[發明專利]生產粘彈性聚氨酯泡沫的方法

無效

• 申請號: 201380030035.3
• 申請日: 2013-06-03
• 公開（公告）號: CN104411735A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: A·弗蘭切斯金;D·特倫廷;A·佩金;F·里扎托;F-J·博內
• 申請（專利權）人: 拜耳材料科技股份有限公司
• 主分類號: C08G18/38
• 分類號: C08G18/38;C08G18/48
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 周鐵;萬雪松

本發明提供一種生產粘彈性撓性聚氨酯泡沫的方法。本發明進一步涉及根據本發明的方法生產的具有特別低的排放值和盡可能接近中性的pH值的粘彈性撓性聚氨酯泡沫平板或粘彈性撓性聚氨酯泡沫模塑體，和這些泡沫的用途。

粘彈性泡沫以擠壓后緩慢的、逐漸的恢復形狀為特點。這樣的材料在本領域現有技術中是公知的和以它們的能量吸收性能得到高度評價。粘彈性泡沫材料可以在很多應用領域中發現，如室內裝潢(例如在減震墊、座罩、床墊等)、如吸聲和/或吸振材料、或還如碰撞保護。

聚氨酯泡沫無疑是最重要的粘彈性泡沫材料。其理由是一方面生產的聚氨酯泡沫的物理性能可以通過制備所用的多元醇或異氰酸酯組分(和任何其它助劑材料)的選擇、用量和方法來精確調節，而且另一方面″原位″制備(有時當場)使生產幾乎任何、非常復雜的形狀和結構的泡沫材料成為可能。

在聚氨酯的制備中，通常將兩種或更多種液體流結合在一起。該液體流的混合引發聚合反應并且有時使聚合材料發泡。聚合反應和模塑經常在一個步驟中進行，典型地通過模塑或噴霧同時仍然處于液態的反應混合物。此外，聚氨酯經常生產成平板的形式，然后切割成所期望的形狀。

在大多數情況下，上述液體流一方面是多官能有機異氰酸酯組分(還經常稱為″組分B″)以及另一方面是具有合適的異氰酸酯反應性的多官能單體或樹脂和還可以包含助劑材料。該混合物，經常稱為″組分A″，一般主要包含一種或多種多元醇組分。

目前，為了生產特定組成的聚氨酯泡沫，在混合之前適當地調配上述液體流。一般通過添加水到組分A中來完成發泡，上述組分A與組分B的多異氰酸酯反應形成胺并且釋放出CO₂，后者進而作為氣體發泡劑。替代使用水或使用水之外，還經常使用揮發性惰性有機化合物或惰性氣體。

大多數傳統的聚氨酯泡沫是具有空間分離區域的具有高和低玻璃化轉變溫度(T_G)的不同相的嵌段共聚物。玻璃化轉變溫度從高于其的撓性熵彈性區域(或橡皮狀區域)分離出低于其的脆的能量彈性的區域(或玻璃化區域)。這些聚合物內的不同相的高和低玻璃化轉變溫度通常限制上述可以使用的材料的溫度范圍。上述材料的DMA(動態力學分析)光譜通常以在不同的玻璃化轉變之間的較平坦的區域(模量平臺)為特點。

在這些材料中的低玻璃化轉變溫度的相通常(雖然不一定)源自低玻璃化轉變溫度的″嵌段″，其先預制并且然后立刻進行聚合。高玻璃化轉變溫度的相，另一方面，通常僅在聚合期間形成，這是因為隨后形成了氨基甲酸酯單元。低玻璃化轉變溫度的嵌段(經常還稱為″撓性嵌段″)通常源自包含很多異氰酸酯反應性基團的液體或低熔點的低聚樹脂。

上述低聚樹脂的例子是聚醚和聚酯多元醇。

在傳統的聚氨酯中，剛性相(高玻璃化轉變溫度)和撓性相(低玻璃化轉變溫度)在聚合期間相互排列在一起然后自然地互相分離形成″本體聚合物″內形態不同的相。因此，上述材料還叫做″相分離″材料。

在一定程度上，粘彈性聚氨酯在本文中代表著特例，即它們是其中僅僅不完全發生或完全不發生上述相分離的材料。

在具有(基本上)開孔的撓性聚氨酯泡沫的情況中上述的″結構粘彈性″與歸因于氣動作用的粘彈性之間存在區別。就后者來說，泡沫材料包含幾乎完全閉合泡孔，即泡孔僅僅具有小孔。壓縮之后，由于小尺寸的孔，氣體僅僅慢慢地回流，導致延遲的形狀恢復。

特別是當用于家具制造業時，粘彈性撓性聚氨酯泡沫必須滿足特別嚴格的生態和衛生要求。

降低從粘彈性撓性聚氨酯泡沫的揮發性有機化合物(VOC)的排放通常通過使用在NCO-反應性基團的存在下嵌入聚氨酯基質的反應性催化劑完成。

通常使用胺催化劑生產粘彈性撓性聚氨酯泡沫，從而得到的撓性聚氨酯泡沫很可能具有堿性。US-A?2005/0027026公開了一種通過添加酸性成分到多元醇配方中調節粘彈性撓性聚氨酯泡沫的堿性度的方法。然而，加入酸性成分在組分的反應性和聚合動力學方面具有不利作用。

WO-A?2008/079614公開了通過液態多異氰酸酯和多元醇混合物在脲和自催化多元醇作為共-催化劑的存在下反應生產聚氨酯泡沫來降低揮發性胺類的排放。WO-A?2008/079614沒有公開在反應性催化劑和脲的存在下生產粘彈性撓性聚氨酯泡沫。