用于制备具有高舒适性和低滞后损失的柔性聚氨酯-软质泡沫的方法
【专利说明】用于制备具有高舒适性和低滞后损失的柔性聚氨酯-软质 泡沬的方法
[0001] 本发明涉及用于制备通过含二苯基甲烷系列的二-和多异氰酸酯（MDI)-系 列的有机多异氰酸酯与聚烯化氧聚醚反应制备的具有高的舒适性和低的滞后损失 (Hystereseverlusten)的柔性聚氨醋（PUR)-软质泡沫的方法。
[0002] 柔性PUR-软质泡沫通过有机多异氰酸酯例如甲苯二异氰酸酯（TDI)和/或二苯 基甲烷二异氰酸酯（MDI)与聚烯化氧聚醚的反应来制备。关于后者的由于其构造对PUR-软 质泡沫的物理性能例如所产生的泡沫的开孔性和弹性产生的影响方面已有频繁描述。
[0003] 如EP-A0547765显示了通过异氰酸酯共混物与聚环氧丙烷-聚环氧乙烷-聚醚反 应得到的柔性TOR-泡沫，其中所述异氰酸酯混合物含有至少85重量％的4, 4' -MDI异构体 和所述聚醚多元醇具有60-85重量％的环氧乙烷含量。这些泡沫是高度开孔的且在加工过 程中易于泡沫坍塌。
[0004] 根据WO-A01/032735得到一种高弹性PUR泡沫，其作为具有4, 4' -MDI含量为至 少80重量％和游离NCO-值在20重量％以下的异氰酸酯预聚物与含有至少两种聚醚多元 醇的聚醚混合物的反应产物，其中一种聚醚多元醇具有多于50重量％的环氧乙烷含量和另 一种聚醚多元醇具有20-50重量％的环氧乙烷含量，其为混合嵌段形式和/或作为EO端基 封闭。这样获得的泡沫的缺点是特别在潮湿条件下其低的负荷能力。
[0005] WO-A 2004/014976公开了一种异氰酸酯预聚物、一种多元醇组合物和一种用于制 备TOR-软质弹性泡沫的方法，其中所述预聚物由特定的富环氧乙烷的（21-45重量％的环 氧乙烷，基于烯化氧的总和计）聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚醚和富4, 4'-MDI (彡80重 量％的4, 4' -MDI)的异氰酸酯混合物制成，其与30-100份另外的富环氧乙烷的（彡50重 量％的环氧乙烷，基于烯化氧的总和计）的聚醚多元醇反应。此类反应混合物在模具未超 过30%的过度填充（Overpacking)的情况下或由于模具过度通风已经易于i丹塌，这使得可 靠的过程控制变得困难。过度填充是指注入模具中的反应混合物的比例多于用自由上升泡 沫填充模具体积所需要的。
[0006] US-A2003/0158280中描述了一种用于制备柔性PUR-泡沫的方法，其中由11-75 重量％的4, 4'-MDI和18-85重量％的2, 4'和2, 2'MDI异构体和最多25重量％的更高级 MDI同系物以及任选地最多20重量％的TDI组成的MDI混合物在水存在下与富环氧乙烷和 贫环氧乙烷的聚醚多元醇的混合物反应。
[0007] W0-A 02/068493公开了一种通过具有5-30重量％的％0_值的预聚物的反应制 备柔性聚氨酯泡沫的方法，其衍生自80-100重量％的具有至少40重量％的4, 4' -异构体 比例的MDI和20-0重量％的另一种多异氰酸酯和一种具有2-8的官能度、9-225 mg KOH/g 的OH-值和50-100重量％的环氧乙烷含量的聚醚多元醇以及另外一种具有相同的特征但 是环氧乙烷含量最大0-25重量％的聚醚多元醇和一种主要由富环氧乙烷的聚醚多元醇组 成的异氰酸酯反应性组分的反应产物。除了该类富环氧乙烷的泡沫具有非常开孔和易于坍 塌的加工技术缺点之外，它们的吸水性非常高和它们的耐老化性因此更确切地说不足。泡 沫品质和异氰酸酯组分中一定的异构体比例之间的相互关系没有公开。
[0008] EP-A 1213310公开了多异氰酸酯组合物和用于制备PUR-软质泡沫的方法。那里 描述的多异氰酸酯组合物含有具有超过50重量％的环氧乙烷比例的富环氧乙烷的聚醚多 元醇。优选使用的4, 4'与2, 4' MDI异构体的比率没有公开。在实施例中描述了异氰酸酯 组合物，其4, 4'和2, 4' MDI异构体比率等于1.55 (按照EP-A 1213310的本发明实施例） 和等于3. 2 (按照EP-A 1213310的对比例）。
[0009] EP-A 0 555 721公开了基于MDI的高弹性模塑泡沫的制备，其可通过使用大量含 有环氧乙烷的聚醚与某些异氰酸酯混合物得到。泡沫品质和4, 4'与2, 4' MDI异构体的比 率之间的相互关系没有公开。
[0010] WO-A 2012/069384公开了基于可再生原料的PUR-软质泡沫，其包含5-50重量％ 与常规聚醚混合的聚蓖麻油酸酯。泡沫品质和4, 4'与2, 4' MDI异构体的比率之间的相互 关系没有公开。
[0011] DE-A 102 11 975公开了 PUR-软质泡沫，其具有最高达60 kg/m3的粗密度，其多 元醇混合物由富环氧乙烷的和贫环氧乙烷的聚醚多元醇构成并且其具有小于20%的滞后 (办#61^%)。那里公开的多异氰酸酯组分的4,4'与2,4'1?1异构体的比率在0.5-3的 范围。异构体比率对泡沫品质的影响没有公开。
[0012] US-A 2011/0269863公开了基于脂肪酸酯的PUR-软质泡沫，其具有最高达50 kg/ m3的粗密度和滞后在15-17%的范围。泡沫品质和4, 4'与2, 4' MDI异构体比率之间的相 互关系没有公开。
[0013] 使用基于二苯基甲烷二异氰酸酯的PUR-软质泡沫用于制造汽车领域中的座椅应 用，其具有大于50 kg/m3,优选大于63 kg/m3的粗密度。与下限不同，粗密度的上限在文献 中没有具体说明。大于85 kg/m3的粗密度是不寻常的，因为比较高的粗密度经济上是不利 的和对于相同的配制品而言带来更高的硬度，因为泡沫的硬度与粗密度直接相关。对于泡 沫部分必须满足最高舒适要求的座位区而言，必须设定5. 0-9. 0 kPa的目标硬度。
[0014] 对于给定的配制品-水量，硬度的细调通过调节成型件密度和/或特征值(异氰酸 酯指数）进行，所述异氰酸酯指数一般在75-110,优选在80-105的范围内变化。
[0015] 该特征值(异氰酸酯指数)表示实际使用的异氰酸酯-量与化学计量的，即，计算的 异氰酸酯（NCO)-量的比率： 特征值=[(使用的异氰酸酯量）：（计算的异氰酸酯量）]? 100 (D 提及的文献中没有公开4, 4' -MDI-与2, 4' -MDI-异构体的比率与PUR-软质泡沫的性 能有关，特别是与滞后损失的减少无关。
[0016] 本发明的目的是提供用于制备高弹性TOR-软质泡沫的方法，所述泡沫具有良好 的耐湿性以及特别低的滞后损失（在50 kg/m3的最小的粗密度的情况下< 16%)，因为低 的滞后值作为好的弹性泡沫性能的量度对于座位舒适性是重要的。滞后（CLD)根据DIN EN ISO 2439-1-2009 测定。
[0017] 令人惊讶地发现，当使用的多异氰酸酯混合物中4, 4' -MDI与2, 4' -MDI的比率为 1. 6-2. 7时，可制得具有良好机械性能和滞后损失< 16%的高弹性柔性PUR-软质泡沫，其 具有彡30重量％，优选彡20重量％的环氧乙烷（E0)比例，基于用于制备所述PUR-软质泡 沫的聚醚多元醇中所有烯化氧的份额的总和计。
[0018] 本发明因此提供了通过组分A与组分B的反应制备PUR-软质泡沫的方法，所述泡 沫具有在彡63 kg/m3至彡83 kg/m3范围的根据DIN EN ISO 3386-1-98的粗密度和彡16 的根据DIN EN ISO 2439-1-2009的滞后损失，组分A含有： A1至少一种聚醚多元醇，其具有2-6,优选2-4的官能度，9-112mg KOH/g的根据DIN 53240的羟基值（OH-值），5-40重量％，优选5-30重量％和特别优选10-20重量％的环氧 乙烷比例（基于使用的烯化氧的总和计）， A2水和/或物理发泡剂， A3任选的具有能与异氰酸酯反应的氢原子的