TW201329124A - 可洗之黏彈性可撓聚胺基甲酸酯發泡體 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種製造具有至少1 m3/s之氣流值之黏彈性可撓聚胺基甲酸酯發泡體之方法，其包括將(a)聚異氰酸酯與(b)具有異氰酸酯反應性基之聚合物、(c)視情況之鏈延長及/或交聯劑、(d)視情況之羥基值為100至500 mg KOH/g之具有一種個氰酸酯反應性基之化合物、(e)催化劑、(f)發泡劑以及視情況之(g)添加劑混合，以形成反應混合物及將其轉化為可撓聚胺基甲酸酯發泡體，其中該等具有異氰酸酯反應性基之聚合物(b)包括(b1)10至40 wt%之至少一種基於3至6-官能性起始分子之聚環氧烷，其羥基值為90至300 mg KOH/g，及基於環氧烷含量之環氧丙烷比例為80至100 wt%，(b2)5至20 wt%之至少一種基於2至4-官能性起始分子之聚環氧烷，其羥基值為10至60 mg KOH/g，及基於環氧烷含量之環氧丙烷比例為80至100 wt%，(b3)10至50 wt%之至少一種基於2至4-官能性起始分子之聚環氧烷，其羥基值為10至55 mg KOH/g，及基於環氧烷含量之環氧乙烷比例為70至100 wt%，及(b4)0至20 wt%之至少一種基於2-官能性起始分子之聚環氧烷，其羥基值為50至200 mg KOH/g，及基於環氧烷含量之環氧乙烷比例為80至100 wt%，及其中基於具有異氰酸酯反應性基之聚合物(b)之總重量，化合物b1)至b4)之比例至少為80 wt%。本發明進一步係關於一種可藉由該方法獲得之具有至少1 dm3/s之氣流值之黏彈性聚胺基甲酸酯發泡體，且關於一種該聚胺基甲酸酯發泡體於床墊及坐墊之用途。

Description

可洗之黏彈性可撓聚胺基甲酸酯發泡體

本發明係關於一種製造具有至少1 m³/s之氣流值之黏彈性可撓聚胺基甲酸酯發泡體之方法，其包括將(a)聚異氰酸酯與(b)具有異氰酸酯反應性基之聚合物、(c)視情況之鏈延長及/或交聯劑、(d)視情況之羥基值為100至500 mg KOH/g之具有一個異氰酸酯反應性基之化合物、(e)催化劑、(f)發泡劑以及視情況之(g)添加劑混合以形成反應混合物及將其轉化為可撓聚胺基甲酸酯發泡體，其中該具有異氰酸酯反應性基之聚合物(b)包括(b1)10至40 wt%之至少一種基於3至6-官能性起始分子之聚環氧烷，其羥基值為90至300 mg KOH/g，及基於環氧烷含量之環氧丙烷比例為80至100 wt%，(b2)5至20 wt%之至少一種基於2至4-官能性起始分子之聚環氧烷，其羥基值為10至60 mg KOH/g，及基於環氧烷含量之環氧丙烷比例為80至100 wt%，(b3)10至50 wt%之至少一種基於2至4-官能性起始分子之聚環氧烷，其羥基值為10至55 mg KOH/g，及基於環氧烷含量之環氧乙烷比例為70至100 wt%，及(b4)0至20 wt%之至少一種基於2-官能性起始分子之聚環氧烷，其羥基值為50至200 mg KOH/g，及基於環氧烷含量之環氧乙烷比例為80至100 wt%，及其中基於具有異氰酸酯反應性基之聚合物(b)之總重量，化合物b1)至b4)之比例至少為80 wt%。本發明進一步係關於一種可藉由此方法獲得之具有至少1 dm³/s之氣流值之黏彈性聚胺基甲酸酯發泡體，且關 於一種該聚胺基甲酸酯發泡體用於床墊及坐墊之用途。

在近幾年中，黏彈性可撓聚胺基甲酸酯發泡體已越來越受重視。特定而言，彼等係用於製造襯墊物、枕頭、床墊或用於減振，例如，在地毯背部發泡或原位空腔發泡。黏彈性發泡體特徵為在壓縮後將緩慢回彈。

目前，存在兩種不同類別之黏彈性發泡體，彼等不同在於孔結構及黏彈性之機制。

所謂之氣動(物理上)黏彈性發泡體(pVE)係具有穿孔孔膜之閉孔可撓PU發泡體，其氣流值非常低。在壓縮時，從發泡體之孔擠壓出空氣。在減壓時，氣流值限制發泡體鬆弛回至其原始形狀之速率。因此，回彈時間尤其取決於可撓PU發泡體之穿孔/開孔含量之程度。可撓PU發泡體之閉孔含量越高，回彈越緩慢。

具有氣動黏彈性之聚胺基甲酸酯發泡體之實例已廣泛地描述於文獻及專利文獻中。早在1989年，DE3942330描述一種用於製造具有黏彈性、結構聲阻尼性質之可撓聚胺基甲酸酯發泡體之方法，及其中所使用之聚環氧烷-聚醇混合物。

黏彈性性質可以不同方式獲得。US6391935、EP 908478及WO 2005/003206分別描述一元醇、環狀及雜環組分及某些鏈延長劑之用途。

該等專利文獻相同之處係在於占主要比例之聚醚醇混合物係由非常親水性構建組塊，特別係聚環氧乙烷單元構 成。此外，聚胺基甲酸酯發泡體之孔壓倒性地為具有穿孔之閉孔，及所以黏彈性效果主要係由於孔膜之低氣流值。

所引用之參考中所述之氣動黏彈性聚胺基甲酸酯發泡體具有高閉孔含量之優點大大限制空氣交換。若無空氣交換，則例如不能從人體移除熱量，從而導致出汗增加，且不能移除例如來自人體出汗或清洗的潮濕空氣。此外，高比例之親水性多元醇意味著發泡體係非常親水，趨於吸收水分及僅緩慢地再次釋放水，且因此趨於膨脹。此等黏彈性聚胺基甲酸酯發泡體之另一缺點係其低機械強度，更特定而言由低尤其係拉伸強度值反映，其在潮濕狀態下甚至更差。

此外，發泡體之高親水性導致高吸水性，例如以水珠之形式或在試圖洗滌發泡體時。水可進入穿孔孔中以及進入發泡體之親水性基質中，從而導致發泡體大量膨脹。由於此等發泡體之低氣流值，無法對其進行非破壞性乾燥。

乾燥此等潮濕發泡體之嘗試將常常導致孔膜爆破或破裂，從而導致損失黏彈性行為且破壞發泡體之框架。

所謂之結構上或化學上黏彈性可撓聚胺基甲酸酯發泡體(cVE)特徵在於其玻璃化轉變溫度在室溫附近。此等cVE發泡體可為開孔且仍具有黏彈性。

藉由使用特定的聚醚多元醇組合物以及或多或少可自由選擇之異氰酸酯組分，來控制此處之回彈時間。開孔發泡體用於希望特別舒適的(尤其)床墊及枕頭有優勢，因為其能夠使其進行空氣交換，且提供經改良之小氣候。

開孔的結構上黏彈性可撓發泡體(cVE)之實例已被廣泛地描述於專利文獻及文獻中。US7022746描述一種開孔黏彈性發泡體，其具有與10至12℃下之損耗模數之tan δ之最大值耦合之至多3.9 dm³/s之ASTM3574G-95氣流值。在其目標之中尤其包括改良機械性能之此參考進一步描述一種具有37至60 kPa之拉伸強度之黏彈性聚胺基甲酸酯發泡體。兩種主要多元醇可用於在該參考中，彼等各具有30至70 wt%之重量比例，一種多元醇係由環氧乙烷構建組塊組成(達70至100 wt%之程度)，而第二種多元醇係由環氧丙烷構建組塊組成(達70至100 wt%之程度)。因此，最低限度而言，此發泡體較僅由基於環氧乙烷之多元醇所獲得之發泡體更具疏水性，但特別係水中之膨脹性以及此等發泡體之拉伸強度需要進一步改良。

DE 102997061883描述一種據稱為開孔型之板材發泡體系統，但其經製造後開始必須具有撓性。所使用之多元醇本質上係由近一半及一半的PO及EO構建組塊構成之多元醇。

DE 102997061883之發泡體在生產狀態下係閉孔的，只有在機械彎曲後，孔膜才爆開至一定程度。該專利文件未列舉任何所測量之DIN氣流值，但指出，室內測量發現350 mm水柱之空氣阻力，其表示非常低的氣流。此外，根據DE102997061883之發泡體展示36 kPa之非常低的拉伸強度。

據稱此等缺點可藉由使用特定多元醇來彌補。WO 2008002435描述一種在雙酚A上起始之聚醚醇之用途，其應獲得增加之拉伸強度，但所得到之發泡體僅展示至多65 kPa之拉伸強度。

EP 1960452描述一種包括明顯減少比例之親水性多元醇之配方。熟習此項技術者預期其導致明顯降低吸水性及降低發泡體膨脹度。該專利文獻中所提及之可撓發泡體事實上展示僅減少4至7%之水中膨脹度。同樣指出先前技術中所提及之親水性可撓發泡體係不適合的，因為彼等在潮濕介質中之約40%之膨脹度。該專利文獻中所引用之發泡體再次展示僅至多63 kPa之低拉伸強度，且因此不適合用於高機械負載(儘管其具有低吸水性)。

DE 10352100涉及黏彈性發泡體於水中之膨脹行為，且描述一種氣動黏彈性發泡體，其具有改良之水解及老化性質。其亦描述一種在寬廣溫度範圍內具有黏彈性質之發泡體。其係藉由使用10至60 wt%之丙烯酸多元醇來獲得。水中之膨脹度係4%且tan δ曲線保證在寬廣溫度範圍內之黏彈性行為。其未報告拉伸強度。使用丙烯酸多元醇之缺點係價格高及特別係丙烯酸酯之高排放量，其變為明顯令人不快的氣味。此等發泡體進一步亦展示具有所列舉之缺點之高閉孔含量。

WO 2007/144272描述一種疏水性黏彈性開孔板材發泡體，其包括TDI作為異氰酸酯組分。使用包括高比例之聚合聚醚醇(接枝聚醚)之多元醇組分。缺點係報告為40至60 kPa之低拉伸強度及僅為30至60 L/min之低氣流值。

目前，使用基於可再生原料之經化學改性或未改性之聚醚醇或一元醇係最近申請之申請案中之頻繁話題。在EP 1981926 WO 2009/106240以及WO 2009/032894中，發現此等所謂之生物多元醇係用於黏彈性開孔發泡體之部分中。低拉伸強度又係一缺點，即在所引用之專利文獻中之任一者中所報告之最大值為70 kPa。

本發明的目標係提供一種黏彈性可撓聚胺基甲酸酯發泡體，其藉由使用基本上習知之多元醇而具有傑出的氣流值及高拉伸強度。本發明進一步的目標係提供一種聚胺基甲酸酯發泡體，其可非破壞性地洗滌，特別在至多60℃之溫度下，使用習知洗衣粉之市售洗衣機中，且隨後乾燥而不因為洗滌及乾燥而損失黏彈性質。

吾人驚人地發現藉由用於製造具有至少1 m³/s之氣流值之黏彈性可撓聚胺基甲酸酯發泡體之方法，可實現此目標，該方法包括將(a)聚異氰酸酯與(b)具有異氰酸酯反應性基之聚合物、(c)視情況之鏈延長及/或交聯劑、(d)視情況之羥基值為100至500 mg KOH/g之具有一個異氰酸酯反應性基之化合物、(e)催化劑、(f)發泡劑以及視情況之(g)添加劑混合以形成反應混合物及將其轉化為可撓聚胺基甲酸酯發泡體，其中具有異氰酸酯反應性基之聚合物(b)包括(b1)10至40 wt%之至少一種基於3至6-官能性起始分子之聚環氧烷，其羥基值為90至300 mg KOH/g，及基於環氧烷含量之環氧丙烷比例為80至100 wt%，(b2)5至20 wt%之至 少一種基於2至4-官能性起始分子之聚環氧烷，其羥基值為10至60 mg KOH/g，及基於環氧烷含量之環氧丙烷比例為80至100 wt%，(b3)10至50 wt%之至少一種基於2至4-官能性起始分子之聚環氧烷，其羥基值為10至55 mg KOH/g，及基於環氧烷含量之環氧乙烷比例為70至100 wt%，及(b4)0至20 wt%之至少一種基於2-官能性起始分子之聚環氧烷，其羥基值為50至200 mg KOH/g，及基於環氧烷含量之環氧乙烷比例為80至100 wt%，且其中基於具有異氰酸酯反應性基之聚合物(b)之總重量，化合物b1)至b4)之比例至少為80 wt%。

本發明之開孔黏彈性可撓聚胺基甲酸酯發泡體之特徵為在-10至40℃之溫度範圍內，較佳在0至35℃之溫度範圍內，更佳係在10至35℃之溫度範圍內及尤其係在15至30℃之溫度範圍內之損耗模數tan δ之最大絕對值。損耗模數tan δ之最大絕對值對應於ASTM D 4065-99玻璃化轉變溫度。本發明之黏彈性聚胺基甲酸酯發泡體另外具有低於20%之DIN EN ISO 8307回彈率，且亦具有高阻尼行為，其反映為20℃下至少0.2，較佳至少0.4，更佳至少0.5之tan δ值。按照DIN EN ISO 6721-1、DIN EN ISO 6721-2、DIN EN ISO 6721，使用動態機械分析(DMA)，在1 Hz之頻率下及在-80至+200℃之溫度範圍內，在變形0.3%下，測定tan δ。溫度程序係以5℃之跨度運行。

本發明之黏彈性聚胺基甲酸酯發泡體亦展示至少1.0 dm³/s，較佳至少1.2 dm³/s，更佳至少1.4 dm³/s及尤其至少 1.5 dm³/s之DIN EN ISO 8307氣流值。根據本發明之可撓聚胺基甲酸酯發泡體之密度係小於150 g/l，較佳係在20之100 g/l之範圍內，更佳係在30至80 g/l之範圍內，且尤其係在40至60 g/l之範圍內。

適用的聚異氰酸酯a)原則上包括單獨或組合之分子中具有兩個或更多個之異氰酸酯基之任何己知化合物。二異氰酸酯較佳。本發明之方法較佳係利用二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、甲苯二異氰酸酯(TDI)或MDI-TDI混合物。

所使用之二苯基甲烷二異氰酸酯可為選自由2,2'-二苯基甲烷二異氰酸酯、2,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯或4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯，或兩種或所有三種異構體之混合物組成之群之單體二異氰酸二苯酯，以及一或多種單體二苯基甲烷二異氰酸酯與二苯基甲烷二異氰酸酯之高碳數核同系物之混合物。二苯基甲烷二異氰酸酯(a1)於20℃下之黏度較佳係小於200 mPas，更佳係小於150 mPas，及更佳係小於100 mPas。特別佳的是2,2'-二苯基甲烷二異氰酸酯之比例為小於基於聚異氰酸酯(a)總重量之5 wt%。

當使用TDI時，其通常為使用2,4-及2,6-異構體之混合物。具有80%之2,4與60%之2,6 TDI及35%之2,4與35%之2,6 TDI之市售混合物特別佳。

常常使用所謂的改性異氰酸酯，來代替純異氰酸酯或與此等摻合。可例如經由將基團併入聚異氰酸酯中，形成此等改性異氰酸酯。此等基團之實例係胺基甲酸乙酯、脲基甲酸酯、碳化二亞胺、脲酮亞胺、異氰脲酸酯、脲及縮二 脲基。

特別佳者係經胺基甲酸酯基改性之聚異氰酸酯，此等聚異氰酸酯通常係藉由使異氰酸酯與不足之具有兩個或更多個異氰酸酯反應性氫原子之化合物反應而製備。由此所形成之化合物常常係稱為NCO預聚物。所使用及具有兩個或更多個異氰酸酯反應性氫原子之化合物較佳係具有異氰酸酯反應性基之聚合物(b)及/或鏈延長及/或交聯劑(c)。

同樣特別佳者係含有碳化二亞胺或脲酮亞胺之聚異氰酸酯，其係藉由異氰酸酯與其本身之特定催化反應而形成。亦可使用TDI與MDI之混合物。

具有異氰酸酯反應性基之聚合物(b)具有至少450 g/mol且更佳係在460至12000 g/mol之範圍內之數量平均分子量，且每分子具有兩個或更多個異氰酸酯反應性氫原子。具有異氰酸酯反應性基之聚合物(b)較佳包括具有2至8，特別係2至6且較佳係2至4個官能度及在400至3000 g/mol之範圍內及較佳為1000至2500 g/mol之範圍內之平均當量分子量之聚酯醇及/或聚醚醇。特定而言使用聚醚醇。

聚醚醇可藉由已知方法，通常為經由催化加成環氧烷，特別係在含H-官能基之起始物質上催化加成環氧乙烷及/或環氧丙烷，或經由縮合四氫呋喃而獲得。當使用環氧烷時，產物被稱為聚環氧烷多元醇。適用的含H-官能基之起始物質特別包括多官能醇及/或胺。較佳係使用水、二醇(例如乙二醇、丙二醇或丁二醇)、三醇(例如甘油或三羥甲基丙烷)以及更多元醇諸如季戊四醇、糖醇(如蔗糖、葡萄 糖或山梨糖醇)。較佳之胺係具有至多10個碳原子之脂族胺，例如乙二胺、二伸乙基三胺、丙二胺以及胺基醇，諸如乙醇胺或二乙醇胺。所使用之環氧烷較佳為環氧乙烷及/或環氧丙烷，而用於製造可撓聚胺基甲酸酯發泡體之聚醚醇常常具有添加在鏈末端之環氧乙烷嵌段。用於環氧烷之加成反應之適用的催化劑特別包括鹼性化合物，其中氫氧化鉀係工業上最重要的一種。當聚醚醇中之不飽和組分之含量為低碳數、二或多金屬氰化物化合物時，亦可使用所謂的DMC催化劑作為催化劑。尤其使用含二及/或三-官能基之聚環氧烷基聚醇來製造黏彈性可撓聚胺基甲酸酯發泡體。

具有兩個或更多個活性氫原子之適用化合物還包括聚酯多元醇，其可例如由具有2至12個碳原子之有機二羧酸，較佳為具有8至12個碳原子之脂族二羧酸及具有2至12個碳原子且較佳為2至6個碳原子之多元醇(較佳為二醇)獲得。適用的二羧酸包括例如丁二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、癸烷二羧酸、馬來酸、富馬酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸及異構萘二羧酸。較佳係使用己二酸。該等二羧酸不僅可單獨使用而且可與另一者混合使用。亦可使用相應的二羧酸衍生物，例如具有1至4個碳原子之醇之二羧酸酯或二羧酸酐來代替游離二羧酸。

具有兩個或更多個羥基之醇及特別係二醇之實例係：乙二醇、二乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二丙二醇、 1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,10-癸二醇、甘油及三羥甲基丙烷。較佳者係使用乙二醇、二乙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇或其兩種或更多種之混合物，特別係1,4-丁二醇、1,5-戊二醇及1,6-己二醇之混合物。另外可使用由內酯，例如ε-己內酯或羥基羧酸(如ω-羥基己酸及羥基苯甲酸)形成的聚酯多元醇。使用二丙二醇較佳。

具有異氰酸酯反應性基之聚合物(b)包括(b1)10至40 wt%之至少一種基於3至6-官能性起始分子之聚環氧烷，其羥基值為90至300 mg KOH/g，及基於環氧烷含量之環氧丙烷比例為80至100 wt%，(b2)5至20 wt%之至少一種基於2至4-官能性起始分子之聚氧環氧烷，其羥基值為10至60 mg KOH/g，及基於環氧烷含量之環氧丙烷比例為80至100 wt%，(b3)10至50 wt%之至少一種基於2至4-官能性起始分子之聚環氧烷，其羥基值為10至55 mg KOH/g，及基於環氧烷含量之環氧乙烷比例為70至100 wt%，及(b4)0至20 wt%之至少一種基於2-官能性起始分子之聚環氧烷，其羥基值為50至200 mg KOH/g，及基於環氧烷含量之環氧乙烷比例為80至100 wt%，且其中基於具有異氰酸酯反應性基之聚合物(b)之總重量，化合物b1)至b4)之比例至少為80 wt%。

較佳係僅使用聚醚多元醇作為具有異氰酸酯反應性基之聚合物(b)。此處為了本發明之目的必要的是，具有異氰酸酯反應性基之聚合物(b)包括不小於80 wt%，較佳係不小 於85 wt%，更佳係不小於90 wt%及尤其係不小於95 wt%(全部係基於具有異氰酸酯反應性團之聚合物(b)之總重量)之聚醚醇(b1)至(b4)。在本發明之一特別佳之實施例中，具有異氰酸酯反應性基之聚合物(b)除了聚醚醇(b1)至(b4)以外不含有任何其他具有異氰酸酯反應性基之聚合物。

特別佳而言，對於本發明之聚醚醇，除了起始物外，基本上僅包括環氧乙烷及環氧丙烷單元。此處「基本上」應理解為意指少量其他環氧烷單元不會造成不利。除了環氧乙烷或環氧丙烷單元外之環氧烷的比例較佳係小於5 wt%，更佳係小於1 wt%及尤其係0 wt%(全部係基於環氧烷單元之總重量)。

所使用之鏈延長劑及/或交聯劑(c)係具有低於400 g/mol及較佳係在60至350 g/mol範圍內之分子量之物質，具有2個異氰酸酯反應性氫原子之鏈延長劑及具有3個或更多個異氰酸酯反應性氫原子之交聯劑。可單獨使用或以混合物之形式使用該等。較佳係使用具有小於400，更佳係在60至300之範圍內，及尤其係在60至150範圍內之分子量之二醇及/或三醇。可使用例如具有2至14個且較佳係2至10個碳原子之脂族、環脂族及/或芳族二醇以及具有芳族結構之二醇，例如乙二醇、1,3-丙二醇、1,10-癸二醇、鄰二羥基環己烷、間二羥基環己烷、對二羥基環己烷、二乙二醇、二丙二醇及較佳為1,4-丁二醇、1,6-己二醇及雙(2-羥乙基)氫醌；三醇，例如1,2,4-三羥基環己烷、1,3,5-三羥基環己烷、甘油及三羥甲基丙烷及低分子量之含羥基之聚 環氧烷(基於環氧乙烷及/或1,2-環氧丙烷及上述二醇及/或三醇作為起始分子)。用作鏈延長劑(d)之特別佳者係單乙二醇、1,4-丁二醇及/或甘油。

當使用鏈延長劑、交聯劑或其混合物時，彼等所使用之量有利地係在基於組分(b)及(c)之重量之0.1至20 wt%之範圍內，較佳係0.5至10 wt%之範圍內及尤其係0.8至5 wt%之範圍內。

除了具有異氰酸酯反應性基之聚合物外，可視情況使用一或多種僅具有一個異氰酸酯反應性基之化合物(d)。此等化合物係例如單胺、單硫醇及/或一元醇，例如基於聚醚、聚酯或聚醚-聚酯者。更佳而言，所使用之一元醇係例如在單官能性起始分子之基礎上所獲得之聚醚一元醇，例如乙二醇單甲醚。此等可以類似於上述聚醚醇之方式，藉由在起始分子上聚合環氧烷而獲得。聚醚一元醇較佳具有高比例之一級OH基。特別佳係使用環氧乙烷作為唯一的環氧烷來製備聚醚一元醇。較佳的一元醇進一步包括具有芳族基之化合物。具有一個異氰酸酯反應性基之化合物之數量平均分子量較佳係在50至1000 g/mol之範圍內，更佳係在80至300 g/mol之範圍內，及尤其係在100至200g/mol之範圍內。當使用具有一個異氰酸酯反應性基之化合物(d)時，較佳係以基於具有異氰酸酯反應性基之聚合物(b)及僅具有一個異氰酸酯反應性基之化合物(d)之總重量之0.1至5 wt%及更佳係以0.5至4.5 wt%之比例使用彼等。

用於製造黏彈性聚胺基甲酸酯發泡體之適用催化劑(e)較佳係使組分(b)、(c)及視情況之(d)之含羥基之化合物與聚異氰酸酯(a)之反應及/或異氰酸酯與水之反應加速許多之化合物。實例係脒(諸如2,3-二甲基-3,4,5,6-四氫嘧啶)、三級胺(諸如三乙胺、三丁胺、二甲基芐胺、N-甲基嗎啉、N-乙基嗎啉、N-環己基嗎啉、N,N,N',N'-四甲基乙二胺、N,N,N',N'-四甲基丁二胺、N,N,N',N'-四甲基己二胺、五甲基二伸乙基三胺、四甲基二胺乙基醚、雙(二甲基胺丙基)脲、二甲基哌嗪、1,2-二甲基咪唑、1-氮雜雙環-(3,3,0)-辛烷及較佳係1,4-二氮雜雙環-(2,2,2)-辛烷)及烷醇胺化合物(諸如三乙醇胺、三異丙醇胺、N-甲基-二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺及二甲基乙醇胺)。類似適宜者係有機金屬化合物，較佳為有機錫化合物(諸如有機羧酸之錫(II)鹽，如乙酸錫(II)、辛酸錫(II)、乙基己酸錫(II)、月桂酸錫(II)及有機羧酸鹽之二烷基錫(Ⅳ)鹽，例如二乙酸二丁基錫、二月桂酸二丁基錫、馬來酸二丁基錫及二乙酸二辛基錫)，以及鉍羧酸鹽，例如新癸酸鉍(III)、2-乙基己酸鉍及辛酸鉍或其混合物。可單獨或較佳與強鹼性胺組合使用有機金屬化合物。當組分(b)係酯時，較佳係僅使用胺催化劑。

較佳係使用基於組分(b)之重量之0.001至5 wt%及尤其係0.05至2 wt%之催化劑或催化劑組合。

在存在一或多種發泡劑(f)下，進一步製造聚胺基甲酸酯發泡體。藉由發泡劑(f)，可使用化學上作用之發泡劑及/或物理上作用之化合物。化學發泡劑係與異氰酸酯反應以 形成氣態產物之化合物，例如水或甲酸。物理發泡劑係在聚胺基甲酸酯形成之條件下於聚胺基甲酸酯合成及蒸發之反應物中溶解或乳化之化合物。實例係烴、鹵代烴及其他化合物，例如全氟烷烴，諸如全氟己烷、氯氟烴及醚、酯、酮及/或縮醛，例如具有4至8個碳原子之(環)脂族烴、氫氟碳化合物(諸如Solkanes® 365 mfc)或氣體(諸如二氧化碳)。在一較佳之實施例中，所使用之發泡劑係包括水之此等發泡劑之混合物及更佳為僅包括水。

如果存在物理發泡劑(f)，在一較佳之實施例中，物理發泡劑(f)之含量係在1與20 wt%，及尤其係5與20 wt%之間之範圍內，水之含量較佳係在0.5與8 wt%，更佳係在0.8與6 wt%之間及尤其係1與5 wt%之間之範圍內(全部係基於組分(a)至(g)之總重量)。

適用的助劑及/或添加劑(g)包括例如表面活性物質、發泡體安定劑、孔調節劑、外部及內部釋放劑、填料、顏料、染料、阻燃劑、抗靜電劑、水解控制劑以及抑真菌劑及抑菌劑。

關於所使用之起始物質之進一步詳細說明出現在例如Kunststoffhandbuch，第7卷，Polyurethanes，由Günter Oertel編輯，Carl-Hanser-Verlag,Munich,1993年第3版，第5章，Flexible polyurethane foams中。

為製造本發明之黏彈性聚胺基甲酸酯發泡體，通常將具有異氰酸酯反應性基之聚合物(b)、可視情況使用之鏈延長劑及/或交聯劑(c)、可視情況使用之具有一個異氰酸酯反 應性基且羥基值為100至500 mg KOH/g之化合物、催化劑(e)、發泡劑(f)以及可視情況使用之助劑及/或添加劑(g)混合，以形成所謂的多元醇組分且以該形式與聚異氰酸酯反應。

為了製造本發明之黏彈性聚胺基甲酸酯發泡體，使聚異氰酸酯預聚物與具有異氰酸酯反應性基之聚合物，在存在所列舉之發泡劑、催化劑及助劑及/或添加劑(多元醇組分)下進行反應。此處選擇混合比使得聚異氰酸酯(a)之NCO基相對於組分(b)及(f)、以及(c)及(d)(如果存在)之反應性氫原子之總和的當量比較佳係在0.65至1.2：1之範圍內，較佳係在0.7至1.1：1之範圍內及尤其係在0.1至1：1之範圍內。此處1：1之比率對應於為100之異氰酸酯指數。

本發明之聚胺基甲酸酯發泡體較佳係藉由一次通過方法製造，例如使用高壓或低壓技術。該等發泡體可在打開或閉合的金屬模具中或經由將反應混合物連續應用至帶線或在槽中以製造發泡體塊而獲得。

特別有利的係經由所謂的雙組分方法來進行，其中如上所述用聚異氰酸酯a)製造多元醇組分及發泡。較佳而言，將該等組分在15與120℃，及較佳為20至80℃之範圍內之溫度下混合及引入至模具中或至帶線上。模具中之溫度通常係在15至120℃之範圍內且較佳係在30至80℃之範圍內。

本發明之黏彈性可撓聚胺基甲酸酯發泡體之密度係小於150 g/l，較佳係在20至100 g/l之範圍內，更佳係在30至80 g/l之範圍內及尤其係在40至60 g/l之範圍內。

本發明之撓性聚胺基甲酸酯發泡體較佳係用於絕緣及阻尼元件，特別係在車輛構建物，例如作為地毯背部塗層、軟墊、坐或躺用家具、床墊或坐墊，例如在整形外科及/或醫療部門中、或用於或鞋子的嵌入鞋底。使用之另一領域係汽車安全零件、配套區、扶手及家具行業及汽車工程中之類似部分。黏彈性組分進一步係用於隔音及吸音。特別佳而言，本發明之可撓聚胺基甲酸酯發泡體係用於床墊及坐墊中。

本發明之黏彈性聚胺基甲酸酯發泡體之特徵為具有極佳的機械性質，特別係拉伸強度及斷裂時之伸長率之傑出值。同時本發明之黏彈性聚胺基甲酸酯發泡體具有高於1 dm³/s之傑出氣流值。本發明之黏彈性聚胺基甲酸酯發泡體係可洗的且可於至多60℃之溫度下在市售家用洗衣機中使用常規洗衣粉洗滌及乾燥而無破壞及無特別係黏彈性性質及機械性質，例如拉伸強度及斷裂時之伸長率之顯著損害。

以下之實例說明本發明。

實例1及實例2

將報告於表1之多元醇、催化劑及添加劑混合在一起以形成多元醇組分，所報告之含量係重量份。在約150 bar下，於配備有MKA 10-2/16混合頭之Puromat中，將該多元醇組分與MDI異氰酸酯混合物(二苯基甲烷二異氰酸酯混合 物)以所報告之指數混合，且將該混合物引入具有40 x 40 x 10 cm之尺寸之可封閉金屬模具中，在閉合模具中將其固化成可撓發泡體。金屬模具有60℃之溫度，脫模時間為6分鐘。

發泡體之機械性質係報告於下表中。

多元醇1 基於三羥甲基丙烷及環氧丙烷之聚醚醇，羥基值為160 mg KOH/g

多元醇2 基於甘油、環氧丙烷及環氧乙烷之聚醚醇，羥基值為170 mg KOH/g，及基於環氧乙烷及環氧丙烷之總重量的環氧丙烷比例為約95 wt%

多元醇3 基於甘油及氧化丙烷之聚醚醇，羥基值為42 mg KOH/g

多元醇4 基於甘油、環氧乙烷及環氧丙烷之聚醚醇，羥基值為42 mg KOH/g，及基於環氧乙烷及環氧丙烷之總重量的環氧乙烷比例為約74 wt%

多元醇5 基於乙二醇作為起始物及環氧乙烷之聚醚醇，羥基值為188 mg KOH/g

一元醇 一元醇，羥基值為406 mg KOH/g

交聯劑 甘油，羥基值為1825 mg KOH/g

安定劑1 Dabco® DC 198 Air Products

催化劑2 Jeffcat® ZF10-購自Huntsman之可合併之胺催化劑

催化劑3 VP9357-購自BASF SE之可合併之胺催化劑

催化劑4 Dabco® NE 1070-購自Air Products之可合併之 胺催化劑

Iso 1 購自BASF SE之MDI混合物，NCO之含量為32.8%，包括2,4'-MDI、4,4'-MDI及MDI之高碳數核同系物

洗滌劑：購自Henkel之市售Persil®洗衣粉

根據DIN EN ISO 845測定整體密度，根據DIN EN ISO 3386測定壓縮強度及滯後率，根據DIN EN ISO 1798測定拉伸強度，根據DIN EN ISO 1798測定斷裂時之伸長率，根據DIN EN ISO 1856測定壓縮變形(CS)，根據DIN EN ISO 8307測定回彈率及根據DIN EN ISO 7231測定氣流值。

在洗滌測試中，預先將枕頭稱重及測量，及洗滌裝入枕頭套內部在市售之洗衣機(Bomann 9110)中於40℃或60℃ 下以重載循環洗滌。

根據該測試，購自Henkel之Persil®係含於洗滌物(1杯)中。程序包括以1000 rpm旋轉。隨後將仍殘留濕氣的枕頭稱重及測量，且隨後在室溫下或在60℃下於循環空氣烘箱中乾燥至恆重，且隨後進行測試。在測試2e中，將該枕頭總共洗滌五次且再次乾燥。剛乾燥之枕頭視覺上係無瑕疵的，其具有完整的外層結構且無裂縫或明顯的缺陷。

65%之重量增量顯示發泡體係親水性的。儘管如此，它僅膨脹約9%且容易乾燥。乾燥後之發泡體具有相同的幾何形狀及相同的機械及尤其係黏彈性質。

Claims (15)

1. 一種製造具有至少1 m³/s之氣流值之黏彈性可撓聚胺基甲酸酯發泡體之方法，其包括將a)聚異氰酸酯與以下物質混合，b)具有異氰酸酯反應性基之聚合物，c)視情況之鏈延長及/或交聯劑，d)視情況之具有一個異氰酸酯反應性基之化合物，其羥基值為100至500 mg KOH/g e)催化劑，f)發泡劑，以及視情況地，g)添加劑，以形成反應混合物且將其轉化為可撓聚胺基甲酸酯發泡體，其中具有異氰酸酯反應性基之聚合物(b)包括，b1)10至40 wt%之至少一種基於3至6-官能性起始分子之聚環氧烷，其羥基值為90至300 mg KOH/g及基於環氧烷含量之環氧丙烷比例為80至100 wt%，b2)5至20 wt%之至少一種基於2至4-官能性起始分子之聚氧環氧烷，其羥基值為10至60 mg KOH/g及基於環氧烷含量之環氧丙烷比例為80至100 wt%，b3)10至50 wt%之至少一種基於2至4-官能性起始分子之聚環氧烷，其羥基值為10至55 mg KOH/g及基於環氧烷含量之環氧乙烷比例為70至100 wt%，及b4)0至20 wt%之至少一種基於2-官能性起始分子之 聚環氧烷，其羥基值為50至200 mg KOH/g及基於環氧烷含量之環氧乙烷比例為80至100 wt%，及，其中基於該具有異氰酸酯反應性基之聚合物(b)之總重量，化合物b1)至b4)之比例至少為80 wt%。
2. 如請求項1之方法，其中基於該具有異氰酸酯反應性基之聚合物(b)及具有一個異氰酸酯反應性基之化合物(d)之總重量，一元醇(d)之比例係0.1 wt%至5 wt%。
3. 如請求項1或2之方法，其中基於該具有異氰酸酯反應性基之聚合物(b)之總重量，化合物b1)至b4)之比例至少為95 wt%。
4. 如請求項1至3中任一項之方法，其中該黏彈性聚胺基甲酸酯發泡體之拉伸強度至少為100 kPa。
5. 如請求項1至4中任一項之方法，其中損耗模數之最大絕對值係位於15至30℃之溫度範圍內。
6. 如請求項1至5中任一項之方法，其中該聚異氰酸酯(a)包括二苯基甲烷二異氰酸酯。
7. 如請求項1至6中任一項之方法，其中該聚異氰酸酯(a)包括甲苯二異氰酸酯。
8. 如請求項1至7中任一項之方法，其中該聚異氰酸酯(a)包括異氰酸酯預聚物。
9. 如請求項1至8中任一項之方法，其中該發泡劑(c)包括水。
10. 如請求項9之方法，其中基於組分(a)至(f)之總重量，水 之比例係1至5 wt%。
11. 如請求項1至10中任一項之方法，其中該反應混合物固化成該聚胺基甲酸酯發泡體之步驟係在模具中進行。
12. 如請求項1至11中任一項之方法，其中該反應混合物係自由上升地發泡。
13. 如請求項1至11中任一項之方法，其中該反應混合物係在封閉的模具中發泡。
14. 一種可根據請求項1至13中任一項之方法獲得之黏彈性聚胺基甲酸酯發泡體。
15. 一種如請求項14之黏彈性可撓聚胺基甲酸酯發泡體於車輛內部或於床墊及坐墊中之用途。