CN101522742B - 制备粘弹性聚氨酯泡沫材料的方法 - Google Patents

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Abstract

在泡沫制剂中使用一些添加剂制备粘弹性聚氨酯泡沫材料。该添加剂包括：1)羧酸的碱金属或过渡金属盐；2)1，3，5-三烷基-或1，3，5-三(N，N-二烷基氨基烷基)-六氢-s-三嗪化合物；和3)季铵化合物的C1-12羧酸盐。所述添加剂显著地改进加工，特别是允许使用较高的异氰酸酯指数，这有助于提高泡沫材料的物理性能。

Description

制备粘弹性聚氨酯泡沫材料的方法
本申请要求2006年8月10日提交的美国临时专利申请No.60/836,810的权益。
本发明涉及粘弹性聚氨酯泡沫材料及制备这些泡沫材料的方法。
聚氨酯泡沫材料广泛用于从减震(例如床垫、枕垫和坐垫)到绝热包装的各种应用中。通过选择形成该聚合物所使用的原料，聚氨酯具有能适合特定用途的能力。刚性类型的聚氨酯泡沫材料充当电器绝缘泡沫体和用于其它绝热用途。半刚性的聚氨酯用于汽车应用，例如仪表板和方向盘。较柔韧的聚氨酯泡沫材料用于减震应用，特别是家具、被褥和汽车座位。
一类聚氨酯泡沫材料称为粘弹性(VE)或“弹性复原(memory)”泡沫材料。粘弹性泡沫材料对外加应力表现出延时和与速率相关的响应。当压缩时它们具有低的回弹率(resiliency)且恢复缓慢。这些性质常常与聚氨酯的玻璃态转变温度(Tg)有关。当聚合物的Tg处于或靠近使用温度(在许多应用中为室温)时，常常表现出粘弹性。
与大多数聚氨酯泡沫材料一样，VE聚氨酯泡沫材料是通过多元醇组分和多异氰酸酯在发泡剂存在下反应制得的。该发泡剂通常是水，或者不太优选的水和其它物质的混合物。VE制剂常常因多元醇的选择和制剂中的水含量而表现出特色。在这些制剂中使用的绝大部分多元醇具有约3个羟基/分子的官能度且分子量为400-1500。多元醇是聚氨酯泡沫材料的Tg的首要决定因素，但其它因素如水含量和异氰酸酯指数也起着重要作用。
VE泡沫材料中的水含量通常不大于约2.5份/100重量份多元醇，最常见的在0.8-1.5份范围内。这比在柔性泡沫制剂中通常采用的水含量低得多，在这些制剂中水含量通常在4-6份范围内(每100重量份多元醇)。较低的水含量有利于泡沫材料展现出期望的粘弹性质，部分归因于有时称为“相混合”的现象。较低的水量产生较少的发泡气体，因此VE泡沫材料的密度(约3.5-6磅/立方英尺或更高)往往比大多数柔性泡沫材料的密度(往往具有1-2.5pcf范围的密度)高。在许多应用如床垫中，较高的密度是合乎需要的，它有助于产品的耐久力和承受外加载荷的能力。
粘弹性聚氨酯泡沫制剂在工业规模上极难加工。发泡和固化反应对于组成(特别是催化剂含量)和加工条件的细小变化非常敏感。这使得难以进行连续发泡工艺，因为很难保持对这些变量的精确控制。该问题一般归因于低当量多元醇(相比于柔性泡沫材料的多元醇)和低水含量的结合，并且在采用低异氰酸酯指数时加剧。相对于水量，在VE制剂中与多异氰酸酯反应可利用的多元醇羟基比常规柔性泡沫制剂中的多得多。多元醇和水之间对可利用的异氰酸酯基团加剧的竞争反应阻碍了均因水/异氰酸酯反应而出现的发泡气体和链增长的形成。在发泡和胶凝化反应的平衡中所产生的变化可能导致泡沫膨胀不充分、坍塌或变得尺寸不稳定。
已经采取了各种方法来克服此加工难题。一种方法是降低异氰酸酯指数。通常在工业规模的设备上在60-90的异氰酸酯指数范围内加工VE泡沫制剂。异氰酸酯指数是指VE泡沫制剂中多异氰酸酯基团的当量和异氰酸酯-反应性基团的当量之比乘以100，该异氰酸酯-反应性基团包括由水、多元醇和其它可能存在的异氰酸酯-反应性物质提供的那些基团。这一方法可以制得较容易加工的制剂，但是损害了物理性能如拉伸强度、伸长率和撕裂强度。
第二种方法包括选择多异氰酸酯，以及常常与低异氰酸酯指数结合利用。基于二苯基亚甲基二异氰酸酯(MDI)的制剂常常比那些基于甲苯二异氰酸酯(TDI)的更容易加工。在TDI类制剂中，使用富含2，6-异构体的TDI的那些制剂往往比基于较常见的(且不太昂贵的)TDI的2，4-和2，6-异构体的80/20混合物(80/20TDI)的那些制剂更容易加工。
第三种方法(它常常与上述方法的一种或两种结合使用)是将一元醇加入泡沫制剂中。此举的效果和降低异氰酸酯指数类似，因为泡沫材料加工的改进损害了一些物理性能。
另一种方法是稍微增加制剂的水含量，从而制得密度在2-3磅/立方英尺(37-48kg/m3)范围内的泡沫材料。增加水含量改进加工，但泡沫材料往往表现出较差的粘弹性。这些泡沫材料的密度太低，以至于不适合一些耐久性是必需性质的终端应用如床垫。
期望提供更容易加工的VE泡沫制剂，并且可以采用更多种类的多异氰酸酯。使用80/20TDI作为多异氰酸酯的易于加工的VE泡沫制剂特别重要。还期望制剂可以在更宽的异氰酸酯指数范围内(包括诸如85-105或更高的高的异氰酸酯指数)使用，甚至在80/20TDI是制剂中的多异氰酸酯时也是如此。
本发明为制备粘弹性聚氨酯泡沫材料的方法，包括：
A.形成反应混合物，该反应混合物包括至少一种多元醇、至少一种多异氰酸酯、水、至少一种催化剂和至少一种添加剂，该添加剂不同于所述催化剂且不同于所述多元醇，选自：
1)羧酸的碱金属或过渡金属盐；
2)1，3，5-三烷基-或1，3，5-三(N，N-二烷基氨基烷基)-六氢-s-三嗪化合物；和
3)季铵化合物的羧酸盐；其中该添加剂溶于反应混合物的至少一种其它组分中，以及
B.使反应混合物经受足以引起该反应混合物膨胀和固化的条件，以形成粘弹性聚氨酯泡沫材料。
本发明也为制备粘弹性聚氨酯泡沫材料的方法，包括使反应混合物经受足以将该反应混合物膨胀和固化的条件，其中该反应混合物包括：
a)至少一种基础多元醇(base polyol)，其羟基官能度为约2.5-4，分子量为400-1500，或者包含至少50％重量所述至少一种基础多元醇和不同于组分e)的羟基当量至少为200的至少一种其它的一元醇或多元醇的混合物；
b)至少一种有机多异氰酸酯；
c)0.8至约2.25重量份水/100重量份组分a)；
d)至少一种不同于组分e)的催化剂；和
e)用量足以减少反应混合物放气时间(blown off time)的添加剂，其中该添加剂选自：
1)羧酸的碱金属或过渡金属盐；
2)1，3，5-三烷基-或1，3，5-三(N，N-二烷基氨基烷基)-六氢-s-三嗪化合物；和
3)季铵化合物的羧酸盐，其中所述添加剂溶于反应混合物的至少一种其它组分中。
申请人发现，通过将组分e)的物质包含在VE泡沫制剂中可以获得加工范围的显著改进。在许多情况下，该泡沫制剂对于加工变量，特别是胺催化剂含量和异氰酸酯指数变得不太敏感，从而更容易在工业规模上加工。在一些实施方案中，可以降低使用的胺催化剂的量，或者甚至不使用它。在较低水量的制剂中尤其可以看到此改进的加工，这些较低水量的制剂产生密度为3.5pcf或更高，至多约8pcf的VE泡沫材料，该材料本来通常表现出特别难的加工特性。
组分e)物质的存在还允许在更宽范围的异氰酸酯指数下使用更宽范围的多异氰酸酯，包括80/20TDI。因为泡沫制剂即使在85-110的指数下也能加工良好，因此本发明可以制备具有较高拉伸强度和撕裂强度的泡沫材料。同样，如果需要，可以避免使用一元醇，这也往往导致拉伸强度和撕裂强度增加。
能够在较高异氰酸酯指数下加工这些制剂进一步有利于降低反应副产物甲苯二胺(TDA)的产生。TDA产生气味，它的存在受到健康和安全关注。
VE泡沫制剂包括至少一种多元醇。多元醇被认为是泡沫材料的Tg的主要决定因素，且由此是泡沫材料的粘弹性的决定因素，在大多数情况下选择多元醇，以提供Tg范围为-20至40℃，特别是0至25℃的泡沫材料。为泡沫材料提供这种Tg的一类多元醇包括官能度为2.5-4羟基/分子且分子量为400-1500的那些。因此，多元醇组分优选包含至少一种这类多元醇，在本文称为“基础”多元醇。基础多元醇的分子量优选为600-1100，更优选为650-1000。本文中多元醇的分子量均为数均分子量。
基础多元醇可以是聚醚或聚酯类型的。羟基官能的丙烯酸酯聚合物和共聚物是合适的。基础多元醇优选为环氧丙烷或环氧乙烷的聚合物，或者环氧丙烷或环氧乙烷的共聚物(无规或嵌段)。基础多元醇可具有伯羟基或仲羟基，但优选主要具有仲羟基。
基础多元醇可以作为与羟基当量至少为150的一种或多种其它的一元醇或多元醇的混合物的形式使用。该其它的一元醇或多元醇可以用于发挥多种功能，例如开孔、提供聚氨酯额外更高或更低的玻璃态转变温度、改变体系的反应分布和改变聚合物的物理性质、或者发挥其它作用。该其它的一元醇或多元醇不同于基础多元醇，即，不能满足基础多元醇的分子量和/或官能度要求。通常，该其它的一元醇或多元醇的羟基当量可以为200-3000或更高，官能度为1-8或更多个羟基/分子。例如，其它的一元醇或多元醇的羟基当量可以为500-3000，特别是800-2500，官能度为1-8个，特别是2-4个羟基/分子。另一种合适的其它的一元醇或多元醇的官能度为1-2个羟基/分子，羟基当量为200-500。该其它的一元醇或多元醇不含可测量量的羧酸酯基团。
该其它的一元醇或多元醇可以是一种或多种环氧烷的聚合物，该环氧烷例如环氧乙烷、环氧丙烷和1，2-环氧丁烷，或这些环氧烷的混合物。优选的聚醚是聚环氧丙烷或环氧丙烷和环氧乙烷的混合物的聚合物。该其它的一元醇或多元醇还可以是聚酯。这些聚酯包括多元醇(优选二醇)和多元羧酸或它们的酸酐(优选二羧酸或二羧酸酐)的反应产物。多元羧酸或它们的酸酐可以是脂族、脂环族、芳族和/或杂环的，且可以被取代，例如被卤原子取代。多元羧酸可以是不饱和的。这些多元羧酸的实例包括琥珀酸、己二酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、偏苯三酸酐、邻苯二甲酸酐、马来酸、马来酸酐和富马酸。制备聚酯多元醇中使用的多元醇优选具有150或以下的当量，并包括乙二醇、1，2-和1，3-丙二醇、1，4-和2，3-丁二醇、1，6-己二醇、1，8-辛二醇、新戊二醇、环己烷二甲醇、2-甲基-1，3-丙二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、1，2，6-己三醇、1，2，4-丁三醇、三羟甲基乙烷、季戊四醇、对环己二醇、甘露醇、山梨糖醇、甲基糖苷、一缩二乙二醇、二缩三乙二醇、三缩四乙二醇、一缩二丙二醇、一缩二丁二醇，等等。聚己内酯多元醇如The DowChemical Company出售的商标名为“Tone”的那些也是可用的。
羟基官能的聚丁二烯聚合物也是可用的其它的一元醇和多元醇。
特别重要的其它的一元醇或多元醇包括：
a1)聚环氧丙烷均聚物或环氧丙烷和至多20％重量的环氧乙烷的无规共聚物，其官能度为2-4，当量为800-2200；
a2)环氧乙烷的均聚物或环氧乙烷和至多50％重量C3或更高级环氧烷的共聚物(无规或嵌段)，其官能度为3-8，特别是5-8，当量为1000-3000；
a3)环氧乙烷或环氧丙烷的均聚物，或者环氧乙烷和环氧丙烷的无规共聚物，其官能度为约1，分子量为200-3000，特别是1000-3000，包括WO01/57104中描述的那类一元醇；
a4)含有一元醇或多元醇的聚合物多元醇，其当量为500或更大且具有分散聚合物相。该分散聚合物相可以是烯键式不饱和单体(其中苯乙烯、丙烯腈和苯乙烯-丙烯腈共聚物特别重要)的颗粒、聚脲颗粒、或聚氨酯颗粒。该分散相可以占聚合物多元醇的5-60％重量；
a5)前述任意两种或更多种的混合物。
如果基础多元醇与一种或多种其它的一元醇或多元醇一起使用，该基础多元醇优选占其总重量的至少50％，更优选占其总重量的至少70％。该其它的一元醇或多元醇一起优选占组分a)的重量的至多50％，优选至多约30％。
组分b)是平均每分子具有1.8或更多个异氰酸酯基团的有机多异氰酸酯。异氰酸酯官能度优选为1.9-4，更优选为1.9-3.5，特别是1.9-2.5。合适的多异氰酸酯包括芳族、脂族和脂环族多异氰酸酯。根据成本、可获得性和赋予产品聚氨酯的性质，芳族多异氰酸酯通常是优选的。例示的多异氰酸酯包括，例如，间亚苯基二异氰酸酯、2，4-和/或2，6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)的各种异构体、六亚甲基-1，6-二异氰酸酯、四亚甲基-1，4-二异氰酸酯、环己烷-1，4-二异氰酸酯、六氢甲苯二异氰酸酯、卤代MDI(H12MDI)、亚萘基-1，5-二异氰酸酯、甲氧基苯基-2，4-二异氰酸酯、4，4′-联苯二异氰酸酯、3，3′-二甲氧基-4，4′-联苯二异氰酸酯、3，3′-二甲基二苯基甲烷-4，4′-二异氰酸酯、4，4，4″-三苯基甲烷三异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯、卤代多亚甲基多苯基异氰酸酯、甲苯-2，4，6-三异氰酸酯和4，4′-二甲基二苯基甲烷-2，2′，5，5′-四异氰酸酯。优选的多异氰酸酯包括MDI和MDI的衍生物，如缩二脲改性的“液体”MDI产品和聚合的MDI，以及TDI的2，4-和2，6-异构体的混合物。
特别重要的多异氰酸酯是含有至少80％重量的2，4-异构体的2，4-和2，6-甲苯二异氰酸酯的混合物。这些多异氰酸酯混合物广泛可得且较便宜，然而迄今为止因为加工泡沫制剂的困难而难以用于工业规模的VE泡沫材料加工中。
泡沫制剂包括水，含量为约0.8至约2.25份/100重量份多元醇或多元醇混合物。本发明特别重要的制剂中，水含量为约0.8至约1.8份/100重量份多元醇，特别是0.8至1.5份/100重量份多元醇，最优选0.8-1.3重量份/100重量份多元醇。含有这些水含量的常规VE泡沫制剂常常倾向于表现出特别难以加工。
在泡沫制剂中存在至少一种催化剂。一类优选的催化剂是叔胺催化剂。叔胺催化剂可以是任何对于多元醇和多异氰酸酯的反应具有催化活性并包含至少一个叔胺基团的化合物，它不同于组分e2)化合物。代表性的叔胺催化剂包括三甲基胺、三乙基胺、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、N，N-二甲基苄基胺、N，N-二甲基乙醇胺、N，N，N′，N′-四甲基-1，4-丁二胺、N，N-二甲基哌嗪、1，4-二偶氮双环-2，2，2-辛烷、双(二甲基氨基乙基)醚、双(2-二甲基氨基乙基)醚、吗啉、4，4′-(氧基二-2，1-乙烷二基)二乙二胺、三乙二胺、五甲基二亚乙基三胺、二甲基环己胺、N-十六烷基-N，N-二甲基胺、N-柯柯烷基-吗啉、N，N-二甲基氨甲基N-甲基乙醇胺、N，N，N′-三甲基-N′-羟乙基双(氨基乙基)醚、N，N-双(3-二甲基氨基丙基)N-异丙醇胺、(N，N-二甲基)氨基-乙氧基乙醇、N，N，N′，N′-四甲基己二胺、1，8-二偶氮二环-5，4，0-十一碳烯-7、N，N-二吗啉代二乙醚、N-甲基咪唑、二甲基氨丙基二丙醇胺、双(二甲基氨基丙基)氨基-2-丙醇、四甲基氨基二(丙基胺)、(二甲基(氨基乙氧基乙基))((二甲基胺)乙基)醚、三(二甲氨基丙基)胺、二环己基甲基胺、双(N，N-二甲基-3-氨丙基)胺、1，2-亚乙基哌啶和甲基-羟乙基哌嗪。
已经发现，在本发明的一些实施方案中，有时需要较低含量的叔胺催化剂(相比于不含组分e)物质的制剂)，因此，使用低的叔胺催化剂含量可以获得稳定的加工和良好的泡沫材料性质。在一些情况，还可以完全不使用叔胺催化剂，这在降低成本和减少泡沫材料产品的气味方面提供了益处。
除了前述叔胺催化剂之外，泡沫制剂还含有一种或多种其它的催化剂。该其它的催化剂是对异氰酸酯基团和多元醇或水的反应具有催化活性的化合物(或其混合物)，但不是组分e1)-e3)的描述中所涵盖的化合物。合适的这种其它的催化剂包括，例如：
d1)叔膦，如三烷基膦和二烷基苄基膦；
d2)各种金属的螯合物，例如可以由乙酰丙酮、苯甲酰丙酮、三氟乙酰丙酮、乙基乙酰乙酸酯等与金属如Be，Mg，Zn，Cd，Pd，Ti，Zr，Sn，As，Bi，Cr，Mo，Mn，Fe，Co和Ni获得的那些螯合物；
d3)强酸的酸性金属盐，如氯化铁、氯化锡、氯化亚锡、三氯化锑、硝酸铋和氯化铋；
d4)强碱，如碱金属和碱土金属的氢氧化物、醇化物和酚化物；
d5)各种金属的醇盐和酚盐，如Ti(OR)4、Sn(OR)4和Al(OR)3，其中R是烷基或芳基，以及醇盐与羧酸、β-二酮和2-(N，N-二烷基氨基)醇的反应产物；
d6)碱土金属Bi、Pb、Sn或Al的羧酸盐；和
d7)四价的锡化合物，和三价或五价的铋、锑或砷的化合物。
特别重要的是锡的羧酸盐和四价的锡化合物。这些化合物的实例包括辛酸亚锡、二乙酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、二硫醇化二丁基锡、二烷基锡二烷基硫烃酸(dialkyl tin dialkylmercapto acid)、氧化二丁基锡、二硫醇化二甲基锡、二异辛基硫醇乙酸化二甲基锡，等等。
通常使用少量催化剂。例如，所用的催化剂总量可以为0.0015-5，优选0.01-1重量份/100重量份多元醇或多元醇混合物。有机金属催化通常的用量在这些范围的低端。
泡沫制剂还包括添加剂，该添加剂不是组分d)的描述中所涵盖的化合物，其选自：
e1)羧酸的碱金属或过渡金属盐；
e2)1，3，5-三烷基-或1，3，5-三(N，N-二烷基氨基烷基)-六氢-s-三嗪化合物；和
e3)季铵化合物的羧酸盐。
e1)类添加剂可以是一元羧酸或多元羧酸的盐。它优选可以溶于水或基础多元醇中。该盐的阳离子是碱金属或过渡金属。碱金属是元素周期表IUPAC版的I族中包含的那些，且包括锂、钠、钾和铯。过渡金属是元素周期表IUPAC版的3-12族中包含的那些，且包括例如钪、钛、锆、钒、铬、钼、钨、锰、铁、钴、镍、铜、银、锌、镉和汞。优选的金属阳离子包括锂、钠、钾、铯、锌、铜、镍、银等。
e1)类添加剂有两种通常优选的类型。第一种优选类型是C2-24一元羧酸的盐，特别是C2-18一元羧酸的盐，更优选C2-12羧酸的盐。一元羧酸可以是脂族的或芳族的(例如苯甲酸或取代的苯甲酸如硝基苯甲酸、甲基苯甲酸或氯代苯甲酸)。合适的一元羧酸包括饱和或不饱和类型的、直链或支链类型的，且可以被取代。此第一种类型的e1)添加剂的实例包括乙酸钠、乙酸锂、乙酸钾、己酸锂、己酸钠、己酸钾、辛酸钾、硬脂酸锌、月桂酸锌、辛酸锌、辛酸镍、硬脂酸镍、月桂酸镍、辛酸铯、硬脂酸铯、月桂酸铯、乙酸铜、己酸铜、辛酸铜、硬脂酸铜、月桂酸铜、乙酸银、己酸银、辛酸银、硬脂酸银、月桂酸银、苯甲酸锂、苯甲酸钠或苯甲酸钾、硝基苯甲酸锂、硝基苯甲酸钠或硝基苯甲酸钾、甲基苯甲酸锂、甲基苯甲酸钠或甲基苯甲酸钾、氯代苯甲酸锂、氯代苯甲酸钠或氯代苯甲酸钾、等等。
第二种优选类型的e1)添加剂是羧基官能的有机聚合物的盐。例如，该有机聚合物可以为丙烯酸聚合物或共聚物。另一类有机聚合物为含有端羧基或侧羧基的聚醚或聚酯。后一类型的实例是已与二元羧酸或酸酐反应，在部分或全部原料多元醇的羟基位点形成羧基的多元醇。起始多元醇可以是前述任何类型的多元醇，包括聚醚、聚酯或聚丙烯酸酯类型。羧基官能的有机聚合物的当量/羧基可以为150-5000。特别优选的羧基官能的有机聚合物是羧基当量为500-3000且羧基官能度为1-4的聚醚多元醇。此特别优选的羧基官能的有机聚合物除了羧基外最优选具有一个或多个羟基。
e2)类添加剂的实例是1，3，5-三(3-二甲基氨基丙基)六氢-s-三嗪。
e3)添加剂可以是一元羧酸或多元羧酸的季铵盐。它优选可以溶于水或基础多元醇中。e3)类添加剂有两种通常优选的类型。第一种优选类型是C1-12一元羧酸的盐，特别是C2-12一元羧酸的盐。例如，第一种优选的e3)类添加剂的实例包括三甲基羟乙基铵羧酸盐，如可购买的
Figure G2007800380329D00091
TMR和TMR-2催化剂。第二优选类型是如对e1)添加剂所描述的羧基官能的有机聚合物的季铵盐。
在大多数情况下使用很少量的组分e)，例如，0.01-1.0份/100重量份多元醇或多元醇混合物。优选的组分e)添加剂的量为0.01-0.5份/100重量份多元醇或多元醇混合物。更优选的量为0.025-0.25份。在一些情况中可以使用较高量的组分e)添加剂，例如，在使用基于羧基官能的有机聚合物的e1)或e3)添加剂的情况中。当有机聚合物的当量/羧基为500或以上时尤其如此。在这些情况中，添加剂的量可以多至25重量份/100重量份多元醇或多元醇混合物，优选10重量份/100重量份多元醇或多元醇混合物，更优选5重量份/100重量份多元醇或多元醇混合物。
组分e)添加剂溶于反应混合物的至少一种其它组分中。通常将其溶于多异氰酸酯中是不优选的。组分e)添加剂可以溶于水、基础多元醇，任何可能存在的其它多元醇、催化剂、表面活性剂、交联剂或链增长剂、或者非反应性溶剂中。
在VE泡沫制剂中可以包含各种其它组分。例如，这些组分包括链增长剂、交联剂、表面活性剂、增塑剂、填料、着色剂、防腐剂、遮味剂、阻燃剂、生物杀灭剂、抗氧化剂、UV稳定剂、抗静电剂、触变剂和开孔剂。
该可发泡的组合物可以含有链增长剂或交联剂，但它们的使用一般不优选，当存在时，这些物质通常使用少量(例如，至多10重量份，特别是至多2重量份/100重量份多元醇或多元醇混合物)。链增长剂是具有正好两个异氰酸酯-反应性基团/分子的物质，而交联剂含有平均大于两个异氰酸酯-反应性基团/分子。在任一情况下，当量/异氰酸酯-反应性基团的范围可以为约30至约125，但优选为30-75。优选异氰酸酯-反应性基团为脂族醇、伯胺或仲胺基团，而脂族醇基团是特别优选的。链增长剂和交联剂的实例包括亚烷基二醇如乙二醇、1，2-或1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇等；二醇醚如一缩二乙二醇、二缩三乙二醇、一缩二丙二醇、二缩三丙二醇等；环己烷二甲醇；丙三醇；三羟甲基丙烷；三乙醇胺；二乙醇胺，等等。
在VE泡沫制剂中优选包括表面活性剂以便在泡沫材料膨胀和固化时有助于稳定该材料。表面活性剂的实例包括非离子表面活性剂和润湿剂，例如通过环氧丙烷、然后是环氧乙烷与丙二醇相继加成制备的那些、固体或液体有机硅氧烷、以及长链醇的聚乙二醇醚。也可以使用离子表面活性剂，如长链烷基酸硫酸酯的叔胺或烷醇胺盐、烷基磺酸酯和烷基芳基磺酸。通过环氧乙烷、然后是环氧乙烷与丙二醇相继加成制备的表面活性剂，以及固体或液体有机硅氧烷是优选的。有用的有机硅氧烷表面活性剂的实例包括可购买的聚硅氧烷/聚醚共聚物如Tegostab(Goldschmidt Chemical Corp.的商标)B-8462和B-8404，得自Dow Corning的DC-198和DC-5043表面活性剂，以及得自OSi Specialties的NiaxTM627表面活性剂。
更加优选非水解的液体有机硅氧烷。当使用表面活性剂时，其通常存在的量为0.0015-1重量份/100重量份多元醇或多元醇混合物。
在VE泡沫制剂中也可以存在一种或多种填料。填料有助于以有利的方式改变组合物的流变性质，降低成本并赋予泡沫材料有益的物理性能。合适的填料包括粒状的无机和有机材料，它们在聚氨酯形成反应期间的温度下是稳定的并且不熔化。合适的填料的实例包括高岭土、蒙脱石、碳酸钙、云母、钙硅石、滑石、高熔点热塑性材料、玻璃、粉煤灰、炭黑、二氧化钛、氧化铁、氧化铬、偶氮/重氮染料、酞菁、二噁嗪等。填料可以赋予可发泡的聚氨酯组合物触变性质。热解法二氧化硅是这种填料的实例。在使用时，填料优选占组合物重量的约0.5至约30％，特别是约0.5至约10％。
尽管优选在可发泡的聚氨酯组合物中不含其它发泡剂(除了水之外)，但在本发明的范围内包括其它物理或化学发泡剂。其中物理发泡剂为超临界CO2和各种碳氢化物、碳氟化物、氢氟烷、碳氯化物(如二氯甲烷)、氯氟烃和氢氯氟烃(hydrochlorofluorocarbon)。化学发泡剂是在高温下分解或反应(不与异氰酸酯基团反应)，产生一氧化碳和/或氮气的物质。
VE泡沫材料可以在称为块料法(slabstock process)的方法中或通过不同的模塑方法制备。块料法是最重要的。在块料法中，将组分混合在一起并倒入槽或其它区域，制剂在其中反应，在至少一个方向自由膨胀并固化。块料法通常以工业规模连续操作。
在块料法中，将各种组分单独引入或以各种亚组合的形式引入将其混合并分配的混合头中。e)组分优选溶于该其它组分的一种或多种中。在混合前，组分的温度通常为15-35℃。分配后的混合物通常在不施加热下膨胀和固化。在块料法中，反应混合物自由膨胀或者处于最小抑制中(例如因覆盖片材或膜的重量可能施加的)。
在块料法中，e)添加剂可以几种方式混入反应混合物中。可以将其以单独流的形式送至混合头，或者可以与一种或多种其它组分(如基础多元醇、其它的多元醇、表面活性剂或催化剂流)预混。当e)添加剂是包含羧基和羟基的有机聚合物的盐时，它可以与全部或部分多异氰酸酯预先反应，形成预聚物。当形成预聚物分子时，它们在多异氰酸酯化合物中形成为溶液形式。
还可以在模塑法中制备VE泡沫材料，将反应混合物引入密封的模具中，在该模具中膨胀和固化。在模塑方法中，通常将添加剂e)与多元醇、水和其它组分(除了多异氰酸酯)混合，以形成配制的多元醇流，该多元醇流在即将充入模具前与多异氰酸酯混合。在e)添加剂是包含羧基和羟基的有机聚合物的盐的情况下，可以由e)添加剂形成预聚物。
通常使用的多异氰酸酯的量足以提供50-120的异氰酸酯指数。优选范围为70-110，更优选的范围为75-105。本发明的优点是可以在工业规模的连续操作中、甚至在稍高的异氰酸酯指数(如85-105或更高)下获得良好的加工。在这些指数下即使使用含有80％或更多2，4-异构体的TDI混合物也可以获得良好的加工，使用较高的指数通常导致改进泡沫材料的性质，特别是拉伸、撕裂和伸长性质。使用较低含水量如至多1.5份/100重量份多元醇或多元醇混合物，或至多1.3份/100重量份多元醇或多元醇混合物，也可以获得良好的加工。甚至在具有85-110指数、低含水量(至多1.8份，特别是至多1.5份，最优选至多1.3份)、使用含有80％或更多2，4-异构体的TDI作为多异氰酸酯的制剂中也常常看到良好的加工性。
良好的加工表现为在连续过程长时间操作下制备质量稳定、一致的泡沫材料的能力。先前的VE泡沫制剂往往对胺催化剂含量的波动非常敏感，该波动常常是由于计量、不充分的混合或其它原因出现的小误差而引起的。
根据本发明制得的泡沫材料往往比不使用组分e)添加剂制得的相同泡沫材料表现出明显更快的放气(blow-off)。通过观察混合和分配制剂之后气泡上升到膨胀块体表面所需的时间来测定放气时间。较快的放气表明发泡反应正在进行，并且将产生稳定的泡沫材料。快速放气的制剂往往更有效地利用表面活性剂，为此在放气较快的体系中常常可以降低表面活性剂的浓度。
本发明的方法还易于制备孔结构比不使用组分e)添加剂所制得的泡沫材料更细的泡沫材料。较细的孔结构进一步显示本发明获得了良好的加工性能。较细的孔结构常常有助于在泡沫材料中得到更好的物理性能如柔软性。
在常用于筛选泡沫制剂例如箱用泡沫材料的间歇过程中，较快的放气时间和细小的孔结构是泡沫制剂是否在连续操作中良好加工的有益指示。
固化的VE泡沫材料的特征在于，具有非常低的回弹率。常规上使用落球回弹试验如ASTM D-3574-H法测定回弹率，该方法测量在特定条件下球体落下时从泡沫材料表面回弹的高度。在ASTM法中，固化的VE泡沫材料表现出不大于20％，特别是不大于10％的回弹率。特别优选的VE泡沫材料呈现的回弹率不大于5％，尤其不大于3％，根据ASTM落球回弹试验测量。
粘弹性的另一指示是泡沫材料在被压缩之后恢复所需要的时间。用于评估的有用测试为ASTM D-3574M的所谓压缩恢复测试，该测试测量泡沫材料从外加力中恢复所需要的时间。根据ASTM法，将泡沫材料样品压缩至其初始厚度的某一比例，在此压缩厚度保持特定时间，然后释放压缩底座(compression foot)至接近泡沫材料样品的初始高度。泡沫材料再膨胀并在几乎完全再膨胀下施加回缩底座(withdraw foot)的力。直到该施加的力达到4.5牛顿所需要的时间是压缩恢复时间。期望该时间至少为3秒，更优选为至少5秒，甚至更优选为至少7秒，且还优选为至少10秒，但小于30秒且优选小于20秒。
固化的VE泡沫材料的密度优选为3.0-8磅/立方英尺(pcf)(48-128kg/m3)，优选为3.5-6磅/立方英尺(56-96kg/m3)，更优选4-5.5磅/立方英尺(64-88kg/m3)。根据ASTM D 3574-01测试A方便地测量密度。
对于许多应用特别期望的VE泡沫材料的密度为3.5-6磅/立方英尺(56-96kg/m3)，ASTM落球回弹试验的回弹率小于10％。对于许多应用更加期望的VE泡沫材料还表现出在ASTM压缩恢复测试中的恢复时间至少5秒但不大于30秒。特别期望的VE泡沫材料的密度为约4-5.5磅/立方英尺(64-88kg/m3)，ASTM落球回弹试验的回弹率小于8％，且ASTM压缩恢复测试的恢复时间为至少7秒但不大于20秒。
根据本发明制备的VE泡沫材料常常表现出较高的拉伸强度和较大的承载性(用压入力挠度(indention force defection)表示，ASTM D-3574-01测试B)，后者特别优选在65％挠度下。支持因子(65％IFD和25％IFD之比)也往往明显更高。这些改进常常甚至在相当的异氰酸酯指数下也能看到。拉伸、承载和撕裂强度也往往随着异氰酸酯指数增加而增大。因为根据本发明较高指数的制剂更容易加工，增加异氰酸酯指数也可以在拉伸、IFD且常常还有撕裂强度方面获得更进一步的改进。
尽管已知许多组分e)添加剂催化三个异氰酸酯基团形成异氰脲酸酯环的三聚反应，但对本发明制备的VE泡沫材料的分析显示极少或者没有可测数量的异氰脲酸酯基团。因此，我们认为，异氰酸酯的三聚反应不导致或极少导致本发明提供的加工和物理性能的益处。
根据本发明制得的VE泡沫材料在各种包装和减震应用中是有用的，该应用如床垫、包装、缓冲垫、运动和机械设备、头盔衬里、驾驶座椅、耳塞、以及各种减弱噪音和震动的应用。
提供以下实施例来说明本发明，但不试图限制本发明的范围。除非另有说明，所有份数和百分数均以重量计。
实施例1
使用以下配方制备粘弹性泡沫材料实施例1-4和比较样品C-1至C-4。
多元醇A    73.6重量份
多元醇B    18.4重量份
多元醇C    8.0重量份
水             1.25重量份
表面活性剂A    1.1重量份
胺催化剂A      0.15重量份
胺催化剂B      0.3重量份
乙酸钾溶液     0或0.2重量份
锡催化剂A      0.03重量份
TDI 80         至如下所示的指数
多元醇A是分子量700的聚环氧丙烷三醇。多元醇B是约990当量、名义上三官能的聚环氧丙烷。多元醇C是约1800当量、名义上6.9官能的75％环氧乙烷和25％环氧丙烷的无规共聚物。表面活性剂A是OSiSpecialties出售的有机硅氧烷表面活性剂，称为L-627表面活性剂。胺催化剂A是70％的双(二甲基氨基乙基)醚的一缩二丙二醇溶液，可购自OSi Specialties，称为A-I催化剂。胺催化剂B是33％的三亚乙基二胺的一缩二丙二醇溶液，可购自Air Products and Chemicals，称为
Figure G2007800380329D00143
33LV。乙酸钾溶液是38％的乙二醇溶液。锡催化剂A是辛酸亚锡催化剂，可购自Air Products and Chemicals，称为
Figure G2007800380329D00144
T-9催化剂。TDI 80是甲苯二异氰酸酯的2，4-和2，6-异构体的80/20共混物。
通过如下步骤制备泡沫材料，首先将多元醇、水、乙酸钾溶液和胺催化剂在高剪切速率混合头中共混。组分的温度大约为22℃。然后，以相同的方式将该混合物与表面活性剂和锡催化剂共混，接着将所得的混合物再次以相同的方式与多异氰酸酯共混。将最后得到的共混物立即倒入敞开的箱子中并使其在不加热下反应。总配方重量为2000-2700克。将固化的制剂老化最少7天并取出，用于表1所示的性质测试。根据ASTM D-3574-01进行物理性质测试。
表1
  实施例或比较样品号   1   C-1＊   2   C-2＊   3   C-3＊   4   C-4＊
  乙酸钾溶液重量份   0.2   0   0.2   0   0.2   0   0.2   0
  80/20TDI(指数)   85   85   90   90   95   95   100   100
  放气时间，s   94   168   86   149   82   132   75   120
  气体流量，ft3/min(L/min)   0.39(11.0)   0.87(24.6)   0.39(11.0)   0.75(21.2)   0.44(12.5)   0.57(16.1)   0.55(15.6)   0.50(14.7)
  密度，lb/ft3(kg/m3)   6.04(96.7)   4.35(69.6)   5.40(86.5)   4.32(69.2)   4.97(79.6)   4.35(69.6)   4.92(78.8)   4.43(70.9)
  IFD
  25％   12.0   10.7   22.1   15.6   35.1   24.3   50.1   32.1
  65％   48.8   24.9   69.5   37.2   94.9   53.9   127.2   71,3
  恢复25％   10.4   9.9   20.0   14.5   31.8   22.6   44.9   29.3
  回弹率，％   3   4   8   3   9   3   7   3
  撕裂强度，N/m   166   139   218   172   293   249   338   320
  拉伸强度，kPa   91   52   111   75   142   103   186   141
  伸长率，％   154   170   127   160   114   158   111   139
＊非本发明的实施例。
表1的数据说明加入少量乙酸钾到VE泡沫制剂中的作用。在全部例子中，相比于各自的对照，放气时间显著减少。这清楚地表明，含有乙酸钾的泡沫制剂更容易加工。本发明VE泡沫材料的孔结构比对照细小得多，这进一步显示良好的加工性。本发明泡沫材料的密度稍高，这意味着当存在乙酸钾时，获得相等的密度需要更多的水(和多异氰酸酯)。加入更多的水到制剂中获得相同密度的能力将有助于甚至更好的加工。拉伸和撕裂强度比对照显著增加，甚至在考虑密度差异时也是如此。
实施例5-8和比较样品C-5
以实施例1-4所描述的相同方法制备VE泡沫材料。该泡沫制剂与实施例1-4所述的相同，不同之处在于使用1.4份表面活性剂A且异氰酸酯指数为87。乙酸钾溶液的量如表2所示发生改变。如前测定放气时间和测量泡沫材料的物理性质。结果如表2所示。
表2
  实施例或比较样品号   C-5＊   5   6   7   8
  乙酸钾溶液重量份   0   0.1   0.2   0.3   0.4
  放气时间，s   200   140   140   130-1801   107-1271
  气体流量，ft3/min(L/min)   0.58(16.4)   0.40(11.3)   0.39(11.0)   0.39(11.0)   0.31(8.8)
  密度，lb/ft3(kg/m3)   4.39(70.3)   4.65(74.4)   4.72(75.6)   4.61(73.8)   5.37(86.0)
  回弹率，％   3   4   4   5   6
  撕裂强度，N/m   172   180   173   188   193
  拉伸强度，kPa   41   80   86   79   100
  伸长率，％   153   145   152   144   147
＊非本发明的实施例。1重复样品所示的时间范围。
再次，在乙酸钾加入VE泡沫制剂时放气时间非常显著地减少。在这组实验中，仅在乙酸钾的添加至0.3重量份时密度略有增加。随着乙酸钾的添加，拉伸强度显著增加且撕裂强度通常提高。此外，本发明的泡沫材料比对照具有细得多的孔结构。
实施例9-11和比较样品C-5
以实施例5-8所描述的相同方法制备VE泡沫材料，不同之处在于，使用(2-羟基烷基)三烷基甲酸铵(可购自Air Products and Chemicals，称为DabcoTM TMR-5)代替乙酸钾。该季铵盐的含量如表3所示变化。如前测定放气时间和测量泡沫材料的物理性质。结果如表3所示。比较样品C-5再次用作对照。
表3
  实施例或比较样品号   C-5＊   9   10   11
  季铵甲酸盐溶液重量份   0   0.1   0.2   0.3
  放气时间，s   200   149   140   160
  气体流量，ft3/min(L/min)   0.58(16.4)   0.48(13.6)   0.56(15.9)   0.66(18.7)
  密度，lb/ft3(kg/m3)   4.39(70.3)   4.54(72.7)   4.34(69.5)   4.14(66.3)
  回弹率，％   3   4   4   4
  撕裂强度，N/m   172   187   211   165
  拉伸强度，kPa   41   63   65   62
  伸长率，％   153   149   144   154
＊非本发明的实施例。
在VE泡沫制剂中包含季铵甲酸盐导致放气时间更短、拉伸强度增加且在多数情况下撕裂强度增加，以及产生更细小的孔结构。在存在季铵盐时，泡沫材料的密度非常接近对照的密度。
实施例12-15
以实施例1-4所描述的相同方法制备VE泡沫材料，这次使用不同含量的1，3，5-三(二甲基氨基丙基)六氢-s-三嗪(可购自Air Products and Chemicals，称为PolycatTM 41)代替乙酸钾。该泡沫制剂与实施例1-4所述的相同，不同之处在于异氰酸酯指数为90，胺催化剂B的含量如表5所示变化。1，3，5-三(二甲基氨基丙基)六氢-s-三嗪的量如表4所示变化。如前测定放气时间和测量泡沫材料的物理性质。此外，使用ASTM D-3574M的压缩恢复法测量压缩恢复时间。结果如表4所示。
表4
  实施例或比较样品号   12   13   14   15
  胺催化剂B，份数   0.3   0.2   0.1   0.0
  1，3，5-三(二甲基氨基丙基)六氢-s-三嗪，份数   0.2   0.3   0.4   0.5
  放气时间，s   81   79   80   80
  气体流量，ft3/min(L/min)   0.55(15.6)   0.57(16.1)   0.56(15.8)   0.57(16.1)
  密度，lb/ft3(kg/m3)   4.82(77.2)   4.71(75.4)   4.61(73.8)   4.46(71.4)
  压缩恢复时间，s   6   7   10   7
  IFD
  25％   18.0   17.9   15.4   18.0
  65％   46.4   44.8   39.1   44.0
  恢复25％   16.2   15.8   13.6   15.8
  负载因子1   2.58   2.51   2.53   2.44
  迟滞性，％   90   89   88   88
  回弹率，％   4   4   4   4
  撕裂强度，N/m   249   239   238   240
  拉伸强度，kPa   93   88   90   90
  伸长率，％   182   168   180   177
65％IFD与25％IFD之比。因舍入存在一些小的差异。
这些实施例显示，加入1，3，5-三(二甲基氨基丙基)六氢-s-三嗪使得三亚乙基二胺催化剂含量减少或甚至不用该催化剂，而对物理性质影响极小。所有泡沫制剂均加工良好并具有良好的放气时间和细小的孔结构。
实施例16和比较样品C-6
以与比较样品C-3相同的方式制备比较样品C-6的VE泡沫材料，不同之处在于，异氰酸酯是TDI(TDI 65)的2，4-和2，6-异构体的65/35共混物。以与比较样品C-6相同的方式制备实施例16的VE泡沫，不同之处在于，除去胺催化剂B并使用0.4份38％的乙酸钾溶液。如前测定放气时间和测量泡沫材料的物理性质。结果如表5所示。
表5
  实施例或比较样品号   实施例16   比较样品C-6＊
  胺催化剂B，份数   0.0   0.3
  乙酸钾溶液重量份   0.4   0.0
  放气时间，s   96   146
  气体流量，ft3/min(L/min)   0.48(13.6)   0.55(15.6)
  密度，lb/ft3(kg/m3)   5.17(82.8)   4.46(71.4)
  压缩恢复时间，s   6   5
  回弹率，％   13   4
  撕裂强度，N/m   266   245
  拉伸强度，kPa   157   74
  伸长率，％   129   118
＊非本发明的实施例。
这些结果显示，在使用乙酸钾在65/35-TDI-类体系中提供了益处，允许不使用三亚乙基二胺催化剂，同时增加拉伸强度。实施例16的孔结构比比较样品C-6细小得多，且放气时间显著减少。这些结果均表明本发明的体系更容易加工。
实施例17
使用如下配方，以实施例1-4所描述的通用方式制备VE泡沫材料：
多元醇D        95重量份
多元醇C        5重量份
水             1.25重量份
表面活性剂A    1.1重量份
乙酸钠溶液     0.13重量份
锡催化剂A      0.05重量份
TDI 80         至92指数
多元醇D是分子量为1008、名义上三官能的聚环氧丙烷。如前所述测定物理性质。
本制剂的放气时间为125秒。气体流量为0.31ft3/min(8.8L/min)。压缩恢复时间为5秒。密度为4.90lb/ft3(78.4kg/m3)。落球回弹试验的回弹率为15％。撕裂强度为184N/m，拉伸强度为108kPa且伸长率为113％。
这些结果显示，根据本发明可以制得很好加工的良好品质的泡沫材料，甚至在没有叔胺胶凝催化剂下也是如此。
实施例18-23和比较样品C-7
以实施例17所述的相同方式制备VE泡沫材料。使用相同的配方，不同之处在于氰酸酯指数为92，存在0.15份胺催化剂A，且用下面表6所列的其它添加剂代替乙酸钠溶液。
表6
  实施例或比较样品号   18   19   20   21   22   C-7＊
  辛酸钠   0.3   0   0   0   0   0
  辛酸钾   0   0.25   0   0   0   0
  乙酸锂   0   0   0.13   0   0   0
  季铵甲酸盐1   0   0   0   0.2   0   0
  乙酸锌   0   0   0   0   0.262   0
  放气时间，s   78   107   88   123   114   156
  气体流量，ft3/min(L/min)   0.33(9.3)   0.31(8.8)   0.31(8.8)   0.54(15.3)   0.17(4.8)   0.30(8.5)
  密度，lb/ft3(kg/m3)   4.70(75.2)   4.56(73.0)   4.23(67.7)   3.86(61.8)   3.86(61.8)   4.13(66.1)
  压缩恢复时间，s   6   5   6   5   5   6
  回弹率，％   14   10   7   8   4   5
  撕裂强度，N/m   200   181   205   189   164   175
  拉伸强度，kPa   117   99   94   65   65   57
  伸长率，％   119   130   151   150   170   132
＊非本发明实施例。它不含e)添加剂。1羟基烷基三烷基甲酸铵催化剂为市售的Dabco TMR-5催化剂。
表6中的数据显示，使用不同组分e)添加剂可以制备良好品质、易于加工的VE泡沫材料。
实施例24和25及比较样品C-8
使用如下配方，以实施例17所描述的通用方法制备实施例24的VE泡沫材料：
多元醇D        95重量份
多元醇C        5重量份
水             1.5重量份
表面活性剂A    1.1重量份
胺催化剂A      0.15重量份
胺催化剂B      0.2重量份
锡催化剂A      0.03重量份
聚醚锂盐       0.87重量份
TDI 80         至87指数
聚醚锂盐是通过将分子量为3000、名义上三官能的聚环氧丙烷多元醇与足以将平均2个羟基/分子转化为羧酸基团的量的环己烷二羧酸酐反应而制备。然后将羧酸基团用氢氧化锂中和以形成聚醚多元醇的二锂盐。
以相同方式制备实施例25的VE泡沫材料，不同之处在于，聚醚锂盐的含量增加至1.8份，且异氰酸酯指数为92。
以与实施例24相同的方式制备比较样品C-8，但省去聚醚锂盐，增加胺催化剂B的量至0.3份，并调整异氰酸酯指数至90。
如前测量泡沫材料的性质并记录在表7中。
表7
  实施例或比较样品号   24   25   C-8＊
  放气时间，s   148   128   165
  气体流量，ft3/min(L/min)   0.30(8.5)   0.42(11.9)   0.16(4.5)
  密度，lb/ft3(kg/m3)   4.16(66.6)   3.77(60.4)   4.17(66.8)
  压缩恢复时间，s   11   91   51
  回弹率，％   5   7   3
  撕裂强度，N/m   164   171   144
  拉伸强度，kPa   48   46   41
  伸长率，％   162   143   111
*非本发明的实施例。1这些样品的压缩恢复测量是使用ASTM法的修正方法测定的。使用大于样品上表面的底座压缩10cm×10cm样品，以及恢复时间是对样品施加对抗回缩底座1牛顿的力所需要的时间。
实施例26和比较样品C-9*
使用以下配方，以与实施例17所描述的通用方式制备实施例26的VE泡沫材料：
多元醇D        95重量份
多元醇C        5重量份
水             1.5重量份
表面活性剂A    1.1重量份
胺催化剂A      0.15重量份
胺催化剂B      0.2重量份
锡催化剂A      0.03重量份
乙酸锂         0.16重量份
TDI 65         至90指数
以与实施例26相同的方式制备比较样品C-9，但省去乙酸锂并将胺催化剂B的量增加至0.3份。
如前测量泡沫材料的性质并记录在表8中。
表8
  实施例或比较样品号   26   C-9＊
  放气时间，s   75   156
  气体流量，ft3/min(L/min)   0.48(13.6)   0.47(13.3)
  密度，lb/ft3(kg/m3)   3.9(62.4)   3.5(56.0)
  ILD1
  25％   2.33   1.96
  65％   5.04   4.37
  75％   9.21   8.16
  压缩恢复时间，s   33   13
  回弹率，％   4   3
  撕裂强度，N/m   195   159
  拉伸强度，kPa   70   38
  伸长率，％   213   157
*非本发明的实施例。1这些数值使用表7注释1所述的修正的ASTM法测定。
再次看到本发明的泡沫材料具有较快的放气和较细小的孔结构。
实施例27-32和比较样品C-10*
使用如下基本配方，以实施例1-4所描述的通用方式制备实施例27-32的泡沫材料和比较样品C-10
多元醇D        95重量份
多元醇C        5重量份
水             1.25重量份
表面活性剂A    1重量份
胺催化剂A      0.15重量份
胺催化剂B      0.3重量份
乙酸钠溶液     0.13重量份
锡催化剂A      0.03重量份
组分e          如表9所示
TDI 80         至90指数
表9
  实施例或比较样品号   C-10＊   27   28   29   30   31   32
  组分e)的类型   无   苯甲酸锂   苯甲酸钠   苯甲酸钾   硝基苯甲酸钠   甲基苯甲酸钠   氯代苯甲酸钠
  组分e)的量，Pbw   0   0.107   0.12   0.133   0.139   0.127   0.131
  放气时间，s   190   137   128   138   205   133   160
  气体流量，(L/s)   0.54   0.31   0.49   0.34   0.72   0.60   0.67
  90％压缩变定，％   2.5   2.3   4.7   10.6   6.2   4.8   6.6
  密度，lb/ft3(kg/m3)   4.03   4.32   4.50   4.57   4.26   4.25   4.20
  回弹率，％   7   5   9   8   8   8   7
  撕裂强度，N/m   150   120   176   152   164   164   160
  拉伸强度，kPa   53   43   72   74   53   66   60
  伸长率，％   135   104   133   125   129   138   138
*非本发明的实施例。

Claims (19)

1.制备粘弹性聚氨酯泡沫材料的方法，该粘弹性聚氨酯泡沫材料的密度为3-8磅/立方英尺(48-128kg/m3)且呈现的回弹率不大于20％，根据ATSMD-3574-H落球回弹试验测量，所述方法包括：
A.形成反应混合物，该反应混合物包括至少一种官能度为2.5-4和分子量为600-1500的基础多元醇、至少一种多异氰酸酯、水、至少一种催化剂和至少一种添加剂，该添加剂不同于所述催化剂且不同于所述多元醇，选自：
1)羧酸的碱金属或过渡金属盐；
其中所述添加剂溶于反应混合物的至少一种其它组分中，以及
B.使反应混合物经受足以引起该反应混合物膨胀和固化的条件，以形成粘弹性聚氨酯泡沫材料。
2.制备粘弹性聚氨酯泡沫材料的方法，该粘弹性聚氨酯泡沫材料的密度为3-8磅/立方英尺(48-128kg/m3)且呈现的回弹率不大于20％，根据ATSMD-3574-H落球回弹试验测量，所述方法包括使反应混合物经受足以将该反应混合物膨胀和固化的条件，其中该反应混合物包括：
a)至少一种基础多元醇，其羟基官能度为约2.5-4，分子量为600-1500，或者包含至少50％重量所述至少一种基础多元醇和不同于组分e)的羟基当量至少为125的至少一种其它的一元醇或多元醇的混合物；
b)至少一种有机多异氰酸酯；
c)0.8至约2.25重量份水/100重量份组分a)；
d)至少一种不同于组分e)的催化剂；和
e)用量足以减少所述反应混合物放气时间的添加剂，其中所述添加剂选自：
1)羧酸的碱金属或过渡金属盐；
其中所述添加剂溶于所述反应混合物的至少一种其它组分中。
3.权利要求2的方法，该方法为块料法。
4.权利要求3的方法，其中该添加剂包括C2-18一元羧酸的锂、钠、钾、铯、锌、铜、镍或银盐。
5.权利要求4的方法，其中该添加剂存在的量为约0.01-1.0份/100重量份组分a)。
6.权利要求5的方法，其中所述异氰酸酯指数为85-110。
7.权利要求6的方法，其中所述多异氰酸酯是含有至少80％重量2，4-异构体的TDI异构体的共混物。
8.权利要求7的方法，其中所述反应混合物含有0.8-1.3份水/100重量份组分a)。
9.权利要求8的方法，其中所述粘弹性泡沫材料的密度为3.5-6磅/立方英尺(56-96kg/m3)及粘弹性泡沫材料呈现的回弹率不大于10％，根据ATSM D-3574-H落球回弹试验测量。
10.权利要求3的方法，其中所述添加剂包括含羧基的有机聚合物的碱金属盐。
11.权利要求10的方法，其中所述含羧基的有机聚合物的当量/羧基为150-5000。
12.权利要求11的方法，其中所述含羧基的有机聚合物是羧基当量为500-3000和羧基官能度为1-4的聚醚多元醇。
13.权利要求12的方法，其中所述添加剂存在的量为约1至约25份/100重量份组分a)。
14.权利要求13的方法，其中所述异氰酸酯指数为85-110。
15.权利要求14的方法，其中所述多异氰酸酯是含有至少80％重量2，4-异构体的TDI异构体的共混物。
16.权利要求15的方法，其中所述粘弹性泡沫材料呈现的回弹率不大于10％，根据ATSM D-3574-H落球回弹试验测量。
17.权利要求16的方法，其中所述反应混合物含有0.8-1.3份水/100重量份组分a)。
18.权利要求17的方法，其中所述粘弹性泡沫材料的密度为3.5-6磅/立方英尺(56-96kg/m3)及粘弹性泡沫材料呈现的回弹率不大于10％，根据ATSM D-3574-H落球回弹试验测量。
19.配制的多元醇组合物，包括：
至少一种基础多元醇，其羟基官能度为约2.5-4，分子量为600-1500，或包含至少50％重量的所述至少一种基础多元醇和羟基当量至少为200的至少一种其它的一元醇或多元醇的混合物；和
添加剂，该添加剂不同于所述至少一种其它的一元醇或多元醇且选自：
1)羧酸的碱金属或过渡金属盐；
其中所述所述添加剂溶于所述配制的多元醇组合物中。
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