CN102504175B

CN102504175B - 低密度粘弹性聚氨酯泡沫的制备方法

Info

Publication number: CN102504175B
Application number: CN 201110355038
Authority: CN
Inventors: 林芳茜; 张谦和; 李鹏敏; 刘新建; 赵�怡; 丁建生
Original assignee: Wanhua Chemical Group Co Ltd; Beijing Keju Chemical New Material Co Ltd
Current assignee: Wanhua Chemical Group Co Ltd; Wanhua Chemical Beijing Co Ltd
Priority date: 2011-11-04
Filing date: 2011-11-04
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2031-11-04
Also published as: CN102504175A

Abstract

本发明涉及一种低密度粘弹性聚氨酯泡沫的制备方法，所述的异氰酸酯反应活性组分包含基于100重量份混合聚醚70～95％的(bii)环氧丙烷、环氧乙烷共聚多元醇或其结合物，其中氧亚乙基单元含量不低于70wt％；5～30％的(biii)环氧丙烷、环氧乙烷共聚多元醇或其结合物，其中氧亚乙基单元含量至多20wt％；0～15％的(biv)环氧丙烷、环氧乙烷共聚多元醇或其结合物，其中氧亚乙基单元含量至多20wt％；其反应体系不含甲苯二异氰酸酯组分，以至少两种聚醚多元醇为主聚醚，并且不含除水以外的发泡剂，制得具有低气味、耐疲劳性能优良的低密度粘弹性聚氨酯泡沫。

Description

低密度粘弹性聚氨酯泡沫的制备方法

技术领域

本发明涉及一种粘弹性聚氨酯泡沫的制备方法，具体地说是一种低密度粘弹性聚氨酯泡沫的制备方法。

背景技术

粘弹性聚氨酯泡沫，又称慢回弹泡沫，主要用于枕头和床垫，中国每年生产的粘弹性泡沫约在5万吨以上，95％以上均出口至欧美，虽然目前国内需求市场规模较小，但潜力巨大，预计未来几年将以15％以上的速度继续增长。

粘弹性泡沫在压缩循环过程中表现出慢回复性，并由此具有高滞后性，通常还具有低的球回弹值。这些性能多是由发泡的聚合物的本身结构所造成的，一种方法是通过对组分的选择，使泡沫玻璃化温度控制在室温附近，另一种方法可以通过控制泡孔结构来限制气流进出泡沫的速度。

传统控制玻璃化温度的工艺路线是将低羟值聚醚和高羟值聚醚混合使用，，但这种方法降低了生产工艺宽容度，通常异氰酸酯指数范围为0.6～0.7，无法在更宽的异氰酸酯指数范围内制备泡沫，尤其在指数稍高时常出现闭孔缺陷，影响泡沫外观，同时较低的指数可导致泡沫永久形变性能降低。

另一种设定粘弹性性能的方式是添加增塑剂，美国公开专利US6,790,871B1披露了通过添加氯化石蜡类的增塑剂来获得慢回弹效果，使得玻璃化温度不高于0℃，但类似增塑剂可能有因迁移引起污染以及毒性和气味问题。

还有一种提供粘弹性能的方式是添加一元醇。例如美国公开专利US6,391,935中采用了15～70份羟值小于56mgKOH/g的一元醇；WO2010009205采用1～20份的一元醇或一元醇混合物；WO200714472采用了5～35份摩尔质量74～800的一元醇。上述专利均以TDI作为异氰酸酯组分。

近年来为克服传统慢回弹工艺中的闭孔问题，在配方中大量使用高EO聚醚的技术非常普遍，其优点是令泡沫较为开孔，操作宽容度提高。

在这种方法中，高EO聚醚的使用比例通常小于70％，分子量小于3000，如公开专利US 7,022,746B2。

CN02808995.2中高EO聚醚必须配合其他活性较高的以PO为主的聚醚，但未披露如何使用高EO聚醚获得具有优良耐疲劳性能的方法。

公开专利US 7,238,730B2在使用高EO聚醚的基础上必须添加基于100份聚醚量5以上重量份的主链上有2～8个碳原子的扩链剂，使泡沫存在的玻璃化转变温度处于15～30℃，该专利均未披露如何使用高EO聚醚获得具有优良耐疲劳性能的方法。公开专利US20050038133A1也使用了大量扩链剂，并使泡沫呈现出两个玻璃化转变温度，分别位于-60～-40℃和15～70℃，但上述两个专利均未公开具有低气味的泡沫。

同时，由于生产成本逐年增加，低密度产品(低于60kg/m³)越来越受到生产厂家的青睐。目前中国比较流行的一种生产低密度模塑慢回弹泡沫工艺，是通过水结合物理发泡剂共同作用降低密度，这种方法一方面可避免因为水多带来的泡沫低温过硬问题，另一方面通过控制泡沫的开孔性来控制气流速度，使泡沫具有慢回弹的效果。而这种方式中所用到的如HCFC-141b或二氯甲烷等物理发泡剂都属于非环保产品，对人体和环境都有较大危害。

另外，为了降低密度，部分厂家还会大量使用剧毒品TDI，使得生产商不得不经过各种繁琐的购买及使用手续，同时TDI也给操作工人的健康带来极大威胁。

因此，在实际生产中存在对更环保、更轻量产品的需求，同时产品应具备低气味、低压缩永久形变、耐疲劳等优良性能，以满足慢回弹产品用于各种领域的需求。

发明内容

本发明目的在于提供了一种低密度粘弹性聚氨酯泡沫的制备方法。在大幅降低泡沫密度的前提下，可保持较好的粘弹性能，并可获得较低的泡沫气味良好的耐疲劳性等物理性能。

为达到以上目的，本发明的技术方案如下：

本发明通过使用包含以下组分的反应体系，获得了能满足上述需求的粘弹性低密度泡沫：

(a)基本不含甲苯二异氰酸酯的有机单体多异氰酸酯组合物，其具有2到2.4的异氰酸酯基团的数均官能度和20～34wt％的NCO含量；

(b)异氰酸酯反应活性组分，包括：

(bi)水，用量为相对于100份混合聚醚(bii+biii+biv)重量的2～5％；

(bii)环氧丙烷(EO)-环氧乙烷(PO)共聚多元醇或其结合物，其中氧亚乙基单元含量不低于70wt％，平均官能度为2～4，平均羟值为20～200mgKOH/g，其用量为相对于100份混合聚醚的重量的70～95％；

(biii)环氧丙烷-环氧乙烷共聚多元醇或其结合物，其中氧亚乙基单元含量至多20wt％，平均官能度2～4，平均羟值为20～120mgKOH/g，其用量为相对于100份混合聚醚重量的5～30％；

(biv)与(biii)不同的环氧丙烷-环氧乙烷共聚多元醇或其结合物，其中氧亚乙基单元含量至多20wt％，平均官能度2～4，平均羟值为125～450mgKOH/g，其用量为相对于100份混合聚醚重量的0～15％、优选3～10％；

(bv)扩链剂和/或交联剂，其用量为相对于100份混合聚醚重量的0～5％、优选1～3％；

(c)表面活性剂；

(d)催化剂；

(e)任选地加入添加剂，如选自色浆、内脱模剂、阻燃剂、填料、抗静电剂、香料、抗氧剂和光稳定剂中的一种或两种或多种。

其中，反应体系中的异氰酸酯指数为0.7～1.0，优选为0.75～0.95。

在本申请中，其中氧亚乙基单元指从环氧乙烷形成的单元，氧亚乙基单元与环氧乙烷单元可互换使用，类似地，氧亚丙基单元指从环氧丙烷形成的单元，氧亚丙基单元与环氧丙烷单元可互换使用。“结合物”是指同一类型的两种或多种产品的相结合使用。

本发明所涉及的反应体系通过聚醚及异氰酸酯的选择，可以不含甲苯二异氰酸酯和不含除水以外的其他物理发泡剂，在大幅降低泡沫密度的前提下，可保持较好的粘弹性能，并可获得较低的泡沫气味、良好的耐疲劳性等物理性能。同时，通过少量的扩链剂及交联剂的使用，可调整泡沫回弹时间。

本发明制备的泡沫的密度为37～60kg/m³，且在动态疲劳性能测试中，泡沫厚度损失小于5％，硬度损失小于7％，其具有小于5％的75％干压缩永久形变。

具体实施方式

下面进一步详细说明本发明所提供一种低密度粘弹性聚氨酯泡沫的制备方法，但本发明并不因此而受到任何限制。

本发明提供一种制备密度大于37～60kg/m³的全水、基本不含甲苯二异氰酸酯的粘弹性聚氨酯泡沫的方法。

本领域的技术人员应当理解，基本不含甲苯二异氰酸酯的含义是指以100重量份的异氰酸酯组分计，甲苯二异氰酸酯小于5重量份，更优选完全不含二异氰酸酯，即0重量份甲苯二异氰酸酯。

多异氰酸酯组合物(又称异氰酸酯组分)选自纯二苯基甲烷二异氰酸酯、多苯基多亚甲基多异氰酸酯、碳化二亚胺-脲酮亚胺改性异氰酸酯(简称液化MDI)、异氰酸酯封端的多异氰酸酯预聚物(简称异氰酸酯预聚物)中的一种或两种或多种。纯二苯基甲烷二异氰酸酯包括二苯基甲烷-2，4’-二异氰酸酯和二苯基甲烷-4，4’二异氰酸酯。多苯基多亚甲基多异氰酸酯是指二环及二环以上的多环聚异氰酸酯。异氰酸酯组分NCO含量为20～34wt％，优选为25～33wt％。

一种实施方式中，纯二苯甲烷二异氰酸酯基于100重量份异氰酸酯组分以50～90重量份的量存在，液化MDI基于100重量份异氰酸酯组分以0～30重量份的量存在，多苯基多亚甲基多异氰酸酯基于100重量份的异氰酸酯组分以10～50的重量份的量存在。合适的异氰酸酯组分的实例包括但不限于从烟台万华可购得的WANNATE 8221、WANNATE 8223、WANNATE 8225等。

另一实施方式中，所述异氰酸酯组分可以是异氰酸酯封端的多异氰酸酯预聚物(简称异氰酸酯预聚物)与其他单体异氰酸酯同系物的混合物。该预聚物是异氰酸酯和多羟基化合物的反应产物，多羟基化合物(也称作多元醇)的平均分子量介于2000至10000之间并以基于100重量份异氰酸酯组分计1～30重量份的量存在于反应体系中。多羟基化合物可由选自乙二醇、二甘醇、丙二醇、二丙二醇、甘油、三羟基甲基丙烷、季戊四醇和山梨醇中至少一种的起始剂与环氧乙烷和/或环氧丙烷聚合而形成。也可以选自多胺(包括乙二胺、甲苯二胺、二氨基二苯基甲烷和多亚甲基多苯基多胺以及氨基醇)中的至少一种的起始剂与环氧乙烷和/或环氧丙烷聚合而形成，但不限于此类多胺。合适的多羟基化合物例子包括购自烟台万华公司的WANOL F5356，WANOL F5335，WANOL F5342，WANOLF5256，但不限于此。合适的异氰酸酯组分的实例包括但不限于从烟台万华可购得的WANNATE 8102，WANNATE 8105，WANNATE 8107等。

异氰酸酯指数，是异氰酸酯组分中的NCO基与异氰酸酯反应活性组分中活泼氢原子的比例。优选地，异氰酸酯指数为0.7～1.0，更优选为0.75～0.95。指数较高时时泡沫的慢回弹性减弱、泡沫闭孔率提高，收缩倾向增大，同时指数太低会导致泡沫的力学性能下降。

异氰酸酯反应活性组分包括(bi)：2～5wt％的水(相对于100份混合聚醚重量)，优选2.5～4wt％，更优选2.8～3.5wt％。本发明中水是单一发泡剂，无其他物理辅助发泡剂，根据对泡沫密度的要求及反应体系的特点，可以调整水用量。

异氰酸酯反应活性组分还包括(bii)：70wt％～95wt％(相对于100份混合聚醚重量)的环氧乙烷-环氧丙烷共聚多元醇或其结合物。该多元醇包含大于70wt％的氧亚乙基单元，优选至少75wt％的氧亚乙基单元，更优选至少80wt％的氧亚乙基环氧乙烷单元。其官能度为2～4，优选大于2.5，更优选大于2.8；同时具有20～200mgKOH/g的羟值，优选25～180mgKOH/g，更优选30～170mgKOH/g。适合的多元醇实例包括上海高桥的GK350D，陶氏化学的CP1421，钟山石化的ZS3602等，但不限于此。

异氰酸酯反应活性组分还包括(biii)：5～30wt％(相对于100份混合聚醚重量)的环氧乙烷-环氧丙烷共聚多元醇或其结合物。该多元醇的氧亚乙基单元含量不大于20wt％，优选小于15wt％，更优选小于8wt％，进一步优选小于5wt％。其官能度为2～4，优选2～3.5，更优选2～3。同时具有20～120mgKOH/g的羟值，更优选30～120mgKOH/g。适合的多元醇可从天津三石化，上海高桥，南京可利亚，德信联邦等公司购买，如DL1000，EP-560，FA-703，FA-505，EP-8000等，但不限于此。

异氰酸酯反应活性组分进一步包括(biv)：0～15wt％(相对于100份混合聚醚重量)的聚醚多元醇。该多元醇不同于(biii)，其氧亚乙基单元含量不大于20wt％，优选12wt％，更优选8wt％以下，其官能度为2～4，优选2～3.5，更优选2～3，同时具有125～450mgKOH/g的羟值，在配方中使用可进一步提高产品的慢回弹特性。适合的多元醇可从天津三石化，上海高桥，南京可利亚，德信联邦等公司购买，实例包括DL400，MN-400，MN700，MN1000等，但不限于此。

所述的混合聚醚即(bii)+(biii)+(biv)，氧亚乙基单元的含量是指环氧乙烷重量/(环氧乙烷重量+环氧丙烷重量)。

异氰酸酯反应性组分还可包括(bv)扩链剂和/或交联剂，其总用量不超过混合聚醚的5wt％，优选3wt％，更优选为2wt％。扩链剂一般是两个官能度的小分子多元醇或胺类化合物，如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、丁二醇、低分子量的PPG、3，5-二乙基甲苯二胺(DETDA)、3，5-二甲硫基甲苯二胺(DMTDA)、4，4′-双仲丁氨基二苯基甲烷(DBMDA)。由于慢回弹泡沫的指数较低、交联度较高，使用扩链剂可以改善泡沫的拉伸强度。交联剂是官能度大于2的小分子多元醇或胺类化合物，如甘油、二乙醇胺、三乙醇胺等。制备较低密度的慢回弹泡沫时优选醇胺类交联剂，除起到泡孔网络交联的作用外，还可起催化作用，平衡发泡和凝胶的速度。除此之外，在本发明中，扩链剂/交联剂还有一定的提高慢回弹特性的作用，如可明显延长泡沫恢复时间。

表面活性剂的用量通常为混合聚醚的0.05～3wt％，更优选为0.3～2wt％.表面活性剂起着乳化泡沫物料、稳定泡沫和调节泡孔的作用。它增加各组分的互溶性，有助于气泡的形成，可控制泡沫的大小及均匀性，促使泡沫泡孔凝胶张力的平衡，防止泡沫崩塌。目前在配方中普遍使用的主要为聚醚硅氧烷类表面活性剂，其一个重要作用是可使聚脲分散，增大聚脲与泡沫基体的相容性，这是通过其聚醚链段实现的。适合用作本发明的组分(c)表面活性剂包括适用于聚氨酯泡沫材料的任何已知的表面活性剂，但不限于此。如从迈图、赢创、德美世创等公司可购得的产品：L-580，L-627，B-8002，L668，L3002，Y10366，B8715，AK8812等。

催化剂用量通常为混合聚醚的0.1～3wt％，优选为0.3～2.5％。为了调节反应速度，在聚氨酯泡沫塑料制造中必须使用催化剂。异氰酸酯和聚醚多元醇及异氰酸酯和水的反应在常温下反应速度较慢，而在聚氨酯泡沫塑料制造过程中发泡反应和凝胶反应一般在短期内达到平衡，以使泡沫塑料成型，因此必须用催化剂加速反应。并且由于不同种类的催化剂对不同反应的催化活性不同，一般需要2种以上的催化剂配合使用，以满足不同制造工艺、不同品种的需要。依据本发明，可以使用一种或多种催化剂(d)的组合，包括已知的叔胺化合物。合适的叔胺催化剂的例子包括三亚乙基二胺，双(二甲氨基乙基)醚，环己基甲基叔胺，五甲基二亚烷基三胺，四甲基亚烷基二胺，二甲基乙醇胺，N-甲基吗啉，N-甲基咪唑等，但不限于此。

另外，各种其他可选的本领域技术人员已知的添加剂(e)可用于本发明的粘弹性泡沫材料中，包括例如色浆、内脱模剂、阻燃剂、填料、抗静电剂、香料、抗氧剂、光稳定剂、矿物油、抗微生物剂及这些添加剂的组合。

上述表面活性剂、催化剂及添加剂的用量取决于所需要产品的性能，并可以在聚氨酯泡沫技术人员所了解的范围内变化。

为确定该泡沫是否呈粘弹性，本发明使用多种方法来确定产品性能。

其一是泡沫的玻璃化转变温度(Tg)。Tg通过动态力学热分析(DMTA)测量。慢回弹泡沫的Tg通常为0～40℃，tanδ峰值为0.5以上。另外，玻璃化转变温度越高，即泡沫的硬度温敏性越强，如Tg在15～20℃的泡沫，当温度降低到15℃以下，泡沫硬度急剧增大，影响其舒适性。

其二是泡沫的落球回弹率。慢回弹泡沫的球回弹率通常在20％以下。

其三是泡沫的复原时间。在其他性能良好的前提下，慢回弹泡沫的回复时间一般在3～15s之间。在实际生产中，其长短因购买者/使用者要求各异而有所不同。总的来说，回弹时间在3s以下基本失去了慢回弹的特征，而在15s以上泡沫缺乏弹性，舒适度降低，尤其在支撑性本身较为有限的低密度泡沫表现更为明显。

可以通过模塑或块泡的制备技术制备该粘弹性泡沫，并可广泛用于家具和汽车行业产品，如枕头、垫子，并可用于吸/隔音类产品。

实施例

根据本发明形成一种粘弹性聚氨酯泡沫，形成该组合物的各组分以重量份表示。异氰酸酯指数是指异氰酸酯基团NCO与其活性氢当量数的比值。

本发明实施例所涉及的原料特征描述如下：

异氰酸酯反应活性组分(bii)

聚醚A：以甘油为起始剂，官能度3，75％EO-25％PO共聚，羟值34mgKOH/g，重均分子量4950

聚醚B：以甘油为起始剂，官能度3，80％EO-20％PO共聚，羟值51mgKOH/g，重均分子量3300

聚醚C：以甘油为起始剂，官能度3，85％EO-15％PO共聚，羟值168mgKOH/g，重均分子量1000

异氰酸酯反应活性组分(biii)

聚醚D：以二丙二醇为起始剂，官能度2，全PO，羟值112mgKOH/g，重均分子量1000

聚醚E：以甘油为起始剂，官能度3，全PO，羟值56mgKOH/g，重均分子量3000

聚醚F：以甘油为起始剂，官能度3，15％EO-85％PO共聚，羟值56mgKOH/g，重均分子量3000

异氰酸酯反应活性组分(biv)

聚醚G：以二丙二醇为起始剂，官能度2，100％PO，羟值280mgKOH/g，重均分子量400

聚醚H：以甘油为起始剂，官能度3，100％PO，羟值240mgKOH/g，100％PO，重均分子量700

聚醚I：上海高桥的GPOP 36/30，聚合物多元醇，羟值24mgKOH/g

表面活性剂A：德美世创的

AK8812

表面活性剂B：EVONIK的

B8002

扩链剂：1，4-丁二醇

交联剂：二乙醇胺

催化剂A：Air Products公司的

BL-11

催化剂B：Air Products公司的

33LV

催化剂C：Air Products公司的8154

物理发泡剂：二氯甲烷

异氰酸酯A：烟台万华聚氨酯股份有限公司生产的WANNATE 8223，其为液化MDI、纯二苯基甲烷二异氰酸酯和多苯基多亚甲基多异氰酸酯的混合物，具有大约32.6％重量的NCO含量。

异氰酸酯B：烟台万华聚氨酯股份有限公司生产的WANNATE 8107，其为异氰酸酯预聚物、纯二苯基甲烷二异氰酸酯和多苯基多亚甲基多异氰酸酯的混合物，具有大约31.0％重量的NCO含量。

异氰酸酯C：烟台万华聚氨酯股份有限公司生产的WANNATE 8001，其为异氰酸酯预聚物、纯二苯基甲烷二异氰酸酯和多苯基多亚甲基多异氰酸酯的混合物，具有大约29.3％重量的NCO含量。

异氰酸酯D：烟台万华聚氨酯股份有限公司生产的WANNATE 8102，其为异氰酸酯预聚物、纯二苯基甲烷二异氰酸酯和多苯基多亚甲基多异氰酸酯的混合物，具有大约27.2％重量的NCO含量。

用本领域技术人员熟知的方法，将异氰酸酯反应活性组分加入到一个2L塑料烧杯中，并用一个转速为3000转/分、带7cm直径的圆搅拌浆头的立式搅拌器混合1分钟，然后加入异氰酸酯组分一起迅速混合5～8秒，将混合物倒入温度为40～55℃的40cm×40cm×10cm的铝质模具中，闭模7分钟后取出泡沫。其间未反应前的液体料温度应控制在25±3℃。

泡沫在熟化72小时后根据下列标准或方法进行各项性能测试。

泡沫塑料和橡胶密度，kg/m³ GB/T 6343-1995，同GB/T 24451-2009

软泡断裂伸长率，％ GB/T 6344-2008，同GB/T 24451-2009

软泡拉伸强度，kPa GB/T 6344-2008，同GB/T 24451-2009

软泡撕裂强度，N/cm GB/T 10808/2006，同GB/T 24451-2009

软泡压缩永久变形-75％，％ GB/T 6669-2008，同GB/T 24451-2009

软泡回弹率，％ GB/T 6670-2008，同GB/T 24451-2009

软泡压陷硬度-ILD25％，ILD65％，N GB/T 10807-2006，同GB/T 24451-2009

软泡压缩CLD40％，kPa ISO 3386/1-1986

软泡疲劳-硬度变化率-ILD40％，％ ASTM3574

软泡疲劳-厚度变化率，％ ASTM3574

泡沫复原时间，s GB/T 24451-2009

DMTA：采用美国TA公司的Q800仪器进行测试，模制出直径12.5mm，厚度为1cm的泡沫样品用于测定，振幅40μm，频率1Hz，升温速率3℃/分钟。

气味测试：从制备好的泡沫芯部取10±0.2g泡沫，将其撕成2至3cm左右的条状样品，装入500ml带密封的无味玻璃细口瓶，在80℃循环烘箱中烘2小时后，迅速打开瓶盖，测试者通过瓶口逸散出的气体判断气味等级，由5个测试者对同一样品进行重复测试。评价结果分为5个等级：1级为无气味；2级为气味轻微，但可感觉到；3级为有气味，但无强烈的不适性；4级为强烈的不适气味；5级为有刺激性不适气味。最终结果取5个测试值的算术平均值。

以下实施例是对本发明进一步的说明，但本发明的权限并不仅局限于此，本领域的技术人员都很清楚在实例基础上的任何改动都不会离开本发明的宗旨。

表1说明了在不同的聚醚组合配方下实现本发明。其中的异氰酸酯-反应活性组分(biv)起到提高慢回弹泡沫特质的作用，加入该组分可降低球回弹及提高Tg。

表1不同聚醚组合在配方中的使用

表2使用了不同类型的异氰酸酯合成了粘弹性泡沫。这些异氰酸酯具有不同的NCO含量、基本成分及反应活性，在本发明所要求的权利范围内，通过对催化剂、主聚醚及水量的调整可获得不同密度的粘弹性泡沫。

表2不同异氰酸酯在配方中的使用

表3的实施例表明了使用交联剂扩链剂对泡沫性能、工艺性能的影响。在该配方中适量使用交联剂和扩链剂可以提高泡沫反应速度，同时可明显强化泡沫的慢回弹性能，如延长回弹时间，降低球回弹率等。但交联剂和扩链剂均属于活性较高的小分子产品，若如果使用过多，将造成泡沫闭孔及反应速度过快导致的操作时间紧迫等问题，如C*所示，其不在本发明所述权利要求中。

表3交联剂、扩链剂在配方中的使用

表4是对比例慢回弹产品的性能。对比例1是全水产品，其舒适因子较低，回弹时间过长，导致支撑性较差，同时气味较严重。对比例2是目前较为流行的产品，但是含物理发泡剂。两者在疲劳性能测试中的硬度损失相对较大。

表4对比例粘弹性泡沫的物理性能

Claims

1.一种低密度粘弹性聚氨酯泡沫的制备方法，该方法包括由一种反应体系进行反应，该反应体系包括：

（a）相对于异氰酸酯组合物重量计，含有＜5wt%甲苯二异氰酸酯的有机单体多异氰酸酯组合物，其具有2到2.4的异氰酸酯基团的数均官能度和20～34wt%的NCO含量；

（b）异氰酸酯反应活性组分，包括：

（bi）水，用量为相对于100份混合聚醚(bii+biii+biv)重量的2～5%；

（bii）环氧丙烷-环氧乙烷共聚多元醇或其结合物，其中氧亚乙基单元含量不低于70wt%，平均官能度为2～4，平均羟值为20～200mgKOH/g，其用量为相对于100份混合聚醚重量的70～95%；

（biii）环氧丙烷-环氧乙烷共聚多元醇或其结合物，其中氧亚乙基单元含量至多20wt%，平均官能度2～4，平均羟值为20～120mgKOH/g，其用量为相对于100份混合聚醚重量的5～30%；

（biv）环氧丙烷-环氧乙烷共聚多元醇或其结合物，其中氧亚乙基单元含量至多20wt%，平均官能度2～4，平均羟值为125～450mgKOH/g，其用量为相对于100份混合聚醚重量的3～10%；

（bv）扩链剂和/或交联剂，其用量为相对于100份混合聚醚重量的0～5%；

（c）表面活性剂；

（d）催化剂；

（e）任选地加入添加剂，选自色浆、内脱模剂、阻燃剂、填料、抗静电剂、香料、抗氧剂和光稳定剂中的一种或两种或多种，

其中，混合聚醚bii+biii+biv的总量为100%，反应体系中的异氰酸酯指数为0.7～1.0。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，反应体系中的异氰酸酯指数为0.75～0.95。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，多异氰酸酯组合物完全不含甲苯二异氰酸酯。

4.根据权利要求1或3所述的方法，其中，多异氰酸酯组合物具有2.1到2.3的异氰酸酯基团的数均官能度。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，多异氰酸酯组合物具有25～33wt%的NCO含量。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，对于异氰酸酯反应活性组分（bii），其氧亚乙基单元重量含量至少75%。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，对于异氰酸酯反应活性组分（bii），其平均官能度至少为2.8。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，对于异氰酸酯反应活性组分（biii），其平均官能度至多为3。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，对于异氰酸酯反应活性组分（biv），其用量进一步限定为3～10wt%。

10.根据权利要求1-3或5-9中任一项所述的方法，其中，（bv）扩链剂和/或交联剂的总重量为相对于100份混合聚醚重量的1～3%。

11.权利要求1-10的制备方法制得的粘弹性泡沫，其特征是：泡沫的密度为37～60kg/m³，且在动态疲劳性能测试中，泡沫厚度损失小于5%，硬度损失小于7%，其具有小于5%的75%干压缩永久形变。