块的其他部分，泡沫胶块底部的密度显著更低。泡沫胶块的底部包含这些大空隙的部分是废品。在这种方法中已经尝试将泡沫胶块底部产生的废品减到最少。例如，已经尝试了形成聚氨酯泡沫的组合物的化学改性，例如控制组合物中的表面活性剂和/或催化剂，以增加泡孔紧密性。然而，这些复合方法的问题在于，增加了整个泡沫胶块的泡孔紧密性，这可能对所得泡沫的物理性质具有不利影响，并且还可能不利地影响由该泡沫制得的制品(例如汽车发动机罩内衬、车顶内衬和/或遮阳罩)的性能，如声学性能。因此，期望提供一种改进的非连续箱式聚氨酯泡沫的制备方法，其减少聚氨酯泡沫胶块底部部分废品的量，而不对聚氨酯泡沫的形成物进行会对所得开孔聚氨酯泡沫胶块或由这种泡沫制成的制品的物理性质产生不利影响的化学改性。本专利技术涉及制备开孔聚氨酯泡沫的方法。所述方法包括：(a)将形成聚氨酯泡沫的组合物放置在具有透气底面(base)的容器中；和(b)使形成聚氨酯泡沫的组合物在容器中形成开孔聚氨酯泡沫，其中在步骤(a)之前、期间和/或之后加热透气底面，并且加热在步骤(b)的至少一部分期间持续进行，并且所述方法是非连续的。另一方面，本专利技术涉及使用本文所述的方法制备开孔聚氨酯泡沫的系统。所述系统包括：(a)形成聚氨酯泡沫的组合物的源；(b)具有透气底面的容器；和(c)用于容器的透气底面的加热装置。本专利技术还涉及通过这样的方法和/或使用这样的系统制备的开孔聚氨酯泡沫。在本说明书中描述和说明了各种实施方案，以提供对所公开的专利技术的结构、功能、性质和使用的全面理解。应该理解，在本说明书中描述和说明的各种实施方案是非限制性和非穷尽性的。因此，本专利技术不受本说明书中公开的各种非限制性和非穷尽性实施方案的描述的限制。针对各实施方案描述的特征和特性可以与其他实施方案的特征和特性组合。这样的修改和变型也包括于本说明书的范围内。除非另有说明，否则本说明书中使用的语法冠词“一个/种(one)”、“一个/种(a)”、“一个/种(an)”和“该/所述”旨在包括“至少一个/种”或“一个/种或多个/种”。因此，在本说明书中使用的冠词是指冠词的语法对象的一个/种或多于一个/种(即“至少一个/种”)。举例来说，“一个组件”是指一个或多个组件，并且因此可能的是，考虑多于一个组件并且在所述实施方案的实施中可以采用或使用多于一个组件。此外，单数名词的使用包括复数，而复数名词的使用包括单数，除非使用的上下文另有要求。如上所述，本专利技术的某些实施方案涉及制备开孔聚氨酯泡沫的方法。本专利技术的方法是非连续的。如本文所使用的，术语“非连续”与分批同义，并且是指这样的方法：容器容纳形成聚氨酯泡沫的组合物的全部反应物，然后在容器中形成开孔泡沫，并且在这个过程期间，没有反应物进料到容器中或从容器中取出。本专利技术的非连续方法不是连续的泡沫制备方法，在连续的泡沫制备方法中，反应混合物被施加到设置在传送带上的移动膜上，并使其在膜上发泡。如本文所使用的，术语“开孔聚氨酯泡沫”是指根据ASTMD6226-10测量的开孔含量为至少60体积％，例如至少75体积％，例如60至99体积％或75至99体积％的聚氨酯泡沫。根据本专利技术制备的开孔聚氨酯泡沫的芯密度为至少10kg/m3，例如至少15kg/m3，或者在一些情况下为至少20kg/m3和/或最高达50kg/m3，例如最高达45kg/m3，或在一些情况下最高达35kg/m3，并且可以根据ASTMD1622M-14测量。本专利技术的方法包括将形成聚氨酯泡沫的组合物放置在具有透气底面的容器中。如本文所使用的，“容器”是指用于在发泡过程中容纳形成聚氨酯泡沫的组合物的容器。在某些实施方案中，在本专利技术中使用的容器可以是箱子的形式，如本文所使用的，箱子是指通常为正方形或长方形形式的容器，其由底面(例如托盘)以及多个侧壁(例如至少3个或至少4个侧壁)形成，并且可以具有或没有罩或盖。如上所述，在本专利技术中，容器的底面是可渗透的，这意味着底面(例如托盘)被设置成使得气体(例如空气)可以在某种程度上穿过底面，并且由气体(例如空气)可以在某种程度上通过的材料构成，所述材料的实例包括，但不限于，纸或纸板，或透气的塑料膜，例如含有针孔以使膜透气的聚合物膜。使用透气底面是本专利技术的关键特征，因为在用于制备由本专利技术方法形成的开孔聚氨酯泡沫的脱气过程期间，泡沫胶块底部中的至少一些气体必须有逸出的装置。在某些实施方案中，容器可以升高到诸如地板之类的次表面上方，以使气体流过底面，例如将容器设置在轨道上。在一个优选的实施方案中，通过倾倒将形成聚氨酯泡沫的组合物放置在容器中，但是如果需要，可以使用将组合物放置在容器中的其他方法。用于本专利技术中的形成聚氨酯泡沫的组合物包含多元醇组分和多异氰酸酯组分。更具体而言，本专利技术的方法用于制备优选通过使多异氰酸酯组分与多元醇组分反应而获得的开孔聚氨酯泡沫，所述多元醇组分包含：(a)官能度为2至6且数均分子量为大于160至6500的聚醚多元醇，基于多元醇组分中的多元醇的总重量计，例如至少60重量％、至少80重量％或在一些情况下至少90重量％是一种或多种这样的聚醚多元醇；(ii)含有至少两个异氰酸酯反应性基团且分子量为60至160的增链剂和/或交联剂；(iii)水；和(iv)用于形成聚氨酯的催化剂。用于本专利技术方法中的多异氰酸酯组分可包含一种或多种多异氰酸酯，优选二苯基甲烷二异氰酸酯(mMDI)、多苯基多亚甲基多异氰酸酯(pMDI)或一种或多种二苯基甲烷二异氰酸酯和一种或多种多苯基多亚甲基多异氰酸酯的混合物。特别优选二苯基甲烷二异氰酸酯和多苯基多亚甲基多异氰酸酯的混合物，其中全部多异氰酸酯的10至50重量％是二苯基甲烷二异氰酸酯，且全部多异氰酸酯的50至90％是多苯基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备开孔聚氨酯泡沫的方法，其包括：(a)将形成聚氨酯泡沫的组合物放置在具有透气底面的容器中；和(b)使形成聚氨酯泡沫的组合物在容器中形成开孔聚氨酯泡沫，其中所述方法包括在步骤(a)之前、期间和/或之后加热透气底面，并且在步骤(b)的至少一部分期间持续进行加热，并且其中所述方法是非连续的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.08 US 14/733,1161.一种制备开孔聚氨酯泡沫的方法，其包括：(a)将形成聚氨酯泡沫的组合物放置在具有透气底面的容器中；和(b)使形成聚氨酯泡沫的组合物在容器中形成开孔聚氨酯泡沫，其中所述方法包括在步骤(a)之前、期间和/或之后加热透气底面，并且在步骤(b)的至少一部分期间持续进行加热，并且其中所述方法是非连续的。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述容器为箱子，所述箱子由底面和至少4个侧壁以及任选的罩或盖形成。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述透气底面由纸板和/或纸构成。4.根据权利要求1所述的方法，其中开孔聚氨酯泡沫通过使多异氰酸酯组分与多元醇组分反应获得，所述多元醇组分包含：(i)聚醚多元醇，其官能度为2至6且数均分子量为大于160至6500；(ii)增链剂和/或交联剂，其含有至少两个异氰酸酯反应性基团且分子量为60至160；(iii)水；和(iv)用于形成聚氨酯的催化剂。5.根据权利要求4所述的方法，其中多异氰酸酯组分包含二苯基甲烷二异氰酸酯和多苯基多亚甲基多异氰酸酯的混合物，其中全部多异氰酸酯的10至50重量％为二苯基甲烷二异氰酸酯，全部多异氰酸酯的50至90重量％为多苯基多亚甲基多异氰酸酯。6.根据权利要求4所述的方法，其中所述多元醇组分包含：(i)基于多元醇组分的总重量计的20至40重量％的聚环氧丙烷基聚醚二醇，其OH值范围为450至600；(ii)基于多元醇组分的总重量计的30至50重量％的聚(环氧丙烷/环氧乙烷)丙三醇引发的聚醚三醇，其OH值范围为26至34；和(iii)基于多元醇组分的总重量计的10至30重量％的聚环氧丙烷基聚醚三醇，其OH值范围为400至550。7.根据权利要求1所述的方法，其中将底面加热至温度为至少30℃且最高达120℃。8.根据权利要求7所述的方法，其中将底面加热至温度为至少35℃且最高达65℃。9.根据权利要求1所述的方法，其中将底面加热至比容器所处环境的空气温度高至少10℃的温度。10.根据权利要求2所述的方法，其中将底面加热至比容器侧壁的温度高至少10℃的温度。11....

【专利技术属性】
技术研发人员：B·李，P·O·巴利，
申请(专利权)人：科思创有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US