CN1249115C - 低透气性挠性聚氨酯泡沫块及其生产方法 - Google Patents

低透气性挠性聚氨酯泡沫块及其生产方法 Download PDF

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Abstract

一种生产低透气性挠性聚氨酯泡沫块的方法，该方法至少要使用多元醇、异氰酸酯化合物、催化剂、发泡剂和泡沫稳定剂，该方法的特征在于不伴随所谓健康发泡的开孔阶段，能形成透气率不超过5cc/cm2/sec、且没有显著透气率差异的开孔挠性聚氨酯泡沫块。

Description

低透气性挠性聚氨酯泡沫块及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种低透气性挠性聚氨酯泡沫块和生产低透气性挠性聚氨酯泡沫块的方法。特别是，本发明涉及透气率很低且整体泡沫块中的透气率基本没有差异的低透气性挠性聚氨酯泡沫块和生产该低透气性挠性聚氨酯泡沫块的方法。
技术背景
传统采用的生产低透气性挠性聚氨酯泡沫块的方法中，例如已知一种让泡沫块中的泡孔壁尽可能多的方法。更具体地说，该传统方法的特征是使用高反应性的多元醇和异氰酸酯化合物，使用大量具有强固化效力的催化剂，或使用具有强泡沫稳定效力的泡沫稳定剂。
另一种已知的方法是，通过限制泡沫块的泡孔尽可能小来增强泡孔的抗透气性，即使泡沫块是由开孔结构组成的，也是如此。更具体地说，该传统方法的特征是使用高粘度的多元醇，例如聚酯多元醇、以丁二烯为基础的多元醇、以异戊二烯为基础的多元醇、以二聚酸为基础的多元醇等等。
但是，如果泡沫块的透气率要求控制在不高于5cc/cm2/sec，根据这些传统方法生产的低透气性挠性聚氨酯泡沫块就会有一些问题，泡沫块中易于产生闭孔气泡，从而使得形成的泡沫块很收缩，很难稳定地生产没有这种缺陷的泡沫块，而且由于两种方法都涉及形成所述泡沫块的称为健康发泡的连通(开孔形成)步骤，得到的泡沫块通常伴有从2cc/cm2/sec到15cc/cm2/sec的透气率的差异，泡沫块的不同特定区域透气率不同，即泡沫块的上部、中部、下部或泡沫块的皮层和中心部分透气率不同。
因此，能从所生产的聚氨酯泡沫块整体实际获得的具有要求透气率的聚氨酯泡沫仅局限于原始聚氨酯泡沫块的有限部分，即所生产的整体聚氨酯泡沫块的下部或中部和下部。所以，现在需要开发一种生产低透气性挠性聚氨酯泡沫块的方法，该泡沫块整体中透气率差异不超过1cc/cm2/sec。
发明内容
本发明的目的是提供一种低透气性挠性聚氨酯泡沫块，其透气率非常低，而且即使生产的泡沫块体积很大，整体泡沫块中的透气率基本没有差异；并且提供生产该低透气性挠性聚氨酯泡沫块的方法。
为了达到上述的目的，根据权利要求1，提供了一种生产低透气性挠性聚氨酯泡沫块的方法，该方法至少要使用多元醇、异氰酸酯化合物、催化剂、发泡剂和泡沫稳定剂，该方法的特征在于能够形成透气率不超过5cc/cm2/sec的一种开孔挠性聚氨酯泡沫块，而不伴随有所谓健康发泡的连通(开孔形成)阶段。
权利要求2中所述发明的特征在于，在上述方法中，泡沫稳定剂是由聚硅氧烷-聚氧化烯共聚物形成的，其中所述共聚物中聚氧化烯链的末端具有能与异氰酸酯基团化学键连的功能基团，聚氧化烯链的数均分子量为150到1500，聚氧化烯链中氧化乙烯和氧化丙烯的重量比为70/30到0/100。
权利要求3所述发明的特征在于，在上述权利要求2的方法中，聚硅氧烷-聚氧化烯共聚物中聚氧化烯链的端基由羟基构成。
权利要求4所述发明的特征在于，在上述权利要求1-3任一项的方法中，多元醇部分是由聚醚多元醇构成的。
权利要求5所述发明的特征在于，在上述权利要求1-3任一项的方法中，多元醇部分是由聚氨酯预聚物构成的，该预聚物是通过聚醚多元醇和异氰酸酯化合物的反应合成得到的。
权利要求6中所述发明的特征在于，在上述权利要求1-5任一项的方法中，进一步应用一种流动性很好的烃类化合物作为添加剂。
权利要求7中所述的低透气性挠性聚氨酯泡沫块的特征在于，它是通过上述权利要求1-6中的任一方法形成的，它可以用作缓冲材料、吸音材料、气封材料或水封材料。
本发明的最佳实施方式
本发明的发明人考虑到，如果能在不伴随有所谓健康发泡的开孔阶段的情况下生产一种开孔挠性聚氨酯泡沫块，就有可能得到一种整体泡沫块中基本没有透气率差异的开孔聚氨酯泡沫块。经过深入的研究，现已发现，通过采用一种可以排除所谓健康发泡的开孔阶段的生产方法，可能达到上述目的。更具体地说，现已发现，当采用具有特定化学结构的聚硅氧烷-聚氧化烯共聚物作为泡沫稳定剂，就可能在相对稳定的条件下，生产出能克服上述问题的挠性聚氨酯泡沫块，从而实现本发明。
接下来，将要解释传统的开孔阶段，也就是所谓的健康发泡阶段。按照传统的生产挠性聚氨酯泡沫块的方法，多元醇、异氰酸酯化合物、发泡剂和其它必要组分混合在一起进行聚合反应，从而产生一种气体。发泡剂或异氰酸酯和水反应产生的气体变成细小的气泡从而形成氨酯泡沫块，该过程中要求有破坏泡孔壁的阶段以使泡孔能相互连通。
这个破坏泡孔壁的阶段被称为“健康发泡”，“放气”或“开孔”。在该阶段，当产生的泡沫的高度达到最大值的一刻，泡沫里的气压允许超过泡孔壁的强度，从而破坏泡孔壁使泡孔连通在一起，高压气体接着从泡沫块的上表面局部冲出。这种破坏泡孔壁的阶段在生产挠性聚氨酯泡沫块中被认为是不可缺少的。
本说明书中的术语“健康发泡”也指泡沫的高度达到最大值的一刻冲出的气体。关于健康发泡的详情在多种关于聚氨酯的权威出版物中描述过，比如Saunders，J.H.，Rubber Chen.Technol.(橡胶化学技术)，33，p1293-1322(1960)；Saunders，J.H.和K.C.Frisch，Polyurethane，Chemistryand Technology，Part1，Chemistry(聚氨酯，化学与技术，第一部分，化学)等。本领域技术人员在生产挠性聚氨酯泡沫块时总是产生这种健康发泡。也就是说，本领域技术人员认为在生产挠性聚氨酯泡沫块时，健康发泡是必不可少的开孔形成(连通)阶段之一。因此，就象“健康发泡”的术语所代表的，长期以来，产生健康气泡时的条件一直被认为是生产挠性聚氨酯泡沫块的最佳条件。
然而实际上，这种方式得到的泡沫块是有缺陷的，这是由于从泡沫块的中部到上部，通过该区域的气体量逐渐增加，泡沫块该区域的透气率变得比下部高了，结果，生产出的泡沫块整体就具有透气率的差异。当按照传统方法，使用大量具有强固化作用的催化剂，或使用高反应性的原料以得到透气率不超过5cc/cm2/sec的低透气性聚氨酯泡沫块时，形成树脂的反应要优于产生气体的反应，因此健康气泡的产生将被抑制，泡沫块中的泡孔不足以相互连通。由于包在泡沫块中的气体扩散到空气中去，或由于发泡过程后气体的冷却，泡沫块大幅收缩，产生很难生产无缺陷泡沫块的问题。
同时，一般用作挠性聚氨酯泡沫块的泡沫稳定剂的传统聚硅氧烷-聚氧化烯共聚物的结构特征是，聚氧化烯链的数均分子量范围为1000到5000，氧化乙烯和氧化丙烯的重量比范围为60/40到40/60，聚氧化烯链的端基从羟基、甲氧基等中任意选择。
关于生产低透气性挠性聚氨酯泡沫块的方法，已知使用聚氧化烯链端基为羟基的聚硅氧烷-聚氧化烯共聚物的方法(日本专利申请审定公告NO.5-8211)，和使用聚氧化烯链端基为环氧基的聚硅氧烷-聚氧化烯共聚物的方法(日本专利申请公开NO.8-92404)。这些传统的方法是想通过使用聚氧化烯端基有能与异氰酸酯化学键连的功能基的聚硅氧烷-聚氧化烯共聚物，使聚硅氧烷-聚氧化烯共聚物具有交联剂的功能和泡沫稳定剂的功能，以使泡孔的相互连通程度最小。但是，由于传统方法中所用聚硅氧烷-聚氧化烯共聚物中聚氧化烯链的数均分子量在1000到5000的范围，而且由于伴随有所谓健康发泡的开孔阶段，泡沫块中局部透气率的差异就不可避免的产生了。
也就是说，本发明生产低透气性挠性聚氨酯泡沫块的方法的特征是，它至少使用多元醇、异氰酸酯化合物、催化剂、发泡剂和泡沫稳定剂，而且在不伴有所谓健康发泡的开孔阶段的情况下可以形成透气率不超过5cc/cm2/sec且泡沫块不同部分透气率基本没有差异的开孔挠性聚氨酯泡沫块。
本发明第一种实现不伴随有所谓健康发泡的开孔阶段的生产开孔低透气性挠性聚氨酯泡沫块的方法的特征是：泡沫达到最大高度所需的时间(也就是泡沫起发时间)与传统上所采用的1到2分钟相比增加到5到10分钟。更具体的说，该方法可以通过减少催化剂或水的用量，或者降低异氰酸酯指数来实现。第二种实现不伴随所谓健康发泡的开孔阶段的生产聚氨酯泡沫块的方法的特征是：使用特定种类的聚硅氧烷-聚氧化烯共聚物作为泡沫稳定剂，因此使得有可能不降低生产速度的情况下来生产聚氨酯泡沫块。该种方式生产的泡沫块是开孔的，而且整体泡沫块中透气率基本没有差异。
对于泡沫稳定剂，可以采用任何种类的聚硅氧烷-聚氧化烯共聚物，只要该共聚物满足以下条件：在聚氧化烯链的末端具有能与异氰酸酯基团化学键连的功能团，聚氧化烯链的数均分子量范围是从150到1500，聚氧化烯链中氧化乙烯和氧化丙烯的重量比范围是从70/30到0/100。聚硅氧烷-聚氧化烯共聚物的典型结构可由以下的化学式(1)和(2)代表。
化学式(1)：
Figure C0280455800071
其中R是能与异氰酸酯化学键连的功能基因；m，n，a，b分别是一个整数。
化学式(2)：
Figure C0280455800072
其中R是能与异氰酸酯化学键连的功能基团；m，a，b分别是一个整数。
在上述的聚硅氧烷-聚氧化烯共聚物中，聚氧化烯链中氧化乙烯和氧化丙烯的重量比是在70/30到0/100的范围内，为了进一步减小泡沫块中不同部分的透气率差异，更优选的是在30/70到0/100的范围内。
而且，上述聚硅氧烷-聚氧化烯共聚物中聚氧化烯链的数均分子量是在从150到1500的范围内，更优选的是，从400到1000的范围内。如果聚氧化烯链的数均分子量低于150，其泡沫稳定作用将变得太强，从而使得泡沫块收缩。另一方面，如果聚氧化烯链的数均分子量高于1500，其泡沫稳定作用将变得太弱而招致塌泡，使得泡沫块本身的形成变得困难。特别是，如果聚氧化烯链的数均分子量超过2000，其泡沫稳定作用会相反变得极强而招致泡沫收缩。即使通过调整催化剂等的用量可以避免泡沫块的收缩，而得到外部结构优良的泡沫块，但是由于伴随有所谓健康发泡的开孔阶段，会产生透气率的差异。
至于聚硅氧烷-聚氧化烯共聚物中聚氧化烯链上能与异氰酸酯化学键连的端基，可以从羟基、羧基、氨基和环氧基中选择。但是，考虑到与异氰酸酯基团化学键连的容易性和发挥化学交联作用的容易性，使用羟基是更优选的。如果聚氧化烯链上的端基是由烷基、苯基、烷基苯基、萘基或是环己基等不能与异氰酸酯化学键连的烃基构成的，其泡沫稳定作用会很弱，从而出现塌泡，使得生产泡沫块本身很困难。在这种情况下，即使有可能形成泡沫块，所得到的泡沫块的透气率差异也将很大。
而且，在使用高粘度、泡沫稳定能力很好的多元醇的低透气性挠性聚氨酯泡沫块的传统生产方法中，有时采用使用硬质聚氨酯泡沫块稳定剂的方法，其中聚氧化烯链的数均分子量相对较小，表面活性较弱。这种方法在本领域中是众所周知的。在按照现有技术通常用作硬质聚氨酯泡沫稳定剂的聚硅氧烷-聚氧化烯共聚物的结构中，聚氧化烯链的端基是可以任意选择的。另外，按照现有技术，聚氧化烯链的数均分子量的范围是从300到3000，而且聚氧化烯链中氧化乙烯和氧化丙烯的重量比的范围是从100/0到70/30。
而在发明中，不降低生产速度而生产聚氨酯泡沫块时采用的聚硅氧烷-聚氧化烯共聚物的特征是，其中聚氧化烯链的端基必须具有能与异氰酸酯基团化学键连的功能基。但是，本发明的泡沫稳定剂的特性与传统的聚氨酯泡沫稳定剂有如下两方面的显著不同。
第一，聚硅氧烷-聚氧化烯共聚物中聚氧化烯链的数均分子量很小，即从150到1500。第二，聚氧化烯链中氧化乙烯和氧化丙烯的最佳重量比是从30/70到0/100，即氧化丙烯的含量要大。也就是说，本发明中的泡沫稳定剂的结构与传统泡沫稳定剂有很大不同，而且本发明中的上述最佳重量比例处于本领域技术人员所认为有泡沫稳定作用的范围之外。由于选择了聚氧化烯链的这些特定端基，选择了氧化乙烯和氧化丙烯的特定重量比，选择了上述特定数均分子量，现可以获得保证泡沫块形成的充分的泡沫稳定效果，可以产生透气性很低且整体泡沫块中基本没有透气率差异的挠性聚氨酯泡沫块，而不伴随有所谓健康发泡的开孔阶段，也不会降低生产速度。顺便指出，聚氧化烯链中氧化乙烯的含量越小，得到的泡孔结构越细微。
为了在不降低生产速度的情况下生产泡沫块，可以同时使用一种、两种或多种在优选范围内(权利要求2的范围内)的泡沫稳定剂。如果在上述优选范围外的泡沫稳定剂与在上述优选范围内的泡沫稳定剂同时使用，后一种泡沫稳定剂的作用将不能充分发挥。
为了生产挠性聚氨酯泡沫块而不伴随有所谓健康发泡的开孔阶段而且不会降低生产速度，作为泡沫稳定剂使用的聚硅氧烷-聚氧化烯共聚物的用量至少应为每100重量份多元醇0.3重量份。尽管对于聚硅氧烷-聚氧化烯共聚物的用量上限没有特别的限制，比较优选的是把聚硅氧烷-聚氧化烯共聚物的用量限制在0.3到8重量份，最优选的是0.5到5重量份。如果泡沫稳定剂的含量低于0.3重量份，不可能获得足够的泡沫稳定作用以形成泡沫块，即使能够形成泡沫块，也不能避免泡孔变大。
对于本发明中所使用的多元醇，没有特别的限制。因此通常用于生产挠性聚氨酯泡沫块的任何多元醇都可以使用。例如，可以应用聚醚多元醇、聚酯多元醇、以二聚酸为基础的多元醇、聚碳酸酯多元醇、以丁二烯为基础的多元醇、以蓖麻油为基础的多元醇等等。这些多元醇可以单独使用，也可以二种或多种混用。在这些多元醇中，更优选的是采用聚醚多元醇，特别是氧化乙烯含量相对较小的聚醚多元醇，以获得更细微的泡孔。
在本发明的挠性聚氨酯泡沫块生产方法中，为了进一步缩小泡孔、降低透气率，特别优选采用这样的方法，其中聚氨酯预聚物是由聚醚多元醇和异氰酸酯化合物构成的，端基为羟基。
聚氨酯预聚物中使用的多元醇应该优选地从分子量为300到10000、最优选3000到5000的聚醚多元醇中选择。对于异氰酸酯化合物没有特别的限制，除非在制备聚氨酯预聚物的过程中由于粘度产生困难。例如可以有效地使用甲苯二异氰酸酯，其优选的粘度范围为30℃下1500cp-20000cp，更优选的是3000cp-10000cp。
尽管对于上述聚氨酯预聚物的组成比例并没有特别的限制，但聚醚多元醇和异氰酸酯化合物的优选比例是2摩尔/1摩尔，更优选的是3摩尔/2摩尔。
对于本发明中使用的异氰酸酯化合物没有特别的限制。因此，通常用于生产挠性聚氨酯泡沫块的任何异氰酸酯化合物都可以使用。例如：芳族异氰酸酯化合物，如二苯甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷-4，4’-二异氰酸酯和四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯；脂肪族异氰酸酯化合物；或基于芳族环的异氰酸酯化合物可以单独使用，或二种或多种混合使用。在这些异氰酸酯化合物中，甲苯二异氰酸酯是最优选的。
对于本发明中使用的催化剂没有特别的限制。因此，可应用常用于生产挠性聚氨酯泡沫块的叔胺和有机金属化合物。叔胺的具体例子包括2，2’-双(二甲基氨基)乙醚、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，N’，N’-四甲基-1，3-丁二胺、三乙醇胺，1，4-二六亚甲基四胺、氧化吡啶等。有机金属化合物的具体例子包括二月桂酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡、二乙酸二辛基锡等。
对于本发明中应用的发泡剂没有特别的限制。因此通常用于生产挠性聚氨酯泡沫块的发泡剂都可以使用。例如，可以使用水、戊烷、己烷、环戊烷、环己烷、二氯甲烷、HFC、HFA等等。
在根据本发明生产挠性聚氨酯泡沫块的方法中，可以应用传统的已知添加剂。例如，阻燃剂、紫外线吸收剂、抗氧剂、抗静电剂、填料等都可以适量添加。
当一种流动性很好的物质，主要是烃类化合物，被应用于生产本发明的挠性聚氨酯泡沫块时，可得到一种具有优良物理耐久性的低透气性挠性聚氨酯泡沫块。更具体地讲，通过加入这种主要为烃类化合物的物质所获得的低透气性挠性聚氨酯泡沫块具有挤压前后(物理压迫造成的泡孔壁破裂)透气率几乎没有差异的特性。尽管原因并不是很清楚，现认为是由于烃类化合物对聚氨酯树脂的增塑作用，使挤压而造成的泡孔壁的破裂被限制在很小的程度。
至于上述的烃类化合物，可以使用松香树脂、萜烯树脂、脂肪烃树脂、芳香烃树脂、脂环烃树脂、液体石蜡、聚丁烯、低分子量聚异戊二烯、油、蜡、长链脂肪酯等。这些烃类化合物可以单独使用或二种或多种混用。每100重量份多元醇使用3～80重量份，更优选的是10到40重量份的烃类化合物。如果烃类化合物的含量低于3重量份，就不可能有足够的增塑作用。另一方面，如果烃类化合物的含量超过80重量份，将很难形成泡沫块。
按照本发明得到的挠性聚氨酯泡沫块透气率很低，而且整体泡沫块中透气率基本没有差异，其透气率不超过5cc/cm2/sec。因此可以用作缓冲材料、吸音材料、气封材料或水封材料。而且，含有上述烃类化合物的挠性聚氨酯泡沫块物理耐久性优良，防水性增强；该挠性聚氨酯泡沫块期望会表现出更好的水封性能。
如以上所描述的，本发明的低透气性挠性聚氨酯泡沫块的特点在于泡孔充分相互连通，泡沫块不伴随有所谓健康发泡的开孔阶段，基本不会收缩，整体泡沫块中的透气率基本没有差异。尽管这些现象的确切原因还没有搞清楚，大概可以解释如下。
现有技术中，当反应产生的气体陷入泡沫中直至发泡过程结束，然后，气体通过所谓健康发泡的阶段从泡孔中冲出，以使泡孔能相互连通，从中部到上部，通过泡沫块的气体量逐渐增加，因此泡孔中形成的裂缝变得成比例增大，导致与下部相比透气率增大，从而产生泡沫块中透气率的差异。
然而，按照本发明中的生产方法，泡孔的连通在泡沫块的高度达到最大值以前就开始了，而且是在反应的初期阶段，从而使反应中产生的一部分气体可以通过泡沫块整个上表面逐渐释放到空气中去。因此有可能缓解泡沫块中过多的气体压力的产生，缓解泡沫块特定区域的气体局部聚集。结果，泡沫块中的泡孔可以相互连通而不伴随所谓健康发泡的开孔阶段，同时可以避免产生透气率的差异。
在本发明一种优选的泡沫稳定剂中聚氧化烯链的数均分子量和泡沫稳定作用的关系解释如下。
通常，当聚氧化烯链的数均分子量增大时，泡沫稳定剂的表面活性成比例地增强，从而表现出强的泡沫稳定作用。也就是说，按照现有技术，表面活性较高、泡沫稳定作用较强的泡沫稳定剂被选用作挠性聚氨酯泡沫块的泡沫稳定剂。然而，本发明中使用的聚硅氧烷-聚氧化烯共聚物由于聚氧化烯链相对较低的分子量，其表面活性很低，泡沫稳定作用较弱。但是，由于端基的化学键连带来的交联作用，该共聚物可以起到泡沫稳定剂的功能。因此，当聚氧化烯链的数均分子量变小时，每摩尔聚硅氧烷-聚氧化烯共聚物中能与异氰酸酯基团化学键连的功能基团的比例将会增加，从而增强共聚物的反应性，使它表现出较强的泡沫稳定作用。尽管当聚氧化烯链的数均分子量变大时，这种泡沫稳定作用变弱，当数均分子量超过泡沫稳定作用的最低点时，聚氧化烯链的表面活性反而逐渐增加，从而使得泡沫稳定作用又变得更强了。
在以下部分，将更详细地解释本发明。但是，需要明白的是，本发明并不仅限于以下的实施例。
(1)实施例和对比实施例中使用的组分：
a)多元醇
P-1：分子量为3000的聚醚多元醇，它是由丙三醇和氧化丙烯的加成聚合反应得到的。羟值＝56。
b)异氰酸酯化合物
TDI(甲苯二异氰酸酯)：“Cholonate T-80”(商品名：日本聚氨酯工业有限公司)(80％重量的2，4-甲苯二异氰酸酯和20％的2，6-甲苯二异氰酸酯组成的混合物)。
c)聚氨酯预聚物
P-2：端基为羟基的聚氨酯预聚物(30℃时的粘度为3700cp，羟值＝36.3)，它是由P-1/TDI(2摩尔/1摩尔)的混合溶液在80℃、在金属催化剂存在下反应2小时合成的。
d)催化剂
催化剂1：“DABCO-33LV”(商品名，Sankyo Air Products Co.Ltd)(33％二丙二醇的三亚乙基二胺溶液)。
催化剂2：“Neostan U-28”(商品名，Nitto Kasei Co.Ltd.)(二辛酸亚锡)。
e)泡沫稳定剂
泡沫稳定剂1：具有上述化学式(1)的聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯共聚物，其中聚氧化烯链中氧化乙烯和氧化丙烯的重量比是0/100，R＝H，Mw＝600。
泡沫稳定剂2：具有上述化学式(1)的聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯共聚物，其中聚氧化烯链中氧化乙烯和氧化丙烯的重量比是30/70，R＝H，Mw＝600。
泡沫稳定剂3：具有上述化学式(1)的聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯共聚物，其中聚氧化烯链中氧化乙烯和氧化丙烯的重量比是70/30，R＝H，Mw＝600。
泡沫稳定剂4：具有上述化学式(2)的聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯共聚物，其中聚氧化烯链中氧化乙烯和氧化丙烯的重量比是0/100，R＝H，Mw＝1300。
泡沫稳定剂5：具有上述化学式(1)的聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯共聚物，其中聚氧化烯链中氧化乙烯和氧化丙烯的重量比是100/0，R＝H，Mw＝600。
泡沫稳定剂6：具有上述化学式(1)的聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯共聚物，其中聚氧化烯链中氧化乙烯和氧化丙烯的重量比是100/0，R＝CH3，Mw＝600。
泡沫稳定剂7：具有上述化学式(1)的聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯共聚物，其中聚氧化烯链中氧化乙烯和氧化丙烯的重量比是40/60，R＝H，Mw＝2100。
f)流动性很好的烃类化合物
添加剂1：“Highsol SAS-LH”(商品名；日本石化有限公司)(一种芳族烃类化合物)。
添加剂2：“PW-380”(商品名；Idemitsu Kosan Co.Ltd.)(石蜡油)。
(2)实施例和对比实施例的解释：
实施例1代表聚醚多元醇(P-1)用作多元醇部分的实施方案。
实施例2代表聚氨酯预聚物(P-2)用作多元醇部分的实施方案。
实施例3代表流动性很好的烃类化合物(添加剂1和2)用作添加剂的实施方案。
实施例4和5的实施方案中，用作泡沫稳定剂的聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯共聚物中的氧化乙烯和氧化丙烯的重量比与实施例1到3不同。
实施例6的实施方案中，用作泡沫稳定剂的聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯共聚物(泡沫稳定剂4)与实施例1-5中的结构不同。
实施例7的实施方案中，采用普遍用作挠性聚氨酯泡沫的泡沫稳定剂的聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯共聚物(泡沫稳定剂7)，以减少催化剂的用量，从而大幅度地延长起发时间。
实施例8代表的实施方案中，提高了水的用量以降低泡沫块的密度。
对比实施例1代表的实施方案中，采用通常用作硬质聚氨酯泡沫的泡沫稳定剂的聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯共聚物(泡沫稳定剂5)作为泡沫稳定剂。
对比实施例2代表的实施方案中，采用的聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯共聚物(泡沫稳定剂6)，其聚氧化烯链的端基是不能与异氰酸酯基团化学键连的基团。
对比实施例3代表的实施方案中，用作泡沫稳定剂的是普遍用作挠性聚氨酯泡沫的泡沫稳定剂的聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯共聚物(泡沫稳定剂7)。
实施例1到8中泡沫体的组成和物理性质列于下表1中。对比实施例1到3中泡沫体的组成和物理性质列于下表2中。顺便指出，所有表1和表2中的数值代表基于多元醇部分的重量设为100份时对应的重量份数。
                                               表1
                                       实施例
  1   2   3   4   5   6   7   8
 组成等
 P-1   100   -   -   -   -   -   100   -
 P-2   -   100   100   100   100   100   -   100
 泡沫稳定剂1   1.5   1   1   -   -   -   -   2.5
 泡沫稳定剂2   -   -   -   1   -   -   -   -
 泡沫稳定剂3   -   -   -   -   1   -   -   -
 泡沫稳定剂4   -   -   -   -   -   4   -   -
 泡沫稳定剂7   -   -   -   -   -   -   1   -
 添加剂1   -   -   15   15   15   -   15   10
 添加剂2   -   -   15   15   15   -   15   10
 催化剂1   0.2   0.2   0.4   0.4   0.4   0.3   -   0.5
 催化剂2   0.2   0.2   0.3   0.3   0.3   0.3   0.3   0.5
 水   3   3   3   3   3   3   3   5
 TDI   39.6   36.4   36.4   36.4   36.4   36.4   33.9   54.2
                                          表1(续)
                                     实施例
  1   2   3   4   5   6   7   8
起发时间   115秒   120秒   110秒   110秒   110秒   115秒 9分钟   95秒
  健康发泡   无   无   无   无   无   无   无   无
  泡沫状况   优良   优良   优良   优良   优良   优良   优良   优良
密度(kg/m3) 28 28 30 29 29 29 33 25
  泡孔数目(数目/25毫米) 45 70 75 65 60 65 49 55
  透气率(cc/cm2/sec)
  泡沫块的上部   0.76   0.68   0.60   0.61   0.62   0.73   0.80   0.76
  泡沫块的中部   0.72   0.64   0.59   0.60   0.60   0.70   0.78   0.72
  泡沫块的下部   0.68   0.63   0.59   0.59   0.59   0.68   0.70   0.70
  水封性能(H)   2   16   ＞24   ＞24   ＞24   12   14   19
  透气率差异(cc/cm2/sec) 0.08 0.05 0.01 0.02 0.03 0.05 0.10 0.06
                              表2
               对比实施例
  1   2   3
  组成等
  P-2   100   100   100
  泡沫稳定剂5   1.0   -   -
  泡沫稳定剂6   -   1.0   -
  泡沫稳定剂7   -   -   1.0
  添加剂1   15   15   15
  添加剂2   15   15   15
  催化剂1   0.4   0.4   0.4
  催化剂2   0.3   0.3   0.3
  水   3.0   3.0   3.0
  TDI   36.4   36.4   36.4
  起发时间   110秒   -   105秒
  健康发泡   轻微出现   -   出现
  泡沫状况   粗糙的泡孔   塌泡   优良
  密度(kg/m3)   30   -   31
  泡孔数目(数目/25mm)   35   -   60
  透气率(cc/cm2/sec)
  泡沫块的上部   12.3   -   9.6
  泡沫块的中部   8.0   -   5.4
  泡沫块的下部   1.7   -   2.3
  水封性能(H)   0.5   -   1.5
  透气率差异(cc/cm2/sec)   10.6   -   7.3
(3)物理性质的测定方法等：
各实施例和对比实施例中的聚氨酯泡沫的密度、泡孔数目、透气率和水封性能按照如下方法来测定。
*密度：用JIS K 6400测定
*泡孔数目：每25毫米的泡孔数目
*透气率：厚度为10毫米的聚氨酯泡沫样品的透气率用JIS K 6400透气率A方法来测定。顺便指出，聚氨酯泡沫的样品是从高度大约是700毫米的泡沫块的三个部分收集的，也就是上部、中部、和下部。
*透气率的差异：最大值-最小值
*水封性能：一个厚度和宽度均为10毫米的聚氨酯泡沫样品，从泡沫块的上部打出，呈U形。将其夹在一对丙烯酸树脂板之间，样品被压缩，压缩率为50％，然后将样品垂直直立。将蒸馏水通过丙烯酸树脂板的缝隙注入U型聚氨酯泡沫块的内部直到水高为50毫米，将聚氨酯泡沫块静置。测量蒸馏水从U型聚氨酯泡沫样品底部流出所需要的时间(H)，把该时间定义为聚氨酯泡沫样品的水封性能。
另外，当按照ASTM-D-2856-70方法测定每个实施例获得的泡沫的开孔率时，发现所有样品的开孔率均为100％，从而确认所有的样品都是开孔挠性聚氨酯泡沫。
表1和表2清楚地表明，通过不伴随有所谓健康发泡的开孔阶段的方法生产得到的泡沫块在整个泡沫块中基本没有透气率差异。而且，表1和表2明显表明，所有泡沫块都表现出优良的水封性能。根据本发明优选的聚硅氧烷-聚氧化烯共聚物用作挠性聚氨酯泡沫块的泡沫稳定剂时，与采用传统的泡沫稳定剂相比，可以大大降低泡沫的透气率，同时，生产泡沫的起发时间可以限制在1到2分钟，从而不会降低生产速度。
如以上所详细解释的，按照本发明，可能提供一种开孔的低透气性挠性聚氨酯泡沫块，其透气率很低，而且整体泡沫块中基本没有透气率差异，即使生产的泡沫块体积很大也是如此；并且提供一种生产这种开孔低透气性挠性聚氨酯泡沫块的方法。

Claims (9)

1.一种生产低透气性挠性聚氨酯泡沫块的方法，其中至少要使用多元醇、异氰酸酯化合物、催化剂、发泡剂和泡沫稳定剂；该方法的特征在于：
不伴随所谓健康发泡的开孔阶段，形成透气率不超过5cc/cm2/sec的开孔挠性聚氨酯泡沫块。
2.按照权利要求1的生产低透气性挠性聚氨酯泡沫块的方法，其特征在于，所述泡沫稳定剂由聚硅氧烷-聚氧化烯共聚物构成，所述共聚物中聚氧化烯链的端基具有能与异氰酸酯基团化学键连的功能基团，所述聚氧化烯链的数均分子量在150到1500范围内，所述聚氧化烯链中氧乙烯和氧丙烯的重量比在70/30到0/100的范围内。
3.按照权利要求2的生产低透气性挠性聚氨酯泡沫块的方法，其特征在于，所述聚硅氧烷-聚氧化烯共聚物中所述聚氧化烯链的端基是羟基。
4.按照权利要求1-3任一项的生产低透气性挠性聚氨酯泡沫块的方法，其特征在于，所述多元醇部分是由聚醚多元醇构成的。
5.按照权利要求1-3任一项的生产低透气性挠性聚氨酯泡沫块的方法，其特征在于，所述多元醇部分是由通过聚醚多元醇和异氰酸酯化合物反应合成的聚氨酯预聚物构成的。
6.按照权利要求1-3任一项的生产低透气性挠性聚氨酯泡沫块的方法，其特征在于，进一步应用流动性很好的烃类化合物作为添加剂。
7.按照权利要求4的生产低透气性挠性聚氨酯泡沫块的方法，其特征在于，进一步应用流动性很好的烃类化合物作为添加剂。
8.按照权利要求5的生产低透气性挠性聚氨酯泡沫块的方法，其特征在于，进一步应用流动性很好的烃类化合物作为添加剂。
9.通过权利要求1-6中任一项的方法形成的低透气性挠性聚氨酯泡沫块，所述挠性聚氨酯泡沫块可用作缓冲材料、吸音材料、气封材料或水封材料。
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