[发明专利]制备柔性聚氨酯泡沫的方法

说明书

本发明涉及柔性聚氨酯泡沫和制备柔性聚氨酯泡沫的方法，还涉及包含此泡沫的植物生长介质和此泡沫用作植物生长介质的用途。

已知包含柔性聚氨酯泡沫的植物生长介质。

US 3798836公开其中具有分散的热塑性颗粒的水不溶性开孔发泡聚氨酯基质。

US 3889417通过使预聚物与高量水反应制备亲水泡沫。此泡沫可用于园艺应用。应用的水指数为1300-78000。类似方法已公开于WO 96/16099，其中未对异氰酸酯指数和水指数给出特殊指导，在实施例中，水指数大于1700，异氰酸酯指数小于6。所用预聚物由具有至少1000的分子量的多元醇制成。

US 3970618公开了一种用于培养植物的基质，所述基质为通过使多异氰酸酯和多元醇以低NCO指数反应制备的亲水聚氨酯泡沫，多元醇具有900-1800的羟基值，多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)类型多异氰酸酯。

US 5155931用泡沫作为植物垫，所述泡沫通过使有机异氰酸酯(优选为TDI)和多元醇以90-120的NCO-指数反应制备。

US 6479433公开了在选择的填料材料存在下通过使预聚物和水反应制备的园艺生长介质。

US 2005/0131095公开了以40-150的NCO-指数制备聚氨酯泡沫包括柔性聚氨酯泡沫的方法。对水指数未特别关注；在实施例中，NCO-指数在85-106之间，而水指数在93-120之间变化。

用低和高量水以低异氰酸酯指数制备柔性聚氨酯泡沫的方法已分别描述于EP 309217和EP 309218。

令人惊讶的是，聚氨酯泡沫可进一步改善，特别是在100％水饱和时的泡沫稳定性和水缓冲容量方面，并且在低密度下具有高的压缩载荷挠度(compression load deflection)。

我们也意外地发现制备这类新聚氨酯泡沫的新方法。

因此，本发明涉及具有25-70kg/m³的密度、5-15kPa的在40％的压缩载荷挠度(CLD)、最多25％的在水饱和时的体积增加和40-60％的水缓冲容量的柔性聚氨酯泡沫。

本发明进一步涉及制备这种柔性聚氨酯泡沫的方法，所述方法包括以20-70的异氰酸酯指数和200-400的水指数，任选在聚氨酯领域使用的助剂和添加剂存在下，使以下物质反应：

-多异氰酸酯预聚物，所述预聚物具有20-30％重量的NCO-值，并通过使多异氰酸酯和多元醇反应制备，所述多异氰酸酯包含30-80％重量的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和20-70％重量的该二异氰酸酯的同系物，该同系物具有为3或更大的异氰酸酯官能度，两者的量均基于多异氰酸酯的量计算，多元醇具有62-1000的平均分子量和2-4的平均标称羟基官能度；

-聚氧乙烯聚氧丙烯多元醇或这类多元醇的混合物，所述多元醇或混合物具有2-4的平均标称羟基官能度、2000-8000的平均分子量和分别基于该多元醇或混合物的重量计算为25-50％重量的平均氧乙烯含量；

-水；和

-任选的具有60-1999的平均分子量的异氰酸酯-反应性增链剂和/或交联剂。

优选泡沫具有26-60kg/m³的密度和5-12kPa的在40％的压缩载荷挠度(CLD)。更优选泡沫另外具有最多15％的在水饱和时的体积增加。

本发明更进一步涉及包含本发明的柔性聚氨酯泡沫的植物生长介质。

最后，本发明涉及本发明的柔性聚氨酯泡沫用作植物生长介质和用于绿色墙壁(green wall)和/或绿色屋顶(green roof)的用途。

用具有相对较高氧乙烯含量的多元醇以低异氰酸酯指数制备聚氨酯泡沫的方法已公开于DE 3710731、US 4833176、US 4365025、US 4910231、US 5459170、US 5521226、US 6417241、US 7022746和WO 2007/110286。

然而，本发明的泡沫和方法尚未公开。该泡沫很适合用作植物生长介质，因为它们具有良好的湿润、芯吸、保水和水释放性质，同时在干燥和湿环境保持良好的物理性质，如压缩硬度和抗压缩变形性。

本发明的泡沫也在至少一种以上性质方面优于在过去作为植物生长支撑材料提出的其它材料，如珍珠岩、砾石、石纤维、木纤维、椰纤维、泥炭和聚苯乙烯泡沫珠。