[发明专利]制备高气流和低压缩变定粘弹性聚氨酯泡沫体的方法

说明书

技术领域

本发明的实施方式涉及聚氨酯泡沫体。更特别地，本发明的实施方式涉及具有粘弹性性质的聚氨酯泡沫体。

背景技术

聚氨酯泡沫体用于多种应用，从缓冲(如床垫、枕头和座位垫)至包装至热绝缘和用于医疗应用。聚氨酯具有下述能力，即，经过选择用来形成聚合物的原材料，可以将其剪裁以适应特定应用。

一类聚氨酯泡沫体称为粘弹性(VE)或“记忆”泡沫体。粘弹性泡沫体表现了对于外加应力的时间-延迟和速率-依赖的响应。它们具有低回弹性，当压缩时会迟缓恢复。这些性质通常与聚氨酯的玻璃态转化温度(T_g)有关。通常当聚合物的T_g为使用温度或接近使用温度时可以呈现粘弹性，所述使用温度对于很多应用而言为室温。

如同大多数聚氨酯泡沫体，VE聚氨酯泡沫体是通过多元醇组分与多异氰酸酯在发泡剂存在下的反应制备的。发泡剂通常为水或为水和另一种物质的混合物。VE制剂通常的特征在于，对多元醇组分和制剂中水的量的选择。用于这些制剂的主要的多元醇的官能度为约3个羟基基团/分子，其分子量为400-1500。这种多元醇主要为聚氨酯泡沫体的T_g的首要决定因素，但是其它因素(如水含量和异氰酸酯指数)也具有重要的作用。

通常，粘弹性聚氨酯泡沫体具有低气流性质，其在室温(22℃)和大气压(1atm)的条件下通常小于约1.0标准立方英尺每分钟(scfm)(0.47升/秒)，从而当其用作舒适泡沫体(例如，被褥、座位和其它缓冲材料)时能够促进发汗。低气流也导致热量和湿气向泡沫体外的低传导，这将导致(1)增加的泡沫体(床层)温度和(2)湿润度。较高温度的结果是较高的回弹性和降低的粘弹性特征。结合的热量和湿气导致泡沫体的疲劳加速。此外，如果泡沫体气流足够低，则在制造过程中泡沫体可能会经受收缩。此外，改善粘弹性泡沫体的支承因子会受到限制，除非牺牲粘弹性性质。

期望的是，与现在通常达到的相比，可以达到较高的气流值，而同时又保持泡沫体的粘弹性性质。此外，期望得到具有改善气流而同时保持如压缩变定等性质的泡沫体。在一些应用中，也期望得到触摸起来感觉柔软的泡沫体。

发明内容

本发明的实施方式涉及聚氨酯泡沫体。更特别地，本发明的实施方式涉及具有高气流同时保持粘弹性性质的聚氨酯泡沫体。

在一种实施方式中，提供了用于制备粘弹性聚氨酯泡沫体的反应体系。反应体系包括(a)多异氰酸酯组分和(b)异氰酸酯反应性组分。异氰酸酯反应性组分(b)包含(i)占异氰酸酯反应性组分45至70重量%的总数均当量为210至510的一种或多种环氧丙烷富集(PO-富集)多元醇，(ii)占异氰酸酯反应性组分20至30重量%的总数均当量为200至500的一种或多种环氧乙烷(EO-富集)多元醇，(iii)占异氰酸酯反应性组分10至25重量%的总数均当量为300至800的一种或多种环氧乙烷-环氧烷烃聚醚，其中所述环氧烷烃是环氧丙烷，环氧丁烷，或其组合；和(iv)占异氰酸酯反应性组分0.5至15重量%的官能度为1至4和总数均当量为2,000至6,000的一种或多种PO-富集多元醇。

在另一种实施方式中，提供了制备粘弹性泡沫体的方法。该方法包括形成反应组分。反应组分包括多异氰酸酯组分，异氰酸酯反应性组分，水，和催化剂组分。异氰酸酯反应性组分包含：占异氰酸酯反应性组分45至70重量%的总数均当量为210至510的一种或多种环氧丙烷富集(PO-富集)多元醇；占异氰酸酯反应性组分20至30重量%的总数均当量为200至500的一种或多种环氧乙烷(EO-富集)多元醇；占异氰酸酯反应性组分10至25重量%的总数均当量为300至800的一种或多种环氧乙烷-环氧烷烃聚醚，其中所述环氧烷烃是环氧丙烷，环氧丁烷，或其组合；和占异氰酸酯反应性组分0.5至15重量%的官能度为1至4和总数均当量为2,000至6,000的一种或多种环氧丙烷富集(PO-富集)多元醇。在足以形成粘弹性聚氨酯泡沫体的条件下混合反应组分。

再在另一种实施方式中，提供了粘弹性聚氨酯泡沫体，其气流为1.2升/秒至3.5升/秒和压缩变定@75%为2%或更少。

具体实施方式

本发明的实施方式涉及聚氨酯泡沫体。更特别地，本发明的实施方式涉及具有高气流同时保持粘弹性性质的聚氨酯泡沫体。