[发明专利]聚氨酯泡沫

说明书

本申请涉及聚氨酯泡沫。用作聚氨酯泡沫的原材料的聚合物改性多元醇通过使醇胺如三乙醇胺与异氰酸酯在金属有机催化剂的存在下反应而制备。所述催化剂为有机酸的金属盐，所述聚合物改性多元醇的粘度至少为2250mPa.s。在一个实施方案中，所述催化剂具有式M(O.CO.R.CH₃)₂，其中M为金属和R为6‑20个碳的碳链。可采用单羟基脂肪酸，特别是蓖麻油酸的金属盐。

本申请是申请日为2008年3月20日、申请号为″200880017224.6″、名称为″聚氨酯泡沫″的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及聚氨酯(PU)泡沫。

背景技术

用于制备柔性开孔PU泡沫的方法是本领域公知的，并例如记载于PolyurethaneHandbook，Dr Güenter Oertel编辑，Hanser Publishers，第161-233页中。

通常，柔性PU泡沫可通过以下方式来制备：使多元醇与多官能异氰酸酯反应从而NCO与OH基团通过加成反应形成氨基甲酸酯键合，和采用通过异氰酸酯与水的反应原位产生的二氧化碳来发泡聚氨酯。该常规方法可作为所谓的“一步”法实施，由此将多元醇、异氰酸酯和水混合在一起，从而在同一步骤中形成和发泡聚氨酯。

异氰酸酯与多元醇的反应通过加成反应形成氨基甲酸酯键合。

I.R-NCO+HO-R’→R-NH-CO-O-R’

异氰酸酯与水反应，形成胺和二氧化碳。

II.R-NCO+H₂O→RNHCOOH→RNH₂+CO₂

胺与异氰酸酯反应，形成脲键合。

III.R-NCO+RNH₂→R-NH-CO-NH-R

作为同时发生的上述反应I、II、III的结果，NCO、OH、H₂O的相互作用将形成结合了脲键合的PU链。

柔性PU泡沫典型地具有嵌段结构，其由通过聚氨酯和聚脲芳香硬链段连接的长柔性多元醇链构成，在极性基团如NH与脲和氨基甲酸酯键合的羰基间具有氢键。

另外，取代的脲(在III中形成)可与剩余异氰酸酯反应，形成缩二脲(IV)，以及氨基甲酸酯可与剩余异氰酸酯反应，形成脲基甲酸酯(V)

缩二脲与脲基甲酸酯形成导致聚合物结构中硬链段和聚合物网络的交联的增加。

得到的泡沫的物理性质取决于聚氨酯链的结构和链间的键合。

对于更高的泡沫硬度水平，和特别地为制备刚性的闭孔泡沫，例如通过采用较短链的多元醇和/或通过包含高官能度异氰酸酯来引起聚氨酯链交联。还已知结合不饱和化合物作为自由基交联剂。

对于众多应用，稳定且坚硬，即具有高承载性的开孔PU泡沫是合乎需要的。

以前称作冷熟化泡沫的所谓高回弹性(“high resilience，HR”)PU泡沫是公知的软PU泡沫类别，并且与所谓“标准”或“常规”泡沫相比，特征在于具有较高的支撑系数和回弹性。如在Dr.Güenter Oertel编辑的Polyurethane Handbook中例如第182页(第1版)，第198、202和220页(第2版)以及其它地方中讨论的那样，用于制备这些泡沫的原材料和配方的选择很大程度上决定了泡沫的性质。HR PU泡沫配方中使用的原材料或原材料的组合可能不同于标准泡沫配方中使用的那些，从而HR在PU泡沫领域中被认为是一种截然不同的单独技术。参见上述第2版的第202页表5.3。