聚氨酯泡沫和相关联的方法以及制品的制作方法
【专利说明】聚氨醋泡法和相关联的方法w及制品
【背景技术】
[0001] 由具有至少两个径基的化合物和具有至少两个异氯酸醋基团的化合物制备聚氨 醋。参见，例如，D.Randall 和S 丄ee，"The Polyurethanes Book", New York:John Wileyfe Sons，2003;从及1(.加11邑，"Discovering Polyurethanes"，New York:Hanser Gardner, 1999。异氯酸醋化合物的异氯酸醋基团与径基化合物的径基反应W形成氨基甲酸醋 (urethane)键。在很多情况下，径基化合物是低分子量聚酸或聚醋。异氯酸醋化合物可W是 脂族或芳香族，并且在线性聚氨醋的制备中通常是双官能的（即，它是二异氯酸醋）。然而， 在制备热固性聚氨醋时使用具有更大官能度的异氯酸醋化合物。因为径基化合物和异氯酸 醋化合物的组合物特征的大量变化，聚氨醋树脂家族是非常复杂的。运种多样性导致大量 的聚合物结构和性能曲线。实际上，聚氨醋可W是刚性固体、柔软的和弹性体的、或具有泡 沫(蜂窝)结构。
[0002] 在包括邸具（bedding)、家具、交通工具内部件（transporation interior)、地毯 衬垫物(carpet underlay)、W及包装物的应用中使用柔性聚氨醋泡沫。然而，仍然期望表 现出增加的形成速率、增加的压缩力变形、增加的抗拉强度、W及增加的拉伸强度中的一种 或多种的柔性聚氨醋泡沫。
【发明内容】
[0003] -个实施方式是包括包含W下各项的反应混合物的产物的聚氨醋泡沫：多元醇， 包含具有600至2000原子质量单位的数均分子量并且每个分子平均1.5至3个径基的聚（亚 苯基酸）；芳族异氯酸醋化合物，每个分子具有平均至少2个异氯酸醋基；W及发泡剂;其中， 反应混合物的特征在于65至95的异氯酸醋指数；并且其中，聚氨醋泡沫具有根据ASTM D 3574-08试验A在23°C下测量的0.01至0.16克/立方厘米的密度。
[0004] 另一个实施方式是包含聚氨醋泡沫的制品，聚氨醋泡沫包括包含W下各项的反应 混合物的产物:多元醇，包含具有600至2000原子质量单位的数均分子量并且每个分子平均 1.5至3个径基的聚(亚苯基酸）；芳族异氯酸醋化合物，每个分子具有平均至少2个异氯酸醋 基团；W及发泡剂;其中，反应混合物的特征在于65至95的异氯酸醋指数;并且其中，聚氨醋 泡沫具有根据ASTM D 3574-08试验A在23°C下测量的0.01至0.16克/立方厘米的密度。
[000引另一个实施方式是形成聚氨醋泡沫的方法，该方法包括:在发泡剂的存在下使多 元醇与芳族异氯酸醋化合物反应W形成聚氨醋泡沫;其中，多元醇包含具有600至2000原子 质量单位的数均分子量并且每个分子平均1.5至3个径基的聚（亚苯基酸）；其中，芳族异氯 酸醋化合物每个分子具有平均至少2个异氯酸醋基团；其中，反应的特征在于65至95的异氯 酸醋指数；并且其中，聚氨醋泡沫具有根据ASTM D 3574-08试验A在23°C下测量的0.01至 0.16克/立方厘米的密度。
[0006] 运些和其它的实施方式将详细描述如下。
【具体实施方式】
[0007] 本发明人已确定可由多元醇、芳族异氯酸醋化合物、W及发泡剂制备表现出增加 的形成速率、增加的压缩力变形、增加的撕裂强度、W及增加的拉伸强度中的一种或多种的 柔性聚氨醋泡沫，其中，多元醇包含低分子量、多官能的聚（亚苯基酸）。聚氨醋形成反应的 特征在于65至95的异氯酸醋指数，并且得到的柔性泡沫具有0.01至0.16克/立方厘米的密 度。
[0008] 因此，一个实施方式是包括包含W下各项的反应混合物的产物的聚氨醋泡沫：多 元醇，包含具有600至2000原子质量单位的数均分子量并且每个分子平均1.5至3个径基的 聚（亚苯基酸）；芳族异氯酸醋化合物，每个分子具有平均至少2个异氯酸醋基团；W及发泡 剂;其中，反应混合物的特征在于65至95的异氯酸醋指数;并且其中，聚氨醋泡沫具有根据 ASTM D 3574-08试验A在23°C下测量的0.01至0.16克/立方厘米的密度。
[0009] 用于形成聚氨醋泡沫的反应混合物包含多元醇，多元醇本身包含聚（亚苯基酸）。 如本文中使用的，术语"多元醇"指的是具有至少两个径基的有机化合物。聚（亚苯基酸)具 有600至2000原子质量单位的数均分子量。在此范围内，数均分子量可W是700至1500原子 质量单位，具体地700至1200原子质量单位。聚(亚苯基酸)还具有每个分子平均1.5至3个径 基。在此范围内，每个分子的平均径基可W是1.7至2.5，具体地1.7至2.2。
[0010] 在一些实施方式中，聚（亚苯基酸)包含具有W下结构的径基二封端的聚（亚苯基 酸)：
[0011]
[001引其中，每次出现的Qi独立地是面素、Ci-Ci2硫控基、Ci-Ci絶氧基、Ci-Ci2面代控氧基 (其中至少两种碳原子分隔面素和氧原子）、或未取代的或取代的Ci-Ci2控基(条件是控基基 团不是叔控基）；每次出现的妒独立地是氨、面素、Ci-Ci2硫控基、Ci-Ci2控氧基、Ci-Ci2面代控 氧基(其中至少两个碳原子分隔面素和氧原子）、或未取代的或取代的Cl-Cl2控基(条件是控 基基团不是叔巧基）；每次出现的R1和R2独立地是氨、面素、Cl-Cl2硫巧基、Cl-Cl2巧氧基、〔2- Cl2面代控氧基(其中至少两个碳原子分隔面素和氧原子）、或未取代的或取代的Cl-Cl2控基 (条件是控基基团不是叔控基）；m和η独立地是0至20,条件是m和η的总和至少是3;并且Y选 自
[0013]
[0014] 其中，每次出现的R3-R6独立地是氨或Ci-Ci絶基。径基二封端的聚(亚苯基酸)可W 通过共聚合具有W下结构的二元酪
[0015]
[0016] W及具有W下结构的一元酪来制备
[0017]
[0018] 其中，1?1、护、91、^及妒如上文所定义。如本文中所使用的，术语"控基"不论是单独 使用还是作为另一术语的前缀、后缀或片段来使用，均指仅含有碳和氨的残基，除非其具体 确定为"取代的控基"。控基残基可W是脂肪族或芳香族、直链、环状、双环、支链、饱和的或 不饱和的。它还可W含有脂肪族的、芳香族的、直链、环状、双环、支链、饱和的W及不饱和的 控部分的组合。当控基残基被描述为取代的时，它可W包含除了碳和氨之外的杂原子。
[0019] 在一些实施方式中，聚（亚苯基酸)包含具有W下结构的径基二封端的聚（亚苯基 酸)：
[0020]
[0021] 其中，每次出现的妒和妒独立地是甲基或二正下基氨基甲基;并且每次出现的a和b 独立地是0至20,条件是a和b的总和至少为3。在运些实施方式中，可W通过在包含二下基胺 的催化剂的存在下共聚合2,2-双(3,5-二甲基-4-径基苯基)丙烷和2,6-二甲基苯酪来制备 聚(亚苯基酸）。
[0022] 在一些实施方式中，多元醇由聚(亚苯基酸)构成。在其他实施方式中，基于多元醇 的重量，多元醇W5至50重量百分数的量包含聚(亚苯基酸）。当多元醇不由聚(亚苯基酸)组 成时，其可进一步包括包含至少两个径基的一种或多种其他有机化合物，如二甘醇、二乙醇 胺、二丙二醇、乙氧基化丙Ξ醇、环氧乙烧封端的聚酸Ξ醇、环氧丙烷封端的聚酸Ξ醇、W及 环氧乙烧封端的聚酸多元醇。
[0023] 在一些实施方式中，基于多元醇、芳族异氯酸醋化合物、W及发泡剂的总重量，反 应混合物W40至84重量百分数的量包含多元醇。在此范围内，多元醇的量可W是45至80重 量百分数。
[0024] 除多元醇之外，反应混合物包含每个分子具有平均至少2个异氯酸醋基团的芳族 异氯酸醋化合物。在一些实施方式中，每个分子的异氯酸醋基团的数目是2至4，具体地，2至 3,更具体地，2至2.5。芳族异氯酸醋化合物的具体实例包含1,4-四亚甲基二异氯酸醋、1,6- 六亚甲基二异氯酸醋、2,2,4Ξ甲基-1,6-六亚甲基二异氯酸醋、1,12-十二亚甲基二异氯酸 醋、环己烧-1,3-二异氯酸醋、环己烧-1,4-二异氯酸醋、1-异氯酸基（iso巧anato)-2-异氯 酸基甲基环戊烧、1-异氯酸基-3-异氯酸基甲基-3,5,5-Ξ甲基-环己烧、双(4-异氯酸基环 己基）甲烧、2,4'-双环己基-甲烧二异氯酸醋、1,3-双(异氯酸基甲基)-环己烧、1,4-双-(异 氯酸基甲基)-环己烧、双(4异氯酸基-3-甲基-环己基）甲烧、α，α，α'，α'-四甲基-1,3-苯二 甲基二异氯酸醋、α，α，α'，α'-四甲基-1,4-苯二甲基二异氯酸醋、1-异氯酸基-1-甲基-4 (3)-异氯酸基甲基环己烧、2,4-六氨甲苯二异氯酸醋、2,6-六氨甲苯二异氯酸醋、1,3-亚苯 基二异氯酸醋、1,4-亚苯基二异氯酸醋、2,4-甲苯二异氯酸醋、2,6-甲苯二异氯酸醋、2,4二 苯基甲烧二异氯酸醋、4，4 二苯基甲烧二异氯酸醋、1，5-二异氯酸基糞、每个分子具有平 均大于2并且小于或等于4个异氯酸醋基团的低聚二苯基甲烧二异氯酸醋、或它们的组合。
[0025] 在一些实施方式中，芳族异氯酸醋化合物包含2,4'-二苯基甲烧二异氯酸醋、4， 4 二苯基甲烧二异氯酸醋、甲苯2，6二异氯酸醋、甲苯2，4二异氯酸醋、每个分子具有平均 大于2并且小于或等于4个异氯酸醋基团的低聚二苯基甲烧二异氯酸醋、或它们的组合。
[0026] 在一些实施方式中，基于多元醇、芳族异氯酸醋化合物、W及发泡剂的总重量，反 应混合物W15至55重量百分数的量包含芳族异氯酸醋化合物。在此范围内，芳族异氯酸醋 化合物的量可W是20至50重量百分数。
[0027] 除了多元醇和芳族异氯酸醋化合物之外，反应混合物包含发泡剂。该方法中使用 的发泡剂包含物理发泡剂、化学发泡剂、W及它们的组合。例如，物理发泡剂可W是C3-C5氨 氣烧控和C3-C5氨氣締控。氨氣烧控和氨氣締控发泡剂还可W包含一个或