[發明專利]熱粘結的聚氨酯泡沫體

無效

• 申請號: 200880107400.5
• 申請日: 2008-07-17
• 公開（公告）號: CN101815611A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發明（設計）人: 弗朗索瓦·卡薩蒂;韋伯·弗莉普;塞伊德·賽厄沃沙尼
• 申請（專利權）人: 陶氏環球技術公司;陶氏巴西東南工業有限公司
• 主分類號: B32B5/18
• 分類號: B32B5/18;B32B27/40;C08G18/48;C08J5/12
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 吳培善

相關申請的交叉參考

本申請要求2007年8月1日提交的標題為“″Heat?Bonding?Polyurethane?Foams”的美國臨時申請序列號No.60/962854的權益，在此通過參考引入。

背景技術

本發明涉及新型可熱密封的聚氨酯組合物和由其制備的產品。更特別地，本發明涉及可熱密封到其他材料上形成新型且有用的層壓體的優選軟質的聚氨酯泡孔產品以及如此生產的產品。

聚氨酯泡沫體被廣泛使用。它們通常在至少一種發泡劑，例如水和常常至少一種催化劑和任選地至少一種泡沫穩定劑、其他添加劑或其組合存在下，通過至少一種含活性氫的化合物(稱為多元醇)和至少一種多異氰酸酯反應而制備。聚氨酯泡沫體的泡孔聚合物結構具有形成泡孔結構外形的相對重的線料的骨架。骨架線料通過形成泡孔壁的非常薄的膜(常常稱為窗)相連。在開孔泡沫體中，一些窗是敞開的或者在每一泡孔內撕裂，從而形成對流體流動(液體或氣體)開放的互連網絡。

在使用泡沫體的許多制品的制備中，需要在泡沫體和基底，例如木材、紡織品、金屬、箔、另一聚合物(例如膜或另一泡沫體形式)等等之間形成粘結或粘合。優選在層之間不使用粘合劑，因為粘合劑產生VOC(揮發性有機化合物)，可隨著時間流逝變硬，影響外觀或功能，或者增加成本。不使用膠水或粘合劑的一種泡沫體連接方法是熱粘結，也稱為熱層壓或熱密封。加熱泡沫體層的表面到足以局部熔化泡沫體的溫度。然后在表面熔融時，將泡沫體層連接到基底上。一旦冷卻，熔融的表面硬化，在泡沫體和基底之間形成粘結或粘合力。盡管再硬化(resolidification)可稱為“硬化(hardening)”，但通常優選避免指代觸摸起來堅硬的層。泡沫體和基底之間的所得粘結常常與起始泡沫體的強度一樣大或更大。熱粘結包括諸如火焰粘結或層壓和超聲或其他高頻粘結、層壓或焊接之類的方法。在高頻焊接情況下，要求泡沫體在1MHz(Megahertz)下，顯示出至少0.01的介電損耗因子，以便當暴露于高頻交替場下時變熱，因此通常要求含極性基團的添加劑，以最大化這些泡沫體特征(參見G.Oertel，Hanser?publisher出版的Polyurethane?Handbook，第3.4.11節)。

許多聚氨酯泡沫體的用途嚴格地局限于一些應用，因為它們不適合于熱粘結，特別是火焰粘結或高頻(HF)焊接。這種應用包括制備具有另一材料的表面層例如箔或織物的泡沫體的復合體系。在許多情況下，這種復合體系通過高頻焊接勾畫輪廓或者成型。一般地，其中多元醇組分主要是通過烷氧化含多個反應性氫原子的啟動子(starter)例如甘油制備的常規聚醚多元醇的聚氨酯(亦即聚醚聚氨酯)在這種復合體系中具有有限的應用，因為下述中的至少一種原因：(1)融合的表面層不會硬化成粘結體，(2)需要昂貴的添加劑來獲得粘合，(3)這些添加劑中的大多數也將負面影響聚氨酯泡沫體的水解穩定性，或(4)產生過量的揮發性有機化合物，或(5)老化時將產生發霧現象。

已經嘗試解決這些問題，例如美國專利No.3205120(1965年9月7日，Flanders)公開了熱密封的聚氨酯泡沫體層壓體，它由不那么昂貴的聚醚聚氨酯泡沫體制備。這一專利公開了在其他常規的商業聚醚軟質聚氨酯泡沫體反應混合物中，包括微量低分子量多元醇，所述低分子量多元醇選自聚氧亞烷基多元醇、含磷的酸的羥基脂族酯和含羥基的天然油。然而，在US3205120中要求保護的多元醇添加劑和/或含羥基的天然油分子量低，因此導致泡沫體張緊且回彈性差。確實這種多元醇主要用于生產硬質泡沫體且具有強烈的臭味。

在熱粘結中使用軟質聚氨酯泡沫體解決這些問題的另一方法是使用聚酯多元醇，特別是當它們使用合適的助劑和添加劑制備時。G.Oertel等人在Hanserpublishers出版的“Polyurethane?Handbook”中公開了這些聚酯多元醇的化學和由它們生產泡沫體的方法。然而，這些泡沫體常常僅在專門的高壓機器中使用，因為聚酯多元醇具有高的粘度，因此難以與異氰酸酯和其他制劑組分混合。另外，由其制備的泡沫體在一些性能，例如其泡孔的開放度、其彈性、其抗濕性和耐熱性及其結合方面不如聚醚聚氨酯。此外，通常由與常規聚醚多元醇相比不那么容易獲得并因此更加昂貴的材料制備聚酯聚氨酯。聚酯多元醇，特別是含芳環的那些也可添加到常規聚醚多元醇中，以得到例如US6638990中要求保護的可火焰粘合的(flame-laminable)聚酯泡沫體。