CZ20011565A3 - Energii tlumící polyurethanové tuhé pěny s vysokým zotavením - Google Patents

Energii tlumící polyurethanové tuhé pěny s vysokým zotavením Download PDF

Info

Publication number
CZ20011565A3
CZ20011565A3 CZ20011565A CZ20011565A CZ20011565A3 CZ 20011565 A3 CZ20011565 A3 CZ 20011565A3 CZ 20011565 A CZ20011565 A CZ 20011565A CZ 20011565 A CZ20011565 A CZ 20011565A CZ 20011565 A3 CZ20011565 A3 CZ 20011565A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
energy
absorbing foam
polyol
foam
absorbing
Prior art date
Application number
CZ20011565A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ300607B6 (cs
Inventor
Mark J. Perry
Frank E. Critchfield
James L. Lambach
Original Assignee
Bayer Antwerpen N. V.
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 Bayer Antwerpen N. V. filed Critical Bayer Antwerpen N. V.
Publication of CZ20011565A3 publication Critical patent/CZ20011565A3/cs
Publication of CZ300607B6 publication Critical patent/CZ300607B6/cs

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
    • 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
    • C08G18/4009Two or more macromolecular compounds not provided for in one single group of groups C08G18/42 - C08G18/64
    • C08G18/4072Mixtures of compounds of group C08G18/63 with other macromolecular compounds
    • 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
    • C08G2101/00Manufacture of cellular products
    • 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
    • C08G2110/0083Foam properties prepared using water as the sole blowing agent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Description

Oblast techniky
Předmětný vynález se týká tuhých polyurethanových pěn pro tlumeni energie, které vykazuji jak vysokou účinnost při tlumení energie, tak vysoký stupeň zotavení, a reaktivních systémů vhodných pro přípravu těchto pěn.
Dosavadní stav techniky
Za pěny tlumící energii se obecně považují pěny, které se po nárazu stlačí, takže absorbují výrazné množství rázové energie po relativně dlouhou dobu. Použití takovýchto pěn v prostorech dopravních vozidel určených pro pasažéry je stále důležitější a tyto pěny je možné nalézt například v opěrkách rukou, opěrkách hlavy, ve sloupcích, ve střešních madlech, v přístrojových deskách, v opěrkách kolen, v bočních vzpěrách, v náraznících apod. Mnoho z těchto dílů nemůže pasažér vůbec vidět, protože jsou překryty polyvinylovým, tkaninovým nebo koženým obkladovým materiálem.
Množství ztlumené energie (EM) se vypočte jako integrál síly (F) v závislosti na průhybové křivce až do 40 procentního stlačení:
d EM = | F(x)dx
O kde d je prohnutí materiálu při 40 procentním stlačení.
·· φφφφ ·« φφφφ φφ φ φ φ φφφφ φφφφ
Φ 4 Φ φφφφ· φφ φ • φ φφφφ φφφφ · φφφ· Φ φ · φφ φ • Φ φφ ·φ · ·· φφ «φφ
Pěny tlumici energii musí rovněž být dostatečně účinné. Účinnost tlumení energie (E) odráží rozdíl mezi ideálním obdélníkovým průběhem energie, produktem síly a prohnutí, a množstvím ztlumené energie. Účinnost tlumení energie (E) vyjádřená v procentech je definována poměrem
E-[EM(d)/F(d),d].100 neboli d
| F(x)dx
F(ď)>d •100
Pružné pěny neabsorbují energii dostatečně účinně a vlastně všechny výrobky pro tlumení energie, které se používají v interiérech vozidel, jsou vyrobeny z tuhé polyurethanové pěny. Obvyklé směsi, které používají při výrobě takovýchto pěn byly popsány v patentech Spojených států amerických číslo US 5,143,941; US 5,167,941; US 5,187,204;
US 5,248,703; US 5,248,704; US 5,453,455 a v patentech citovaných v těchto dokumentech. Tak například v patentu Spojených států amerických číslo US 5,143,941 byly popsány tuhé polyurethanové pěny, které byly napěněné vodou a vykazovaly poměrně konstantní rázovou houževnatost. I když jsou tyto pěny vynikajícími pěnami pro absorpci energie, jejich schopnost absorbovat energii je způsobena nevratnou deformací a popraskáním stěn buněk během stlačení. Z těchto důvodů není tedy možné, aby po nárazu došlo k zotavení těchto pěn na jejich původní tvar. Mnohem závažnější skutečností však je, že pěna, která byla takto poškozena nárazem, již není schopna poskytnou tlumicí účinek. Tento nedostatek je zvlášť ···· ·· 9··· ·· * ·· · · · · ·«·« • · 9 9 · 9 9 · 99 9
9 · 9 ♦ «99<9 ·
9 9 99 9 ·9<
9· >· 999 ·· 999 závažný z hlediska toho, že později může dojít k dalšímu prudkému nárazu. Na tomto místě je třeba zdůraznit, že k uvedené ztrátě schopnosti tlumit energii může dojít již po náhodném nebo opakovaném mírném kontaktu s pěnou.
Při vytváření směsí podle shora uvedených patentů je obvykle třeba použít speciální polyoly získané oxyalkylací toluendiaminu nebo ethylendiaminu nebo, v případě patentu Spojených států amerických číslo US 5,453,455, je třeba použít lithné soli nebo kyselinu mravenčí (což jsou sloučeniny pokládané za škodlivé k životnímu prostředí). Poněkud jednotně bylo v uvedených odkazových materiálech popsáno jako nevhodné použití polymerních polyolů v jakýchkoli koncentracích. V této souvislosti je možné odkázat například na patenty Spojených států amerických číslo US 5,143,941 a US 5,167,941.
Patent Spojených států amerických číslo US 5,216,041 se týká podobných pěnových směsí absorbujících energii, které zahrnují menší množství polymerních polyolů spolu s polyoly na bázi aminů. Avšak v tomto patentu je uvedeno, že při použití více než 30 hmotnostních procent polymerních polyolů ztrácejí uvedené pěny schopnost absorbovat energii. V případě použití uvedených polymerních polyolů (obsahujících 40 procent pevných částic), odpovídá 30 procent polymerního polyolů horní mezi celkového obsahu pevných částic méně než 10 hmotnostních procent z celkové hmotnosti směsi.
Patenty Spojených států amerických číslo US 4,116,893 a US 4,212,954 popisují energii tlumící pěny se sníženou závislostí účinnosti absorpce energie na teplotě. Oba patenty popisují směsi, ve kterých se používá polymerní polyol spolu
4444 «4 ···· 44 «
4 4 444 »444
4 4 4444 44 4
4 · 4 4 * · » 4 4
4444 44 4 · 4 4
44 «· 4<4 44 44« s poměrně velkými množstvími (molárních ekvivalentů) síťovacích činidel o malé molekulové hmotnosti, jako je ethylenglykol, diethylenglykol, 1,4-butandiol, trimethylolpropan apod. První z uvedených patentů (US 4,116,893) popisuje řešení, které zahrnuje stupeň přípravy prepolymerů, což není ideální díky dodatečným výrobním nákladům na výrobu těchto prepolymerů s koncovými isokyanátovými skupinami. Již zmíněné použití poměrně velkého množství molárních ekvivalentů činidel pro prodlužování řetězce o malé molekulové hmotnosti zvyšuje požadavky na uvedenou isokyanátovou složku, což dále zvyšuje výrobní náklady. Protože se oba uvedené patenty řídí skutečnostmi uvedenými v patentech Spojených států amerických číslo
US 5,143,941; US 5,167,941 a US 5,216,041, je celkové množství polymerních pevných částic ve směsích podle těchto patentů velmi omezené. Směs vytvořená podle patentu Spojených států amerických číslo US 4,116,893 obvykle obsahuje přibližně 8 hmotnostních procent polymerních pevných částic, zatímco směs vytvořená podle patentu Spojených států amerických číslo US 4,212,954 obvykle obsahuje přibližně 10,8 hmotnostního procenta polymerních pevných částic.
Z estetického hlediska je výsledkem nevratného rozdrceni tuhých, energii tlumících pěn, které se až dosud používají, skutečnost, že povrch výplně dveří, přístrojové desky atd. se bude jevit jako stále promáčknutý nebo deformovaný. Výměna některých takovýchto dílů, například přístrojové desky, je velmi drahá. V případě bočních vzpěr, které jsou uzavřeny uvnitř dveří vozidla, nemusí být poškození nárazem pro pasažéra vůbec viditelné. Avšak existuje vysoká pravděpodobnost, že při výměně dveřních výplní, které byly • · ··· · poškozeny při nehodě, nedojde k výměně těchto bočních vzpěr, které se obvykle vlévají přímo na své místo během výroby vozidla v továrně. Opravené vozidlo tak již nesplňuje požadavky na jeho bezpečnost, a to bez vědomí jeho majitele. Na tomto místě je třeba znovu zdůraznit, že pěny bez vysokého zotavení je možné rozdrtit i relativně malým nárazem, což ohrožuje schopnost pěny absorbovat energii při velkých nárazech.
Podstata vynálezu
Předmětem tohoto vynálezu jsou pěny se zlepšením tlumením energie, které vykazují nejen vynikající účinnost absorpce energie, ale také vynikající zotavení. Energii tlumící pěny podle předmětného vynálezu se vyrábějí reakcí vybraných polymerních polyolů s isokyanátovou složkou, při které vzniká tuhá polyurethanová pěna, ve které celkové množství polymerních pevných částic je větší než 15 hmotnostních procent z celkové hmotnosti této směsi.
Energii tlumící pěny podle předmětného vynálezu jsou tuhé pěny obsahující převážně otevřené buňky, jejichž jádro má hustotu v rozmezí od přibližně 30 kilogramů/m3 do přibližně 270 kilogramů/m3. V některých případech je možné rovněž použít energii tlumící pěny, jejichž jádro má hustotu menší než 30 kilogramů/m3. Avšak množství energie ztlumené pěnami podle předmětného vynálezu je velice závislé právě na hustotě dané pěny, přičemž pěny o nižší hustotě jsou schopné tlumit jen poměrně malé množství energie, nicméně jejich účinnost zůstává vysoká.
•4 ΦΦΦΦ
Φ Φ
Φ···
Φ φ φφφφ
Energii tlumící pěny podle předmětného vynálezu jsou charakteristické jak vysokou účinností, tak vysokým zotavením. Součet uvedené účinnosti a zotavení při vyjádření obou uvedených parametrů v procentech, je větší než 150. Zotavení je výhodně větší než 80 procent, výhodněji větší než 90 procent a ještě výhodněji 95 procent nebo více. Účinnost je obecně větší než 75 procent, výhodně je větší než 80 procent.
Polyurethanové pěny podle předmětného vynálezu se připravují reakcí isokyanátové složky s polyolovou složkou. Ačkoli je možné použít prepolymerní způsob, kdy veškerý polyol nebo jeho část nejprve reaguje s isokyanátem za vzniku prepolymerů s koncovými isokyanátovými skupinami, je výhodné použít jednostupňový proces. I když to není výhodné, při níže uvedené diskusi polyolu a isokyanátu tak může veškeré množství polyolové složky nebo její část reagovat s isokyanátem za vzniku prepolymerů s koncovými isokyanátovými skupinami, který může dále reagovat s dalším polyolem a/nebo činidlem pro prodlužování řetězce, síťovacimi činidly atd. a vodou jakožto nadouvadlem.
Polyolová složka polyurethanových pěn podle předmětného vynálezu je alespoň dvousložková, přičemž obsahuje alespoň jeden podíl o vysoké molekulové hmotnosti a alespoň jeden podíl o nízké molekulové hmotnosti. Uvedená polyolová složka musí rovněž obsahovat dostatečně rozptýlené pevné částice polyakrylonitril/styrenového polymerního polyolu, a to v takovém množství, aby výsledná pěna podle předmětného vynálezu obsahovala minimálně 15 hmotnostních procent, výhodně 20 procent nebo více, výhodněji 25 procent nebo více, pevných částic vinylového polymeru, přičemž zvlášť výhodně se obsah
ΦΦ ···· ·· ···· ·· * • φ · φφφ ΦΦΦΦ φ φ φ φ · φφφ φφφ φφ ΦΦΦΦ ΦΦΦΦ φ
ΦΦΦΦ φφ φ φφ φ φφ φφ φφ φφφ φφ φφφ pevných částic vinylového polymeru ve výsledné pěně podle tohoto vynálezu pohybuje v rozmezí od 25 procent do 30 procent. Pojmem „polymerni polyol se v tomto textu rozumí polyoxyalkylenpolyetherový polyol, v jehož struktuře jsou stabilně rozptýleny pevné částice vinylového polymeru. Uvedené polymerni polyoly se připravují způsoby, které jsou odborníkovi v dané oblasti dobře známé, a to obecně in šitu polymerací vinylových monomerů v daném polyolu. Výhodným vinylovým monomerem je akrylonitril a styren. Skupina dalších monomerů, které je možné použít pro uvedený účel, zahrnuje vinylchlorid, vinylidenchlorid, methylmethakrylát, p-methylstyren apod.
Dvousložková polyolová složka podle předmětného vynálezu se výhodně připravuje smícháním dvou polymerních polyolových složek o různých molekulových hmotnostech a/nebo různých funkcionalitách. Minimální průměrná nominální funkcionalita první polyolové složky je alespoň 2,5 a její ekvivalentní hmotnost je taková, že její minimální číselně průměrná molekulová hmotnost je přibližně 3000 Daltonů. Pokud není uvedeno jinak, jsou veškeré hodnoty molekulové hmotnosti uváděné v tomto textu číselně středními molekulovými hmotnostmi. Uvedeným prvním polyolem je obvykle polymerni polyol připravený in šitu polymerací akrylonitrilu a styrenu, v němž je poměr styren/akrylonitril větší než 50/50. Ve výhodném provedení předmětného vynálezu je obsah rozptýlených pevných částic vinylového polymeru v této složce přibližně 20 hmotnostních procent nebo více, výhodněji alespoň 30 hmotnostních procent a nejvýhodněji v rozmezí od hmotnostních procent do 50 hmotnostních procent. Stejně tak jako v případě druhého a dalších polyolů, které se používají φφ φφφφ φ φ φ φφφ φ φ φ Φ · φφ · podle předmětného vynálezu, může být polyetherovým polyolem v uvedené první polyolové složce běžný polyol připravený bazickou katalýzou, nebo jím může být polyol s nízkou nenasyceností, který se připravuje v dané oblasti známými katalytickými metodami, které snižují vlastní (nevyhnutelnou) nenasycenost pod hodnotu 0,040 miliekvivalentu/gram, výhodněji na hodnotu menší než 0,020 miliekvivalentu/gram a nejvýhodněji na hodnotu menší než 0,010 miliekvivalentu/gram. Příkladem katalyzátorů, které je možné použít při výrobě polyolů s nízkou úrovní nenasyceností, jsou katalyzátory na bázi kyanidových komplexů obsahujících dva atomy kovu.
Uvedená první polyolová složka má nominální funkcionalitu přibližně 2,5 nebo více. Pojmem „nominální funkcionalita se v tomto textu rozumí teoretická funkcionalita, která by byla výsledkem oxyalkylace molekul iniciátoru (výchozí sloučeniny) bez vzniku vlastní nenasyceností. Tak například polyalkoxylace glycerinu (jehož funkcionalita je 3,0) by vedla ke vzniku polyolu, jehož nominální funkcionalita je 3. Při praktickém provedení, bez použití katalyzátorů produkujících nízkou nenasycenost, bude skutečná (naměřená) funkcionalita výrazně nižší. Například v polyoxypropylentriolu o molekulové hmotnosti 6000 Daltonů, který se připravuje oxypropylací glycerinu v přítomnosti hydroxidu draselného jakožto oxyalkylačního katalyzátoru, se běžně dosahuje skutečné funkcionality v rozmezí od 2,5 do 2,7, avšak teoretická funkcionalita je stále rovna 3.
Nominální funkcionalita uvedeného prvního polyolu je, jak již bylo uvedeno, 2,5, což je možné dosáhnout použitím směsi difunkčního a trifunkčního iniciátoru. V alternativním případě ···· ·♦ 9999 999 • ♦ 9 9 9 9 9 99 9
9 9 9 9 999 9 99 ~ 9 9 9 9 9 9 9 9 9 99
Μ 9999 99 9 9·9
99 99 999 99999 je možné uvedený první polyol vyrobit smícháním dvou nebo více polyolů, například polyoxypropylovaného diolu (jehož nominální funkcionalita je 2) a polyoxyalkylovaného triolu (jehož nominální funkcionalita je 3). Rovněž je možné podle předmětného vynálezu použít směsi dvou- a čtyřfunkcionálních polyolů a další směsi. Takovéto směsi výhodně neobsahují záměrně přidávané polyoly, jejichž nominální funkcionalita je 1, protože tyto polyoly mohou sloužit během vzniku polyurethanu jako činidla pro ukončení řetězce, čímž dochází ke snižování jak molekulové hmotnosti, tak hustoty síťování vznikajícího polymeru. Uvedenou první polyolovou složkou mohou být všechny polyoly, jejichž molekulová hmotnost je, bez ohledu na funkcionalitu, větší než 3000 Daltonů. Průměrná nominální funkcionalita by měla být větší než 2,5, výhodně 3,0 nebo více a výhodně menší než 8, výhodněji menší než 6.
V nej výhodnějším provedení předmětného vynálezu je alespoň jedním polyolem, obsaženým v uvedené první polyolové složce, polymerní polyol. Jako příklad první polyolové složky podle tohoto vynálezu je možné uvést 1) polyoxyalkylovanou směs dipropylenglykolu a sorbitolu, jejíž ekvivalentní hmotnost je 2000 Daltonů; 2) polyoxypropylentriol připravený z glycerinu za katalýzy hydroxidem draselným, jehož molekulová hmotnost je 6300 Daltonů a jehož nenasycenost je 0,06 miliekvivalentu/ gram, který obsahuje 43 hmotnostních procent pevných částic akrylonitril/styrenového (50/50) polymeru ve formě rozptýlené fáze; 3) směs 40 molárních procent polyoxypropylendiolového polymerního polyolů, který obsahuje 30 hmotnostních procent pevných částic vinylového polymeru a 60 molárních procent polypropylentriolu, který obsahuje 43 procent pevných částic vinylového polymeru, bez omezení na uvedené příklady.
0
0000 0 0 0000 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 00000 #0
Uvedené polyoly tvořící první polyolovou složku podle předmětného vynálezu jsou výhodně v podstatě polyoxypropylenové polyoly, tzn., že obsahuji více než 50 molárních procent oxypropylenových skupin, vztaženo na celkový obsah oxyalkylenových skupin. Zbývajícími neoxypropylenovými skupinami jsou výhodně v podstatě oxyethylenové skupiny, které jsou v uvedeném polyolu přítomny ve formě vnitřních nebo koncových skupin. Dalšími oxyalkylenovými skupinami, které je možné použít podle předmětného vynálezu, avšak jejichž použití není výhodné kvůli jejich vyšším cenám, jsou oxyalkylenové skupiny odvozené od 1,2-butylenoxidu, 2,3-butylenoxidu, oxetanu, tetrahydrofuranu, halogenovaných alkylenoxidů, cyklohexenoxidu, styrenoxidu apod. V nejvýhodnějším provedení jsou všemi uvedenými polyoly podle předmětného vynálezu homopolymery nebo kopolymery, které se připravují oxyalkylací vhodného iniciátoru propylenoxidem, ethylenoxidem nebo jejich směsmi, ve formě homopolymerů, nebo ve formě blokových, statistických nebo blokově statistických kopolymerů. Nejvýhodněji se podle předmětného vynálezu používají polyoxypropylenové polyoly, které obsahují vnitřní bloky homopolyoxypropylenu nebo statistický póly(oxypropylen/ oxyethylen) a vnější polyoxyethylenové koncové řetězce.
Polymerní polyoly podle předmětného vynálezu by měly obsahovat částice pevného vinylového polymeru, který obsahuje 50 procent nebo více skupin odvozených od styrenu. Polymerní polyoly obsahující vyšší množství akrylonitrilu, tj. polyoly, ve kterých je poměr akrylonitril/styren roven např. 67/33, je možné podle tohoto vynálezu použít pod podmínkou, že částice pevného vinylového polymeru jako celek splňují požadavek na více než 50/50 poměr akrylonitril/styren. V případě •4 ···· • ·4 · ·· · · · 9 ···· • · · · · ··· · · · η·· 9 · · · 9 9 9 9 · • * · · 9 9 9 9 9 9
99 99 99· 99 999 polymerních polyolů, které obsahují skupiny odvozené od jiných vinylových monomerů, např. od methylmethakrylátu, vinylidenchloridu atd. se uvedené poměry vypočítávají jako by těmito monomery byl styren.
Druhou polyolovou složkou podle předmětného vynálezu je polyoxyalkylenový polyol o nízké molekulové hmotnosti, jehož hydroxylové číslo je od přibližně 160 do 800 a jehož nominální funkcionalita je od 3,0 do 6,0, výhodně je hydroxylové číslo tohoto polyolu v rozmezí od 240 do přibližně 600. Uvedený druhý polyol může obsahovat stejné typy, stejným způsobem distribuovaných oxyalkylenových skupin, jako shora popsaný první polyol a, stejně jako v případě prvních polyolů, jsou uvedenými druhými polyoly výhodně polymerní polyoly obsahující až přibližně 50 hmotnostních procent až 60 hmotnostních procent pevných částic vinylového polymeru, výhodněji 10 procent až 45 procent pevných polymerních částic a ještě výhodněji přibližně 20 hmotnostních procent pevných částic vinylového polymeru. Uvedená druhá polyolová složka, stejně jako shora popsaná první složka, může zahrnovat směs dvou nebo více jednotlivých polyolů. Druhá polyolová složka podle předmětného vynálezu může zahrnovat ve všech svých polyolových složkách veškeré polyoly, jejichž hydroxylové čísla jsou v rozmezí od 160 do 800 a jejichž funkcionality jsou v rozmezí od 3,0 do 6,0.
První polyolová složka podle tohoto vynálezu může být smíchána s druhou polyolovou složkou podle tohoto vynálezu za vzniku homogenní polyolové složky, nebo mohou být připraveny spolu dohromady pomocí vhodného postupu, jako je například způsob využívající opožděné koiniciace. Tak například při
* • 9 • 99 ··· • · · · • · · · · • · · ·
použití bazické katalýzy je možné oxypropylovat směs propylenglykolového a glycerinového iniciátoru za vzniku produktu o střední až vysoké molekulové hmotnosti a po přidání dalšího glycerinu je možné dále pokračovat v oxyalkylaci. Protože oxyalkylace pomocí bazické katalýzy je v podstatě nevýhodná, dochází tímto způsobem ke vzniku dvousložkového polyolu, který po analýze gelovou permeační chromatografií (GPC), vykazuje podobnou distribuci polyolových složek jako v případě odděleného smíchání prvního a druhého polyolu. Frakce o vyšší molekulové hmotnosti (tj. o molekulové hmotnosti 3000 Daltonů) takovýchto polyolu tvoří první polyolovou složku podle předmětného vynálezu, zatímco složky o nižší molekulové hmotnosti, jejichž funkcionalita je v rozmezí od 3,0 do 6,0, tvoří druhou polyolovou složku podle předmětného vynálezu.
První a druhý polyol podle tohoto vynálezu je možné spolu smíchat před reakcí s isokyanátem nebo mohou být použity jako oddělené proudy při jednostupňovém procesu. Uvedená druhá polyolová složka je ve směsi přítomna v množství do přibližně 1 hmotnostního procenta až přibližně 40 hmotnostních procent, vztaženo na celkovou hmotnost polyolu, výhodně v množství od 3 hmotnostních procent do 30 hmotnostních procent a výhodněji v množství od přibližně 5 hmotnostních procent do přibližně 20 hmotnostních procent.
Kromě uvedeného prvního a druhého polyolu zahrnuje reakční směs podle předmětného vynálezu obecně další složky, které reagují s isokyanátovými skupinami. Skupina těchto složek zahrnuje činidla pro prodlužování řetězce, síťovací činidla, aditiva modifikující buňky, nevinylové polymerní částice atd.
·♦ ·44· ·· «·ν· ·« » • ♦ ♦ · · · · · ·· • · · · · φ· · * ·« • · · · · · · · · ·9
9 9 9 9 9 9 9 9* • · · 9 99 999 9 9 99 9
Činidly pro prodlužování řetězce podle tohoto vynálezu jsou sloučeniny reagující s isokyanátovými skupinami, jejichž molekulová hmotnost je menší než 300 Daltonů a jejichž ekvivalentní hmotnost je menší než 70 Daltonů. Jako příklad činidla pro prodlužování řetězce, které obsahuje ve. své struktuře hydroxylové skupiny, je možné uvést ethylenglykol, diethylenglykol, triethylenglykol, propylenglykol, dipropylenglykol, tripropylenglykol, glycerin, trimethylolpropan, tetrakis(hydroxyalkyl)alkylendiaminy, jako je N,N,N', N'-tetrakis(2-hydroxyethyl)ethylendiamin nebo Ν,Ν,Ν',N'-tetrakis(2-hydroxypropyl)ethylendiamin, diethanolamin, triethanolamin a podobně. Činidla pro prodlužování řetězce, které ve své struktuře obsahují aminoskupiny, se podle tohoto vynálezu používají méně výhodně, protože při použití těchto činidel dochází k zavádění močovinových skupin do struktury pěny podle předmětného vynálezu, což snižuje její zotavení a obvykle zvyšuje její tvrdost. Jako příklad činidla pro prodlužování řetězce, které obsahuje ve své struktuře aminoskupiny, je možné uvést ethylendiamin, propylendiamin, 1,β-diaminohexan a podobně. Dále je podle předmětného vynálezu možné použít aromatické aminy, zejména stericky bráněné diaminy, jako jsou různé ethyltoluendiaminy, methylendianiliny substituované alkylovou skupinou atd., a elektronicky deaktivované aminy, jako je methylenbis(o-chloranilin). Stejně tak je možné při uskutečňování tohoto vynálezu použít směsné hydroxyaminy, jako je monoethanolamin a monopropanolamin. Činidla pro prodlužování řetězce, které obsahují více než dvě reaktivní funkční skupiny se obecně označují spíše jako „síťovací činidla než jako „činidla pro prodlužování řetězce, nicméně terminologie není v tomto případě zcela jasná. V tomto textu
0000 ·
(i 00
0 0 0 0 0·*·
0 0Φ * 0 * 0
··»» « 4 0 · 0 » 0 « · 0
0 0 0 0 0 0 0 0 9 0 0 0 *· 00* 00 0*0 se složky obsahující dvě reaktivní funkční skupiny považují za činidla pro prodlužování řetězce, zatímco složky obsahující tři a více reaktivních funkčních skupin se považují za síťovací činidla, přičemž ve všech případech se jedná o sloučeniny o nízké molekulové hmotnosti. Pro tyto účely se primární aminoskupina považuje za jednu funkční skupinu.
Směsi podle předmětného vynálezu obvykle zahrnují katalyzátory, které podporují reakci mezi hydroxylovými skupinami a isokyanátovými skupinami za vzniku urethanových vazeb, a které se v tomto textu označují pojmem „polyurethanové katalyzátory. Skupina běžných katalyzátorů zahrnuje různé sloučeniny cínu a obecně organokovové sloučeniny. Tento typ katalyzátorů je dobře znám a jejich skupina zahrnuje dibutylcínacetát, dibutylcíndilaurát, diethylcíndiacetát, oktoát cínu a podobně, acetylacetonát niklu (což je katalyzátor se zpožděným účinkem), atd. Zvlášť aktivními katalyzátory jsou sloučeniny bismutu.
Jako katalyzátory lze podle tohoto vynálezu rovněž použít terciární aminy. Vedle katalýzy reakce, při které vznikají urethanové vazby, katalyzují terciární aminy také reakci vody s isokyanátovými skupinami, tj. „napěňovací reakci v systémech napěňovaných vodou. Jako příklad tohoto typu katalyzátoru je možné uvést triethylendiamin a diethylentriamin.
Pěnitelné směsi podle předmětného vynálezu jsou obvykle samy a sobě stabilní a nevyžadují proto použití povrchově aktivních látek stabilizujících pěnu. Avšak ve směsích podle tohoto vynálezu se vhodně používají povrchově aktivní látky
0 · · · · 0 · 0 0 0 0 0 0 • 0 0 0 0 0 0 0 0 • 0 · 0 0 0 0 0 0 0 ίίβί’ίί ; · · ;
Μ ·· 0 · 0 0 0 00 0 sloužící pro otvírání buněk pěny, přičemž je k dispozici mnoho dalších povrchově aktivních látek, které jsou v dané oblasti techniky dobře známé. Při uskutečňování předmětného vynálezu se obvykle používají silikonové povrchově aktivní látky, zejména povrchově aktivní látky na bázi polyoxyalkylensilikonového kopolymeru. Pokud se ve směsích podle předmětného vynálezu používá povrchově aktivní látka, je touto látkou výhodně výrobek společnosti Witco s označením L-3802.
Dalšími složkami, které je možné použít podle předmětného vynálezu, jsou pigmenty, plniva, přísady pro regulaci reologických vlastností, barviva, změkčovadla, organická (těkavá) nadouvadla a další činidla, která jsou v oblasti výroby polyurethanů dobře známá. V této souvislosti je možné odkázat na publikaci: Frisch, Saunders Polyurethanes: Chemistry and. Technology, Wiley Interscience a na publikaci: The Polyurethanes Handbook, Gunter Oertel (editor), Springer Verlag.
Isokyanátovou složkou podle předmětného vynálezu může být jakýkoli běžně používaný isokyanát, včetně modifikovaných isokyanátů a méně výhodně prepolymeru a kvazi-prepolymerů obsahujících isokyanátové funkční skupiny. Seznam vhodných isokyanátů je možné nalézt v patentu Spojených států amerických číslo US 5,216,041. Výhodně se podle předmětného vynálezu používají aromatické di- a polyisokyanáty a jejich analogy modifikované močovinovou skupinou, uretoniminovou skupinou, karbodiimidovou skupinou, uretdionovou skupinou, alofanátovou skupinou, urethanovou skupinou, biuretovou skupinou a isokyanurátovou skupinou. Výhodně se podle ·· ···· ·· ···· ·· · ·· · ··· · ·· · • φ · ····· · ·· ·· ♦ · · · · φ · φ· • · · · · · · · ·· •♦ ·· ·· ··· ·· ··· předmětného vynálezu používá 2, 2'-methylendifenylendiisokyanát (MDI), 2,4'-methylendifenylendiisokyanát (MDI) a
4, 4'-methylendifenylendiisokyanát (MDI) a jejich směsi a polyfenylenpolymethylenpolyisokyanáty (polymerní MDI), které se obvykle skládají z dvou, tří, čtyř a více kruhových analogů methylendifenylendiisokyanátu (MDI). Ze skupiny modifikovaných isokyanátů se výhodně podle předmětného vynálezu používají analogy methylendifenylendiisokyanátu (MDI) modifikované urethanovou skupinou a karbodiimidovou skupinou. Dále je podle tohoto vynálezu možné použít alifatické isokyanáty, avšak jejich použití není výhodné díky jejich obecně pomalejší reaktivitě. Dále je možné použít isokyanáty, jako je
2,4-toluendiisokyanát a 2,6-toluendiisokyanát a jejich směsi, zejména jejich směsi v poměru 80:20 a 65:35, které jsou komerčně dostupné, avšak jejich použití není výhodné.
Pokud se uvedená isokyanátové složka používá ve formě prepolymeru nebo kvazi-prepolymeru, reaguje přebytek isokyanátů s částí nebo se všemi složkami reagujícími s isokyanátovými skupinami kromě vody, a to buď pouhým zahříváním směsi, nebo v přítomnosti polyurethanového katalyzátoru.
Shora popsané polyoly, činidla pro prodlužování řetězce, přísady atd. se spolu smísí a výsledná směs se obvykle nastřikuje do otevřené nebo uzavřené formy. K uvedenému míšení může docházet buď pouze ve směšovací hlavě, to znamená, že v tomto případě se používá několikaproudová, vysokotlaká směšovací hlava, nebo je možné zvlášť smíchat složky reagující s isokyanátovými skupinami a isokyanátové sloučeniny do proudu A (iso), respektive B (polymer) a tyto proudy spolu • · · · • « • · ···· · · · • · · ····· · * ; ·, ; * ; ; * · ; ;
• · · » ··*·· «· · vzájemně smísit v uvedené směšovací hlavě. Uvedená směs obvykle zahrnuje vodu jakožto reaktivní nadouvadlo v množství například od přibližně 0,1 hmotnostního procenta nebo méně do přibližně 2 hmotnostních procent nebo více, vztaženo k celkové hmotnosti všech složek. Ve výhodném provedení předmětného vynálezu se voda používá v množství od přibližně
0,1 hmotnostního procenta do přibližně 2 hmotnostních procent, výhodněji v množství od 0,2 hmotnostního procenta do přibližně 1,5 hmotnostního procenta. Hustota pěn podle předmětného vynálezu je výhodně v rozmezí od 270 kilogramů/m3 do přibližně 30 kilogramů/m3, výhodněji v rozmezí od 200 kilogramů/m3 do 50 kilogramů/m3 a nej výhodněji je hustota pěn podle předmětného vynálezu přibližně 65 kilogramů/m3.
Pevnost v tlaku pěn podle předmětného vynálezu by měla být v takovém rozsahu, aby bylo možné tyto pěny použít ve výrobcích určených pro absorbování energie, tj. v rozmezí od přibližně 50 kilopascalů do přibližně 2000 kilopascalů, výhodně v rozmezí od 50 kilopascalů do 1500 kilopascalů a ještě výhodněji v rozmezí od přibližně 70 kilopascalů do 1000 kilopascalů.
Účinnost a zotavení pěny podle předmětného vynálezu jsou klíčové faktory ovlivňující chování pěny. Faktory jako je pevnost v tlaku, množství ztlumené energie, stlačitelnost atd. byly měřeny nebo vypočteny z výsledků měření vlastností pěny podle standardu ASTM D-1621 „Standard Test Method For Compressive Properties of Rigid Cellular Plastics. Při těchto testovacích metodách se používalo zařízení Instron Model 55R 112S s dynamometrem 100 kilonewtonů. Rychlost křížové hlavy byla 2,54 milimetru/minutu na každých 25,4 milimetru tloušťky • · · · ·· · · • ♦ · · · • · · · · ι · * · · ♦ · · · • · ♦ · € · · vzorku. Nominální velikost vzorků byla 101,6 milimetru x
101,6 milimetru x 25,4 milimetru. Délka a šířka všech vzorků byla měřena s přesností na tři platné číslice pomocí posuvného měřítka Mitutoyo Digimatic® a tloušťka vzorků byla měřena pomocí zařízení Mitutoyo Digimatic® Indicator, typ IDF-150E. Všechny vzorky byly před měřením za standardních laboratorních podmínek udržovány alespoň 40 hodin při teplotě 23 °C a relativní vlhkosti 50 procent. Shora uvedené testovací zařízení Instron shromažďovalo nepřetržitě během prohýbání vzorku data o síle nebo zátěži, takže byla shromážděna data o závislosti prohnutí (v milimetrech) vzorku v závislosti na jeho zatížení (v newtonech).
Pevnost v tlaku (v kilopascalech) byla vypočtena jako podíl zatížení vzorku a velikosti plochy jeho průřezu. Stlačitelnost (v procentech) byla vypočtena jako stonásobek podílu prohnutí vzorku a jeho původní tloušťky. Stlačování vzorku probíhalo až do hodnoty 80 procent nebo do dosažení maximálního zatížení uvedeného zařízení. Rozhodujícím údajem pro zaznamenání pevnosti v tlaku bylo 40 procentní stlačení vzorku. Zotavení R (v procentech) bylo vypočteno jako stonásobek podílu tloušťky vzorku měřené 5 minut po jeho 80 procentním stlačení a původní tloušťky vzorku.
Energii tlumící pěny podle předmětného vynálezu dosahují hodnot zotavení více než 80 procent, přičemž jejich účinnost je větší než 70 procent. Součet zotavení a účinnosti při vyjádření obou těchto parametrů v procentech tak vždy převyšuje hodnotu 150, zatímco hodnota zotavení činí minimálně 80 procent. Ve výhodném provedení předmětného vynálezu je • · · · • · · · • · · · · · ·· · • · 9 ····· ·· b · · · * » · 4 «· • · « « a· a ·· • · · · a a a · ·a· · hodnota zotaveni minimálně 90 procent a součet účinnosti a zotaveni je větší než 170, výhodně přibližně 180 nebo vyšší.
Tvrditelné pěnové směsi podle předmětného vynálezu je možné použít mnoha způsoby. Tak například boční vzpěry do automobilů mohou být vyrobeny tak, že se pěnitelná směs podle předmětného vynálezu zavede do pouzdra, válce apod., který je následně připevněn do vnitřku dveří vozidla. Častěji se pěnitelná směs podle předmětného vynálezu nalévá přímo do dutiny dveří, která je k tomu přizpůsobena. Části nebo součástky, jako jsou opěrky hlavy, opěrky rukou atd., je možné vyrobit tak, že se příslušná forma vyloží vhodným obkladovým materiálem, jako je vinylový polymer připomínající svým vzhledem kůži, tkanina, tj. nylon, polypropylen, polyester atd., nebo kůže, a následně se to této formy nalévá nebo nastřikuje pěna podle tohoto vynálezu, která je zde ponechána vytvrdit. V alternativním případě může být pěnitelná směs podle předmětného vynálezu nastříknuta do formy, ponechána vytvrdit, pokryta obkladovým materiálem a následně uvolněna z formy. Energii tlumící pěny podle předmětného vynálezu jsou obecně vhodné pro výrobu jakýchkoli součástek, se kterými může přijít pasažér ve vozidle do styku, ať už při běžném provozu, např. při nakládání a vykládání nákladu do vozidla, nebo v případě nárazu. Jako konkrétní příklady součástek, které mohou být vyrobeny z pěny podle předmětného vynálezu, je možné uvést přístrojové desky, sluneční clony, opěrky rukou, dveřní sloupky, opěrky hlavy, středové konzole, opěrky kolen, stropní obklady apod., bez omezení na uvedené příklady.
Obecný popis předmětného vynálezu je dále pro lepší pochopení jeho podstaty doplněn následujícími konkrétními • · · · φ · příklady provedení vynálezu, které jsou zde uvedeny jen pro ilustraci a v žádném ohledu neomezují jeho rozsah, pokud není uvedeno jinak.
Příklady 1 až 5, srovnávací příklady Cl a C2
Tuhé, energii absorbující pěny byly připraveny vzájemným smícháním jednotlivých složek ve vysokotlaké směšovací hlavě nebo ve vysokorychlostním rotačním mísiči, nastříknutím proudu takto důkladně promíchané směsi do formy a ponecháním uvedené směsi napěnit. Po důkladném vytvrzení byly ze středu jednotlivých pěn vykrojena testovací tělesa, jejichž velikost byla popsána výše, a tato tělesa byla podrobena testům pro zjištění charakteristik absorpce energie.
V následujících příkladech byl polyolem A polyol připravený z glycerinu za katalýzy hydroxidem draselným, který obsahoval 43 procent pevných částic a 20 hmotnostních procent koncových polyoxyethylenových skupin, který byl komerčně dostupný od společnosti Lyondell Chemical Co. pod obchodním názvem Flexure® 3000 polymer polyol. Uvedené pevné polymerní částice byly tvořeny styren/polyakrylonitrilovým kopolymerem (63:37), který byl polymerován in šitu. Polyol A, jehož základní polyol měl hydroxylové číslo 35,7, byl polyolem o vysoké molekulové hmotnosti podle předmětného vynálezu.
Polyolem B byl polymerní polyol obsahující přibližně 21 procent pevných částic vinylového polymeru, který byl polymerován in šitu, a jehož hydroxylové číslo bylo 245.
• · · · • · · · • · · · · · Φ · φ ♦ · φ · · · φ · « ·
2ΐ : ·: :
• Φ φφ φφφφφ ·· ·
Polyol Β byl komerčně dostupný od společnosti Lyondell Chemical Co. pod obchodním názvem Flexure® 1000 polymer polyol.
Polyolem C byl polymerní polyol obsahující 21 hmotnostních procent akrylonitrilového polymeru rozptýleného v polyoxypropylentriolu, který byl připraven z glycerinu, a který obsahoval koncové ethylenoxidové skupiny, jehož hydroxylové číslo bylo 28.
Složení jednotlivých směsí a výsledky provedených testů jsou shrnuty v následující tabulce 1.
Tabulka 1
Přiklad 1 2 3 4
polyol A 90 90 80 80
polyol B 10 10 . 20 20
polyol C - - - -
ethylenglykol - - -
dibutylcindilaurát - - - -
triethylendiamin - - -
A-107 0,60 0, 60 0,60 0,55
voda 1,50 1,25 1,25 0,57
polymerní MDI(31,3-31,5 % FNCO) 33,23 29,43 34, 91 24,58
celkový obsah pevných částic (procento) 28,2 29, 1 26, 4 28,7
hustota jádra (kilogram/m3) 66, 6 76, 2 71, 6 149,4
pevnost v tlaku (kilopascal) 77,9 84,8 119, 3 295,1
množství ztlumené energie (joule) 6,7 7,0 9,2 23,7
účinnost E (procento) 83,4 81,4 85,6 75, 6
zotavení R (procento) 96, 4 97,2 90, 9 97,2
E + R 180 179 177 173
Tabulka 1 - dokončeni
Příklad 5 Cl C2
polyol A 60 - -
polyol B 40 - -
polyol C - 100 100
ethylenglykol - 7,0 7,0
dibutylcíndilaurát - 0,02 0,02
triethylendiamin - 0,20 0, 02
A-107 0,55 - -
voda 0,39 3, 0 3, 0
polymerni MDI(31,3-31,5 % FNCO) 32,80 85,24 85,24
celkový obsah pevných částic (procento) 24,03 10,8 10,8
hustota jádra (kilogram/m3) 186, 9 89, 1 88,4
pevnost v tlaku (kilopascal) 1055 288,2 301,3
množství ztlumené energie (joule) 48, 9 26, 1 27,5
účinnost E (procento) 79,4 84,3 84,4
zotavení R (procento) 85, 0 67,6 69, 6
E + R 164 152 154
Z údajů v tabulce 1 vyplývá, že energii tlumící pěny podle předmětného vynálezu vykázaly vynikající účinnost při absorpci energie a zotavení v širokém rozsahu hustot. Pěny ve srovnávacích příkladech Cl a C2 byly připraveny podle příkladů 2, 3 a 4 uvedených v patentu Spojených států amerických číslo US 4,212,954. Ze získaných výsledků vyplývá, že uvedené dvě pěny mohou v závislosti na jejich hustotě absorbovat významné množství energie. Avšak množství absorbované energie a účinnost v případě těchto pěn jsou • · · · · ·
9 9 9 9 99 9
9 999999 ♦ 9 9 99999 99 ·9 9999999 9 vykoupeny nízkou hodnotou zotavení, která je menší než 70 procent. Takovéto pěny nejsou vhodné pro použití ve viditelných součástkách automobilů, protože vykazují po prvním nárazu viditelné otlaky, a nejsou schopné zajistit jejich původní kapacitu absorpce energie, což má zajistit ochranu pasažérů při několika po sobě následujících těžkých nárazech. Hodnota součtu E + R je průměrně 153, což je opět nedostatečné.
Všechny pěny podle předmětného vynálezu vykázaly zotavení větší než 85 procent, přičemž zcela běžně tyto pěny vykázaly zotavení větší než 90 procent. Současně však zůstaly zachovány vysoké hodnoty účinnosti. Hodnota součtu E + R byla ve všech případech větší než 160 při současném zachování hodnoty zotavení větší než 80 procent. V případě většiny pěn podle předmětného vynálezu bylo dosaženo větších hodnot součtu E + R než 170.
Předmětný vynález je možné prakticky uskutečnit pomocí jakékoli kombinace složek, které splňují nezbytné požadavky na ně kladené, s vyloučením dalších složek, ať už byly jmenované v tomto textu nebo ne, a libovolného nebo konkrétního příkladu požadované skupiny složek. Složkou požadovanou pro uskutečnění předmětného vynálezu je isokyanát, první polyolová složka, druhá polyolová složka a rozptýlené pevné polymerní částice, jejichž celkové množství je 15 hmotnostních procent nebo více. Předmětný vynález je možné v případě potřeby uskutečnit například s vyloučením činidel pro prodlužování řetězce, síťovacich činidel a dalších polyolů.
• · · · · · • · · · ♦ · < · · * · · · · · · ίί·ί*ίϊί’:;
• · ·* ····« ·· ·
Výrazem „faktor účinnosti/zotaveni se rozumí součet v procentech vyjádřených hodnot účinnosti a zotaveni, které byly naměřeny shora popsaným způsobem. Faktor účinnosti/zotaveni je vyjádřen jako číslo bez symbolu procenta. Výrazem „celkový obsah pevných vinylových.částic se rozumí množství všech částic vinylového polymeru přítomného ve formě rozptýlené fáze polymernich polyolů podle tohoto vynálezu, vyjádřené v hmotnostních procentech, vztaženo na celkovou hmotnost tvrditelné směsi podle předmětného vynálezu nebo na celkovou hmotnost pěny vyrobené z této směsi, což je v podstatě totéž. Pojmem „s koncovými isokyanátovými skupinami používaným v souvislosti s prepolymery a kvaziprepolymery se rozumí produkt reakce stechiometrického přebytku di- nebo polyisokyanátu s di- nebo více funkcionálním polyetherickým polyolem o molekulové hmotnosti větší než 300 Daltonů, nebo v přebytku 10 hmotnostních procent polyolu o vysoké molekulové hmotnosti. Tak například z pohledu odborníka v dané oblasti techniky není methylendifenylendiisokyanát (MDI) modifikovaný urethanovou skupinou, který má nízkou molekulovou hmotnost, prepolymerem nebo kvazi-prepolymerem.
Po prostudování shora uvedeného úplného popisu předmětného vynálezu je odborníkovi v dané oblasti zřejmé, že je možné provést mnoho změna a modifikací, aniž by byl překročen rozsah předmětného vynálezu vyplývající z výše uvedeného popisu.

Claims (19)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY ·· «·00 ·· 0000 00 · ♦ · · 0 · · · 0 · 0 ·· · 0 · 0 0 0 00 0 ·· 0000 0000 0 •000 ·* · 0 0 0 0· ·· 0· 0·0 00 000
    1. Tuhá polyurethanová pěna tlumici energii vyznačující se tím, že má hustotu v rozmezí od 30 kilogramů/m3 do přibližně 270 kilogramů/m3, její účinnost absorpce energie při 40 procentním stlačení je větší než
    70 procent, její zotavení po 80 procentním stlačení je větší než 80 procent a její faktor účinnosti/zotavení je větší než 150.
  2. 2. Tuhá, energii absorbující pěna podle nároku 1, vyznačující se tím, že touto pěnou je buněčný produkt o isokyanátovém indexu v rozmezí od přibližně 90 do přibližně 130 vzniklý reakcí jednoho nebo více di- a/nebo polyisokyanátů s polyolovou směsí zahrnující
    a) první polyolovou složku, jejíž nominální funkcionalita je přibližně 2,5 nebo více a jejíž minimální molekulová hmotnost je přibližně
    3000 Daltonů;
    b) druhou polyolovou složku, jejíž nominální funkcionalita je od přibližně 3,0 do přibližně 6,0 a jejíž hydroxylové číslo je v rozmezí od přibližně 160 do přibližně 800, přičemž tato druhá polyolová složka tvoří minimálně přibližně 1 hmotnostní procento z celkového množství polyolu;
    přičemž tato polyolová směs obsahuje dostatečné množství pevných částic vinylového polymerního polyolu, takže celkový obsah pevných vinylových • · ♦··· • · · · · · částic, vztažený na celkovou hmotnost uvedené pěny, je přibližně 15 hmotnostních procent nebo více, přičemž uvedené pevné částice vinylového polymeru obsahují styren a akrylonitril ve vzájemném poměru, který je průměrně větší než jedna.
  3. 3. Energii tlumící pěna podle nároku 1, vyznačující se tím, že tato pěna se vyrábí jednostupňovým procesem.
  4. 4. Energii tlumící pěna podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedený di- nebo polyisokyanát zahrnuje jeden nebo více isokyanátů vybraných ze skupiny zahrnující toluendiisokyanát a jeho jednotlivé izomery, methylendifenylendiisokyanát a jeho jednotlivé isomery, polymethylenpolyfenylenpolyisokyanát a analogy uvedených isokyanátů modifikované urethanovou skupinou, močovinovou skupinou, biuretovou skupinou, karbodiimidovou skupinou, alofanátovou skupinou, uretoniminovou skupinou, uretdionovou skupinou a isokyanurátovou skupinou.
  5. 5. Energii tlumící pěna podle nároku 4, vyznačující se tím, že uvedený di- nebo polyisokyanát neobsahuje prepolymery s koncovými isokyanátovými skupinami.
  6. 6. Energii tlumící pěna podle nároku 1, vyznačující se tím, že její faktor účinnosti/zotavení je větší než 170.
  7. 7. Energii tlumící pěna podle nároku 2, vyznačující se tím, že celkový obsah pevných vinylových částic v této pěně je větší než přibližně 20 hmotnostních procent.
  8. 8.
    8.
  9. 9.
    9.
  10. 10.
    10.
  11. 11.
    11.
  12. 12 .
    12 .
  13. 13.
    13.
  14. 14.
    14.
    ···· ·· • · 9 · • ··· · 0 • · · · · • · · ·
    Energii tlumící pěna podle nároku 2, vyznačující se tím, že celkový obsah pevných vinylových částic v této pěně je větší než přibližně 25 hmotnostních procent.
    Energii tlumící pěnu obsahující vyrobená součástka se zlepšenými vlastnostmi vyznačující se tím, že zahrnuje jako uvedenou energii tlumící pěnu energii tlumící pěnu podle nároku 1.
    Energii tlumící pěnu obsahující vyrobená součástka se zlepšenými vlastnostmi vyznačující se tím, že zahrnuje jako uvedenou energii tlumící pěnu energii tlumící pěnu podle nároku 2.
    Energii tlumící pěnu obsahující vyrobená součástka se zlepšenými vlastnostmi vyznačující se tím, že zahrnuje jako uvedenou energii tlumící pěnu energii tlumící pěnu podle nároku 3.
    Energii tlumící pěnu obsahující vyrobená součástka se zlepšenými vlastnostmi vyznačující se tím, že zahrnuje jako uvedenou energii tlumící pěnu energii tlumící pěnu podle nároku 4.
    Energii tlumící pěnu obsahující vyrobená součástka se zlepšenými vlastnostmi vyznačující se tím, že zahrnuje jako uvedenou energii tlumící pěnu energii tlumící pěnu podle nároku 5.
    Energii tlumící pěnu obsahující vyrobená součástka se zlepšenými vlastnostmi vyznačující se tím, že zahrnuje ··♦· ·* ···· · · ·« ·· · · · ··· * * * • · ···* · · « · · ······ »··· ·♦ ·· ·· ·»· ·* ··«
  15. 15.
  16. 16.
  17. 17.
  18. 18.
    jako uvedenou energii tlumící pěnu energii tlumící pěnu podle nároku 6.
    Energii tlumící pěnu obsahující vyrobená součástka se zlepšenými vlastnostmi vyznačující se tím, že. zahrnuje jako uvedenou energii tlumící pěnu energii tlumící pěnu podle nároku 7.
    Energii tlumící pěnu obsahující vyrobená součástka se zlepšenými vlastnostmi vyznačující se tím, že zahrnuje jako uvedenou energii tlumící pěnu energii tlumící pěnu podle nároku 8.
    Energii tlumící pěnu obsahující vyrobená součástka se zlepšenými vlastnostmi vyznačující se tím, že zahrnuje jako uvedenou energii tlumící pěnu energii tlumící pěnu podle nároku 9.
    Součástka podle nároku 9, vyznačující se tím, že uvedenou energii tlumící pěnou je buněčný produkt reakce jednoho nebo více di- nebo polyisokyanátů s polyolovou směsí zahrnující první polyolovou složku, která zahrnuje polymerní polyol obsahující od přibližně 20 hmotnostních procent do přibližně 50 hmotnostních procent pevných částic vinylového polymeru ve formě rozptýlené fáze, jehož číselně střední molekulová hmotnost je v rozmezí od přibližně 3000 Daltonů do přibližně 8000 Daltonů; a druhý polyol o nízké molekulové hmotnosti, jehož hydroxylové číslo je v rozmezí od přibližně 200 do přibližně 800 Daltonů, přičemž celkový obsah uvedených pevných ···· částic vinylového polymeru v této pěně je více než přibližně 25 hmotnostních procent.
  19. 19.
    Energii tlumící pěna podle nároku 1, vyznačující se tím, že je napěněna uvnitř vrstvy estetického, obkladového materiálu, kterým je textilie, vinylový polymer nebo kůže.
CZ20011565A 1998-11-06 1999-11-02 Tuhá polyurethanová pena tlumící energii s vysokým zotavením CZ300607B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/187,869 US6127443A (en) 1998-11-06 1998-11-06 Energy management polyurethane rigid foams with high recovery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ20011565A3 true CZ20011565A3 (cs) 2001-09-12
CZ300607B6 CZ300607B6 (cs) 2009-06-24

Family

ID=22690832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20011565A CZ300607B6 (cs) 1998-11-06 1999-11-02 Tuhá polyurethanová pena tlumící energii s vysokým zotavením

Country Status (21)

Country Link
US (1) US6127443A (cs)
EP (1) EP1147141B1 (cs)
JP (1) JP2002529557A (cs)
KR (1) KR100564875B1 (cs)
CN (1) CN1123586C (cs)
AT (1) ATE232548T1 (cs)
AU (1) AU748765B2 (cs)
BR (1) BR9915121B1 (cs)
CA (1) CA2348427C (cs)
CZ (1) CZ300607B6 (cs)
DE (1) DE69905404T2 (cs)
DK (1) DK1147141T3 (cs)
ES (1) ES2192404T3 (cs)
HK (1) HK1042102A1 (cs)
HR (1) HRP20010318A2 (cs)
HU (1) HUP0104191A3 (cs)
NO (1) NO20012204L (cs)
PL (1) PL200228B1 (cs)
RU (1) RU2237679C2 (cs)
TR (1) TR200101219T2 (cs)
WO (1) WO2000027898A1 (cs)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8106121B2 (en) * 2002-03-15 2012-01-31 Basf Aktiengesellschaft Graft polyols with a bimodal particle size distribution and method for producing graft polyols of this type, in addition to the use thereof for producing polyurethanes
US20040001945A1 (en) * 2002-06-27 2004-01-01 Cate Peter J. Composite foam structure having an isotropic strength region and anisotropic strength region
US6833390B2 (en) * 2002-07-22 2004-12-21 Bayer Polymers Llc Process for preparing closed-cell water-blown rigid polyurethane foams having improved mechanical properties
ES2381663T3 (es) * 2002-10-15 2012-05-30 Basf Se Procedimiento para obtención de espumas duras de poliuretano con polioles graft
US7078443B2 (en) * 2003-10-22 2006-07-18 Intellectual Property Holdings, Llc Viscoelastic foam layer and composition
EP1553129B2 (en) 2004-01-08 2014-07-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Method for producing rigid polyurethane foam
US7456245B2 (en) * 2004-11-24 2008-11-25 Battelle Memorial Institute Energy-absorbent material and method of making
US7320911B2 (en) 2004-12-06 2008-01-22 Micron Technology, Inc. Methods of forming pluralities of capacitors
US20070123597A1 (en) * 2005-11-29 2007-05-31 Ford Global Technologies, Llc Encapsulated flexible polyurethane foam and method for making polyol to form foam
CN101421326B (zh) * 2006-04-12 2011-10-26 巴斯夫欧洲公司 制备聚氨酯的方法
WO2008083295A1 (en) 2006-12-29 2008-07-10 Johnson Controls Technology Company Polyurethane foam formulation, products and methods
PT2209827T (pt) * 2007-11-14 2016-08-31 Basf Se Poliuretanos espumados, possuindo propriedades melhoradas de resistência a flexões repetidas
KR100969016B1 (ko) * 2007-12-13 2010-07-09 현대자동차주식회사 내 가수분해성이 향상된 스티어링휠용 폴리우레탄 발포체
BR112017024681B1 (pt) * 2015-06-01 2021-12-14 Dow Global Technologies Llc Composição curável, adesivo à base de poliuretano e revestimento à base de poliuretano
CN105367740B (zh) * 2015-11-09 2018-06-26 淄博德信联邦化学工业有限公司 高密度海绵及其制备方法
CN106117488B (zh) * 2016-07-21 2019-04-12 山东一诺威聚氨酯股份有限公司 聚氨酯模塑床垫组合物及其制备方法
CN109553753A (zh) * 2018-11-20 2019-04-02 顾紫敬 一种聚氨酯半硬质泡沫塑料
CN114015227B (zh) * 2021-12-22 2023-06-16 苏州赛伍应用技术股份有限公司 一种快速固化慢回弹丙烯酸泡棉及其制备方法和应用

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4190712A (en) * 1974-06-21 1980-02-26 Mccord Corporation Low density energy management urethane foam
IT1035789B (it) * 1974-06-21 1979-10-20 Mccord Corp Schiuma uretanica che assorbe energia d urto in particolare per paraurti di autoveicoli
GB1545098A (en) * 1975-12-29 1979-05-02 Berol Kemi Ab Polyurethane foams their preparation and use
JPS5321296A (en) * 1976-08-10 1978-02-27 Toyota Motor Corp Shock-absorbent urethane foam
US4282330A (en) * 1979-08-03 1981-08-04 Texaco Inc. Energy management polyether polyurethane foam
US4866102A (en) * 1987-11-20 1989-09-12 Pray Edward R Moldable energy absorbing rigid polyurethane foams
US5167941A (en) * 1988-11-29 1992-12-01 The Dow Chemical Company Quaternary polyamines as sulfite oxidation inhibitors in amine scrubbing of SO2
US5216041A (en) * 1990-12-27 1993-06-01 Basf Corporation Energy absorbing, water blown, rigid polyurethane foam
US5143941A (en) * 1990-12-27 1992-09-01 Basf Corporation Energy absorbing, water blown, rigid polyurethane foam
US5187204A (en) * 1990-12-27 1993-02-16 Basf Corporation Energy absorbing, water blown, rigid polyurethane foam articles
US5580651A (en) * 1991-08-13 1996-12-03 Woodbridge Foam Corporation Energy absorbing panel
US5248703A (en) * 1992-03-13 1993-09-28 Basf Corporation Rigid polyurethane foams containing lithium salts for energy absorbing applications
US5248704A (en) * 1992-06-04 1993-09-28 Basf Corporation Energy absorbing, water blown, rigid polyurethane foam
US5453455A (en) * 1993-01-25 1995-09-26 Basf Corporation Rigid polyurethane foams containing lithium salts for energy absorbing applications
TW514645B (en) * 1996-10-15 2002-12-21 Shell Int Research Polyol combination
US5847014A (en) * 1997-04-15 1998-12-08 Bayer Corporation Water blown, energy absorbing foams
US5919395A (en) * 1997-10-30 1999-07-06 Shell Oil Company Polyol combination

Also Published As

Publication number Publication date
AU1268500A (en) 2000-05-29
WO2000027898A1 (en) 2000-05-18
KR20010100984A (ko) 2001-11-14
HUP0104191A3 (en) 2003-01-28
CN1123586C (zh) 2003-10-08
CN1325415A (zh) 2001-12-05
ES2192404T3 (es) 2003-10-01
BR9915121B1 (pt) 2008-11-18
JP2002529557A (ja) 2002-09-10
KR100564875B1 (ko) 2006-03-30
CA2348427C (en) 2009-04-28
ATE232548T1 (de) 2003-02-15
CA2348427A1 (en) 2000-05-18
HRP20010318A2 (en) 2002-06-30
CZ300607B6 (cs) 2009-06-24
US6127443A (en) 2000-10-03
HUP0104191A2 (hu) 2002-02-28
HK1042102A1 (en) 2002-08-02
PL347510A1 (en) 2002-04-08
DK1147141T3 (da) 2003-04-14
AU748765B2 (en) 2002-06-13
PL200228B1 (pl) 2008-12-31
TR200101219T2 (tr) 2001-09-21
EP1147141B1 (en) 2003-02-12
DE69905404T2 (de) 2003-07-31
EP1147141A1 (en) 2001-10-24
RU2237679C2 (ru) 2004-10-10
BR9915121A (pt) 2001-07-31
NO20012204L (no) 2001-06-26
DE69905404D1 (de) 2003-03-20
NO20012204D0 (no) 2001-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ20011565A3 (cs) Energii tlumící polyurethanové tuhé pěny s vysokým zotavením
KR101865980B1 (ko) 난연성 가요성 폴리우레탄 발포체
JP5905892B2 (ja) 低密度高弾性軟質ポリウレタンフォームの製造方法
NZ234035A (en) Preparation of polyurethane foams from polypropylene oxides
US5621016A (en) Polyisocyanate compositions and low density flexible polyurethane foams produced therewith
WO2000002940A2 (en) Permanent gas blown microcellular polyurethane elastomers
EP2609131B1 (en) Method for making resilient low density polyurethane foam having low compression sets
CA2171497C (en) Process for manufacturing foam with improved wet set properties
CA2014508A1 (en) Polyisocyanate compositions and their use in the manufacture of polymeric foams
CN101622293A (zh) 减少来自填充空腔的低密度nvh聚氨酯泡沫材料的voc排放
JP2002529557A5 (cs)
EP2519558B1 (en) Method for making low density polyurethane foam for sound and vibration absorption
JP5036108B2 (ja) エネルギー吸収用水発泡低密度ポリウレタンフォームおよびその製造方法
US20230303792A1 (en) Additive for Reducing Polyurethane Foam Degradation
EP0473220A2 (en) Energy-absorbing flexible polyurethane foam
MXPA97002992A (en) Parts molded by injection of reaction, reinforced, low density, which have an improved coefficient of linear thermal expansion and properties of deflection of the ac
MXPA01000191A (en) Permanent gas blown microcellular polyurethane elastomers

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 19991102