包括聚氨酯凝膠的單層柔性泡沫體的制作方法
【專利摘要】一種單層柔性泡沫體包括(A)異氰酸酯組分和(B)異氰酸酯反應(yīng)性組分的反應(yīng)產(chǎn)物。該異氰酸酯組分和該異氰酸酯反應(yīng)性組分在(C)聚氨酯凝膠存在下進行反應(yīng)。該聚氨酯凝膠在25℃的粘度是約3000-約12000cps，并且包括多元醇組分和第二異氰酸酯組分(其在異氰酸酯指數(shù)約10-約70時反應(yīng))的反應(yīng)產(chǎn)物。該柔性泡沫體還包括多個聚集的凝膠基底，其由聚氨酯凝膠形成和其分散在柔性泡沫體中。該柔性泡沫體是使用這樣的方法形成的，其包括步驟：提供(A)，提供(B)，提供(C)和將(C)與(A)和(B)組合，以使得(A)和(B)在(C)存在下反應(yīng)來形成該柔性泡沫體。
【專利說明】包括聚氨酯凝膠的單層柔性泡沬體
發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明總體涉及包括聚氨酯凝膠的單層柔性泡沫體。更具體的，該單層柔性泡沫體包括多個聚集的凝膠基底，該凝膠基底由該聚氨酯凝膠形成并分散在該柔性泡沫體中。
[0002]相關(guān)領(lǐng)域描述
[0003]某些泡沫體例如粘彈性記憶泡沫體包括凝膠層、薄片和/或粒子，其用于嘗試增加觸覺性能例如穩(wěn)固性、支持性、回彈性和耐壓縮性。但是這樣的泡沫體會難以制造。例如如果這樣的泡沫體是作為塊狀泡沫體來生產(chǎn)的，則將這樣的泡沫體切割成片會是困難的。使用成本和時間有效的方法來形成這樣的泡沫體也是困難的。此外，同樣困難的是將凝膠層、薄片和/或粒子混入該泡沫體中，而不破壞發(fā)泡體(由此危及結(jié)構(gòu)完整性)和不形成這樣的產(chǎn)物，其包括不期望的凝膠、薄片和/或粒子的單個物體，例如在該泡沫體的底部。因此，存在著開發(fā)一種改進的泡沫體的機會。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
和優(yōu)點
[0005]本發(fā)明提供單層柔性泡沫體。該單層柔性泡沫體典型的包括異氰酸酯組分和異氰酸酯反應(yīng)性組分的反應(yīng)產(chǎn)物。該異氰酸酯組分和該異氰酸酯反應(yīng)性組分在聚氨酯凝膠存在下反應(yīng)。該聚氨酯凝膠在25°C的粘度是約3000-約12000cpS。該聚氨酯凝膠還包括多元醇組分和第二異氰酸酯組分的反應(yīng)產(chǎn)物。該多元醇組分和第二異氰酸酯組分是在異氰酸酯指數(shù)為約10-約70時反應(yīng)的。該單層柔性泡沫體還包括多個聚集的凝膠基底，其由聚氨酯凝膠形成和其分散在單 層柔性泡沫體中。本發(fā)明還提供一種形成該單層柔性泡沫體的方法。該方法包括步驟:提供(A)異氰酸酯組分，提供(B)異氰酸酯反應(yīng)性組分，提供(C)聚氨酯凝膠，和將(C)聚氨酯凝膠與(A)和(B)組合，以使得(A)和(B)在(C)存在下反應(yīng)來形成該單層柔性泡沫體。
[0006]該聚氨酯凝膠允許該單層柔性泡沫體保持優(yōu)異的物理、疲勞和阻燃性能，而同時改進了使用時的壓縮形變和降低了壓力點。該聚氨酯凝膠還允許該單層柔性泡沫體以時間和成本有效的方式來生產(chǎn)，典型的不破壞發(fā)泡物質(zhì)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]通過參考下面的詳細說明和結(jié)合附圖進行考慮時，本發(fā)明變得更好理解，同時本發(fā)明的其他優(yōu)點將容易理解，其中:
[0008]圖1是一種實施方案的單層柔性泡沫體的照片，其中該多個聚集的凝膠基底(著色的灰色)以非均勻圖案分散在該單層柔性泡沫體(著色的白色)。
[0009]圖2包括一系列的壓力地圖和相應(yīng)的圖例,其代表了實施例中所述的壓力地圖。
[0010]圖3是兩個相同的單層柔性泡沫體的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的線圖，每個包括了不同的聚氨酯凝膠。該A/B凝膠是用第二異氰酸酯組分和多元醇組分在雙組分體系中以適當?shù)谋壤黄鸹旌蟻碇苽涞?，如本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的那樣。RM凝膠是用這樣的原材料配方來制備的，其包括與A/B凝膠相同的第二異氰酸酯組分和多元醇組分，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的那樣。但是在該RM凝膠中，第二異氰酸酯組分和多元醇組分是在一道中一起混合的。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是作為單層柔性泡沫體的凝膠濃度(重量份)的函數(shù)來闡述的。
[0011]圖4是一個線圖，其代表了實施例中與作為時間的函數(shù)的泡沫體2、對比泡沫體I和對比泡沫體3的升溫有關(guān)所述的數(shù)據(jù)。
【具體實施方式】
[0012]本發(fā)明提供了單層柔性泡沫體和形成該單層柔性泡沫體的方法。術(shù)語“單層柔性泡沫體”表示該柔性泡沫體是(例如組成為或具有)單層。換言之，該單層柔性泡沫體典型的是整體物質(zhì)，而非分段成離散的層。換言之，該單層柔性泡沫體沒有兩個或更多個離散的(例如可識別的)層。該單層柔性泡沫體典型的具有頂部、底部和一個或多個側(cè)面，其中頂部定義了第一最外表面，底部定義了第二最外表面，和該一個或多個側(cè)面每個定義了第三和/或另外的最外表面。
[0013]該單層 柔性泡沫體沒有特別限制，并且可以進一步限定為粘彈性單層柔性泡沫體，傳統(tǒng)單層柔性泡沫體，高回彈性單層柔性泡沫體，閉孔單層柔性泡沫體，開孔單層柔性泡沫體，模制單層柔性泡沫體，塊狀單層柔性泡沫體和/或上述的組合。類似的，該單層柔性泡沫體可以進一步限定為聚氨酯單層柔性泡沫體、聚脲單層柔性泡沫體、聚合物單層柔性泡沫體、單層柔性泡沫體橡膠等。在一種實施方案中，該單層柔性泡沫體進一步限定為聚氨酯單層柔性泡沫體。在另外一種實施方案中，該單層柔性泡沫體進一步限定為聚脲單層柔性泡沫體。該單層柔性泡沫體可以作為塊狀泡沫體、小圓圈等形成/提供。單層柔性泡
沫體不同的合適的但非限制性的一般例子包括Pluracel? ve和pluracel? hr，二者
都市售自 BASF Corporation。
[0014]術(shù)語“柔性”泡沫體是本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的，并且典型的排除了被理解為是硬質(zhì)泡沫體的泡沫體。例如本發(fā)明的柔性泡沫體可以具有根據(jù)ASTM，ISO和/或BIFMA標準(或者本領(lǐng)域公認的任何其他標準)所測量的特別的物理性能和/或可區(qū)別的特性。不同的物理性能非限定性的例子(其可以測量和/或區(qū)分)包括密度，支持因子(壓縮模量)，空氣流動，球回彈性，壓縮模量，壓縮變形，耐久性，動態(tài)疲勞，撓性疲勞，滯后，壓痕力偏轉(zhuǎn)(IFD)，恢復(fù)，回彈性，靜態(tài)疲勞，表面穩(wěn)固性，撕裂強度，抗拉強度和/或總體垂直運動(TVM)。本發(fā)明的柔性泡沫體可以具有前述物理性能的一些而沒有其他。類似的，在不同的實施方案中，本發(fā)明的柔性泡沫體可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員基于一種或多種前述物理性能的測量來理解或者區(qū)分。
[0015]該單層柔性泡沫體的物理性能沒有特別的限制。在不同的實施方案中，該單層柔性泡沫體的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)小于30，25，20，15，10，9，8，7，6，5，4，3，2，1.5或者I°C，例如在圖3中?？蛇x擇的，該單層柔性泡沫體可以描述為具有處于上述任何一個或多個值之間的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。還可以預(yù)期的是該單層柔性泡沫體可以具有在實施例的一個或多個表中所述的和/或上述的± 1，2，3，4，5，10，15，20+%等的一種或多種物理性能。但是，在實施例的一個或多個表中所述的物理性能不是必需的，并且不打算限制本發(fā)明。
[0016]該單層柔性泡沫體典型的包括、基本由以下組成或由以下組成:(A)異氰酸酯組分和(B)異氰酸酯反應(yīng)性組分的反應(yīng)產(chǎn)物，其是在(C)聚氨酯凝膠存在下反應(yīng)的。術(shù)語“基本由...組成”描述了一種實施方案，其中該單層柔性泡沫體沒有通過(A)和(B)在(C)存在下反應(yīng)來形成的聚合物。每個的(A)，(B)和(C)在下面更詳細的描述。[0017]可以預(yù)期的是在其他實施方案中，該單層柔性泡沫體可以包括、基本由以下組成或由以下組成:一種或多種有機單體、聚合物、預(yù)聚物等的反應(yīng)產(chǎn)物，作為本領(lǐng)域已知的，來形成一種或多種前述類型的上述泡沫體，例如聚脲泡沫體、聚合物泡沫體、柔性泡沫體橡膠等。這些不同的單體、聚合物、預(yù)聚物等在此為了簡要起見沒有描述，但是仍然可以預(yù)期使用和可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員選擇。在這些實施方案中，該一種或多種有機單體、聚合物、預(yù)聚物等典型的在(C)聚氨酯凝膠存在下反應(yīng)。術(shù)語“基本由...組成”描述了一種實施方案，其中該單層柔性泡沫體沒有這樣的聚合物，其不是是通過一種或多種上述的有機單體、聚合物、預(yù)聚物等反應(yīng)形成的。
[0018](A)異氰酸酯組分:
[0019](A)異氰酸酯組分可以包括、基本由以下組成或由以下組成:單異氰酸酯或者兩種或更多種異氰酸酯的組合。任何的該異氰酸酯可以進一步限定為傳統(tǒng)的異氰酸酯，多異氰酸酯，異氰酸酯和多異氰酸酯的縮二脲，異氰酸酯和多異氰酸酯的異氰尿酸酯及其組合。在一種實施方案中，(A)異氰酸酯組分包括、基本由以下組成或由以下組成:η官能化異氰酸酯。在這種實施方案中，η是典型的下面的數(shù):2-8，2-7，2-6，2-5, 2-4, 2-3, 3-8, 3-7, 3-6,3-5，3-4，4-8，4-7，4-6，4-5，5-8，5-7，5-6，6-8，6-7 或 7-8。應(yīng)當理解 η 可以是處于任何前述范圍內(nèi)的整數(shù)或者可以具有2-8的中間值。(A)異氰酸酯組分可以可選擇的包括、基本由以下組成或由以下組成:選自下面的異氰酸酯:芳族異氰酸酯，脂肪族異氰酸酯及其組合。在一種實施方案中，(A)異氰酸酯組分包括脂肪族異氰酸酯、基本由脂肪族異氰酸酯組成或由脂肪族異氰酸酯組成。(A)異氰酸酯組分還可以包括、基本由以下組成或由以下組成:改性的多價脂肪族異氰酸酯，即，通過脂肪族二異氰酸酯和/或脂肪族多異氰酸酯的化學(xué)反應(yīng)獲得的產(chǎn)物。(A)異氰 酸酯組分還可以包括、基本由以下組成或由以下組成或者由下面的形成:脲，縮二脲，脲基甲酸酯，碳二酰亞胺，脲二酮，異氰尿酸酯，氨基甲酸酯基團，二聚體，三聚體及其組合。(A)異氰酸酯組分還可以包括、基本由以下組成或由以下組成，但不限于改性的二異氰酸酯，其單個使用或者以與下面的反應(yīng)產(chǎn)物來使用:聚氧亞烷基二醇，二甘醇，二丙二醇，聚氧乙二醇，聚氧丙二醇，聚氧丙烯聚氧乙二醇，聚酯醇，聚己內(nèi)酯及其組合。
[0020]可選擇的，(A)異氰酸酯組分可以包括、基本由以下組成或由以下組成:芳族異氰酸酯。該芳族異氰酸酯可以對應(yīng)于式R’ (NCO) ζ，其中R’是芳族基團，和ζ是對應(yīng)于R’的化合價的整數(shù)。典型的，ζ是至少2。(A)異氰酸酯組分可以包括、基本由以下組成或由以下組成，但不限于四甲基亞二甲苯基二異氰酸酯(TMXDI)，I, 4- 二異氰酸酯根合苯，1，3- 二異氰酸酯根合鄰二甲苯，1，3- 二異氰酸酯根合對二甲苯，1，3- 二異氰酸酯根合間二甲苯，2，4- 二異氰酸酯根合-1-氯苯，2，4- 二異氰酸酯根合-1-硝基苯，2，5- 二異氰酸酯根合-1-硝基苯，間亞苯基二異氰酸酯，對亞苯基二異氰酸酯，2，4-甲苯二異氰酸酯,2，6-甲苯二異氰酸酯，2，4-和2，6-甲苯二異氰酸酯的混合物，1，5-萘二異氰酸酯，1-甲氧基_2，4-亞苯基二異氰酸酯，4，4’ - 二苯基甲烷二異氰酸酯，2，4’ - 二苯基甲烷二異氰酸酯，4，4’ -聯(lián)亞苯基二異氰酸酯，3，3’ - 二甲基-4，4’ - 二苯基甲烷二異氰酸酯，3，3’ -二甲基二苯基甲烷-4，4’ - 二異氰酸酯，三異氰酸酯例如4，4’，4”-三苯基甲烷三異氰酸酯多亞甲基多亞苯基多異氰酸酯和2，4，6-甲苯三異氰酸酯，四異氰酸酯例如4，4’ - 二甲基-2，2’ -5，5’ - 二苯基甲烷四異氰酸酯，甲苯二異氰酸酯，2，2’ - 二苯基甲烷二異氰酸酯，2，4’ - 二苯基甲烷二異氰酸酯，4，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯，多亞甲基多亞苯基多異氰酸酯，其相應(yīng)的異構(gòu)體混合物，及其組合?？蛇x擇的，該芳族異氰酸酯可以包括、基本由以下組成或由以下組成:間TMXDI和1，I, 1-三羥甲基丙烷的三異氰酸酯產(chǎn)物，甲苯二異氰酸酯和1，1，1-三羥甲基丙烷的反應(yīng)產(chǎn)物及其組合。
[0021]在一種實施方案中，(A)異氰酸酯組分進一步限定為包括、基本由以下組成或由以下組成:常規(guī)的脂肪族、脂環(huán)族、芳脂族和芳族異氰酸酯。在其他實施方案中，(A)異氰酸酯組分包括、基本由以下組成或由以下組成:異氰酸酯，選自二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)，聚合的二苯基甲烷二異氰酸酯(PMDI)及其組合。聚合的二苯基甲烷二異氰酸酯在本領(lǐng)域也稱作多亞甲基多亞苯基多異氰酸酯。在其他實施方案中，(A)異氰酸酯組分包括、基本由...組成或組成為可乳化的MDI (eMDI)。其他合適的異氰酸酯的例子可以包括、基本由以下組成或由以下組成，但不限于甲苯二異氰酸酯(TDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、萘二異氰酸酯(NDI)及其組合。
[0022]在某些實施方案中，(A)異氰酸酯組分包括、基本由以下組成或由以下組成:異氰酸酯封端的預(yù)聚物。該異氰酸酯封端的預(yù)聚物典型的是異氰酸酯和多元醇和/或多胺的反應(yīng)產(chǎn)物。(A)異氰酸酯組分可以可選擇的包括、基本由以下組成或由以下組成:聚氨酯或者聚脲領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的任何類型的異氰酸酯，例如上面所述和所示例的多
異氰酸酯之一。合適的異氰酸酯具體的非限定性例子在商標名LlJPRANATEir K市售自 Florham Park, NJ 的 BASF Corporation,例如 LUPRANATE? M, LUPRANATE? MI, LIIPMI1TE? 麗103，LUPlAiATE? M20SB, LUPMMTI? M20HB 和 LUPMIATBit
M20FB，UfPRAiATEe 280和UPMNATEe t-sotdi異氰酸酯。應(yīng)當理解(A)異氰酸酯
組分可以包括、基本由以下組成或由以下組成:前述異氰酸酯和/或異氰酸酯封端的預(yù)聚物的任意組合。(A)異氰酸酯組分可以描述為具有任何％ NCO含量和任何粘度。
[0023](A)異氰酸酯組分還可以與(B)異氰酸酯反應(yīng)性組分以本領(lǐng)域技術(shù)人員所確定的任何量反應(yīng)。(A)異氰酸酯組分和(B)異氰酸酯反應(yīng)性組分典型的在異氰酸酯指數(shù)為30-150，40-130，50-120，60-110，70-100，80-90，70-90，75-85，85-95，80-90 或者 75-95 時反應(yīng)。上面的段落中所用的術(shù)語“基本由...組成”典型的描述了(A)異氰酸酯組分可以沒有聚合物例如非異氰酸酯聚合物，沒有多元醇等。
[0024](B)異氰酸酯反應(yīng)性組分:
[0025](B)異氰酸酯反應(yīng)性組分也沒有特別限制，并且可以進一步限定為包括、基本由以下組成或由以下組成:多元醇、胺、醇或者本領(lǐng)域已知的任何其他組分，來與(A)異氰酸酯組分反應(yīng)來形成單層柔性泡沫體。在一種實施方案中，(B)異氰酸酯反應(yīng)性組分進一步限定為多元醇。在另外一種實施方案中，(B)異氰酸酯反應(yīng)性組分進一步限定為胺。(B)異氰酸酯反應(yīng)性組分可以使用本領(lǐng)域已知的任何方法形成，包括但不限于DMC催化。
[0026]該多元醇和/或胺也沒有特別限制，并且可以由任何引發(fā)劑形成和可以具有任何官能度。在不同的實施方案中，多元醇和/或胺是由2，3，4，5，6，7或者8官能化引發(fā)劑形成的。合適的引發(fā)劑不同的非限定性例子包括多個活性氫原子，并且包括、基本由以下組成或由以下組成:水，丁二醇，乙二醇，丙二醇，二甘醇，三甘醇，二丙二醇，乙醇胺，二乙醇胺，三乙醇胺，甲苯二胺，二乙基甲苯二胺，苯基二胺，二苯基甲烷二胺，乙烯二胺，環(huán)己烷二胺，環(huán)己烷二甲醇，間苯二酚，雙酚A，甘油，三羥甲基丙烷，1，2，6-己三醇，季戊四醇及其組合。在一種實施方案中，該多元醇進一步限定為三醇和可以由引發(fā)劑形成，例如但不限于甘油、三羥甲基丙烷等。在其他實施方案中，該多元醇可以進一步限定為羥值是20-200,25-190，30-180，40-170，50-160，60-150，70-140，80-130，90-120 或 IOO-1lOmg KOH/g。
[0027]在其他實施方案中，(B)異氰酸酯反應(yīng)性組分進一步限定為包括、基本由以下組成或由以下組成:聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚醚/酯多元醇或者其組合。該多元醇可以選自但不限于脂肪族多元醇，脂環(huán)族多元醇，芳族多元醇，雜環(huán)多元醇，接枝多元醇及其組合。合適的多元醇更具體的例子選自但不限于丙二醇，蔗糖引發(fā)的多元醇，蔗糖/甘油引發(fā)的多元醇，三羥甲基丙烷引發(fā)的多元醇，生物多元醇及其組合。
[0028]合適的聚醚多元醇可以包括、基本由以下組成或由以下組成，但不限于通過環(huán)氧化物例如環(huán)氧乙烷(EO)、環(huán)氧丙烷(PO)、環(huán)氧丁烷(BO)或者四氫呋喃在一種或多種引發(fā)劑存在下聚合所獲得的產(chǎn)物。合適的引發(fā)劑包括但不限于上述那些。
[0029]其他合適的聚醚多元醇可以包括、基本由以下組成或由以下組成:聚醚二醇和三醇，例如聚氧丙二醇和三醇和聚(氧乙烯-氧丙烯)二醇和三醇，其通過環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷同時或依次加成到二或三官能化引發(fā)劑上來獲得。還可以使用基于該多元醇組分的重量，氧乙烯含量是約5-約90重量％的共聚物，其多元醇可以嵌段共聚物、無規(guī)/嵌段共聚物或者無規(guī)共聚物。仍然的其他合適的聚醚多元醇包括通過四氫呋喃聚合所獲得的聚四亞甲基二醇。
[0030]合適的聚酯多元醇可以包括、基本由以下組成或由以下組成，但不限于下面組分的羥基封端的反應(yīng)產(chǎn)物:多羥基醇例如乙二醇，丙二醇，二甘醇，1，4- 丁二醇，新戊二醇，1， 6-己二醇，環(huán)己烷二甲醇，甘油，三羥甲基丙烷，季戊四醇或者聚醚多元醇或者這樣的多羥基醇的混合物，與聚羧酸，特別是二羧酸或者它們的成酯衍生物例如琥珀酸、戊二酸和己二酸或者它們的二甲基酯、癸二酸、鄰苯二甲酸酐、四氯鄰苯二甲酸酐或者對苯二甲酸二甲酯或者其混合物。還可以使用通過內(nèi)酯例如己內(nèi)酯與多元醇或者羥基羧酸如羥基己酸一起聚合來獲得的聚酯多元醇。
[0031]合適的聚酯酰胺多元醇可以通過在聚酯化混合物中包括氨基-醇例如乙醇胺來獲得的。合適的聚硫醚多元醇可以包括、基本由以下組成或由以下組成:如下獲得的產(chǎn)物:將硫二甘醇單獨縮合，或者將其與其他二醇，環(huán)氧烷，二羧酸，甲醛，氨基-醇或者氨基-羧酸一起縮合。合適的聚碳酸酯多元醇包括或者是將二醇例如1，3-丙烷二醇，I, 4- 丁二醇，1，6-己二醇，二甘醇或者四甘醇與二芳基碳酸酯如碳酸二苯酯或者與光氣反應(yīng)獲得的產(chǎn)物。合適的聚縮醛多元醇包括或者是通過二醇例如二甘醇，三甘醇或者己二醇與甲醛反應(yīng)所制備的那些。其他合適的聚縮醛多元醇還可以通過聚合環(huán)縮醛來制備。合適的聚烯烴多元醇可以包括、基本由以下組成或由以下組成:羥基封端的丁二烯均聚物和共聚物和合適的聚硅氧烷多元醇包括聚二甲基硅氧烷二醇和三醇。
[0032]在某些實施方案中，該多元醇進一步限定為天然油多元醇(NOP)。在這些實施方案中，該多元醇不是石油基多元醇，即，衍生自石油產(chǎn)品和/或石油副產(chǎn)物的多元醇。該NOP典型的衍生自本領(lǐng)域所理解的天然油，和最典型的衍生自植物油或者堅果油。合適的天然油的例子可以包括、基本由以下組成或由以下組成，但不限于蓖麻油，和NOP衍生自大豆油，油菜籽油，椰子油，花生油，芥花油等。使用這樣的天然油可以用于降低環(huán)境影響。在前述段落中，術(shù)語“基本由...組成”典型的描述(B)異氰酸酯反應(yīng)性組分和/或引發(fā)劑等沒有影響它們與(A)的反應(yīng)性的另外的單體或聚合物。
[0033]作為上面首先描述的，(A)異氰酸酯組分和⑶異氰酸酯反應(yīng)性組分典型的在(C)聚氨酯凝膠存在下反應(yīng)來形成該單層柔性泡沫體。(A)和(B)可以通過任何已知的機理來反應(yīng)。最典型的，(A)和(B)在聚氨酯和/或聚脲形成反應(yīng)中反應(yīng)。但是，(A)和(B)可以通過本領(lǐng)域已知的任何其他機理來反應(yīng)，例如異氰酸酯反應(yīng)性機理。
[0034](O聚氨酯凝膠
[0035]現(xiàn)在提及(C)聚氨酯凝膠，這個凝膠典型的是(I)多元醇組分和(2)第二異氰酸酯組分的反應(yīng)產(chǎn)物。在其他實施方案中，(C)聚氨酯凝膠可以包括、基本由以下組成或由以下組成:(1)和⑵的反應(yīng)產(chǎn)物。術(shù)語“基本由...組成”典型的描述了(C)沒有其他單體和/或聚合物的反應(yīng)產(chǎn)物。
[0036](I)多元醇組分可以與上述⑶異氰酸酯反應(yīng)性組分相同或不同。類似的，⑵第二異氰酸酯組分可以與上述(A)(第一)異氰酸酯組分相同或不同。但是，(I)多元醇組分或者(2)第二異氰酸酯組分都沒有特別限制，并且可以是本領(lǐng)域任何已知的。在一種實施
方案中，(I)多元醇組分是或者包括Pluracol?.4i56, Elastopan? S40650R和/或ElastOpan1' S40657R,每個市售自BASF Corporation。在另一種實施方案中，(2)第二異氰酸酯組分是或者包括Lupra nate? 280，Elastopan? S40641T異氰酸酯和/或
Elastopan? S40642T 異氰酸酯，每個也市售自 BASF Corporation。
[0037](I)多元醇組分和(2)第二異氰酸酯組分典型的在異氰酸酯指數(shù)約10-約70時反應(yīng)來形成(C)聚氨酯。在其他實施方案中，該異氰酸酯指數(shù)是約15-約65，約20-約60，約25-約55，約30-約50，約35-約45或約40-約45。在不同的實施方案中，該異氰酸酯指數(shù)進一步限定為約25-約60，約25-約50或約30-約45。
[0038](C)聚氨酯凝膠可以進一步限定為完全反應(yīng)的或固化的。例如，整個量(例如95，96，97，98，99或者99+%)的⑴可以與整個量的(2)反應(yīng)，以使得不發(fā)生另外的顯著的反應(yīng)?？蛇x擇的，(C)聚氨酯凝膠可以進一步描述為(I)和(2)的部分或者不完全的反應(yīng)產(chǎn)物。在這個情況中，在(C)聚氨酯凝膠中存在著過量的⑴和/或(2)。可以預(yù)期的是(C)聚氨酯凝膠在這種情況中可以描述為部分反應(yīng)的或者部分固化的。
[0039]還可以預(yù)期如果(C)聚氨酯凝膠包括過量的⑴和/或(2)，則⑴和⑵之一或之二可以在反應(yīng)和形成單層柔性泡沫體過程中與(A)和/或(B)部分的反應(yīng)。換言之，如果過量的⑴和/或⑵存在于(C)聚氨酯凝膠中，則經(jīng)由與㈧和/或⑶的反應(yīng)，部分的(C)聚氨酯凝膠可以反應(yīng)到該單層柔性泡沫體中，例如反應(yīng)成該單層柔性泡沫體的氨基甲酸酯或脲基質(zhì)，可能是經(jīng)過交聯(lián)來進行的。可選擇的，即使過量的(I)和/或(2)會存在于(C)聚氨酯泡沫體中，也不會發(fā)生混入或交聯(lián)。換言之，即使存在著過量的(I)和/或⑵，也可能不發(fā)生⑴和/或⑵與㈧和/或⑶可辨別的反應(yīng)。
[0040](C)聚氨酯凝膠典型的在25 V的粘度是約3000-約12000cps，其是使用Brookfield數(shù)字粘度計用#63轉(zhuǎn)筒來測量的?？蛇x擇的，(C)在25 °C的粘度可以是約4000-約 11000，約 5000-約 10000，約 6000-約 9000 或者約 7000-約 8000cps,其是使用Brookfield數(shù)字粘度計用#63轉(zhuǎn)筒來測量的。還可以預(yù)期的是在一種實施方案中，該聚氨酯凝膠可以描述為粘性液體，其在25°C的粘度是約3000-約12000cps，其是使用Brookfield數(shù)字粘度計用#63轉(zhuǎn)筒來測量的。不打算受限于任何具體理論，在一種實施方案中，聚氨酯凝膠可以進一步限定為懸浮于液體中的固相網(wǎng)絡(luò)，其改性來改變終端(最終)形式的物理狀態(tài)。可選擇的，該聚氨酯凝膠可以在視覺上描述為類似于稠液、黏糊、軟膠形式或者堅韌的橡膠狀材料。
[0041](C)聚氨酯凝膠可以以任何量存在于該單層柔性泡沫體中。但是在不同的實施方案中，(C)的存在量最高達約30，高到約25，高到約20，高到約15，高到約10或者高的約5重量份/100重量份該單層柔性泡沫體。在其他實施方案中，(C)聚氨酯凝膠在該單層柔性泡沫體中的存在量是約0.01-約30，約1-約5，約5-約10，約5-約30，約8-約25或者約10-約20重量份/100重量份該單層柔性泡沫體。前述量之中的全部值和值的范圍也在此明確可以預(yù)期。
[0042]典型的，(C)聚氨酯凝膠不是均勻分散在該單層柔性泡沫體中，雖然也可以均勻分散。換言之，(C)聚氨酯凝膠典型的非均質(zhì)地分散在該單層柔性泡沫體中。在一種實施方案中，(C)聚氨酯凝膠有別于該單層柔性泡沫體。該單層柔性泡沫體典型的包括多個聚集的凝膠基底，其由(C)聚氨酯凝膠形成和其分散在該單層柔性泡沫體中。術(shù)語“凝膠基底”典型的描述了一系列的凝膠粒子和/或凝膠分子集合。術(shù)語“聚集的”典型的描述了該凝膠基底處于聚集的組中，并非無規(guī)分散在該單層柔性泡沫體整個中。可以預(yù)期(C)聚氨酯凝膠和/或凝膠基底可以聚集在一起，并且該凝膠、凝膠基底和/或聚集體可以以漩渦形圖案分布在單層柔性泡沫體中。可選擇的，(C)聚氨酯凝膠、凝膠基底和/或聚集體可以以這樣的圖案分布在單層柔性泡沫體中，該圖案可以進一步描述為非均勻圖案、螺旋形圖案、帶狀圖案、大理石圖案、螺線形圖案、線圈形圖案、卷曲形圖案、扭曲圖案、回路圖案、螺旋圖案、蜿蜒圖案、正弦 圖案、纏繞圖案和/或無規(guī)圖案等。可選擇的預(yù)期(C)聚氨酯凝膠、凝膠基底和/或聚集體可以以幾何和/或?qū)ΨQ圖案、梯度圖案和/或塊圖案等分散在單層柔性泡沫體中。在一種實施方案中，(C)聚氨酯凝膠、凝膠基底和/或聚集體位于單層柔性泡沫體的某些區(qū)域中，而不存在于該單層柔性泡沫體的其他區(qū)域中。合適的圖案的一種非限定性選項表示在圖1中。
[0043]還可以預(yù)期該單層柔性泡沫體可以沒有大于一種類型的聚氨酯凝膠基底。換言之，該單層柔性泡沫體可以包括前述聚氨酯凝膠基底，而排除其他凝膠基底。
[0044]添加劑:
[0045]單層柔性泡沫體和/或(C)聚氨酯凝膠可以在一種或多種添加劑存在下形成或者可以沒有一種或多種添加劑而形成。該一種或多種添加劑可以選自增鏈劑，用于影響壓縮后泡沫體恢復(fù)性的恢復(fù)添加劑，消泡劑，加工添加劑，增塑劑，鏈終止劑，表面活性劑，附著力促進劑，阻燃劑，抗氧化劑，水猝滅劑，氣相法二氧化硅，染料，紫外線穩(wěn)定劑，填料，觸變齊?，有機硅，過渡金屬，催化劑，發(fā)泡劑，表面活性劑，交聯(lián)劑，惰性稀釋劑及其組合。該一種或多種添加劑可以包括本領(lǐng)域技術(shù)人員所期望的任何量。
[0046]該一種或多種添加劑可以包括胺。該一種或多種添加劑可以可選擇的包括表面活性劑來穩(wěn)定樹脂組合物。該表面活性劑可以是陰離子、陽離子或者非離子表面活性劑或者可以包括一種或多種表面活性劑例如單層柔性泡沫體表面活性劑的混合物，其可以用于控制泡孔尺寸。此外，該一種或多種添加劑可以包括發(fā)泡劑和/或發(fā)泡催化劑。此外，該一種或多種添加劑還可以包括凝膠化催化劑。在另一種實施方案中，該一種或多種添加劑包括非鄰苯二甲酯增塑劑。
[0047]在不同的實施方案中，使用錫催化劑、胺催化劑或者這樣的催化劑的組合。還可以預(yù)期的是可以使用有機金屬催化劑例如錫、鐵、鉛、鉍、汞、鈦、鉿和/或鋯催化劑。合適的非限定性錫催化劑包括有機羧酸的錫(II)鹽，例如乙酸錫(II)、辛酸錫(II)、乙基己酸錫
(II)和月桂酸錫(II)。在一種實施方案中，該有機金屬催化劑包括二月桂酸二丁基錫，其是有機羧酸的二烷基錫(IV)鹽。該有機金屬催化劑還可以包括其他有機羧酸的二烷基錫(IV)鹽，例如二乙酸二丁基錫、馬來酸二丁基錫和二乙酸二辛基錫。
[0048]其他合適的但非限定性催化劑的例子包括氯化鐵(II)、氯化鋅、辛酸鉛、三(二烷基氨基烷基)-S-六氫三嗪例如但不限于三(N，N-二甲基氨基丙基)-S-六氫三嗪、四烷基銨氫氧化物例如但不限于四甲基氫氧化銨、堿金屬氫氧化物例如但不限于氫氧化鈉和氫氧化鉀、堿金屬醇鹽例如但不限于甲醇鈉和異丙醇鉀，和具有10-20個碳原子和/或側(cè)OH官能團的長鏈脂肪酸的堿金屬鹽。另外的合適的催化劑包括三聚催化劑例如N，N, N- 二甲基氨基丙基六氫三嗪， 鉀，乙酸鉀，N，N，N-三甲基異丙基胺/甲酸鹽及其組合。合適的催化劑甚至另外的例子包括叔胺催化劑例如二甲基氨基乙醇，二甲基氨基乙氧基乙醇，三乙胺，N, N，N’，N’ -四甲基乙烯二胺，N，N- 二甲基氨基丙基胺，N，N, N’，N’，N”-五甲基二丙烯三胺，三(二甲基氨基丙基)胺，N，N-二甲基哌嗪，四甲基亞氨基-雙(丙基胺)，二甲基芐胺，三甲基胺，三乙醇胺，N, N-二乙基乙醇胺，N-甲基吡咯烷酮，N-甲基嗎啉，N-乙基嗎啉，雙(2-二甲基氨基-乙基)醚，N，N-二甲基環(huán)己胺(DMCHA)，N，N，N’，N’，N”-五甲基二乙烯三胺，I, 2- 二甲基咪唑，3-( 二甲基氨基)丙基咪唑及其組合。
[0049]在不同的實施方案中，該添加劑包括著色劑，例如反應(yīng)調(diào)色劑、顏料和/或染料。該著色劑可以以液體或粉末形式使用。該著色劑可以是任何顏色例如白色、黑色、紅色、綠色、藍色、黃色、綠色、棕色等。不同的著色劑混合物可以用于為單層柔性泡沫體和/或(C)聚氨酯凝膠賦予不同的顏色、顏色強度和色調(diào)。
[0050]形成單層柔性泡沫體的方法:
[0051]本發(fā)明還提供一種形成該單層柔性泡沫體的方法。該方法可以包括以下步驟、基本由以下步驟組成或由以下步驟組成:提供(A)異氰酸酯組分，提供(B)異氰酸酯反應(yīng)性組分，提供(C)聚氨酯凝膠，和將(C)聚氨酯凝膠與㈧和⑶組合，以使得㈧和⑶在(C)存在下反應(yīng)來形成該單層柔性泡沫體。提供(A)、(B)和/或(C)的步驟沒有特別限制。一種或多種可以經(jīng)由噴涂、傾倒等來提供。類似的，(A)、⑶和(C)可以使用本領(lǐng)域已知的任何方法來組合。在一種實施方案中，(C)經(jīng)由一個或多個泵加入到反應(yīng)器中的(A)或者(B)或者㈧和⑶的混合物中。在其他實施方案中，(A)、⑶和/或(C)是使用總混合技術(shù)、波技術(shù)、大理石/漩渦技術(shù)和/或合適的位置灌注技術(shù)來提供和/或組合。該方法可以包括僅僅上述步驟或者可以包括一種或多種另外的步驟，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所選擇的。
[0052]實施例
[0053]一系列的單層柔性泡沫體((本發(fā)明)泡沫體1-5)是根據(jù)本發(fā)明來形成的，并且包括本發(fā)明的聚氨酯凝膠。也形成了兩個對比單層柔性泡沫體(對比泡沫體I和2)，但是不包括本發(fā)明的聚氨酯凝膠。更具體的，泡沫體1-5和對比泡沫體I和2每個是使用下表I所示的組分形成的，其中全部的值是近似的重量份，除非另有規(guī)定。
[0054]表1
[0055]
【權(quán)利要求】
1.一種單層柔性泡沫體，其包含下面組分的反應(yīng)產(chǎn)物: A.異氰酸酯組分；和 B.異氰酸酯反應(yīng)性組分；它們在組分C存在下反應(yīng) C.聚氨酯凝膠，其在25°C的粘度是約3000-約12000cps，并且包含下面組分的反應(yīng)產(chǎn)物: (1)多元醇組分，和 (2)第二異氰酸酯組分，其異氰酸酯指數(shù)是約10-約70， 其中所述單層柔性泡沫體包含多個聚集的凝膠基底，該凝膠基底是由所述聚氨酯凝膠形成的并且分散在所述單層柔性泡沫體中。
2.權(quán)利要求1所述的單層柔性泡沫體，其中所述(B)異氰酸酯反應(yīng)性組分包含多元醇，以使得所述單層柔性泡沫體進一步限定為單層聚氨酯柔性泡沫體。
3.權(quán)利要求1或2所述的單層柔性泡沫體，其進一步限定為塊狀粘彈性記憶單層聚氨酯柔性泡沫體。
4.權(quán)利要求1或2所述的單層柔性泡沫體，其進一步限定為高回彈性單層聚氨酯柔性泡沫體。
5.權(quán)利要求1-4任一項所述的單層柔性泡沫體，其中所述聚氨酯凝膠的存在量最高達約30重量份/100重量份所述單層聚氨酯柔性泡沫體。
6.權(quán)利要求1-5任一項所述的單層柔性泡沫體，其中所述多個聚集的凝膠基底以非均勻圖案分散在所述單層聚氨酯柔性泡沫體中。
7.權(quán)利要求6所述的單層柔性泡沫體，其中所述非均勻圖案進一步限定為漩渦圖案。
8.權(quán)利要求1-7任一項所述的單層柔性泡沫體，其中所述多元醇組分包括三醇。
9.權(quán)利要求8所述的單層柔性泡沫體，其中所述三醇的羥值是約20-約200mgKOH/g。
10.權(quán)利要求8或9所述的單層柔性泡沫體，其中所述三醇是在雙金屬氰化物催化劑存在下形成的。
11.權(quán)利要求1-4任一項所述的單層柔性泡沫體，其中所述聚氨酯凝膠的存在量是約5-15重量份/100重量份所述單層聚氨酯柔性泡沫體，和其中所述單層聚氨酯柔性泡沫體的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度小于30°C。
12.權(quán)利要求1所述的單層柔性泡沫體，其中所述(B)異氰酸酯反應(yīng)性組分進一步限定為在雙金屬氰化物催化劑存在下形成的三醇，以使得所述單層柔性泡沫體進一步限定為單層聚氨酯柔性泡沫體，其中所述多個聚集的凝膠基底以非均勻圖案分散在所述單層聚氨酯柔性泡沫體中，其中所述聚氨酯凝膠的存在量是約5-15重量份/100重量份所述單層聚氨酯柔性泡沫體，和其中所述單層聚氨酯柔性泡沫體的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度小于30°C。
13.一種形成單層柔性泡沫體的方法，所述方法包括以下步驟: (I)提供(A)異氰酸酯組分； (II)提供(B)異氰酸酯反應(yīng)性組分； (III)提供(C)聚氨酯凝膠；和 (IV)將(C)聚氨酯凝膠與㈧和⑶合并，以使得㈧和⑶在(C)存在下反應(yīng)來形成該柔性泡沫體， 其中(C)聚氨酯凝膠在25°C的粘度是約3000-約12000cps，并且包含(I)多元醇組分和(2)異氰酸酯指數(shù)是約10-約70的第二異氰酸酯組分的反應(yīng)產(chǎn)物，和 其中該單層柔性泡沫體包含多個聚集的凝膠基底，所述凝膠基底由聚氨酯凝膠形成并且分散在該單層柔性泡沫體中。
14.權(quán)利要求13所述的方法，其中(B)異氰酸酯反應(yīng)性組分包含多元醇，以使得該單層柔性泡沫體進一步限定為單層聚氨酯柔性泡沫體。
15.權(quán)利要求13或14所述的方法，其中該單層聚氨酯柔性泡沫體進一步限定為塊狀粘彈性單層聚氨酯柔性泡沫體。
16.權(quán)利要求13或14所述的方法，其中該單層聚氨酯柔性泡沫體進一步限定為高回彈性單層聚氨酯柔性泡沫體。
17.權(quán)利要求13-16任一項所述的方法，其中該聚氨酯凝膠的存在量最高達約30重量份/100重量份該單層聚氨酯柔性泡沫體。
18.權(quán)利要求13-17任一項所述的方法，其中該多個聚集的凝膠基底以非均勻圖案分散在該單層聚氨酯柔性泡沫體中。
19.權(quán)利要求18所述方法，其中該非均勻圖案進一步限定為漩渦圖案。
20.權(quán)利要求13-19任一項所述的方法，其中該多元醇組分包括三醇。
21.權(quán)利要求20所述的方法，其中該三醇的羥值是約20-約200mgKOH/g。
22.權(quán)利要求21所述的方法，其中該三醇是在雙金屬氰化物催化劑存在下形成的。
23.權(quán)利要求13-16任一項所述的方法，其中該聚氨酯凝膠的存在量是約5-15重量份/100重量份該單層聚氨酯柔性泡沫體和其中該單層聚氨酯柔性泡沫體的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度小于30。C。
24.權(quán)利要求13所述的方法，其中(B)異氰酸酯反應(yīng)性組分進一步限定為在雙金屬氰化物催化劑存在下形成的三醇，以使得該單層柔性泡沫體進一步限定為單層聚氨酯柔性泡沫體，其中該多個聚集的凝膠基底以非均勻圖案分散在該單層聚氨酯柔性泡沫體中，其中該聚氨酯凝膠的存在量是約5-15重量份/100重量份該單層聚氨酯柔性泡沫體，和其中該單層聚氨酯柔性泡沫體的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度小于30°C。
【文檔編號】C08J9/35GK103998500SQ201280056339
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月26日
【發(fā)明者】T·M·絲米艾辛斯基 申請人:巴斯夫歐洲公司