親水的聚氨酯泡沫體的制作方法
【專利說明】親水的聚氨酯泡沬體
[0001] 相關(guān)專利申請的交叉參考
[0002] 本國際專利申請依賴于2012年4月13日提交的美國專利申請序列號61/623, 844 的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容在此通過參考引入。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及聚氨酯泡沫體。更具體地，本發(fā)明涉及親水的聚醚聚氨酯泡沫體，它顯 示出快速流體吸收的特性。
【背景技術(shù)】
[0004] 常規(guī)的聚醚和聚酯聚氨酯泡沫體是疏水的。這意味著這些泡沫體沒有快速地吸水 (若吸水的話）。
[0005] 對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，應(yīng)當(dāng)明顯的是聚醚和聚酯聚氨酯泡沫體的某些應(yīng)用要 求該泡沫體顯示出親水性能。當(dāng)材料"親水"時，這意味著該材料對水和其他流體具有親和 性。
[0006] 在現(xiàn)有技術(shù)中，已知借助兩段"預(yù)聚物"法來制備親水聚氨酯泡沫體，其中混合親 水的預(yù)聚物異氰酸酯端基，然后使之與水反應(yīng)。
[0007] 這些方法公開于美國專利Nos. 3, 861，993和3, 889, 417中，這兩篇的內(nèi)容在此通 過參考引入。
[0008] 美國專利No. 3, 861，993 (下文993專利"）描述了與非網(wǎng)狀的親水交聯(lián)聚氨酯 泡沫體組合布置的由網(wǎng)狀的親水交聯(lián)聚氨酯泡沫體形成的復(fù)合泡沫體百潔布（scouring pad)。（'993專利的摘要。）'993專利描述了可通過用多異氰酸酯封端聚氧亞乙基多元醇， 使得該封端產(chǎn)物具有大于2的反應(yīng)官能度，從而制備網(wǎng)狀的親水泡沫體。（' 993專利的第1 欄第62-65行。）該含水組分可以是水，水乳液，或水可溶的材料置于其內(nèi)的水溶液。（'993 專利的第7欄第58-60行。）通過在發(fā)泡劑和特定的表面活性劑存在下，進(jìn)行發(fā)泡反應(yīng)，從 而實(shí)現(xiàn)泡沫體的網(wǎng)狀。（'993專利的第4欄第7-10行。）
[0009] 美國專利No. 3, 889, 417 (下文〃' 417專利〃）描述了制備園藝泡沫結(jié)構(gòu)體的方法。 具體地，' 417專利描述了通過使異氰酸酯封端的聚氧亞乙基多元醇反應(yīng)物與大量的含水反 應(yīng)物反應(yīng)，制備親水聚氨酯泡沫體片材。（'427專利的摘要。）
[0010] 獨(dú)立地已知在兩步法中使用MDI(〃亞甲基二苯基二異氰酸酯〃）預(yù)聚物與水相，生 產(chǎn)聚氨酯泡沫體。
[0011] 美國專利Nos. 4, 365, 025和4, 384, 051描述了這一兩步法，在此通過參考將它們 引入。
[0012] 美國專利No. 4, 365, 025 (下文〃' 025專利〃）描述了一種由含異氰酸酯的預(yù)聚物 制造的撓性聚氨酯泡沫體，其中該異氰酸酯是二苯甲烷二異氰酸酯（"MDI")和聚合形式的 MDI的混合物。（'025專利的摘要。）通過使水與該預(yù)聚物和阻燃劑材料反應(yīng)，生產(chǎn)泡沫體， 從而生產(chǎn)阻燃劑泡沫體。（'025專利的摘要。）
[0013] 美國專利No. 4, 384, 051 (下文〃' 051專利〃）描述了基于MDI的撓性聚氨酯泡沫 體。通過一起混合水相，表面活性劑，和樹脂相，生產(chǎn)泡沫體，所述樹脂相包括由聚（氧基 C2-4亞烷基）二醇衍生的預(yù)聚物，和官能度大于2. 0的含有MDI的異氰酸酯產(chǎn)物。（'051 專利的摘要。）可由MDI和含異氰酸酯的MDI衍生物的混合物和每摩爾具有3或4個羥基 當(dāng)量且分子量為至少500的聚合的聚（氧基C2-4亞烷基）多元醇交聯(lián)劑制造含MDI的異 氰酸酯產(chǎn)物。（'051專利的摘要。）
[0014] 感興趣的其他專利包括美國專利Nos. 5, 650, 450, 6, 034, 149,和7, 022, 746,所有 這些專利的內(nèi)容在此通過參考引入。
[0015] 美國專利No. 5, 650, 450 (下文〃'450專利〃）描述了由MDI-基或聚合的MDI-基 異氰酸酯封端的預(yù)聚物與含水組分，例如水，和具有聚醚部分的硅氧烷二醇共聚物液體表 面活性劑的反應(yīng)產(chǎn)物形成的親水聚氨酯泡沫體。（'450專利的摘要。）親水泡沫體的表面 在小于30秒內(nèi)，優(yōu)選立即（小于1秒）潤濕或吸收水滴（' 450專利的摘要。）
[0016] 美國專利No. 6, 034, 149 (下文〃 149專利〃）描述了一種親水的聚氨酯泡沫體，它 在高于其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度下和在環(huán)境壓力下，在不存在適合于生成壓縮狀態(tài)的力的情況 下，處于壓縮狀態(tài)下。（'149專利的摘要。）具體地，所描述的泡沫體保持壓縮狀態(tài)，盡管在 它們的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上。（' 149專利的第1欄第47-48行。）該泡沫體保持其芯吸，吸 收和保留性能，盡管處于壓縮狀態(tài)下。（' 149專利的第1欄第49-51行。）通過使過量的多 異氰酸酯（例如MDI)與聚醚多元醇和水反應(yīng)，制備泡沫體。（' 149專利的第1欄第57-67 行。）
[0017] 美國專利No. 7, 022, 746 (下文〃' 746專利〃）描述了粘彈性聚氨酯。該粘彈性泡 沫體以下述反應(yīng)體系為基礎(chǔ)，所述反應(yīng)體系包括單體多異氰酸酯組合物，多元醇的特定混 合物，和特定的添加劑包。（'746專利的摘要。）
[0018] 除了 MDI以外，也可使用TDI (〃甲苯二異氰酸酯〃）用來制造聚氨酯泡沫體。一般 來說，TDI比MDI更加頻繁地使用。而且，已知MDI比TDI更加安全，因?yàn)镸DI不被視為危 險化學(xué)品。而且，由于MDI不被視為危險化學(xué)品，因此對于醫(yī)療應(yīng)用來說，它被視為更好。
[0019] 不管使用MDI還是TDI，二者均常規(guī)地依賴于制造聚氨酯泡沫體的兩段法。關(guān)于這 一兩段制造工藝，MDI和TDI二者均依賴于"預(yù)聚物"段。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，應(yīng)當(dāng)顯 然的是，在第一步中制備預(yù)聚物。在第二步中，生產(chǎn)聚氨酯泡沫體。
[0020] 盡管這些常規(guī)的方法適合于制備親水聚氨酯泡沫體，但仍需要更加簡單且更加合 算地制造的親水聚氨酯泡沫體。而且，仍然需要以更加簡單和更加合算的方式制造親水聚 氨酯泡沫體的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0021] 本發(fā)明解決了與現(xiàn)有技術(shù)有關(guān)的一個或更多個難題。
[0022] 如上所述，借助兩段法生產(chǎn)常規(guī)的親水聚氨酯泡沫體。借助僅僅包括單一階段或 步驟的一步法（one-shot process)，形成不了常規(guī)的親水聚氨醋泡沫體。常規(guī)的制造技術(shù) 牽涉兩步或更多步。
[0023] 作為一個方面，本發(fā)明提供制造親水聚氨酯泡沫體的方法，該方法牽涉僅僅一步 方法。
[0024] 本發(fā)明還提供通過一步法制造的聚氨酯泡沫體，其中該泡沫體尤其顯示出快速芯 吸的特性。
[0025] 在一個預(yù)期的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供制造親水聚氨酯泡沫體的方法，該方法包 括提供亞甲基二苯基二異氰酸酯，混合聚醚多元醇與該亞甲基二苯基二異氰酸酯，和允許 該亞甲基二苯基二異氰酸酯和聚醚多元醇形成親水的聚氨酯泡沫體。親水的聚氨酯泡沫體 具有約30-lOOwt %的環(huán)氧乙烷含量。在一步法中混合亞甲基二苯基二異氰酸酯和多元醇。 該親水聚氨酯泡沫體在小于約30秒的時間段內(nèi)吸收水。
[0026] 在另一預(yù)期的實(shí)施方案中，環(huán)氧乙烷的含量為約50-100wt%。
[0027] 在又一實(shí)施方案中，環(huán)氧乙烷的含量為約70-100wt%。
[0028] 還考慮（contemplate)環(huán)氧乙燒的含量為約80-100wt%。
[0029] 進(jìn)一步的實(shí)施方案考慮環(huán)氧乙烷的含量為約90-100wt%。
[0030] 關(guān)于吸水的時間段，考慮該時間段小于約20秒。
[0031] 在另一實(shí)施方案中，考慮該時間段小于約2秒。
[0032] 仍然進(jìn)一步地，考慮該時間段小于約1秒。
[0033] 在另一實(shí)施方案中，考慮該方法排除使用任何金屬催化劑。
[0034] 本發(fā)明的另一實(shí)施方案考慮添加反應(yīng)性類型的胺催化劑到亞甲基二苯基二異氰 酸酯和多元醇中。
[0035] 本發(fā)明還考慮含亞甲基二苯基二異氰酸酯和聚醚多元醇的親水聚氨酯泡沫體，其 中該親水聚氨酯泡沫體的環(huán)氧乙烷含量為約30-lOOwt%。在一段法中混合亞甲基二苯基二 異氰酸酯和多元醇，和該親水聚氨酯泡沫體在小于約30秒的時間段內(nèi)吸收水。
[0036] 在各種預(yù)期的實(shí)施方案中，環(huán)氧乙烷的含量為約50-100wt%，約70-100wt%，約 80-100wt %，和約 90-100wt %。
[0037] 關(guān)于泡沫體，考慮吸水時間段為小于約20秒，小于約2秒，和小于約1秒。
[0038] 可在沒有使用任何金屬催化劑的情況下制造泡沫體。
[0039] 可通過添加反應(yīng)性類型的胺催化劑到亞甲基二苯基二異氰酸酯和多元醇中，制造 泡沫體。
[0040] 根據(jù)以下提供的討論，將使得本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)顯而易見。
【附圖說明】
[0041] 在沒有依賴于任何附圖的情況下，描述了本發(fā)明。
【具體實(shí)施方式】
[0042] 現(xiàn)結(jié)合生產(chǎn)親水聚氨酯泡沫體的方法和由其生產(chǎn)的親水聚氨酯泡沫體，描述本發(fā) 明。在隨后的本發(fā)明的討論中，盡管可聚焦在本發(fā)明方法和/或泡沫體材料的一個方面上， 但該討論擬同等地應(yīng)用到制造泡沫體的方法和泡沫體本身這二者上。
[0043] 注意，至少在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明的親水聚氨酯泡沫體要理解為開孔泡沫體。 然而，除了開孔泡沫體以外，本發(fā)明打算涵蓋閉孔泡沫體。而且，本發(fā)明還涵