将CO2基多元醇用于聚氨酯泡沫以提高再加工能力的方法技术

本公开提供“将CO2基多元醇用于聚氨酯泡沫以提高再加工能力的方法”。一种可回收的聚氨酯泡沫通过使含二氧化碳基多元醇的组合物与异氰酸酯组合物反应来产生。所述聚氨酯泡沫可包含摩尔比为1:0.9的活性氢与异氰酸酯基团。所述聚氨酯泡沫可包含约大于或等于约0.5重量份百分比至小于或等于约1.5重量份百分比的催化剂。的催化剂。

【技术实现步骤摘要】
将CO2基多元醇用于聚氨酯泡沫以提高再加工能力的方法


[0001]本公开涉及可回收的聚氨酯泡沫。

技术介绍

[0002]本部分中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。
[0003]开发聚氨酯泡沫的常规方法通常包括在存在诸如发泡剂、表面活性剂、催化剂和任何其他期望添加剂等添加剂的情况下，通过在氨基甲酸酯聚合发生时形成气体(例如，二氧化碳)，使具有至少一种具有羟基的多元醇(诸如石油基多元醇)的混合物(在本文中也称为含多元醇的组合物)与具有至少一种二异氰酸酯和/或聚异氰酸酯的混合物(在本文中也称为异氰酸酯组合物)反应(多元醇混合物、异氰酸酯混合物和任何添加剂的混合物也称为反应混合物)。多元醇混合物可包含添加剂。气体是由于发泡剂(通常为水)与异氰酸酯反应而形成的，从而形成二氧化碳和聚脲键。其他添加剂会增强所得泡沫的性质，控制上述反应，诸如此类。
[0004]聚氨酯泡沫是热固性材料，并且因此，在其使用寿命结束时，重复使用此类聚氨酯泡沫或回收所述聚氨酯泡沫可能具有挑战性。类玻璃高分子(Vitrimer)是最近推出的一种交联聚合物材料，其在高温下具有类似塑料的性质和特征。更具体地，类玻璃高分子在高温下表现出延展性，从而允许大分子网络的重排，并且由此实现了可再加工性。应注意到，聚氨酯的氨基甲酸酯和脲键本质上是可互换的，从而提供了网络结构的一定程度的重排，并且因此提供了一种可再加工性。然而，聚氨酯的再加工通常是缓慢的过程，对于由石油基醚多元醇制备的那些来说尤其如此。尽管高加工温度(如180℃至220℃)可促进网络重排并因此提高可再加工性，但是在>160℃的温度下可能会发生聚氨酯的热降解和分解。
[0005]本公开解决了与可回收的聚氨酯泡沫的设计相关的这些问题，特别是在汽车应用中。

技术实现思路

[0006]本部分提供了对本公开的总体概述并且不是对其全部范围或其所有特征的全面公开。
[0007]根据本公开的一种形式，一种聚氨酯泡沫通过使含多元醇的组合物与异氰酸酯组合物反应来产生。所述含多元醇的组合物包含活性氢与异氰酸酯基团的摩尔比为1:0.9的二氧化碳基多元醇。
[0008]在可单独地或以任何组合实施的这种聚氨酯泡沫的变型中，所述聚氨酯泡沫还包含开孔剂、表面活性剂、交联剂、催化剂和水发泡剂中的至少一种；所述含多元醇的组合物包含约2重量份百分比的开孔剂、约0.5重量份百分比的表面活性剂、约1.5重量份百分比的交联剂、大于或等于约0.5重量份百分比的催化剂和约3重量份百分比的水发泡剂；所述含多元醇的组合物包含大于或等于约0.5重量份百分比至小于或等于约1.5重量份百分比的催化剂；所述聚氨酯泡沫具有大于或等于约124kPa的断裂强度；所述聚氨酯泡沫具有大于
或等于约4kNm/kg的比模量；并且车辆部件由所述聚氨酯泡沫形成。
[0009]在本公开的另一形式中，一种聚氨酯泡沫通过使含多元醇的组合物与异氰酸酯组合物反应来产生。所述含多元醇的组合物包含CO2‑
多元醇，其包含大于或等于约0.5重量份百分比至小于或等于约1.5重量份百分比的催化剂。
[0010]在可单独地或以任何组合实施的这种聚氨酯泡沫的变型中，所述聚氨酯泡沫还包含开孔剂、表面活性剂、交联剂、催化剂和水发泡剂中的至少一种；所述含多元醇的组合物包含约2重量份百分比的开孔剂、约0.5重量份百分比的表面活性剂、约1.5重量份百分比的交联剂和约3重量份百分比的水发泡剂；所述含多元醇的组合物具有活性氢与异氰酸酯基团的1:0.9的摩尔比；所述聚氨酯泡沫具有大于或等于约124kPa的断裂强度；所述聚氨酯泡沫具有大于或等于约4kNm/kg的比模量；并且车辆部件由所述聚氨酯泡沫形成。
[0011]在又一种形式中，一种聚氨酯泡沫通过使含多元醇的组合物与异氰酸酯组合物反应来产生。所述含多元醇的组合物包含CO2‑
多元醇，其包含约1.5重量份百分比的催化剂。
[0012]在可单独地或以任何组合实施的这种形式的变型中，所述含多元醇的组合物具有活性氢与异氰酸酯基团的1:0.9的摩尔比；所述聚氨酯泡沫还包含开孔剂、表面活性剂、交联剂、催化剂和水发泡剂中的至少一种；所述含多元醇的组合物包含约2重量份百分比的开孔剂、约0.5重量份百分比的表面活性剂、约1.5重量份百分比的交联剂和约3重量份百分比的水发泡剂；所述聚氨酯泡沫具有大于或等于约124kPa的断裂强度；并且所述聚氨酯泡沫具有大于或等于约4kNm/kg的比模量。
[0013]根据本文中提供的描述，另外的适用领域将变得显而易见。应当理解，描述和具体示例仅意图用于说明目的，而不意在限制本公开的范围。
具体实施方式
[0014]以下描述本质上仅仅是示例性的并且不意图限制本公开、应用或用途。
[0015]如本文所用，“异氰酸酯”包括二异氰酸酯，例如芳族二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯(“TDI”)和亚甲基二苯基二异丙烯酸酯(“MDI”)，以及聚异氰酸酯，以及它们的混合物。异氰酸酯的非限制性示例包括亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、4,4'
‑
二异氰酸根合二环己基甲烷(H12MDI)、1,5
‑
萘二异氰酸酯(NDI)、四甲基二甲苯二异氰酸酯(TMXDI)、对亚苯基二异氰酸酯(PPDI)、1,4
‑
环己烷二异氰酸酯(CDI)、联甲苯胺二异氰酸酯(TODI)以及它们的组合。可设想的是，异氰酸酯可包括聚合物材料。
[0016]如本文所用，“石油基多元醇”(以下称为“石油
‑
多元醇”)是可在本公开的实践中使用并且是公知的且可广泛商购的聚醚多元醇。此类多元醇通常是至少约80重量％或更多的直接或间接地从不可再生资源(诸如原油)获得的组合物或组合物的共混物。在其他变型中，多元醇通常是直接或间接地从不可再生资源(诸如原油)获得的组合物或组合物的共混物的至少约85重量％、至少90重量％和/或至少95重量％或更多。聚醚多元醇的非限制性示例包括聚氧乙烯二醇、聚氧丙烯二醇、聚氧丁烯二醇、聚四亚甲基二醇；嵌段共聚物，例如聚氧丙烯二醇和聚氧乙烯二醇、聚
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1,2
‑
氧丁烯二醇和聚氧乙烯二醇、聚
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1,4
‑
四亚甲基二醇和聚氧乙烯二醇的组合；以及由两种或更多种环氧烷的共混物或顺序添加制备的无规和嵌段共聚物二醇。所得聚氨酯泡沫的机械性质可决定多元醇的稠度。更具体地，较高分子量的
多元醇通常形成更柔性的聚氨酯，而较低分子量的多元醇通常形成更刚性的聚氨酯。
[0017]如本文所用，二氧化碳基多元醇是聚(醚碳酸酯)多元醇(以下称为“CO2‑
多元醇”)。CO2‑
多元醇的非限制性示例包括可从Covestro Deutschland AG获得的LC
‑
05。
[0018]如上所述，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯泡沫，所述聚氨酯泡沫通过使含多元醇的组合物与异氰酸酯组合物反应来产生，其中所述含多元醇的组合物包含活性氢与异氰酸酯基团的摩尔比为1:0.9的二氧化碳基多元醇(CO2‑
多元醇)。2.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫，其中所述聚氨酯泡沫还包含开孔剂、表面活性剂、交联剂、催化剂和水发泡剂中的至少一种。3.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫，其中所述含多元醇的组合物还包含：约2重量份百分比的开孔剂；约0.5重量份百分比的表面活性剂；约1.5重量份百分比的交联剂；大于或等于约0.5重量份百分比的催化剂；以及约3重量份百分比的水发泡剂。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的聚氨酯泡沫，所述聚氨酯泡沫还包含缓冲剂、树枝状大分子、无机微粒、阻燃剂、除臭剂、着色剂和填料中的至少一种。5.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫，其中所述含多元醇的组合物包含大于或等于约0.5重量份百分比至小于或等于约1.5重量份百分比的催化剂。6.根据权利要求4所述的聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿尔珀，
申请(专利权)人：华盛顿州立大学，
类型：发明
国别省市：