[发明专利]多组分泡沫乳胶的配制方法

说明书

本发明的技术领域和工业实用性

本发明总的来讲涉及泡沫，更特别地涉及由具有包含胶乳的A侧和包含多官能氮丙啶交联剂和增塑剂的B侧的可发泡组合物形成的两部分喷雾泡沫。该泡沫用于填充空腔、裂缝和缝隙以增强建筑物、轿车和器具的密封和绝缘性质，并为地毯、衬垫、褥垫、枕垫和玩具形成背衬。还提供了这种泡沫的制备方法。

背景技术

喷雾泡沫已经广泛用于绝缘和结构增强的领域中。例如，喷雾泡沫通常用于使物体(例如汽车、热槽、电冰箱、船只和建筑结构)绝缘或为其引入结构强度。此外，喷雾泡沫用于例如以下的应用中：用于家具和床具的衬垫、用于地毯下层的垫料、吸音材料、织物层压制品和吸能材料。目前，喷雾泡沫，尤其是用作家庭墙壁的绝缘剂或密封剂的那些泡沫，是聚氨酯喷雾泡沫。

聚氨酯喷雾泡沫及其制备方法是公知的。通常，聚氨酯喷雾泡沫是由两种分开的组分所形成，通常称作“A”侧和“B”侧，其在彼此接触时反应。第一组分，或“A”侧，包含异氰酸酯，例如在分子上具有高NCO(氮、碳和氧)官能团百分比的二或多异氰酸酯。第二组分，或“B”侧，包含亲核试剂，例如包括两个或多于两个羟基的多元醇、硅氧烷基表面活性剂、发泡剂、催化剂和/或其他助剂。该亲核试剂通常是多元醇、伯和仲多胺和/或水。优选地，使用二醇和三醇的混合物以达到所需的发泡性质。设计多元醇的总羟基数以达到1∶1的第一组分∶第二组分比(A∶B)。

通常将这两种组分通过分开的管线输送到喷枪(例如撞击式喷枪)中。将该第一和第二组分以高压泵送通过小孔以形成分开的单个组分物流。在该枪中该第一和第二组分的物流相交并彼此混合，开始反应。反应热使得该第一和第二组分中反应物的温度升高。这种温度的升高造成位于第二组分(“B”侧)中的发泡剂蒸发并形成泡沫混合物。随着该混合物离开该枪，该混合物与表面接触，与其粘着，并继续反应直至异氰酸酯基团完全反应为止。所得到的传热阻力或R值可以为3.5-8/英寸。

常规聚氨酯喷雾泡沫有几个相关的问题。例如，尽管用这种聚氨酯喷雾泡沫密封建筑物减少了通风，并将经调节的空气保持在建筑物内部，而将外部空气保持在建筑物外部，但也降低了水分渗透该建筑物的能力。因此，在这些不再可使水分渗透到该建筑物内的紧密密封的建筑物中水分和空气污染物的含量升高。

与常规聚氨酯喷雾泡沫相关的另一问题是该第一组分(“A”侧)包含高含量的亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)单体。在将该泡沫反应物喷雾时，该MDI单体形成液滴，如果不遵循严苛的安全防护措施，其可能被安装该泡沫的工人吸入。甚至短暂暴露于异氰酸酯单体都可能造成呼吸困难、皮肤刺激、长水泡和/或对鼻子、喉咙和肺部的刺激。这些单体的长期暴露能够导致气道致敏，其可能造成哮喘状反应且可能致死。

这种常规聚氨酯喷雾泡沫的另一问题是认为未使用的残余的聚合亚甲基二苯基二异氰酸酯(PMDI)是危险废弃物。PMDI通常具有约20％的NCO。此外，PMDI能够在环境中常年保持液态。因此，必须遵循特定的程序以确保该PMDI废品适当安全处置在得到许可的土地填埋中。这种预防措施是昂贵且耗时的。

已经尝试降低或消除异氰酸酯的存在和/或喷雾泡沫释放入大气中的异氰酸酯。下面给出这些尝试的非限制实例。

O’Leary的美国专利公开号2006/0047010教导了通过使异氰酸酯预聚物组合物与封装在长链惰性聚合物组合物中的异氰酸酯活性组合物反应生成的喷雾聚氨酯泡沫。该聚氨酯预聚物组合物包含少于约1wt％的游离异氰酸酯单体、发泡剂和表面活性剂。该异氰酸酯活性组合物包含将与该异氰酸酯基团和催化剂反应的多元醇或多元醇的混合物。在应用过程中，喷枪加热该聚合物母体，其从封装材料中释放出该多元醇和催化剂。随后该多元醇与该异氰酸酯预聚物反应以生成聚氨酯泡沫。

Ko等的美国专利号7,053,131公开了包括经超临界流体处理的泡沫的吸附剂制品。特别地，使用超临界二氧化碳产生泡沫，其被认定为具有改进的物理和界面性质。

Stollmaier等的美国专利号6,753,355公开了用于制备泡沫乳胶的组合物，其包括胶乳和多腈氧化物(例如2，4，6-三乙基苯-1，3-二腈氧化物)或胶乳和环氧基硅烷。该胶乳可以是羧化的。声称该组合物至少12个月稳定，且该单组分涂料系统能够在室温固化，而不释放副产物。

Taylor的美国专利号6,414,044教导了包括胶乳乳液和液体气体推进剂组分的发泡填缝剂和密封剂组合物。该发泡组合物不包含气态凝固组分。