[发明专利]具有改进湿变定性能的泡沫的制造方法

说明书

本发明涉及湿变定性能改进了的聚氨酯泡沫。更具体地说，本发明涉及由二-或多异氰酸酯以及聚醚多元醇和多元醇聚合物的掺合物制备的、湿变定性能改进了的聚氨酯泡沫，其中的多元醇具有六个或更多的官能度，作为端基存在的氧化乙烯的含量占聚醚多元醇或多元醇聚合物的基本多元醇重量的12％或更高。

聚氨酯高弹泡沫在广阔多样的用途中大量地被使用。一个主要的商业领域是制造坐用部件，如：家具和汽车及其它交通工具的座椅和靠背。在后一用途中，椅垫和靠背经常具有用来将其固定在车辆上的金属的或聚合物的插柄，这些椅垫和靠背是在封闭的模子中模塑的，是通过将一定量的反应物、发泡聚氨酯形成成分倾倒、喷洒或注射到一个封闭的模子或打开的、随即封闭的模子中模塑得到的。一般这些泡沫中关闭的孔原来是打开的，例如，U.S.4579700和4717518中揭示的计时释压(TPR)法，或通过机械破碎而打开，例如，通过手工破碎、辊破碎等等。

模塑的聚氨酯泡沫可以用热模塑或冷模塑技术制成。在两种方法中一般均使用热的模子。在制造热模塑的泡沫时，将聚氨酯形成成分导入热(c.a.65℃)模子中，整个模子被置入烘箱(c.a.180℃)中进行发泡和固化。在制备冷模塑泡沫时，热模子不被置入烘箱中，只是令聚氨酯泡沫在模子中固化。达到足够的未熟化强度后可以将泡沫脱模，可以在提高的温度下后固化或通过延长室温来后固化。

由于操作非常热的模子和从这样的模子中将泡沫脱出所存在的问题，冷模塑比热模塑更为优选。此外，由于任何泡沫后固化都在模子外进行，在模子数量一定的情况下，冷模塑的生产率高。但是，用这些方法得到的产品具有不同的物理性能，两种方法中的聚氨酯形成成分，特别是催化剂、表面活性剂和最重要的聚醚多元醇是不同的。例如，热模塑泡沫一般比冷模塑泡沫要硬。

泡沫的物理性能是最为重要的，一般由生产者决定。例如，在椅垫中需选择泡沫硬度以得到舒适的椅子。但是，如果泡沫的压缩性太强，使用者会感觉到椅垫的弹簧或承盘。此外，在各种情况下，泡沫必须能在持续的使用期间内保持其性能。诸如拉伸和撕裂强度等性能也很重要，不仅是为了防止使用中的损坏，还使椅垫固定在其框架和覆盖物中不致损坏。为了成功地将模塑的泡沫部分脱模，也有必要在泡沫制造中尽早开发这些性能。

所有的泡沫都会表现出某种程度的压缩变定性能，这是泡沫在受到压力后永久或准-崭时地失去其高度。一段时间后一部分“变定”会恢复，但是通常，在使用的初期就会有少量的永久变定。高温和高湿条件可恶化压缩变定和其他的泡沫性能，这部分是由于吸收的水使聚氨酯聚合物发生塑化，和有时发生的水解、未反应的异氰酸酯基团与空气中的水反应、泡沫聚合物中存在的极性键间氢键的断裂使聚合物的结构发生改变而引起的。

为了评价湿度对泡沫的影响，广泛使用湿润老化试验(ASTMD2406)。在这个试验中，人工老化泡沫，将泡沫试样在蒸汽高压釜中于120℃、12-16psing压力下放置5小时，然后在机械对流的空气干燥箱中于70℃干燥3小时。然后令泡沫在23℃和50％相对湿度下平衡16-24小时。测定物理性能，如50％压缩变定、50％受压负荷挠曲(CLD)损失。当泡沫的湿润老化的压缩变定和CLD值比非湿润老化泡沫的要好时，该泡沫被认为是高质量的。

但是最近发现具有令人满意的湿润老化物理性能的泡沫在湿热气候，例如，太平洋沿岸、地中海和其他热带、亚热带地区的特有条件下表现不好。在许多情况下，具有令人满意的湿润老化性能的泡沫的许多性能，特别是压缩变定和CLD表现得不令人满意。故，最近工业界已经提出更为严格的试验来评价泡沫性能。