[发明专利]粘弹性泡沫

说明书

通过在泡沫配方中包括某些增粘剂来增加软质聚氨酯泡沫的恢复时间和/或空气流量。所述增粘剂的特征在于与用于制备所述泡沫的多元醇或多元醇混合物不相容，在25℃下的粘度为至少10,000厘泊，玻璃化转变温度为至多15℃，并且对所述泡沫配方的其他组分呈惰性。

本发明涉及特征在于具有延长的恢复时间的粘弹性泡沫以及用于制备这类粘弹性泡沫的方法。

粘弹性(VE)聚氨酯泡沫代表了聚氨酯泡沫行业的一个快速增长的领域。VE泡沫的特征部分在于压缩后恢复缓慢。这些特性使VE泡沫与HR(高回弹性)和“常规”软质聚氨酯泡沫区分开来，后者具有大得多的回弹性，并且在压缩后几乎立即恢复。这些粘弹性泡沫有时被称为“记忆”泡沫。它们正越来越多地用于枕头和床垫中，其中泡沫的粘弹性赋予了消费者感到非常舒适的感觉。它们还用于声学应用中，以减少NVH(噪声、振动和刺耳声)，并用于其中缓慢恢复是有利的各种应用中，如耳塞。

VE泡沫的缓慢恢复通常至少部分归因于其玻璃化转变温度，其应接近使用温度，如在约20至35℃的范围内。例如，用于床上用品应用(床垫、枕头)的VE泡沫通常具有接近人体躯体温度的泡沫玻璃化转变温度。具有较低玻璃化转变温度的泡沫往往具有不期望的短恢复时间。

当从高于其玻璃化转变温度冷却到低于其玻璃化转变温度时，这些泡沫表现出很大的特性变化，反之亦然。应当记住，玻璃化转变温度不是像晶体熔点那样的急剧转变，而是在特定温度附近的温度范围内发生的一种现象，根据特定的测试，所述特定温度被称为泡沫的“玻璃化转变温度”。因此，玻璃化转变温度接近室温的泡沫倾向于在任何给定时间取决于环境温度而具有高度可变的特性。例如，泡沫的硬度(以及由此带来的舒适感)可能随着环境温度的升高而显著改变，环境温度的升高通常随着季节的变化、一天中的时间或甚至房间或建筑物内HVAC系统的操作而发生。

从制造的角度来看，有点高的玻璃化转变温度也产生某些缺点。VE泡沫通常以形成大的泡沫块的块状工艺制备。随后将块切成较小的部分，以组装成特定的产品。玻璃化转变温度为20℃或更高的泡沫通常储存在较低的温度下，在所述温度下它们会变得更硬并且更难以切割和制造。

如果泡沫的玻璃化转变温度为16℃或更低，那么这些问题可以得到改善。这足够低，以致在预期的使用温度范围内，特性将保持或多或少的一致性。因此，强烈期望提供一种具有粘弹性(即，长的恢复时间)并且还具有16℃或更低的玻璃化转变温度的泡沫。

如果泡沫的泡孔窗口大部分是关闭的，那么即使在较低T_g的泡沫中也可以实现长的恢复时间。当泡沫被压缩并随后解压缩时，关闭的泡孔窗口会阻止空气流入和流出泡沫。这种气动作用延长了恢复时间。这种方法的问题是泡沫不容易呼吸，因此不能迅速散发身体热量或水分。这些热量和水分被困在用户的身体附近，从而导致较低的舒适感。

因此，希望在保持或甚至越来越好的空气流量的同时增加聚氨酯泡沫，尤其是玻璃化转变温度为16℃或更低的聚氨酯泡沫的恢复时间。

更一般地，期望增加VE泡沫的恢复时间，并且需要用于实现该目的的方法。

在一方面，本发明是一种软质聚氨酯泡沫，其内表面部分地涂覆有增粘剂，其中增粘剂占据内表面的表面积的1％至75％。

除了前述优点之外，仅用增粘剂部分地覆盖内表面提供了增加的恢复时间和/或更高的空气流量，同时还最小化了当增粘剂基本上覆盖泡沫的所有内表面时可能发生的压缩永久变形的增加。

在第二方面，本发明是一种制备软质聚氨酯泡沫的方法，其包含在异氰酸酯指数为60至110下，使

A)多元醇或包括至少一种多元醇的醇混合物，其中多元醇或醇混合物：(i)羟值小于270mg KOH/g，(ii)数均羟基官能度为2至4；(iii)包括至少一种羟值小于170mg KOH/g的聚醚多元醇并且(iv)氧化乙烯含量为至少10重量％和/或包括至少一种含有至少40重量％氧化乙烯单元的聚醚多元醇；和