粘弹性聚氨酯泡沫体的制作方法
【专利说明】粘弹性聚氨龍泡沫体
[0001] 公开领域
[0002] 本公开设及一种粘弹性聚氨醋泡沫体和形成该粘弹性聚氨醋泡沫体的方法。该粘 弹性聚氨醋泡沫体表现在宽范围温度上、尤其是在较低的温度下出优异的物理性质。
[0003] 相关技术的描述
[0004] 粘弹性聚氨醋泡沫体典型地用于家用和办公室家具。在家用和办公室家具中，粘 弹性聚氨醋泡沫体必须在相对窄的温度范围内具有适当的舒适和支撑性质。大量研究专注 于开发适用于运输工业例如用于各种车辆（例如轿车，越野车辆，拖拉机等）的乘坐应用的 粘弹性聚氨醋泡沫体。与家用和办公室应用相反，车辆中的粘弹性聚氨醋泡沫体必须在相 当款的温度范围内表现出合适的舒适和支撑性质。更具体来说，由于车辆中的粘弹性聚氨 醋泡沫体暴露于宽范围的温度和条件，该些粘弹性聚氨醋泡沫体必须在该些温度和条件下 表现出合适的舒适和支撑性质。例如，在亚利桑那州的汽车中的包含粘弹性聚氨醋泡沫体 的座椅可能在日间暴露于超过60°C的温度而在夜间暴露于低于冰冻0°C的温度。作为另一 实例，越野车辆或拖拉机上的包含粘弹性聚氨醋泡沫体座椅可能用于沙漠地区，用于北极 地区，或甚至用于恶劣气候变化的地区，即具有寒冷的冬天和炎热的夏天的地区，例如美国 中西部的北边。因此，用于车辆的粘弹性聚氨醋泡沫体必须在宽范围的温度和条件下表现 出合适的舒适和支撑性质。此外，用于车辆的粘弹性聚氨醋泡沫体即使暴露于该样的极度 温度和条件也必须保持它们的舒适和支撑性质许多年。
[0005] 当粘弹性聚氨醋泡沫体是座椅垫子时，来自使用者的体热温热了粘弹性聚氨醋泡 沫体的一部分，由此使粘弹性聚氨醋泡沫体软化。结果，座椅垫子贴合与该座椅垫子接触 的身体部分的形状，产生更均匀的压力分布，提高了舒适性。此外，粘弹性聚氨醋泡沫体的 其余部分保持坚硬，提供支撑。由此，温度灵敏度提高了粘弹性聚氨醋泡沫体的有效支撑因 子，使得例如座椅的构造不需要金属弹黃。
[0006] 粘弹性聚氨醋泡沫体在压缩循环期间表现出慢的恢复，W及由此的高迟滞，并且 还典型地具有低的落球回弹值。该些物理性质可能是由于低气流，因为恢复受到空气再进 入粘弹性聚氨醋泡沫体的速率，或受到聚氨醋泡沫体的其它物理性质的限制。虽然粘弹性 聚氨醋泡沫体的大多数物理性质类似于常规聚氨醋泡沫体，但粘弹性聚氨醋泡沫体的回弹 性低得多，通常低于约15%。具有该些物理性质（粘弹性性质）的聚氨醋泡沫体典型地在 各种衬垫和座椅应用中提供优异的舒适和支撑性质。
[0007] 然而，粘弹性性质通常是温度敏感的，并且在聚氨醋泡沫体的聚氨醋发生玻璃化 转变时典型地最大化。通过操控聚離软链段相的结构和组成，使得聚氨醋的玻璃化转变温 度与聚氨醋泡沫体的使用温度大致重合，使聚氨醋泡沫体的粘弹性性质最大化。
[000引粘弹性聚氨醋泡沫体典型地由反应物，例如异酸醋和多元醇形成，它们反应形成 玻璃化转变温度在使用温度或该温度附近的聚氨醋W提供该温度下和附件的最佳粘弹性 性质。虽然粘弹性聚氨醋泡沫体的粘弹性性质在聚氨醋的玻璃化转变温度下是最佳的，但 该些粘弹性聚氨醋泡沫体的粘弹性性质在宽范围的温度上典型地不是最佳的。因此，粘弹 性聚氨醋泡沫体在宽范围的温度上典型地不能表现出足够的舒适和支撑性质。换句话说， 粘弹性聚氨醋泡沫体经常在在窄温度范围上表现出优异的粘弹性性质，但在宽温度范围上 不能表现出优异的粘弹性性质。改进粘弹性聚氨醋泡沫体在宽范围温度上的粘弹性性质的 尝试大多数未获得成功。
[0009] 因此，有利的是，提供一种粘弹性聚氨醋泡沫体，其克服该些不足，并在宽范围的 温度上具有低回弹性，良好的柔软性，和其它性质，并且是耐久的，例如即使暴露于极度温 度和条件也能保持该些性质许多年。
[0010] 本公开和优点的概述
[0011] 本公开提供了一种粘弹性聚氨醋泡沫体，其包含甲苯二异氯酸醋和异酸醋反应性 组分的反应产物。异酸醋反应性组分包括第一聚離=醇，第二聚離=醇，氨基醇扩链剂，和 可水解的聚離聚二甲基硅氧烷共聚物。第一聚離S醇具有500-5,OOOg/mol的重均分子量， 至少60重量份亚己基氧基单元，基于第一聚離=醇的总重量，和至少10%的亚己基氧基端 基。第二聚離S醇不同于第一聚離S醇，其具有5, 000-10,OOOg/mol的重均分子量和至少 80 %的亚己基氧基端基。
[0012] 还提供了形成该粘弹性聚氨醋泡沫体的方法。该方法包括提供甲苯二异氯酸醋、 第一聚離=醇、第二聚離=醇、氨基醇扩链剂、和该可水解的聚離聚二甲基硅氧烷共聚物的 步骤，W及使该甲苯二异氯酸醋、该第一和该第二聚離=醇、该氨基醇扩链剂、和该可水解 的聚離聚二甲基硅氧烷共聚物反应W形成所述粘弹性聚氨醋泡沫体。
[0013] 该甲苯二异氯酸醋，该第一和该第二聚離=醇，该氨基醇扩链剂、和该可水解的聚 離聚二甲基硅氧烷共聚物进行化学反应，形成具有特定分子结构的粘弹性聚氨醋，和在宽 范围温度上，尤其是在较低的温度下表现出优异的物理性质的粘弹性聚氨醋泡沫体。换句 话说，本公开的粘弹性聚氨醋泡沫体趋于在宽范围温度上表现出优异的粘弹性性质，例如 在压缩循环期间的慢恢复性（因此具有高迟滞）。从实用角度看，本公开的聚氨醋泡沫体在 宽范围温度上提供了优异的舒适和支撑性质，并且是耐久性的，例如即使暴露于极度温度 和条件也仍保持该些性质许多年，使其最佳地用于各种车辆（例如轿车、拖拉机、雪地机动 车等）中的座椅应用。
[0014] 本公开的详细说明
[0015] 本公开的粘弹性聚氨醋泡沫体特别适用于运输工业，例如用于各种车辆中的座椅 应用，例如轿车、越野车辆、卡车、拖拉机、军用车辆、船只、火车等。此类车辆中的座椅会经 历变化d温度，尤其是在有寒冷季节和温暖季节的地区。一种典型的汽车座椅应用采用模 制的或板材粘弹性聚氨醋泡沫体的薄化5-2. 0cm)层和底下的模制的高回弹性泡沫体。其 它座椅泡沫体应用包括与高回弹性泡沫体层共模制，其中可W喷雾或倾倒粘弹性聚氨醋泡 沫体组分。粘弹性聚氨醋泡沫体层改善了汽车座椅的感觉和压力缓和能力。
[0016] 然而，本公开的粘弹性聚氨醋泡沫体不限于用于运输工业。作为一个实例，该粘弹 性聚氨醋泡沫体特别适用于经历含量温度的运动器材，例如冰球或橄揽球器材。作为另一 实例，本公开的粘弹性聚氨醋泡沫体特别适于室外使用的座椅垫子，例如橄揽球比赛中观 众使用的或猎人在它们的打猎伪装帐篷中使用的。
[0017] 粘弹性聚氨醋泡沫体典型地保持柔性，并在40至-20°c表现出粘弹性，同时保持 其它物理性质。通常，粘弹性是表现出既有弹性（固体状或能量储存的）又有粘性（液体 状或能量耗散的）性质的性质。粘弹性聚氨醋泡沫体的粘弹性性质典型地在该聚氨醋的玻 璃化转变温度（Tg)时最佳。也就是说，粘弹性聚氨醋泡沫体典型地在该聚氨醋的Tg处或附 近表现出最佳粘弹性。TgW及损耗角正切（tan0)通过动态机械热分析值MTA)确定。
[0018] Tg是无定形（非晶）聚合物从脆的、玻璃态形式转变为橡胶态的柔性形式的温度。 当然，如果聚氨醋的温度下降到低于其Tg，则聚氨醋往往变脆或"冷冻"，由此聚氨醋W及相 应地粘弹性聚氨醋泡沫体变硬。或者，随着聚氨醋的温度升高超过其Tg，则该聚氨醋表现出 弹性方式，并且由此变得更橡胶状。因此，Tg是粘弹性的良好指示标志。
[0019] 粘弹性聚氨醋泡沫体典型地具有至少一个高于0°C的Tg。本公开的粘弹性聚氨醋 泡沫体典型地具有第一和第二Tg，即两个Tg。本公开的粘弹性聚氨醋泡沫体的第一Tg典 型地低于0,或者低于-15,或者低于-18,或者为-18至-60,或者为-20至-60,或者为-20 至-26°C。本公开的粘弹性聚氨