比于基 于相同組分的純體系泡沫,其顯示出更好的機械特性。開孔相對閉孔相的良好粘合力歸因 于化學(xué)上大致相同的組成。
[0030] 在相對低的密度下,良好的機械特性的其他原因在于組合泡沫表現(xiàn)為一種=維夾 層組分類型。
[0031] 在理想情況下,TPU顆粒泡沫形成低密度、高彈性、閉孔球體的床化ed)。該床中的 空隙優(yōu)選用不收縮的更高密度的體系泡沫填充,并且因其化學(xué)組成而顯示出對TPU顆粒非 常好的粘合力。
[0032] 所述=維夾層結(jié)構(gòu)所匹配的組分顯示出可比的伸長率和極限抗拉強度值,所W當(dāng) 兩相彼此較好地粘合時,在拉伸應(yīng)力的情況下,開孔的更高密度的相承受拉力,并且在增加 的伸長率下,嵌入的閉孔顆粒被壓縮,并由此可用較高的力來對抗該拉力。在組合泡沫壓縮 W及還在回彈性測定的情況下,開孔體系泡沫將壓力傳遞至閉孔TPU顆粒。完全封閉在彈 性基體中的氣泡的壓縮使得閉孔泡沫能夠產(chǎn)生比開孔泡沫明顯更高的反力并將其再次傳 遞。
[0033] 在開孔彈性體泡沫的情況下,基體由此基本上承受拉力和壓力,同時在閉孔體系 的情況下,在壓縮和拉伸下,基體均被氣泡所支撐(氣球效應(yīng))。因此,閉孔顆粒泡沫就機 械特性方面增強了開孔泡沫,即使其優(yōu)選具有比開孔泡沫更低的密度。然而,在無開孔泡沫 的情況下,單獨的閉孔泡沫的極限抗拉強度是不足夠的,該是因其密度對于高的拉力而言 過低。氣體的壓縮和迅速膨脹使得顆粒中所儲存的能量再次迅速釋放,其導(dǎo)致改進的回彈 性。組合泡沫的密度通過所用兩相的各層和比例測定,即,優(yōu)選更低密度的閉孔泡沫和優(yōu)選 更高密度的開孔泡沫。
[0034] 相比之下,如果使用因化學(xué)不相容性而對顆粒泡沫具有差的粘合力的開孔泡沫, 則增強效應(yīng)不會發(fā)生。如果使用極限抗拉強度過低的粘合劑體系,則較早的組件故障也會 發(fā)生。
[0035] 基于S維開孔和閉孔區(qū)域的組合泡沫的優(yōu)選特征為:
[0036] -閉孔顆粒被基本上開孔的泡沫體系所圍繞;
[0037] -在制備后,組合泡沫包含宏觀的具有閉孔和開孔結(jié)構(gòu)的=維區(qū) [00測域;
[0039] -閉孔區(qū)域的直徑大于1mm,優(yōu)選大于2mm;
[0040] -閉孔泡沫和開孔泡沫由基本上相同的原料組成;
[0041] -開孔泡沫和閉孔泡沫為聚氨醋;
[0042] -相同的原料為二醇和二異氯酸醋;
[0043] -二醇優(yōu)選為聚離二醇或聚醋二醇;
[0044] -二醇和二異氯酸醋優(yōu)選為聚四氨快喃和MDI;
[0045] -膨脹的顆粒泡沫優(yōu)選用作閉孔泡沫;
[0046] -顆粒泡沫具有低于體系泡沫的密度。
[0047] 用于制備本發(fā)明的聚氨醋復(fù)合物的有機和/或改性多異氯酸醋包括現(xiàn)有技術(shù)中 已知的脂族、脂環(huán)族和芳族的雙官能或多官能的異氯酸醋及其任何混合物。實例為二苯甲 燒4, 4'-二異氯酸醋、二苯甲燒2, 4'-二異氯酸醋、單體二苯甲燒二異氯酸醋和具有大于兩 個環(huán)的二苯甲燒二異氯酸醋同系物(聚合MDI)的混合物、四亞甲基二異氯酸醋、六亞甲基 二異氯酸醋(皿I)、異氣爾酬二異氯酸醋(IPDI)、亞甲基二(環(huán)己基二異氯酸醋)^12MDI)、 甲苯2, 4-或2,6-二異氯酸醋(TDI)或所提及的異氯酸醋的混合物。
[0048] 優(yōu)選使用4, 4' -MDI。優(yōu)選使用的4, 4' -MDI可包含0至20重量%的2, 4'-MDI 和少量的最高達10重量%的脈基甲酸醋或脈酬亞胺改性的多異氯酸醋。還可使用少量的 聚亞苯基聚亞甲基多異氯酸醋(聚合MDI)。該些高官能度的多異氯酸醋的總量不應(yīng)超過所 用異氯酸醋的5重量%。
[0049] 多異氯酸醋組分優(yōu)選W多異氯酸醋預(yù)聚物的形式使用來制備開孔體系。該些多 異氯酸醋預(yù)聚物可通過例如在30至100°C,優(yōu)選在約80°C的溫度下,使上述多異氯酸醋 與多元醇反應(yīng)W形成預(yù)聚物而獲得。為了制備本發(fā)明的預(yù)聚物,優(yōu)選同時使用4, 4'-MDI 和脈酬亞胺改性的MDIW及市售的多元醇,特別是聚四氨快喃或聚醋多元醇。脈酬亞胺 改性使得預(yù)聚物在室溫下液化,其有助于基體體系的制備。可伴隨使用較小比例的如WO 2008/087078中所記載的基于聚醋的多元醇(例如衍生于己二酸),或基于聚離的多元醇 (例如衍生于環(huán)氧己燒和/或環(huán)氧丙烷)。
[0化日]多元醇為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知,并且記載于例如"KunststofThan化uch,第7卷,Polyurethane",CarlHanserVerlag,第S版 1993,第 3. 1 章。
[0化1] 在異氯酸醋預(yù)聚物的制備中,向上述多元醇中任選地加入常規(guī)擴鏈劑或交聯(lián)劑。 特別優(yōu)選使用二丙二醇或=丙二醇作為擴鏈劑或交聯(lián)劑。
[0化2] 相對高分子量的具有至少兩個對異氯酸醋基團呈反應(yīng)性的氨原子的化合物優(yōu)選 為聚四氨快喃或聚醋多元醇。
[0053] 聚四氨快喃通過已知方法制備,例如,由一種W上的環(huán)氧燒姪(如四氨快喃)通過 使用堿金屬氨氧化物或堿金屬醇鹽作為催化劑并加入至少一種W鍵合形式含有2或3個反 應(yīng)性氨原子的起始分子進行陰離子聚合而制備,或通過使用路易斯酸(如五氯化鋪或氣化 棚離化物)進行陽離子聚合而制備。此外,還可使用多金屬氯化物(稱為DMC催化劑)作 為催化劑。
[0化4] 可能的起始分子為水或二元醇和S元醇,如己二醇、1,2-和1,3-丙二醇、二己二 醇、二丙二醇、1,4-了二醇、丙S醇或S哲甲基丙烷。
[0化5] 聚四氨快喃優(yōu)選具有的官能度為2至3,優(yōu)選為2,且分子量為250至8000g/mol, 優(yōu)選500至4000g/mol,在熱塑性聚氨醋中為600至2500g/mol。
[0056] 聚醋多元醇可例如由具有2至12個碳原子的有機二駿酸(優(yōu)選具有4至10個碳 原子的脂族二駿酸)與具有2至12個碳原子、優(yōu)選2至6個碳原子的多元醇(優(yōu)選二元 醇)制備??赡艿亩E酸為例如;班巧酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、癸燒二 駿酸、馬來酸、富馬酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸和對苯二甲酸。二駿酸可單獨使用或作為彼 此的混合物使用。為代替游離二駿酸,還可使用相應(yīng)的二駿酸衍生物,例如具有1至4個 碳原子的醇的二駿酸醋,或二駿酸酢。優(yōu)選使用班巧酸、戊二酸和己二酸的二駿酸混合物, 其重量比為例如20-35 ;35-50 ;20-32,特別是己二酸。二元醇或多元醇(特別是二元醇) 的實例為;己二醇、二己二醇、1,2-或1,3-丙二醇、二丙二醇、1,4-了二醇、1,5-戊二醇、 1,6-己二醇、1,10-癸二醇、丙S醇和S哲甲基丙烷。優(yōu)選使用己二醇、二己二醇、1,4-了二 醇、1,5-戊二醇和1,6-己二醇。還可使用衍生于內(nèi)醋(例如£-己內(nèi)醋)或哲基駿酸(例 如《-哲基己酸)的聚醋多元醇。
[0057] 為制備聚醋多元醇,有機多駿酸(例如芳族和優(yōu)選脂族的多駿酸和/或其衍生物) 與多元醇可在如下的條件下進行縮聚W達到期望的優(yōu)選小于10、特別優(yōu)選小于2的酸值: 不存在催化劑下或優(yōu)選在醋化催化劑的存在下;有利地在惰性氣體氣氛如氮氣、一氧化碳、 氮氣、氣氣等中;在溫度為150至250°C、優(yōu)選180至220°C的烙體中;任選地在減壓下。在 優(yōu)選的實施方案中,在上述溫度下在大氣壓下,隨后在小于500毫己、優(yōu)選50至150毫己的 壓力下,將醋化混合物縮聚至80至30、優(yōu)選40至30的酸值。可能的醋化催化劑為例如金 屬、金屬氧化物或金屬鹽形式的鐵、簡、鉆、鉛、鋒、鋪、儀、鐵和錫催化劑。然而,縮聚反應(yīng)還 可在液相中并在稀釋劑和/或夾帶劑(如苯、甲苯、二甲苯或氯苯)的存在下進行,從而共 沸蒸饋出縮合產(chǎn)生的水。為制備聚醋多元醇,有機多駿酸和/或其衍生物與多元醇有利地 W摩爾比為1 ;1-1.8、優(yōu)選1 ;1. 05-1. 2進行縮聚。
[0化引獲得的聚醋多元醇優(yōu)選具有的官能度為2至4、特別是2至3,且分子量為480至 3000g/mol,優(yōu)選1000至3000g/mol,在熱塑性聚氨醋中為500至2500g/mol。
[0059] 基體的聚氨醋泡沫可在無或有伴隨使用擴鏈劑和/或交聯(lián)劑的情況下制備。然 而,發(fā)現(xiàn)加入的擴鏈劑、交聯(lián)劑或任選的它們的混合物可有利地用于改性機械特性如硬度。 擴鏈劑和/或交聯(lián)劑為分子量優(yōu)選為小于400g/mol,特別優(yōu)選60至400g/mol的物質(zhì),其 中,擴鏈劑具有2個對異氯酸醋呈反應(yīng)性的氨原子,且交聯(lián)劑具有3個對異氯酸醋呈反應(yīng)性 的氨原子。它們可單獨使用或W混合物的形式使用。優(yōu)選使用分子量為小于400、特別優(yōu)選 60至300且特別是60至150的二醇和/或S醇。可能的是例如具有2至14、優(yōu)選2至10個 碳原子的脂族、脂環(huán)族和/或芳脂族二醇,例如己二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-了二 醇、1,10-癸二醇、鄰-二哲基環(huán)己燒、間-二哲基環(huán)己燒、對-二哲基環(huán)己燒、二己二醇、二 丙二醇,且優(yōu)選1,4- 了二醇、1,6-己二醇和二(2-哲己基)氨釀;S醇,如1,2, 4一S哲基 環(huán)己燒、1,3, 5-=哲基環(huán)己燒、丙=醇和=哲甲基丙烷;W及基于環(huán)氧己燒和/或1,2-環(huán) 氧丙烷W及上述的二醇和/或=醇作為起始分子的低分子量含哲基的聚環(huán)氧燒。
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