[發明專利]軟質聚氨酯低回彈泡沫及其制備方法

有效

• 申請號: 200810178640.6
• 申請日: 2008-11-21
• 公開（公告）號: CN101412798A
• 公開（公告）日: 2009-04-22
• 發明（設計）人: 杜宗憲
• 申請（專利權）人: 優潔（亞洲）有限公司
• 主分類號: C08G18/28
• 分類號: C08G18/28;C08G18/08;C08G101/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 范 赤

技術領域

本發明涉及脂肪族異氰酸酯和/或脂環族異氰酸酯和/或異氰酸酯基不直接連接到芳環上的芳族異氰酸酯基聚氨酯低回彈泡沫及其制備方法。它還涉及可用于所述方法中的反應體系及具體異氰酸酯活性組分組合物。

背景技術

軟質低回彈聚氨酯泡沫具有壓縮后緩慢、逐漸回復的特征，通常稱為“慢回彈”泡沫、“粘彈性”泡沫、“死”泡沫、“高阻尼”泡沫、“形狀記憶”泡沫或“慢回復”泡沫。盡管其大多數物理性能類似于常規聚氨酯泡沫，但低回彈泡沫的回彈性低許多，通常低于約15％。

低回彈聚氨酯泡沫具有優異抗沖擊性和優異減振性。它還具有形狀調整和能量衰減特征，使之成為理想的座墊材料。所述低回彈泡沫可用于床墊、枕頭、汽車座墊和家具墊來減少壓力點，作為抗沖擊物用于運動墊或頭盔。

軟質低回彈聚氨酯泡沫具有類似于人胸脯的手感，因此可用于胸罩墊和肩墊中。

通常低回彈聚氨酯泡沫采用多元醇共混物制備，所述多元醇共混物包含當量低于450的硬質或半硬質三元醇和當量超過800的軟質三元醇。大多數軟質低回彈聚氨酯泡沫在低異氰酸酯指數(異氰酸酯基與異氰酸酯活性基的摩爾比乘以100)下制備。大多數情況下，該指數低于90。這產生高交聯、低分子量泡沫聚合物，從而具有較低力學性能，特別是撕裂強度和伸長。還會導致窄操作范圍，通常引起泡沫收縮。因此通過調整多元醇、多異氰酸酯、表面活性劑、交?聯劑、催化劑或其它添加劑的量和類型制備低回彈聚氨酯泡沫，以獲得具有低回彈、實用力學性能和可重現性生產特征的泡沫。

美國專利7,388,037公開了采用羥基值(多元醇中可反應的活性羥基量的量度，ASTM?D-4274-88中描述的方法)為5-15mg?KOH/g的軟質多元醇提供泡沫柔順性并減少交聯，從而提高加工性能。

美國專利6,617,369中公開了類似方法。通過采用由環氧乙烷含量高達50重量份(以100重量份總多元醇組合物計)多元醇組成的多元醇組合物可制備具有低回彈和提高的加工性能的泡沫。

美國專利6,391,935描述了采用聚酯或數均當量超過約1,000且OH值低于約56的聚環氧烷烴一元醇和半硬質多元醇以獲得回彈性不到約15％，同時保持異氰酸酯指數超過90的泡沫。

增塑劑的用途已有報道，如參見美國專利6,790,871，其中采用鹵代石蠟、包含伯羥基的(C₂/C₄)脂肪族聚合物及其混合物制備在寒冷氣候下具有良好柔軟性的低回彈泡沫。

軟質聚氨酯低回彈泡沫首先于60年代中期作為NASA(NationalAeronautics?and?Space?Administration，美國國家航空航天局)的AMES研究技術項目的成果開發。該開發的目的旨在讓所述低回彈泡沫重新分配在起飛和降落過程中宇航員受到的G力(G-Force)并在長期飛行過程中提供商業飛行員更舒服的座席(如“IN·TOUCH”，第11卷第1期第1頁，2003年6月，聚氨酯泡沫協會(PFA)的定期出版物，P.O.Box?1459，Wayne，NJ)。不巧的是，由于其低指數性質和配制需要大量揮發性胺催化劑，開發的低回彈泡沫釋放大量揮發性有機化合物(VOC)，從而妨礙其用于密閉空間。從那以后，其從未用于任何飛船或飛機。

隨著近來越來越關心芳族胺安全性，如作為由甲苯二異氰酸酯(TDI)或二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)制備的聚氨酯泡沫的劣化反應產物的甲苯二胺(TDA)和二氨基二苯甲烷(MDA)，已開發多種合成方法來減少這種排放。TDA和MDA為引起公眾關注的高毒性化合物和?可能致癌物。美國專利6,391,935(2002年5月21日發布，Bayer發明)進一步公開了“當采用甲苯二異氰酸酯(TDI)在低指數下制備粘彈性泡沫時，所得泡沫會含不希望的高水平甲苯二胺，特別是在正常的硫化過程后”。

EUROPUR(歐洲軟質聚氨酯泡沫生產商，該協會成立于1966)于2007年宣布了一項稱為“CertiPUR”的志愿項目。CertiPUR為強調該工業承諾其產品安全、健康和環境(SHE)性能的項目。為了與CertiPUR標準一致，對許多有害物質進行了限制或禁止。根據CertiPUR標準，聚氨酯泡沫中的2，4-TDA和4，4’-MDA總量和2，4-TDA和4，4’-MDA各自量的上限為5ppm，以泡沫重量計。