基于pipa多元醇的常规柔性泡沫的制作方法
【技术领域】
[0001] 实施例设及一种使用多异氯酸醋聚加成分散体制造的常规柔性聚氨基甲酸醋泡 沫。
【背景技术】
[0002] 聚合物多元醇具有连续相，其中基础多元醇有固体粒子分散于其中。当聚合物多 元醇用W制造常规柔性聚氨基甲酸醋泡沫时，分散粒子可W有助于形成开放泡孔并且增加 所得泡沫的承载性质。聚合物多元醇的实例包括苯乙締-丙締腊(SAN)多元醇，其是苯乙締-丙締腊的分散体;和多异氯酸醋聚加成(PIPA)多元醇，其是聚氨基甲酸醋-脈粒子的分散 体;或聚脈(P皿)多元醇，其是胺与多异氯酸醋反应的分散体。
[0003] 虽然SAN多元醇广泛用W形成常规柔性聚氨基甲酸醋泡沫，但SAN多元醇的使用还 由于苯乙締-丙締腊单体含量而产生非所要较高挥发性有机化合物(V0C)含量和/或气味。 PIPA多元醇通常主要含有伯径基(例如，如美国专利公开第2006/0058410号的段落[0024] 中所论述）、W氧化乙締封端的长氧化丙締链并且当量重量高于1，600,其是对可W生产的 PIPA多元醇产物类型和可W使用那些PIPA多元醇的应用类型的显著限制，因此不包括回弹 性值低于45%的常规柔性泡沫（其可W代表柔性泡沫市场的约Ξ分之二）。因此，探寻使用 主要具有仲径基（即，径基的总量的至少80%是仲径基)的聚合物多元醇形成常规柔性聚氨 基甲酸醋泡沫，因为主要具有伯径基的多元醇归因于其反应性概况和对基于锡的催化剂的 水平的灵敏性而不利。此外，探寻减少常规柔性聚氨基甲酸醋泡沫中的V0C含量和/或气味 的配制品和形成具有减少的V0C含量的柔性聚氨基甲酸醋泡沫的方法。
[0004] 虽然US 4,374,209包括使用基于仲径基类载体多元醇和二乙醇胺的PIPA多元醇 制造的聚氨基甲酸醋泡沫的实例，但未给出最终产物粘度和粒度分布的指示。EP 776,922 还包括其中基础多元醇主要含有仲径基并且Ξ乙醇胺用作制造聚氨基甲酸醋粒子的反应 物的分散体的一个实例，但未提供粒度稳定性信息。运些方法未能引起成功商业生产其中 基础多元醇主要具有仲径基的PIPA多元醇。W0 2014/037558还包括其中基础多元醇含有 90%仲径基的PIPA分散体的一个实例，但如EP 776，922，未提供粒度或分散稳定性信息。
【发明内容】
[0005] 实施例可W通过提供一种形成常规柔性聚氨基甲酸醋泡沫的方法实现，所述方法 包括提供包括PIPA多元醇的多元醇组分，其是W所述PIPA多元醇的总重量计固体含量是 10%到75重量％的分散体;提供包括至少一种多异氯酸醋的异氯酸醋组分;提供包括催化 剂的添加剂组分;和形成包括W下的反应混合物:所述多元醇组分、所述异氯酸醋组分和所 述添加剂组分，W形成回弹性值低于45%的柔性聚氨基甲酸醋泡沫。所述反应混合物的异 氯酸醋指数是90到150。所述PIPA多元醇是包括W下的混合物的反应产物:数量平均径基当 量重量小于80的至少一低当量重量多元醇、数量平均异氯酸醋当量重量小于225的多异氯 酸醋化合物和液体基础聚酸多元醇，所述液体基础聚酸多元醇的数量平均径基当量重量是 200到1500并且W所述液体基础聚酸多元醇中的径基的总量计具有至少80%仲径基。
【具体实施方式】
[0006] 实施例设及多异氯酸醋聚加成(PIPA)多元醇，其是可用于形成常规柔性聚氨基甲 酸醋泡沫的聚合物多元醇，例如用于制造寝具和家具(例如，座垫、靠背、枕头和床垫)和地 毯衬垫。
[0007] PIPA多元醇是包括数量平均径基当量重量小于80的低当量重量多元醇与数量异 氯酸醋当量重量小于225的多异氯酸醋形成聚氨基甲酸醋或聚氨基甲酸醋-脈键）的反 应产物分散于基础或载体多元醇中的分散体，所述基础或载体多元醇W液体基础聚酸多元 醇中的径基的总量计具有至少80%仲径基、数量平均径基当量重量是至少200并且至多1， 500。反应可在多元醇和多异氯酸醋反应物分散或溶解于基础多元醇中时原位进行，其中低 当量重量多元醇和基础多元醇两者中的径基都与多异氯酸醋中的异氯酸醋基具反应性。基 础多元醇与多异氯酸醋之间的反应可产生使PIPA多元醇稳定的接枝。然而，过量或接枝可 能会产生高粘性产物，其含有极少或不含有分散聚合物相。因此，当形成PIPA多元醇时，形 成聚氨基甲酸醋或聚氨基甲酸醋-脈键的反应应例如，通过选择比基础多元醇对异氯酸醋 基的反应性更大的低当量重量多元醇同时仍提供足够量的接枝W形成稳定PIPA多元醇，和 任选地通过选择适当催化剂和其于反应物中的水平和/或用于PIPA粒子的稳定剂，而与接 枝反应平衡。PIPA多元醇可W在不使用任何种子PIPA分散体的情况下生产(例如，可W排斥 使用主要具有伯径基的种子PIPA分散体制造具有减少的伯径基含量的第二PIPA分散体）。
[0008] 根据实施例，用W制造常规柔性聚氨基甲酸醋泡沫的PIPA多元醇通过使至少一低 当量重量多元醇与多异氯酸醋化合物反应而制备，并且其反应产物分散于基础多元醇中， 例如，如美国临时申请第61/877，287号（2013年9月13日提交)和美国临时申请第61/877， 290号（2013年9月13日提交）中所论述。举例来说，基础多元醇可W是聚氧丙締载体多元醇 或具有低氧化乙締含量(例如，W混合进料计小于12重量％ )的聚氧丙締-聚氧乙締载体多 元醇。PIPA多元醇W径基的总量计(例如，W数量或重量计)具有至少80%仲径基，并且W有 效并且有成本效益的方法生产。举例来说，PIPA多元醇可W具有至少90%仲径基。
[0009] PIPA多元醇可W用W使用板材泡沫形成方法(例如，可W使用本领域中已知的板 材发泡方法)制造柔性泡沫，在所述方法中，PIPA多元醇在泡沫形成添加剂组分(例如，包括 如下添加剂的添加剂组分:如起泡剂、表面活性剂和/或催化剂)存在下与泡沫形成多异氯 酸醋组分反应。可W使用强胶凝催化剂，因为PIPA多元醇主要含有仲径基，因此在发泡期间 对多异氯酸醋具有低反应性。在板材发泡方法中，包括PIPA多元醇和泡沫形成多异氯酸醋 组分(并且可W包括任选的泡沫形成添加剂组分的至少一部分）的起始物质可W混合并且 分配到区域(例如，凹槽）中，在所述区域中起始物质在无约束的情况下或在最小约束(如上 覆塑料膜的重量)下反应并且升起。PIPA多元醇不限于用于板材发泡方法中，例如，聚氨基 甲酸醋泡沫可W在封闭或开放模具(例如，可W使用本领域技术人员已知的封闭或开放模 具方法）中形成，在所述模具中起始物质在开放或封闭模制结构的约束下反应并且升起。
[0010] 为了形成柔性聚氨基甲酸醋泡沫，包括至少PIPA多元醇的泡沫形成多元醇组分与 包括至少一种多异氯酸醋化合物的泡沫形成多异氯酸醋组分反应。反应在可W包括起泡 和/或胶凝催化剂、表面活性剂、起泡剂和/或阻燃剂的泡沫形成添加剂组分存在下进行。举 例来说，常规柔性聚氨基甲酸醋泡沫可W在95到150(例如，95到130、100到125、105到115 等）的异氯酸醋指数下制备。异氯酸醋指数测量为用于形成柔性泡沫的反应混合物中的异 氯酸醋的当量数除W反应混合物中的含异氯酸醋反应性氨的物质的总当量数乘W100。
[0011] PIPA多元醇的固体含量WPIPA多元醇的总重量计是10重量％到75重量％(例如， 15重量％到50重量％、10重量％到40重量％、15重量％到40重量％、20重量％到40重量％、 25重量％到45重量％、15重量％到30重量％、15重量％到25重量％等）。固体含量是指？1口八 粒子呈分散体的总重量的百分比形式的重量。PIPA粒子的重量可W是根据本领域中已知的 方法测定的计算重量。PIPA多元醇是包括至少低当量重量多元醇、多异氯酸醋化合物和基 础多元醇的混合物的反应产物。泡沫形成多元醇组分中的PIPA多元醇的量W泡沫形成多元 醇组分的总重量计可W是至少5重量％ (例如，5重量％到100重量％、8重量％到15重量％、 12重量％到20重量％、18重量％到28重量％、26重量％到50重量％、26重量％到80重量％、 50重量％到1〇〇重量％、60重量％到100重量％、70重量％到100重量％、80重量％到100重 量％、90重量％到100重量％、95重量％到100重量％、98重量％到100重量％等）。举例来说， 泡沫形成多元醇组分中的PIPA多元醇的量W泡沫形成多元醇组分的总重量计在接近75重 量％的较高固体含量下可W是至少6重量％并且在接近20重量％的较低固体含量下可W是 至少20重量％。分散PIPA粒子的粒径可W在0.05μπι到20μπι范围内。举例来说，PIPA粒子的总 量的至少90%的粒度可W是小于1 Ομηι (例如，0.0 5μηι到9μηι、0.0 5μηι到如m等）。
[0012] 除了PIPA多元醇之外，泡沫形成多元醇组分可W包括至少一种衍生自氧化丙締、 氧化乙締和/或氧化下締的聚酸多元醇。举例来说，泡沫形成多元醇组分可W包括分子量是 3000克/摩尔到3500克/摩尔的聚氧丙締-聚氧乙締聚酸Ξ醇。聚氧丙締-聚氧乙締聚酸Ξ醇 的氧化乙締含量可W是小于15% (其余部分是氧化丙締)并且W聚氧丙締-聚氧乙締聚酸Ξ 醇中的径基的总数计具有少于20 %伯径基(例如，少于10 %伯径基)泡沫形成多元醇组分的 总固体含量通过包