生产微孔聚氨酯泡沫体系的组合物及方法技术

本发明专利技术涉及一种可生产弹性微孔泡沫、优选具有改善的及均衡良好的机械特性的聚氨酯泡沫的组合物，其包含多异氰酸酯、多元醇、内酰胺、表面活性剂及发泡剂，其中该表面活性剂优选包含硅油，且其中该多元醇包含聚四氢呋喃，且涉及一种生产弹性微孔聚氨酯泡沫的方法，及该弹性微孔聚氨酯泡沫在鞋类泡沫中的用途。

Compositions and methods for producing microcellular polyurethane foam systems

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生产微孔聚氨酯泡沫体系的组合物及方法背景本专利技术涉及一种组合物，其尤其可生产弹性微孔泡沫，优选具有改善及均衡良好的机械特性的聚氨酯泡沫。聚氨酯为由氨基甲酸酯(尿烷)键联连接的有机泡孔构成的聚合物。聚氨酯典型地由多异氰酸酯与多元醇反应而生产。聚氨酯用于生产高弹性泡沫支座、硬质泡沫绝缘面板、微孔泡沫密封件及密封垫、持久弹性车轮及轮胎、汽车悬架衬套、电灌注化合物、高性能胶粘剂、表面涂层及表面密封剂、合成纤维、绒毡底、硬塑料部件、保险套及软管等等。对于弹性微孔泡沫，优选聚氨酯泡沫，剖层撕裂通常很重要，但尤其在固定泡沫密度下难以改善特性。作用基本通常已在改变配制物上进行。然而，在此类情况下，其他物理特性通常受损。例如，在JournalofCellularPlastics,36,第286页(2000)中，Sawai等人已展示在脆性传送聚氨酯泡沫的裂纹的情况下压力F、比例常数C、树脂强度f、泡孔直径d与泡沫密度ρ之间的关系：根据上式，为增强剖层撕裂，有几种方式：1)增大树脂的树脂强度而无发泡，其通常通过使用聚酯多元醇而非聚醚多元醇来实现，然而，使用聚酯多元醇将导致不良的水解抗性，减少鞋类泡沫的寿命；及2)增大泡沫的密度，然而，对于中底的固定形状/体积，这将导致较重成品，其对消费者而言不可接受；3)当密度及树脂强度固定时增大泡孔直径，然而，不可能增大泡孔直径而不对其他特性有不利影响。简而言之，迄今为止不存在增强剖层撕裂且同时保留原始机械特性的有效方式。因此，需要寻找一种体系以使得可实现良好的剖层撕裂而不损害其他物理特性。专利技术概述本专利技术人已发现，使用内酰胺作为添加剂，有可能显著增强弹性微孔泡沫，优选聚氨酯泡沫的机械特性，例如剖层撕裂，而不基本损害其他物理特性。本专利技术人也已发现为生产弹性微孔泡沫，优选聚氨酯泡沫，内酰胺的影响在存在于该组合物中的硅油的情况下更为明显。本专利技术人也已发现，当在组合物中作为唯一多元醇或作为多元醇中的一种的聚四氢呋喃存在于本专利技术组合物中时，本专利技术尤其适用于生产聚氨酯泡沫。专利技术详述本专利技术公开一种生产弹性微孔泡沫，优选聚氨酯泡沫的组合物，其包含：多异氰酸酯，一种具有对异氰酸酯具有反应性的至少两个基团的化合物，优选多元醇，以使得化合物的其余次结构与多异氰酸酯、内酰胺、表面活性剂及发泡剂连接。多异氰酸酯.本专利技术中所用多异氰酸酯为常规地用于制备聚氨酯泡沫的多异氰酸酯，且可为单体多异氰酸酯或多异氰酸酯预聚物。本专利技术中所用单体多异氰酸酯(优选单体二异氰酸酯)可通过芳族二异氰酸酯，例如甲苯二异氰酸酯(TDI)及/或亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)举例说明。也可使用脂族及/或脂环族异氰酸酯，例如1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、1-异氰酸酯基-3-异氰酸酯基-甲基-3,5,5-三甲基-环己烷(异佛尔酮二异氰酸酯，IPDI)及/或4,4'-二异氰酸基二环己基甲烷(H12MDI或经氢化的MDI)。也有可能使用多异氰酸酯的混合物。多异氰酸酯预聚物可通过在例如30至100℃的温度下使过量异氰酸酯与一或多种具有对异氰酸酯具有反应性的至少两个基团(优选羟基及/或氨基)的化合物反应而获得。在多异氰酸酯中本专利技术的多异氰酸酯预聚物的NCO含量优选为10至33重量％。应注意，用于形成多异氰酸酯预聚物的具有对异氰酸酯具有反应性的至少两个基团的化合物可与用于形成弹性微孔泡沫，优选聚氨酯泡沫的具有对异氰酸酯具有反应性的至少两个基团的化合物相同或不同。化合物具有对异氰酸酯具有反应性的至少两个基团，以使得化合物的其余次结构与多异氰酸酯连接。化合物优选为多元醇。多元醇.本专利技术中所用多元醇为常规地用于制备聚氨酯泡沫的多元醇。最常用多元醇为称为聚醚多元醇及/或聚酯多元醇的多元醇。然而，尽管具有所述多异氰酸酯的反应产物通常不再称为聚氨酯，但本专利技术的组合物中所用多元醇可经具有对异氰酸酯具有反应性的至少两个基团(例如-OH、-SH、-NH2、-COOH及-CH2-酸性基团)的任何化合物置换。例如，当多元醇经具有两个-NH2基团的化合物置换时，获得聚脲。可使用-CH2-酸性基团的酸性基团，常见酸性基团例如-H2PO4、-HCO3及/或-COOH。本领域熟练技术人员可设想使用该类化合物代替多元醇的本专利技术的实施。例如在催化剂存在下于添加至少一种包含2至8个、优选2至6个、且尤其优选2至4个反应性氢原子的起动分子的情况下通过氧化烯的阴离子或阳离子聚合，本专利技术组合物中所用聚醚多元醇可通过已知方法获得。在阴离子聚合的情况下，生产聚醚多元醇的催化剂可为：碱金属氢氧化物，例如氢氧化钠或氢氧化钾；或碱金属醇化物，例如甲醇钠、乙醇钠、乙醇钾及/或异丙醇钾；或在阳离子聚合情况下，可为路易斯酸，例如五氯化锑、醚合三氟化硼及/或漂白土。可使用的其他催化剂为双金属氰化物化合物，称为DMC催化剂。所用氧化烯优选包含一或多种在亚烷基结构部分中具有2至4个碳原子的化合物，例如，在各情况下单独或呈混合物形式的四氢呋喃、氧化乙烯、1,2-氧化丙烯、1,2-氧化丁烯或2,3-氧化丁烯，且优选为1,2-氧化丙烯及/或氧化乙烯，尤其1,2-氧化丙烯。可使用的起动分子的实例为：乙二醇、二甘醇、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇及/或糖衍生物如蔗糖、己糖醇衍生物如山梨糖醇、甲胺、乙胺、异丙胺、丁胺、苯甲胺、苯胺、甲苯胺、甲苯二胺、萘胺、乙二胺、二亚乙基三胺、4,4'-亚甲基二苯胺、1,3-丙二胺、1,6-己二胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺以及其他二元醇或多元醇、或二元胺或多元胺。本专利技术组合物中所用聚酯多元醇可通过已知方法获得，例如通过缩聚多官能羧酸及多元醇，例如己二酸及1,4-丁二醇。所用聚酯多元醇优选通过使具有2至12个碳原子的多元醇(例如，乙二醇、二甘醇、丁二醇、三羟甲基丙烷、甘油或季戊四醇)与具有2至12个碳原子的多元羧酸(例如，丁二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、癸烷二甲酸、马来酸、富马酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸及萘二甲酸的异构体或其酸酐)缩合而生产。当然也有可能使用聚醚多元醇及/或聚酯多元醇的混合物，甚至一或多种聚醚多元醇及一或多种聚酯多元醇的混合物。按组分A的总重量计，本专利技术中的多元醇的含量可选自弹性微孔聚氨酯泡沫的常规含量，优选为71-99.7重量％，更优选为80-98重量％。聚四氢呋喃多元醇.在一优选实施方案中，多元醇至少包含聚四氢呋喃。换言之，所述聚四氢呋喃可为本专利技术组合物中的唯一的多元醇，或作为本专利技术组合物中的多元醇中的一种。本专利技术的聚四氢呋喃多元醇为常规地用于制备聚氨酯泡沫的聚四氢呋喃多元醇，且优选为平均Mn为140至3500、更优选为650至2000的聚四氢呋喃多元醇。表面活性剂.本专利技术的组合物还可包含表面活性剂，例如聚二甲硅氧烷-聚氧亚烷基嵌段共聚物、硅油、壬基苯酚乙氧基化物及其他有机化合物。在发泡体系中应用表面活性剂以调节泡孔(sell)结构及/或使泡沫稳定，其在一些其他场合也可为称为稳定剂。硅油.在一优选实施方案中，本专利技术组合物包含硅油作为表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生产弹性微孔泡沫的组合物，其包含/n多异氰酸酯，/n具有对异氰酸酯具有反应性的至少两个基团的化合物，/n内酰胺，/n表面活性剂，及/n发泡剂。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170921 CN PCT/CN2017/1027671.一种生产弹性微孔泡沫的组合物，其包含
多异氰酸酯，
具有对异氰酸酯具有反应性的至少两个基团的化合物，
内酰胺，
表面活性剂，及
发泡剂。


2.如权利要求1所述的组合物，其中具有对异氰酸酯具有反应性的至少两个基团的该化合物为多元醇。


3.如权利要求1或2所述的组合物，其中对异氰酸酯具有反应性的基团与该异氰酸酯基的摩尔比在0.4:1至3:1范围内。


4.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其中该内酰胺是具有下式的内酰胺：



其中X为CH基团，R为氢，m为0的整数或1、2、3、4、5、6、7、8或9的整数，或X为氮原子，R为C1至C18烷基、C7至C15芳烷基或吡啶基，其任选地经C1至C6烷基取代，m为3；优选地，该内酰胺选自：丁内酰胺、戊内酰胺、己内酰胺、1-N-甲基-六氢-1,4-二氮杂酮-(3)、1-N-乙基-六氢-1,4-二氮杂酮-(3)及1-N-丙基-六氢-1,4-二氮杂酮-(3)，更优选ε-己内酰胺。


5.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其中按除多异氰酸酯之外的组合物的总重量计，该内酰胺的含量为0.1重量％至15重量％，优选0.5重量％至5.5重量％。


6.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其中该表面活性剂为硅油、聚二甲硅氧烷-聚氧亚烷基嵌段共聚物及/或壬基苯酚乙氧基化物。


7.如权利要求6所述的组合物，其中该硅油选自由聚硅氧烷及聚醚-聚二甲硅氧烷共聚物组成的群。


8.如权利要求6或7所述的组合物，其中按除多异氰酸酯之外的该组合物的总重量计，该硅油的含量为0.1重量％至4重量％、优选0.5重量％至4重量％、更优选0.5重量％至2重量％、最优选0.5重量％至1重量％或1重量％至2重量％。


9.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其中具有对异氰酸酯具有反应性的至少两个基团的该化合物为多元醇，该多元...

【专利技术属性】
技术研发人员：张历，M·许特，吴小军，王财安，张仁政，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE