[发明专利]柔韧性复合弹性聚氨酯表皮层的制备方法

说明书

本发明涉及包括彼此粘附的第一和第二柔韧性聚氨酯层的柔韧性弹性复合聚氨酯表皮层的制备方法。该聚氨酯层分别具有第一和第二挠曲模量且该表皮层由平均挠曲模量小于30MPa，优选小于25MPa，更优选小于20MPa的这两个层组成。该第一聚氨酯层通过将第一聚氨酯反应混合物喷涂到模具表面上获得并且该第二聚氨酯层通过将第二聚氨酯反应混合物喷涂到该第一聚氨酯反应混合物的层的至少一部分上获得。因为芳族多异氰酸酯能够比脂族多异氰酸酯获得更柔韧的聚氨酯弹性体，所以该第二聚氨酯反应混合物包含至少一种芳族多异氰酸酯。 

聚氨酯表皮层主要用于机动车辆的内部装饰板部件，更具体地说用于仪表盘、门心板、控制台、手工具箱盖等。在这些应用中，聚氨酯表皮层借助于中间半刚性背泡沫层与刚性基材粘附，该背泡沫层位于该弹性表皮层和基材之间。该背泡沫层具有低于200kg/m³且通常在120和180kg/m³之间的密度。此种背泡沫层的存在能够使该聚氨酯表皮层弹性地缩进以致为该装饰部件提供软触觉。弹性聚氨酯表皮层的重要特征是在这一方面它必须足够柔韧，即它应该具有至少小于30MPa的挠曲模量。 

对喷涂柔韧性弹性聚氨酯表皮层适合的聚氨酯反应混合物例如在EP-B-0 379 246中进行了公开。该专利中公开的组合物基于脂族异氰酸酯并且产生不要求模内涂覆(或后涂漆步骤)以避免该表皮层变色的光稳定聚氨酯。根据该专利的教导制备的脂族聚氨酯配方(由和共混物组成：Recticel的商标)能够获得根据ASTM D790-03测量的挠曲模量为20-30MPa的柔韧性聚氨酯表皮层。这些配方进一步具有通常小于180秒的较短的固化时间，即用这些配方制备的表皮层在这样的固化时间内产生足够的生坯强度以致它们可能从模具表面移除而不会产生该表皮层的残余变形。

然而，这些脂族聚氨酯配方遇到的问题是其中使用的有机铅催化剂被或将被禁止，因为环境保护法规。替代配方现可获得，其中有机铅催化剂被例如有机铋和有机锡催化剂的结合替代，并任选地进一步与有机锌催化剂结合(参见例如WO 2004/000905)。虽然此种催化剂结合物也使达到180秒或更少的固化时间，但是它们产生略微不同的聚氨酯网络，得到更硬的聚氨酯表皮层，更尤其得到挠曲模量为大约40MPa或甚至更高的聚氨酯表皮层。 

通过其它有机金属催化剂替代有机铅催化剂的另一个缺陷是由此还提高挥发性有机化合物从聚氨酯弹性体的排放。如WO 2004/000905中公开那样，可以通过使用特殊的有机铋或有机锡催化剂减少排放，其中金属原子与长链有机基团例如油烯基、linoleyl或linolenyl基键接。然而，在实践中，这些催化剂的使用可能由于其中添加了它们的多元醇共混物中的低相容性而产生加工问题。可以通过提高NCO指数进一步减少挥发性有机化合物的排放，然而，这导致更硬的聚氨酯弹性体，具有例如大约55MPa的挠曲模量。 

代替由脂族聚氨酯配方制备聚氨酯表皮层，还可能由芳族聚氨酯配方即由其异氰酸酯组分包含芳族而不是脂族多异氰酸酯的聚氨酯配方制备它们。例如EP-B-1 079 962中公开的那样，此种芳族聚氨酯配方具有优于脂族聚氨酯配方的重要优点。芳族聚氨酯配方产生具有更尤其好物理性能例如更高拉伸和撕裂强度和更好伸长率和＂低温弯曲＂能力的聚氨酯弹性体。它们还更便宜并且具有更快的固化速率并于是具有比脂族聚氨酯配方更短的脱模时间。因此，它们不要求有机铅催化剂来达到短的脱模时间。此外，它们不释放挥发性有机化合物(VOC)或至少比脂族聚氨酯少得多。 

然而，芳族聚氨酯弹性体的缺陷是它们在长时间曝光之后变得不太稳定以致它们必须借助于外涂层屏蔽直接暴露于日光下。该涂层优选是模内涂层，它在将芳族聚氨酯配方喷涂在模具表面上之前被施加到该模具表面上。该涂层是溶剂基或水基的并且具有小于大约40微米的厚度。溶剂基模内涂层具有释放挥发性有机化合物(VOC)的缺陷， 而水基模内涂层要求相当长的时间，即使当使用热源时仍如此，如EP-B-1 079 962中公开的那样。