[发明专利]多元醇组合物及其在制备高弹性聚氨酯泡沫体中的应用

说明书

本发明涉及多元醇组合物，其在制备高弹性(HR)聚氨酯泡沫体中的应用，以及由含有该多元醇组合物的配方所制备的发泡制品。

由于高弹性聚氨酯泡沫体的舒适、支持和高弹性能，它们被广泛应用于汽车、家具以及其它应用领域。美国材料试验学会(ASTM)的D-3770方法为定义高弹性聚氨酯泡沫体给出了特定的指标。实际上有更多的聚氨酯泡沫体都被看作是高弹性泡沫材料。本发明将包含这种更宽范围定义的泡沫材料以及被称为耐燃改性的高弹性(CMHR)聚氨酯泡沫体。

制备高弹性聚氨酯泡沫体的配方一般包括：(1)聚合物多元醇，(2)水，(3)交联剂或扩链剂如二乙醇胺，(4)基于硅氧烷的泡沫稳定剂，(5)胺和锡催化剂，(6)甲苯二异氰酸酯，以及(7)各种其它添加剂如助发泡剂、填料和阻燃剂。

高弹性聚氨酯泡沫体商品的加工性能通常由二乙醇胺和并氰酸酯的指数范围来表征，在该范围内泡沫体可被加工。聚氨酯泡沫体的负荷能力随二乙醇胺量的增加和异氰酸酯指数的减小而减小，因此出于加工和分级的灵活性，较宽的该指数范围是希望的。二乙醇胺的量较低，泡沫会过多的瘪塌，但其用量较大时，又会引起泡沫的收缩。二乙醇胺的用量依赖于其它因素，如异氰酸酯指数、水的用量、催化剂的种类和用量、表面活性剂和设备参数等。

在许多专利中通过各种方法用含有聚合物的多元醇组合物和/或各种多元醇共混物的聚氨酯配方来制备高弹性聚氨酯泡沫体，如美国专利NO.4,111,865、No.3,857,800，英国专利No.1,339,442，日本专利SHO 57-13312、SHO 57-195113、SHO57-195725和SHO 59-100125，美国专利NO.4,544,678,英国专利NO.1,480,972和美国专利NO.4,690,955。但总的说来，这些方法和配方没有为人们提供改变配方组分组成的自由，从而无法改进泡沫体的加工和物理性能。为降低泡沫体密度而增加了配方中的水量和/或交联剂的量过大或过小而超出了所限定的范围时，这些高弹性聚氨酯配方在加工性能上存在不足。这些不足限制了可能的泡沫产品的等级，如从密度和负荷能力上去划分，以及限制了这些泡沫产品的应用。

多年来低密度泡沫体的生产是通过在聚氨酯配方中加入助发泡剂来实现的。最常用的助发泡剂是含有卤素的低沸点液体，如CFC11。由于环境方面的原因，这种类型的助发泡剂现在已不再太使用，现已正在努力在泡沫配方中改用水作为单一的发泡剂。

德国公开专利2,263,205公开了一种低温固化的软聚氨酯泡沫体的制备方法，该方法是在水和/或有机发泡剂、胺催化剂和基于硅氧烷的泡沫稳定剂的存在下使甲苯二异氰酸酯与聚醚反应，特征在于所用的聚醚为含有6至8个官能基、分子量为6,000～30,000以及含有至少10wt％的一级羟基的聚醚，或该聚醚与至多50wt％的含有2至5个官能基、分子量为2,000-8,000以及含有至少10wt％一级羟基的聚醚的混合物。

美国专利5,001,908和欧洲专利申请公开NO.0,350,868公开了一种聚合物多元醇组合物，它含有(1)当量重量为1,000～3,000的高官能度多元醇或多元醇共混物，其在该聚合物多元醇组合物中的含量为30-90wt％,(2)分子量为450～30,000、聚氧化乙烯含量大于30％的聚氧化烯助剂，其在该聚合物多元醇组合物中的含量为1-20wt％以及(3)稳定分散的聚合物，其在该聚合物多元醇组合物中的含量为2-50wt％。这些聚合物多元醇组合物用于制备柔性的聚氨酯泡沫体，其组分可在较大的范围内变动，从而使得所制备的聚氨酯泡沫体有较宽的负荷量和密度范围。

令人惊奇的是，现在已发现，可用高官能度的多元醇或多元醇共混物与多异氰酸酯来制备高弹性聚氨酯泡沫体，在此过程中可不用或用少于2wt％的聚合物多元醇，高聚氧乙烯含量的聚氧化烯助剂也可有可无。

因此，本发明的一个实施方案涉及一种制备高弹性聚氨酯泡沫块料的方法，该方法包括，制备含有多元醇、高指数多异氰酸酯、1-5pphp的水、交联剂、促进氨基甲酸酯键形成的催化剂和表面活性剂的泡沫体配方，然后将该泡沫体配方发泡并固化，其特征在于，所述多元醇是含有下列组分的多元醇组合物：