[发明专利]低VOC含量聚氨酯泡沫的制备方法及用途

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料的发泡方法及用途，具体地说是低有机挥发物VOC(volatile organic compounds)含量的聚氨酯泡沫的制备方法及用途，同时涉及低VOC原料的合成。

现有技术

现有技术在发泡剂、催化剂、硅氧烷基表面活性剂(俗称硅油)和其他助剂存在下，通过有机异氰酸酯与含活性氢的化合物反应生产出聚氨酯泡沫。含活性氢的化合物包括聚醚多元醇、聚合物多元醇、多元胺、和水。在制备聚氨酯泡沫中，催化剂促进了两个主要的反应，即凝胶和发泡。这些反应在工艺过程中同时进行，并处于竞争平衡关系，产生具有所需物理性能的聚氨酯泡沫。

由于它们突出的物理性能，聚氨酯泡沫用于广泛的领域。特别重要的市场是汽车工业。聚氨酯泡沫常用于汽车中作为顶衬，门的内部覆盖，如遮光板、仪表板、方向盘，并用于座位系统。

近年来汽车制造商向其泡沫供应商提出的需求明显更加严格，特别是泡沫的排放标准，现在对有机挥发物(VOC)含量进行分析测定。

据一些令人信服的资料表明，车内污染严重威胁着驾车人的身体健康。中国室内装饰协会室内空气监测中心2006年对200辆车进行检测，结果发现，若参照室内空气质量标准，有近90％的汽车都存在车内空气中甲醛或苯含量超标问题，而且大部分车辆甲醛超标都在五六倍以上，其中新车内的空气质量最差。

据公开的材料显示国家地质实验测试中心2006年底正式公布国产新车车内空气质量检测结果，在接受检测的20个品牌、50款上市3个月的国产新车中，仅有9款轿车车内5项有害元素的检测完全合格。国家地质实验测试中心是国家科技部所属的十三个国家级行业分析测试中心之一，此次检测的5项车内有害元素分别为甲醛、苯类化合物和其他VOC，其中甲醛的超标现象最为严重，82％的被测新车车内空气甲醛含量超过室内甲醛国际限量值；28％的被测新车车内空气中苯类化合物含量超标。

VOC中文释意：有机挥发物，具有嗅味，有刺激性，而且绝大部分化合物具有基因毒性。目前认为，VOC能引起机体免疫水平失调，影响中枢神经系统功能，出现头晕、头痛、嗜睡、无力、胸闷等自觉症状；还可能影响消化系统，出现食欲不振、恶心等，严重时可损伤肝脏和造血系统，出现变态反应等。

车内主要污染物及危害：

甲醛：是无色、具有强烈气味的刺激性气体，其35％-40％的水溶液通称福尔马林，常吸入少量甲醛，能引起慢性中毒，出现粘膜充血、皮肤刺激症、过敏性皮炎、指甲角化和脆弱、甲床指端疼痛等。全身症状有头痛、乏力、胃纳差、心悸、失眠、体重减轻以及植物神经紊乱等。

苯类化合物包括：苯、甲苯、二甲苯等，在常温下为一种无色、有甜味的透明液体，并具有强烈的芳香气味。高浓度苯对中枢神经系统有麻醉作用，引起急性中毒；长期接触苯对造血系统有损害，引起慢性中毒。急性中毒：轻者有头痛、头晕、恶心、呕吐、轻度兴奋、步态蹒跚等酒醉状态；严重者发生昏迷、抽搐、血压下降，以致呼吸和循环衰竭。慢性中毒：主要表现有神经衰弱综合征；造血系统改变：白细胞、血小板减少，重者出现再生障碍性贫血；少数病例在慢性中毒后可发生白血病(以急性粒细胞性为多见)；皮肤损害有脱脂、干燥、皲裂、皮炎；可致月经量增多与经期延长。

其他污染物：如胺类、低分子醇类；异氰酸酯中含有微量的挥发性苯类化合物，有头痛、乏力、呕吐、步态蹒跚等状态，严重者发生昏迷。还会引起皮肤过敏，植物神经紊乱等。

以上污染物并非全部来自聚氨酯泡沫材料，但不可否认聚氨酯泡沫材料释放的有机挥发物也是污染源之一。

聚氨酯泡沫材料中主要原料有：聚醚多元醇、聚合物多元醇、催化剂、硅油、发泡剂、交联剂和异氰酸酯，含有以下微量的挥发物：甲醛、苯类化合物和其他有机挥发物，首先聚醚多元醇中本身制造过程中有微量的醛类化合物；其次聚合物多元醇使用的原料中有微量的苯乙烯等挥发性苯类化合物；催化剂、硅油和催化剂中含有微量的其他有机挥发物，如胺类、低分子醇类；异氰酸酯中含有微量的挥发性苯类化合物，因此要降低聚氨酯材料中VOC含量，需要选择或改造聚氨酯发泡用原材料，才能有效地减少有机挥发物的存在。

随着汽车家庭化的普及，车内空气质量好坏逐渐被人们重视起来，车空气质量好坏不但影响驾车人的身体健康，而且对交通路况产生影响，甚至出现车祸，影响驾车人和行人生命，绿色环保的车内装饰迫在眉睫，走进了每个有车一族的生活。