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1、(10)申请公布号 CN 102822224 A (43)申请公布日 2012.12.12 CN 102822224 A *CN102822224A* (21)申请号 201180018448.0 (22)申请日 2011.02.23 12/711,849 2010.02.24 US C08G 18/48(2006.01) C08G 18/76(2006.01) C08J 9/12(2006.01) (71)申请人 巴斯夫欧洲公司 地址 德国莱茵兰 - 普法尔茨 (72)发明人 RA内夫 TM西梅辛基 (74)专利代理机构 中国国际贸易促进委员会专 利商标事务所 11038 代理人 孙悦 (5。
2、4) 发明名称 柔性聚氨酯泡沫体和制备其的方法 (57) 摘要 柔性聚氨酯泡沫体， 其包含异氰酸酯组分和 与异氰酸酯有反应性的组分在发泡剂的存在下的 反应产物。该异氰酸酯组分包含聚合物型二苯基 甲烷二异氰酸酯组分和单体型二苯基甲烷二异氰 酸酯组分。该单体型二苯基甲烷二异氰酸酯组分 包括2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯和4,4-二 苯基甲烷二异氰酸酯。该与异氰酸酯有反应性的 组分包含分子量为约 700- 约 20,000 并基本上不 含环氧乙烷基团的多个端基的聚醚多元醇。该柔 性聚氨酯泡沫体基本上不含附加性阻燃添加剂并 在根据加州技术公告 117 法规的燃烧性试验中具 有阻燃性。 (30)优先权数据。
3、 (85)PCT申请进入国家阶段日 2012.10.11 (86)PCT申请的申请数据 PCT/US2011/025862 2011.02.23 (87)PCT申请的公布数据 WO2011/106377 EN 2011.09.01 (51)Int.Cl. 权利要求书 3 页 说明书 15 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 3 页 说明书 15 页 1/3 页 2 1. 柔性聚氨酯泡沫体， 其包含在发泡剂的存在下以下的反应产物 ： 异氰酸酯组分， 该异氰酸酯组分基本上不含甲苯二异氰酸酯并包含 ： 聚合物型二苯基甲烷二异氰酸酯， 和 包括 2,4 - 二苯。
4、基甲烷二异氰酸酯和 4,4 - 二苯基甲烷二异氰酸酯的单体型二苯 基甲烷二异氰酸酯组分， 以及 与异氰酸酯有反应性的组分， 该与异氰酸酯有反应性的组分包含分子量为约 700- 约 20,000 和基本上不含环氧乙烷基团的多个端基的聚醚多元醇， 其中所述柔性聚氨酯泡沫体基本上不含附加性阻燃添加剂并在根据加州技术公告 117 法规的燃烧性试验中具有阻燃性。 2. 根据权利要求 1 所述的柔性聚氨酯泡沫体， 其中所述与异氰酸酯有反应性的组分的 所述聚醚多元醇进一步限定为具有以下通式结构的聚醚三醇 ： 其中各 A 为独立选择的具有 2-4 个碳原子的二价烃基 ； 各 B 为具有 3 个碳原子的二价 烃。
5、基 ； 并且 x、 y 和 z 各自为大于 1 的整数。 3. 根据权利要求 2 所述的柔性聚氨酯泡沫体， 其中所述聚醚三醇的分子量为约 1,000- 约 5,000。 4. 根据前述权利要求任一项所述的柔性聚氨酯泡沫体， 其中所述与异氰酸酯有反应性 的组分进一步包含接枝多元醇， 该接枝多元醇包含载体多元醇和分散在所述载体多元醇中 的共聚的苯乙烯和丙烯腈的颗粒。 5. 根据权利要求 4 所述的柔性聚氨酯泡沫体， 其中所述载体多元醇进一步限定为分子 量为约 1,000- 约 5,000 的聚醚三醇。 6. 根据权利要求 4 和 5 任一项所述的柔性聚氨酯泡沫体， 其中所述共聚的苯乙烯和丙 烯腈的。
6、颗粒以基于 100 重量份的所述接枝多元醇约 40- 约 55 重量份的量分散在所述接枝 多元醇的所述载体多元醇中。 7. 根据前述权利要求任一项所述的柔性聚氨酯泡沫体， 其中所述聚合物型二苯基甲烷 二异氰酸酯组分以基于 100 重量份所述异氰酸酯组分约 5- 约 25 重量份的量存在于所述异 氰酸酯组分中。 8. 根据前述权利要求任一项所述的柔性聚氨酯泡沫体， 其中所述单体型二苯基甲烷二 异氰酸酯组分以基于 100 重量份所述异氰酸酯组分约 75- 约 95 重量份的量存在于所述异 氰酸酯组分中。 9. 根据前述权利要求任一项所述的柔性聚氨酯泡沫体， 其中所述 2,4 - 二苯基甲烷 二异氰。
7、酸酯以基于 100 重量份所述异氰酸酯组分约 10- 约 50 重量份的量存在于所述异氰 酸酯组分中。 10. 制造柔性聚氨酯泡沫体的方法， 所述方法包括以下步骤 ： 提供异氰酸酯组分， 该异氰酸酯组分基本上不含甲苯二异氰酸酯并包含 ： 聚合物型二 权 利 要 求 书 CN 102822224 A 2 2/3 页 3 苯基甲烷二异氰酸酯， 和包括 2,4 - 二苯基甲烷二异氰酸酯和 4,4 - 二苯基甲烷二异氰 酸酯的单体型二苯基甲烷二异氰酸酯组分 ； 提供与异氰酸酯有反应性的组分， 该与异氰酸酯有反应性的组分包含分子量为约 700- 约 20,000 并具有基本上不含环氧乙烷基团的多个端基的。
8、聚醚多元醇 ； 以及 使该异氰酸酯组分和该与异氰酸酯有反应性的组分在发泡剂的存在下反应， 从而制造 所述柔性聚氨酯泡沫体 ； 其中所述柔性聚氨酯泡沫体基本上不含附加性阻燃添加剂并在根据加州技术公告 117 法规的燃烧性试验中具有阻燃性。 11. 根据权利要求 10 所述的方法， 其中所述与异氰酸酯有反应性的组分的所述聚醚多 元醇进一步限定为具有以下通式结构的聚醚三醇 ： 其中各 A 为独立选择的具有 2-4 个碳原子的二价烃基 ； 各 B 为具有 3 个碳原子的二价 烃基 ； 并且 x、 y 和 z 各自为大于 1 的整数。 12. 根据权利要求 11 所述的方法， 其中所述聚醚三醇的分子量为。
9、约 1,000- 约 5,000。 13. 根据权利要求 10-12 中任一项所述的方法， 其中所述与异氰酸酯有反应性的组分 进一步包含接枝多元醇， 所述接枝多元醇包含载体多元醇和分散在该载体多元醇中的共聚 的苯乙烯和丙烯腈的颗粒。 14. 根据权利要求 13 所述的方法， 其中所述载体多元醇进一步限定为分子量为约 1,000- 约 5,000 的聚醚三醇。 15.根据权利要求13和14中任一项所述的方法， 其中所述共聚的苯乙烯和丙烯腈的颗 粒以基于 100 重量份的所述接枝多元醇约 40- 约 55 重量份的量分散在所述接枝多元醇的 所述载体多元醇中。 16. 根据权利要求 10-15 中任。
10、一项所述的方法， 其中所述聚合物型二苯基甲烷二异氰 酸酯组分以基于 100 重量份所述异氰酸酯组分约 5- 约 25 重量份的量存在于所述异氰酸酯 组分中。 17. 根据权利要求 10-16 中任一项所述的方法， 其中所述单体型二苯基甲烷二异氰酸 酯组分以基于 100 重量份的所述异氰酸酯组分约 75- 约 95 重量份的量存在于所述异氰酸 酯组分中。 18. 根据权利要求 10-17 中任一项所述的方法， 其中所述 2,4 - 二苯基甲烷二异氰酸 酯以基于 100 重量份的所述异氰酸酯组分约 10- 约 50 重量份的量存在于所述异氰酸酯组 分中。 19. 柔性聚氨酯泡沫体， 其包含在发泡剂。
11、的存在下以下的反应产物 ： 异氰酸酯组分， 该异氰酸酯组分基本上不含甲苯二异氰酸酯并基本上由以下组成 ： 以基于 100 重量份所述异氰酸酯组分约 5- 约 25 重量份的量存在于所述异氰酸酯组分 中的聚合物型二苯基甲烷二异氰酸酯组分， 和 权 利 要 求 书 CN 102822224 A 3 3/3 页 4 以基于 100 重量份所述异氰酸酯组分约 75- 约 95 重量份的量存在于所述异氰酸酯组 分中并包括 2,4 - 二苯基甲烷二异氰酸酯和 4,4 - 二苯基甲烷二异氰酸酯的单体型二 苯基甲烷二异氰酸酯组分， 以及 与异氰酸酯有反应性的组分， 该与异氰酸酯有反应性的组分包含 ： 分子量为。
12、约 700- 约 20,000 并具有以下通式结构的聚醚三醇 ： 其中各 A 为独立选择的具有 2-4 个碳原子的二价烃基 ； 各 B 为具有 3 个碳原子的二价 烃基 ； 并且 x、 y 和 z 各自为大于 1 的整数 ； 其中所述柔性聚氨酯泡沫体基本上不含附加性阻燃添加剂并在根据加州技术公告 117 法规的燃烧性试验中具有阻燃性。 权 利 要 求 书 CN 102822224 A 4 1/15 页 5 柔性聚氨酯泡沫体和制备其的方法 0001 相关申请的交叉引用 0002 本专利申请要求 2010 年 2 月 24 日提交的美国专利申请第 12/711,849 号的优先 权和全部利益， 该。
13、申请是 2008 年 12 月 23 日提交的美国专利申请的部分继续申请。 发明领域 0003 本发明总体涉及柔性聚氨酯泡沫体和制备该柔性聚氨酯泡沫体的方法。 更具体来 说， 本发明涉及具有阻燃性的柔性聚氨酯泡沫体。 0004 相关领域的说明 0005 聚氨酯泡沫体广泛地具有韧性、 硬度、 和密度。一类聚氨酯泡沫体， 即柔性聚氨酯 泡沫体， 特别适用于为家具制品提供缓冲、 支撑、 和舒适性。 例如， 通常将柔性聚氨酯泡沫体 加入家具舒适制品， 如垫子、 垫料、 床垫、 褥垫、 和枕头， 以及家具支撑制品， 如沙发、 双人沙 发、 和椅子。 0006 柔性聚氨酯泡沫体典型地是可燃的， 尤其是在受。
14、到反复的压缩和弯曲时， 但可以 配制成耐受小型明火点火源。反复的压缩和弯曲经常导致柔性聚氨酯泡沫体孔结构的损 害， 这通常被称为柔曲失效(flex fatigue)。 由于柔性聚氨酯泡沫体反复受到压缩和弯曲， 因而， 当用于家具舒适和支撑制品时， 随着时间而遭受柔曲失效， 美国联邦和州法规目前规 定了柔性聚氨酯泡沫体的燃烧性限制。一种此类州法规， 加州技术公告 117， 规定了对装填 家具中回弹性填充材料例如柔性聚氨酯泡沫体的阻燃性测试的要求、 试验方法、 和仪器。 0007 制造具有阻燃性和柔性的柔性聚氨酯泡沫体的各种方法是本领域已知的。例如， 许多现有的具有阻燃性的柔性聚氨酯泡沫体通过甲苯。
15、二异氰酸酯 (TDI) 和包括一种或多 种多元醇的与异氰酸酯有反应性的组分之间的反应来制备。TDI 通常优于其它异氰酸酯使 用， 因为已知 TDI 在低密度下赋予聚氨酯泡沫体期望的物理和柔曲失效性质。 0008 制造具有阻燃性的柔性聚氨酯泡沫体的更常见的途径依靠在与异氰酸酯有反应 性的组分中包含附加性阻燃添加剂。例如， 以下阻燃添加剂可包含于与异氰酸酯有反应性 的组分中， 包括矿物质， 如三水合铝 ； 盐， 如羟甲基鏻盐 ； 磷化合物 ； 磷酸化酯 ； 和卤代烃或 其它卤代化合物， 如含溴和 / 或氯的那些。 0009 发明内容和优点 0010 本发明提供柔性聚氨酯泡沫体， 其包含异氰酸酯组分。
16、和与异氰酸酯有反应性的组 分在发泡剂的存在下的反应产物。该异氰酸酯组分基本上不含甲苯二异氰酸酯， 并包含聚 合物型二苯基甲烷二异氰酸酯和单体型二苯基甲烷二异氰酸酯组分。 该单体型二苯基甲烷 二异氰酸酯组分包括2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯和4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯。 该 与异氰酸酯有反应性的组分包含分子量为约700-约20,000并具有基本上不含环氧乙烷基 团的多个端基的聚醚多元醇。 该柔性聚氨酯泡沫体基本上不含附加性阻燃添加剂并在根据 加州技术公告 117 法规的燃烧性试验中具有阻燃性。本发明还提供制备该柔性聚氨酯泡沫 体的方法。该方法包括以下步骤 ： 提供异氰酸酯组分， 提供与异氰酸酯有。
17、反应性的组分， 和 使该异氰酸酯组分与该与异氰酸酯有反应性的组分在发泡剂的存在下反应以制造该柔性 说 明 书 CN 102822224 A 5 2/15 页 6 聚氨酯泡沫体。 0011 本发明的柔性聚氨酯泡沫体在根据加州技术公告 117 的燃烧性试验中在不需要 附加性阻燃添加剂的情况下具有阻燃性， 这减少了与制造此类柔性聚氨酯泡沫体相关的成 本和加工步骤。 此外， 本发明的柔性聚氨酯泡沫体具有优异的舒适和支撑性质， 并且消除了 对使用甲苯二异氰酸酯 (TDI) 以达到阻燃性的需要。 0012 发明的具体说明 0013 本发明包括柔性聚氨酯泡沫体和制备该柔性聚氨酯泡沫体的方法。 该柔性聚氨酯 。
18、泡沫体特别适于在家具制品如垫子、 填塞物、 和床垫中提供缓冲、 支撑、 和舒适性。但是， 能 领会的是， 本发明的柔性聚氨酯泡沫体可以具有超出家具制品的应用， 如用于车辆的噪音、 振动、 和粗糙度 (NVH) 降低用制品。 0014 如本文中所使用的， 术语柔性聚氨酯泡沫体表示一类柔性聚氨酯泡沫体， 并 代表与刚性柔性聚氨酯泡沫体相反。柔性聚氨酯泡沫体通常是多孔的， 具有开孔和气动性 质， 而刚性柔性聚氨酯泡沫体通常是非多孔的， 具有闭孔并且没有橡胶状特性。尤其是， 柔 性聚氨酯泡沫体是柔性有孔产品， 其根据 ASTM D3574-03 的定义， 在 200mm25mm25mm 的试样在 18。
19、-29的温度以 5 秒内 1 圈的均匀速率围绕 25mm 直径的心轴弯曲时不会破裂。 此外， 多元醇的选择影响柔性聚氨酯泡沫体的韧性。也就是说， 柔性聚氨酯泡沫体典型地 由重均分子量为约 1,000- 约 10,000g/mol 和羟基值为约 10- 约 200mg KOH/g 的多元醇制 造。相反， 刚性柔性聚氨酯泡沫体典型地由重均分子量为约 250- 约 700g/mol 和羟基值为 约300-约700mg KOH/g的多元醇制造。 另外， 与刚性柔性聚氨酯泡沫体相比， 柔性聚氨酯泡 沫体通常包含更多的氨基甲酸酯连接基， 而与柔性聚氨酯泡沫体相比， 刚性柔性聚氨酯泡 沫体可包含更多的异氰脲。
20、酸酯连接基。 此外， 柔性聚氨酯泡沫体典型地由具有低官能度(f) 引发剂的多元醇制造， 即， f4， 如一缩二丙二醇 (f=2) 或甘油 (f=3)。比较而言， 刚性柔性 聚氨酯泡沫体典型地由具有高官能度引发剂的多元醇制造， 即， f 4， 如曼尼希碱 (f=4)， 甲苯二胺(f=4)、 山梨糖醇(f=6)、 或蔗糖(f=8)。 此外， 如本领域已知的， 柔性聚氨酯泡沫体 典型地由基于甘油的聚醚多元醇制造， 而刚性柔性聚氨酯泡沫体典型地由产生三维交联的 有孔结构的多官能多元醇制造， 从而提高刚性柔性聚氨酯泡沫体的韧性。 最后， 虽然柔性聚 氨酯泡沫体和刚性柔性聚氨酯泡沫体都包含有孔结构， 但与。
21、刚性柔性聚氨酯泡沫体相比， 柔性聚氨酯泡沫体典型地包含更多的开孔壁， 这在施加力时允许空气穿过柔性聚氨酯泡沫 体。因此， 柔性聚氨酯泡沫体典型地在压缩后恢复形状。相反， 刚性柔性聚氨酯泡沫体典型 地包含更多的闭孔壁， 这在施加力时限制了空气流过刚性柔性聚氨酯泡沫体。 因此， 柔性聚 氨酯泡沫体典型地适用于缓冲和支撑应用， 例如家具用舒适和支撑制品， 而刚性柔性聚氨 酯泡沫体典型地适用于需要热绝缘的应用， 例如电器和建筑面板。 0015 本发明的柔性聚氨酯泡沫体包含异氰酸酯组分和与异氰酸酯有反应性的组分的 反应产物。 能领会的是， 如本文中所使用的术语异氰酸酯组分不限于单体型异氰酸酯， 即， 该。
22、异氰酸酯组分可包含单体型异氰酸酯和聚合物型异氰酸酯。 此外， 如本文中所使用的 术语异氰酸酯组分涵盖预聚物。换言之， 预聚物， 例如与过量异氰酸酯反应的多元醇， 可在本发明中用作异氰酸酯组分。 0016 异氰酸酯组分包含聚合物型二苯基甲烷二异氰酸酯 (pMDI)。PMDI 典型地存在于 异氰酸酯组分中以在柔性聚氨酯发泡反应期间提供反应性基团， 即， NCO 基团， 如以下更详 说 明 书 CN 102822224 A 6 3/15 页 7 细描述的。PMDI 典型地为低聚物型二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物， 即， MDI 和其二聚体和 / 或三聚体的混合物。PMDI 包括粗 MDI， 其具有三个。
23、或更多个包含 NCO 基团的苯环。PMDI 典型地通过苯胺和甲醛在酸催化剂的存在下缩合， 然后进行光气化和对所得聚合物型胺混 合物进行蒸馏来获得。PMDI 典型地以基于 100 重量份的所述异氰酸酯组分约 1- 约 30， 更 典型地约 5- 约 25， 甚至更典型地约 8- 约 12 重量份的量存在于异氰酸酯组分中。 0017 异氰酸酯组分进一步包含单体型二苯基甲烷二异氰酸酯 (MDI) 组分。如本领域 所理解的， 术语单体型 MDI表示涵盖 MDI 异构体如 2,4 -MDI、 4,4 -MDI、 和 / 或 2,2-MDI的组分。 本发明的单体型MDI组分包括2,4-MDI和4,4-MD。
24、I。 与4,4-MDI 相比， 2,4 -MDI 是非对称性分子并提供两个不同反应性的 NCO 基团。不意图限制于理论， 据信， 2,4 -MDI 影响柔性聚氨酯发泡反应参数， 如柔性聚氨酯泡沫体的稳定性和固化时 间。 0018 单体型 MDI 组分典型地以基于 100 重量份的所述异氰酸酯组分约 70- 约 99， 更典 型地约 75- 约 95， 甚至更典型地约 88- 约 92 重量份的量存在于异氰酸酯组分中。如上所 述， 单体型 MDI 组分包括 2,4 -MDI 和 4,4 -MDI。就总体异氰酸酯组分而言， 2,4 -MDI 典型地以基于 100 重量份的所述异氰酸酯组分约 10-。
25、 约 50， 更典型地约 30- 约 48， 甚至更 典型地约 39- 约 45 重量份的量存在于异氰酸酯组分中。通常， 异氰酸酯组分的其余部分 ( 即， 除 pMDI 和 2,4 -MDI 之外的异氰酸酯组分 ) 包括 4,4 -MDI。 0019 注意， 异氰酸酯组分基本上不含附加性阻燃添加剂。 如本文中所使用的， 与异氰酸 酯组分基本上不含附加性阻燃添加剂进行相关描述的基本上不含是指， 异氰酸酯组分 基于 100 重量份的所述异氰酸酯组分典型地包含少于约 1.0， 更典型地少于约 0.5， 甚至更 典型地 0 重量份的量的附加性阻燃添加剂。附加性阻燃添加剂是分开地即单独地加入异氰 酸酯组。
26、分或与异氰酸酯有反应性组分以赋予由它们制备的常规聚氨酯泡沫体阻燃性质的 阻燃添加剂。附加性阻燃添加剂的实例包括， 但不限于， 矿物质， 如三水合铝 ； 盐， 如羟甲基 鏻盐 ； 含磷化合物 ； 卤化阻燃添加剂， 如卤代烃 ； 和三聚氰胺， 其在特定应用中也用作阻燃 添加剂。 因为阻燃添加剂典型地是昂贵的和可能为制造柔性聚氨酯泡沫体的方法引入额外 的步骤， 与常规阻燃聚氨酯泡沫体相比， 包含异氰酸酯组分和与异氰酸酯有反应性的组分 的反应产物的本发明的柔性聚氨酯泡沫体能成本有效地进行制造。 0020 本发明的异氰酸酯组分基本上不含甲苯二异氰酸酯 (TDI)， 具体来说 2,4 -TDI 和 2,6。
27、 -TDI。因为与 MDI 相比， TDI 是典型地为人类和环境较不期望的， 与包含 TDI 的常 规异氰酸酯组分相比， 本发明的异氰酸酯组分具有更能接受的加工特性。如本文中与异氰 酸酯组分基本上不含 TDI 相关使用的基本上不含是指， 异氰酸酯组分典型地包含基于 100重量份的所述异氰酸酯组分少于约25， 更典型地少于约10， 甚至更典型地0重量份的量 的TDI。 而且， 本发明的柔性聚氨酯泡沫体具有在根据加州技术公告117法规的燃烧性试验 中的阻燃性， 如以下进一步详细说明的。 0021 不意图限制于理论， 据信， 包含 pMDI 和单体型 MDI 组分的异氰酸酯组分为由它们 制备的柔性聚。
28、氨酯泡沫体贡献了优异的阻燃性， 因为单体型MDI组分和pMDI改变了柔性聚 氨酯泡沫体的熔体特性。 例如， 据信， 单体型MDI组分和pMDI为柔性聚氨酯泡沫体在燃烧期 间提供了额外的成炭。额外的成炭典型地形成了稳定的碳质屏障， 其防止火焰进入底下的 柔性聚氨酯泡沫体。更具体来说， 据信， 异氰酸酯组分影响了柔性聚氨酯泡沫体的结晶性， 说 明 书 CN 102822224 A 7 4/15 页 8 从而， 当暴露于火焰时， 柔性聚氨酯泡沫体从火焰熔掉， 而不是保留在火焰中。 换句话说， 异 氰酸酯组分为本发明的柔性聚氨酯泡沫体提供了连续的结晶基体， 该基体提供了对火势蔓 延的的炭化屏障。此外，。
29、 据信， 当本发明的柔性聚氨酯泡沫体暴露于热时， 异氰酸酯组分最 小化了蒸气形成。由于火势蔓延需要蒸气相， 本发明的柔性聚氨酯泡沫体具有在根据加州 技术公告 117 的燃烧性试验中优异的阻燃性。 0022 异氰酸酯组分典型地具有存在于异氰酸酯组分中的以基于 100 重量份的所述异 氰酸酯组分约 33 重量份的量的 NCO 基团。另外， 异氰酸酯组分典型地具有在 25约 17cps 的粘度和约 2.1 的平均官能度。异氰酸酯组分典型地具有约 200的闪点和在 25约 1.20g/cm3的密度， 这允许加工有效性， 如容易进行组分混合， 从而为制造柔性聚氨酯泡沫 体带来成本有效性。 对于本发明的目。
30、的来说合适的异氰酸酯组分是Lupranate280， 可商 购自新泽西州 Florham Park 的 BASF Corporation。 0023 在某些实施方式中， 异氰酸酯组分基本上由 pMDI 和单体型 MDI 组分组成。在这 些实施方式中， pMDI 典型地以基于 100 重量份的所述异氰酸酯组分约 5- 约 25 重量份的 量存在于异氰酸酯组分中， 单体型 MDI 组分典型地以基于 100 重量份的所述异氰酸酯组分 约 75- 约 95 重量份的量存在于异氰酸酯组分中。在这些实施方式中， 异氰酸酯组分典型地 不含除 pMDI 和单体型 MDI 组分之外的异氰酸酯， 所述单体型 MD。
31、I 组分包括 2,4 -MDI 和 4,4 -MDI， 如上所述。 0024 本发明的与异氰酸酯有反应性的组分包含分子量为约 700- 约 20,000 和基本上 不含环氧乙烷基团的多个端基的聚醚多元醇。聚醚多元醇典型地的分子量为约 1,000- 约 5,000， 更典型地为约 2,000- 约 4,000。该聚醚多元醇的分子量是重均分子量。在某些实施 方式中， 聚醚多元醇是聚醚三醇。 如本领域已知的， 聚醚多元醇通常通过使环氧化物与引发 剂在催化剂如碱性催化剂或双金属氰化物 (DMC) 催化剂的存在下反应来制备。甚至更典型 地， 使用环氧乙烷 (EO)， 使得所得聚醚多元醇是 EO 封端的。。
32、但是， 如上所述， 与异氰酸酯有 反应性的组分的聚醚多元醇具有多个基本上不含 EO 基团的端基。在某些实施方式中， 聚醚 多元醇的端基包括环氧丙烷 (PO) 基团。但是， 能领会的是， 聚醚多元醇的端基可包括其它 环氧化物基团， 如环氧丁烷 (BO) 基团， 或此类环氧化物基团的组合。 0025 换句话说， 聚醚多元醇的多个端基典型地包括选自 PO 基团、 BO 基团、 及其组合的 环氧化物基团。例如， 在其中与异氰酸酯有反应性的组合物的聚醚多元醇包括聚醚三醇的 某些实施方式中， 聚醚三醇具有以下通式结构 ： 0026 0027 其中各 A 为独立选择的具有 2-4 个碳原子的二价烃基 ； 各。
33、 B 为具有 3 个碳原子的 二价烃基 ； 并且 x、 y 和 z 各自为大于 1 的整数。在该实施方式中， 聚醚三醇的链包含由 EO、 PO、 和/或BO形成的随机和/或重复的单元， 并且聚醚三醇的端基包含含有PO基团的单元。 聚醚多元醇典型地羟基值为约 20- 约 100， 更典型地约 25- 约 75mg KOH/g。 说 明 书 CN 102822224 A 8 5/15 页 9 0028 聚醚多元醇典型地以基于 100 重量份存在于与异氰酸酯有反应性的组分中的总 多元醇约 20- 约 100， 更典型地约 25- 约 75， 甚至更典型地约 30- 约 65 重量份的量存在于 与异氰。
34、酸酯有反应性的组分中。 0029 在某些实施方式中， 与异氰酸酯有反应性的组分进一步包含接枝多元醇， 其表示 化学地接枝到载体多元醇的分散聚合物固体。 与异氰酸酯有反应性的组分的接枝多元醇包 含载体多元醇和共聚的苯乙烯和丙烯腈的颗粒， 其中该共聚的苯乙烯和丙烯腈的颗粒分散 在载体多元醇中， 如以下更详细描述的。典型地， 接枝多元醇的载体多元醇为聚醚多元醇。 接枝多元醇典型地的官能度为约 2- 约 4， 更典型地约 2.5- 约 3.5。 0030 典型地， 接枝多元醇的载体多元醇为聚醚多元醇。载体多元醇可为本领域中任何 已知的聚醚多元醇， 并优选用作分散的共聚的苯乙烯和丙烯腈颗粒的连续相。 也。
35、就是说， 共 聚的苯乙烯和丙烯腈颗粒分散在载体多元醇中以形成分散体， 即， 形成接枝多元醇。 在某些 实施方式中， 载体多元醇是分子量为约 700- 约 20,000， 更典型地约 1,000- 约 5,000， 和更 典型地约 2,000- 约 4,000 的聚醚三醇。载体多元醇典型地具有所述分子量， 从而为柔性聚 氨酯泡沫体提供柔性和期望的密度， 如以下更详细描述的。该载体多元醇的分子量典型地 提供无规尺寸的、 不规则形状的小室， 例如， 尺寸和形状与相邻小室都不一样的小室。 0031 共聚的苯乙烯和丙烯腈的颗粒以基于 100 重量份的载体多元醇约 30- 约 60， 典型 地约 40- 。
36、约 55， 更典型地约 42- 约 50， 和甚至更典型地约 44 重量份颗粒的量分散在载体多 元醇中。具有以基于 100 重量份载体多元醇 44 重量份的量分散在其中的共聚的苯乙烯和 丙烯腈的颗粒的载体多元醇的实例为 Pluracol4600， 可商购自新泽西州 Florham Park 的 BASF Corporation。 0032 不意图限制于理论， 接枝多元醇典型地存在于与异氰酸酯有反应性的组分中以 为柔性聚氨酯泡沫体提供最佳的截面密度和调节柔性聚氨酯泡沫体的实心水平 (solid level)。接枝多元醇还典型地为柔性聚氨酯泡沫体提供可加工性和硬度。接枝多元醇还允 许在在柔性聚氨酯。
37、泡沫体的生产期间有最佳的小室开口， 而不会对柔性聚氨酯泡沫体的回 弹性有任何不利的影响。另外， 据信， 接枝多元醇影响本发明的柔性聚氨酯泡沫体的阻燃 性。但是， 能领会的是， 对于柔性聚氨酯泡沫体在根据加州技术公告 117 法规的燃烧性试验 中具有阻燃性来说， 接枝多元醇在本发明中不是必须的。 当存在时， 接枝多元醇典型地以基 于 100 重量份存在于与异氰酸酯有反应性的组分中的总多元醇大于 0 至 100， 更典型地约 5- 约 50， 甚至更典型地约 10- 约 30 重量份的量存在于与异氰酸酯有反应性的组分中。当 接枝多元醇以 100 重量份的量存在于与异氰酸酯有反应性的组分中时， 与异。
38、氰酸酯有反应 性的组分仍包含聚醚多元醇作为接枝多元醇中的载体多元醇。 接枝多元醇的载体多元醇可 包含如上展示和描述的聚醚三醇。 此外， 接枝多元醇典型的羟基值为约10-约60， 更典型地 约 20- 约 40mg KOH/g。另外， 接枝多元醇典型的粘度为在 25约 1,000- 约 7,000 厘泊， 这 允许加工效率性， 如容易进行组分混合， 从而为制造柔性聚氨酯泡沫体带来成本有效性。 0033 与异氰酸酯有反应性的组分典型地进一步包含表征官能度少于 4 的交联剂。当在 与异氰酸酯有反应性的组分中使用时， 交联剂通常使柔性聚氨酯泡沫体的共聚物链段之间 发生相分离。也就是说， 柔性聚氨酯泡沫。
39、体典型地包含刚性的脲共聚物链段和软的多元醇 共聚物链段。 交联剂典型地化学地和物理地将刚性脲共聚物链段连接到软的多元醇共聚物 链段。因此， 交联剂典型地存在于与异氰酸酯有反应性的组分中以改变硬度， 提高稳定性， 说 明 书 CN 102822224 A 9 6/15 页 10 并降低柔性聚氨酯泡沫体的收缩性。当使用时， 交联剂典型地以基于 100 重量份存在于与 异氰酸酯有反应性的组分中的总多元醇大于 0 至约 2， 更典型地约 0.1- 约 1 重量份的量存 在于与异氰酸酯有反应性的组分中。 0034 合适的交联剂包括本领域已知的任何交联剂， 如二乙醇胺。 当使用时， 二乙醇胺典 型地以基于。
40、 100 重量份交联剂约 85 重量份的量存在于交联剂中。适于本发明的目的的交 联剂的实例是DabcoTM DEOA-LF， 岂可商购自宾夕法尼亚州Allentown的Air Products and Chemicals,Inc.。 0035 与异氰酸酯有反应性的组分典型地进一步包含催化剂组分。 催化剂组分典型地存 在于与异氰酸酯有反应性的组分中以催化异氰酸酯组分和与异氰酸酯有反应性的组分之 间的柔性聚氨酯发泡反应。能领会的是， 催化剂组分典型地不被消耗以形成异氰酸酯组分 和与异氰酸酯有反应性的组分的反应产物。也就是说， 催化剂组分典型地参与柔性聚氨酯 发泡反应， 但不被其消耗。当使用时， 催。
41、化剂组分典型地以基于 100 重量份存在于与异氰 酸酯有反应性的组分中的总多元醇大于 0- 约 2， 更典型地约 0.10- 约 1 重量份的量存在于 与异氰酸酯有反应性的组分中。 催化剂组分可包含本领域已知的任何合适的催化剂或催化 剂混合物。合适的催化剂的实例包括， 但不限于， 凝胶催化剂， 例如一缩二丙二醇中的结晶 催化剂 ； 发泡催化剂， 例如一缩二丙二醇中的双 ( 二甲基氨基乙基 ) 醚 ； 和锡催化剂， 例如 辛酸锡。用于本发明的目的的合适的催化剂组分为 DabcoTM 33LV， 可商购自宾夕法尼亚州 Allentown的Air Products and Chemicals,Inc。
42、.。 DabcoTM 33LV是33%三乙二胺和67%一 缩二丙二醇的溶液并典型地用作凝胶催化剂。 0036 在某些实施方式中， 与异氰酸酯有反应性的组分进一步包含小室开口添加剂。典 型地， 小室开口添加剂为具有下式的二取代的脂族酯 ： 0037 R1-OCO-R2-COO-R1 0038 其中 R1为独立选择的具有 1-4 个碳原子的烷基和 R2是具有 2-6 个碳原子二价烷 基。 小室开口添加剂的具体实例包括， 但不限于， 己二酸二甲酯、 戊二酸二甲酯、 琥珀酸二甲 酯、 二元酯、 及其组合。己二酸二甲酯可商购自 Midland， MI 的 Dow Chemical Company。 00。
43、39 与异氰酸酯有反应性的组分可进一步包含添加剂组分。 添加剂组分典型地选自表 面活性剂， 封端剂， 染料， 颜料， 稀释剂， 溶剂， 特殊功能添加剂如抗氧化剂、 紫外线稳定剂、 杀生物剂， 粘合促进剂， 防静电剂， 脱模剂， 香料， 和以上的组合。 当使用时， 添加剂组分典型 地以基于100份存在于与异氰酸酯有反应性的组分中的总多元醇大于0-约15， 更典型地约 1- 约 10 重量份的量存在于与异氰酸酯有反应性的组分中。 0040 表面活性剂典型地存在于与异氰酸酯有反应性的组分的添加剂组分中以控制柔 性聚氨酯泡沫体的小孔结构和改进组分的混溶性和柔性聚氨酯泡沫体稳定性。 合适的表面 活性剂包。
44、括本领域已知的任何表面活性剂， 如聚硅氧烷和壬基苯酚乙氧基化物。 典型地， 表 面活性剂为聚硅氧烷。更具体来说， 该聚硅氧烷典型地为聚二甲基硅氧烷 - 聚氧亚烷基嵌 段共聚物。表面活性剂可根据聚醚多元醇和 / 或接枝多元醇 ( 如果存在于与异氰酸酯有反 应性的组分中 ) 的反应活性来选择。当使用时， 表面活性剂典型地以基于 100 重量份存在 于与异氰酸酯有反应性的组分中的总多元醇约 0.5- 约 2 重量份的量存在于与异氰酸酯有 反应性的组分中。用于本发明的目的的表面活性剂的具体实例是 Niax聚硅氧烷 L-650， 可商购自西弗吉尼亚 Friendly 的 Momentive Perfor。
45、mance Materials。 说 明 书 CN 102822224 A 10 7/15 页 11 0041 与异氰酸酯有反应性的组分的添加剂组分还可包含封端剂。 封端剂典型地存在于 与异氰酸酯有反应性的组分的添加剂组分中以延迟柔性聚氨酯泡沫体的乳白时间和提高 其固化时间。合适的封端剂包括本领域已知的任何封端剂。典型地， 封端剂是聚合物型酸， 即， 具有重复单元和多个酸官能基团的聚合物。本领域技术人员典型地根据异氰酸酯组分 的反应活性来选择封端剂。 0042 异氰酸酯组分和与异氰酸酯有反应性的组分在发泡剂的存在下反应以制造该柔 性聚氨酯泡沫体。如本领域已知的， 在异氰酸酯组分和与异氰酸酯有反。
46、应性的组分的柔 性聚氨酯发泡反应期间， 发泡剂促进在柔性聚氨酯泡沫体中形成小室空隙的发泡气体的释 放。发泡剂可为物理发泡剂、 化学发泡剂、 或物理发泡剂和化学发泡剂的组合。 0043 术语物理发泡剂是指不会化学地与异氰酸酯组分和 / 或与异氰酸酯有反应性的 组分反应以提供发泡气体的发泡剂。物理发泡剂可以为气体或液体。液体物理发泡剂典型 地在受热时蒸发成气体， 并且典型地在冷却时返回为液体。物理发泡剂典型地降低柔性聚 氨酯泡沫体的热导率。用于本发明的目的的合适的物理发泡剂可包括液体 CO2， 丙酮， 甲酸 甲酯， 及其组合。最典型的物理发泡剂典型地具有零臭氧破坏潜能。 0044 术语化学发泡剂是。
47、指化学地与异氰酸酯组分或与其它组分反应以释放用于发泡 的气体的发泡剂。适于本发明的目的的化学发泡剂的实例包括甲酸、 水、 及其组合。 0045 发泡剂典型地以基于 100 重量份约 0.5- 约 20 重量份的量存在于与异氰酸酯有反 应性的组分中的总多元醇存在于中与异氰酸酯有反应性的组分。在某些实施方式中， 采用 化学和物理发泡剂的组合， 如水和液体 CO2。 0046 类似于异氰酸酯组分， 与异氰酸酯有反应性的组分基本上不含附加性阻燃添加 剂。因此， 本发明的柔性聚氨酯泡沫体基本上不含附加性阻燃添加剂。如本文中所使用的， 与柔性聚氨酯泡沫体基本上不含附加性阻燃添加剂相关的基本上不含是指， 柔。
48、性聚氨 酯泡沫体典型地以基于 100 重量份用于制造该柔性聚氨酯泡沫体的所有组分包含少于约 1.0， 更典型地少于约0.5， 甚至更典型地0重量份的量的附加性阻燃添加剂。 附加性阻燃添 加剂是分开地， 即， 单独地加入异氰酸酯组分或与异氰酸酯有反应性的组分以赋予由它们 制备的常规聚氨酯泡沫体阻燃性质的阻燃添加剂。如上所述， 附加性阻燃添加剂的实例包 括， 但不限于， 矿物质， 如三水合铝 ； 盐， 如羟甲基鏻盐 ； 含磷化合物 ； 卤化阻燃添加剂， 如卤 代烃 ； 和三聚氰胺， 其在特定应用中也用作阻燃添加剂。出乎意料地， 即使不包含附加性阻 燃添加剂， 该柔性聚氨酯泡沫体仍在根据加州技术公告。
49、 117 法规的燃烧性试验中具有阻燃 性。据信， 不是常规地赋予柔性聚氨酯泡沫体阻燃性的 TDI， 而是以上述量包含 pMDI 和单 体型 MDI， 与与异氰酸酯有反应性的组分的聚醚多元醇组合， 出乎意料地为柔性聚氨酯泡沫 体提供了优异的阻燃性。尤其是， 如上所述， 不意图限制于理论， 据信， 异氰酸酯组分， 包含 pMDI和单体型MDI组分， 为柔性聚氨酯泡沫体贡献了优异的阻燃性， 因为单体型MDI组分和 pMDI改变了柔性聚氨酯泡沫体的熔体特性。 更具体来说， 据信， 异氰酸酯组分为本发明的柔 性聚氨酯泡沫体提供了连续结晶基体， 该基体对火势蔓延提供了炭化屏障。此外， 据信， 当 本发明的柔性聚氨酯泡沫体暴露于热时， 异氰酸酯组分最小化了蒸气形成。由于火势蔓延 需要蒸气相， 本发明的柔性聚氨酯泡沫体在根据加州技术公告 117 法规的燃烧性试验中具 有优异的阻燃性。此外， 柔性聚氨酯泡沫体典型地具有约 1.0- 约 4.0， 更典型地约 1.5- 约 2.5 磅 / 立方英尺的密度。 说 。