将聚氨酯分散液基泡沫应用到制品的方法技术

一种通过将聚氨酯泡沫黏附到基材来制备两种或多种组分泡沫复合材料的方法，包括如下几步：将水性聚氨酯配合物发泡，将发泡液应用到基材，将发泡液干燥形成泡沫，其中泡沫干密度从３５ｋｇ／ｍ↑［３］到１６０ｋｇ／ｍ↑［３］（２．２－１０Ｉｂｓ／ｃｆｔ），聚氨酯配合物由聚氨酯分散液、发泡表面活性剂和稳定化表面活性剂制备。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种涂覆有薄层聚氨酯泡沫的基材，以及包含这种基材的制品。特别是涉及含有由织物、纺织品或塑料组成的卷材的复合涂敷材料，其中这些材料的背面或内表面黏附有薄层发泡聚胺酯，以及其制备方法。泡沫基材料，特别是织物材料，应用于各种应用领域，比如汽车领域，像汽车座位、座垫、头垫、头衬板(headliners)、扶手、防晒板、门板、包裹架，以及用于家具、被褥和服饰的装饰等。泡沫基织物也可用作各种纺织品和一次性产品的衬垫或吸附层。所述泡沫基织物采用如下步骤来制备。首先，聚异氰酸酯和多羟基化合物以及辅助化合物在已知的制备工艺条件下反应制备泡沫，然后切割泡沫得到预期的厚度。为将泡沫粘合到织物上，可以把织物浸没在水基高分子性粘合剂中，典型的是丙烯酸基聚合物，获得空间稳定性和适当的硬度，随后在一个分离的过程中，采用火焰层压或粘合剂粘合法将处理过的织物粘接到泡沫薄片上。火焰层压方法和粘合剂粘合方法涉及发生在不同的场所的多个加工操作，例如，厂商运载织物到火焰层合机或粘合剂粘合器中，这些机器也许能或不能用作发泡机，然后在被运送到汽车OEM之前将复合织物运送回进行切割缝合形成座套或组装成座位。除物流外，火焰层合方法和粘合剂粘合方法有它们的缺点火焰层合过程中可挥发的有机组分从熔化的聚氨酯聚合物中释放出，有机溶剂从粘合剂粘合过程中挥发。另一种具有粘合性覆盖物的软泡沫制品采用如下方法制备，提供一种具有需要的最终制品形状的可渗透的覆盖织物，将反应性的发泡聚氨酯配合物倾注入放到模具中的成形的覆盖织物上，以形成完全与覆盖织物粘合的模制泡沫。不合需要的泡沫性质来自于倾注的渗入或渗透覆盖织物的材料。当将液相原材料(stock material)直接应用到可渗透织物的内表面时，在化学发泡和热发泡过程之前和过程中明显的渗透作用导致织物局部变硬或有硬点出现，这种局部变硬或硬点触觉很差，不能满足汽车质量规范。为了避免体泡沫(body foam)对覆盖织物的渗透或注入作用，许多美国专利提出在覆盖织物的内表面采用密封膜技术。例如，U.S.4,247,347，U.S.4,247,348，U.S.4,264,386和U.S.4,287,143公开了在覆盖织物的后表面采用密封膜、优选聚氯乙稀膜。然而，这种密封或不可渗透膜制备的泡沫制品的渗透性和透气性很差，例如制品表面潮湿发粘。为了避免这一缺点，专利U.S.5,460,873采用粘合到织物的薄层乳液泡沫来制备复合覆盖材料，但是这种方法不具有商业性，原因在于先前可用的泡沫体系比如苯乙烯丁二烯聚合物，使用有竞争力的密度时性能较差，而使用更高密度时产品的重量也惊人地增加。因此，提出一种简便的、具有较高加工效率、同时降低生产过程中的挥发物的排放的泡沫复合材料的制备方法是有优势的。特别是在制备合适产品的同时能避免多步生产包括火焰层压、粘合剂粘合或非渗透层与基材的粘合的方法。而且这种方法生产的具有阻燃性的制品也是有优势的，这一特性允许更自由地选择用作涂层的织物，同时仍然满足OEM要求。本专利技术的一方面提供了将聚氨酯泡沫黏附到基材上来制备两种或多种组分泡沫复合材料的方法，包括如下步骤使配制的水性聚氨酯分散液发泡；将发泡液应用到纺织品上，干燥发泡液形成泡沫，其中泡沫干密度为35kg/m3-160kg/m3(2.2-10Ibs/cft)。本专利技术的另一方面提供了一种不需要火焰层合或粘合剂粘合过程的制备两种或多种组分复合材料的方法，包括如下步骤使配制的水性聚氨酯分散液发泡；将发泡液应用到纺织品上，干燥发泡液形成泡沫，其中泡沫干密度为35kg/m3-160kg/m3(2.2-10Ibs/cft)，并且这种泡沫复合材料符合燃烧测定改性标准FMVSS 302。本专利技术的另一方面是泡沫复合材料产品，其中在聚氨酯分散液中加入足够量的阻燃剂，使得在用该分散液制备泡沫时，泡沫符合燃烧测定改性标准FMVSS302。可以添加其它化合物到聚氨酯分散液中使得最终的分散液含有50到95重量份的干固体。本专利技术的另一方面是泡沫复合材料产品，其中泡沫进行了适当的表面改性以提高表面的摩擦系数，使织物在最终使用例如汽车座套中操作方便。泡沫表面改性过程可用几个不同的方法实现。首先，发泡之前，添加适当的添加剂、例如蜡到配制的聚氨酯分散液或混合物中，这使得在干燥过程中蜡在泡沫表面发亮，增加了表面的光滑性。其次，在干燥箱的出口处将水基喷涂涂层、例如将聚硅氧烷应用到干燥泡沫的表面，干燥箱在将卷形物(roll goods)卷起形成卷材(roll stock)之前干燥热或温热复合材料的泡沫表面形成光滑膜。然后，薄膜的热层，例如轻质的无纺聚乙烯比如“pink poly”(INTEGRALTM899和DAFTM780，DOW化学公司的商品)在退出干燥箱后和将卷形物卷起形成卷材(roll stock)之前用压料辊直接应用到干燥泡沫表面。最后，在干燥湿发泡液之前，将织物平铺到湿发泡液上，然后采用单程干燥全部复合材料。在一个实施例中，本专利技术是通过粘合聚氨酯泡沫到基材来制备泡沫复合材料的一种方法。当基材是纺织品时，本专利技术不需要实施火焰层压过程或在织物与预先制备的泡沫薄层之间添加粘合剂或粘合层。本专利技术也不需要为了避免或减少配方物对织物的渗透形成粗糙织物，在可渗透的织物与应用的泡沫配方物之间添加防渗层。减少火焰层压过程可减少制备泡沫复合物的步骤，同时也避免了火焰层压过程中的挥发。添加某些选择的阻燃剂后意外的发现复合材料满足某些特定的阻燃性能，而无需使用卤代阻燃剂。令人惊奇的是，可以将水基聚氨酯分散液配制成固含量为35-80重量份，同时形成的最终泡沫密度低至35-40kg/m3，回弹性为10％-50％。进一步发现，由这种分散液制备的复合材料，在与一种燃烧改性剂结合后，能满足燃烧改性测试标准FMVSS 302。与其它类型的水性聚合物体系、例如苯乙烯-丁二烯乳液相比，这种聚氨酯分散液有自身的优势。已知这种分散液能够提供机械发泡的泡沫。但是采用此种乳液得到的低密度材料的物理性质不能满足对现有的火焰层压和粘合剂粘合的产品的性能要求。本专利技术所用的聚氨酯分散液包括水和如下中的任一种聚氨酯；能够形成聚氨酯的混合物；或和表面活性剂。本专利技术使用的能形成聚氨酯的材料是能用于制备聚氨酯聚合物的材料。能形成聚氨酯的材料包括，例如聚氨酯预聚物。然而，分散一段时间后聚氨酯预聚体也许仍会保留异氰酸酯的反应性，为了本专利技术的目的，聚氨酯预聚物分散液应视为完全反应的聚氨酯分散液。同样地，为了本专利技术的目的，聚氨酯预聚物或聚氨酯聚合物可以包括其他类型的结构，例如，尿素基。聚氨酯预聚物通过带有活泼氢的化合物与化学计量过量的任何量的异氰酸酯反应制备得到。用于本专利技术的预聚物的异氰酸官能度为0.2％-20％(重量)。合适的预聚物分子量为100-10,000。用于本专利技术的预聚物在分散条件下还应确保为液态。本专利技术的预聚物配合物包含多元醇成分。制备聚氨酯最常用的带有活泼氢的化合物为含有至少两个羟基或胺基的化合物。在此涉及的此类化合物为多元醇类。合适的多元醇的代表性例子已公知，在下列出版物中有所描述High Polymers Vol.XVI，“Polyurethanes，Chemistryand Technology”，作者Sau本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：M·Y·格里布尔，J·G·肯尼迪，D·P·怀特，P·C·J·M·范贝勒冈，R·E·奥滕齐奥，
申请(专利权)人：陶氏环球技术公司，
类型：发明
国别省市：