CN102695737B - 制备柔性聚氨酯泡沫的方法 - Google Patents

制备柔性聚氨酯泡沫的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102695737B
CN102695737B CN201080045692.1A CN201080045692A CN102695737B CN 102695737 B CN102695737 B CN 102695737B CN 201080045692 A CN201080045692 A CN 201080045692A CN 102695737 B CN102695737 B CN 102695737B
Authority
CN
China
Prior art keywords
foam
weight
polyvalent alcohol
water
polyisocyanates
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201080045692.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102695737A (zh
Inventor
J·A·S·麦肯
H·E·G·莫雷奥
S·拉姆斯东克
A·范德维尔德
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huntsman International LLC
Original Assignee
Huntsman International LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huntsman International LLC filed Critical Huntsman International LLC
Publication of CN102695737A publication Critical patent/CN102695737A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102695737B publication Critical patent/CN102695737B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • C08G18/4833Polyethers containing oxyethylene units
    • C08G18/4837Polyethers containing oxyethylene units and other oxyalkylene units
    • C08G18/485Polyethers containing oxyethylene units and other oxyalkylene units containing mixed oxyethylene-oxypropylene or oxyethylene-higher oxyalkylene end groups
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G2/00Vegetative propagation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G24/00Growth substrates; Culture media; Apparatus or methods therefor
    • A01G24/30Growth substrates; Culture media; Apparatus or methods therefor based on or containing synthetic organic compounds
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G24/00Growth substrates; Culture media; Apparatus or methods therefor
    • A01G24/40Growth substrates; Culture media; Apparatus or methods therefor characterised by their structure
    • A01G24/48Growth substrates; Culture media; Apparatus or methods therefor characterised by their structure containing foam or presenting a foam structure
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/10Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • C08G18/4833Polyethers containing oxyethylene units
    • C08G18/4837Polyethers containing oxyethylene units and other oxyalkylene units
    • C08G18/4841Polyethers containing oxyethylene units and other oxyalkylene units containing oxyethylene end groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L75/04Polyurethanes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G24/00Growth substrates; Culture media; Apparatus or methods therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00Foam properties
    • C08G2110/0008Foam properties flexible
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00Foam properties
    • C08G2110/0041Foam properties having specified density
    • C08G2110/005< 50kg/m3
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00Foam properties
    • C08G2110/0041Foam properties having specified density
    • C08G2110/0058≥50 and <150kg/m3
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00Foam properties
    • C08G2110/0075Foam properties prepared with an isocyanate index of 60 or lower
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00Foam properties
    • C08G2110/0083Foam properties prepared using water as the sole blowing agent

Abstract

本发明涉及具有25-70kg/m3的密度和5-15kPa的压缩载荷挠度的柔性聚氨酯泡沫。本发明还涉及制备柔性聚氨酯泡沫的方法,和用作植物生长介质和用于绿色屋顶和绿色墙壁的用途。

Description

制备柔性聚氨酯泡沫的方法
本发明涉及柔性聚氨酯泡沫和制备柔性聚氨酯泡沫的方法,还涉及包含此泡沫的植物生长介质和此泡沫用作植物生长介质的用途。 
已知包含柔性聚氨酯泡沫的植物生长介质。 
US 3798836公开其中具有分散的热塑性颗粒的水不溶性开孔发泡聚氨酯基质。 
US 3889417通过使预聚物与高量水反应制备亲水泡沫。此泡沫可用于园艺应用。应用的水指数为1300-78000。类似方法已公开于WO 96/16099,其中未对异氰酸酯指数和水指数给出特殊指导,在实施例中,水指数大于1700,异氰酸酯指数小于6。所用预聚物由具有至少1000的分子量的多元醇制成。 
US 3970618公开了一种用于培养植物的基质,所述基质为通过使多异氰酸酯和多元醇以低NCO指数反应制备的亲水聚氨酯泡沫,多元醇具有900-1800的羟基值,多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)类型多异氰酸酯。 
US 5155931用泡沫作为植物垫,所述泡沫通过使有机异氰酸酯(优选为TDI)和多元醇以90-120的NCO-指数反应制备。 
US 6479433公开了在选择的填料材料存在下通过使预聚物和水反应制备的园艺生长介质。 
US 2005/0131095公开了以40-150的NCO-指数制备聚氨酯泡沫包括柔性聚氨酯泡沫的方法。对水指数未特别关注;在实施例中,NCO-指数在85-106之间,而水指数在93-120之间变化。 
用低和高量水以低异氰酸酯指数制备柔性聚氨酯泡沫的方法已分别描述于EP 309217和EP 309218。 
令人惊讶的是,聚氨酯泡沫可进一步改善,特别是在100%水饱和时的泡沫稳定性和水缓冲容量方面,并且在低密度下具有高的压缩载荷挠度(compression load deflection)。 
我们也意外地发现制备这类新聚氨酯泡沫的新方法。 
因此,本发明涉及具有25-70kg/m3的密度、5-15kPa的在40%的压缩载荷挠度(CLD)、最多25%的在水饱和时的体积增加和40-60%的水缓冲容量的柔性聚氨酯泡沫。 
本发明进一步涉及制备这种柔性聚氨酯泡沫的方法,所述方法包括以20-70的异氰酸酯指数和200-400的水指数,任选在聚氨酯领域使用的助剂和添加剂存在下,使以下物质反应: 
-多异氰酸酯预聚物,所述预聚物具有20-30%重量的NCO-值,并通过使多异氰酸酯和多元醇反应制备,所述多异氰酸酯包含30-80%重量的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和20-70%重量的该二异氰酸酯的同系物,该同系物具有为3或更大的异氰酸酯官能度,两者的量均基于多异氰酸酯的量计算,多元醇具有62-1000的平均分子量和2-4的平均标称羟基官能度; 
-聚氧乙烯聚氧丙烯多元醇或这类多元醇的混合物,所述多元醇或混合物具有2-4的平均标称羟基官能度、2000-8000的平均分子量和分别基于该多元醇或混合物的重量计算为25-50%重量的平均氧乙烯含量; 
-水;和 
-任选的具有60-1999的平均分子量的异氰酸酯-反应性增链剂和/或交联剂。 
优选泡沫具有26-60kg/m3的密度和5-12kPa的在40%的压缩载荷挠度(CLD)。更优选泡沫另外具有最多15%的在水饱和时的体积增加。 
本发明更进一步涉及包含本发明的柔性聚氨酯泡沫的植物生长介质。 
最后,本发明涉及本发明的柔性聚氨酯泡沫用作植物生长介质和用于绿色墙壁(green wall)和/或绿色屋顶(green roof)的用途。 
用具有相对较高氧乙烯含量的多元醇以低异氰酸酯指数制备聚氨酯泡沫的方法已公开于DE 3710731、US 4833176、US 4365025、US 4910231、US 5459170、US 5521226、US 6417241、US 7022746和WO 2007/110286。 
然而,本发明的泡沫和方法尚未公开。该泡沫很适合用作植物生长介质,因为它们具有良好的湿润、芯吸、保水和水释放性质,同时在干燥和湿环境保持良好的物理性质,如压缩硬度和抗压缩变形性。 
本发明的泡沫也在至少一种以上性质方面优于在过去作为植物生长支撑材料提出的其它材料,如珍珠岩、砾石、石纤维、木纤维、椰纤维、泥炭和聚苯乙烯泡沫珠。 
优选的方法为本发明的方法,其中在制备预聚物中使用的聚醚多元醇,包含基于所述多元醇重量计算至少50%重量的量的氧乙烯基团,该多元醇具有250-800的平均分子量。最优选该聚醚多元醇为具有250-800平均分子量的聚氧乙烯三醇。 
在本申请语境下,以下术语具有以下含义: 
1)异氰酸酯指数或NCO指数或指数: 
NCO-基团与配方中存在的异氰酸酯-反应性氢原子之比,作为百分数给出: 
换句话讲,NCO-指数表示配方中实际使用的异氰酸酯相对于理论上所需的异氰酸酯的量的百分数,该理论量为用于与配方中使用的异氰酸酯-反应性氢的量反应理论上所需的量。 
应观察到,本文所用的异氰酸酯指数是从实际发泡过程方面考虑,涉及在该反应步骤中使用的异氰酸酯成分和异氰酸酯-反应性成分。只 考虑在实际发泡阶段中存在的游离异氰酸酯基团和游离的异氰酸酯-反应性氢(包括水的氢)。 
水指数为比率100Y/X(%),其中Y为配方中实际使用的水以克计的量,X为在相同配方中要得到100的异氰酸酯指数理论上需要的水以克计的总量。 
2)在本文中为计算异氰酸酯指数使用的表达“异氰酸酯-反应性氢原子”是指在为多元醇、多元胺和/或水的形式的反应性组分中存在的羟基和胺氢原子的总计。这意味着,为了计算实际发泡过程的异氰酸酯指数,认为一个羟基包含一个反应性氢,认为一个水分子包含两个活性氢。 
3)本文所用表达“聚氨酯泡沫”一般指通过用发泡剂使多异氰酸酯与含有异氰酸酯-反应性氢的化合物反应得到的多孔产物,特别包括用水作为反应性发泡剂得到的多孔产物(涉及水与异氰酸酯基团的反应,其得到脲键和二氧化碳,并产生聚脲-聚氨酯泡沫)。 
4)本文所用术语“标称羟基官能度”或“标称官能度”或“羟基官能度”表示多元醇组分的官能度(每分子的羟基数),假定这是它们制备中使用的引发剂的官能度(每分子的活性氢原子数),虽然在实际中由于一些末端不饱和而通常略小。术语“当量”指分子中每异氰酸酯反应性氢原子的分子量。 
5)词语“平均”指“数平均”。 
6)词语“一步”指使成分反应制备泡沫的一种方式,其中使具有大于1000的平均分子量的所有多元醇与多异氰酸酯在水存在下反应。 
7)密度:根据ISO 845测定的密度。 
8)硬度CLD:在40%的压缩载荷挠度,根据ISO 3386/1测量,其条件为在第一循环期间测量硬度。 
9)泡沫稳定性ΔV为在100%水饱和时的体积增加,用%表示: 
&Delta;V = V 1 - V 2 V 2 &times; 100 % ,
其中V2为没有水吸入的泡沫的体积,V1为最大水吸收下的泡沫的体积,二者均在23℃和50%相对湿度下。为了测定V1,将泡沫在环境压力和23℃浸入水中24小时。 
10)水缓冲容量(WBC,%)为Φ032,其中 
&Phi; 0 = V u V f &times; 100 ( % ) , 和 
&Phi; 32 = V r V f &times; 100 ( % ) , 其中 
Vf为泡沫样品的体积(ml),Vu为浸入水中24小时时此泡沫样品的水吸入(ml),Vr为含有该水的此泡沫样品经过-32cm H2O柱压力24小时后保留的水的体积(ml)。 
Vf、Vu和Vr如下测定:切割泡沫样品,得到尺寸100x120x75mm(长度x宽度x高度)。因此,样品的Vf为900ml。泡沫样品的干燥重量在105℃测定。然后,以1cm样品在高度方向伸出水表面上的方式,将泡沫样品在大气压和23℃在水浴中浸6小时。 
然后,将样品在大气压和23℃完全浸入18小时。随后,将样品在相同压力和温度置于具有0.5-1cm筛孔的筛上,并允许其释放水30分钟。最后,再次测定泡沫样品(含有剩余水)的重量,并计算Vu,假定H2O的密度为1kg/dm3。 
然后,将样品(具有水)在23℃在封闭环境中放置24小时,并在样品的底部表面上施加低于大气压的压力。压力为从样品中部的-32cmH2O。 
最后,再次测定样品的重量,并计算样品中保留的水的体积Vr(假定水密度1kg/dm3)。 
可用于在样品的底表面上产生低于大气压的环境的装置为购自Dutch firm Eijkelkamp(www.eijkelkamp.com)并用于pF-测定的所谓Sandbox。 
泡沫的WBC应为40-60%,Φ0优选为60-80,最优选65-75%。 
用于制备多异氰酸酯预聚物的多异氰酸酯在本领域已知。它们广泛被称为聚合或粗MDI,和聚合或粗MDI与MDI的混合物。 
聚合或粗MDI包含具有为3或更大的异氰酸酯官能度的MDI和同系物,并且在本领域熟知。它们通过苯胺和甲醛的酸缩合得到的多元胺混合物的光气化制备。 
多元胺混合物和多异氰酸酯混合物两者的制造均为熟知的。在强酸(如,盐酸)存在下,苯胺与甲醛缩合得到含有二氨基二苯基甲烷与较高官能度的多亚甲基多亚苯基多元胺的反应产物,精确组成以已知方式尤其取决于苯胺/甲醛比。多异氰酸酯通过多元胺混合物光气化制备,各种比例的二胺、三胺和高级多元胺产生相应比例的二异氰酸酯、三异氰酸酯和高级多异氰酸酯。在这类粗或聚合MDI组合物中二异氰酸酯、三异氰酸酯和高级多异氰酸酯的相对比例决定组合物的平均官能度,平均官能度为每分子的异氰酸酯基团平均数。通过改变原料比例,多异氰酸酯组合物的平均官能度可从几乎不超过2改变至3或甚至更高。然而,实际上,平均异氰酸酯官能度优选为2.3-2.8。这些聚合或粗MDI的NCO值为至少30%重量。聚合或粗MDI含有二苯基甲烷二异氰酸酯,其余部分为官能度大于2的多亚甲基多亚苯基多异氰酸酯。如果需要,该聚合或粗MDI可与MDI混合,其条件为多异氰酸酯具有所需量的二异氰酸酯和具有3或更大的异氰酸酯官能度的同系物。例如,这类多异氰酸酯可通过混合适当的相对量的SUPRASECR MI 20和SUPRASECR 2185而制备,其中SUPRASECR MI 20(可购自Huntsman),含有约80重量份4,4′-MDI和约20重量份2,4′-MDI及小于2重量份2,2′-MDI;SUPRASECR 2185(购自Huntsman)为一种聚合MDI,具有30.7%重量的NCO值,包含约38%重量的二异氰酸酯,其余部分为具有3或更大的异氰酸酯官能度的同系物;约6%重量的二异氰酸酯为2,4′-MDI,小于1%重量的二异氰酸酯为2,2′-MDI。也可使用Suprasec 2185和Suprasec MPR(4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯,也购自Huntsman)的混合物。 
多异氰酸酯包含30-80%重量优选50-70%重量的MDI和20-70%重量优选30-50%重量的MDI同系物,这些同系物具有3或更大的异氰酸酯官能度,其中两个量均基于多异氰酸酯的量计算。 
具有62-1000的平均分子量和2-4的平均标称羟基官能度的多元醇,其可用于制备多异氰酸酯预聚物,该多元醇包括乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、丁二醇、甘油、三乙醇胺、三羟甲基丙烷、1,2,6-己三醇、季戊四醇、聚氧乙烯多元醇、聚氧丙烯多元醇、聚氧乙烯聚氧丙烯多元醇及其混合物。 
优选为在多官能引发剂(必要时)存在下通过氧化乙烯和任选的氧化丙烯聚合得到的多元醇。适合的引发剂化合物包含多个活性氢原子,并包括水、丁二醇、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、环己烷二甲醇、甘油、三羟甲基丙烷、1,2,6-己三醇和季戊四醇。可使用引发剂和/或环状氧化物的混合物。聚氧乙烯-聚氧丙烯多元醇通过氧化乙烯和氧化丙烯同时或依次加到引发剂而得到,如现有技术中充分描述的。可使用无规共聚物、嵌段共聚物及其组合。优选的多元醇为在聚合物链末端具有至少部分且优选所有氧乙烯基团(封端或附于末端(tipped))的那些。也可使用所述多元醇的混合物。最优选为具有2-4最优选3的平均标称羟基官能度、250-800的平均分子量和基于多元醇重量计算至少50%重量的氧乙烯含量的聚氧乙烯多元醇和聚氧乙烯聚氧丙烯多元醇。这些多元醇可以商业购得。实例为Polyol 3380,购自Perstorp。 
通过将相对量的多异氰酸酯和多元醇组合和混合——所述相对量使得可得到具有20-30%重量的NCO-值的预聚物,并使它们反应,可用已知方式制备多异氰酸酯预聚物。如果需要,可使用促进氨基甲酸酯基团生成的催化剂。 
可用于制备本发明的柔性泡沫并要与多异氰酸酯预聚物反应的多元醇,包括在多官能引发剂(必要时)存在下通过氧化乙烯和氧化丙烯聚合得到的产物。适合的引发剂化合物包含多个活性氢原子,并包括 水、丁二醇、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、环己烷二甲醇、甘油、三羟甲基丙烷、1,2,6-己三醇和季戊四醇。也可使用引发剂的混合物。聚氧乙烯-聚氧丙烯多元醇通过将氧化乙烯和氧化丙烯同时或依次加到引发剂而得到,如现有技术中充分描述的。可使用具有指示量的氧乙烯基团的无规共聚物、嵌段共聚物及其组合。 
也可使用多元醇的混合物。在使用多元醇的混合物时,混合物应具有2-4的平均标称羟基官能度、2000-8000的平均分子量和基于多元醇混合物的重量计算25-50%重量的平均氧乙烯含量。组成混合物的多元醇也具有2-4的标称羟基官能度和2000-8000的分子量。组成混合物的单独多元醇可具有基于相关多元醇的重量计算20-90%重量的氧乙烯含量,其条件为混合物具有基于此混合物的重量计算25-50%重量的平均氧乙烯含量。 
这些多元醇已知,并且可以商业购得。实例为DaltocerR F489和DatocelR F442。这种混合物的一个实例为4∶1重量比的DaltocelR F489多元醇和DaltocelR F442多元醇的混合物。两种多元醇均具有为3的标称羟基官能度和2000-8000的平均分子量。基于多元醇的重量计算,它们的氧乙烯含量分别为约27和76%重量。Daltocel F489和F442两者均得自Huntsman。Daltocel是Huntsman Corporation或其分支机构的商标,已在一个或多个但非所有国家注册。 
水的用量为使得异氰酸酯指数为20-70并且水指数为200-400。 
另外,可使用促进氨基甲酸酯基团生成的催化剂。优选以0.1至2%重量的量使用(基于所有异氰酸酯-反应性成分)。这类催化剂一般在本领域已知。实例为胺催化剂,如三亚乙基二胺、N,N-二甲基乙醇胺、双(N,N-二甲基氨基乙基)醚、2-(2-二甲基氨基乙氧基)乙醇、N,N,N′-三甲基-N′-羟基乙基双氨基乙基醚、N-(3-二甲基氨基丙基)-N,N-二异丙醇胺、N,N′-二乙基哌嗪和1-(双(3-二甲基-氨基丙基)氨基-2-丙醇和 有机金属化合物(如辛酸亚锡和二月桂酸二丁基锡)。也可使用催化剂的混合物。 
可任选在聚氨酯领域使用的添加剂和助剂存在下制备泡沫,这类添加剂和助剂例如阻燃剂、表面活性剂、其它发泡剂、防烟剂、着色剂、炭黑、抗微生物剂、抗氧化剂、脱模剂、填料和肥料。 
通过组合和混合所有成分并允许反应发生而制备泡沫。可根据自由起发法、模制法、块料(slabstock)法、层压法或喷雾法制备泡沫。 
与方法的类型无关,以这样一种方式制备泡沫:泡沫的起发不受限制,或者以泡沫密度比该泡沫自由起发密度高最多20%且优选最多10%程度的有限方式限制。“自由起发”泡沫是已通过使用来制备泡沫的成分反应并通过使反应和发泡的材料在垂直方向自由膨胀而制备的泡沫。在利用“受限制自由起发”时,为了制备具有更为长方形形状的泡沫和为了避免形成不平的上表面而使用手段。这减少泡沫废物的量。存在数种方式以得到这种更为长方形的形状。在本领域已知的实例是使用所谓的浮盖(floating lid)、Draka/Petzetakis法、Maxfoam法、Panibloc法、Quadrofoam法和Vertifoam法。在利用“受限制自由起发”时,在本申请语境下应了解,采用的限制的性质为,密度增加应尽可能有限和如上所示。所有密度根据IS0845测量。 
可将这些成分独立给料至发泡机的混合头。优选在与多异氰酸酯混合前,将异氰酸酯反应性成分预混合,任选与聚氨酯领域使用的添加剂和助剂一起预混合。 
所得泡沫具有25-70kg/m3的密度,优选26-60kg/m3。泡沫具有的空气流动和孔开放性的水平使它们适合用作植物生长介质,特别是用于生长蔬菜和花卉,和用于绿色墙壁和/或绿色屋顶和涉及用于植物的水经济管理的其它应用。 
本发明用以下实施例说明。 
实施例1-5 
通过使以下配方在自由起发条件下反应而制备柔性泡沫。为了测定密度、硬度(CLD)、泡沫稳定性ΔV、WBC和Φ0,使泡沫经受物理试验。 
配方和物理性质如下。量为重量份(pbw)。实施例1为比较性实施例。 
  实施例   1   2   3   4   5
  多异氰酸酯1   35.1   -   -   -   -
  多异氰酸酯2   -   36.2   38.2   -   -
  多异氰酸酯3   -   -   -   36.6   36.5
  多元醇1   58   11.6   11.1   11.6   11.5
  多元醇2   -   46.4   44.6   46.2   46.1
  多元醇3   1.8   -   -   -   -
  催化剂1   -   0.6   0.6   0.6   0.6
  催化剂2   0.5   0.05   0.05   0.05   0.05
  催化剂3   0.5   -   -   -   -
  表面活性剂1   -   0.25   0.25   0.25   0.25
  表面活性剂2   0.3   -   -   -   -
  水   3.8   4.9   5.2   4.7   5.0
  异氰酸酯指数   54   40   40   40   38
  水   200   280   280   280   300
  密度,kg/m3   26   35   30   37   36
  CLD-40%,kPa   2.2   10.7   11.3   7.0   7.0
  ΔV,%   65   15   11   19   22
  WBC,%   60   48   55   48   53
  Φ0,%   91   73   75   69   73
多异氰酸酯1为47.6pbw的Suprasec 2020、10.4pbw的Suprasec2185和47.6pbw的Suprasec MPR的混合物,所有这些多异氰酸酯均可购自Huntsman。多异氰酸酯2为通过使93pbw的Suprasec 2185和7pbw的Jeffox WL-440(聚氧乙烯三醇,购自Huntsman,OH值为344mg KOH/g)反应得到的预聚物,并且具有约26.7%重量的NCO值。 
多异氰酸酯3为通过使54pbw的Suprasec 2185和36pbw的Suprasec MPR和10pbw的Polyol 3380(聚氧乙烯三醇,购自Perstorp,OH值为382mg KOH/g)反应得到的预聚物,并且具有约25.9%重量的NCO值。 
多元醇1:Daltocel F442,聚醚多元醇,购自Huntsman,标称官能度为3,OH值为约42mg KOH/g,包含氧乙烯基团和氧丙烯基团,氧乙烯基团的量为约76%重量(基于多元醇)。 
多元醇2:Daltocel 489,聚醚多元醇,购自Huntsman,标称官能度为3,OH值为约28mg KOH/g,包含氧乙烯基团和氧丙烯基团,氧乙烯基团的量为约27.5%重量(基于多元醇)。 
多元醇3:Jeffox WL 660,聚氧乙烯单醇,OH值为约31mg KOH/g。 
催化剂1:Jeffcat DPA,购自Huntsman。 
催化剂2:Jeffcat ZF-10,购自Huntsman。 
催化剂3:Jeffcat Z130,购自Huntsman。 
表面活性剂1:Tegostab B8724LF,购自Evonik。 
表面活性剂2:Dabco DC2525,购自Air Products。 
Suprasec、Daltocel、Jeffcat和Jeffox是Huntsman Corporation或其分支机构的商标,已在一个或多个但非所有国家注册。 
其它比较性实施例 
1)用Suprasec 2591多异氰酸酯代替多异氰酸酯2,以相同异氰酸酯指数和水指数重复实施例2。得到的泡沫只具有1.8的CLD-40%。Suprasec 2591是由具有约6000的分子量的多元醇制成的预聚物,并用于US 2005/0131095的实施例7的比较性实验1。 
2)用Suprasec 1002多异氰酸酯代替多异氰酸酯2,以相同异氰酸酯指数和水指数重复实施例2。泡沫塌缩。Suprasec 1002类似于WO 96/16099实施例1的实验5中使用的预聚物。 
3)重复实施例4(以上),其中异氰酸酯指数和水指数两者均为100。泡沫显示较差的芯吸性质,水缓冲容量仅为26%。通过如下测试芯吸性能:在用水填充至距底部2.5cm的75ml玻璃瓶中,使泡沫样品(lx wx h=2x 2x 7.5cm)悬浮于水上并监测沉到底部的时间。该比较性样品根本不沉,而实施例4的泡沫在20秒内沉底。 
4)重复WO 96/16099的实施例1实验5。泡沫完全封闭,并且无用。用70pbw的水重复该实验,得到的泡沫具有86kg/m3(干燥)的密度和106%的在饱和时的体积增加(水指数为约4000)。 

Claims (9)

1.一种柔性聚氨酯泡沫,其具有:25-70kg/m3的密度,其中密度根据ISO 845测量;5-15kPa的在40%的压缩载荷挠度CLD,其中在40%的压缩载荷挠度CLD根据ISO 3386/1测量,条件为硬度在第一循环期间测量;最多25%的在水饱和时的体积增加                                                %,其中V2为没有水吸入的泡沫的体积,V1为最大水吸收下的泡沫的体积,二者均在23℃和50%相对湿度下;和40-60%的水缓冲容量 %,其中Vf为尺寸100×120×75mm的泡沫样品的体积ml,Vu为浸入水中24小时时此泡沫样品的水吸入ml,Vr为含有该水的此泡沫样品经过-32cm H2O柱压力24小时后保留的水的体积ml。
2.权利要求1的泡沫,其中密度为 26-60kg/m3,CLD为5-12kPa,体积增加为最多15%。
3.制备权利要求1或2的柔性聚氨酯泡沫的方法,所述方法包括以20-70的异氰酸酯指数和200-400的水指数,任选在聚氨酯领域使用的助剂和添加剂存在下,使以下物质反应:
- 多异氰酸酯预聚物,所述预聚物具有20-30%重量的NCO-值,并通过使多异氰酸酯和多元醇反应制备,所述多异氰酸酯包含30-80%重量的二苯基甲烷二异氰酸酯和20-70%重量的该二异氰酸酯的同系物,该同系物具有为3或更大的异氰酸酯官能度,两者的量均基于多异氰酸酯的量计算,多元醇具有62-1000的平均分子量和2-4的平均标称羟基官能度;
- 聚氧乙烯聚氧丙烯多元醇或这类多元醇的混合物,所述多元醇或混合物具有2-4的平均标称羟基官能度、2000-8000的平均分子量和分别基于该多元醇或混合物的重量计算为25-50%重量的平均氧乙烯含量;
- 水;和
- 任选的具有60-1999的平均分子量的异氰酸酯-反应性增链剂和/或交联剂。
4.制备权利要求3的泡沫的方法,其中在预聚物制备中使用的多元醇包含基于该多元醇的重量计算至少50%重量的量的氧乙烯基团,且其中该多元醇具有250-800的平均分子量。
5.制备权利要求3或4的泡沫的方法,其中泡沫根据自由起发法或受限制自由起发法制备。
6.包含权利要求1或2的泡沫的植物生长介质、绿色墙壁或绿色屋顶。
7.包含根据权利要求3至5任一项制备的泡沫的植物生长介质、绿色墙壁或绿色屋顶。
8.权利要求1或2的泡沫用作植物生长介质、用于绿色屋顶或用于绿色墙壁的用途。
9.根据权利要求3至5任一项制备的泡沫用作植物生长介质、用于绿色屋顶或用于绿色墙壁的用途。
CN201080045692.1A 2009-10-07 2010-09-14 制备柔性聚氨酯泡沫的方法 Active CN102695737B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP09172422.9 2009-10-07
EP09172422 2009-10-07
PCT/EP2010/063467 WO2011042284A2 (en) 2009-10-07 2010-09-14 Process for making a flexible polyurethane foam

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102695737A CN102695737A (zh) 2012-09-26
CN102695737B true CN102695737B (zh) 2014-10-01

Family

ID=41650267

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201080045692.1A Active CN102695737B (zh) 2009-10-07 2010-09-14 制备柔性聚氨酯泡沫的方法

Country Status (18)

Country Link
US (1) US8809410B2 (zh)
EP (1) EP2344560B1 (zh)
JP (1) JP5588011B2 (zh)
KR (1) KR101746885B1 (zh)
CN (1) CN102695737B (zh)
AU (1) AU2010305647B2 (zh)
BR (1) BR112012006850B1 (zh)
CA (1) CA2771268C (zh)
DE (1) DE10751971T8 (zh)
DK (1) DK2344560T3 (zh)
ES (1) ES2366628T3 (zh)
IN (1) IN2012DN01470A (zh)
MX (1) MX2012003891A (zh)
NZ (1) NZ598608A (zh)
PL (1) PL2344560T3 (zh)
RU (1) RU2507215C2 (zh)
SG (1) SG178418A1 (zh)
WO (1) WO2011042284A2 (zh)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2012217916B2 (en) * 2011-02-14 2016-01-21 Dow Brasil Sudeste Industrial Ltda. Low density polyurethane foams
JP2014532397A (ja) * 2011-10-28 2014-12-08 ハンツマン・インターナショナル・エルエルシー ポリウレタンフォームの製造方法
CA2874970A1 (en) * 2012-06-01 2013-12-05 Henri J.M. Grunbauer A composition in the form of a dispersion comprising a lignin, a method for the manufacturing thereof and use thereof
CN103087288B (zh) * 2013-02-28 2015-02-04 天津博信汽车零部件有限公司 一种低voc高回弹聚氨酯泡沫及其制备方法
EP2818040A1 (en) * 2013-06-24 2014-12-31 Huntsman International Llc Polyurethane foam for use as soil improver
CN103650963A (zh) * 2013-12-02 2014-03-26 浙江斯泰信息科技有限公司 一种抗老化供植物生长的营养基板
JP2016060896A (ja) * 2014-09-22 2016-04-25 東ソー株式会社 高耐久軟質ポリウレタンフォーム成型用組成物
US10662277B2 (en) 2014-07-28 2020-05-26 Tosoh Corporation Polyisocyanate composition for producing flexible polyurethane foam, and flexible polyurethane foam production method using same
JP6536001B2 (ja) * 2014-09-22 2019-07-03 東ソー株式会社 軟質ポリウレタンフォーム成型用組成物
WO2017173396A1 (en) * 2016-03-31 2017-10-05 The Regents Of The University Of California Composite foam
US20200229360A1 (en) * 2017-09-29 2020-07-23 Dow Global Technologies Llc Horticultural growth medium and method for preparing the growth medium
BR112021004862A2 (pt) * 2018-09-28 2021-06-22 Dow Global Technologies Llc espuma hidrofílica de poliuretano, método para produzir uma espuma hidrofílica de poliuretano, sistema de contenção de água, e, quase pré-polímero
CN109362405B (zh) * 2018-11-16 2023-08-29 河南省海绵城市建设有限公司 聚氨酯绿岛垂直绿化系统
CN109836551B (zh) * 2019-01-28 2021-12-10 上海鸿得聚氨酯有限公司 一种聚氨酯运动防护泡沫衬垫组合物及其制备方法
US20220159916A1 (en) 2019-03-15 2022-05-26 Dow Global Technologies Llc Modular water retaining tiles and green blue roof structures containing an assembly of such tiles
JP2023512031A (ja) 2020-01-31 2023-03-23 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー コーティングされたポリウレタン発泡体
CN111285992A (zh) * 2020-03-17 2020-06-16 浙江工业大学 一种采用竹材液化树脂制备发泡栽培基质材料的方法
AU2021252852A1 (en) 2020-04-09 2022-11-03 Dow Global Technologies Llc Coated sponges
WO2023167831A1 (en) 2022-03-03 2023-09-07 Dow Global Technologies Llc Coated polyurethane foams
CN115024189A (zh) * 2022-05-07 2022-09-09 大连地拓环境科技有限公司 一种多功能立体绿化海绵基质及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4833176A (en) * 1987-06-26 1989-05-23 Bayer Aktiengesellschaft Process for the preparation of cold setting flexible polyurethane molded foams
CN1164243A (zh) * 1994-11-22 1997-11-05 帝国化学工业公司 制造软泡沫塑料的方法
CN1312831A (zh) * 1998-08-07 2001-09-12 亨茨曼Ici化学品有限公司 制备软质聚氨酯泡沫塑料的方法
CN1396935A (zh) * 2000-02-14 2003-02-12 亨茨曼国际有限公司 制备柔性聚氨酯泡沫体的方法
CN1671762A (zh) * 2002-08-02 2005-09-21 亨茨曼国际有限公司 多元醇
CN101410430A (zh) * 2006-03-24 2009-04-15 亨茨曼国际有限公司 聚氨酯泡沫体制造方法

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE795476A (fr) * 1972-02-17 1973-08-16 Bayer Ag Procede de preparation de mousses hydrophiles utilisables comme substraits pour la croissance de vegetaux
US3889417A (en) 1972-08-10 1975-06-17 Grace W R & Co Method for preparing horticultural foam structures
US3798836A (en) 1972-12-04 1974-03-26 Dow Chemical Co A hydroponic bed for growing plants
DE2304892A1 (de) 1973-02-01 1974-08-08 Bayer Ag Verfahren zur herstellung von polyurethanschaumstoffen
US4365025A (en) 1981-12-08 1982-12-21 W. R. Grace & Co. Flexible polyurethane foams from polymethylene polyphenyl isocyanate containing prepolymers
DE3710731A1 (de) 1987-03-31 1989-04-27 Stankiewicz Alois Dr Gmbh Polyurethanweichschaumstoff mit schallisolierenden und entdroehnenden eigenschaften
NZ226008A (en) 1987-09-21 1990-11-27 Ici Plc Process for manufacture of polyurethane foams using methylene diphenyl isocyanates and optionally water as blowing agent
NZ226009A (en) 1987-09-21 1990-11-27 Ici Plc Process for manufacture of polyurethane foams using methylene diphenyl isocyanates with water as blowing agent
GB8824544D0 (en) * 1988-10-20 1988-11-23 Shell Int Research Method of growing plants & growth substrate for use in method
US5155931A (en) 1988-10-20 1992-10-20 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method of growing plants and growth substrate for use in the method
US5114989A (en) * 1990-11-13 1992-05-19 The Dow Chemical Company Isocyanate-terminated prepolymer and polyurethane foam prepared therefrom
GB9126740D0 (en) 1991-12-17 1992-02-12 Ici Plc Polyol compositions
US5621016A (en) * 1992-04-16 1997-04-15 Imperial Chemical Industries Plc Polyisocyanate compositions and low density flexible polyurethane foams produced therewith
US5459170A (en) 1993-04-13 1995-10-17 Imperial Chemical Industries Plc Polyurethane foams
TW290564B (zh) * 1994-06-16 1996-11-11 Ici Plc
US5436277A (en) * 1994-07-28 1995-07-25 Basf Corporation Polyisocyanate compositions for the preparation of flexible polyurethane foams
US5591779A (en) * 1994-11-22 1997-01-07 Imperial Chemical Industries Plc Process for making flexible foams
US5510053A (en) * 1994-12-29 1996-04-23 Basf Corporation Water-blown polyurethane sealing devices and compositions for producing same
BR9611566A (pt) * 1995-11-30 1999-05-11 Ici Plc Processo para preparação de uma espuma de poliuretano flexivel sistema de reação e composição de poliisocianato orgánico
EP0960150B1 (en) * 1997-02-11 2001-08-22 Huntsman International Llc Isocyanate compositions for low density polyurethane foam
SK170899A3 (en) * 1997-06-13 2000-06-12 Huntsman Ici Chemicals Llc The Isocyanate compositions for blown polyurethane foams
DE19823393A1 (de) * 1998-05-26 1999-12-02 Basf Ag Isocyanatgruppenhaltige Prepolymere und Verfahren zu ihrer Herstellung
US6479433B1 (en) * 2000-10-02 2002-11-12 Smithers-Oasis Company Polyurethane foam composites for grower applications and related methods
EP1234843A1 (en) * 2001-02-26 2002-08-28 Huntsman International Llc Process for preparing a flexible polyurethane foam
JP4856360B2 (ja) 2001-11-29 2012-01-18 ハンツマン・インターナショナル・エルエルシー 粘弾性ポリウレタン
JP4504809B2 (ja) * 2002-08-02 2010-07-14 ハンツマン・インターナショナル・エルエルシー 軟質フォームを製造するためのプレポリマー、ポリオール組成物および方法
US20050131095A1 (en) * 2002-08-02 2005-06-16 Jianming Yu Novel polyols
GB0300701D0 (en) * 2003-01-13 2003-02-12 Rockwool Int Method and apparatus for growing plants

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4833176A (en) * 1987-06-26 1989-05-23 Bayer Aktiengesellschaft Process for the preparation of cold setting flexible polyurethane molded foams
CN1164243A (zh) * 1994-11-22 1997-11-05 帝国化学工业公司 制造软泡沫塑料的方法
CN1312831A (zh) * 1998-08-07 2001-09-12 亨茨曼Ici化学品有限公司 制备软质聚氨酯泡沫塑料的方法
CN1396935A (zh) * 2000-02-14 2003-02-12 亨茨曼国际有限公司 制备柔性聚氨酯泡沫体的方法
CN1671762A (zh) * 2002-08-02 2005-09-21 亨茨曼国际有限公司 多元醇
CN101410430A (zh) * 2006-03-24 2009-04-15 亨茨曼国际有限公司 聚氨酯泡沫体制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
NZ598608A (en) 2013-04-26
JP5588011B2 (ja) 2014-09-10
SG178418A1 (en) 2012-03-29
US8809410B2 (en) 2014-08-19
EP2344560A1 (en) 2011-07-20
MX2012003891A (es) 2012-05-08
CA2771268C (en) 2013-10-29
DK2344560T3 (da) 2013-07-08
AU2010305647B2 (en) 2013-09-12
AU2010305647A2 (en) 2012-03-29
KR101746885B1 (ko) 2017-06-14
PL2344560T3 (pl) 2013-07-31
BR112012006850A2 (pt) 2016-06-07
RU2012118817A (ru) 2013-11-20
RU2507215C2 (ru) 2014-02-20
WO2011042284A2 (en) 2011-04-14
ES2366628T1 (es) 2011-10-24
JP2013507460A (ja) 2013-03-04
IN2012DN01470A (zh) 2015-06-05
DE10751971T8 (de) 2013-04-25
DE10751971T1 (de) 2012-12-06
US20120196946A1 (en) 2012-08-02
WO2011042284A3 (en) 2011-10-27
CA2771268A1 (en) 2011-04-14
BR112012006850B1 (pt) 2019-07-30
AU2010305647A1 (en) 2012-03-08
CN102695737A (zh) 2012-09-26
KR20120101378A (ko) 2012-09-13
ES2366628T3 (es) 2013-06-24
EP2344560B1 (en) 2013-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102695737B (zh) 制备柔性聚氨酯泡沫的方法
RU2645766C2 (ru) Пенополиуретан, используемый для улучшения почвы
EP2771377B1 (en) Process for making a polyurethane foam
CN101479309B (zh) 新型网球
US20050131095A1 (en) Novel polyols
EP1527117B1 (en) Polyols
EP2989139B1 (en) Polyurethane encapsulate

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant