[发明专利]高耐久性软质聚氨酯冷熟化模塑泡沫材料及其制备方法

说明书

本发明涉及高耐久性软质聚氨酯冷熟化模塑泡沫材料及其制备方法，更确切地说，本发明涉及重量轻、耐久性(例如湿热压缩变定)得到改进的、并宜于用作车内饰、家具衬垫材料、卧具和各种各样物品的软质聚氨酯冷熟化模塑泡沫材料，本发明也涉及该泡沫材料的制备方法。

由于软质聚氨酯冷熟化模塑泡沫材料(下面有时称为“软质泡沫材料”)具有缓冲性能，它们广泛地用于车辆、家具、卧具和各种各样的物品。这样的软质泡沫材料以这样的方式制成：将芳族多异氰酸酯与多醇和/或含有分散的聚合物粒子的聚合物多醇，在水发泡剂、硅氧烷基表面活性剂、催化剂例如胺或锡化合物、交联剂和添加剂(如果需要)例如阻燃剂和颜料存在下进行反应，其中分散的聚合物粒子由丙烯腈和/或苯乙烯在多醇中进行自由基聚合得到。

水用作发泡剂，即水与芳族多异氰酸酯反应，产生用作发泡气的碳酸气，同时生成芳族聚脲。近来，为了保护全球环境，Montreal条约已经禁止使用CFC-11(CCl₃F)。这样造成的结果是，在配方中要增加水的用量，目的是补偿常规发泡添加剂(物理发泡剂)的发泡效果。

另外，近年来，对降低软质泡沫材料的成本有强烈的需求，而且为了降低重量，也需求密度低的软质泡沫材料。当软质泡沫材料用于车辆时，也需要减小泡沫材料的密度以减轻重量，来适应燃料消耗的规定。为了满足低密度的要求，用作发泡剂的水的用量会进一步增加。

增加水的用量，会导致产生更多的碳酸气，由此可有效地降低软质泡沫材料的密度。然而，如果同时芳族聚脲的生成量增加，那么保持软质泡沫材料的耐久性例如压缩变定的性能就变得困难。另外，降低软质泡沫材料的密度本身会引起软质泡沫材料的耐久性例如压缩变定性能劣化。

压缩变定性能劣化意味着软质泡沫材料的形状稳定性差，这会导致各种各样的不合适。例如卧具衬垫的厚度在使用期间会减小，或者车辆的衬垫厚度或硬度在使用期间会改变。尤其是在车辆的衬垫中，长时间的行驶会降低衬垫的起始设计的厚度或硬度。造成的结果是所规定的司机位置有所降低，或者损害坐着或行驶的舒适性。这些问题都与软质泡沫材料的耐久性有关，耐久性能够通过重复压缩测试中的硬度变化或湿热压缩变定来评价。

因此，对开发软质聚氨酯冷熟化模塑泡沫材料存在一种需求，该泡沫材料重量轻，而且湿热压缩变定和重复压缩测试中的硬度变化率小，即具有优良的耐久性。

在这样的情形下，本发明人进行了各种研究，结果制成了尽管密度低、但耐久性优良的软质聚氨酯冷熟化模塑泡沫材料。在这基础上完成了本发明。本发明人也发现：耐久性优良的软质泡沫材料能够采用聚合物和/或含有分散的聚合物微粒(乙烯基聚合物粒子)的聚合物多醇而有效地制成，该微粒由具有不饱和键的化合物例如丙烯腈或苯乙烯在多醇中进行自由基聚合而得到，和将通过使用催化剂而合成的多醇用作多醇而得到，该催化剂含有至少一种选自：带有氮-磷双键的化合物、氢氧化铯和氢氧化铷的化合物。在此基础上，完成了本发明的制备工艺。

本发明旨在解决上述的与现有技术有关的问题，本发明的一个目的是提供密度低、耐久性优良、尤其在重复压缩测试中硬度变化率优良和厚度变化性能例如湿热压缩变定性能优良的软质聚氨酯冷熟化模塑泡沫材料。本发明的另一个目的是提供制备该泡沫材料的工艺。

在本发明提供的制备方法中，再一个目的是提供能用树脂预混物经济地制备高耐久性软质聚氨酯冷熟化模塑泡沫材料的方法，该树脂预混物在制备软质泡沫材料时具有优良的模塑性。

本发明的软质聚氨酯冷熟化模塑泡沫材料的总密度不低于35千克/米³但不高于45千克/米³，湿热压缩变定不高于15％。

本发明的软质聚氨酯冷熟化模塑泡沫材料由重复压缩测试测定的硬度变化率优选不超过15％。

本发明的软质聚氨酯冷熟化模塑泡沫材料优选由多醇和/或含有分散的聚合物微粒的聚合物多醇所获得的软质聚氨酯冷熟化模塑泡沫材料，该微粒由带有不饱和键的化合物在多醇、水、催化剂、多异氰酸酯、交联剂和/或泡沫稳定剂(如果需要)中进行自由基聚合得到，其中：

多醇是选自下列物质的聚氧化烯多醇：

(1)羟值不低于15毫克KOH/克和不高于25毫克KOH/克、总不饱和度不高于0.060毫当量/克的聚氧化烯多醇；

(2)羟值高于25毫克KOH/克而不高于35毫克KOH/克、总不饱和度不高于0.050毫当量/克的聚氧化烯多醇；

(3)羟值高于35毫克KOH/克而不高于45毫克KOH/克、总不饱和度不高于0.040毫当量/克的聚氧化烯多醇，