CN103154068A - 制备低压缩变定和高气流二苯甲烷二异氰酸酯粘弹性聚氨酯泡沫体的方法 - Google Patents

制备低压缩变定和高气流二苯甲烷二异氰酸酯粘弹性聚氨酯泡沫体的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了包含有机多异氰酸酯和异氰酸酯反应性组分的反应体系，该反应体系用于制备粘弹性聚氨酯泡沫体。异氰酸酯反应性组分包括：(i)10至50重量%的总数均当量为200至500的一种或多种低当量环氧丙烷富集(PO-富集)多元醇，(ii)45至95重量%的总数均当量为200至800且环氧乙烷含量为EO-富集多元醇总质量30%至75重量%的一种或多种环氧乙烷(EO-富集)多元醇，以及以下的至少一种(iii)10至30重量%的数均当量为800至2,000的一种或多种高当量PO-富集多元醇或(iv)10至40重量%的包含苯乙烯-丙烯腈共聚物的一种或多种环氧丙烷共聚物多元醇。

Description

制备低压缩变定和高气流二苯甲烷二异氰酸酯粘弹性聚氨酯泡沫体的方法
技术领域
本发明的实施方式涉及聚氨酯泡沫体。更特别地，本发明的实施方式涉及具有粘弹性性质的聚氨酯泡沫体。
背景技术
聚氨酯泡沫体用于多种应用，从缓冲(如床垫、枕头和座位垫)至包装至热绝缘和用于医疗应用。聚氨酯具有下述能力，即，经过选择用来形成聚合物的原材料，可以将其剪裁以适应特定应用。
一类聚氨酯泡沫体称为粘弹性(VE)或“记忆”泡沫体。粘弹性泡沫体表现了对于外加应力的时间-延迟和速率-依赖的响应。它们具有低回弹性，当压缩时会迟缓恢复。这些性质通常与聚氨酯的玻璃态转化温度(Tg)有关。粘弹性通常当聚合物的Tg为使用温度或接近使用温度时可以呈现，所述使用温度对于很多应用而言为室温。
如同大多数聚氨酯泡沫体，VE聚氨酯泡沫体是通过多元醇组分与多异氰酸酯在发泡剂存在下的反应制备的。发泡剂通常为水或为水和另一种物质的混合物。VE制剂通常的特征在于，对多元醇组分的选择和制剂中水的量。用于这些制剂的主要的多元醇的官能度为约3个羟基基团/分子，其分子量为400-1500。这种多元醇主要为聚氨酯泡沫体的Tg的首要决定因素，但是其它因素(如水含量和异氰酸酯指数)也具有重要的作用。
通常，粘弹性聚氨酯泡沫体具有低气流性质，其在室温(22°C)和大气压(1atm)的条件下通常小于约1.0标准立方英尺每分钟(scfm)(0.47l/s)，从而当其用作舒适泡沫体(例如，被褥、座位和其它缓冲材料)时能够促进发汗。低气流也导致热量和湿气向泡沫体外的低传导，这将导致(1)增加的泡沫体(床层)温度和(2)湿润度。较高温度的结果是较高的回弹性和降低的粘弹性特征。结合的热量和湿气导致泡沫体的疲劳加速。此外，如果泡沫体气流足够低，则在制造过程中泡沫体可能会经受收缩。此外，改善粘弹性泡沫体的支承因子会受到限制，除非牺牲粘弹性性质。
高气流可以在牺牲其它物理性质如压缩变定和撕裂的情况下获得。低压缩变定对于泡沫体在储存和运输过程中从不透气包装恢复是关键的并且反映泡沫体制品如床垫和枕头的长期耐久力。
期望的是，与现在通常达到的相比，可以达到较高的气流值，而同时又保持泡沫体的粘弹性性质。此外，期望得到具有改善气流而同时保持如压缩变定等性质的泡沫体。在一些应用中，也期望得到触摸起来感觉柔软的泡沫体。
发明内容
本发明的实施方式涉及聚氨酯泡沫体。更特别地，本发明的实施方式涉及具有高气流同时保持粘弹性性质的聚氨酯泡沫体。
在一种实施方式中，提供了用于制备粘弹性聚氨酯的反应体系。反应体系包括(a)有机多异氰酸酯和(b)异氰酸酯反应性组分。异氰酸酯反应性组分包括(i)占异氰酸酯反应性组分10至50重量%的总数均当量为200至500的一种或多种低当量环氧丙烷富集(PO-富集)多元醇，(ii)占异氰酸酯反应性组分45至95重量%的总数均当量为200至800且环氧乙烷含量为EO-富集多元醇总质量30%至75重量%的一种或多种环氧乙烷(EO-富集)多元醇，以及以下的至少一种(iii)占异氰酸酯反应性组分10至30重量%的数均当量为800至2,000的一种或多种高当量PO-富集多元醇或(iv)占异氰酸酯反应性组分10至40重量%的包含苯乙烯-丙烯腈的一种或多种环氧丙烷共聚物多元醇。
在另一种实施方式中，提供了用于制备粘弹性泡沫体的方法。该方法包括形成反应组分并在足以形成粘弹性聚氨酯泡沫体的条件下混合反应组分。反应组分包括有机多异氰酸酯，异氰酸酯反应性组分，水，和催化剂组分。异氰酸酯反应性组分包括：占异氰酸酯反应性组分10至50重量%的总数均当量为200至500的一种或多种低当量环氧丙烷富集(PO-富集)多元醇，占异氰酸酯反应性组分45至95重量%的总数均当量为200至800且环氧乙烷含量为EO-富集多元醇总质量40%至65重量%的一种或多种环氧乙烷(EO-富集)多元醇，和以下的至少一种：(i)占异氰酸酯反应性组分10至30重量%的数均当量为800至2,000的一种或多种高当量PO-富集多元醇，和(ii)占异氰酸酯反应性组分10至40重量%的包含苯乙烯-丙烯腈的一种或多种环氧丙烷共聚物多元醇。
再在另一种实施方式中，提供了用于制备粘弹性泡沫体的反应体系。反应体系包括(a)有机多异氰酸酯，(b)异氰酸酯反应性组分，和(c)有机硅表面活性剂。异氰酸酯反应性组分包括((b)(i))占异氰酸酯反应性组分70%至95重量%的总数均当量为200至800且环氧乙烷含量为EO-富集多元醇总质量40%至65重量%的一种或多种环氧乙烷(EO-富集)多元醇和((b)(ii))占异氰酸酯反应性组分10%至30重量%的数均当量为800至2,000的一种或多种高当量环氧丙烷富集(PO-富集)多元醇。
具体实施方式
本发明的实施方式涉及聚氨酯泡沫体。更特别地，本发明的实施方式涉及具有高气流同时保持粘弹性性质的聚氨酯泡沫体。
如本申请使用，术语“气流”是指在125Pa(0.018psi)的压力通过1.0英寸(2.54cm)厚2英寸x2英寸(5.08cm)方形截面的泡沫体的空气的体积。单位表示为立方分米每秒(即升/秒)并转化为标准立方英尺每分钟。测量气流的代表性工业装置由瑞士苏黎世的TexTestS AG制造并确定为TexTest Fx3300。该测量遵循ASTM D3574测试G。
如本申请使用，术语“CFD25%”表示压缩力变形测量值，其中将横向方向为4x4英寸且2英寸厚(10.16x10.16x5.08cm)的泡沫体沿厚度轴向下压至25%的压缩应变，并在确定压缩力变形测量值之前保持1分钟，即，根据ASTM D3574C的过程将泡沫体压至其初始厚度的75%，且测量为磅力(Ibf)，牛顿(N)，或千帕(kPa)的单位。“CFD40%”、“CFD65%”和“CFD75%”分别类似地对应于压至初始泡沫体厚度的60%、35%和25%。
如本申请使用，术语“压缩变定90%”表示压缩变定测试，其在90%压缩变形水平并平行于泡沫体的起发方向测量。该测试在本申请用于关联垫子厚度的使用损失和泡沫体硬度的变化。压缩变定根据ASTM D3574-95，测试I的过程测定，并且测量为样品初始厚度的百分比。
如本申请使用，术语“密度”是指每单位体积泡沫体的重量。在粘弹性聚氨酯泡沫体的情况下，密度根据ASTM D357401，测试A的过程测定。有利地，粘弹性泡沫体的密度为至少约2.5，优选为至少约3，更优选为至少约4，且优选为至多约8，更优选为至多约6，最优选为至多约5.5磅/ft3(分别为40，48，64，128，96，88kg/m3)。
如本申请使用，用于泡沫体的术语“伸长率%”在本申请表示泡沫体样品在断裂之前可以达到的直线延长。泡沫体通过用于测定拉伸强度的相同方法测试，且结果根据ASTM D-3574，测试E的过程表示为泡沫体样品的初始长度的百分比。
如本申请使用，术语“官能度”特别是“多元醇官能度”是指用于制备多元醇的引发剂上可以与环氧化物分子(例如环氧乙烷或环氧丙烷)反应的活性氢的数目。这也可称为标称官能度。针对多元醇官能度的目的，任何伯/仲胺或羟基官能度将计入标称官能度值一次。
如本申请使用，术语“压痕力变形”(IFD)是对承载载荷的量度且表示为牛顿力或磅力(lbf)。如本申请使用，术语“25%IFD”是指对在15”x15”x4”x8英寸直径(50in2)盘的泡沫体样品中压出1英寸(厚度的25%)凹痕所需的力的量度。测试装置记录保持泡沫体凹痕一分钟后所需以磅计的力。如本申请使用，术语“65%IFD”是指在15”x15”x4”x8英寸直径(50英寸2)盘的泡沫体样品中压出厚度65%的凹痕所需的力。
如本申请使用，术语“VE恢复时间”或“恢复时间”如下测量：将压缩载荷头(compression load head)从VE75%位置(泡沫体压至初始泡沫体厚度的25%)释放/返回至其中将泡沫体压至初始泡沫体厚度的90%的位置。恢复时间定义为从释放/返回压缩载荷头到泡沫体以至少1牛顿的力推回载荷头的瞬间的时间。恢复时间根据ASTM D-3574M的过程测定并测得为秒。对于粘弹性泡沫体，该时间期望地为至少约2秒，优选为至少约5秒，最优选为至少约6秒，但是有利地为小于约30秒且优选为小于约20秒。这是对“形状记忆效应”的一种量度，但它不是绝对的，因为有些泡沫体可以在恢复时间方面获得低值单仍具有“形状记忆泡沫体
如本申请使用，术语“回弹性”用于表示泡沫体富于弹性的品质。其根据ASTM D3574测试H的过程测量。该球回弹测试测量当在指定条件下下降时具有已知重量的降落钢球从泡沫体表面回弹的高度，并将结果表示为初始下降高度的百分比。当根据ASTM测试测量时，固化的VE泡沫体表现出的回弹率有利地为至多约20%，优选为至多约10%。
如本申请使用，术语“支承因子”是指65%压缩力变形(CFD)除以25%压缩力变形的比率。
如本申请使用，术语“撕裂强度”用于表示撕开具有在泡沫体样品纵向切有狭缝的预缺口的泡沫体样品所需的最大平均力。测试结果根据ASTMD3574-F的过程以磅每线性英寸(lbf/in)或以牛顿每米(N/m)计确定。
如本申请使用，术语“粘弹性泡沫体”意在表示回弹率小于25%的那些泡沫体，根据ASTM D3574测试H测得。优选地，泡沫体的回弹率小于20%。在某些实施方式中，泡沫体的回弹率小于15%或甚至小于10%。
用于聚氨酯生产的异氰酸酯反应性组分通常为具有至少两个羟基的那些化合物。那些化合物在本申请称为多元醇。多元醇包括通过用环氧烷烃烷氧基化适当的起始分子(引发剂)获得的那些。具有2至4个反应性位点的引发剂分子的实例包括水，氨，或多元醇如分子量为62至399的二元醇，特别是烷烃多元醇如乙二醇，丙二醇，六亚甲基二醇，甘油，三羟甲基丙烷或三羟甲基乙烷，或包含醚基的低分子量醇例如二甘醇，三甘醇，一缩二丙二醇，二缩三丙二醇或丁二醇。这些多元醇是通过常规方法制备的常规物质。对于多元醇，当使用术语“三元醇”或“一元醇”时，起始引发剂(例如对于三元醇为甘油，对于一元醇为正丁醇)的官能度是预定的。对这种聚合的催化可以是阴离子的或阳离子的，使用催化剂如氢氧化钾(KOH)、氢氧化铯(CsOH)、三氟化硼、或双金属氰化物络合物(DMC)催化剂如六氰基钴酸锌或季磷腈
Figure BDA00003024355500051
化合物。在碱性催化剂的情况，这些碱性催化剂优选地在生产结束时通过适当的修整步骤(如凝结、硅酸镁分离、或酸中和)从多元醇中移除。
在一种实施方式中，提供了用于制备粘弹性泡沫体的反应体系。反应体系包括(a)一种或多种基于二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)的组分和(b)异氰酸酯反应性组分。在某些实施方式中，反应体系还包括(c)一种或多种发泡剂。在某些实施方式中，反应体系还包括(d)一种或多种催化剂组分。在某些实施方式中，反应体系还包括(e)一种或多种表面活性剂。在某些实施方式中，反应体系还包括另外的添加剂。
组分(a)可以包括一种或多种平均具有1.8个或更多个异氰酸酯基团/分子的有机多异氰酸酯组分。异氰酸酯官能度优选为约1.9至4，更优选为约1.9至3.5，特别为2.0至3.3。
一种或多种有机多异氰酸酯组分可以为聚合的多异氰酸酯，芳族异氰酸酯，脂环族异氰酸酯，或脂族异氰酸酯。示例性的多异氰酸酯包括间苯二异氰酸酯，甲苯-2,4-二异氰酸酯，甲苯-2,6-二异氰酸酯，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，萘-1,5-二异氰酸酯，甲氧基苯基-2,4-二异氰酸酯，二苯基甲烷-4,4'-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-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，聚亚甲基聚苯基异氰酸酯(PMDI)，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的衍生物例如缩二脲改性的“液体”MDI产品和聚合MDI。优选的多异氰酸酯是所谓的聚合MDI产品，其为聚亚甲基聚亚苯基多异氰酸酯在单体MDI中的混合物。在一种实施方式中，聚合MDI占全部异氰酸酯的70wt.%或更多。特别适宜的聚合MDI产品的自由MDI含量为5至50重量%，更优选为10至40重量%。这样的聚合MDI产品以商业名称
Figure BDA00003024355500061
和
Figure BDA00003024355500062
购自The Dow Chemical Company。
特别优选的多异氰酸酯是聚合MDI产品，其平均异氰酸酯官能度为2.3至3.3个异氰酸酯基团/分子且异氰酸酯当量为120至170，优选为125至135。适宜的可商购的该类型产品包括PAPITMPB-219，PAPITM27，VoranateTMM229，VoranateTM220，VoranateTM290，VoranateTMM595和VoranateTMM600，它们全部购自The Dow Chemical Company。
多异氰酸酯的通常使用量足以提供55至110的异氰酸酯指数。再在另一种实施方式中，该指数为60至110。再在另一种实施方式中，该指数为70至100和在进一步的实施方式中为75至90。
组分(b)可以是异氰酸酯反应性组分，该组分包括(i)占异氰酸酯反应性组分10至50重量%的一种或多种低当量环氧丙烷富集(PO-富集)多元醇，其总数均当量为200至500，(ii)占异氰酸酯反应性组分50至95重量%的一种或多种环氧乙烷(EO-富集)多元醇，其总数均当量为200至800且环氧乙烷含量等于或大于EO-富集多元醇总质量的30%但是小于EO-富集多元醇总质量的70%，和以下的任一种(iii)占异氰酸酯反应性组分10至30重量%的数均当量为800至2,000的一种或多种高当量PO-富集多元醇，或(iv)占异氰酸酯反应性组分10至40重量%的包含苯乙烯-丙烯腈共聚物的一种或多种环氧丙烷共聚物多元醇。在某些实施方式中，异氰酸酯反应性组分(b)还包含(v)占异氰酸酯反应性组分5至10重量%的总数均当量为300至800的一种或多种环氧乙烷-环氧丙烷一元醇。
在某些实施方式中，低当量PO-富集多元醇((b)(i))可以占总异氰酸酯反应性组分(b)的至少10wt.%，至少15wt.%，至少20wt.%，至少25wt.%，至少30wt.%，至少35wt.%，至少40wt.%，或至少45wt.%。在某些实施方式中，一种或多种低当量PO-富集多元醇((b)(i))可以占总异氰酸酯反应性组分(b)的至多15wt.%，至多20wt.%，至多25wt.%，至多30wt.%，至多35wt.%，至多40wt.%，至多45wt.%或至多50wt.%。在某些实施方式中，一种或多种低当量PO-富集多元醇((b)(i))可以占总异氰酸酯反应性组分(b)的10%至50重量%或约20%至40重量%。
在某些实施方式中，一种或多种低当量PO-富集多元醇((b)(i))的总数均当量为200至500。在某些实施方式中，一种或多种低当量PO-富集多元醇((b)(i))的总数均当量为200至340。在某些实施方式中，一种或多种低当量PO-富集多元醇((b)(i))的官能度为2至6。在某些实施方式中，一种或多种低当量PO-富集多元醇((b)(i))的官能度为2.2至4。在某些实施方式中，一种或多种低当量PO-富集多元醇((b)(i))的PO含量为低当量PO-富集多元醇总质量的至少70wt.%，至少75wt.%，至少80wt.%，至少85wt.%，至少90wt.%，或至少95wt.%。在某些实施方式中，一种或多种低当量PO-富集多元醇((b)(i))的PO含量为低当量PO-富集多元醇总质量的至多75wt.%，至多80wt.%，至多85wt.%，至多90wt.%，至多95wt.%或至多100wt.%。在某些实施方式中，一种或多种低当量PO-富集多元醇((b)(i))将具有一定量的伯羟基含量。在某些实施方式中，一种或多种低当量PO-富集多元醇的伯羟基含量为低当量PO-富集多元醇总羟基含量的30%或更大。
在某些实施方式中，一种或多种EO-富集多元醇((b)(ii))可以占总异氰酸酯反应性组分(b)的至少45wt.%，至少50wt.%，至少55wt.%，至少60wt.%，至少65wt.%，至少70wt.%，至少75wt.%，至少80wt.%，至少85wt.%或至少90wt.%。在某些实施方式中，一种或多种EO-富集多元醇((b)(ii))可以占至多50wt.%，至多55wt.%，至多60wt.%，至多65wt.%，至多70wt.%，至多75wt.%，至多80wt.%，至多85wt.%，至多90wt.%，或至多95wt.%。一种或多种EO-富集多元醇((b)(ii))可以占总异氰酸酯反应性组分(b)的45wt.%至95wt.重量%或65wt.%至85wt.%。
在某些实施方式中，一种或多种EO-富集多元醇((b)(ii))的总数均当量为200至800。在某些实施方式中，一种或多种EO-富集多元醇((b)(ii))的总数均当量为250至400。在某些实施方式中，一种或多种EO-富集多元醇((b)(ii))的官能度为2至6。在某些实施方式中，一种或多种EO-富集多元醇((b)(ii))的官能度为2.5至4。在某些实施方式中，一种或多种EO-富集多元醇((b)(ii))的EO含量为一种或多种EO-富集多元醇总质量的至少30wt.%，至少35wt.%，至少40wt.%，至少45wt.%，至少50wt.%，至少55wt.%，至少60wt.%，至少65wt.%，或至少70wt.%。在某些实施方式中，一种或多种EO-富集多元醇((b)(ii))的EO含量为一种或多种EO-富集多元醇总质量的至多35wt.%，至多40wt.%，至多45wt.%，至多50wt.%，至多55wt.%，至多60wt.%，至多65wt.%，至多70wt.%，或至多75wt.%。一种或多种EO-富集多元醇((b)(ii))的EO含量可以为一种或多种EO-富集多元醇总质量的大于30%但小于75%，或为一种或多种EO-富集多元醇总质量的40wt.%至65wt.%，或为一种或多种EO-富集多元醇总质量的50wt.%至60wt.%。在某些实施方式中，一种或多种EO-富集多元醇((b)(ii)的伯羟基含量小于50%。
在其中制备模塑泡沫体的某些实施方式中，一种或多种EO-富集多元醇((b)(ii))的总数均当量可以为200至800，优选为350至550。在其中制备模塑泡沫体的某些实施方式中，一种或多种EO-富集多元醇((b)(ii))的EO含量可以为一种或多种EO-富集多元醇总质量的30%至75%。
在某些实施方式中，一种或多种高当量PO-富集多元醇((b)(iii))可以占总异氰酸酯反应性组分(b)的至少10wt.%，至少15wt.%，至少20wt.%，或至少25wt.%。在某些实施方式中，一种或多种高当量PO-富集多元醇((b)(iii))可以占总异氰酸酯反应性组分(b)的至多15wt.%，至多20wt.%，至多25wt.%，或至多30wt.%。在某些实施方式中，一种或多种高当量PO-富集多元醇((b)(iii))可以占总异氰酸酯反应性组分(b)的10重量%至30重量%或约15重量%至20重量%。
在某些实施方式中，一种或多种高当量PO-富集多元醇((b)(iii))的总数均当量为800至2,000。在某些实施方式中，一种或多种高当量PO-富集多元醇((b)(iii))的总数均当量为900至1,200。在某些实施方式中，一种或多种高当量PO-富集多元醇((b)(iii))的官能度为2至6。在某些实施方式中，一种或多种高当量PO-富集多元醇((b)(iii))的官能度为2.2至4。在某些实施方式中，一种或多种高当量PO-富集多元醇((b)(iii))的PO含量为低当量PO-富集多元醇总质量的至少70wt.%，至少75wt.%，至少80wt.%，至少85wt.%，至少90wt.%，或至少95wt.%。在某些实施方式中，一种或多种低当量PO-富集多元醇((b)(iii))的PO含量为低当量PO-富集多元醇总质量的至多75wt.%，至多80wt.%，至多85wt.%，至多90wt.%，至多95wt.%或至多100wt.%。
在某些实施方式中，一种或多种环氧丙烷共聚物多元醇((b)(iv))可以占总异氰酸酯反应性组分(b)的至少10wt.%，至少15wt.%，至少20wt.%，或至少25wt.%。在某些实施方式中，一种或多种环氧丙烷共聚物多元醇((b)(iv))可以占总异氰酸酯反应性组分(b)的至多15wt.%，至多20wt.%，至多25wt.%，或至多30wt.%。在某些实施方式中，一种或多种环氧丙烷共聚物多元醇((b)(iv))可以占总异氰酸酯反应性组分(b)的10%至30重量%或约15%至20重量%。
在某些实施方式中，环氧丙烷共聚物多元醇((b)(iv))包含分散的聚合物粒子。在某些实施方式中，环氧丙烷共聚物多元醇((b)(iv))包含分散的苯乙烯/丙烯腈(SAN)粒子。在某些实施方式中，分散的聚合物粒子通过丙烯腈和苯乙烯的原位聚合获得。在某些实施方式中，一种或多种环氧丙烷共聚物多元醇((b)(iv))包含20%至50%的固体苯乙烯丙烯腈共聚物。在某些实施方式中，一种或多种环氧丙烷共聚物多元醇((b)(iv))包含30%至40%的固体苯乙烯丙烯腈共聚物。在某些实施方式中，苯乙烯丙烯腈粒子的粒度为1至2微米。在某些实施方式中，一种或多种环氧丙烷多元醇的羟值为22。
在某些实施方式中，一种或多种环氧乙烷-环氧丙烷一元醇((b)(v))可以占总异氰酸酯反应性组分(b)的至少1wt.%，至少5wt.%，至少10wt.%，或至少15wt.%。在某些实施方式中，一种或多种环氧乙烷-环氧丙烷一元醇((b)(v))可以占总异氰酸酯反应性组分(b)的至多5wt.%，至多10wt.%，至多15wt.%，或至多20wt.%。在某些实施方式中，一种或多种环氧乙烷-环氧丙烷一元醇((b)(v))可以占总异氰酸酯反应性组分(b)的1重量%至20重量%或5重量%至10重量%。
在某些实施方式中，一种或多种环氧乙烷-环氧丙烷一元醇((b)(v))的当量为300至800。在某些实施方式中，一种或多种环氧乙烷-环氧丙烷一元醇((b)(v))的当量为400至600。在某些实施方式中，一种或多种环氧乙烷-环氧丙烷一元醇((b)(v))的官能度为1至2。在某些实施方式中，一种或多种环氧乙烷-环氧丙烷一元醇((b)(v))的EO含量为共聚物总质量的30-70%。在某些实施方式中，一种或多种环氧乙烷-环氧丙烷一元醇((b)(v))的EO含量为共聚物总质量的40-60%。在某些实施方式中，一种或多种环氧乙烷-环氧丙烷一元醇((b)(iv))选自无规嵌段共聚物(RBC)和嵌段共聚物。
尽管不受理论限制，但是认为一种或多种环氧乙烷-环氧丙烷一元醇((b)(v))有助于PO-富集多元醇和EO-富集多元醇的相容性以及有助于改善开孔和气流。
在某些实施方式中，低当量PO-富集多元醇((b)(i)和高当量PO-富集多元醇((b)(iii))可以混合以形成单一PO-富集多元醇组分。在某些实施方式中，单一PO-富集多元醇组分的总数均当量为210至450，优选为240至400。在某些实施方式中，单一PO-富集多元醇的官能度为2.4至4.0。
在某些实施方式中，单一PO-富集多元醇占总异氰酸酯反应性组分(b)的至少5wt.%，至少10wt.%，至少15wt.%，至少20wt.%，至少25wt.%，至少30wt.%，至少35wt.%，至少40wt.%，或至少45wt.%。在某些实施方式中，单一PO-富集多元醇占总异氰酸酯反应性组分(b)的至多10wt.%，至多15wt.%，至多20wt.%，至多25wt.%，至多30wt.%，至多35wt.%，至多40wt.%，至多45wt.%，或至多50wt.%。在某些实施方式中，单一PO-富集多元醇可以占总异氰酸酯反应性组分(b)的5%至50重量%或约15%至35重量%。
在某些实施方式中，异氰酸酯反应性组分(b)可以进一步包括增链剂((b)(vi))。增链剂是具有两个异氰酸酯反应性基团/分子的物质。在任一情况下，当量/异氰酸酯基团可以为约30至小于100，通常为30至75。异氰酸酯反应性基团优选为脂族醇、伯胺或仲胺基团，其中脂族醇基团是特别优选的。增链剂((b)(vi))通常以小量使用，例如基于100重量份的总反应体系为至多10重量份，特别是至多2重量份。在某些实施方式中，增链剂((b)(vi))含量为异氰酸酯反应性组分(b)的0.015至5重量%。增链剂的实例包括亚烷基二醇，例如乙二醇，1,2-丙二醇或1,3-丙二醇，1,4-丁二醇，1,6-己二醇等；二醇醚如二甘醇。
在某些实施方式中，异氰酸酯反应性组分(b)包含((b)(i))占异氰酸酯反应性组分70%至95重量%的一种或多种环氧乙烷(EO-富集)多元醇，其总数均当量为200至800且环氧乙烷含量为EO-富集多元醇总质量的40%至65重量%和((b)(ii))占异氰酸酯反应性组分10%至30重量%的一种或多种高当量环氧丙烷富集(PO-富集)多元醇，其数均当量为800至2,000。
在某些实施方式中，一种或多种EO-富集多元醇((b)(i))(以上描述为((b)(ii)))可以占总异氰酸酯反应性组分(b)的至少70wt.%，至少75wt.%，至少80wt.%，至少85wt.%，或至少90wt.%。在某些实施方式中，一种或多种EO-富集多元醇((b)(ii))可以占至多75wt.%，至多80wt.%，至多85wt.%，至多90wt.%，或至多95wt.%。一种或多种EO-富集多元醇((b)(ii))可以占总异氰酸酯反应性组分(b)重量的70wt.%至95wt.%或75wt.%至85wt.%。
在某些实施方式中，一种或多种高当量PO-富集多元醇((b)(ii))(以上描述为((b)(iii)))可以占总异氰酸酯反应性组分(b)的至少10wt.%，15wt.%，20wt.%，或25wt.%。在某些实施方式中，一种或多种高当量PO-富集多元醇((b)(iii))可以占总异氰酸酯反应性组分(b)的至多15wt.%，20wt.%，25wt.%，或至多30wt.%。在某些实施方式中，一种或多种高当量PO-富集多元醇((b)(iii))可以占总异氰酸酯反应性组分(b)的10%至30重量%或约20%至25重量%。
在某些实施方式中，反应体系还包括(c)发泡剂。在某些实施方式中，发泡剂含量为反应体系总重量的1重量%至5重量%。在某些实施方式中，发泡剂含量为反应体系总重量的1重量%至2重量%。在某些实施方式中，发泡剂为水。
在某些实施方式中，反应体系还包括(d)一种或多种催化剂。催化剂通常以小量使用，例如，各催化剂的用量为总反应体系的0.0015至5重量%。该用量取决于催化剂或催化剂的混合物，对于具体设备凝胶反应和发泡反应的所需平衡，多元醇和异氰酸酯的反应性以及本领域技术人员已知的其它因素。
已知多种物质可以催化聚氨酯-形成反应，包括叔胺；叔膦，如三烷基膦和二烷基苄基膦；各种金属螯合剂，如可以由乙酰丙酮、苯甲酰丙酮、三氟乙酰丙酮、乙酰乙酸乙酯等与金属(如Be、Mg、Zn、Cd、Pd、Ti、Zr、Sn、As、Bi、Cr、Mo、Mn、Fe、Co和Ni)的螯合得到的那些；强酸的金属盐，如氯化铁、氯化锡、氯化亚锡、三氯化锑、硝酸铋和氯化铋；强碱，如碱金属及碱土金属的氢氧化物、醇盐和酚盐，各种金属醇盐和酚盐，如Ti(OR)4、Sn(OR)4和Al(OR)3，其中R是烷基或芳基，以及醇化物与羧酸、β-二酮和2-(N,N-二烷基氨基)醇的反应产物；碱土金属、Bi、Pb、Sn或Al的羧酸盐；和四价锡化合物，以及三价或五价铋、锑或砷化合物。优选的催化剂包括叔胺催化剂和有机锡催化剂。可从商业上购买到的叔胺催化剂的实例包括：三甲胺、三乙胺、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、N,N-二甲基苄胺、N,N-二甲基乙醇胺、N,N-二甲基氨基乙基，N,N,N',N'-四甲基-1,4-丁二胺、N,N-二甲基哌嗪、1,4-重氮双环-2,2,2-辛烷、二(二甲基氨基乙基)醚、三亚乙基二胺和二甲基烷基胺，其中烷基基团包含4至18个碳原子。通常使用这些叔胺催化剂的混合物。
可从商业上购买到的胺催化剂的实例包括NiaxTMA1和NiaxTMA99(二(二甲基氨基乙基)醚在丙二醇中，得自Momentive Performance Materials)、NIAXTMB9(N,N-二甲基哌嗪和N-N-二甲基十六胺在聚环氧烷烃多元醇中，得自Momentive Performance Materials)，
Figure BDA00003024355500121
8264(二(二甲基氨基乙基)醚、三亚乙基二胺和二甲基羟基乙基胺的混合物在一缩二丙二醇中，得自Air Products and Chemicals)，DABCO
Figure BDA00003024355500122
(三亚乙基二胺在一缩二丙二醇中，得自Air Products and Chemicals)，
Figure BDA00003024355500123
BL-11(在一缩二丙二醇中的70%二-二甲基氨基乙基醚溶液，得自Air Products and Chemicals，Inc)，NIAXTMA-400(专利的在水中的叔胺/羧酸盐和二(二甲基氨基乙基)醚以及专利羟基化合物，得自Momentive Performance Materials)；NIAXTMA-300(专利的在水中的叔胺/羧酸盐和三亚乙基二胺，得自Momentive PerformanceMaterials)；
Figure BDA00003024355500124
58(专利胺催化剂，得自Air Products and Chemicals)，
Figure BDA00003024355500125
5(五甲基二亚乙基三胺，得自Air Products and Chemicals)和
Figure BDA00003024355500126
8(N,N-二甲基环己胺，得自Air Products and Chemicals)。
有机锡催化剂的实例是氯化锡、氯化亚锡、辛酸亚锡、油酸亚锡、二月桂酸二甲基锡、二月桂酸二丁基锡、式SnRn(OR)4-n的其它有机锡化合物，其中R是烷基或芳基，n为0-2等。若使用的话，有机锡催化剂通常与一种或多种叔胺催化剂联合使用。可从商业上购买到的有用的有机锡催化剂包括29(辛酸亚锡，得自Evonik AG)，
Figure BDA00003024355500128
T-9和T-95催化剂(都为辛酸亚锡组合物，购自Air Products and Chemicals)。
在某些实施方式中，反应体系还包括(e)一种或多种表面活性剂以当泡沫体膨胀和固化时帮助稳定泡沫体。表面活性剂通常以小量使用，例如，每种催化剂的用量为总反应体系的约0.0015至约5重量%。该量取决于表面活性剂或表面活性剂的混合物，以及本领域技术人员已知的其它因素。
表面活性剂的实例包括非离子表面活性剂和润湿剂，如通过向丙二醇中依次加入环氧丙烷和然后环氧乙烷所制备的那些、固态或液态的有机硅、和长链醇的聚乙二醇醚。也可以使用离子表面活性剂，如叔胺或长链烷基酸硫酸酯的链烷醇胺盐、长链烷基磺酸酯的链烷醇胺盐和长链烷基芳基磺酸的链烷醇胺盐。与固态或液态的有机硅一样，通过向丙二醇中依次加入环氧丙烷和然后环氧乙烷所制备的表面活性剂是优选的。有用的有机硅表面活性剂的实例包括可从商业上购买到的聚硅氧烷/聚醚共聚物，如
Figure BDA00003024355500131
(Evonik AG的商标)B-8462、B-8404和B-8871，和购自DowCorning的DC-198和DC-5043表面活性剂，和购自Momentive PerformanceMaterials的NIAXTML-627、NIAXTML-620、和NIAXTML-618。出乎意料地，NIAXTML-620表面活性剂提供改善的气流，与其它有机硅表面活性剂相比，这能够使用一种或多种具有较高平均当量的PO-富集多元醇。
在进一步的实施方式中，为改善加工和为允许使用较高的异氰酸酯指数，可以向反应混合物中加入另外的添加剂，如描述于公开WO20008/021034中的那些，其公开内容通过参考并入本申请。这样的添加剂包括1)羧酸的碱金属盐或过渡金属盐；2)1,3,5-三烷基-六氢-s-三嗪化合物或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。当使用时，这样的添加剂的使用量通常为约0.01至1份每100份全部多元醇。另外的添加剂通常溶解于反应混合物的至少一种其它组分中。通常不优选的是，将其溶解于多异氰酸酯中。
在粘弹性泡沫体制剂中可以包括各种另外的组分。这些包括，例如，交联剂、增塑剂、填料、烟雾抑制剂、香料、增强剂、染料、着色剂、颜料、防腐剂、遮味剂、物理发泡剂、化学发泡剂、阻燃剂、内部脱模剂、生物灭杀剂、抗氧化剂、UV稳定剂、抗静电剂、触变剂、增粘剂、开孔剂(cell openers)、以及这些的组合。
可发泡组合物可以包含开孔剂或交联剂。当使用这些材料时，它们典型地以小量使用，如至多10重量份每100重量份总反应体系，特别是至多2重量份每100重量份总反应体系。交联剂是平均具有大于两个异氰酸酯反应性基团/分子的物质。在任一种情况下，当量/异氰酸酯反应性基团可以为约30至小于100，通常为30至75。异氰酸酯反应性基团优选为脂族醇、伯胺或仲胺基团，其中脂族醇基团是特别优选的。增链剂和交联剂的实例包括亚烷基二醇，如乙二醇、1,2-丙二醇或1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇等；二醇醚，如二甘醇。
一种或多种填料也可以存在于粘弹性泡沫体制剂。填料可以有助于以有利的方式改进组合物的流变学性质、降低成本和赋予泡沫体有益的物理性质。适宜的填料包括颗粒无机物质和颗粒有机物质，其在聚氨酯-形成反应的过程中所经受的温度是稳定的并且不会熔融。适宜的填料的实例包括高岭土、蒙脱石、碳酸钙、云母、硅灰石、滑石、高熔点的热塑性塑料、玻璃、粉煤灰(fly ash)、炭黑、二氧化钛、氧化铁、氧化铬、偶氮/重氮染料、酞菁、二嗪等。填料可以赋予可发泡聚氨酯组合物触变性质。蒸气沉积二氧化硅是这样的填料的实例。
反应体系中也可以包括反应性粒子以改进粘弹性泡沫体的性质。这样的反应性体系包括共聚物多元醇，如包含苯乙烯/丙烯腈共聚物(SAN)，polyharnstoff分散体(PHD)多元醇和多异氰酸酯加聚产物(PIPA)的那些，例如教导于Chemistry and Technology of Polyols for Polyurethanes，RapraTechnology Limited(2005)pp185-227。
当使用时，填料有利地占反应体系的约0.5至约30重量%，特别是约0.5至约10重量%。
尽管在可发泡聚氨酯组合物中通常不使用另外的发泡剂(除了水之外)，但是在该制剂中包括另外的物理或化学发泡剂是在本发明范围之内的。物理发泡剂可以是但不限于，液体二氧化碳(CO2)、超临界CO2以及各种烃、氟碳化合物、氢氟碳化合物、氯碳化合物(如二氯甲烷)、氯氟碳化合物和氢氯氟碳化合物。化学发泡剂是在升高温度分解或反应(除了与异氰酸酯基团反应之外)以产生二氧化碳和/或氮气的物质。
VE泡沫体可以以所谓的块料法、或通过各种模塑法制备；参考R.Herrington的“Flexible Polyurethane Foams”，ed.，1999。在块料法中，使各组分混合，将其倒入槽或其它区域中，在所述槽或其它区域中制剂反应、在至少一个方向上自由膨胀、和固化。块料法通常以工业规模连续操作。
在块料法中，将各种组分单独地或以各种子组合的方式引入到混合头中，在那里将它们混合及调配。混合之前的组分温度通常为15至35°C。调配的混合物通常在无施用热量的情况下膨胀和固化。在块料法中，起反应的混合物自由膨胀或在最小的约束下(如可以由覆盖片或膜的重量施加约束)膨胀。
也可以在模塑法中生产粘弹性泡沫体，其通过将反应混合物引入到闭式模具中来进行，在所述模具中反应混合物膨胀和固化。时常地，将模具本身预加热至高于环境条件的温度。模具的这种预加热可以产生较快的循环时间。
根据本申请描述实施方式制备的粘弹性泡沫体可用于多种包装和缓冲应用，如床垫(包括床垫上层)、枕头、包装、缓冲器垫、运动和医疗器械、头盔衬垫、驾驶员座位(pilot seats)、耳塞、以及各种隔音及防震应用。所述隔音及防震应用对于运输行业(如在汽车应用中)特别有用。
实施例
提供以下实施例说明本发明的实施方式，但不意图限制本发明的范围。除非另有说明，否则所有的份和百分比均基于重量。
用于实施例的原料的描述如下。
多元醇A是3官能的、甘油引发的、当量为336的全部环氧丙烷聚醚多元醇，羟值为167，其以商品名称3150商购自The Dow ChemicalCompany。
多元醇B是聚环氧乙烷-共聚-环氧丙烷共聚物三醇(甘油引发的)，其中在环氧烷烃进料中存在60wt.%的环氧乙烷，羟值为168，和伯羟基含量为约38%。
多元醇C是3官能的、甘油引发的聚环氧乙烷-聚环氧丙烷混合进料的多元醇(8wt.%EO)，其当量为约994，羟值为56，按商业名称
Figure BDA00003024355500152
3010多元醇购自The Dow Chemical Company。
多元醇D是聚环氧烷烃共聚物多元醇(CPP)，其包含分散的通过丙烯腈和苯乙烯的原位聚合获得的聚合物粒子，其羟值为22，可按商业名称VORALUXTMHL431商购自Dow Chemical Company。
多元醇E是6.9官能的聚环氧乙烷-聚环氧丙烷混合进料的多元醇(75wt.%EO)，其羟值为31，按商业名称4053购自The DowChemical Company。
多元醇F是3官能的、甘油引发的、封端的聚环氧乙烷-聚环氧丙烷多元醇(14%EO)，其羟值为34，按商业名称
Figure BDA00003024355500154
4701购自The DowChemical Company。
多元醇G是3官能的、甘油引发的、全部环氧丙烷聚醚多元醇，其羟值为238，按商业名称
Figure BDA00003024355500161
2070购自The Dow Chemical Company。
一元醇是聚环氧丙烷-共聚-环氧乙烷一元醇，可按商业名称UCONTM50-HB-100商购自The Dow Chemical Company。
有机硅A是用于粘弹性MDI泡沫体的有机硅表面活性剂，可作为NIAXTML-618表面活性剂(设计用于MDI泡沫体适度的表面活性剂)商购自Momentive Performance Materials。
有机硅B是用于稳定常规块料泡沫体的有机硅表面活性剂，可作为NIAXTML-620表面活性剂(设计用于常规挠性块料泡沫体的高性能烷基悬垂类型的有机硅表面活性剂)商购自Momentive Performance Materials。
胺催化剂A是二-二甲基氨基乙基醚在一缩二丙二醇中的70%的溶液，商业上作为
Figure BDA00003024355500162
BL-11催化剂购自Air Products and Chemicals，Inc。
胺催化剂B是三亚乙基二胺在一缩二丙二醇中的33%的溶液，可作为商购自Air Products and Chemicals。
锡催化剂是辛酸亚锡催化剂，也称为2-乙基己酸锡(II)，可作为
Figure BDA00003024355500164
29商购自Evonik。
聚合MDI(PMDI)是官能度为2.2的聚合MDI，作为PAPITMPB-219可商购自The Dow Chemical Company.
PMDI-2是官能度为2.3的聚合MDI，作为PAPITM94可商购自The DowChemical Company。
测试方法
除非另有指出，否则泡沫体的性质通过ASTM D3574测量。
实施例1至12和对照(C1至C6)
该研究中的样品通过使用内部装衬有干净塑料膜衬垫的38cm x38cmx24cm木盒的盒内发泡制备。使用高旋转速度的高剪切16-销(四个半径方向各自具有4个销)混合机。设计带销混合机头，使得销的末端离1-加仑圆柱形混合杯的壁1cm远。将制剂中除锡催化剂和异氰酸酯以外的组分首先在2,400rpm混合15秒。然后，添加辛酸亚锡催化剂并立即混合另外15秒(2,400rpm)。最后，将异氰酸酯添加到混合物，并立即混合另外4秒(3,000rpm)。将整个混合物倒入用塑料膜加衬的盒子中。停吹时间(blow off time)从最后的混合步骤(添加异氰酸酯的步骤)开始的瞬间测量。一旦发泡完成，使泡沫体进一步在罩盖下固化过夜。弃掉泡沫体样品外皮，表征剩余的样品的机械和化学分析。研究11种制剂，这些制剂和机械性能提供于表1。
泡沫体样品根据ASTM D3574表征。表1描述研究的制剂和针对这样的制剂观察到的机械性能。对比例标记为C#1，本申请描述的实施方式的制剂标记为#1-#12。对比例C#1表明使用全部PO多元醇(多元醇A)和共聚物多元醇(多元醇D)制备的基于MDI的泡沫体的压缩变定(39.7%)和气流性质(0.37l/s)非常差。
实施例13至16
模塑的泡沫体制品使用高压冲击A-B混合机，即Cannon A-40制备，其可商购自发泡设备制造商，Cannon。对于异氰酸酯("A")侧和多元醇("B")侧，目标混合头压力都为约1,500psi。异氰酸酯釜仅包含多异氰酸酯，多元醇釜包含所有的多元醇，表面活性剂，水和催化剂。将混合物分配进尺寸为15"x15"x4.5"的加热的铝模具中，其中初始温度设置在49℃±10℃，其中根据产量每批在5-7秒内完成。如表2所示，获得具有良好恢复性能的极软的模塑的泡沫体制品。
本发明人已经发现，粘弹性聚氨酯泡沫体的压缩变定和气流性质的显著改善可以通过在反应体系中使用显著量的EO-富集多元醇(多元醇B)实现。制剂#1示范使用共聚物多元醇和增链剂。制剂#2至4示范使用常规高当量PO-富集多元醇(多元醇C)和使用增链剂。制剂#5和6示范使用一元醇。制剂#7至11示范使用低当量PO-富集多元醇(多元醇A)，EO富集多元醇(多元醇B)，和高当量多元醇(多元醇C)而不使用共聚物多元醇、增链剂或一元醇。这些实施例证明优越的压缩变定性质，90%CS<3%且泡沫体是开孔的，大多数具有高气流>1l/s。
表1.制剂和物理性质。
Figure BDA00003024355500181
Figure BDA00003024355500191
表2.制剂和物理性质。
制剂 Ex.13 Ex.14 Ex.15 Ex.16
多元醇A 15 20 20 0
多元醇B 45 50 50 60
多元醇E 25 15 15 5
多元醇F 15 15 15 20
多元醇G 0 0 0 15
水 2.7 2.5 2.7 2.6
有机硅A 1 1 1 0.7
胺A 0.15 0.15 0.2 0.15
胺B 0.3 0.2 0.2 0.27
总计 89.15 83.85 84.10 103.72
指数 60 60 65 70
PMDI-2 39.44 39.59 44.78 35.45
克 1150 1150 1050 1400
Wt泡沫体 937 922 855 807
性质 Ex.13 Ex.14 Ex.15 Ex.16
90%压缩 8 n/a n/a n/a
50%压缩 n/a 30 2 4
拉伸强度 4.3 3.0 4.8 n/a
%伸长率 86 82 86 n/a
撕裂强度 0.35 0.36 0.48 0.60
回弹性. n/a n/a n/a n/a
气流 0.88 0.47 n/a 1.47
密度 3.7 3.6 3.5 3.2
恢复时间(秒) 2 3 3 2
CFD25% 1.9 1.7 1.9 2.0
CFD65% 3.5 3.1 3.5 3.4
CFD75% 5.9 5.3 5.8 5.6
支承因子(%) 1.80 1.86 1.83 1.76
注释 极低
尽管前述内容涉及本发明的实施方式，但是在不背离本发明基本范围的情况下可以想到本发明的其它和进一步的实施方式。

Claims (19)

1.用于制备粘弹性聚氨酯泡沫体的反应体系，包括：
(a)有机多异氰酸酯；和
(b)异氰酸酯反应性组分，包含：
(i)占异氰酸酯反应性组分10至50重量%的总数均当量为200至500的一种或多种低当量环氧丙烷富集(PO-富集)多元醇；
(ii)占异氰酸酯反应性组分45至95重量%的总数均当量为200至800且环氧乙烷含量为EO-富集多元醇总质量30%至75重量%的一种或多种环氧乙烷(EO-富集)多元醇；和以下的至少一种
(iii)占异氰酸酯反应性组分10至30重量%的数均当量为800至2,000的一种或多种高当量环氧丙烷富集(PO-富集)多元醇；和
(iv)占异氰酸酯反应性组分10至40重量%的包含苯乙烯-丙烯腈共聚物的一种或多种环氧丙烷共聚物多元醇。
2.权利要求1的反应体系，其中所述一种或多种EO-富集多元醇的环氧乙烷含量为所述EO-富集多元醇总质量的45%至60%。
3.权利要求1或2的反应体系，其中所述一种或多种EO-富集多元醇的伯羟基含量小于50%。
4.权利要求1至3任一项的反应体系，其中所述异氰酸酯反应性组分还包括：
(v)占异氰酸酯反应性组分5至10重量%的总数均当量为300至800的一种或多种环氧乙烷-环氧丙烷一元醇。
5.权利要求1至4任一项的反应体系，其中所述异氰酸酯反应性组分还包括：
(vi)增链剂。
6.权利要求1至5任一项的反应体系，还包括：
(c)水；和
(d)催化剂组分。
7.权利要求1至6任一项的反应体系，还包括：
(e)有机硅表面活性剂。
8.权利要求4至7任一项的反应体系，其中所述一种或多种环氧乙烷-环氧丙烷一元醇的官能度为1至2且总数均当量为400至600。
9.权利要求4至8任一项的反应体系，其中所述一种或多种环氧乙烷-环氧丙烷一元醇的环氧乙烷浓度为所述一元醇总质量的30-70重量%。
10.权利要求1至9任一项的反应体系，其中所述一种或多种环氧乙烷(EO-富集)多元醇包括占异氰酸酯反应性组分70%至95重量%的总数均当量为200至800且环氧乙烷含量为EO-富集多元醇总质量40%至65%的一种或多种环氧乙烷(EO-富集)多元醇。
11.制备粘弹性泡沫体的方法，包括：
形成反应组分，其包括：
有机多异氰酸酯；
异氰酸酯反应性组分，其包含：
一种或多种低当量环氧丙烷富集(PO-富集)多元醇，其总数均当量为200至500，其占所述异氰酸酯反应性组分的10至50重量%；
一种或多种环氧乙烷(EO-富集)多元醇，其总数均当量为200至800且环氧乙烷含量为EO-富集多元醇总质量的40%至65重量%，其占所述异氰酸酯反应性组分的45至95重量%；和以下的至少一种
一种或多种高当量PO-富集多元醇，其数均当量为800至2,000，其占所述异氰酸酯反应性组分的10至30重量%；和
一种或多种环氧丙烷共聚物多元醇，其包含苯乙烯-丙烯腈共聚物，其占所述异氰酸酯反应性组分的10至40重量%；
水；和
催化剂组分；和
将所述反应组分在足以形成粘弹性聚氨酯泡沫体的条件下混合。
12.权利要求11的方法，其中所述一种或多种EO-富集多元醇的环氧乙烷含量为所述EO-富集多元醇总质量的30%至75%。
13.权利要求11或12的方法，其中所述一种或多种EO-富集多元醇的伯羟基含量小于50%。
14.权利要求11至13任一项的方法，其中所述异氰酸酯反应性组分还包括：
(v)占异氰酸酯反应性组分5至10重量%的总数均当量为300至800的一种或多种环氧乙烷-环氧丙烷一元醇。
15.权利要求11至14任一项的方法，其中所述异氰酸酯反应性组分还包括：
(vi)增链剂。
16.权利要求11至15任一项的方法，还包括：
(e)有机硅表面活性剂。
17.权利要求14至16任一项的方法，其中所述一种或多种环氧乙烷-环氧丙烷一元醇的官能度为1至2且总数均当量为400至600。
18.权利要求14至17任一项的方法，其中所述一种或多种环氧乙烷-环氧丙烷一元醇的环氧乙烷浓度为所述一元醇总质量的30-70重量%。
19.权利要求14至18任一项的方法，其中所述一种或多种环氧乙烷-环氧丙烷一元醇的环氧乙烷浓度为所述一元醇总质量的40-60重量%。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105838275A (zh) * 2016-01-28 2016-08-10 宁波吉象塑胶制品有限公司 一种聚氨酯泡棉基材胶带
CN106243304A (zh) * 2015-06-11 2016-12-21 科思创聚合物（中国）有限公司 粘弹性网状聚氨酯泡沫及其制备方法
CN107787339A (zh) * 2015-06-18 2018-03-09 陶氏环球技术有限责任公司 具有水性聚合物分散剂的粘弹性聚氨酯泡沫
CN109219625A (zh) * 2016-06-02 2019-01-15 陶氏环球技术有限责任公司 具有涂层的粘弹性聚氨酯泡沫
CN110167984A (zh) * 2017-01-17 2019-08-23 陶氏环球技术有限责任公司 可用于生产粘弹性泡沫的多元醇共混物
CN115038735A (zh) * 2020-01-06 2022-09-09 陶氏环球技术有限责任公司 具有缓慢恢复时间的柔软的可洗涤的聚氨酯泡沫
CN115038735B (zh) * 2020-01-06 2024-05-31 陶氏环球技术有限责任公司 具有缓慢恢复时间的柔软的可洗涤的聚氨酯泡沫

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9029432B2 (en) 2010-09-29 2015-05-12 Dow Global Technologies Llc Process for making high airflow and low compression set viscoelastic polyurethane foam
ES2655538T3 (es) 2011-09-29 2018-02-20 Dow Global Technologies Llc Espuma viscoelástica
US20130289150A1 (en) * 2012-04-26 2013-10-31 Bayer Materialscience Ag Viscoelastic polyurethane foams
CN103289362A (zh) * 2013-05-17 2013-09-11 江苏恒康家居科技股份有限公司 一种乳胶海绵
US9708441B2 (en) * 2014-10-06 2017-07-18 Plactis Industry Development Center Low temperature shape memory thermosetting epoxy, film material and producing method thereof
CN107001573B (zh) 2014-12-17 2021-01-08 陶氏环球技术有限责任公司 具有水性聚合物分散体的聚氨酯泡沫
ES2931312T3 (es) * 2015-08-17 2022-12-28 Evonik Operations Gmbh Producción de espumas blandas de poliuretano con dureza mejorada
WO2018022368A1 (en) 2016-07-29 2018-02-01 Resinate Materials Group, Inc. Sustainable polyester polyol compositions
US10155837B2 (en) 2016-07-29 2018-12-18 Resinate Materials Group, Inc. Sustainable polyester polyol compositions
US20190112412A1 (en) * 2017-10-13 2019-04-18 Jones & Vining, Inc. Urethane foam system for molded articles
TWI664200B (zh) * 2018-03-27 2019-07-01 禎佶祥實業股份有限公司 吸油透水石墨烯海綿
JP2022501466A (ja) * 2018-09-28 2022-01-06 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー ポリウレタンおよびポリウレタンの製造方法
CN112752780B (zh) 2018-10-08 2023-03-31 陶氏环球技术有限责任公司 配制的多元醇组合物
MX2021004734A (es) * 2018-10-24 2021-06-04 Basf Se Espumas de poliuretano con contenido reducido de aminas aromaticas.
KR20210150848A (ko) 2020-06-04 2021-12-13 (주)케이티알디 TVOCs가 저감된 친환경 식물성 점탄성 매트리스 발포체 및 그 제조방법
GB2613561A (en) * 2021-12-03 2023-06-14 H K Wentworth Ltd Expandable protective coating

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0822209A2 (en) * 1996-08-01 1998-02-04 Ausimont S.p.A. Polymeric films for prosthesis
CN1602323A (zh) * 2001-04-27 2005-03-30 亨茨曼国际有限公司 用于制备粘弹性泡沫的方法
CN1849351A (zh) * 2003-09-19 2006-10-18 旭硝子株式会社 软质聚氨酯泡沫塑料及其制造方法
EP1990354A1 (en) * 2007-05-08 2008-11-12 Eigenmann & Veronelli S.p.A. Viscoelastic polyurethane foam and process for the preparation thereof
CN101472969A (zh) * 2006-06-23 2009-07-01 拜尔材料科学有限公司 具有较慢的回复和改善的抗撕性的粘弹性泡沫材料
US20100204428A1 (en) * 2005-08-04 2010-08-12 Pierino Barbieri Process and Composition for the Preparation of Transparent Polyurethanes and Polyurethanes Obtained Therefrom

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2129823B1 (zh) 1971-03-15 1974-03-01 Ugine Kuhlmann
US5418261A (en) 1993-01-25 1995-05-23 Imperial Chemical Industries Plc Polyurethane foams
US7152817B2 (en) 1999-08-18 2006-12-26 The Procter & Gamble Company Electrostatic spray device
WO2001032736A1 (en) 1999-11-02 2001-05-10 Huntsman International Llc Process for making visco-elastic foams, polyols blend and reaction system useful therefor
US6391935B1 (en) 2000-01-31 2002-05-21 Bayer Antwerp, N.V. Viscoelastic polyurethane foams
US20040068022A1 (en) * 2000-03-17 2004-04-08 Yoshihiro Katsumata Flexible polyurethane foam
AU2002352975A1 (en) 2001-11-29 2003-06-10 Huntsman International Llc Viscoelastic polyurethanes
WO2007144272A1 (de) 2006-06-14 2007-12-21 Basf Se Offenzellige viskoelastische polyurethan-weichschaumstoffe
BRPI0714255A2 (pt) 2006-08-10 2013-06-18 Dow Global Technologies Inc processo para preparar uma espuma de poliuretano viscoelÁstica e composiÇço de poliol formulado
JP5229229B2 (ja) * 2007-09-28 2013-07-03 旭硝子株式会社 軟質ポリウレタンフォームおよび熱プレス成形品の製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0822209A2 (en) * 1996-08-01 1998-02-04 Ausimont S.p.A. Polymeric films for prosthesis
CN1602323A (zh) * 2001-04-27 2005-03-30 亨茨曼国际有限公司 用于制备粘弹性泡沫的方法
CN1849351A (zh) * 2003-09-19 2006-10-18 旭硝子株式会社 软质聚氨酯泡沫塑料及其制造方法
US20100204428A1 (en) * 2005-08-04 2010-08-12 Pierino Barbieri Process and Composition for the Preparation of Transparent Polyurethanes and Polyurethanes Obtained Therefrom
CN101472969A (zh) * 2006-06-23 2009-07-01 拜尔材料科学有限公司 具有较慢的回复和改善的抗撕性的粘弹性泡沫材料
EP1990354A1 (en) * 2007-05-08 2008-11-12 Eigenmann & Veronelli S.p.A. Viscoelastic polyurethane foam and process for the preparation thereof

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106243304A (zh) * 2015-06-11 2016-12-21 科思创聚合物（中国）有限公司 粘弹性网状聚氨酯泡沫及其制备方法
CN107787339A (zh) * 2015-06-18 2018-03-09 陶氏环球技术有限责任公司 具有水性聚合物分散剂的粘弹性聚氨酯泡沫
CN105838275A (zh) * 2016-01-28 2016-08-10 宁波吉象塑胶制品有限公司 一种聚氨酯泡棉基材胶带
CN109219625A (zh) * 2016-06-02 2019-01-15 陶氏环球技术有限责任公司 具有涂层的粘弹性聚氨酯泡沫
CN109219625B (zh) * 2016-06-02 2022-07-29 陶氏环球技术有限责任公司 具有涂层的粘弹性聚氨酯泡沫
CN110167984A (zh) * 2017-01-17 2019-08-23 陶氏环球技术有限责任公司 可用于生产粘弹性泡沫的多元醇共混物
CN110167984B (zh) * 2017-01-17 2021-12-03 陶氏环球技术有限责任公司 可用于生产粘弹性泡沫的多元醇共混物
CN115038735A (zh) * 2020-01-06 2022-09-09 陶氏环球技术有限责任公司 具有缓慢恢复时间的柔软的可洗涤的聚氨酯泡沫
CN115038735B (zh) * 2020-01-06 2024-05-31 陶氏环球技术有限责任公司 具有缓慢恢复时间的柔软的可洗涤的聚氨酯泡沫

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FOAMI i, United States Patent (10) Patent No.: US 9.029, 432 B2

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