[发明专利]具有高回复率的能量调节聚氨酯硬质泡沫

说明书

技术领域

本发明涉及表现高能量调节效率和高回复率的硬质聚氨酯能量调节泡沫，和涉及适合制备它们的反应体系。

背景技术

能量调节泡沫一般被认为是受到冲击后压缩以便在相对长的时间内吸收较大的冲击能量的泡沫。这种泡沫在运输车辆的乘坐室中已经显得日益重要，和可以在臂靠、头靠、立柱、车顶纵梁、仪表板、膝垫、侧垫、缓冲器等中找到。以乙烯基聚合物、织物或皮革修饰材料覆盖的这些部件中的大多数和对乘客来说是可见的。

调节能量，即EM，是达到40％的压缩率限度的力(F)对挠曲度曲线的积分：     EM = ∫ o d F ( x ) dx ]]>

其中d=在40％的压缩率下的挠曲度。

能量调节泡沫还必须是有效率的。能量调节效率，即E，反映在理想方波能量、力和挠曲度的乘积，和所调节的能量之间的区别。E(％)定义为：

E=[EM(d)/F(d)·d]·100，或     E = ∫ o d F ( x ) dx F ( d ) · d · 100 ]]>

柔性泡沫不是有效率的能量吸收体，实际上，在车辆内部所有能量调节应用都使用刚性聚氨酯泡沫。用于生产这种泡沫的配制料的典型是美国专利5,143,941；5,167,941；5,187,204；5,248,703；5,248,704；和5,453,455，以及这里列举的专利。例如，美国专利5,143,941公开了属于水发泡的和表现相对恒定的抗压碎强度的刚性聚氨酯泡沫。虽然这种泡沫是优异的能量吸收泡沫，但它们的能量吸收归因于在压缩的过程中使泡沫孔壁不可逆地变形和破碎。因此，在冲击后，这种泡沫不能回复它们的初始形状。更重要的是，压碎的泡沫不能再次提供能量调节。如果以后发生严重的冲击，该缺点是至关重要的。应该强调的是，能量调节能力的损失可以仅由偶然或轻微的重复接触引起。

在前述专利中，典型的配制料需要由甲苯二胺或乙二胺的烷氧基化产生的特殊多元醇，或在美国专利5,453,455的情况下，需要使用锂盐或甲酸(二者有对环境不利的嫌疑)。在这些参考文献中多少一致地公开了聚合物多元醇以任何浓度都不适宜，在这一点可参见例如美国专利5,143,941和5,167,941。

美国专利5,216,041涉及其中包括占次要量的聚合物多元醇以及胺型多元醇的类似能量吸收泡沫组合物。然而，该专利表明，当使用高于30wt％的聚合物多元醇时，该泡沫不能成为能量吸收泡沫。对于所使用的聚合物多元醇(40％固体)，30％聚合物多元醇对应于在总配制料中低于10wt％的总固体上限。