[发明专利]聚氨酯泡沫组成、产品及方法

说明书

相关专利申请的交叉引用

本申请要求于2006年12月29日提交的题为“聚氨酯泡沫及数据 和方法”的美国临时申请序列号60/877,889的优先权，在此将其内容 通过引用的方式全文纳入本说明书中。

技术领域

按照目前的理解，本发明涉及一种聚氨酯(polyurethane)泡沫， 包括其制备系统和方法。按照目前的理解，本发明具体地涉及一种在 车辆应用中表现出改善的、特别优良的振动缓冲特性的聚氨酯泡沫组 成，及其作为车座泡沫(包括作为座椅底垫和座椅背垫)的用途；还 涉及配制和加工用于上述应用的这类泡沫的方法。

背景技术

公知提供车辆(如汽车)坐垫以使车辆乘坐者舒适。典型地，已 知可使用聚氨酯基泡沫制造这种坐垫。可将这种泡沫制得相对柔软并 且仍可为乘坐者提供高的舒适水平(例如“奢华感”)。然而，这种 软质泡沫对于缓冲汽车运动期间产生的道路振动可能并不总是十分有 效。为克服该问题，可在坐垫中提供更硬或更坚固的泡沫，以较好地 减缓道路振动。然而，与所述软质泡沫相比，这种硬质泡沫具有较少 的“垫衬”和舒适度(特别是在经过一段较长的时间之后)。

还公知可根据“一步”法制造所述聚氨酯基泡沫垫。在一步法中， 所述公知的软质和硬质聚氨酯泡沫通常由第一(或多元醇)物料流和 第二(或异氰酸酯)物料流的混合物制成。聚氨酯基泡沫通常由一种 聚氨酯基的基础多元醇(base polyol)树脂、一种聚氨酯基的共聚物 多元醇树脂(共聚多元醇)、水、一种催化剂(或催化剂组，通常为 异氰酸酯，例如TDI或TM20)和一种表面活性剂组成。所述多元醇物 料流通常由具有环氧丙烷(PO)——可用氢氧化钾(KOH)制备——并 且/或者而后用环氧乙烷(EO)封端的聚氨酯聚合物组成。其他公知的 制备多元醇的方法包括使用氢氧化钴和氢氧化锌、氢氧化铯(CsOH)、 氢氧化铱和氢氧化铷(RbOH)。所述多元醇可使用或不使用EO封端 来制备。其他制备不被EO封端的多元醇的方法包括使用重金属氰化 物络合物。

这种已知的软质和硬质聚氨酯泡沫还可通过将以下组分混合的方 法制备：一种预聚物(例如共聚物多元醇和基础多元醇——例如从 Bayer Corporation of Pittsburgh，Pennsylvania商购获得的 Acclaim^TM多元醇和Hyperlite XL^TM合成树脂——的组合)、可仅用PO 封端的共聚物多元醇、水、催化剂、表面活性剂和异氰酸酯。

通常认为，各组分的混合是通过将两股物料流倾倒入模具中、封 闭该模具并使所述组分反应而进行。可任选地加热该模具以帮助缩短 泡沫固化时间，进而更快地制备泡沫制品。在泡沫完全固化后(例如 约2至60分钟后——取决于资金投入量以及所允许的工段生产时 间)，将泡沫制品从模具中移出(即脱模)并使用预设压力碾压(并 且可反复碾压)，以在特定时间(例如脱模后15秒至8分钟)内达到 预定的压缩尺寸。然而，该公知方法的问题在于，所生成的泡沫制品 对于缓冲汽车运动期间所产生的道路振动也并不总是十分有效。此外， 对于公知的聚氨酯组成而言，在基础和/或共聚物多元醇中使用不同的 基础聚氨酯树脂材料同时仍能获得相对近似和/或改善的性能特性也 具有挑战性。

有利的是提供一种可控制泡沫性能特性的聚氨酯泡沫制备方法。 同样有利的是提供一种具有振动缓冲性能和适当舒适度的聚氨酯泡 沫，其可被特别定制并应用于具体的车辆组件、包括车座子组件中， 使较多种类的聚氨酯材料可作为基础多元醇和/或共聚物多元醇部分 来使用。还有利的是提供具有上述改善的性能特性而使得对车辆中其 它减振子系统(例如减振器、轮胎、主簧等)的要求降低的聚氨酯泡 沫。提供所述聚氨酯泡沫，包括具有任意一种或多种所述或其它有利 特征的系统或方法是有利的，并具有持续的需求。

发明内容

在一个示例性的实施方案中，由以下物质的反应产物提供一种开 孔聚氨酯泡沫材料：一种高分子量、低一元醇(monol)的基础多元醇； 一种发泡和凝胶的重量比为1∶3至1∶8的交联剂；一种异氰酸酯；一 种表面活性剂；以及水；其中多元醇和异氰酸酯的指数为85-105。

在一个具体的实施方案中，所述多元醇的分子量为5000至10000. 更具体地，所述多元醇的分子量为6000至8000。