專利名稱：：由異氰酸酯封端預(yù)聚物制備的很低密度的模塑聚氨酯泡沫塑料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及由異氰酸酯封端預(yù)聚物制備的很低密度的模塑聚氨酯泡沫塑料。更具體地，本發(fā)明涉及軟度得到增強(qiáng)的、很低密度的模塑聚氨酯泡沫塑料，它是通過使異氰酸酯封端預(yù)聚物與大量化學(xué)計(jì)量過量的水反應(yīng)制備的。該軟質(zhì)、低密度泡沫塑料在室內(nèi)裝璜和床褥應(yīng)用中是纖維填塞物(例如聚酯)的適宜替代物。聚氨酯軟質(zhì)泡沫塑料是公認(rèn)的商品，在眾多領(lǐng)域中得到應(yīng)用。軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料是通過使二或多異氰酸酯與異氰酸酯反應(yīng)性成分在適宜的聚氨酯反應(yīng)促進(jìn)催化劑、化學(xué)或物理發(fā)泡劑和適宜的泡沫穩(wěn)定化表面活性劑的存在下反應(yīng)制備的。雖然在聚氨酯泡沫塑料的大量早期研究中包括了異氰酸酯封端預(yù)聚物和準(zhǔn)預(yù)聚物的使用，但工業(yè)上生產(chǎn)大量聚氨酯軟質(zhì)泡沫塑料卻是用所謂“一步法”技術(shù)制備的?！耙徊椒ā钡拈_發(fā)是由于它的靈活性和用預(yù)聚物法不能制備模塑泡沫塑料。盡管“一步法”需要泡沫塑料制造商使用眾多的不同成分，但是該方法目前仍然是主要的聚氨酯泡沫塑料技術(shù)。在“一步法”技術(shù)中，將兩種或多種分開的異氰酸酯、多元醇、催化劑、發(fā)泡劑等或其混合物的液流引入混合頭中?？梢宰岆x開混合頭的反應(yīng)性混合物自由起發(fā)，通常在帶襯里的輸送器上進(jìn)行，產(chǎn)生泡沫塑料塊，或者可以倒入或注入模具中制得模塑泡沫塑料。可以將泡沫塑料塊切成適用于地毯襯墊、座位墊等厚度的片。模塑泡沫塑料可以制成復(fù)雜的外型，例如汽車座位。由于泡沫塑料塊的自由起發(fā)和模塑泡沫塑料的限制起發(fā)有差異，所以應(yīng)使得聚氨酯反應(yīng)性成分滿足具體應(yīng)用的需要。雖然諸如二氯甲烷、氯氟烴(CFC)和低沸點(diǎn)烷烴一直被用作物理發(fā)泡劑，但是它們的使用已經(jīng)因?yàn)槿藗儗?duì)環(huán)境方面的關(guān)注特別是蒙特利爾協(xié)議(MontrealProtocol)而受到嚴(yán)格限制。高回彈性聚氨酯軟質(zhì)泡沫塑料多年來一直用水作反應(yīng)性發(fā)泡劑。水與一部分存在的異氰酸酯基團(tuán)反應(yīng)產(chǎn)生胺和二氧化碳。胺與附加的異氰酸酯反應(yīng)產(chǎn)生脲連接鍵，而二氧化碳提供必要的發(fā)泡效應(yīng)。該高回彈性泡沫塑料中產(chǎn)生的脲基團(tuán)趨向于使泡沫塑料硬化。脲基團(tuán)的分率相對(duì)于標(biāo)稱密度在2-4磅/立方英尺范圍的高回彈性泡沫塑料中的氨基甲酸乙酯基團(tuán)應(yīng)當(dāng)足夠小，以使增加的硬度可以通過適當(dāng)?shù)剡x擇聚氨酯反應(yīng)性成分、特別是多元醇和交聯(lián)劑而得到補(bǔ)償。然而，隨著密度降低至2磅/立方英尺以下，獲得低密度所需的水和異氰酸酯的增加水平會(huì)由于脲基團(tuán)含量的增加而導(dǎo)致不可接受的硬度。為了降低硬度，加入了物理發(fā)泡劑例如二氯甲烷。二氯甲烷似乎可以產(chǎn)生塑化效應(yīng)，增加泡沫塑料軟度。然而，二氯甲烷的使用對(duì)環(huán)境是不利的。人們對(duì)于特別軟的很低密度聚氨酯軟質(zhì)泡沫塑料例如密度不超過1.5磅/立方英尺和25％壓陷載荷撓度(ILD)小于15磅的聚氨酯泡沫塑料具有長期的需求。這樣的軟質(zhì)、低密度泡沫塑料可以用作軟墊材料例如聚酯纖維填塞物的替代物，并可用于其它用途。在EP-A-0703254中公開了一種適用于高度柔軟的低密度聚氨酯軟質(zhì)泡沫塑料的一步法制配方。盡管其中所公開的配方可以產(chǎn)生期望的密度和軟度的泡沫塑料，但是未公開預(yù)聚物過程。過去，人們一直使用預(yù)聚物和準(zhǔn)預(yù)聚物技術(shù)以水作反應(yīng)性發(fā)泡劑來制備自由起發(fā)高回彈性泡沫塑料塊。然而，在降低密度的同時(shí)提供很軟的泡沫塑料的嘗試一直沒有成功。一般來說，對(duì)于一步法水發(fā)泡泡沫塑料，用作發(fā)泡劑的水的增加的量會(huì)增加泡沫塑料的脲基含量。由這種配方制備的低密度泡沫塑料用于軟墊應(yīng)用時(shí)太過堅(jiān)硬。預(yù)聚物技術(shù)很少被用于高回彈性模塑泡沫塑料。R.E.Knox，″MoldingofPrepolymerBasedResilientUrethaneFoam，″RUBBERWORLD，139，1959，pp.685-692公開了將混有附加的甲苯二異氰酸酯的異氰酸酯封端預(yù)聚物與高于化學(xué)計(jì)量量5％的水反應(yīng)的用法。盡管存在大約5％的鄰苯二甲酸二癸酯增塑劑，2-2.5磅/立方英尺泡沫塑料仍然表現(xiàn)出20磅左右的ILD值。而且，Knox提出了夾芯成型法，而不是通過進(jìn)一步降低密度來降低重量份數(shù)，證實(shí)了由低密度全水發(fā)泡預(yù)聚物泡沫塑料引起的問題。J.H.Sanders和K.C.Frisch在POLYURETHANES，CHEMISTRYANDTECHNOLOGY，PartII，″Technology，″IntersciencePublishers，N.Y.，第VII章，″FlexibleFoams″中討論了水與異氰酸酯封端預(yù)聚物結(jié)合使用以制備軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的方法。然而，該文獻(xiàn)表明水的大量過量會(huì)用盡游離異氰酸酯基團(tuán)，減少可用來有效交聯(lián)的異氰酸酯的量。雖然泡沫塑料密度會(huì)隨著水含量的增加而降低，當(dāng)使用30-50％化學(xué)計(jì)量過量的水時(shí)，據(jù)說物理性能會(huì)明顯降低，因此，在泡沫塑料預(yù)聚物中僅使用10-20％過量的水。在該對(duì)比文獻(xiàn)的第65頁公開了1.3磅/立方英尺一步(非預(yù)聚物)泡沫塑料。然而，即使每100份多元醇加入10份CFC-11，泡沫塑料硬度也很高，在24-30磅的范圍內(nèi)。美國專利第5070114號(hào)公開了用特定預(yù)聚物來自由起發(fā)和模塑泡沫塑料的方法。通過使多元醇成分、最好是具有10-25％(重量)氧化乙烯殘基的多元醇成分與含有2-40％的2，4′-MDI的特定MDI異構(gòu)體混合物反應(yīng)制備了預(yù)聚物。列舉了一個(gè)自由起發(fā)密度為1.25磅/立方英尺的泡沫塑料的實(shí)施例，它是由異佛爾酮二胺改性的、含脲異氰酸酯與具有14％氧化乙烯部分的多元醇反應(yīng)產(chǎn)生的預(yù)聚物制得的，該預(yù)聚物的的NCO基團(tuán)含量為11.3％。然而，所得泡沫塑料堅(jiān)硬并且伸長率和撕裂強(qiáng)度低，后者僅為1磅/英寸。G.F.Lunardon等人在″ProductionofSoftBlockFoamsandTDI-BasedColdCure-MoldedFoamsWithNoUseofCFCs″，32NDANNUALPOLYURETHANETECHNICAL/MARKETINGCONFERENCE，Oct.1-4，1989中公開了用特定的包含常規(guī)多元醇和具有高環(huán)氧乙烷含量的多元醇的TDI衍生的預(yù)聚物生產(chǎn)水發(fā)泡聚氨酯泡沫塑料的方法。該預(yù)聚物的多元醇含量少，NCO基團(tuán)含量為38.5-42.5％(重量)，水的用量在常規(guī)的范圍內(nèi)，獲得3磅/立方英尺范圍的泡沫塑料。在此以前，還從未制得密度小于1.5磅/立方英尺同時(shí)25％ILD小于15磅的全水發(fā)泡預(yù)聚物泡沫塑料。人們希望能夠提供其制備方法和適用于其中的組合物。人們還希望能夠制備具有上述特性的、能夠提供可接受的撕裂強(qiáng)度和伸長率的、柔軟的、低密度泡沫塑料。我們現(xiàn)在驚訝地發(fā)現(xiàn)，通過使用30-150％化學(xué)計(jì)量過量的水由異氰酸酯封端預(yù)聚物可制得很低密度、全水發(fā)泡、模塑聚氨酯泡沫塑料，它非常柔軟并且25％ILD小于15磅。該泡沫塑料出乎意料地保存物理性能如伸長率及撕裂強(qiáng)度。本發(fā)明的聚氨酯泡沫塑料的特征在于密度低于1.5磅/立方英尺、優(yōu)選不超過大約1.3磅/立方英尺，更優(yōu)選為大約1磅/立方英尺，并且25％ILD不超過15磅(用ASTMD-3574試驗(yàn)B1和B2的方法測(cè)定)。該泡沫塑料是全水發(fā)泡的?！叭l(fā)泡”是指基本上是用水作為反應(yīng)性發(fā)泡劑的。使用少量物理發(fā)泡劑仍然沒有背離本發(fā)明的精神。然而，即使使用少量這類發(fā)泡劑也是不合需要的和不必要的。本發(fā)明所用的異氰酸酯封端預(yù)聚物是過量二或多異氰酸酯或其混合物與聚醚多元醇成分的反應(yīng)產(chǎn)物，其中聚醚多元醇的標(biāo)稱平均官能度為2-8，優(yōu)選2-4，更優(yōu)選2-3；羥基值為12-56，優(yōu)選15-30；氧化乙烯部分的含量為0-30％(重量)、優(yōu)選5-30％(重量)、最優(yōu)選8-20％(重量)。多元醇成分可以僅包含一種滿足這種要求的多元醇，或者可以是多種多元醇的混合物。異氰酸酯和多元醇的用量應(yīng)加以選擇，以便能獲得含有12-22％(重量)游離NCO基團(tuán)、優(yōu)選14-20％(重量)游離NCO基團(tuán)的異氰酸酯封端預(yù)聚物。異氰酸酯封端預(yù)聚物的多元醇成分的多元醇可以是通過用一種或多種烯化氧(優(yōu)選氧化丙烯和氧化乙烯)將適宜的官能引發(fā)劑分子烷氧基化制備的常規(guī)聚醚多元醇，或者可以是聚合物改性的多元醇例如含有分散聚合物顆粒的聚醚多元醇。聚合物改性的多元醇的例子包括含有分散的乙烯基聚合物、最好是苯乙烯聚合物、丙烯腈聚合物或其混合物的多元醇，PIPA多元醇和PHD多元醇，所有認(rèn)可的市售多元醇。也可以使用常規(guī)聚醚多元醇和聚合物改性的多元醇的混合物。如果希望得到很低軟度的泡沫塑料，則聚合物改性多元醇的量以少為好。此處所用的聚醚多元醇可以通過例如適當(dāng)引發(fā)劑的堿催化烷氧基化的常規(guī)方法制備，可以使用諸如氫氧化鋇或金屬萘甲酸鹽之類的催化劑制備，優(yōu)選通過雙金屬氰化物配合物催化的引發(fā)劑(最好是低聚物引發(fā)劑)的烷氧基化制備，用EP-A-0654302和0700494或美國專利第5158922和5248833所述的方法制備。雙金屬氰化物配合物催化的多元醇的優(yōu)點(diǎn)是該多元醇中的一元醇的含量較低以及可以以任何給出的官能度提供較高當(dāng)量多元醇。多元醇成分的不飽和度(用ASTMD-2849-69″TestingofUrethaneFoamPolyolRawMaterials″所述的方法測(cè)定)優(yōu)選不超過0.07毫克當(dāng)量/克多元醇，更優(yōu)選不超過0.02毫克當(dāng)量/克，特別是不超過0.01毫克當(dāng)量/克。如上所述，多元醇成分的標(biāo)稱官能度可以是2-8，優(yōu)選2-4，最優(yōu)選2-3。當(dāng)使用多元醇共混物時(shí)，各多元醇的標(biāo)稱官能度可以更高，例如為8。所謂“標(biāo)稱官能度”是指通過引發(fā)劑分子量上可烷氧基化氫的數(shù)目測(cè)得的理論官能度。當(dāng)使用雙金屬氰化物配合物催化劑進(jìn)行烷氧基化時(shí)，測(cè)得的官能度通常接近標(biāo)稱官能度，特別是當(dāng)使用EP-A-0654302和0700949(通過引用并入本文)的雙金屬氰化物配合物烷氧基化催化劑時(shí)更是如此。然而，當(dāng)使用常規(guī)堿即KOH催化劑時(shí)，特別是在較高當(dāng)量時(shí)，測(cè)得的官能度可以比標(biāo)稱官能度低得多。多元醇標(biāo)稱官能度特別優(yōu)選為2-3。對(duì)于多元醇共混物的情況，多元醇官能度可以通過各多元醇的摩爾份數(shù)貢獻(xiàn)的總和來測(cè)定。從而，50％(摩爾)標(biāo)稱二官能多元醇與50％(摩爾)標(biāo)稱三官能多元醇的混合物的標(biāo)稱官能度為2.5。多元醇的當(dāng)量以1000-5000Da為宜，優(yōu)選1500-4000Da，在1500Da至3000Da之間是有利的。以Da(Daltons)表示的當(dāng)量和分子量是數(shù)均分子量。多元醇中氧化乙烯含量可以為0-30％(重量)，可以是無規(guī)混入的氧化乙烯基團(tuán)，可以是聚環(huán)氧乙烷封端基團(tuán)，或者既有無規(guī)的也有封端的。本發(fā)明的預(yù)聚物方法的一個(gè)基本優(yōu)點(diǎn)是泡沫塑料的脫模和固化時(shí)間在很大程度上與預(yù)聚物多元醇的伯羥基含量無關(guān)。少量(即大約15％(重量))多元醇成分可以包含具有高氧化乙烯用量的多元醇?？梢杂脕碇苽渌鲱A(yù)聚物的異氰酸酯的例子有甲苯二異氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷-4，4′-二異氰酸酯(MDI)，包括MDI的變體，脂族異氰酸酯例如1，6-二異氰酸根合己烷和異佛爾酮二異氰酸酯，和改性異氰酸酯例如上述異氰酸酯與少量二醇、多元醇、二胺或水的反應(yīng)產(chǎn)物，形成所謂“氨基甲酸乙酯改性的”或“脲改性的”異氰酸酯，或者異氰酸酯本身之間反應(yīng)形成碳化二亞胺、脲基甲酸酯或uretomine改性的異氰酸酯?？梢允褂枚投喈惽杷狨サ幕旌衔?。本發(fā)明的預(yù)聚物常規(guī)上是例如通過通常在50-120℃的溫度下，異氰酸酯成分與多元醇成分的熱誘導(dǎo)反應(yīng)制備的。必要時(shí)，可以加入氨基甲酸乙酯促進(jìn)催化劑例如錫化合物即二乙酸二丁基錫或二月桂酸二丁基錫、無機(jī)酸等，以增加預(yù)聚物的形成速率，并且在使用時(shí)允許在較低溫度例如室溫下制備預(yù)聚物。預(yù)聚物的制備方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的，例如可參見下述文獻(xiàn)POLYURETHANEHANDBOOK，GunterOertel，Ed.，HanserPublishers，Munich1985；″PolyurethanesChemistryAndTechnology″，J.H.Sanders和K.C.Frisch，INTERSCIENCEPUBLISHERS，NewYork，1963.使如此制備的預(yù)聚物與大量化學(xué)計(jì)量過量的水反應(yīng)，即水在當(dāng)量基礎(chǔ)上比化學(xué)計(jì)量過量30-150％，優(yōu)選30-80％、更優(yōu)選35-80％、最優(yōu)選35-65％。水的化學(xué)計(jì)量量是通過將異氰酸酯封端預(yù)聚物中異氰酸酯(NCO)基的重量百分?jǐn)?shù)變換為當(dāng)量來計(jì)算的。異氰酸酯當(dāng)量數(shù)必須與水的當(dāng)量數(shù)相匹配，以達(dá)到100％化學(xué)計(jì)量。然后，將水的當(dāng)量增加至所需的過量程度，即30-150％。一般認(rèn)為，過量的水部分地起著物理發(fā)泡劑的作用，進(jìn)一步降低泡沫塑料密度。令人驚訝的是，所得泡沫塑料保持了物理性能，該泡沫塑料表現(xiàn)出良好的泡孔結(jié)構(gòu)和極佳的伸長率和撕裂強(qiáng)度。后者在家具工業(yè)的軟墊應(yīng)用中特別重要，其中常常必須將模塑的泡沫塑料產(chǎn)品插入墊面、枕頭等中而不撕裂。在制備本發(fā)明的泡沫塑料中一般必須有催化劑。該催化劑是公知的，包括用來催化多元醇/異氰酸酯和水/異氰酸酯反應(yīng)的胺催化劑，和能顯著促進(jìn)氨基甲酸乙酯基團(tuán)形成的催化劑。適宜的催化劑的例子包括二亞乙基三胺、1，4-二氮雜二環(huán)[2.2.2]辛烷和上文所述的錫催化劑。最優(yōu)選可得自O(shè)Si，Inc.的商品名為NiaxA-1的胺催化劑。其它的催化劑可參見″PolyurethanesChemistryAndTechnology″，op.cit.，第四章，第129-217頁，和POLYURETHANEHANDBOOK，op.cit，第3章，§3.4.1，第90-95頁。本文所用的“聚合催化劑”是指能夠有效促進(jìn)異氰酸酯封端預(yù)聚物和異氰酸酯反應(yīng)性成分之間反應(yīng)形成聚合產(chǎn)物的一種或多種催化劑。本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易確定催化劑的用量，其用量?jī)?yōu)選為每100重量份模塑泡沫塑料0.1-5重量份。一般也需要泡沫塑料穩(wěn)定表面活性劑。優(yōu)選適用于模塑泡沫塑料的硅氧烷表面活性劑。適宜的表面活性劑和催化劑的其它例子可以參見上述的Saunders和Frisch的論文、專利文獻(xiàn)和POLYURETHANEHANDBOOK第98-101頁所述?？梢韵蚍磻?yīng)性成分中加入附加的成分以調(diào)節(jié)物理性能或增加加工時(shí)的自由程度?？蛇x的成分包括鏈增長劑和交聯(lián)劑。它們最好是低分子量二和更高官能度的異氰酸酯反應(yīng)性化合物例如乙二醇、丙二醇、二甘醇、二丙二醇、三丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、丙三醇、三羥甲基丙烷，特別是各種鏈烷醇胺，優(yōu)選二乙醇胺和三乙醇胺?？梢允褂蒙倭扛郊拥某Ｒ?guī)聚醚或聚合物改性多元醇。然而，如果加入量很大，多元醇的羥基基團(tuán)與水之間的對(duì)異氰酸酯基的競(jìng)爭(zhēng)會(huì)降低水的發(fā)泡效率。其結(jié)果將獲得較高密度即大于1.5磅/立方英尺密度動(dòng)的泡沫塑料。測(cè)定給定量的鏈增長劑或交聯(lián)劑已超出了本發(fā)明的范圍，是低分子量的低聚物還是高聚物，可以通過將制劑在封閉的模具中發(fā)泡并測(cè)定模塑泡沫塑料密度(≤1.5磅/立方英尺)和25％ILD(≤15磅)來進(jìn)行。這些試驗(yàn)是常規(guī)試驗(yàn)，并且可以迅速而容易地完成。最優(yōu)選的情況是將全部多元醇混入異氰酸酯封端預(yù)聚物本身中，在使用加工助劑例如鏈增長劑和/或交聯(lián)劑時(shí)，將它們?nèi)苡诖尤氲乃??？梢允褂锰畛鋭?、染料、顏料、抗氧化劑、阻燃劑和其它常用的添加劑?或助劑，優(yōu)選加到預(yù)聚物中，但對(duì)于可能引起儲(chǔ)存穩(wěn)定性問題的異氰酸酯活性添加劑和/或助劑而言，則可以與水一起加入，或者以分開的物料流的形式送入混合頭。在對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了一般性的描述之后，參閱本文提供的某些具體的實(shí)施例可以進(jìn)一步理解本發(fā)明，除非特別指出，這些實(shí)施例僅僅是說明性的而非限制性的。實(shí)施例1由分子量為大約4000Da并且含有20％(重量)作為封端基團(tuán)的氧化乙烯部分的標(biāo)稱二官能聚氧化丙烯/聚環(huán)氧乙烷二元醇制得含有16.6％(重量)游離NCO基團(tuán)的異氰酸酯封端預(yù)聚物。該預(yù)聚物是通過使100重量份多元醇與69份80/20TDI和聚合物MDI的共混物反應(yīng)的常規(guī)方法制備的。將上述異氰酸酯封端預(yù)聚物(100份)與5.0份水(基于預(yù)聚物的NCO基團(tuán)含量計(jì)40％化學(xué)計(jì)量過量)、0.18份NiaxA-1催化劑和1.5份OSi硅烷表面活性劑Y-10515在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室混合機(jī)中混合并在一個(gè)封閉的模具中模塑(脫模時(shí)間為5分鐘)，固化產(chǎn)生具有下述優(yōu)良的泡沫塑料性質(zhì)的模塑制品。></tables>1.0磅/立方英尺的低密度是出人意料的，但特別令人驚訝的是僅為13.6的低25％IFD。對(duì)于如此的低密度、軟泡沫塑料來說，斷裂伸長率和撕裂強(qiáng)度是出人意料的。實(shí)施例2像實(shí)施例1那樣，由100份二元醇和58份異氰酸酯制得含有14.8％(重量)NCO基團(tuán)的異氰酸酯封端預(yù)聚物。向100份預(yù)聚物中加入4.43份水(40％化學(xué)計(jì)量過量)、0.19份NiaxA-1催化劑和0.6份OSi硅烷表面活性劑Y-10，515，在實(shí)驗(yàn)室混合機(jī)中混合，然后引入一個(gè)封閉的模具中(脫模時(shí)間為5分鐘)，固化的模塑聚氨酯制品具有下述性能</tables>盡管所述泡沫塑料的密度(1.3磅/立方英尺)比實(shí)施例1的高，但它具有出人意料的軟度，這可從低達(dá)11.6磅的25％IFD看出。伸長率較高(273％)，而撕裂強(qiáng)度僅略有降低。實(shí)施例3-6闡明了本發(fā)明在多元醇官能度、異氰酸酯的選擇和在制劑的預(yù)聚物(A-組分)或水(B-組分)中混入交聯(lián)劑如DEOA的能力方面的靈活性。在所有情況下都制得了特別柔軟的低密度泡沫塑料，即使在使用大量水(實(shí)施例3，過量57％)和少量(實(shí)施例3)聚合物改性多元醇時(shí)也是如此。實(shí)施例3由85份分子量為大約12000Da并且含有16％(重量)作為封端基團(tuán)的氧化乙烯部分的標(biāo)稱六官能聚氧化丙烯/聚環(huán)氧乙烷多元醇、15份分子量為大約4800Da并且含有19％(重量)作為封端基團(tuán)的氧化乙烯部分還含有38％的聚合物(SAN)分散顆粒的標(biāo)稱三官能聚氧化丙烯/聚環(huán)氧乙烷多元醇、1份二乙醇胺和76份TDI(20/802，6-甲苯二異氰酸酯/2，4-甲苯二異氰酸酯)制得含有18.8％(重量)游離NCO基團(tuán)的異氰酸酯封端預(yù)聚物。將上述異氰酸酯封端預(yù)聚物(100份)與6.2份水(基于預(yù)聚物的NCO基團(tuán)含量計(jì)57％化學(xué)計(jì)量過量)、0.28份NiaxA-1催化劑和0.85份AirProducts的硅烷表面活性劑DC-5164在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室混合機(jī)中混合并在一個(gè)封閉的模具中模塑(脫模時(shí)間為5分鐘)，固化產(chǎn)生密度為0.98磅/立方英尺和25％IFD為13磅的具有優(yōu)良的泡沫塑料性質(zhì)的模塑制品。實(shí)施例4由90份分子量為大約12000Da并且含有16％(重量)作為封端基團(tuán)的氧化乙烯部分的標(biāo)稱六官能聚氧化丙烯/聚環(huán)氧乙烷多元醇、10份分子量為大約4000Da并且含有20％(重量)作為封端基團(tuán)的氧化乙烯部分的標(biāo)稱二官能聚氧化丙烯/聚環(huán)氧乙烷多元醇和50份由80％TDI(20/802，6-甲苯二異氰酸酯/2，4-甲苯二異氰酸酯)和20％粗制MDI組成的混合物制得含有15％(重量)游離NCO基團(tuán)的異氰酸酯封端預(yù)聚物。將上述異氰酸酯封端預(yù)聚物(100份)與4.9份水(基于預(yù)聚物的NCO基團(tuán)含量計(jì)50％化學(xué)計(jì)量過量)、0.19份NiaxA-1催化劑和0.5份OSi硅烷表面活性劑L540在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室混合機(jī)中混合并在一個(gè)封閉的模具中模塑(脫模時(shí)間為5分鐘)，固化產(chǎn)生密度為1.6磅/立方英尺、25％IFD為15磅、伸長率為112％和撕裂強(qiáng)度為1.3磅/英寸的具有優(yōu)良的泡沫塑料性質(zhì)的模塑制品。實(shí)施例5由20份分子量為大約12000Da并且含有16％(重量)作為封端基團(tuán)的氧化乙烯部分的標(biāo)稱六官能聚氧化丙烯/聚環(huán)氧乙烷多元醇、80份分子量為大約4000Da并且含有20％(重量)作為封端基團(tuán)的氧化乙烯部分的標(biāo)稱二官能聚氧化丙烯/聚環(huán)氧乙烷多元醇和53份由80％TDI(20/802,6-甲苯二異氰酸酯/2,4-甲苯二異氰酸酯)和20％粗制MDI組成的混合物制得含有13.7％(重量)游離NCO基團(tuán)的異氰酸酯封端預(yù)聚物。將上述異氰酸酯封端預(yù)聚物(100份)與4.0份水(基于預(yù)聚物的NCO基團(tuán)含量計(jì)50％化學(xué)計(jì)量過量)、0.17份NiaxA-1催化劑和0.67份AirProducts的硅烷表面活性劑DC-5164在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室混合機(jī)中混合并在一個(gè)封閉的模具中模塑(脫模時(shí)間為5分鐘)，固化產(chǎn)生密度為1.5磅/立方英尺和25％IFD為11.8磅、伸長率為185％和撕裂強(qiáng)度為2.2磅/英寸的具有優(yōu)良的泡沫塑料性質(zhì)的模塑制品。實(shí)施例6將實(shí)施例5所述的異氰酸酯封端預(yù)聚物(100份)與4.0份水(基于預(yù)聚物的NCO基團(tuán)含量計(jì)50％化學(xué)計(jì)量過量)、0.67份二乙醇胺、0.17份NiaxA-1催化劑和0.67份AirProducts的硅烷表面活性劑DC-5164在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室混合機(jī)中混合并在一個(gè)封閉的模具中模塑(脫模時(shí)間為5分鐘)，固化產(chǎn)生密度為1.4磅/立方英尺和25％IFD為14.0磅、伸長率為88％和撕裂強(qiáng)度為1.0磅/英寸的具有優(yōu)良的泡沫塑料性質(zhì)的模塑制品?，F(xiàn)在已經(jīng)充分描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見，在不背離所提出的本發(fā)明的實(shí)質(zhì)或范圍的情況下可以作出許多變化和修改。權(quán)利要求1.由全水發(fā)泡預(yù)聚物制備軟質(zhì)、很低密度模塑聚氨酯泡沫塑料的方法，所述泡沫塑料的模塑密度不超過1.5磅/立方英尺，用25％ILD測(cè)定的軟度不超過15磅，所述方法包括a)將(i)異氰酸酯封端的預(yù)聚物與(ii)水在水的用量比化學(xué)計(jì)量過量30-150％(摩爾)(基于所述異氰酸酯封端預(yù)聚物的NCO基團(tuán)含量計(jì))的條件下混合，形成可發(fā)聚氨酯反應(yīng)性混合物；所述異氰酸酯封端的預(yù)聚物的制備方法為使化學(xué)計(jì)量過量的二或多異氰酸酯成分與氧化乙烯基含量為0％(重量)至大約30％(重量)、標(biāo)稱平均羥基官能度為2-8、羥基值為大約12-56的聚氧化亞烷基多元醇成分反應(yīng)，所述聚氧化亞烷基多元醇成分包括一種或多種聚氧化亞烷基多元醇，所述異氰酸酯封端的預(yù)聚物的游離NCO基團(tuán)含量為所述異氰酸酯封端的預(yù)聚物重量的12％(重量)至大約22％(重量)；b)將所述可發(fā)聚氨酯反應(yīng)性混合物引入模具中；和c)收回已發(fā)泡聚氨酯產(chǎn)品。2.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述聚氧化亞烷基多元醇成分的平均標(biāo)稱官能度為2至大約3；所述異氰酸酯封端的預(yù)聚物的游離NCO基團(tuán)的含量為14％(重量)至大約20％(重量)，其中水的用量比化學(xué)計(jì)量過量30-80％(摩爾)(基于所述異氰酸酯封端的預(yù)聚物的NCO基團(tuán)的含量計(jì))。3.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在所述聚氧化亞烷基多元醇成分中至少有一種的氧化乙烯基含量為5-30％(重量)。4.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述二或多異氰酸酯選自TDI，MDI及其混合物。5.上述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于在混合物中加入泡沫塑料總量的0.1％(重量)至大約5.0％(重量)的一種或多種聚合催化劑。6.權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述聚氧化亞烷基多元醇成分包括當(dāng)量為1000-5000Da、氧化乙烯含量為0-30％(重量)的聚氧化亞烷基二醇。7.權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述聚氧化亞烷基多元醇成分還包括當(dāng)量為1000-5000Da、氧化乙烯含量為0-30％(重量)的聚氧化亞烷基三醇。8.權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述聚氧化亞烷基多元醇成分含有聚合物改性的聚氧化亞烷基多元醇。9.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述異氰酸酯封端預(yù)聚物是TDI與MDI的混合物的反應(yīng)產(chǎn)物；所述聚氧化亞烷基多元醇成分包括當(dāng)量為1000-3000Da、氧化乙烯含量為8％(重量)至大約20％(重量)的聚氧化亞烷基二醇；所述異氰酸酯封端預(yù)聚物的NCO基團(tuán)含量為14％(重量)至大約20％(重量)；水的用量為大約35％(摩爾)至65％(重量)化學(xué)計(jì)量過量(基于所述異氰酸酯封端預(yù)聚物的NCO基團(tuán)含量計(jì))。10.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于a)所述預(yù)聚物包括用下述方法制備的異氰酸酯封端預(yù)聚物使化學(xué)計(jì)量過量的、包含TDI，MDI或其混合物的異氰酸酯成分與包含一種或多種氧化乙烯基含量為5％(重量)至大約30％(重量)的聚氧化亞烷基多元醇成分反應(yīng)，所述聚氧化亞烷基多元醇成分的標(biāo)稱平均羥基官能度為2-3，羥基值為大約15-30，所述異氰酸酯封端預(yù)聚物的游離NCO基團(tuán)含量為所述異氰酸酯封端預(yù)聚物重量的14％(重量)至大約20％(重量)；b)將所述異氰酸酯封端預(yù)聚物與下述物質(zhì)混合b)i)有效量的催化劑；b)ii)有效產(chǎn)生泡孔穩(wěn)定量的一種或多種表面活性劑；和b)iii)35-65％(摩爾)化學(xué)計(jì)量過量(基于所述異氰酸酯封端預(yù)聚物的NCO基團(tuán)含量計(jì))的水。11.用權(quán)利要求1至4、9和10中任意一項(xiàng)所述的方法獲得的由全水發(fā)泡異氰酸酯封端預(yù)聚物制備的聚氨酯模塑泡沫塑料，所述泡沫塑料的模塑密度不超過大約1.3磅/立方英尺。12.用權(quán)利要求1至4、9和10中任意一項(xiàng)所述的方法獲得的由全水發(fā)泡異氰酸酯封端預(yù)聚物制備的聚氨酯模塑泡沫塑料，所述泡沫塑料的模塑密度小于大約1.0磅/立方英尺。全文摘要通過使異氰酸酯封端預(yù)聚物與30-150％(重量)化學(xué)計(jì)量過量的水反應(yīng)可制得很柔軟、很低密度的全水發(fā)泡聚氨酯泡沫塑料。該泡沫塑料的模塑密度不超過1.5磅/立方英尺，用25％ILD測(cè)定的軟度不超過15磅，而仍能保持極佳的回彈性、撕裂強(qiáng)度和伸長率。該泡沫塑料適用于軟墊應(yīng)用如常規(guī)使用的聚酯纖維填塞物。文檔編號(hào)C08G18/48GK1156153SQ9612264公開日1997年8月6日申請(qǐng)日期1996年10月18日優(yōu)先權(quán)日1995年10月18日發(fā)明者A·M·湯普森,J·L·蘭巴哈申請(qǐng)人:阿科化學(xué)技術(shù)公司