基于pipa多元醇的常規(guī)柔性泡沫的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 實(shí)施例設(shè)及一種使用多異氯酸醋聚加成分散體制造的常規(guī)柔性聚氨基甲酸醋泡 沫。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚合物多元醇具有連續(xù)相，其中基礎(chǔ)多元醇有固體粒子分散于其中。當(dāng)聚合物多 元醇用W制造常規(guī)柔性聚氨基甲酸醋泡沫時，分散粒子可W有助于形成開放泡孔并且增加 所得泡沫的承載性質(zhì)。聚合物多元醇的實(shí)例包括苯乙締-丙締臘(SAN)多元醇，其是苯乙締-丙締臘的分散體;和多異氯酸醋聚加成(PIPA)多元醇，其是聚氨基甲酸醋-脈粒子的分散 體;或聚脈(P皿)多元醇，其是胺與多異氯酸醋反應(yīng)的分散體。
[0003] 雖然SAN多元醇廣泛用W形成常規(guī)柔性聚氨基甲酸醋泡沫，但SAN多元醇的使用還 由于苯乙締-丙締臘單體含量而產(chǎn)生非所要較高揮發(fā)性有機(jī)化合物(V0C)含量和/或氣味。 PIPA多元醇通常主要含有伯徑基(例如，如美國專利公開第2006/0058410號的段落[0024] 中所論述）、W氧化乙締封端的長氧化丙締鏈并且當(dāng)量重量高于1，600,其是對可W生產(chǎn)的 PIPA多元醇產(chǎn)物類型和可W使用那些PIPA多元醇的應(yīng)用類型的顯著限制，因此不包括回彈 性值低于45%的常規(guī)柔性泡沫（其可W代表柔性泡沫市場的約Ξ分之二）。因此，探尋使用 主要具有仲徑基（即，徑基的總量的至少80%是仲徑基)的聚合物多元醇形成常規(guī)柔性聚氨 基甲酸醋泡沫，因?yàn)橹饕哂胁畯交亩嘣細(xì)w因于其反應(yīng)性概況和對基于錫的催化劑的 水平的靈敏性而不利。此外，探尋減少常規(guī)柔性聚氨基甲酸醋泡沫中的V0C含量和/或氣味 的配制品和形成具有減少的V0C含量的柔性聚氨基甲酸醋泡沫的方法。
[0004] 雖然US 4,374,209包括使用基于仲徑基類載體多元醇和二乙醇胺的PIPA多元醇 制造的聚氨基甲酸醋泡沫的實(shí)例，但未給出最終產(chǎn)物粘度和粒度分布的指示。EP 776,922 還包括其中基礎(chǔ)多元醇主要含有仲徑基并且Ξ乙醇胺用作制造聚氨基甲酸醋粒子的反應(yīng) 物的分散體的一個實(shí)例，但未提供粒度穩(wěn)定性信息。運(yùn)些方法未能引起成功商業(yè)生產(chǎn)其中 基礎(chǔ)多元醇主要具有仲徑基的PIPA多元醇。W0 2014/037558還包括其中基礎(chǔ)多元醇含有 90%仲徑基的PIPA分散體的一個實(shí)例，但如EP 776，922，未提供粒度或分散穩(wěn)定性信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 實(shí)施例可W通過提供一種形成常規(guī)柔性聚氨基甲酸醋泡沫的方法實(shí)現(xiàn)，所述方法 包括提供包括PIPA多元醇的多元醇組分，其是W所述PIPA多元醇的總重量計固體含量是 10%到75重量％的分散體;提供包括至少一種多異氯酸醋的異氯酸醋組分;提供包括催化 劑的添加劑組分;和形成包括W下的反應(yīng)混合物:所述多元醇組分、所述異氯酸醋組分和所 述添加劑組分，W形成回彈性值低于45%的柔性聚氨基甲酸醋泡沫。所述反應(yīng)混合物的異 氯酸醋指數(shù)是90到150。所述PIPA多元醇是包括W下的混合物的反應(yīng)產(chǎn)物:數(shù)量平均徑基當(dāng) 量重量小于80的至少一低當(dāng)量重量多元醇、數(shù)量平均異氯酸醋當(dāng)量重量小于225的多異氯 酸醋化合物和液體基礎(chǔ)聚酸多元醇，所述液體基礎(chǔ)聚酸多元醇的數(shù)量平均徑基當(dāng)量重量是 200到1500并且W所述液體基礎(chǔ)聚酸多元醇中的徑基的總量計具有至少80%仲徑基。
【具體實(shí)施方式】
[0006] 實(shí)施例設(shè)及多異氯酸醋聚加成(PIPA)多元醇，其是可用于形成常規(guī)柔性聚氨基甲 酸醋泡沫的聚合物多元醇，例如用于制造寢具和家具(例如，座墊、靠背、枕頭和床墊)和地 毯襯墊。
[0007] PIPA多元醇是包括數(shù)量平均徑基當(dāng)量重量小于80的低當(dāng)量重量多元醇與數(shù)量異 氯酸醋當(dāng)量重量小于225的多異氯酸醋形成聚氨基甲酸醋或聚氨基甲酸醋-脈鍵）的反 應(yīng)產(chǎn)物分散于基礎(chǔ)或載體多元醇中的分散體，所述基礎(chǔ)或載體多元醇W液體基礎(chǔ)聚酸多元 醇中的徑基的總量計具有至少80%仲徑基、數(shù)量平均徑基當(dāng)量重量是至少200并且至多1， 500。反應(yīng)可在多元醇和多異氯酸醋反應(yīng)物分散或溶解于基礎(chǔ)多元醇中時原位進(jìn)行，其中低 當(dāng)量重量多元醇和基礎(chǔ)多元醇兩者中的徑基都與多異氯酸醋中的異氯酸醋基具反應(yīng)性?；?礎(chǔ)多元醇與多異氯酸醋之間的反應(yīng)可產(chǎn)生使PIPA多元醇穩(wěn)定的接枝。然而，過量或接枝可 能會產(chǎn)生高粘性產(chǎn)物，其含有極少或不含有分散聚合物相。因此，當(dāng)形成PIPA多元醇時，形 成聚氨基甲酸醋或聚氨基甲酸醋-脈鍵的反應(yīng)應(yīng)例如，通過選擇比基礎(chǔ)多元醇對異氯酸醋 基的反應(yīng)性更大的低當(dāng)量重量多元醇同時仍提供足夠量的接枝W形成穩(wěn)定PIPA多元醇，和 任選地通過選擇適當(dāng)催化劑和其于反應(yīng)物中的水平和/或用于PIPA粒子的穩(wěn)定劑，而與接 枝反應(yīng)平衡。PIPA多元醇可W在不使用任何種子PIPA分散體的情況下生產(chǎn)(例如，可W排斥 使用主要具有伯徑基的種子PIPA分散體制造具有減少的伯徑基含量的第二PIPA分散體）。
[0008] 根據(jù)實(shí)施例，用W制造常規(guī)柔性聚氨基甲酸醋泡沫的PIPA多元醇通過使至少一低 當(dāng)量重量多元醇與多異氯酸醋化合物反應(yīng)而制備，并且其反應(yīng)產(chǎn)物分散于基礎(chǔ)多元醇中， 例如，如美國臨時申請第61/877，287號（2013年9月13日提交)和美國臨時申請第61/877， 290號（2013年9月13日提交）中所論述。舉例來說，基礎(chǔ)多元醇可W是聚氧丙締載體多元醇 或具有低氧化乙締含量(例如，W混合進(jìn)料計小于12重量％ )的聚氧丙締-聚氧乙締載體多 元醇。PIPA多元醇W徑基的總量計(例如，W數(shù)量或重量計)具有至少80%仲徑基，并且W有 效并且有成本效益的方法生產(chǎn)。舉例來說，PIPA多元醇可W具有至少90%仲徑基。
[0009] PIPA多元醇可W用W使用板材泡沫形成方法(例如，可W使用本領(lǐng)域中已知的板 材發(fā)泡方法)制造柔性泡沫，在所述方法中，PIPA多元醇在泡沫形成添加劑組分(例如，包括 如下添加劑的添加劑組分:如起泡劑、表面活性劑和/或催化劑)存在下與泡沫形成多異氯 酸醋組分反應(yīng)?？蒞使用強(qiáng)膠凝催化劑，因?yàn)镻IPA多元醇主要含有仲徑基，因此在發(fā)泡期間 對多異氯酸醋具有低反應(yīng)性。在板材發(fā)泡方法中，包括PIPA多元醇和泡沫形成多異氯酸醋 組分(并且可W包括任選的泡沫形成添加劑組分的至少一部分）的起始物質(zhì)可W混合并且 分配到區(qū)域(例如，凹槽）中，在所述區(qū)域中起始物質(zhì)在無約束的情況下或在最小約束(如上 覆塑料膜的重量)下反應(yīng)并且升起。PIPA多元醇不限于用于板材發(fā)泡方法中，例如，聚氨基 甲酸醋泡沫可W在封閉或開放模具(例如，可W使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的封閉或開放模 具方法）中形成，在所述模具中起始物質(zhì)在開放或封閉模制結(jié)構(gòu)的約束下反應(yīng)并且升起。
[0010] 為了形成柔性聚氨基甲酸醋泡沫，包括至少PIPA多元醇的泡沫形成多元醇組分與 包括至少一種多異氯酸醋化合物的泡沫形成多異氯酸醋組分反應(yīng)。反應(yīng)在可W包括起泡 和/或膠凝催化劑、表面活性劑、起泡劑和/或阻燃劑的泡沫形成添加劑組分存在下進(jìn)行。舉 例來說，常規(guī)柔性聚氨基甲酸醋泡沫可W在95到150(例如，95到130、100到125、105到115 等）的異氯酸醋指數(shù)下制備。異氯酸醋指數(shù)測量為用于形成柔性泡沫的反應(yīng)混合物中的異 氯酸醋的當(dāng)量數(shù)除W反應(yīng)混合物中的含異氯酸醋反應(yīng)性氨的物質(zhì)的總當(dāng)量數(shù)乘W100。
[0011] PIPA多元醇的固體含量WPIPA多元醇的總重量計是10重量％到75重量％(例如， 15重量％到50重量％、10重量％到40重量％、15重量％到40重量％、20重量％到40重量％、 25重量％到45重量％、15重量％到30重量％、15重量％到25重量％等）。固體含量是指？1口八 粒子呈分散體的總重量的百分比形式的重量。PIPA粒子的重量可W是根據(jù)本領(lǐng)域中已知的 方法測定的計算重量。PIPA多元醇是包括至少低當(dāng)量重量多元醇、多異氯酸醋化合物和基 礎(chǔ)多元醇的混合物的反應(yīng)產(chǎn)物。泡沫形成多元醇組分中的PIPA多元醇的量W泡沫形成多元 醇組分的總重量計可W是至少5重量％ (例如，5重量％到100重量％、8重量％到15重量％、 12重量％到20重量％、18重量％到28重量％、26重量％到50重量％、26重量％到80重量％、 50重量％到1〇〇重量％、60重量％到100重量％、70重量％到100重量％、80重量％到100重 量％、90重量％到100重量％、95重量％到100重量％、98重量％到100重量％等）。舉例來說， 泡沫形成多元醇組分中的PIPA多元醇的量W泡沫形成多元醇組分的總重量計在接近75重 量％的較高固體含量下可W是至少6重量％并且在接近20重量％的較低固體含量下可W是 至少20重量％。分散PIPA粒子的粒徑可W在0.05μπι到20μπι范圍內(nèi)。舉例來說，PIPA粒子的總 量的至少90%的粒度可W是小于1 Ομηι (例如，0.0 5μηι到9μηι、0.0 5μηι到如m等）。
[0012] 除了PIPA多元醇之外，泡沫形成多元醇組分可W包括至少一種衍生自氧化丙締、 氧化乙締和/或氧化下締的聚酸多元醇。舉例來說，泡沫形成多元醇組分可W包括分子量是 3000克/摩爾到3500克/摩爾的聚氧丙締-聚氧乙締聚酸Ξ醇。聚氧丙締-聚氧乙締聚酸Ξ醇 的氧化乙締含量可W是小于15% (其余部分是氧化丙締)并且W聚氧丙締-聚氧乙締聚酸Ξ 醇中的徑基的總數(shù)計具有少于20 %伯徑基(例如，少于10 %伯徑基)泡沫形成多元醇組分的 總固體含量通過包