專利名稱：制備軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種制備軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的方法。
在存有發(fā)泡劑下，以有機(jī)多異氰酸酯和高分子量異氰酸酯反應(yīng)性化合物反應(yīng)以制備軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料已廣為了解。更甚者，于EP111121已揭示由包含半預(yù)聚物的多異氰酸酯組合物來制備軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料。該多異氰酸酯組合物是利用二苯基甲烷二異氰酸酯和多元醇的反應(yīng)而制備；同時(shí)亦使用聚亞甲基聚亞苯基多異氰酸酯(聚合MDI)。
在EP 392788中，軟質(zhì)泡沫塑料的制備是通過半預(yù)聚物或預(yù)聚物與含有高量水的異氰酸酯反應(yīng)性組合物反應(yīng)。
在EP 296449中，軟質(zhì)泡沫塑料的制備是在相當(dāng)?shù)蚇CO-指數(shù)下將多異氰酸酯、多元醇和水反應(yīng)。
共同未決申請案PCT/EP95/02068是有關(guān)于一種使用半預(yù)聚物制造軟質(zhì)泡沫塑料的方法，該半預(yù)聚物是利用一部分聚合MDI與多元醇反應(yīng)后再加入另一部分至所得到的反應(yīng)產(chǎn)物中來制得。
雖然可得到基于MDI與聚合MDI和基于聚合MDI的有用軟質(zhì)泡沫塑料，但其仍存有改進(jìn)余地。特別是，在閉模中制成的泡沫塑料是使用為汽車椅墊的椅墊材料，其特別在泡沫塑料的低密度時(shí)可加以改良泡沫塑料強(qiáng)度、彈性(球回彈性)。
在過去，某些這樣的改良結(jié)果已由使用亞甲苯基二異氰酸酯(TDI)取代MDI而得到。更特而言之，此等泡沫塑料在低密度下可顯示高的彈性，良好的泡沫塑料強(qiáng)度。
然而，由于處理TDI時(shí)需取得蒸汽壓和毒性的特別測定數(shù)據(jù)。再說基于TDI的泡沫塑料尤其在低密度時(shí)顯示出相當(dāng)差的硬度，且具有緩慢固化和狹窄的加工范圍(異氰酸酯指數(shù))。
最近以來，已提出利用MDI和TDI的組合以避免基于MDI和基于TDI的兩種泡沫塑料具有的缺點(diǎn)。
在EP 439792中，已提議使用多異氰酸酯，其包含21-95重量％的TDI以改良抗張強(qiáng)度；但所使用的TDI數(shù)量仍相當(dāng)高。
在EP 679671中，已提議使用包含3-20重量％TDI的聚合MDI和TDI的混合物以制備低密度泡沫塑料，該泡沫塑料具有強(qiáng)化的沖擊回彈性、改良的壓縮變定，和降低6Hz震動(dòng)可傳性的極佳能力。所使用的聚合MDI中，所具有的三個(gè)苯環(huán)化合物含量遠(yuǎn)高于四或多個(gè)苯環(huán)化合物含量+低反應(yīng)性成份。聚合物多元醇的使用已普遍地提出。
在EP 694570中，已提議使用多異氰酸酯預(yù)聚物，其包含MDI，聚合MDI和5-15重量％TDI。該多異氰酸酯預(yù)聚物可改良流動(dòng)性；由其制得的泡沫塑料顯示出改良的ILD，壓縮變定的可燃性特性。亦提議在多元醇中使用接枝聚合物的分散液。
在WO 97/19971已提議使用MDI預(yù)聚物和TDI來改良彈性與泡沫塑料穩(wěn)定性，舒適性能和機(jī)械強(qiáng)度。TDI的用量可為多異氰酸酯組合物的2-25重量％，其具有2.05-2.35的MDI+TDI官能度。通過苯乙烯和/或丙烯腈在聚合多元醇中原地聚合作用，或通過多異氰酸酯和三乙醇胺在聚合多元醇(PIPA多元醇)中原地反應(yīng)所制得的聚合物多元醇的用途已普遍地提出。該聚合多元醇可含有5-50重量％的已分散聚合物。在共同未決申請案PCT/EP98/0867中，已提議降低TDI和PIPA多元醇的水平。
EP 555721揭示一種制備冷固化，模制軟質(zhì)泡沫塑料的方法，其包括以一步法使MDI類型的多異氰酸酯與多元醇組合物反應(yīng)，該多元醇組合物所包含的5-30％多元醇具有至少50重量％的氧化乙烯基和低于150的OH值。該泡沫塑料僅在提高的密度(至少約55％)下顯示出高彈性(約65％)。
然而，其仍保留改進(jìn)的余地。特別是對于一步法中利用水為唯一發(fā)泡劑和MDI類型多異氰酸酯為多異氰酸酯而制得的模制泡沫塑料，其仍需要進(jìn)一步降低密度，但仍能保留或甚至改良其他的物理性質(zhì)，如伸長率，撕裂強(qiáng)度，干燥壓縮變定和滯后損耗。
亦即，使用為汽車椅墊的椅墊材料且在閉模中制得的泡沫塑料能改良在低密度時(shí)的彈性，尤其是在基于不含TDI的MDI泡沫塑料的情況下。
令人驚訝地，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)其可通過本發(fā)明的方法而達(dá)成。
本發(fā)明是關(guān)于一種在NCO指數(shù)為70-120下通過在一個(gè)閉模中使下列物料進(jìn)行反應(yīng)以制備軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的方法a)一種多異氰酸酯組合物，其包含二苯基甲烷二異氰酸酯與其具有異氰酸酯官能度為3或更多的同系物，該二苯基甲烷二異氰酸酯的量以二苯基甲烷二異氰酸酯與同系物的量為基準(zhǔn)計(jì)為81至100重量％，且該二苯基甲烷二異氰酸酯包含40-60重量％的在鄰位具有至少一個(gè)NCO基的二苯基甲烷二異氰酸酯，以二苯基甲烷二異氰酸酯的重量為基準(zhǔn)計(jì)算，和具有異氰酸酯官能度為3或更多的同系物的量為19-0重量％，及b)一種多元醇組合物，其包含1)聚氧乙烯-聚氧丙烯-多元醇，其具有平均標(biāo)稱羥基官能度為2-6，平均當(dāng)量為1000-4000且含有10-25重量％的氧化乙烯基；2)4至8重量份的水作為唯一發(fā)泡劑或任選地與CO2共同作為唯一發(fā)泡劑；及3)2至20，較佳為2至10重量份的聚醚多元醇，其具有平均標(biāo)稱羥基官能度為2-6，平均當(dāng)量為200-600且含有至少60重量％的氧化乙烯基；及任選的4)至多30且較佳為4-25重量份的微粒子物質(zhì)，該物質(zhì)分散于該多元醇組合物中；該b2)至b4)的量是以每100重量份的b1)為基準(zhǔn)計(jì)算；及5)任選的本身已知助劑和添加劑。
在本發(fā)明的說明書中，下列名詞具有的意義為1)異氰酸酯指數(shù)或NCO指數(shù)或指數(shù)存在于配制物中的NCO-基與異氰酸酯反應(yīng)性氫原子的比率，其中以百分率表示 換句話說，該NCO-指數(shù)表示，實(shí)際使用于配制物中的異氰酸酯相對于在配制物中理論上與異氰酸酯反應(yīng)性氫反應(yīng)時(shí)所需數(shù)量的百分率。
應(yīng)觀察到，于本中所使用的異氰酸酯指數(shù)可由異氰酸酯成分和異氰酸酯反應(yīng)性成分的實(shí)際發(fā)泡方法的觀點(diǎn)考慮。在初期步驟中用于生成半預(yù)聚物或其他已經(jīng)改性的多異氰酸酯所消耗掉的任何異氰酸酯基，或與異氰酸酯反應(yīng)以生成改性多元醇或聚胺的任何反應(yīng)性氫在計(jì)算該異氰酸酯指數(shù)的均未計(jì)及。只計(jì)及在實(shí)際發(fā)泡步驟中所存在的游離異氰酸酯基和游離異氰酸酯反應(yīng)性氫(包括于水中者)。
2)使用于本文中的術(shù)語“異氰酸酯反應(yīng)性氫原子”，為了計(jì)算異氰酸酯指數(shù)的目的，指的是在反應(yīng)性組合物中以多元醇，聚胺及水形式存在的羥基和胺的所有氫原子；其表示，為了在實(shí)際發(fā)泡方法中計(jì)算異氰酸酯指數(shù)的目的，一個(gè)羥基可視為包含一個(gè)反應(yīng)性氫且一個(gè)水分子可視為包含二個(gè)反應(yīng)性氫。
3)反應(yīng)系統(tǒng)成分的一種組合，其中多異氰酸酯成分保存在一個(gè)與異氰酸酯反應(yīng)性成分分離的容器中。
4)使用于本文中的術(shù)語“聚氨酯泡沫塑料”，通常指的是使用發(fā)泡劑且使異氰酸酯與含有異氰酸酯反應(yīng)性氫的化合物反應(yīng)而得到的蜂窩狀產(chǎn)物，且特別包括得自于以水為反應(yīng)性發(fā)泡劑的蜂窩狀產(chǎn)物(涉及水與異氰酸酯基反應(yīng)以生成脲鍵和二氧化碳且產(chǎn)生聚脲-氨基甲酸酯泡沫塑料)。
5)使用于本文中的術(shù)語“平均標(biāo)稱羥基官能度”是表示多元醇組合物中數(shù)目平均官能度(每個(gè)分子的羥基數(shù)目)，其可假定為制備時(shí)所使用起始劑的數(shù)目平均官能度(每個(gè)分子的反應(yīng)性氫原子數(shù)目)，但因?yàn)橐恍┠┒说牟伙柡投榷沟脤?shí)際上通常略低。“當(dāng)量”一詞是為在分子中含有每個(gè)異氰酸酯反應(yīng)性氫原子的分子量。
6)“平均”一詞是為數(shù)目平均數(shù)。
7)“一步法”，“預(yù)聚物”或“準(zhǔn)預(yù)聚物”等詞是為使各成分反應(yīng)以制備泡沫塑料的已知方式，其中在存有水時(shí)所有的多元醇b1與多異氰酸酯反應(yīng)；或其中更多或更少程度地產(chǎn)生所述多元醇和多異氰酸酯之間的預(yù)反應(yīng)。
所使用的二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)可選自4,4’-MDI和2,4’-MDI和低于10重量％的2,2’-MDI的異構(gòu)混合物，其中具有上述40-60重量％的2,4’-MDI和2,2’-MDI。
具有異氰酸酯官能度為3或更多的同系物包含在所謂的聚合或粗MDI中。
聚合或粗MDI包含MDI和具有異氰酸酯官能度為3或更多的同系物，其為本技藝中所已知者。它們的制備是通過光氣化作用，得自于由苯胺與甲醛的酸縮合作用所得到的聚胺混合物。
聚胺混合物和多異氰酸酯混合物兩者的制備均為已知。苯胺和甲醛在存有強(qiáng)酸如氫氯酸下的縮合作用所得到的反應(yīng)產(chǎn)物含有二氨基二苯基甲烷與高官能度的聚亞甲基聚亞苯基聚胺，于已知方式中所得到的特定組合物特別地是依苯胺/甲醛比率而定。多異氰酸酯的制備是通過光氣化聚胺混合物與各種不同比例的二胺、三胺和更高的聚胺以得到相關(guān)比例的二異氰酸酯、三異氰酸酯和更高的多異氰酸酯。于此類粗或聚合MDI組合物中，二異氰酸酯、三異氰酸酯和更高的多異氰酸酯的有關(guān)比例可決定該組合物的平均官能度，亦即每個(gè)分子的異氰酸酯平均數(shù)目。通過改變起始物質(zhì)的比例，多異氰酸酯組合物平均官能度的改變范圍可為由小至高于2至3或甚至更高。然而，實(shí)際上平均異氰酸酯官能度的較佳范圍為2.3-2.8。這些聚合或粗MDI的NCO值至少為30重量％。聚合或粗MDI含有二苯基甲烷二異氰酸酯，其余者為官能度大于2的聚亞甲基聚亞苯基多異氰酸酯與及通過光氣化作用制造這些多異氰酸酯時(shí)所形成的副產(chǎn)物。
使用于本發(fā)明方法且含有同系物的多異氰酸酯組合物可通過混合適當(dāng)量的MDI和聚合或粗MDI而制得。例如，這些多異氰酸酯可通過混合Suprasec MI 50和Suprasec 2185聚合MDI而制得；其中SuprasecMI 50含有約50重量％的4,4’-MDI和約50重量％的2,4’-MDI和2,2’-MDI；Suprasec 2185為一種具有NCO值為30.7重量％的聚合MDI，含有約38重量％的二異氰酸酯，其余為具有異氰酸酯官能度為3或更多的同系物且6％的二異氰酸酯為2,4’-MDI和2,2’-MDI。每100份的多異氰酸酯組合物中，Suprasec MI 50的量大約為70-100份且較佳為76-92份，及Suprasec 2185的量大約為30-0份且較佳為24-8份。
需注意，該聚合或粗MDI可含有2,4’-MDI和2,2’-MDI，及在聚異酸酯組合物a)中的二苯基甲烷二并氰酸酯中被鄰位NCO取代的MDI的范圍為在MDI和聚合或粗MDI中的2,2’-和2,4’-MDI的全體。
該官能度較佳為2.15。亦及，鄰位含量較佳為高于45％。并未有其他的多異氰酸酯使用于本發(fā)明方法中。
使用于制備多異氰酸酯組合物的聚合或粗MDI總量應(yīng)為二苯基甲烷二異氰酸酯的量和在鄰位取代的二異氰酸酯的量居于上述范圍之內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員無疑地可參考實(shí)施例和上述說明，簡易地依據(jù)所選用的MDI和聚合或粗MDI而計(jì)算出其量。
多異氰酸酯組合物a)可通過以任何順序簡易地混合MDI和粗或聚合MDI來制造。
可使用的聚醚多元醇b1)包括在必要時(shí)存有的多官能性起始劑下通過環(huán)氧乙烷與氧化丙烯的聚合作用而得到的產(chǎn)物。適當(dāng)?shù)钠鹗紕┗衔锇鄠€(gè)反應(yīng)性氫原子，包括水，丁二醇，乙二醇，丙二醇，二甘醇，三甘醇，二丙二醇，乙醇胺，二乙醇胺，三乙醇胺，甲苯二胺，二乙基甲苯二胺，環(huán)己烷二胺，環(huán)己烷二甲醇，甘油，三羥甲基丙烷和1,2,6-己三醇。亦可使用起始劑和/或環(huán)狀氧化物的混合物。聚氧乙烯-聚氧丙烯多元醇是如同于現(xiàn)有技術(shù)中完整揭示地，通過同時(shí)或依序加入環(huán)氧乙烷與氧化丙烯至起始劑中而得到?？墒褂脽o規(guī)共聚物，嵌段共聚物及其組合，且具有所指示數(shù)量的氧化乙烯基，特別是其所有的氧化乙烯基至少部分和優(yōu)選全部在聚合物鏈的末端的那些(封端或包端)。所述多元醇的混合物為特別地有用。
最佳者為聚氧乙烯聚氧丙烯多元醇，其具有平均標(biāo)稱官能度為2-4且最佳為3，及氧化乙烯含量10-25重量％，較佳為在聚合物鏈端具有氧化乙烯基。
在近幾年期間，有數(shù)種方法述及制備具有低水平不飽和度的聚醚多元醇。這些改良使聚醚多元醇能使用在較高分子量范圍的末端，其是因?yàn)楝F(xiàn)在可制備具有可接受低水平不飽和度的許多種多元醇。按照本發(fā)明亦可使用具有低水平不飽和度的多元醇。特別是此類具有低水平不飽和度的高分子量多元醇可用來制備具有高的球回彈性的軟質(zhì)泡沫塑料。
水可使用為唯一的發(fā)泡劑或與二氧化碳共同使用?？墒褂脼闅鈶B(tài)，液態(tài)或超臨界態(tài)的二氧化碳加至多異氰酸酯組合物或多元醇組合物或加至混合這些組合物的混合頭或混合裝置中。二氧化碳的數(shù)量為所得泡沫塑料具有將于下文中述及的密度。
使用于多元醇組合物b)的多元醇b3)可選自在b1)中提及的聚醚多元醇，但其當(dāng)量為200-500且氧化乙烯含量為至少60重量％。最佳的多元醇為具有當(dāng)量為200-500且尤其為200-350的聚氧乙烯多元醇。
微粒子物質(zhì)為在多元醇中以分散液形式存在的任何物質(zhì)。該物質(zhì)通常為聚合物質(zhì)；該多元醇為一種經(jīng)聚合物改性的多元醇。各種不同的具體實(shí)施方案均為已知；例如可使用經(jīng)SAN改性的多元醇。較佳者，經(jīng)聚合物改性的多元醇為多異氰酸酯聚加成作用(PIPA)的多元醇。
較佳者，微粒子物質(zhì)b4)為一種化合物與多異氰酸酯的反應(yīng)產(chǎn)物，其分散于本技術(shù)已知的多元醇中，例如PIPA多元醇；其中該化合物為具有多個(gè)羥基-，伯胺-和/或仲胺基及具有當(dāng)量為至多400且較佳為至多200(以下稱之為共反應(yīng)物)。這些PIPA多元醇在現(xiàn)有技術(shù)中已有廣泛地?cái)⑹?，例如德國專?072204，美國專利4452923,EP 418039和WO 94/12533。這些PIPA多元醇為商用者例如得自于帝國化學(xué)工業(yè)PLC的Daltocel XF 417或517，其中，Daltocel為該公司的商標(biāo)名。為多異氰酸酯和共反應(yīng)物的反應(yīng)產(chǎn)物的微粒子物質(zhì)可依上述現(xiàn)有技術(shù)中所述的各種方法制備。微粒子物質(zhì)的含量可在揭示范圍內(nèi)變化。
通常，微粒子物質(zhì)是在多元醇b1)中制備，且是通過將共反應(yīng)物加至多元醇b1)，接著加入多異氰酸酯而制備。共反應(yīng)物和多異氰酸酯的量是依微粒子物質(zhì)分散在多元醇中所需的數(shù)量而定。如果必要時(shí)，可制得含有比本文中上述限定更高的已分散物質(zhì)者，接著用多元醇b1)稀釋至所需的量。
當(dāng)需要時(shí)，可使用在EP 418039和WO 94/125333中所揭示的共反應(yīng)物和多異氰酸酯特定加入方案。共反應(yīng)物和多異氰酸酯相對用量的選擇為，使得在共反應(yīng)物中能與多異氰酸酯反應(yīng)的氫原子數(shù)目超過異氰酸酯基的數(shù)目。
使用于制備微粒子物質(zhì)的多異氰酸酯為每分子具有至少二個(gè)、較佳為2至4個(gè)異氰酸酯基的任何有機(jī)化合物。該多異氰酸酯可為脂肪族、芳香族或脂環(huán)族，但芳香族類型為較佳者，因?yàn)槠渚哂兴璧男再|(zhì)和反應(yīng)性。這些類型的代表性例子為二異氰酸酯類，如m-或p-苯基二異氰酸酯，甲苯-2,4-二異氰酸酯，甲苯-2,6-二異氰酸酯，六亞甲基-1,6-二異氰酸酯，四亞甲基-1,4-二異氰酸酯，環(huán)己烷-1,4-二異氰酸酯，六氫甲苯二異氰酸酯(和異構(gòu)物)，萘-1,5-二異氰酸酯，1-甲基苯基-2,4-苯基二異氰酸酯，二苯基甲烷-4,4’-二異氰酸酯，二-苯基甲烷-2,4’-二異氰酸酯，4,4’-亞聯(lián)苯基二異氰酸酯，3,3’-二甲氧基-4,4’-亞聯(lián)苯基二異氰酸酯和3,3’-二甲基二苯基丙烷-4,4’-二異氰酸酯；三異氰酸酯類如甲苯-2,4,6-三異氰酸酯，及四異氰酸酯類如4,4’-二甲基二苯基甲烷-2,2’,5,5’-四異氰酸酯，和其他的多異氰酸酯類如異(diverse)聚亞甲基-聚苯基多異氰酸酯(聚合或粗MDI)。
共反應(yīng)物為一種物質(zhì)具有多個(gè)-OH,＞NH和/或-NH2基，且每個(gè)反應(yīng)性氫原子當(dāng)量為至多400，較佳為至多200。因?yàn)楣卜磻?yīng)物在多元醇中原地與多異氰酸酯反應(yīng)，亦較佳者為該共反應(yīng)物與多異氰酸酯的反應(yīng)性比與多元醇的反應(yīng)性更高。較佳的共反應(yīng)物為烷醇胺，低當(dāng)量以胺起始的聚醚多元醇，烯化氧，丙烯腈，或胺類的丙烯酸酯加合物，伯胺，仲胺，肼，二酰肼，脲，氨，曼尼期(Mannich)縮合物，低當(dāng)量以羥基為終端的化合物如乙二醇，甘油，二元醇醚，季戊四醇，胺基苯，或上述混合物。其中烷醇胺為最佳者。
適當(dāng)?shù)耐榇及钒▎?，二-和三烷醇胺，特別為其中烷醇基具有由2至6個(gè)，較佳為2至3個(gè)碳原子者。單-與二烷醇胺亦可具有單一的N-烷基取代基，較佳具有由1至6個(gè)碳原子。在這些之中較佳者為單乙醇胺，二乙醇胺，三乙醇胺，N-甲基乙醇胺，N-乙基乙醇胺，N-丁基-乙醇胺，N-甲基二乙醇胺，二異丙醇胺，三異丙醇胺，N-甲基異丙醇胺，N-乙基異丙醇胺，和N-丙基異丙醇胺。
適當(dāng)?shù)牟?和仲胺包括多羥基脂族、芳脂族、脂環(huán)族和芳香族胺，例如包括乙二胺，1,2-和1,3-丙二胺，四亞甲基二胺，六亞甲基二胺，十二亞甲基二胺，三甲基二氨基己烷，N,N’-二甲亞乙基二胺，乙二胺的高級同系物如二亞乙基三胺，三亞乙基四胺和四亞乙基五胺，丙二胺的同系物，4-氨基六胺，4-氨基苯基乙胺，哌嗪，N,N’-雙氨基乙基二亞丙基三胺，和1-氨基-3,3,5-三甲基-5-氨基甲基環(huán)己烷。
適當(dāng)?shù)碾骂惏卤旧砗途哂欣鏑1-C6烷基、環(huán)己基或苯基等取代基的單取代或N,N’-二取代肼。肼本身為其中較佳者。
適當(dāng)?shù)孽ｋ骂惏ǘ喙倌苄贼人岬孽ｋ氯缣妓?，草酸，丙二酸，琥珀酸，己二酸，癸二酸，壬二酸，順丁烯二酸，反丁烯二酸，鄰苯二甲酸，間苯二甲酸和對苯二甲酸，和具有二元或多元醇與酚的肼單羧酸酯類。這些酰肼較佳具有分子量為由90至1000。反應(yīng)物可有利地在任何溫度混合，在所選溫度下該混合物為液態(tài)且反應(yīng)物不降解，但較佳是在0至170℃，更佳為15至70℃下混合。異氰酸酯和共反應(yīng)物有利地利用攪拌混合，為了促進(jìn)更多小粒子的形成。通常，快速攪動(dòng)對粒子大小的最佳化及使所得分散液的粘度最小化為必要的。該方法可以間歇方式或連續(xù)方式進(jìn)行，如述于美國專利4,374,209者。
多異氰酸酯和共反應(yīng)物之間的反應(yīng)通常為放熱反應(yīng)且快速地進(jìn)行，在一般情形下可在1分鐘至3小時(shí)之內(nèi)基本完成，較佳為1至30分鐘，但是其某程度地依據(jù)所選用的多異氰酸酯和共反應(yīng)物、批次大小和起始溫度而定。攪拌較佳進(jìn)行于整個(gè)反應(yīng)期間。
如果必要時(shí)，可使用催化劑至多異氰酸酯和共反應(yīng)物之間的反應(yīng)以加速反應(yīng)。適當(dāng)?shù)拇呋瘎┌ㄏ挛闹嘘P(guān)于使用該分散液以制備聚氨酯所述及者，其中較佳為有機(jī)錫催化劑。催化劑的量有利地為基于多元醇的至多1重量％，較佳為至多0.1重量％且更佳為至多0.05重量％。然而，催化劑可能并不需要，特別為使用更具反應(yīng)性的共反應(yīng)物時(shí)。
一旦制備得到具有分散微粒子物質(zhì)的多元醇，多元醇組合物b)通過加入水和多元醇b3)并且混合而制備。雖然并非較佳者，多元醇組合物的各組分可置入混合裝置之內(nèi)，且于其中彼此獨(dú)立地與多異氰酸酯混合。
較佳者為PIPA多元醇與多元醇b1)一般在性質(zhì)上為相同；這兩種多元醇則可不同或相同。因此對熟于本技藝者可理解，該多元醇b1)可為一種混合物。
對于多元醇組合物b)，其可加入本身已知的添加劑和助劑，如可增加氨酯鍵和脲鍵形成的催化劑(例如叔胺和有機(jī)錫催化劑)，具有當(dāng)量為31至低于200且具有2-8異氰酸酯反應(yīng)性氫原子的擴(kuò)鏈劑和交聯(lián)劑(例如乙醇胺，二乙醇胺，三乙醇胺，乙二醇，二甘醇，三甘醇，丙二醇，二丙二醇，丁二醇，甘油，三羥甲基丙烷，季戊四醇，山梨醇，蔗糖，具有分子量低于400的聚乙二醇，甲苯二胺，二乙基甲苯二胺，環(huán)己烷二胺，亞苯基二胺，二苯基甲烷二胺，烷基化二苯基甲烷二胺和乙二胺)，表面活性劑，穩(wěn)定劑，阻燃劑，填料，抗氧化劑，抗微生物劑和著色劑。
泡沫塑料的制造方法包括組合與混合多異氰酸酯和多元醇組合物a)和b)，及將該混合物在一個(gè)閉模內(nèi)反應(yīng)。相對量是依所需的指數(shù)而定，其可由70-120改變，而且可容易地由熟于此技藝者所選用的多異氰酸酯和多元醇組合物而計(jì)算出。使用多異氰酸酯組合物a)和多元醇組合物b)的其它好處為，為了可在70-120的指數(shù)下操作，該組合物的相對量并不相差太多，這樣使組合物易于計(jì)量和混合。
可使用于制造模制泡沫塑料的方法包括使用稱之為織物內(nèi)發(fā)泡(foam-in-fabric)和現(xiàn)場灌注的操作。可以使用一步法、預(yù)聚物或準(zhǔn)預(yù)聚物方法。
依據(jù)本發(fā)明制備的軟質(zhì)泡沫塑料具有自由起發(fā)密度為20-50千克/立方米(ISO 845)，尤其為35-45千克/立方米，且可使用至彈簧墊，坐墊，家具椅墊和汽車椅墊，尤其為汽車的椅墊靠背。
異氰酸酯預(yù)聚物(20％預(yù)聚物，官能度為2.14)包含依下列順序混合的11.3重量份的ArcolTM1374,64.9重量份的Suprasec MI 50和23.8重量份的Suprasec 2185。其他成分為相同或相似于在實(shí)施例1中所使用者。
實(shí)施例2-9的反應(yīng)條件為相同于實(shí)施例1。
下表簡述有關(guān)的技術(shù)性資料，其中“樹脂方面”表示以獨(dú)立的物流加入到異氰酸酯成分中的成分。另外，所列出的縮寫具有下列意義DMAPA表示二甲氨基丙胺，DMEA表示二甲基乙醇胺，TELA表示三乙醇胺，DELA表示二乙醇胺和OAD表示總密度。
這些軟質(zhì)泡沫塑料在40-45千克/立方米的密度時(shí)顯示出高回彈性(高的球回彈性)。特別地，本發(fā)明的泡沫塑料在45千克/立方米的密度下可達(dá)到高于65％的回彈性，對于在40千克/立方米的密度為高于60％的回彈性，較佳為高于65％。
權(quán)利要求
1．一種制備軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的方法，其在NCO指數(shù)為70-120下通過在一個(gè)閉模中使下列物料進(jìn)行反應(yīng)來制備a)一種多異氰酸酯組合物，其包含二苯基甲烷二異氰酸酯與其具有異氰酸酯官能度為3或更多的同系物，該二苯基甲烷二異氰酸酯的量以二苯基甲烷二異氰酸酯與同系物的量為基準(zhǔn)計(jì)為81至100重量％，且該二苯基甲烷二異氰酸酯包含40-60重量％的在鄰位具有至少一個(gè)NCO基的二苯基甲烷二異氰酸酯，以二苯基甲烷二異氰酸酯的重量為基準(zhǔn)計(jì)算，和具有異氰酸酯官能度為3或更多的同系物的量為19-0重量％，及b)一種多元醇組合物，其包含1)聚氧乙烯-聚氧丙烯-多元醇，其具有平均標(biāo)稱羥基官能度為2-6，平均當(dāng)量為1000-4000且含有10-25重量％的氧化乙烯基；2)4至8重量份的水作為唯一發(fā)泡劑或任選與CO2共同作為唯一發(fā)泡劑；及3)2至20，較佳為2至10重量份的聚醚多元醇，其具有平均標(biāo)稱羥基官能度為2-6，平均當(dāng)量為200-600，且含有至少60重量％的氧化乙烯基；及任選的4)至多30且較佳為4-25重量份的微粒子物質(zhì)，該物質(zhì)分散于該多元醇組合物中；該b2)至b4)的量是以每100重量份的b1)為基準(zhǔn)計(jì)算；及5)任選的本身已知的助劑和添加劑。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中該多元醇組合物包含11至20重量份的微粒子物質(zhì)b4)。
3．根據(jù)權(quán)利要求1至2的方法，其中水的量為4.5-7.5pbw。
4．根據(jù)權(quán)利要求1至2的方法，其中聚醚多元醇b3)為聚乙二醇。
5．根據(jù)權(quán)利要求1至3的方法，其中聚醚多元醇b3)的平均當(dāng)量為200-350之間。
6．根據(jù)權(quán)利要求1至5的方法，其中微粒子物質(zhì)為一種化合物與多并氰酸酯的反應(yīng)產(chǎn)物，其中該化合物具有多個(gè)羥基-，伯胺-和/或仲胺基團(tuán)及具有當(dāng)量為至多400。
7．根據(jù)權(quán)利要求1至6的方法，其中微粒子物質(zhì)為三乙醇胺與二苯基甲烷二異氰酸酯的反應(yīng)產(chǎn)物，其中該二苯基甲烷二異氰酸酯任選包含其具有異氰酸酯官能度為3或更多的同系物。
8．根據(jù)權(quán)利要求1至7的方法，其中二異氰酸酯的量為85-95重量％且同系物的量為15-5重量％。
9．根據(jù)權(quán)利要求1至8的方法，其中多異氰酸酯的官能度為2.16或更低，較佳為2.08至2.14之間。
10．根據(jù)權(quán)利要求1至9的方法，其中二苯基甲烷二異氰酸酯包含45-50重量％在鄰位具有至少一個(gè)NCO基的二苯基甲烷二異氰酸酯。
11．一種不含TDI且基于MDI的軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料，其具有45千克/立方米或更低的密度與60％或更高的回彈性。
12．根據(jù)權(quán)利要求11的泡沫塑料，其具有40千克/立方米或更低的密度。
13．根據(jù)權(quán)利要求11至12的泡沫塑料，其具有65％或更高的回彈性。
全文摘要
一種使用MDI和多元醇組合物制造模制軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的方法,其是為具有高回彈性且以MDI為主的泡沫塑料。
文檔編號C08G101/00GK1312831SQ99809458
公開日2001年9月12日 申請日期1999年7月15日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月7日
發(fā)明者E·胡伊根斯, H·E·G·穆雷奧, 游江明 申請人:亨茨曼Ici化學(xué)品有限公司