專利名稱：制備柔性聚氨酯泡沫的方法和由此得到的泡沫的制作方法
制備柔性聚氨酯泡沫的方法和由此得到的泡沫本發(fā)明涉及ー種制備柔性聚氨酯泡沫的方法和由該方法制得的聚氨酯泡沫。所述泡沫特別是柔性聚氨酯泡沫，它的密度在25和120kg/m3之間，根據(jù)ASTM D 3574H在20°C下測定的回彈性高于35%，根據(jù)ISO 2439 B測定的ILD 40%硬度在60和500N之間。柔性聚氨酯泡沫被廣泛用于身體支撐應用，例如床墊、床墊的海綿、枕頭、用于床、座椅或其它應用的墊子例如腳墊等。除了為人體提供支撐之外，該身體支撐材料也應當提供良好的壓カ分布、足夠的生理舒適性以及足夠的透氣能力。由于它們優(yōu)越的支撐性能和回彈性能，高回彈(HR)聚氨酯泡沫已經(jīng)被廣泛地用于身體支撐應用。它們特別具有非常高的SAG系數(shù)，也具有高回弾性。然而，在這種泡沫上的壓カ分布均勻性不是最佳的，它可能導致施壓點，因此使它們不適用于需要壓カ緩解的人，例如在長期病患經(jīng)?；加腥殳彽尼t(yī)院中。粘弾性(VE)泡沫已經(jīng)發(fā)現(xiàn)作為身體支撐材料被廣泛接受。與傳統(tǒng)聚氨酯泡沫和高回弾性聚氨酯泡沫相比，它們的回弾性數(shù)據(jù)明顯低于40%，并且甚至通常低于15%。VE泡沫是相當軟但有支撐性的泡沫材料，特征在于非常緩慢的回復和溫度敏感的壓痕硬度。該性能使身體更深地沉入所述泡沫中，同時仍然保持良好質量的回弾性泡沫的緊密感覺。因此VE泡沫慢慢得符合用戶身體的形狀，使壓カ被均勻地吸收并且分布更均勻，這特別有利于預防和治愈褥瘡。但是VE泡沫的缺點是隨著溫度的降低，它們的硬度増加，這使它們在冷的房間或區(qū)域使用時非常不舒適。而且，VE泡沫比傳統(tǒng)HR泡沫更密集并且更閉孔，導致透氣能力更差，因此溫熱生理學舒適性降低。用作身體支撐材料的另ー類材料是凝膠。由于它們導致平壓點的三維變形性能，凝膠的出色的平衡壓カ分布是非常出名的。它們進一歩提供了良好的物理舒適性，例如低硬度和良好的弾性，并為用戶提供了良好的“感覺”。然而，凝膠，例如聚氨酯凝膠，表現(xiàn)出比較高的熱傳導性以及非常高的熱容量。當與該凝膠接觸熱量從身體上被移走時，這導致了冷的感覺。凝膠的另一個缺點是它們具有非常高的自重(比重通常在600-11001^/^1,7降低凝膠的比重，多孔凝膠，例如多孔聚氨酯凝膠，已經(jīng)被研發(fā)出來，如US 4 404 296中公開的。它們用惰性氣體例如空氣、N2或CO2吹制。除了比重降低之外，它們的熱容量也降低了。然而，多孔凝膠具有以下缺點在壓カ的影響下，發(fā)泡凝膠的孔由于交聯(lián)下的基質互相粘結，以及發(fā)泡凝膠具有差的機械性能，特別是非常差的弾性。除了它們非常低的回弾性，它們也完全沒有透氣性，因為它們不允許任何空氣傳輸。因此發(fā)泡凝膠完全適于作為身體支撐材料。由于它們非常高的比重和它們的高熱容量，凝膠層優(yōu)選與ー個或多個其它身體支撐層例如發(fā)泡層、彈簧層等一起使用。包含覆蓋在發(fā)泡層上的聚氨酯凝膠層的床墊或床墊海綿例如可從W02006/100558、US2001/0018466和US2005/0017396中獲知。凝膠層可以被整體地連接到其它支撐層上，例如通過粘合、縫紉、焊接或化學鍵合。凝膠層也可以是插入發(fā)泡層中的獨立主體，如US2007/0226911中所示。為了使凝膠層發(fā)展它們的壓カ分布性 能，它們需要通過比較薄的高彈性的罩的方式完全包裏，這個罩應當是不可滲透的以防止粘性凝膠材料滲透過所述罩。這樣的罩不利于空氣通過，因此不利于透氣。而且，它增加了身體支撐制造エ藝的制造成本。由于達到所需壓カ分布性能所需的最小厚度，所得的具有完整的凝膠層的床墊仍然非常厚，因此難以處理。為了降低由覆蓋有上和下發(fā)泡層的凝膠層組成的凝膠床墊的重量、整體熱傳導率和整體熱質量，US2005/0017396公開了ー種具有垂直空心柱的擠出凝膠層。這些空心柱具有當人躺在床墊上時部分或完全變形的壁。這種床墊的缺點是它的重量仍然基本上大于聚氨酯泡沫床墊的重量。為了提供改善的壓カ分布效果，所述凝膠層的確不得不是比較厚的。而且，由于凝膠層中的垂直空心柱，這些壓力分布性能損失到一定程度，更何況，床墊的承重性能變得越來越差。在這方面SAG系數(shù)是身體支撐泡沫的重要參數(shù)。該SAG系數(shù)或支撐系數(shù)是65%凹陷時的抗壓強度除以25%凹陷時的抗壓強度。良好的支撐和舒適的感覺由具有較高SAG系數(shù)更特別的是SAG系數(shù)高于2. 5的泡沫例如HR泡沫和乳膠泡沫提供。凝膠層中空心柱的缺點是當它的壁在躺在床墊上的人的負載下變形時，由這些壁提供的抗壓強度降低，使人不能或很少獲得最佳支撐。本發(fā)明的目的是提供一種制備具有回弾性和透氣性但仍然能夠提供改善的發(fā)泡性能然而不表現(xiàn)出凝膠層缺點的柔性聚氨酯泡沫的新方法。 為此，根據(jù)本發(fā)明的制備柔性聚氨酯泡沫的方法包括使包含發(fā)泡劑的反應混合物發(fā)泡以生產(chǎn)聚氨酯泡沫的步驟，并且特征在于使反應混合物發(fā)泡前，至少ー種有機凝膠材料被分散在其中。因此所述有機凝膠材料在泡沫膨脹后被摻入聚氨酯泡沫中以至少形成該聚氨酯泡沫孔肋和/或孔壁部分。在聚氨酯涂布材料中摻入凝膠材料由WO 01/32791本身已知。所述聚氨酯涂布材料不是柔性聚氨酯泡沫而是剛性泡沫或微孔弾性體，并且密度通常高于200kg/m3。所述凝膠材料被摻入該聚氨酯涂布材料中以改善它的絕緣性能。因此與本發(fā)明對比，所述凝膠材料是氣溶膠或干凝膠，它不含液體，因此是固體材料。相反本發(fā)明的方法中使用的有機凝膠材料是尺寸穩(wěn)定的果凍狀材料。凝膠被定義為基本上稀的交聯(lián)體系，當處于穩(wěn)定狀態(tài)時它不表現(xiàn)出流動性。凝膠大多數(shù)是液體，但由于液體中的三維交聯(lián)網(wǎng)絡，它們表現(xiàn)得像固體。除了干燥形成多孔產(chǎn)品不再是果凍狀的干凝膠，有兩種主要類型的凝膠，即水凝膠和有機凝膠。水凝膠含有水作為分散介質(液體)。有機凝膠由包埋在三維交聯(lián)網(wǎng)絡中的液態(tài)有機相組成。它們是高彈性的。在根據(jù)本發(fā)明的柔性聚氨酯泡沫中，有機凝膠材料形成孔肋和/或孔壁的部分使得泡沫的物理性能由此被改迸。當局部壓縮該材料時，泡沫的聚氨酯材料中摻入有機凝膠材料尤其可能降低泡沫中的拉伸應力。這樣，可以得到更好的壓カ分布，而沒有凝膠層的缺點，同時保持所需的聚氨酯泡沫的支撐和回彈性能。當簡單地用有機凝膠材料涂布聚氨酯泡沫的孔肋和/或孔壁例如通過將泡沫浸潰其中時，無法達到這樣的有益效果。在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個優(yōu)選實施方案中，以反應混合物制得的聚氨酯泡沫的總重量計算,所述有機凝膠材料以至少0. lwt%,優(yōu)選至少lwt%,更優(yōu)選至少5wt%,最優(yōu)選至少10wt%的用量被分散在反應混合物中。在根據(jù)本發(fā)明的方法的另ー個優(yōu)選實施方案中，以反應混合物制得的聚氨酯泡沫的總重量計算,所述有機凝膠材料以小于40wt%,優(yōu)選小于30wt%,更優(yōu)選小于20wt%的用量被分散在反應混合物中。有利地，所述有機凝膠是選自由聚氨酯凝膠、充油(oil extended)熱塑性嵌段共聚物凝膠，特別是SEBS凝膠、硅凝膠和PVC塑溶膠組成的組的凝膠，所述有機凝膠優(yōu)選是聚氨酯凝膠。在特別適用于身體支撐應用的具體實施方案中，由根據(jù)本發(fā)明的方法得到的柔性聚氨酯泡沫的密度在25和120kg/m3之間，根據(jù)ASTM D3574H在20°C下測定的回彈性高于35%,根據(jù)ISO 2439B測定的ILD40%硬度在60和500N之間。為了提 供良好的支撐性能，泡沫的SAG系數(shù)優(yōu)選大于I. 8，更優(yōu)選大于2. 0，最優(yōu)選大于2. 2。本發(fā)明也涉及由根據(jù)本發(fā)明的方法得到的柔性聚氨酯泡沫。該泡沫可以包含孔肋和孔壁，所述有機凝膠材料被摻入泡沫中以形成這些孔肋和/或孔壁的至少部分，或者所述泡沫可以基本上僅包含孔肋(特別是網(wǎng)狀泡沫)，所述有機凝膠材料被摻入泡沫中以形成這些孔肋的至少部分。在一個優(yōu)選的實施方案中，所述有機凝膠材料形成孔肋和/或孔壁中的凝膠包埋物。因此所述泡沫的物理性能被孔肋和/或孔壁中有機凝膠包埋物的存在改變。本發(fā)明的其它特點和優(yōu)點將從根據(jù)本發(fā)明制備柔性聚氨酯泡沫方法的幾個具體實施方案的以下描述變得明顯。本發(fā)明涉及制備柔性聚氨酯泡沫的方法。術語聚氨酯泡沫不僅包括純聚氨酯泡沫，也包括聚脲改性的聚氨酯泡沫。術語“柔性”表示泡沫的ILD 40%硬度小于500N，因此也包括軟的和超軟的泡沫。柔性聚氨酯泡沫可以被用于ー些應用，但特別被用于座椅和床上用品應用。優(yōu)選它根據(jù)ISO 2439 B測定的ILD 40%硬度在60和500N之間，更優(yōu)選在90和200N之間。根據(jù)ASTM D 3574 H在20°C下測定的回彈性或球回彈性優(yōu)選高于35%，更優(yōu)選高于45%。泡沫的密度優(yōu)選在25和120kg/m3之間，更優(yōu)選低于100kg/m3，最優(yōu)選80kg/m3。所述泡沫優(yōu)選是開孔泡沫。柔性聚氨酯泡沫通過使包含發(fā)泡劑的反應混合物發(fā)泡來制備。所述發(fā)泡劑優(yōu)選包含水，它與異氰酸酯基反應產(chǎn)生ニ氧化碳氣體。已知的一歩法、半預聚體法或全預聚體法可以與傳統(tǒng)的混合設備一起使用，泡沫可以被生產(chǎn)為板塊、線條等形式。在全預聚體法中，反應混合物通過混合異氰酸酯預聚物和水性混合物(包含表面活性剤)以生產(chǎn)聚氨酯泡沫。該技術特別被用于制備親水性聚氨酯泡沫。為了生產(chǎn)用于座椅和床上用品應用的柔性聚氨酯泡沫，通常應用一歩法或半預聚體法。在這些技術中，通過混合至少ー種異氰酸酯組分和異氰酸酯活性組分形成聚氨酯反應混合物。在半預聚體法中，異氰酸酯組分包含異氰酸酯預聚物和/或異氰酸酯活性組分包含異氰酸酷活性預聚物，特別是多元醇預聚物。根據(jù)本發(fā)明的方法的ー個必要特征是在使反應混合物發(fā)泡前，至少ー種有機凝膠材料被分散在其中。換句話說所述有機凝膠材料基本上被均勻地分布在整個液態(tài)反應混合物中。所述有機凝膠可以通過將它単獨加到該反應混合物中被分散在反應混合物中。當通過混合至少ー種異氰酸酯組分和異氰酸酯活性組分形成反應混合物吋，它可以被分散在這些組分的ー個或兩個中，優(yōu)選在異氰酸酯活性組分中。有機凝膠材料是尺寸穩(wěn)定的果凍狀材料。它主要由液體組成,但由于液體中的三維交聯(lián)網(wǎng)絡的存在，它表現(xiàn)得像固體。有機凝膠凝膠中的液體是有機液體，而水凝膠中的液體是水。水凝膠的重要缺點是由于水的蒸發(fā)它們容易變干，這導致水凝膠的硬化。在根據(jù)本發(fā)明的方法中這不能通過將凝膠材料包入弾性薄膜中來避免，因為凝膠材料是要分散在反應混合物中的。根據(jù)本發(fā)明的方法中水凝膠的另ー個缺點是，因為大量的水包埋在水凝膠中，可能干擾聚氨酯泡沫形成反應，這是不希望的。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法使用的是含有有機液體的有機凝膠。有機液體比水更不易揮發(fā)和/或被鍵合在凝膠中，因此它不會或基本上不會從凝膠材料中蒸發(fā)。所述凝膠優(yōu)選是基本上不含水的無水凝膠。凝膠的物理性質之ー是凝膠強度或凝膠剛度。凝膠剛度，用克Bloom表示，由23°C下用橫截面積是I平方厘米的圓形活塞將凝膠壓下4_的距離所需的克重測定。它可以根據(jù)英國標準BS 757 (1975)來 測定。根據(jù)本發(fā)明的方法中使用的有機凝膠的凝膠剛度優(yōu)選是至少5克，更優(yōu)選至少10克，最優(yōu)選至少20克。這種凝膠剛度高到足以支撐三維凝膠結構，這不是預聚物的案例，該預聚物也可以如上解釋地被包含在反應混合物中并且可以是非常粘稠的但它完全不表現(xiàn)出任何凝膠剛度。優(yōu)選有機凝膠的凝膠剛度小于700克，更優(yōu)選小于500克，最優(yōu)選小于350克。有機凝膠材料可以是不同的組合物。它可以包含例如硅凝膠，特別是有機硅烷凝膠。這樣ー種凝膠的合適的實例描述在US 4 072 635中，它以引用方式并入此處。所述有機凝膠材料也可以包含PVC塑溶膠。這樣ー種凝膠的實例描述在US 5 330 249中，它以引用方式并入此處。充油熱塑性嵌段共聚物凝膠也是合適的凝膠。這些油凝膠尤其是SEBS凝膠(聚苯こ烯-丁烯-丁烯-苯こ烯凝膠)的實例描述在US 5508 334和US 5 336 708中，它們以引用方式并入此處。這些油凝膠含有高水平的塑化油以達到凝膠狀的性能。本發(fā)明的方法中使用的有機凝膠材料優(yōu)選包含聚氨酯凝膠。這種聚氨酯凝膠的實例描述在US 4 404 296、US 4 456 642和US 5 362 834中，它們以引用方式并入此處。聚氨酯凝膠是具有凝膠狀黏稠度的材料，它含有ー種或多種特定分子量范圍內的多元醇作為助分散劑，其中通過氨基甲酸酯鍵共價連接的聚合網(wǎng)絡被分散。例如它們可以通過使ー種或多種較高官能度的較高分子量多元醇與一定數(shù)量的有機雙異氰酸酯或多異氰酸酯在合適的聚氨酯形成催化劑存在下反應得到，條件是應用15-60之間的異氰酸酯指數(shù)，并且異氰酸酯組分或多元醇組分具有特定的最小官能度以及多元醇基本上不含有任何OH數(shù)大于112或分子量低于800的多元醇。以這種方式制備的無水聚氨酯凝膠由分散在緊密鍵合在基質上的液態(tài)分散劑(多元醇)中的高分子量共價交聯(lián)的聚氨酯基質組成。所述液態(tài)分散劑是分子量在1000和12000之間、OH數(shù)在20和112之間的多羥基(多元醇)化合物，并且不含有分子量低于800的羥基化合物。這些聚氨酯凝膠的優(yōu)點是通過改變異氰酸酷指數(shù)和起始原料的官能度，它們的黏稠度可以在果凍狀或凝膠狀和固體果凍之間改變，由于多元醇分散劑被緊密地鍵合在凝膠中的事實，它們具有出色的穩(wěn)定性，即使在高溫下。如US 4 456 642中明確公開的，凝膠的制備可以通過所謂的一歩法或預聚體法達到。所得凝膠可以以各種形式使用，例如顆粒、箔、模塑制品。當凝膠要被摻到聚氨酯形成組合物中時，特別優(yōu)選凝膠顆粒。至多50%的活性成分可以包括在凝膠形成組合物中?；钚猿煞质侵改軌驗橛脩籼峁├娴娜魏翁砑觿?，例如殺菌劑、香料、抗過敏劑、殺真菌劑、相變材料(PCM)……。優(yōu)選在其它反應物與多元醇結合之前，它們被混合或分散在多元醇組分中。含有活性成分的有機凝膠相對于已知聚氨酯泡沫的優(yōu)點是均勻固體或低揮發(fā)性活性成分的向外遷移，長時間保持活性。其它的填料種類也可以被加到凝膠中，例如合成或天然材料的粉末、納米粒子、微球。
優(yōu)選所述有機凝膠以至少0. lwt%,優(yōu)選至少lwt%,更優(yōu)選至少5wt%,最優(yōu)選至少10wt%的用量被分散在反應混合物中。優(yōu)選所述有機凝膠以小于40wt%，更優(yōu)選小于30wt%，最優(yōu)選小于20wt%的用量被分散在反應混合物中。這些百分數(shù)是基于由反應混合物制備的聚氨酯泡沫的總重量計算的。有機凝膠優(yōu)選以平均體積在0. 001和IOmm3之間的顆粒形式分散在反應混合物中，它的平均體積優(yōu)選大于0. Olmm3,更優(yōu)選大于0. Imm3,優(yōu)選小于2mm3,更優(yōu)選小于0. 5mm3。這種顆粒尺寸可以通過添加顆粒形式更特別的是粉末狀顆粒的有機凝膠來達到，或者它可以通過添加較大片的凝膠材料并均質化這些凝膠材料片來達到。這可以在反應混合物本身中完成和/或在相互混合形成反應混合物的組分的ー種或多種中完成。由于有機凝膠材料被分散在反應混合物中，不完全溶解在其中的事實，有機凝膠的分散顆粒在泡沫膨脹過程中被摻入柔性聚氨酯泡沫中，更特別的是在它的孔肋和/或孔壁中。所述有機凝膠形成了這些孔肋和/或孔壁中的包埋物。在聚氨酯材料和有機凝膠材料之間的界面上，聚氨酯材料的反應組分的ー些可能已經(jīng)有點滲入有機凝膠材料中，它可能提供兩種材料之間增加的粘合性。當所述有機凝膠材料包含可以與聚氨酯材料反應組分 的一種或多種反應的活性基團時，在兩種材料之間也可以形成化學鍵，導致PU泡沫中凝膠的強固定性。聚氨酯泡沫的孔肋和/或孔壁中有機凝膠包埋物的存在影響了泡沫的物理和/或溫熱生理學性能。例如它們可能降低泡沫中的拉伸應力，從而改善壓カ分布性能。在另一方面，它們也可以給泡沫較軟的凝膠狀的感覺，從而改善泡沫的舒適感覺。它們也可以影響泡沫的熱容量，甚至熱傳導性，從而給泡沫較冷的感覺。因為凝膠顆粒也會影響泡沫的形成，它們也可以增加泡沫的開孔含量。柔性泡沫的聚氨酯材料中的其它材料包埋物的存在也可以降低ー些物理泡沫性能例如濕壓縮變形。然而已經(jīng)發(fā)現(xiàn)泡沫的濕壓縮變形可以通過使用高氧化こ烯單元含量的多元醇來改善。如上面已經(jīng)解釋的，反應混合物優(yōu)選通過混合至少ー種異氰酸酯組分和異氰酸酯活性組分組成。所述有機凝膠可以被分散在反應混合物本身中、異氰酸酯組分中和/或異氰酸酯活性組分中。多異氰酸酯組分通常只包含一種多異氰酸酯化合物，但可以包含多于ー種多異氰酸酷化合物(=多異氰酸酯類)。通常用在柔性聚氨酯泡沫制備中的有機多異氰酸酯包括脂肪族、脂環(huán)族和芳脂族的多異氰酸酷，以及芳香族多異氰酸酷，例如商用TDI (甲苯ニ異氰酸酷)、MDI (ニ苯基甲烷ニ異氰酸酷)和粗MDI或聚合MDI。聚合MDI可以含有至少70重量％的純MDI (4，4’-異構體或異構體混合物)和至多30重量％的所謂的聚合MDI (含有25-65重量％的ニ異氰酸酷，其余的主要是異氰酸酯官能度大于2的多亞甲基多苯基多異氰酸酷)?；旌衔镆部梢允褂眉僊DI和聚合MDI組合物，含有更高比例(至多100%)的所謂的更高官能度的多異氰酸酷。改性異氰酸酯也是有用的。這種異氰酸酯一般通過商用異氰酸酯例如TDI或MDI與低分子量ニ醇或胺反應制備。改性異氰酸酯也可以通過異氰酸酯自身反應，產(chǎn)生含有脲甲酸酯鍵、脲酮亞胺鍵、碳化ニ亞胺鍵或異氰脲酸酯鍵來制備。包括在MDI中聚脲分散體的MDI的改性形式例如已經(jīng)描述在EP-A-O 103 996中。
異氰酸酯活性組分可以另外包含ー種或多種固體聚合物，它們不是穩(wěn)定地分散在該組分中的有機凝膠。制備穩(wěn)定分散在多元醇中的聚合物以生產(chǎn)聚合物多元醇在本領域中是已知的。該領域中的基礎專利是US 3 383 351和US 3 304 273。這種組合物可以通過使溶解或分散在多元醇中的一種或多種烯屬不飽和単體在自由基催化劑的存在下聚合以形成多元醇中穩(wěn)定的聚合物顆粒分散體。這些聚合物多元醇與相應的未改性多元醇 相比，對賦予由此制備的聚氨酯泡沫更高的承重性能方面具有有用的性能。也包括如US 3 325421和US 4 374 209中教導的那些多元醇。各種單體可以被用于制備聚合物多元醇。先前的專利中公開了多種烯屬不飽和單體，聚脲和聚氨酯懸浮聚合物也可以被利用。示例性的単體包括苯こ烯及其衍生物例如對甲基苯こ烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯例如甲基丙烯酸甲酷、丙烯腈及其它腈衍生物例如甲基丙烯腈等等。偏ニ氯こ烯也可以被使用。用來生產(chǎn)聚合物多元醇的優(yōu)選單體混合物是丙烯腈和苯こ烯(SAN多元醇)的混合物或丙烯腈、苯こ烯和偏ニ氯こ烯的混合物。為了避免有機凝膠顆粒和固體聚合物顆粒對泡沫濕壓縮變形的負面影響，異氰酸酷活性組分優(yōu)選包含異氰酸酷活性化合物，它每100重量份(不包括分散在其中的水和任何有機凝膠或任何固體聚合物)包括a) 50-80份ー種或多種聚氧化烯多元醇，該聚氧化烯多元醇的氧化烯單元中至少40wt%是氧化こ烯單元含量，羥值在20和100之間，優(yōu)選在20和60之間，標稱官能度是2—4 ;和b) 20-50份ー種或多種其它聚氧化烯多元醇，該聚氧化烯多元醇不含有氧化こ烯單元或者氧化烯單元中氧化こ烯單元含量低于40wt%，羥值在20和100之間，優(yōu)選在20和60之間,標稱官能度是2_4。此處使用的術語“標稱官能度”是指假設聚氧化烯多元醇的官能度等于它的制備中使用的引發(fā)劑的官能度(=每分子的活性氫原子數(shù))時，多元醇的官能度(每分子的羥基數(shù))，雖然實際中由于有些末端不飽和，它通常會稍微偏小。當使用兩種或多種引發(fā)劑使得得到聚氧化烯多元醇混合物吋，該混合物中不同多元醇的每一種被認為是單獨的多元醇(異氰酸酯活性化合物)。所述引發(fā)劑例如可以是甘油、三羥甲基丙烷或ニこ烯三胺。本說明書中提到的份和百分數(shù)都是按重量計算的。術語“羥值”是指相當于I克多元醇樣品的KOH的毫克數(shù)，因此多元醇的當量=56100/羥值。氧化こ烯單元含量是至少40wt%的a型聚氧化烯多元醇，即富含EO的多元醇，優(yōu)選以每100份含有化合物的異氰酸酯活性基團至少55份，更優(yōu)選至少60份，最優(yōu)選至少65份的用量使用。優(yōu)選地，從達到更好的機械性能的角度，也從保持良好加工性的角度，它們以每100份含有化合物的異氰酸酯活性基團小于75份的用量使用。富含EO的多元醇的高用量也増加了泡沫的開孔含量。開孔泡沫的優(yōu)點是它在制備后不會收縮，不需要単獨的破碎或成網(wǎng)步驟，這些對于傳統(tǒng)HR聚氨酯泡沫來說通常是需要的。富含EO的多元醇的聚氧化烯多元醇的氧化烯單元中氧化こ烯單元含量優(yōu)選是至少50wt%,更優(yōu)選至少60wt%,最優(yōu)選至少70wt%。有利地，富含EO的多元醇的聚氧化烯多元醇的氧化烯單元中氧化こ烯單元含量小于90wt%,優(yōu)選小于85wt%,更優(yōu)選小于80wt%。除了氧化こ烯單元，氧化烯鏈通常包含氧化丙烯單元。一部分環(huán)氧こ烷(特別是小于氧化烯單元的25%)可以用來對氧化烯鏈進行封端，使得多元醇具有更高的伯羥基含量，例如伯OH含量高于50%。這樣，所述多元醇對異氰酸酯更有活性。氧化こ烯單元的剰余部分應當分布在氧化烯鏈上，優(yōu)選無規(guī)分布。除了富含EO的a型多元醇和另ー種b型多元醇(它具有較低的EO含量)，異氰酸酷活性化合物可以含有相對較大當量更特別的是當量高于561 (=56100/100)的其它化合物。這些化合物包括例如含有伯或仲羥基的聚酯或者也包括聚胺。然而，所述異氰酸酯活性化合物每100份優(yōu)選包含至少85份，更優(yōu)選至少95份富含EO的a型多元醇和另ー種b型多元醇(它是聚酯多元醇)。通過根據(jù)本發(fā)明的方法，制得的泡沫根據(jù)ASTM D 3574F測得的耐撕裂性高于IN/cm，根據(jù)EN ISO 1798測得的伸長率高于100%，根據(jù)EN ISO 1798測得的拉伸強度高于50kPa，優(yōu)選高于70kPa。用于本發(fā)明中的優(yōu)選的發(fā)泡劑是水，任選地結合物理發(fā)泡劑，例如低沸點有機氟化合物。如技術人員已知的，為了達到所需的泡沫密度，可以改變發(fā)泡劑的用量。優(yōu)選水是 唯一的發(fā)泡劑。反應體系的異氰酸酯指數(shù)(NC0指數(shù))可以在80和120之間變化，但優(yōu)選高于90，更優(yōu)選高于100。越高的異氰酸酯指數(shù)可以有助于達到越高的泡沫硬度。 泡沫配方可以含有ー種或多種聚氨酯泡沫配方常用的添加劑。這些添加劑包括催化劑例如叔胺和錫化合物、表面活性劑和泡沫穩(wěn)定劑例如硅烷-氧化烯共聚物、阻燃劑、有機和無機填料、顔料、抑制所謂沸騰發(fā)泡效果的試劑例如聚ニ甲基硅氧烷、以及用于模塑應用的內脫模劑。
權利要求
1.ー種制備柔性聚氨酯泡沫的方法，其中使包含發(fā)泡劑的反應混合物發(fā)泡以生產(chǎn)聚氨酷泡沫，其特征在于在使所述反應混合物發(fā)泡之前，至少ー種有機凝膠材料被分散在其中。
2.根據(jù)權利要求I的方法，其特征在于以由反應混合物制得的聚氨酯泡沫的總重量計算，所述有機凝膠材料以至少0. lwt%,優(yōu)選至少lwt%,更優(yōu)選至少5wt%,最優(yōu)選至少10wt%的用量被分散在反應混合物中。
3.根據(jù)權利要求I或2的方法，其特征在于以由反應混合物制得的聚氨酯泡沫的總重量計算，所述有機凝膠材料以小于40wt%,優(yōu)選小于30wt%,更優(yōu)選小于20wt%的用量被分散在反應混合物中。
4.根據(jù)權利要求I至3中任意ー項的方法，其特征在于所述有機凝膠材料是選自由聚氨酯凝膠、充油熱塑性嵌段共聚物凝膠，特別是SEBS凝膠、硅凝膠和PVC塑溶膠組成的組的凝膠，所述有機凝膠材料優(yōu)選是聚氨酯凝膠。
5.根據(jù)權利要求I至4中任意ー項的方法，其特征在于所述有機凝膠材料優(yōu)選以平均體積為0. 001至IOmm3之間的顆粒形式分散在所述反應混合物中，它的平均體積優(yōu)選大于0.Olmm3,更優(yōu)選大于0. Imm3,且優(yōu)選小于2mm3,更優(yōu)選小于0. 5mm3。
6.根據(jù)權利要求I至5中任意ー項的方法，其特征在于所述反應混合物是通過混合至少ー種異氰酸酯組分和異氰酸酯活性組分組成的聚氨酯反應混合物，在將它與異氰酸酯組分混合之前，至少部分所述有機凝膠材料被分散在所述異氰酸酯活性組分中。
7.根據(jù)權利要求I至6中任意ー項的方法，其特征在于所述反應混合物是通過混合至少ー種異氰酸酯組分和異氰酸酯活性組分組成的聚氨酯反應混合物，異氰酸酯活性組分包含異氰酸酯活性化合物，它每100重量份包括 a)50-80份ー種或多種聚氧化烯多元醇，該聚氧化烯多元醇的氧化烯單元中至少40wt%,優(yōu)選至少50wt%,更優(yōu)選至少60wt%,最優(yōu)選至少70wt%是氧化こ烯單元含量,輕值在20至100之間，優(yōu)選在20至60之間，標稱官能度是2-4，該聚氧化烯多元醇的氧化烯單元中優(yōu)選小于90wt%,優(yōu)選小于85wt%,更優(yōu)選小于80wt%是氧化こ烯單元含量；和 b)20-50份ー種或多種其它聚氧化烯多元醇，該聚氧化烯多元醇不含有氧化こ烯單元或者其它聚氧化烯多元醇的氧化烯單元中氧化こ烯單元含量低于40wt%，羥值在20至100之間，優(yōu)選在20至60之間，標稱官能度是2-4， 每100重量份異氰酸酯活性化合物包含優(yōu)選至少85份，更優(yōu)選至少95份所述ー種或多種聚氧化烯多元醇和所述ー種或多種其它聚氧化烯多元醇。
8.根據(jù)權利要求7的方法，其特征在于每100重量份異氰酸酯活性化合物包含至少55份，優(yōu)選至少60份，更優(yōu)選至少65份所述ー種或多種聚氧化烯多元醇，它的氧化こ烯單元含量是至少40wt%。
9.根據(jù)權利要求7或8的方法，其特征在于每100重量份異氰酸酯活性化合物包含小于75份的所述ー種或多種聚氧化烯多元醇，它的氧化こ烯單元含量是至少40wt%。
10.根據(jù)權利要求I至9中任意ー項的方法制備的柔性聚氨酯泡沫。
11.根據(jù)權利要求10的柔性聚氨酯泡沫，其特征在于所述有機凝膠材料被摻入泡沫中以形成孔肋的至少部分，有機凝膠材料形成所述孔肋中的特殊包埋物。
12.根據(jù)權利要求10的柔性聚氨酯泡沫，其特征在于所述有機凝膠材料被摻入泡沫中以形成這些孔肋和/或孔壁的至少部分，有機凝膠材料形成所述孔肋和/或孔壁中的特殊包埋物。
13.根據(jù)權利要求10至12中任意一項的柔性聚氨酯泡沫，其特征在于反應混合物包含的所述發(fā)泡劑用量使制得的聚氨酯泡沫的密度在25至120kg/m3之間，制得的聚氨酯泡沫的密度優(yōu)選低于100kg/m3，更優(yōu)選低于80kg/m3。
14.根據(jù)權利要求10至13中任意一項的柔性聚氨酯泡沫，其特征在于根據(jù)ASTMD3574 H在20°C下測定的制得的聚氨酯泡沫的回弾性高于35%，優(yōu)選高于45%。
15.根據(jù)權利要求10至14中任意一項的柔性聚氨酯泡沫，其特征在于根據(jù)ISO2439B測定的制得的聚氨酯泡沫的ILD 40%硬度在60至500N之間，優(yōu)選在75至200N之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備柔性聚氨酯泡沫的方法和由該方法制得的聚氨酯泡沫。所述泡沫特別是柔性聚氨酯泡沫，它的密度在25和120kg/m3之間，根據(jù)ASTMD3574H在20℃下測定的回彈性高于35%，根據(jù)ISO2439B測定的ILD40%硬度在60和500N之間。它通過使包含發(fā)泡劑的反應混合物發(fā)泡制得。為了影響所述泡沫的物理性能和/或溫熱生理學性能，特別是壓力分布性能，在使反應混合物發(fā)泡之前，至少一種有機凝膠材料被分散在反應混合物中。
文檔編號C08G18/08GK102656219SQ201080055638
公開日2012年9月5日 申請日期2010年12月3日 優(yōu)先權日2009年12月8日
發(fā)明者J-P·德克澤爾 申請人:雷克蒂塞爾公司