[发明专利]制备柔性泡沫体的方法

说明书

本发明涉及制备柔性聚氨酯泡沫体的方法。

众所周知，制备柔性聚氨酯泡沫体的方法是使有机多异氰酸酯和高分子量的能与异氰酸酯反应的化合物在发泡剂的存在下起反应。具体地说，EP-111121中公开了采用含有半预聚物的多异氰酸酯组合物制备柔性聚氨酯泡沫体。多异氰酸酯组合物是通过二苯甲烷二异氰酸酯和多元醇反应制备的；也使用聚亚甲基聚亚苯基多异氰酸酯(聚合的MDI)。

在EP-392788中提到，通过半预聚物或预聚物与含有大量水的能与异氰酸酯反应的组合物反应来制备柔性泡沫体。

在EP-269449中，建议采用多异氰酸酯、多元醇和水按较低的NCO指数反应制备柔性泡沫体。

在EP-442631中公开了一种预聚物和另一种多异氰酸酯制备柔性泡沫体的方法，其中将这两种组分从不同贮槽独立地转移到发泡器的混合头中，形成一种含有高水含量的能与异氰酸酯反应的组合物。

令人惊奇地发现，采用上述技术可以显著扩大所能达到的泡沫体的硬度/密度范围，同时又能保持相近的泡沫体强度性能。这样就可以制得具有相近或较高硬度和良好强度性能的密度较低的泡沫体。此外，加工性能也得到改善。

因此，本发明涉及通过下列组分之间的反应制备柔性泡沫体的方法：

1)至少两种有机多异氰酸酯与

2)含有至少两个能与异氰酸酯反应的氢原子、数均分子量为1000-12000的一种能与异氰酸酯反应的化合物；以及任选地与

2)含有至少两个能与异氰酸酯反应的氢原子、数均分子量为60-999的一种能与异氰酸酯反应的化合物；以及与

4)水；任选地存在有：

5)一种催化剂和

6)本身已知的其它助剂和添加剂，其中

a)一种有机多异氰酸酯(a1)是NCO值为5-18，优选5-15，更优选5-10％(重量)的一种异氰酸酯封端的预聚物，该预聚物是通过让过量的二苯甲烷二异氰酸酯与含有至少两个能与异氰酸酯反应的氢原子、数均分子量为1000-12000的一种能与异氰酸酯反应的化合物反应制备的；且其中另一种有机多异氰酸酯(a2)是一种NCO值至少为25％(重量)的多异氰酸酯；

b)每100重量份有机多异氰酸酯1)使用20-95，优选20-80重量份能与异氰酸酯反应的化合物2)；和

c)该反应是在指数为40-130，优选高于70-110的条件下进行，其前提条件是：重量比(a1)∶(a2)=5∶1-1∶1，优选4∶1-1∶1，更优2∶1-1∶1，重量比：有机多异氰酸酯1)∶2)+3)+4)=4.7∶1-1∶1，以及重量比：2)+3)∶4)=20∶1-2∶1。

此外，本发明涉及一种包含上述成分的反应体系，其前提条件是，该多异氰酸酯被保持在与该能与异氰酸酯反应的化合物分开的容器中。

在本发明公开的全文中，下列术语的涵义如下：

1)异氰酸酯指数，或NCO指数，或指数：以百分数表示，即配料中的NCO基团与能同异氰酸酯反应的氢原子的比例：换句话说，NCO指数表示，配料中实际使用的异氰酸酯相对于与配料中使用的全部能与异氰酸酯反应的氢起反应所需的异氰酸酯理论量的百分数。

应当指出，本文在使用异氰酸酯指数一词时是从涉及该异氰酸酯成分和能与异氰酸酯反应的成分的实际发泡过程角度考虑的。任何消耗在生成改性多异氰酸酯包括在本技术中被称为准或半预聚物和预聚物这样的异氰酸酯衍生物的初期步骤中的异氰酸酯基团，或者任何与异氰酸酯起反应生成改性多元醇或多胺的活泼氢，均未被考虑在该异氰酸酯指数的计算之中。只有在实际发泡阶段中存在的游离异氰酸酯基团和游离能与异氰酸酯反应的氢(包括水中的氢)才被考虑在内。

2)本文在为了计算异氰酸酯指数时使用的“能与异氰酸酯反应的氢原子”一词指的是反应组合物中以多元醇、多胺和/或水的形式存在的羟基和胺氢原子的总和；这就是说，为了计算实际发泡过程中的异氰酸酯指数，一个羟基基团被认为含有一个活泼氢，一个伯胺基团被认为含有一个活泼氢，而一个水分子则被认为含有两个活泼氢。

3)反应体系：若干组分的组合，其中多异氰酸酯组分被保持在与能与异氰酸酯反应的组分分开的容器中。

4)本文使用的“聚氨酯泡沫体”一词一般地指这样制成的多孔产品，它是通过多异氰酸酯与含有能与异氰酸酯反应的氢的化合物反应，同时使用发泡剂，特别是包括以水为活性发泡剂，所制成的多孔产品(涉及水与异氰酸酯基团反应生成脲键和二氧化碳，并形成聚脲-氨基甲酸酯泡沫体)。