软质泡沫制造技术

本发明专利技术涉及一种用于制备软质泡沫的组合物及其应用。该组合物包含下列组分：a.一异氰酸酯混合物，包含：a1)一脂肪族和/或脂环族异氰酸酯单体，和a2)一脂肪族和/或脂环族异氰酸酯三聚体，其中所述单体和三聚体的质量比是3∶1‑200∶1；b.一聚合物多元醇混合物，包含：b1)一第一聚醚多元醇，数均分子量不小于3000g/mol，环氧乙烷含量是5‑20重量％，b2)一第二聚醚多元醇，数均分子量不小于3000g/mol，环氧乙烷含量大于60重量％，其中所述第一聚醚多元醇和第二聚醚多元醇的质量比是4∶1‑100∶1；c.一数均分子量是32‑400g/mol的含异氰酸酯反应性基团的化合物；d.一催化剂；e.一发泡剂；和f.可选的一添加剂；其中所述组合物的异氰酸酯指数是70‑120。

Soft foam

The invention relates to a composition for preparing soft foam and its application. The composition comprises the following components: a. a isocyanate mixture, comprising: A1) an aliphatic and / or alicyclic isocyanate monomer, and A2) an aliphatic and / or alicyclic isocyanate trimer, wherein the mass ratio of the monomer and trimer is 3:1-200:1; B. a polymer polyol mixture, comprising: B1) a first polyether polyol, the number average molecular weight is not less than 3000g / M The mass ratio of the first polyether polyol to the second polyether polyol is 4:1-100:1; the mass ratio of the first polyether polyol to the second polyether polyol is 4:1-100:1; the mass ratio of the first polyether polyol to the second polyether polyol is 32-400g / mol containing isocyanate reactive group; D. a catalyst; e. a catalyst Foaming agent; and F. an optional additive, wherein the isocyanate index of the composition is 70 \u2011 120.

【技术实现步骤摘要】
软质泡沫
本专利技术涉及一种用于制备软质泡沫的组合物及其应用。
技术介绍
软质泡沫尤其是软质聚氨酯泡沫常被应用于纺织等领域。软质聚氨酯泡沫常通过在发泡剂、催化剂、硅氧烷基表面活性剂和其它添加剂存在下使异氰酸酯与包含至少两个活泼氢原子的异氰酸酯反应性化合物反应来制备，含活泼氢原子的异氰酸酯反应性化合物通常是多元醇、多元伯胺、仲胺和水。芳族异氰酸酯例如甲苯二异氰酸酯(TDI)或二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)等因其较高的反应性，被广泛的使用于制备软质及硬质聚氨酯泡沫。US4,250,137公开了利用176-204℃的高温模具将芳族软质聚氨酯泡沫加热至其玻璃化转变温度(Tg)之上并压制、冷却定型，以作为内衣衬垫的方法。由芳族软质聚氨酯泡沫制得的内衣衬垫，因其在照光或接触空气的光氧化过程中产生了导致变黄的二醌亚胺化合物而很快产生黄化变色，造成制造及使用的困扰。因此，希望开发不使用芳族异氰酸酯来制备软质聚氨酯泡沫的方法。US5147897公开了采用脂肪族异氰酸酯预聚物制备不黄变聚氨酯泡沫的方法，在C2-C10烷酸的钾或钠盐或二氮双环烯烃催化剂存在下使脂肪族异氰酸酯预聚物与0.4-5倍于脂肪族异氰酸酯预聚物当量的水反应，脂肪族异氰酸酯预聚物是通过平均分子量是100-5,000的多元醇和2.6-14倍于羟基当量的脂肪族异氰酸酯加成聚合获得的。该方法不能用于制备密度低于80kg/m3的软质聚氨酯泡沫，也不能用于制备模塑泡沫。该方法制得的聚氨酯泡沫易于出现闭孔的情况。EP1721720A1专门对不黄变聚氨酯泡沫进行后处理以改善泡沫透气性进行了研究。US20060160977公开了一种制备不黄变、透气的脂肪族聚氨酯泡沫，采用异氰酸酯和含有50-80重量％、官能度是2.7-6.0、羟值是150-300的聚醚多元醇制备，其中异氰酸酯包括至少两种NCO基团直接连在脂肪族碳原子上的脂肪族和/或脂环族异氰酸酯单体，如IPDI和HDI组合或DesmodurW和HDI的组合。该方法制备得到的聚氨酯泡沫存在VOC挥发问题。US4256841公开了一种聚氨酯泡沫，采用脂肪族和/或脂环族聚异氰酸酯优选含有缩二脲基团改性的脂肪族和/或脂环族聚异氰酸酯，在羧酸盐以及二丁基二月桂酸锡催化剂存在下与聚酯多元醇和/或聚醚多元醇制备。该方法使用的二丁基二月桂酸锡催化剂在软质聚氨酯泡沫行业常被禁用。JP2010195945A公开了一种软质聚氨酯泡沫，采用异氰酸酯组分和含羟基的官能度是2-8的异氰酸酯活性化合物制备。所述异氰酸酯组分包含脲基甲酸酯改性的聚异氰酸酯和异氰脲酸酯改性的聚异氰酸酯，二者的比例是1∶1-9∶1。该方法得到的软质聚氨酯泡沫耐黄变、耐热和机械性能良好。JP2006-257187A公开了一种制备几乎不黄变的软质聚氨酯泡沫的方法，使聚环氧乙烷-聚环氧丙烷共聚物多元醇与多异氰酸酯组分反应。所述多异氰酸酯组分包含异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和/或异佛尔酮二异氰酸酯三聚体或其衍生物、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体和/或六亚甲基二异氰酸酯衍生物，两者重量比是7∶3-3∶7。所述软质聚氨酯泡沫除了具有好的耐紫外和NOx黄变性能外，还具有良好的耐久性。该聚氨酯泡沫的缺点是偏硬，延伸率和拉伸/抗撕裂强度下降，影响使用。且由于反应物中的三聚体及衍生物中的异氰酸酯基团含量减少，制备过程中需要加入更多量的异氰酸酯组分来获得合适的异氰酸酯指数，从而提高泡沫制备成本。JP2000226429A公开了一种制备软质聚氨酯泡沫的方法，使聚酯多元醇或聚醚多元醇与异氰酸酯组分反应，其中异氰酸酯组分是由50-99.5重量％的脂肪族或脂环族异氰酸酯和0.5-50重量％的聚合官能度不高于5的脂肪族和/或脂环族异氰酸酯的三聚体组成。该方法制备得到的泡沫具有良好的耐黄变性能。为了实现和芳香族异氰酸酯发泡工艺类似的反应速度，行业内使用高活性的多元醇组分包括高反应性的高环氧乙烷含量的聚环氧乙烷-聚环氧丙烷共聚物或胺封端的聚环氧丙烷共聚物多元醇和低反应性的脂肪族异氰酸酯或脂环族异氰酸酯进行反应。CN101157747A公开了采用环氧乙烷含量是8-25重量％的聚环氧乙烷-聚环氧丙烷共聚物和异氰酸酯反应制备聚氨酯泡沫的方法。JP2003-012756A公开了采用脂环族二异氰酸酯与胺封端的聚环氧丙烷共聚物多元醇反应制备几乎不黄变聚氨酯泡沫的方法。该申请还披露了描述胺封端的聚环氧丙烷共聚物多元醇价格昂贵、供应受限，实际应用中难以获得。上述方法制备得到的软质聚氨酯泡沫在洗涤过程中易于吸水软化而膨润变形，在织物等用途上会有所限制。因此，行业内尝试开发密度低、耐候性及耐水洗变形特性优异的软质聚氨酯泡沫。CN101580575A公开了一种软质聚氨酯泡沫，由脂肪族异氰酸酯和/或脂环族异氰酸酯和/或异氰酸酯基不直接连接到芳环上的芳族异氰酸酯与包含聚亚氧烷基二醇化合物的异氰酸酯活性混合物、发泡剂及催化剂反应制备。所制泡沫具有优异的耐候性及耐水洗变形特性。JP2001-72738A公开了一种聚氨酯泡沫，在二氮双环烯烃及其苯基盐和弱酸的碱金属盐存在下使脂肪族二异氰酸酯与环氧乙烷含量小于18重量份(以多元醇的量是100重量份计)的多元醇反应来制备。该聚氨酯泡沫不易黄变，具有良好的耐候性及耐水洗变形特性。该聚氨酯泡沫的缺点是易塌陷，泡沫闭孔、收缩之间的操作范围极窄导致生产困难。此外，该聚氨酯泡沫制备过程中使用的催化剂DBU的沸点不高，容易从泡沫中排放出来，使得泡沫具有大量VOC排放。CN101412798公开了一种制备聚氨酯泡沫的方法，使用两种不同的异氰酸酯活性物和不含异氰酸酯基直接连接到芳环上的异氰酸酯来制备，其中第一异氰酸酯活性物的羟基官能度至少是2.6，羟基当量小于800和羟值大于70mgKOH/g；第二异氰酸酯活性物的羟基官能度低于6，羟基当量600-6000，羟值9-94mgKOH/g和具有至少30重量％的伯羟基含量；第一和第二异氰酸酯活性物的质量比是(20-90)∶(80-10)。该方法得到的聚氨酯泡沫手感不佳。综上所述，业内需要一种不黄变的，且能满足纺织行业对泡沫的高回弹、透气性好、耐水洗、拉伸强度好、延展性高、硬度和手感可调等综合要求的软质聚氨酯泡沫。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于制备软质泡沫的组合物及其应用。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种组合物，所述组合物包含下列组分：a.一异氰酸酯混合物，包含：a1)一脂肪族和/或脂环族异氰酸酯单体，和a2)一脂肪族和/或脂环族异氰酸酯三聚体，其中所述单体和三聚体的质量比是3∶1-200∶1；b.一聚合物多元醇混合物，包含：b1)一数均分子量不小于3000g/mol的第一聚醚多元醇，所述第一聚醚多元醇是通过包含环氧乙烷的组分聚合得到的，所述第一聚醚多元醇的环氧乙烷含量是5-20重量％，以制备所述第一聚醚多元醇的组分的量为100重量％计，b2)一数均分子量不小于3000g/mol的第二聚醚多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组合物，其特征在于，所述组合物包含下列组分：/na.一异氰酸酯混合物，包含：/na1)一脂肪族和/或脂环族异氰酸酯单体，和/na2)一脂肪族和/或脂环族异氰酸酯三聚体，/n其中所述单体和三聚体的质量比是3∶1-200∶1；/nb.一聚合物多元醇混合物，包含：/nb1)一数均分子量不小于3000g/mol的第一聚醚多元醇，所述第一聚醚多元醇是通过包含环氧乙烷的组分聚合得到的，所述第一聚醚多元醇的环氧乙烷含量是5-20重量％，以制备所述第一聚醚多元醇的组分的量为100重量％计，/nb2)一数均分子量不小于3000g/mol的第二聚醚多元醇，所述第二聚醚多元醇是通过包含环氧乙烷的组分聚合得到的，所述第二聚醚多元醇的环氧乙烷含量大于60重量％，以制备所述第二聚醚多元醇的组分的量为100重量％计，和/nb3)可选的一第三聚醚多元醇，所述第三聚醚多元醇的数均分子量不小于500g/mol，/n其中所述第一聚醚多元醇和第二聚醚多元醇的质量比是4∶1-100∶1，所述第三聚醚多元醇的量不超过20重量％，以所述聚合物多元醇混合物的量是100重量％计；/nc.一数均分子量是32-400g/mol的含异氰酸酯反应性基团的化合物；/nd.一催化剂；/ne.一发泡剂；和/nf.可选的一添加剂；/n其中所述组合物的异氰酸酯指数是70-120。/n...

【技术特征摘要】
1.一种组合物，其特征在于，所述组合物包含下列组分：
a.一异氰酸酯混合物，包含：
a1)一脂肪族和/或脂环族异氰酸酯单体，和
a2)一脂肪族和/或脂环族异氰酸酯三聚体，
其中所述单体和三聚体的质量比是3∶1-200∶1；
b.一聚合物多元醇混合物，包含：
b1)一数均分子量不小于3000g/mol的第一聚醚多元醇，所述第一聚醚多元醇是通过包含环氧乙烷的组分聚合得到的，所述第一聚醚多元醇的环氧乙烷含量是5-20重量％，以制备所述第一聚醚多元醇的组分的量为100重量％计，
b2)一数均分子量不小于3000g/mol的第二聚醚多元醇，所述第二聚醚多元醇是通过包含环氧乙烷的组分聚合得到的，所述第二聚醚多元醇的环氧乙烷含量大于60重量％，以制备所述第二聚醚多元醇的组分的量为100重量％计，和
b3)可选的一第三聚醚多元醇，所述第三聚醚多元醇的数均分子量不小于500g/mol，
其中所述第一聚醚多元醇和第二聚醚多元醇的质量比是4∶1-100∶1，所述第三聚醚多元醇的量不超过20重量％，以所述聚合物多元醇混合物的量是100重量％计；
c.一数均分子量是32-400g/mol的含异氰酸酯反应性基团的化合物；
d.一催化剂；
e.一发泡剂；和
f.可选的一添加剂；
其中所述组合物的异氰酸酯指数是70-120。


2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述异氰酸酯混合物的异氰酸酯基团含量是20-54重量％，优选是20-37.5重量％，以所述异氰酸酯混合物的量是100重量％计。


3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述单体和三聚体的质量比是3∶1-120∶1，最优选3∶1-20∶1。


4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述单体是异佛尔酮二异氰酸酯和/或二环己基甲烷二异氰酸酯，最优选是异佛尔酮二异氰酸酯。


5.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述三聚体在23℃下的粘度是1000-10000mPa·s。
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【专利技术属性】
技术研发人员：赵东波，伍维成，邓妍，唐敏，李立强，
申请(专利权)人：科思创德国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE