聚氨酯泡沫和相关联的方法以及制品的制作方法_2

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多个氨原子和/或 除了氣W外的面原子。在一些实施方式中,氨氣烧控和氨氣締控发泡剂具有在1大气下10°c 至40°C的沸点。具体的物理发泡剂包含1,1-二氣乙烧、1,1,1,2-四氣乙烧、五氣乙烧、1,1, 1,3,3-五氣丙烷、1,1,1,3,3-五氣下烧、2-漠五氣丙締、1-漠五氣丙締、3-漠五氣丙締、,3, 4,4,5,5,5h 氣-1-戊締、3-漠-1,1,3,3-四氣丙締、2-漠-1,3,3,3-四氣丙締、1-漠-2,3,3, 3-四氣丙締、1,1,2,3,3,4,4t 氣下-1-締、2-漠-3,3,3-Ξ氣丙締、E-1-漠-3,3,3-Ξ 氣丙 締-1、(Z)-l, 1,1,4,4,4-六氣-2-下締、3,3,3-Ξ氣-2-(Ξ氣甲基)丙締、1-氯-3,3,3-Ξ氣 丙締、2-氯-3,3,3-Ξ氣丙締、氣-2-下締、和它们的组合。当使用时,基于多元醇、 芳族异氯酸醋化合物、W及发泡剂的总重量,物理发泡剂可W2至20重量百分数存在。在此 范围内,物理发泡剂的量可W是2.5至15重量百分数。
[0028] 化学发泡剂包含水和与异氯酸醋基团反应W释放二氧化碳的簇酸。当存在时,基 于多元醇、芳族异氯酸醋化合物、发泡剂的总重量,化学发泡剂(并且,具体地水)的用量可 W为0.2至5重量百分数。在此范围内,化学发泡剂的量可W是0.2至3重量百分数。
[0029] 反应混合物可选地可进一步包含添加剂,如催化剂、表面活性剂、阻燃剂、防烟剂、 填料和/或增强剂、抗氧化剂、UV稳定剂、抗静电剂、红外福射吸收剂、降粘剂、颜料、染料、脱 模剂、抗真菌剂、生物杀灭剂、和它们的组合。
[0030] 聚氨醋形成反应可W在不存在用于形成氨基甲酸醋键的催化剂的情况下进行。可 替换地,可在催化剂的存在下进行反应。合适的催化剂包含叔胺和基于锡、祕、W及锋的金 属化合物。叔胺催化剂包含Ξ亚乙基二胺(TEDA)、1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烧(048〇))、二 甲基环己胺(DMCHA)、二甲基乙醇胺(DMEAKN-乙基吗嘟、和它们的组合。具体的金属化合物 包括祕和锋簇酸醋、有机锡化合物(包含二月桂酸二下基锡和锡簇酸盐如辛酸亚锡)、锡、祕 W及锋的氧化物、W及锡、祕、W及锋的硫醇盐。反应混合物可选地可进一步包含溶剂。合适 的溶剂包括芳香族溶剂,如甲苯、乙苯、二甲苯、苯甲酸、氯苯、二氯苯、W及它们的组合。
[0031] 可替换地,可在不存在溶剂的情况下使径基二封端的聚(亚苯基酸)与有机二异氯 酸醋进行反应,即,本体地(in bulk)。
[0032] 例如,表面活性剂包括聚有机硅氧烷、聚有机硅氧烷聚酸共聚物、酪烷氧基化物 (如,乙氧基化酪)、烷基酪烷氧基化物(如乙氧基化壬基酪)、W及它们的组合。表面活性剂 可W起到乳化剂和/或泡沫稳定剂的作用。
[0033] 例如,阻燃剂包括有机憐化合物,如有机憐酸醋(包含Ξ聚氯胺憐酸醋、憐酸锭、憐 酸Ξ烷基醋如憐酸Ξ乙醋和憐酸Ξ(2-氯丙醋)、W及Ξ芳基憐酸醋如憐酸Ξ苯基脂和二苯 基甲苯基憐酸醋)、亚憐酸醋(包含亚憐酸Ξ烧醋、Ξ芳基亚憐酸醋、W及混合的烷基-芳基 亚憐酸醋)、麟酸醋(包含二乙基乙基麟酸醋、二甲基甲基麟酸醋)、多憐酸醋(包含Ξ聚氯胺 聚憐酸醋、聚憐酸锭)、焦憐酸醋(包含Ξ聚氯胺焦憐酸醋和焦憐酸锭)、聚亚憐酸醋、聚麟酸 醋、次麟酸醋(包含Ξ(二乙基次麟酸)侣);Ξ聚氯胺氯脈酸醋;面代阻燃剂如四漠邻苯二甲 酸醋和氯化石蜡;金属氨氧化物如氨氧化儀、氨氧化侣、氨氧化钻、W及上文金属氨氧化物 的水合物;W及它们的组合。阻燃剂可W是反应类型的阻燃剂(包含包含憐基的多元醇、10- (2,5-二径苯基)-10Η-9-氧杂-10-憐杂菲-10-氧化物、含憐的内醋改性的聚醋、乙二醇双 (憐酸二苯基醋)、新戊二醇双(憐酸二苯基醋)、胺和径基官能化的硅氧烷低聚物)。运些阻 燃剂可W单独使用或与其他阻燃剂一起使用。
[0034] 当存在时,基于反应混合物的总重量,添加剂的用量通常是0.01至30重量百分数 的总量。在此范围内,总添加剂量可W是0.02至10重量百分数。
[0035] 反应混合物的特征在于65至95的异氯酸醋指数。通常,用于制备聚氨醋(和聚异氯 脈酸醋)泡沫的反应混合物的特征在于异氯酸醋指数,根据W下等式计算异氯酸醋指数
[0036]
[0037] 其中,摩尔NC0是反应混合物中异氯酸醋基团的摩尔数,摩尔0H是来自除了水W外的 来源的反应混合物中的0H基团(包含来自醇和簇酸的0H基团)的摩尔数,摩尔H0H是来自水的 反应混合物中的0H基团的摩尔数,W及摩尔NH是反应混合物中NH基团的摩尔数。本发明反应 混合物的特征在于65至95的异氯酸醋指数,具体地70至90。
[003引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。在此范围内,密度可W是0.02至0.12克/立方厘米,具体地0.02至0.08克/立方 厘米,更具体地0.03至0.07克/立方厘米。
[0039] 为了制备聚氨醋泡沫,已进行溫度控制并且配有添加剂的多元醇组分和异氯酸醋 组分充分混合在一起。在短暂的时间之后开始反应并且伴随放热化eat development)进行 反应。反应混合物通过释放的发泡气体不断扩大,直至由于渐进的交叉键反应产物达到固 态,并且保持泡沫构造。
[0040] W下步骤表示反应和泡沫过程的特征。
[0041 ] ?混合时间指示混合反应物所需的时间。
[0042] ?乳化时间(cream time)是从混合反应物开始到首次明确出现泡沫膨胀所经历 的时间。在很多情况下,当反应混合物开始增长时通过颜色变化能够清楚地看到。在缓慢地 反应混合物下,运需要实践观察。
[0043] .胶凝时间是在混合反应物与形成非流动、半固态、果冻状系统之间的时间间隔。 运是泡沫发展足够的胶凝强度W尺寸稳定的时间。在胶凝时间之后,泡沫上升的速度慢下 来。
[0044] .增长时间(rise time)是从混合开始一直到光学上感觉到增长结束的时间。因 此,运是直至泡沫膨胀停止的时间。当增长过程完成时,泡沫的表面仍然是粘性的。
[004引 ?无粘性时间(tack-free time)是从混合开始到泡沫表面已充分固化到其表面 不再胶粘或者粘性时的时刻所经历的时间。可W通过用木棒反复测试泡沫表面确定无粘性 时刻。
[0046] 在聚氨醋泡沫的非常具体的实施方式中,反应混合物包含40至84重量百分数,具 体地45至80重量百分数的多元醇,该多元醇包含5至35重量百分数,具体地10至30重量百分 数,更具体地15至25重量百分数的聚(亚苯基酸);15至55重量百分数,具体地20至50重量百 分数的芳族异氯酸醋化合物;W及1至5重量百分数,具体地2至4重量百分数,更具体地2至3 重量百分数的发泡剂;其中,所有的重量百分数均是基于多元醇、芳族异氯酸醋化合物、W 及发泡剂的总重量。
[0047] 在聚氨醋泡沫的另一非常具体的实施方式中,聚(亚苯基酸)是包含2,6二甲基苯 酪和2,2-双(3,5-二甲基-4-?基苯基)丙烷的单体的共聚物;多元醇进一步包含环氧乙烧 封端的聚酸Ξ醇、环氧丙烷封端的聚酸Ξ醇、环氧乙烧封端的聚酸多元醇、或它们的组合; 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;发泡剂包含水;并且反应混合物包 含40至84重量百分数的多元醇,包含5至35重量百分数的聚(亚苯基酸);15至55重量百分数 的芳族异氯酸醋化合物;W及1至5重量百分数的发泡剂;其中,所有的重量百分数均是基于 多元醇、芳族异氯酸醋化合物、W及发泡剂的总重量。
[0048] 本发明包括包含聚氨醋泡沫的制品。因此,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。
[0049] 包含聚氨醋泡沫的具体制品包括邸具、家具、汽车内部件、公共交通内部件(座椅、 衬垫、仪表板、Π 板、方向盘、扶手、W及头枕)、地板衬垫物(泡沫、弹性粘合剂)、包装物、纺 织品、衬里(lining)和垫片(gasketing)应用、声学阻尼材料、W及挡风雨条。
[0050] 在一些实施方式中,通过块状泡沫方法(slabstock foam process)制备制品。在 该方法中,将原材料混合、倒在移动输送机上,并且允许反应和膨胀。得到的泡沫增长W形 成通常两英尺到四英尺高的"厚片(slab)"。连续的厚片然后被切成"小块(bun)",存储并且 允许固化最高达24小时。固化的泡沫随后制造成有用的形状。对于家具、邸具W及地毯软垫 (ca;rpet cushion)中使用的泡沫可W使用块状方法(slabstock process)。块状方法是自 由增长泡沫的实例。
[0051] 在其他实施方式中,通过模制泡沫方法制备制品。在模制泡沫方法中,将原材料混 合并且倒在发生泡沫反应的特定形状的模具中。因此,模制泡沫是具有模腔的形状的多孔 泡沫产物,在该模腔中生产多孔泡沫产物。模制泡沫方法可用于汽车软垫、订做家具垫、W 及住宅装演设计的软垫。
[0052] 在制品的非常具体的实施方式中,聚(亚苯基酸)是包含2,6-二甲基苯酪和2,2-双 (3,5-二甲基-4-径基苯基)丙烷的单体的共聚物;多元醇进一步包含环氧乙烧封端的聚酸 Ξ醇、环氧丙烷封端的聚酸Ξ醇、环氧乙烧封端的聚酸多元醇、或它们的组合;芳族异氯酸 醋化合物包含2,4'-二苯甲烧二异氯酸醋、4,
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