如下文进一步描述的那样。优选地，在被引入并且与所述异氰酸 酯组分反应或者与所述异氰酸酯组分的含有异氰酸酯基的化合物反应之前，所述可膨胀石 墨被贮存或者否则与所述聚醚多羟基化合物预混合。然而，所述可膨胀石墨可以被单独贮 存并且在引入所述异氰酸酯反应性组分的同时引入到所述含有异氰酸酯基的化合物中，或 者在某些实施方案中可以在引入所述异氰酸酯反应性组分之前与所述异氰酸酯组分混合。
[0035] 术语"可膨胀石墨"，也被称为可膨胀片状石墨或膨胀性片状石墨，或者简单地"可 膨胀薄片"，是插层石墨的一种形式。插层是其中插层剂材料被插在石墨晶体或颗粒的石墨 烯层之间的过程。在插层之后，所得的石墨材料呈现新性质，其取决于插层剂和其与所述主 体（石墨）物质发生关联的方式。物理和化学性质，包括晶体学结构、表面积、密度、电子性 质、膨胀行为、化学反应性等，都可能受到所述插层剂的影响。
[0036] 各种各样的化学物质已经用于石墨材料的插层。这些包括卤素、碱金属、硫酸盐、 硝酸盐、各种有机酸、氯化铝、氯化铁、其它金属卤化物、硫化砷、硫化铊等。
[0037] 主要类型的石墨插层化合物是所述"硫酸盐"插层化合物，有时称为"石墨硫酸氢 盐"。这种材料是通过用硫酸和某些其它氧化剂的混合物处理高度结晶的天然片状石墨而 生产的，所述其它氧化剂辅助所述硫酸盐插层的"催化"。
[0038] 可在本发明中使用的合适的可膨胀石墨包括Nyagraph 251，其可得自Nyacol Nano Technologies，其被描述为在插层过程中用硫酸处理的石墨矿。
[0039] 所述异氰酸酯反应性组分通常进一步包含具有小于4的标称官能度的交联剂。当 在所述异氰酸酯反应性组分中使用时，所述交联剂一般允许在所述聚氨酯泡沫的共聚物链 段之间发生相分离。也就是说，所述聚氨酯泡沫通常包含刚性的脲共聚物链段和软的多羟 基化合物共聚物链段。所述交联剂通常将所述刚性的脲共聚物链段化学地和物理地连接于 所述软的多羟基化合物共聚物链段。因此，所述交联剂通常存在于所述异氰酸酯反应性组 分中以改进所述聚氨酯泡沫的硬度、增加其稳定性和降低其收缩率。当使用时，所述交联剂 通常以基于100重量份的在所述异氰酸酯反应性组分中存在的总多羟基化合物计大于〇至 约2,更通常约0. 1至约1重量份的量存在于所述异氰酸酯反应性组分中。
[0040] 合适的交联剂包括本领域中已知的任何交联剂，例如二乙醇胺。当使用时，二乙 醇胺通常以基于100重量份的所述交联剂计约85重量份的量存在于所述交联剂中。适合 用于本发明目的的交联剂的具体实例是Dabco? DE0A-LF，其可商购自Air Products and Chemicals, Inc. of Allentown, Pennsylvania〇
[0041] 所述异氰酸酯反应性组分通常进一步包含催化剂组分。所述催化剂组分通常存在 于所述异氰酸酯反应性组分中以催化在所述异氰酸酯组分和所述异氰酸酯反应性组分之 间的聚氨酯发泡反应。应意识到的是，所述催化剂组分通常不会被消耗而形成所述异氰酸 酯组分和所述异氰酸酯反应性组分的反应产物。也就是说，所述催化剂组分通常参与到所 述聚氨酯发泡反应中，但不被所述聚氨酯发泡反应所消耗。当使用时，所述催化剂组分通常 以基于100重量份的在所述异氰酸酯反应性组分中存在的总多羟基化合物计从大于0至约 2,更通常约0. 10至约1重量份的量存在于所述异氰酸酯反应性组分中。所述催化剂组分 可包括本领域中已知的任何合适的催化剂或者催化剂的混合物。合适的催化剂的实例包括 但不限于凝胶化催化剂，例如在二丙二醇中的结晶催化剂；发泡催化剂，例如在二丙二醇中 的双（二甲基氨基乙基）醚；和锡催化剂，例如辛酸锡。适合用于本发明目的的催化剂组分 是Dabco? 33LV，其可商购自 Air Products and Chemicals of Allentown，Pennsylvania。 Dabco? 33LV是33%三乙二胺和67%二丙二醇的溶液，并且通常用作凝胶化催化剂。
[0042] 在某些实施方案中，所述异氰酸酯反应性组分进一步包含开孔添加剂。可以在本 发明中使用的一种例示的开孔添加剂是pi u丨-ae〇丨狀593, 一种可商购自BASF Corporation of Florham Park, New Jersey的聚酿多羟基化合物。
[0043] 所述异氰酸酯反应性组分可进一步包含添加剂组分。所述添加剂组分通常选自 表面活性剂、阻断剂、染料、颜料、稀释剂、溶剂、专门的功能添加剂例如抗氧化剂、紫外稳定 剂、杀生物剂、粘附性促进剂、抗静电剂、脱模剂、芳香剂以及这一组的组合。当使用时，所述 添加剂组分通常以基于100份的在所述异氰酸酯反应性组分中存在的总多羟基化合物计 从大于0至约15,更通常从约1至约10重量份的量存在于所述异氰酸酯反应性组分中。
[0044] 表面活性剂通常存在于所述异氰酸酯反应性组分的添加剂组分中，以控制所述聚 氨酯泡沫的泡孔结构，和改进组分的可混溶性和聚氨酯泡沫稳定性。合适的表面活性剂包 括本领域中已知的任何表面活性剂，例如有机硅和壬基酚乙氧基化物。通常，所述表面活性 剂是有机硅。更具体地，所述有机硅通常是聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物。所述表 面活性剂可以根据所述聚醚多羟基化合物和/或所述接枝多羟基化合物（如果存在于所述 异氰酸酯反应性组分中）的反应性进行选择。当使用时，所述表面活性剂通常以基于100重 量份的在所述异氰酸酯反应性组分中存在的总多羟基化合物计约0. 5至约2重量份的量存 在于所述异氰酸酯反应性组分中。可用于本发明中的一种例示表面活性剂是B-4113-LF4， 一种可得自Evonik的用于软质模塑泡沫的有机硅表面活性剂。
[0045] 所述异氰酸酯反应性组分的添加剂组分还可以包括阻断剂。所述阻断剂通常存在 于所述异氰酸酯反应性组分的添加剂组分中以延迟所述聚氨酯泡沫的乳白时间和增加所 述聚氨酯泡沫的固化时间。合适的阻断剂包括本领域中已知的任何阻断剂。通常，所述阻 断剂是聚合物型的酸，即具有重复单元和多个酸官能团的聚合物。本领域技术人员通常根 据所述异氰酸酯组分的反应性选择所述阻断剂。
[0046] 在某些实施方案中，使所述异氰酸酯组分和所述异氰酸酯反应性组分在发泡剂的 存在下反应以制备所述聚氨酯泡沫。更具体地，所述含有异氰酸酯基的化合物与所述聚醚 多羟基化合物在发泡剂的存在下反应以制备所述聚氨酯泡沫，其中所述非反应性磷化合物 和可膨胀石墨也存在，但是非反应性的，并且因此保留在所形成的聚氨酯泡沫中。
[0047] 如本领域中已知的，在所述异氰酸酯组分和所述异氰酸酯反应性组分之间的聚氨 酯发泡反应过程中，所述发泡剂促进了在所述聚氨酯泡沫中形成泡孔空隙的发泡气体的释 放。所述发泡剂可以是物理发泡剂，化学发泡剂，或者物理发泡剂和化学发泡剂的组合。
[0048] 术语"物理发泡剂"指不与所述异氰酸酯组分和/或所述异氰酸酯反应性组分化 学反应以提供所述发泡气体的发泡剂。所述物理发泡剂可以是气体或液体。所述液体物理 发泡剂当加热时通常蒸发成气体，并且当冷却时通常恢复成液体。所述物理发泡剂通常降 低所述聚氨酯泡沫的导热性。适合用于本发明目的的物理发泡剂可以包括液体C0 2、丙酮、 甲酸甲酯和它们的组合。最通常的物理发泡剂通常具有零臭氧层消耗潜能值。
[0049] 术语"化学发泡剂"指与所述异氰酸酯组分或者与其它组分发生化学反应以释放 用于发泡的气体的发泡剂。适合用于本发明目的的化学发泡剂的实例包括甲酸、水及其组 合。
[0050] 所述发泡剂通常以基于100重量份的在所述异氰酸酯反应性组分中存在的总多 羟基化合物计从约〇. 5至约20重量份的量存在于所述异氰酸酯反应性组分中。在某些实 施方案中，使用化学和物理发泡剂的组合，例如水和液体co2。
[0051] 如上所阐述的，本发明还提供制备所述聚氨酯泡沫的方法。
[0052] 制备所述聚氨酯泡沫的一个例示方法包括如下步骤：提供所述异氰酸酯组分，提 供所述异氰酸酯反应性组分，和使所述异氰酸酯组分与所述异氰酸酯反应性组分反应以制 备所述聚氨酯泡沫。所述方法可进一步包括如下步骤：提供所述催化剂组分，和使所述异氰 酸酯组分与所述异氰酸酯反应性组分在所述催化剂组分的存在下反应以制备所述聚氨酯 泡沫。在某些实施方案中，在使所述含有异氰酸酯基的化合物与所述异氰酸酯反应性组分 进行反应之前，将所述非反应性磷化合物与所述含有异氰酸酯基的化合物预混合。在某些 其它实施方案中，在使所述含有异氰酸酯基的化合物与所述异氰酸酯反应性组分进行反应 之前，将所述可膨胀石墨与所述聚醚多羟基化合物预混合。在又一些其它实施方案中，在使 所述含有异氰酸酯基的化合物与所述异氰酸酯反应性组分进行反应之前，将所述非反应性 磷化合物与所述含有异氰酸酯基的化合物预混合，和将所述可膨胀石墨与所述聚醚多羟基 化合物预混合。
[0053] 制备所述聚氨酯泡沫的另一个例示方法包括如下步骤：将所述可膨胀石墨与第一 异氰酸酯反应性组分首先混合，所述可膨胀石墨存在的量为基于所述聚氨酯泡沫的总重量 计3至30重量％。
[0054] 随后，提供或者否则形成包含所述含有异氰酸酯基的化合物和所述非反应性磷化 合物的异氰酸酯组分，所述非反应性磷化合物存在的量为基于所述聚氨酯泡沫的总重量计 1至20重量％。
[0055] 随后，在高压下，在所述发泡剂的存在下，将所述异氰酸酯组分和第二异氰酸酯反 应性组分引入到腔室（即常用于泡沫工业中的混合容器）中，优选通过一对常用于形成聚 氨酯泡沫的高压混合喷嘴（即喷嘴头）进行。如本文中定义的，术语"高压"指足够高以确 保使所述第二异氰酸酯反应性组分和所述异氰酸酯组分完全混合的压力。优选地，术语"高 压"指约1800至2200镑/平方英寸（"psi"）（124. 1巴至151. 7巴），例如约2000psi (137. 9 巴）的压力。
[0056] 在该方法中使用的第一和第二异氰酸酯反应性组分可以是相同或不同的，并且可 以包含所述异氰酸酯反应性组分中任一种，包括如上所述第26段的聚醚多羟基化合物。类 似地，在该方法中使用的所述含有异氰酸酯基的化合物和所述非反应性磷化合物可以分别 使用如上所述的所述含有异氰酸酯基的化合物和非反应性磷化合物中任一种。
[0057] 另外，将包括所述第一异氰酸酯反应性组分和可膨胀石墨的混合物，优选通过第 三混合喷嘴，引入到处于较低压力下的腔室中。如本文中定义的，术语"较低压力"指低于 "高压"但足够高以促使所述第一异氰酸酯反应性组分和可膨胀石墨与所述第二异氰酸酯 反应性组分和所述异氰酸酯组分完全混合的压力。优选地，术语"较低压力"是约500至 700镑psi (34. 47至48. 26巴），例如约600psi (41. 37巴）