基于聚甲醛-聚氧化烯嵌段共聚物的聚氨酯软质泡沫材料制造技术

本发明专利技术涉及制备基于聚甲醛‑聚氧化烯嵌段共聚物的聚氨酯软质泡沫材料的方法。本发明专利技术还涉及通过该方法获得的聚氨酯软质泡沫材料及其用于制造家具软垫、纺织品插入物、床垫、汽车座椅、头枕、扶手、海绵、用于汽车部件例如车顶内饰、车门内饰、座垫和建造元件的泡沫材料膜的用途。以及用于制备聚氨酯软质泡沫材料的双组分体系。

Polyurethane flexible foam material based on POM polyoxyethylene block copolymer

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于聚甲醛-聚氧化烯嵌段共聚物的聚氨酯软质泡沫材料本专利技术涉及制备基于聚甲醛-聚氧化烯嵌段共聚物的聚氨酯软质泡沫材料的方法。本专利技术还涉及通过该方法获得的聚氨酯软质泡沫材料及其用于制造家具软垫、纺织品插入物、床垫、汽车座椅、头枕、扶手、海绵、用于汽车部件例如车顶内饰、车门内饰、座垫和建造元件的泡沫材料膜的用途。以及用于制备聚氨酯软质泡沫材料的双组分体系。在聚氨酯软质泡沫材料领域中需要提供可用于汽车内部空间的更可持续的聚氨酯软质泡沫材料。为了适合用于汽车内部空间，泡沫材料需要良好的阻燃性，此外泡沫材料只能具有一定的挥发性烃（VOC）排放（标准FMVSS302）。因此，本专利技术的专利技术人试图找到可用容易获得的C1基础单元代替C2和C3基础单元的组合物。WO2004/096746A1实验性地描述了基于聚甲醛（POM）的OH值为685和868mgKOH/g的异氰酸酯反应性二元醇，并且在该文献中一般性地指出它们可以适用于制备预聚物和软质泡沫。但是，没有描述具体的组成或实施例。因此，本专利技术的目的是提供基于聚甲醛的聚氨酯软质泡沫材料，其具有良好的阻燃性和低VOC排放。根据本专利技术，该目的通过如权利要求1或2中要求保护的制备聚氨酯软质泡沫材料的方法来实现。在此，本专利技术的专利技术人已令人惊讶地发现，基于OH值小于56mgKOH/g的基于POM的聚醚的泡沫材料表现为比基于OH值为59mgKOH/g的基于POM的聚醚的泡沫材料更有利，尽管后者具有高3-4％的POM含量。还令人惊奇地发现，根据本专利技术的预聚物具有更有利的粘度。在本专利技术中，聚甲醛单元的比例是通过GPC测量与NMR测量联用来确定的。对于组件A1至A5、A11至A15和B、B1、B2描述的方面可以应用于所有实施方案。如果例如描述了A1的优选实施方案，则将其与制备方法和与双组分体系组合起来进行描述。根据本专利技术的双组分体系含有至少一种催化剂。可以将其添加到组分A或B中，或直接在混合组分A和B之前或之中添加。特别地，本专利技术涉及下列实施方案：1.通过使组分A与组分B反应来制备聚氨酯软质泡沫材料的方法，该聚氨酯软质泡沫材料优选具有5至150g/kg聚甲醛含量，所述组分A含有下列成分或由其组成：A15至85重量份，优选30至75重量份的至少一种根据DINENISO4629-1:2016-12的羟值为5mgKOH/g至56mgKOH/g，优选35至50，更优选38至48mgKOH/g的聚甲醛-聚氧化烯嵌段共聚物，其中两个聚氧化烯嵌段是末端；A20至95重量份，优选15至95重量份，更优选25至70重量份的至少一种具有2至6个泽列维季诺夫活性H原子的化合物，其选自聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚醚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇和/或聚丙烯酸酯多元醇，其根据DINENISO4629-1:2016-12的羟值优选为26至56mgKOH/g；A3基于组分A1和A2的重量份之和计0.1至25重量份，优选2至5重量份的水和/或物理发泡剂，A4基于组分A1和A2的重量份之和计0至10重量份，优选0.15至1.5重量份的至少一种具有至少2个泽列维季诺夫活性H原子且不同于A2的化合物，其中该化合物优选是交联剂，更优选选自二乙醇胺和甘油或其混合物；A5基于组分A1和A2的重量份之和计0至10重量份，优选0.1至5重量份的辅助剂和添加剂，其优选选自泡沫稳定剂、抗氧化剂、阻燃剂、着色剂和其混合物；所述组分B含有下列成分或由其组成：B1至少一种平均NCO官能度为2.0至2.6，优选2.0至2.3的二和/或多异氰酸酯；其中组分A与组分B的反应在催化剂存在下且在50至130，优选60至110，更优选70至90的异氰酸酯指数下进行，并且其中组分A1至A5的所有重量份数据均被标准化，以使所述组合物中的A1+A2重量份之和为100。2.通过使组分A与组分B反应来制备聚氨酯软质泡沫材料的方法，该聚氨酯软质泡沫材料优选具有5至150g/kg聚甲醛含量，所述组分A含有下列成分或由其组成：A110至85重量份，优选30至75重量份的至少一种聚甲醛-聚氧化烯嵌段共聚物，其根据DINENISO4629-1:2016-12的羟值优选为5mgKOH/g至56mgKOH/g，更优选35至50，还更优选38至48mgKOH/g，其中两个聚氧化烯嵌段是末端；A120至100重量份，优选15至100重量份，更优选25至70重量份的至少一种具有2至6个泽列维季诺夫活性H原子的化合物，其选自聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚醚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇和/或聚丙烯酸酯多元醇，其根据DINENISO4629-1:2016-12的羟值优选为26至56mgKOH/g；A13基于组分A11和A12的重量份之和计0.1至25重量份，优选2至5重量份的水和/或物理发泡剂，A14基于组分A11和A12的重量份之和计0至10重量份，优选0.15至1.5重量份的至少一种具有至少2个泽列维季诺夫活性H原子且不同于A2的化合物，其中该化合物优选是交联剂，更优选选自二乙醇胺和甘油或其混合物；A15基于组分A11和A12的重量份之和计0至10重量份，优选0.1至5重量份的辅助剂和添加剂，其优选选自泡沫稳定剂、抗氧化剂、阻燃剂、着色剂和其混合物；所述组分B含有下列成分或由其组成：B2至少一种NCO含量为18至40重量％NCO，优选23.5至29.5重量％NCO的预聚物，其通过A1、A2与B1任选在催化剂存在下的反应获得，A15至18重量份，优选10至15重量份的至少一种根据DINENISO4629-1:2016-12的羟值为5mgKOH/g至56mgKOH/g，优选28至50，更优选37至48mgKOH/g的聚甲醛-聚氧化烯嵌段共聚物，其中两个聚氧化烯嵌段是末端；A2任选的不含聚甲醛的其它异氰酸酯反应性或惰性组分；B1至少一种平均NCO官能度为2.0至2.6的二和/或多异氰酸酯，其中B1的重量份基于标准化为100重量份的A1和A2的重量份之和计；其中组分A与组分B的反应在催化剂存在下且在50至130，优选60至110，更优选70至90的异氰酸酯指数下进行，并且其中组分A11至A15的所有重量份数据均被标准化，以使所述组合物中的A11+A12重量份之和为100。3.根据前述实施方案中任一个所述的方法，其特征在于，所述聚甲醛-聚氧化烯嵌段共聚物A1和/或A11的聚甲醛嵌段具有62至30000g/mol，优选242至3000g/mol，更优选400至1500g/mol的重均分子量，这通过使用聚苯乙烯标准物借助凝胶渗透色谱法测量。4.根据前述实施方案中任一个所述的方法，其特征在于，所述聚甲醛-聚氧化烯嵌段共聚物A1和/或A11具有下式(I)：HO-(AlkO)x-(CH2O)n-(AlkO)y-OH(I)，其中AlkO是在每个结构单元中彼此独立地衍生自环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷或氧化苯乙烯的结构单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.通过使组分A与组分B反应来制备聚氨酯软质泡沫材料的方法，所述组分A含有：/nA1 5至85重量份的至少一种根据DIN EN ISO 4629-1:2016-12的羟值为5mg KOH/g至56mg KOH/g，优选35至50，更优选38至48mg KOH/g的聚甲醛-聚氧化烯嵌段共聚物，其中两个聚氧化烯嵌段是末端；/nA2 0至95重量份的至少一种具有2至6个泽列维季诺夫活性H原子的化合物，其选自聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚醚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇和/或聚丙烯酸酯多元醇；/nA3基于组分A1和A2的重量份之和计0.1至25重量份的水和/或物理发泡剂，/nA4基于组分A1和A2的重量份之和计0至10重量份的至少一种具有至少2个泽列维季诺夫活性H原子且不同于A2的化合物；/nA5基于组分A1和A2的重量份之和计0至10重量份的辅助剂和添加剂；/n所述组分B含有：/nB1至少一种平均NCO官能度为2.0至2.6的二和/或多异氰酸酯；/n其中组分A与组分B的反应在催化剂存在下且在50至130的异氰酸酯指数下进行，并且其中组分A1至A5的所有重量份数据均被标准化，以使所述组合物中的A1+A2重量份之和为100。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180228 EP 18159328.61.通过使组分A与组分B反应来制备聚氨酯软质泡沫材料的方法，所述组分A含有：
A15至85重量份的至少一种根据DINENISO4629-1:2016-12的羟值为5mgKOH/g至56mgKOH/g，优选35至50，更优选38至48mgKOH/g的聚甲醛-聚氧化烯嵌段共聚物，其中两个聚氧化烯嵌段是末端；
A20至95重量份的至少一种具有2至6个泽列维季诺夫活性H原子的化合物，其选自聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚醚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇和/或聚丙烯酸酯多元醇；
A3基于组分A1和A2的重量份之和计0.1至25重量份的水和/或物理发泡剂，
A4基于组分A1和A2的重量份之和计0至10重量份的至少一种具有至少2个泽列维季诺夫活性H原子且不同于A2的化合物；
A5基于组分A1和A2的重量份之和计0至10重量份的辅助剂和添加剂；
所述组分B含有：
B1至少一种平均NCO官能度为2.0至2.6的二和/或多异氰酸酯；
其中组分A与组分B的反应在催化剂存在下且在50至130的异氰酸酯指数下进行，并且其中组分A1至A5的所有重量份数据均被标准化，以使所述组合物中的A1+A2重量份之和为100。


2.通过使组分A与组分B反应来制备聚氨酯软质泡沫材料的方法，所述组分A含有：
A110至85重量份的至少一种聚甲醛-聚氧化烯嵌段共聚物，其根据DINENISO4629-1:2016-12的羟值优选为5mgKOH/g至56mgKOH/g，更优选35至50，还更优选38至48mgKOH/g，其中两个聚氧化烯嵌段是末端；
A120至100重量份的至少一种具有2至6个泽列维季诺夫活性H原子的化合物，其选自聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚醚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇和/或聚丙烯酸酯多元醇；
A13基于组分A11和A12的重量份之和计0.1至25重量份的水和/或物理发泡剂，
A14基于组分A11和A12的重量份之和计0至10重量份的至少一种具有至少2个泽列维季诺夫活性H原子且不同于A2的化合物；
A15基于组分A11和A12的重量份之和计0至10重量份的辅助剂和添加剂；
所述组分B含有：
B2至少一种NCO含量为18至40重量％NCO的预聚物，其通过A1、A2与B1任选在催化剂存在下的反应获得，
A15至18重量份的至少一种根据DINENISO4629-1:2016-12的羟值为5mgKOH/g至56mgKOH/g的聚甲醛-聚氧化烯嵌段共聚物，其中两个聚氧化烯嵌段是末端；
A2任选的不含聚甲醛的其它异氰酸酯反应性或惰性组分；
B1至少一种平均NCO官能度为2.0至2.6的二和/或多异氰酸酯，
其中B1的重量份基于标准化为100重量份的A1和A2的重量份之和计；
其中组分A与组分B的反应在催化剂存在下且在50至130的异氰酸酯指数下进行，并且其中组分A11至A15的所有重量份数据均被标准化，以使所述组合物中的A11+A12重量份之和为100。


3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述聚甲醛-聚氧化烯嵌段共聚物A1和/或A11的聚甲醛嵌段具有62至30000g/mol的重均分子量，这通过使用聚苯乙烯标准物借助凝胶渗透色谱法测量。


4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述聚甲醛-聚氧化烯嵌段共聚物A1和/或A11具有下式(I)：
HO-(AlkO)x-(CH2O)n-(AlkO)y-OH(I)，
其中
AlkO是在每个结构单元中彼此独立地衍生自环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷或氧化苯乙烯的结构单元；
x是2至100；
y是2至100；且
n＝5至100。


5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，A2或A12是平均官能度为2.7至6、根据DINENISO4629-1:2016-12的羟值为26mgKOH/g至56mgKOH/g且环氧丙烷与环氧乙烷之比为0.1至9:1的聚环氧丙烷-聚环氧乙烷嵌段共聚物。

【专利技术属性】
技术研发人员：R·阿尔巴赫，A·M·I·施图特，M·莫伊雷施，P·文纳，
申请(专利权)人：科思创知识产权两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE