[发明专利]包含高硬嵌段含量基质的泡沫材料及其制备方法

说明书

本发明涉及泡沫材料，其包含硬嵌段含量大于50％的基质，该泡沫材料的密度小于100kg/m³，并且包含了多个脲基团。

传统的低密度聚氨酯泡沫体是在发泡剂(其经常是水)的存在下，将多异氰酸酯和多元醇反应来制备的。

为了获得这样的泡沫体合适的性能，所述方法的一个重要部分是正确选择多元醇，表面活性剂，交联剂和催化剂的类型和量。通常使用组合的催化剂。这些催化剂在本领域中指的是凝胶，发泡和异氰脲酸酯催化剂；参见D.Randall和S.Lee的The Polyurethanes Book，2002Wiley Andsons，第137-150页。第一类提高了氨基甲酸酯的形成，而第二类促进了异氰酸酯和水之间的反应。另外水的量和指数是关键的。不能获得正确的平衡会导致泡沫坍塌，“沸腾”泡沫，不足的固化，灼热和甚至着火。灼热会导致变色，性能劣化和形成潜在危险的有毒化合物。

涉及这些问题的低密度聚氨酯泡沫的制造可以通过使用预聚物来实现。例子是EP392788，EP547765和EP707607。但是在全部这些情况中可以进行另外的改进。在全部这些的情况中，相当大量的异氰酸酯在反应中被多元醇消耗，而没有用于发泡反应。另外，制造这样的预聚物是一种复杂和昂贵的方法。这些预聚物的使用因为粘度和混合比例问题而是麻烦的。

在最近由Harry Chen等人在2007年9月24-26日在美国佛罗里达州奥兰多CPI Technical Conference上发表的论文中，不使用多元醇，而是通过在两种非反应性添加剂的存在下，将多异氰酸酯和水反应来制造了具有非常低的密度的MDI半柔性泡沫体。该添加剂表现得如同增塑剂一样，其软化了硬的聚合物基质和为该泡沫体提供了柔性。Chen没有公开该添加剂的化学性质。

令人惊讶的，本发明能够生产密度非常低的泡沫体，而没有灼热和不需要仔细的平衡组分和催化剂类型，并且具有最小的不同类型的成分和具有良好的性能例如声学性能，绝缘性能，低排放，产生较少的雾浊等，和良好的热稳定性，以及易于加工。

所以本发明涉及到一种泡沫材料，其密度小于100kg/m³，并且包含：

-基质材料，该基质材料包含多个脲基团，并且具有大于50％的硬嵌段含量(下文称作基质A)；和

-聚合物材料，其1)不具有能够与异氰酸酯基团形成氨基甲酸酯、脲或者异氰脲酸酯基团的基团，2)其是与所述的基质A互穿的，和3)其是平均分子量大于500的聚合物，该聚合物包含至少50重量％的氧乙烯基团，基于该聚合物的重量(下文称作聚合物材料B)；和其中用于制造所述的基质A和所述的聚合物材料B的全部成分的相对量基于重量为10∶90-70∶30。

另外，本发明涉及一种制备上述材料的方法，该方法包含在上述聚合物材料B存在下，将用于制造上述基质A的成分进行反应，其中用于制造基质A和上述聚合物材料B的成分的相对量基于重量为10∶90-70∶30。

一些聚合物材料B同样已经公开了，并且已经被提出作为聚氨酯材料中的增塑剂；参见例如US6503980，US6384130，US6355721，US6218462，US4824888，EP1104775，EP1108735，EP1217021和Polyurethane Industry 2006，21(2)：1-3或者在其他的申请中；参见例如US4261845，US4255203，WO03/048223，US2002/0123641和US5525654。

公开内容涉及到具有高硬嵌段含量的聚氨酯材料的是EP912623，WO02/10249，WO04/111101，WO07/042411和WO07/096216；所述的材料具有更高的密度。

在本发明的上下文中，下面的术语具有下面的含义：

1)异氰酸酯指数或者NCO指数或者指数：

异氰酸酯上的NCO-基团与配方中所存在的反应性氢原子的比例，作为百分比给出：

[NCO]x100(％)。

[活性氢]

换句话说，NCO-指数表示了配料中实际上所用的异氰酸酯与理论上所需的异氰酸酯的量的百分比，该理论上所需的量是用于将异氰酸酯与配料中所用的反应性氢反应所需的量。