| 专利名称： | 聚氨酯泡沫和相关联的方法以及制品 | ||
| 专利名称(英文)： | Polyurethane foam and associated methods and products | ||
| 专利号： | CN201480050657.7 | 申请时间： | 20140910 |
| 公开号： | CN105555825A | 公开时间： | 20160504 |
| 申请人： | 沙特基础全球技术有限公司 | ||
| 申请地址： | 荷兰贝尔根奥普佐姆市 | ||
| 发明人： | 爱德华·诺曼·彼得斯 | ||
| 分类号： | C08G18/48; C08G18/76; C08L75/08; C08J9/04; C08G101/00 | 主分类号： | C08G18/48 |
| 代理机构： | 北京康信知识产权代理有限责任公司 11240 | 代理人： | 张英; 宫传芝 |
| 摘要： | 由包括芳族异氰酸酯化合物、发泡剂，以及多元醇的反应混合物制备聚氨酯泡沫，所述多元醇本身包含具有600至2000原子质量单位的数均分子量和每个分子平均1.5至3个羟基的聚(亚苯基醚)。所述聚(亚苯基醚)的使用与聚氨酯更快地形成以及增加的压缩力变形相关联。所述聚氨酯用于形成包括以下各项的制品：卧具、家具、汽车内部件、公共交通内部件(座椅、衬垫、仪表板、门板、方向盘、扶手、以及头枕)、地板衬垫物(泡沫、弹性粘合剂)、包装物、纺织品、衬里和垫片应用、声阻尼材料、以及挡风雨条。 | ||
| 摘要(英文)： | A polyurethane foam is prepared from a reaction mixture that includes an aromatic isocyanate compound, and blowing agent, and a polyol that itself includes a poly(phenylene ether) having a number average molecular weight of 600 to 2000 atomic mass units and an average of 1.5 to 3 hydroxyl groups per molecule. Use of the poly(phenylene ether) is associated with faster formation of polyurethane, and increased compression force deflection. The polyurethane is useful for forming articles including bedding, furniture, automotive interiors, mass transportation interiors (seating, padding, instrument panels, door panels, steering wheels, armrests, and headrests), flooring underlay (foam, rebond binder), packaging, textiles, lining and gasketing applications, acoustic dampening materials, and weather stripping. | ||
1.一种包含反应混合物的产物的聚氨酯泡沫，所述反应混合物包括： 多元醇，包含具有600至2000原子质量单位的数均分子量和每个分子平均1.5至3个羟 基的聚(亚苯基醚)； 芳族异氰酸酯化合物，每个分子具有平均至少2个异氰酸酯基团；以及 发泡剂； 其中，所述反应混合物的特征在于65至95的异氰酸酯指数；并且 其中，所述聚氨酯泡沫具有根据ASTMD3574-08试验A在23℃下测量的0.01至0.16克/ 立方厘米的密度。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫，其中，所述聚(亚苯基醚)是包含一元酚和二元酚 的单体的共聚物。
3.根据权利要求2所述的聚氨酯泡沫，其中，所述一元酚包含2,6-二甲基苯酚并且所述 二元酚包含2,2-双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)丙烷。
4.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫，其中，基于所述多元醇的重量，所述多元醇以5至 50重量百分数的量包含所述聚(亚苯基醚)。
5.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫，其中，所述多元醇进一步包括环氧乙烷封端的聚 醚三醇、环氧丙烷封端的聚醚三醇、环氧乙烷封端的聚醚多元醇、或它们的组合。
6.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫，其中，所述芳族异氰酸酯化合物包括1,4-四亚甲 基二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、2,2,4-三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯、1,12- 十二亚甲基二异氰酸酯、环己烷-1,3-二异氰酸酯、环己烷-1,4-二异氰酸酯、1-异氰酸基- 2-异氰酸基甲基环戊烷、1-异氰酸基-3-异氰酸基甲基-3,5,5-三甲基-环己烷、双(4-异氰 酸基环己基)甲烷、2,4'-双环己基-甲烷二异氰酸酯、1,3-双(异氰酸基甲基)-环己烷、1,4- 双-(异氰酸基甲基)-环己烷、双(4-异氰酸基-3-甲基-环己基)甲烷、α,α,α’,α’-四甲基-1, 3-亚二甲苯基二异氰酸酯、α,α,α’,α’-四甲基-1,4-亚二甲苯基二异氰酸酯、1-异氰酸基- 1-甲基-4(3)-异氰酸基甲基环己烷、2,4-六氢甲苯二异氰酸酯、2,6-六氢甲苯二异氰酸酯、 1,3-亚苯基二异氰酸酯、1,4-亚苯基二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸 酯、2,4二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、1,5-二异氰酸基萘、每个分 子具有平均大于2并且小于或等于4个异氰酸酯基团的低聚二苯基甲烷二异氰酸酯、或它们 的组合。
7.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫，其中，所述芳族异氰酸酯化合物包括2,4’-二苯 基甲烷二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯2,6-二异氰酸酯、甲苯2,4-二异氰 酸酯、每个分子具有平均大于2并且小于或等于4个异氰酸酯基团的低聚二苯基甲烷二异氰 酸酯、或它们的组合。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的聚氨酯泡沫，其中，所述发泡剂包含水。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的聚氨酯泡沫，其中，所述反应混合物进一步包括用 于形成聚氨酯键的催化剂。
10.根据权利要求1-7中任一项所述的聚氨酯泡沫，其中，所述反应混合物包含 40至84重量百分数的所述多元醇，包括5至35重量百分数的所述聚(亚苯基醚)； 15至55重量百分数的所述芳族异氰酸酯化合物；以及 1至5重量百分数的所述发泡剂； 其中，所有的重量百分数均是基于所述多元醇、所述芳族异氰酸酯化合物、以及所述发 泡剂的总重量。
11.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫， 其中，所述聚(亚苯基醚)是包含2,6-二甲基苯酚和2,2-双(3,5-二甲基-4-羟基苯基) 丙烷的单体的共聚物； 其中，所述多元醇进一步包括环氧乙烷封端的聚醚三醇、环氧丙烷封端的聚醚三醇、环 氧乙烷封端的聚醚多元醇、或它们的组合； 其中，所述芳族异氰酸酯化合物包含2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷 二异氰酸酯、甲苯2,6-二异氰酸酯、甲苯2,4-二异氰酸酯、每个分子具有平均大于2并且小 于或等于4个异氰酸酯基团的低聚二苯基甲烷二异氰酸酯、或它们的组合； 其中，所述发泡剂包含水；并且 其中，所述反应混合物包含 40至84重量百分数的所述多元醇，包括5至35重量百分数的所述聚(亚苯基醚)； 15至55重量百分数的所述芳族异氰酸酯化合物；以及 1至5重量百分数的所述发泡剂； 其中，所有的重量百分数均是基于所述多元醇、所述芳族异氰酸酯化合物、以及所述发 泡剂的总重量。
12.一种包含聚氨酯泡沫的制品，所述聚氨酯泡沫包含反应混合物的产物，所述反应混 合物包含： 多元醇，包含具有600至2000原子质量单位的数均分子量和每个分子平均1.5至3个羟 基的聚(亚苯基醚)； 芳族异氰酸酯化合物，每个分子具有平均至少2个异氰酸酯基团；以及 发泡剂； 其中，所述反应混合物的特征在于65至95的异氰酸酯指数；以及 其中，所述聚氨酯泡沫具有根据ASTMD3574-08试验A在23℃下测量的0.01至0.16克/ 立方厘米的密度。
13.根据权利要求12所述的制品，选自由以下组成的组：卧具、家具、汽车内部件、公共 交通内部件、地板衬垫物、包装物、纺织品、衬里和垫片应用、声阻尼材料、以及挡风雨条。
14.根据权利要求12或13所述的制品， 其中，所述聚(亚苯基醚)是包含2,6-二甲基苯酚和2,2-双(3,5-二甲基-4-羟基苯基) 丙烷的单体的共聚物； 其中，所述多元醇进一步包括环氧乙烷封端的聚醚三醇、环氧丙烷封端的聚醚三醇、环 氧乙烷封端的聚醚多元醇、或它们的组合； 其中，所述芳族异氰酸酯化合物包含2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷 二异氰酸酯、甲苯2,6-二异氰酸酯、甲苯2,4-二异氰酸酯、每个分子具有平均大于2并且小 于或等于4个异氰酸酯基团的低聚二苯基甲烷二异氰酸酯、或它们的组合； 其中，所述发泡剂包含水；并且 其中，所述反应混合物包含 40至84重量百分数的所述多元醇，包含5至35重量百分数的所述聚(亚苯基醚)； 15至55重量百分数的所述芳族异氰酸酯化合物；以及 1至5重量百分数的所述发泡剂； 其中，所有的重量百分数均是基于所述多元醇、所述芳族异氰酸酯化合物、以及所述发 泡剂的总重量。
15.一种形成聚氨酯泡沫的方法，所述方法包括： 在发泡剂的存在下使多元醇与芳族异氰酸酯化合物反应以形成聚氨酯泡沫； 其中，所述多元醇包含具有600至2000原子质量单位的数均分子量和每个分子平均1.5 至3个羟基的聚(亚苯基醚)； 其中，所述芳族异氰酸酯化合物每个分子具有平均至少2个异氰酸酯基团； 其中，所述反应的特征在于65至95的异氰酸酯指数；并且 其中，所述聚氨酯泡沫具有根据ASTMD3574-08试验A在23℃下测量的0.01至0.16克/ 立方厘米的密度。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，基于所述多元醇、所述芳族异氰酸酯化合物、以 及所述发泡剂的总重量， 以40至84重量百分数的量使用所述多元醇，包括5至35重量百分数的所述聚(亚苯基 醚)； 以15至55重量百分数的量使用所述芳族异氰酸酯化合物，并且 以1至5重量百分数的量使用所述发泡剂。
17.根据权利要求15所述的方法， 其中，所述聚(亚苯基醚)是包含2,6-二甲基苯酚和2,2-双(3,5-二甲基-4-羟基苯基) 丙烷的单体的共聚物； 其中，所述多元醇进一步包括环氧乙烷封端的聚醚三醇、环氧丙烷封端的聚醚三醇、环 氧乙烷封端的聚醚多元醇、或它们的组合； 其中，所述芳族异氰酸酯化合物包括2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷 二异氰酸酯、甲苯2,6-二异氰酸酯、甲苯2,4-二异氰酸酯、每个分子具有平均大于2并且小 于或等于4个异氰酸酯基团的低聚二苯基甲烷二异氰酸酯、或它们的组合； 其中，所述发泡剂包含水；并且 其中，基于所述多元醇、所述芳族异氰酸酯化合物、以及所述发泡剂的总重量， 以40至84重量百分数的量使用所述多元醇，包括5至35重量百分数的所述聚(亚苯基 醚)； 以15至55重量百分数的量使用所述芳族异氰酸酯化合物，并且 以1至5重量百分数的量使用所述发泡剂。
1.一种包含反应混合物的产物的聚氨酯泡沫，所述反应混合物包括： 多元醇，包含具有600至2000原子质量单位的数均分子量和每个分子平均1.5至3个羟 基的聚(亚苯基醚)； 芳族异氰酸酯化合物，每个分子具有平均至少2个异氰酸酯基团；以及 发泡剂； 其中，所述反应混合物的特征在于65至95的异氰酸酯指数；并且 其中，所述聚氨酯泡沫具有根据ASTMD3574-08试验A在23℃下测量的0.01至0.16克/ 立方厘米的密度。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫，其中，所述聚(亚苯基醚)是包含一元酚和二元酚 的单体的共聚物。
3.根据权利要求2所述的聚氨酯泡沫，其中，所述一元酚包含2,6-二甲基苯酚并且所述 二元酚包含2,2-双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)丙烷。
4.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫，其中，基于所述多元醇的重量，所述多元醇以5至 50重量百分数的量包含所述聚(亚苯基醚)。
5.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫，其中，所述多元醇进一步包括环氧乙烷封端的聚 醚三醇、环氧丙烷封端的聚醚三醇、环氧乙烷封端的聚醚多元醇、或它们的组合。
6.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫，其中，所述芳族异氰酸酯化合物包括1,4-四亚甲 基二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、2,2,4-三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯、1,12- 十二亚甲基二异氰酸酯、环己烷-1,3-二异氰酸酯、环己烷-1,4-二异氰酸酯、1-异氰酸基- 2-异氰酸基甲基环戊烷、1-异氰酸基-3-异氰酸基甲基-3,5,5-三甲基-环己烷、双(4-异氰 酸基环己基)甲烷、2,4'-双环己基-甲烷二异氰酸酯、1,3-双(异氰酸基甲基)-环己烷、1,4- 双-(异氰酸基甲基)-环己烷、双(4-异氰酸基-3-甲基-环己基)甲烷、α,α,α’,α’-四甲基-1, 3-亚二甲苯基二异氰酸酯、α,α,α’,α’-四甲基-1,4-亚二甲苯基二异氰酸酯、1-异氰酸基- 1-甲基-4(3)-异氰酸基甲基环己烷、2,4-六氢甲苯二异氰酸酯、2,6-六氢甲苯二异氰酸酯、 1,3-亚苯基二异氰酸酯、1,4-亚苯基二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸 酯、2,4二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、1,5-二异氰酸基萘、每个分 子具有平均大于2并且小于或等于4个异氰酸酯基团的低聚二苯基甲烷二异氰酸酯、或它们 的组合。
7.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫，其中，所述芳族异氰酸酯化合物包括2,4’-二苯 基甲烷二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯2,6-二异氰酸酯、甲苯2,4-二异氰 酸酯、每个分子具有平均大于2并且小于或等于4个异氰酸酯基团的低聚二苯基甲烷二异氰 酸酯、或它们的组合。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的聚氨酯泡沫，其中，所述发泡剂包含水。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的聚氨酯泡沫，其中，所述反应混合物进一步包括用 于形成聚氨酯键的催化剂。
10.根据权利要求1-7中任一项所述的聚氨酯泡沫，其中，所述反应混合物包含 40至84重量百分数的所述多元醇，包括5至35重量百分数的所述聚(亚苯基醚)； 15至55重量百分数的所述芳族异氰酸酯化合物；以及 1至5重量百分数的所述发泡剂； 其中，所有的重量百分数均是基于所述多元醇、所述芳族异氰酸酯化合物、以及所述发 泡剂的总重量。
11.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫， 其中，所述聚(亚苯基醚)是包含2,6-二甲基苯酚和2,2-双(3,5-二甲基-4-羟基苯基) 丙烷的单体的共聚物； 其中，所述多元醇进一步包括环氧乙烷封端的聚醚三醇、环氧丙烷封端的聚醚三醇、环 氧乙烷封端的聚醚多元醇、或它们的组合； 其中，所述芳族异氰酸酯化合物包含2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷 二异氰酸酯、甲苯2,6-二异氰酸酯、甲苯2,4-二异氰酸酯、每个分子具有平均大于2并且小 于或等于4个异氰酸酯基团的低聚二苯基甲烷二异氰酸酯、或它们的组合； 其中，所述发泡剂包含水；并且 其中，所述反应混合物包含 40至84重量百分数的所述多元醇，包括5至35重量百分数的所述聚(亚苯基醚)； 15至55重量百分数的所述芳族异氰酸酯化合物；以及 1至5重量百分数的所述发泡剂； 其中，所有的重量百分数均是基于所述多元醇、所述芳族异氰酸酯化合物、以及所述发 泡剂的总重量。
12.一种包含聚氨酯泡沫的制品，所述聚氨酯泡沫包含反应混合物的产物，所述反应混 合物包含： 多元醇，包含具有600至2000原子质量单位的数均分子量和每个分子平均1.5至3个羟 基的聚(亚苯基醚)； 芳族异氰酸酯化合物，每个分子具有平均至少2个异氰酸酯基团；以及 发泡剂； 其中，所述反应混合物的特征在于65至95的异氰酸酯指数；以及 其中，所述聚氨酯泡沫具有根据ASTMD3574-08试验A在23℃下测量的0.01至0.16克/ 立方厘米的密度。
13.根据权利要求12所述的制品，选自由以下组成的组：卧具、家具、汽车内部件、公共 交通内部件、地板衬垫物、包装物、纺织品、衬里和垫片应用、声阻尼材料、以及挡风雨条。
14.根据权利要求12或13所述的制品， 其中，所述聚(亚苯基醚)是包含2,6-二甲基苯酚和2,2-双(3,5-二甲基-4-羟基苯基) 丙烷的单体的共聚物； 其中，所述多元醇进一步包括环氧乙烷封端的聚醚三醇、环氧丙烷封端的聚醚三醇、环 氧乙烷封端的聚醚多元醇、或它们的组合； 其中，所述芳族异氰酸酯化合物包含2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷 二异氰酸酯、甲苯2,6-二异氰酸酯、甲苯2,4-二异氰酸酯、每个分子具有平均大于2并且小 于或等于4个异氰酸酯基团的低聚二苯基甲烷二异氰酸酯、或它们的组合； 其中，所述发泡剂包含水；并且 其中，所述反应混合物包含 40至84重量百分数的所述多元醇，包含5至35重量百分数的所述聚(亚苯基醚)； 15至55重量百分数的所述芳族异氰酸酯化合物；以及 1至5重量百分数的所述发泡剂； 其中，所有的重量百分数均是基于所述多元醇、所述芳族异氰酸酯化合物、以及所述发 泡剂的总重量。
15.一种形成聚氨酯泡沫的方法，所述方法包括： 在发泡剂的存在下使多元醇与芳族异氰酸酯化合物反应以形成聚氨酯泡沫； 其中，所述多元醇包含具有600至2000原子质量单位的数均分子量和每个分子平均1.5 至3个羟基的聚(亚苯基醚)； 其中，所述芳族异氰酸酯化合物每个分子具有平均至少2个异氰酸酯基团； 其中，所述反应的特征在于65至95的异氰酸酯指数；并且 其中，所述聚氨酯泡沫具有根据ASTMD3574-08试验A在23℃下测量的0.01至0.16克/ 立方厘米的密度。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，基于所述多元醇、所述芳族异氰酸酯化合物、以 及所述发泡剂的总重量， 以40至84重量百分数的量使用所述多元醇，包括5至35重量百分数的所述聚(亚苯基 醚)； 以15至55重量百分数的量使用所述芳族异氰酸酯化合物，并且 以1至5重量百分数的量使用所述发泡剂。
17.根据权利要求15所述的方法， 其中，所述聚(亚苯基醚)是包含2,6-二甲基苯酚和2,2-双(3,5-二甲基-4-羟基苯基) 丙烷的单体的共聚物； 其中，所述多元醇进一步包括环氧乙烷封端的聚醚三醇、环氧丙烷封端的聚醚三醇、环 氧乙烷封端的聚醚多元醇、或它们的组合； 其中，所述芳族异氰酸酯化合物包括2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷 二异氰酸酯、甲苯2,6-二异氰酸酯、甲苯2,4-二异氰酸酯、每个分子具有平均大于2并且小 于或等于4个异氰酸酯基团的低聚二苯基甲烷二异氰酸酯、或它们的组合； 其中，所述发泡剂包含水；并且 其中，基于所述多元醇、所述芳族异氰酸酯化合物、以及所述发泡剂的总重量， 以40至84重量百分数的量使用所述多元醇，包括5至35重量百分数的所述聚(亚苯基 醚)； 以15至55重量百分数的量使用所述芳族异氰酸酯化合物，并且 以1至5重量百分数的量使用所述发泡剂。
翻译：背景技术
由具有至少两个羟基的化合物和具有至少两个异氰酸酯基团的化合物制备聚氨 酯。参见，例如，D.Randall和S.Lee，“ThePolyurethanesBook”，NewYork：JohnWiley& Sons，2003；以及K.Uhlig，“DiscoveringPolyurethanes”，NewYork：HanserGardner, 1999。异氰酸酯化合物的异氰酸酯基团与羟基化合物的羟基反应以形成氨基甲酸酯 (urethane)键。在很多情况下，羟基化合物是低分子量聚醚或聚酯。异氰酸酯化合物可以是 脂族或芳香族，并且在线性聚氨酯的制备中通常是双官能的(即，它是二异氰酸酯)。然而， 在制备热固性聚氨酯时使用具有更大官能度的异氰酸酯化合物。因为羟基化合物和异氰酸 酯化合物的组合物特征的大量变化，聚氨酯树脂家族是非常复杂的。这种多样性导致大量 的聚合物结构和性能曲线。实际上，聚氨酯可以是刚性固体、柔软的和弹性体的、或具有泡 沫(蜂窝)结构。
在包括卧具(bedding)、家具、交通工具内部件(transporationinterior)、地毯 衬垫物(carpetunderlay)、以及包装物的应用中使用柔性聚氨酯泡沫。然而，仍然期望表 现出增加的形成速率、增加的压缩力变形、增加的抗拉强度、以及增加的拉伸强度中的一种 或多种的柔性聚氨酯泡沫。
发明内容
一个实施方式是包括包含以下各项的反应混合物的产物的聚氨酯泡沫：多元醇， 包含具有600至2000原子质量单位的数均分子量并且每个分子平均1.5至3个羟基的聚(亚 苯基醚)；芳族异氰酸酯化合物，每个分子具有平均至少2个异氰酸酯基；以及发泡剂；其中， 反应混合物的特征在于65至95的异氰酸酯指数；并且其中，聚氨酯泡沫具有根据ASTMD 3574-08试验A在23℃下测量的0.01至0.16克/立方厘米的密度。
另一个实施方式是包含聚氨酯泡沫的制品，聚氨酯泡沫包括包含以下各项的反应 混合物的产物：多元醇，包含具有600至2000原子质量单位的数均分子量并且每个分子平均 1.5至3个羟基的聚(亚苯基醚)；芳族异氰酸酯化合物，每个分子具有平均至少2个异氰酸酯 基团；以及发泡剂；其中，反应混合物的特征在于65至95的异氰酸酯指数；并且其中，聚氨酯 泡沫具有根据ASTMD3574-08试验A在23℃下测量的0.01至0.16克/立方厘米的密度。
另一个实施方式是形成聚氨酯泡沫的方法，该方法包括：在发泡剂的存在下使多 元醇与芳族异氰酸酯化合物反应以形成聚氨酯泡沫；其中，多元醇包含具有600至2000原子 质量单位的数均分子量并且每个分子平均1.5至3个羟基的聚(亚苯基醚)；其中，芳族异氰 酸酯化合物每个分子具有平均至少2个异氰酸酯基团；其中，反应的特征在于65至95的异氰 酸酯指数；并且其中，聚氨酯泡沫具有根据ASTMD3574-08试验A在23℃下测量的0.01至 0.16克/立方厘米的密度。
这些和其它的实施方式将详细描述如下。
具体实施方式
本发明人已确定可由多元醇、芳族异氰酸酯化合物、以及发泡剂制备表现出增加 的形成速率、增加的压缩力变形、增加的撕裂强度、以及增加的拉伸强度中的一种或多种的 柔性聚氨酯泡沫，其中，多元醇包含低分子量、多官能的聚(亚苯基醚)。聚氨酯形成反应的 特征在于65至95的异氰酸酯指数，并且得到的柔性泡沫具有0.01至0.16克/立方厘米的密 度。
因此，一个实施方式是包括包含以下各项的反应混合物的产物的聚氨酯泡沫：多 元醇，包含具有600至2000原子质量单位的数均分子量并且每个分子平均1.5至3个羟基的 聚(亚苯基醚)；芳族异氰酸酯化合物，每个分子具有平均至少2个异氰酸酯基团；以及发泡 剂；其中，反应混合物的特征在于65至95的异氰酸酯指数；并且其中，聚氨酯泡沫具有根据 ASTMD3574-08试验A在23℃下测量的0.01至0.16克/立方厘米的密度。
用于形成聚氨酯泡沫的反应混合物包含多元醇，多元醇本身包含聚(亚苯基醚)。 如本文中使用的，术语“多元醇”指的是具有至少两个羟基的有机化合物。聚(亚苯基醚)具 有600至2000原子质量单位的数均分子量。在此范围内，数均分子量可以是700至1500原子 质量单位，具体地700至1200原子质量单位。聚(亚苯基醚)还具有每个分子平均1.5至3个羟 基。在此范围内，每个分子的平均羟基可以是1.7至2.5，具体地1.7至2.2。
在一些实施方式中，聚(亚苯基醚)包含具有以下结构的羟基二封端的聚(亚苯基 醚)：
其中，每次出现的Q1独立地是卤素、C1-C12硫烃基、C1-C12烃氧基、C1-C12卤代烃氧基 (其中至少两种碳原子分隔卤素和氧原子)、或未取代的或取代的C1-C12烃基(条件是烃基基 团不是叔烃基)；每次出现的Q2独立地是氢、卤素、C1-C12硫烃基、C1-C12烃氧基、C1-C12卤代烃 氧基(其中至少两个碳原子分隔卤素和氧原子)、或未取代的或取代的C1-C12烃基(条件是烃 基基团不是叔烃基)；每次出现的R1和R2独立地是氢、卤素、C1-C12硫烃基、C1-C12烃氧基、C2- C12卤代烃氧基(其中至少两个碳原子分隔卤素和氧原子)、或未取代的或取代的C1-C12烃基 (条件是烃基基团不是叔烃基)；m和n独立地是0至20，条件是m和n的总和至少是3；并且Y选 自
其中，每次出现的R3-R6独立地是氢或C1-C12烃基。羟基二封端的聚(亚苯基醚)可以 通过共聚合具有以下结构的二元酚
以及具有以下结构的一元酚来制备
其中，R1、R2、Q1、以及Q2如上文所定义。如本文中所使用的，术语“烃基”不论是单独 使用还是作为另一术语的前缀、后缀或片段来使用，均指仅含有碳和氢的残基，除非其具体 确定为“取代的烃基”。烃基残基可以是脂肪族或芳香族、直链、环状、双环、支链、饱和的或 不饱和的。它还可以含有脂肪族的、芳香族的、直链、环状、双环、支链、饱和的以及不饱和的 烃部分的组合。当烃基残基被描述为取代的时，它可以包含除了碳和氢之外的杂原子。
在一些实施方式中，聚(亚苯基醚)包含具有以下结构的羟基二封端的聚(亚苯基 醚)：
其中，每次出现的Q5和Q6独立地是甲基或二正丁基氨基甲基；并且每次出现的a和b 独立地是0至20，条件是a和b的总和至少为3。在这些实施方式中，可以通过在包含二丁基胺 的催化剂的存在下共聚合2,2-双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)丙烷和2,6-二甲基苯酚来制备 聚(亚苯基醚)。
在一些实施方式中，多元醇由聚(亚苯基醚)构成。在其他实施方式中，基于多元醇 的重量，多元醇以5至50重量百分数的量包含聚(亚苯基醚)。当多元醇不由聚(亚苯基醚)组 成时，其可进一步包括包含至少两个羟基的一种或多种其他有机化合物，如二甘醇、二乙醇 胺、二丙二醇、乙氧基化丙三醇、环氧乙烷封端的聚醚三醇、环氧丙烷封端的聚醚三醇、以及 环氧乙烷封端的聚醚多元醇。
在一些实施方式中，基于多元醇、芳族异氰酸酯化合物、以及发泡剂的总重量，反 应混合物以40至84重量百分数的量包含多元醇。在此范围内，多元醇的量可以是45至80重 量百分数。
除多元醇之外，反应混合物包含每个分子具有平均至少2个异氰酸酯基团的芳族 异氰酸酯化合物。在一些实施方式中，每个分子的异氰酸酯基团的数目是2至4，具体地，2至 3，更具体地，2至2.5。芳族异氰酸酯化合物的具体实例包含1,4-四亚甲基二异氰酸酯、1,6- 六亚甲基二异氰酸酯、2,2,4三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯、1,12-十二亚甲基二异氰酸 酯、环己烷-1,3-二异氰酸酯、环己烷-1,4-二异氰酸酯、1-异氰酸基(isocyanato)-2-异氰 酸基甲基环戊烷、1-异氰酸基-3-异氰酸基甲基-3,5,5-三甲基-环己烷、双(4-异氰酸基环 己基)甲烷、2,4'-双环己基-甲烷二异氰酸酯、1,3-双(异氰酸基甲基)-环己烷、1,4-双-(异 氰酸基甲基)-环己烷、双(4异氰酸基-3-甲基-环己基)甲烷、α,α,α’,α’-四甲基-1,3-苯二 甲基二异氰酸酯、α,α,α’,α’-四甲基-1,4-苯二甲基二异氰酸酯、1-异氰酸基-1-甲基-4 (3)-异氰酸基甲基环己烷、2,4-六氢甲苯二异氰酸酯、2,6-六氢甲苯二异氰酸酯、1,3-亚苯 基二异氰酸酯、1,4-亚苯基二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、2,4二 苯基甲烷二异氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、1,5-二异氰酸基萘、每个分子具有平 均大于2并且小于或等于4个异氰酸酯基团的低聚二苯基甲烷二异氰酸酯、或它们的组合。
在一些实施方式中，芳族异氰酸酯化合物包含2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4, 4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯2,6二异氰酸酯、甲苯2,4二异氰酸酯、每个分子具有平均 大于2并且小于或等于4个异氰酸酯基团的低聚二苯基甲烷二异氰酸酯、或它们的组合。
在一些实施方式中，基于多元醇、芳族异氰酸酯化合物、以及发泡剂的总重量，反 应混合物以15至55重量百分数的量包含芳族异氰酸酯化合物。在此范围内，芳族异氰酸酯 化合物的量可以是20至50重量百分数。
除了多元醇和芳族异氰酸酯化合物之外，反应混合物包含发泡剂。该方法中使用 的发泡剂包含物理发泡剂、化学发泡剂、以及它们的组合。例如，物理发泡剂可以是C3-C5氢 氟烷烃和C3-C5氢氟烯烃。氢氟烷烃和氢氟烯烃发泡剂还可以包含一个或多个氢原子和/或 除了氟以外的卤原子。在一些实施方式中，氢氟烷烃和氢氟烯烃发泡剂具有在1大气下10℃ 至40℃的沸点。具体的物理发泡剂包含1,1-二氟乙烷、1,1,1,2-四氟乙烷、五氟乙烷、1,1, 1,3,3-五氟丙烷、1,1,1,3,3-五氟丁烷、2-溴五氟丙烯、1-溴五氟丙烯、3-溴五氟丙烯、,3, 4,4,5,5,5-七氟-1-戊烯、3-溴-1,1,3,3-四氟丙烯、2-溴-1,3,3,3-四氟丙烯、1-溴-2,3,3, 3-四氟丙烯、1,1,2,3,3,4,4-七氟丁-1-烯、2-溴-3,3,3-三氟丙烯、E-1-溴-3,3,3-三氟丙 烯-1、(Z)-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯、3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)丙烯、1-氯-3,3,3-三氟 丙烯、2-氯-3,3,3-三氟丙烯、1,1,1-三氟-2-丁烯、和它们的组合。当使用时，基于多元醇、 芳族异氰酸酯化合物、以及发泡剂的总重量，物理发泡剂可以2至20重量百分数存在。在此 范围内，物理发泡剂的量可以是2.5至15重量百分数。
化学发泡剂包含水和与异氰酸酯基团反应以释放二氧化碳的羧酸。当存在时，基 于多元醇、芳族异氰酸酯化合物、发泡剂的总重量，化学发泡剂(并且，具体地水)的用量可 以为0.2至5重量百分数。在此范围内，化学发泡剂的量可以是0.2至3重量百分数。
反应混合物可选地可进一步包含添加剂，如催化剂、表面活性剂、阻燃剂、防烟剂、 填料和/或增强剂、抗氧化剂、UV稳定剂、抗静电剂、红外辐射吸收剂、降粘剂、颜料、染料、脱 模剂、抗真菌剂、生物杀灭剂、和它们的组合。
聚氨酯形成反应可以在不存在用于形成氨基甲酸酯键的催化剂的情况下进行。可 替换地，可在催化剂的存在下进行反应。合适的催化剂包含叔胺和基于锡、铋、以及锌的金 属化合物。叔胺催化剂包含三亚乙基二胺(TEDA)、1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷(DABCO)、二 甲基环己胺(DMCHA)、二甲基乙醇胺(DMEA)、N-乙基吗啉、和它们的组合。具体的金属化合物 包括铋和锌羧酸酯、有机锡化合物(包含二月桂酸二丁基锡和锡羧酸盐如辛酸亚锡)、锡、铋 以及锌的氧化物、以及锡、铋、以及锌的硫醇盐。反应混合物可选地可进一步包含溶剂。合适 的溶剂包括芳香族溶剂，如甲苯、乙苯、二甲苯、苯甲醚、氯苯、二氯苯、以及它们的组合。
可替换地，可在不存在溶剂的情况下使羟基二封端的聚(亚苯基醚)与有机二异氰 酸酯进行反应，即，本体地(inbulk)。
例如，表面活性剂包括聚有机硅氧烷、聚有机硅氧烷聚醚共聚物、酚烷氧基化物 (如，乙氧基化酚)、烷基酚烷氧基化物(如乙氧基化壬基酚)、以及它们的组合。表面活性剂 可以起到乳化剂和/或泡沫稳定剂的作用。
例如，阻燃剂包括有机磷化合物，如有机磷酸酯(包含三聚氰胺磷酸酯、磷酸铵、磷 酸三烷基酯如磷酸三乙酯和磷酸三(2-氯丙酯)、以及三芳基磷酸酯如磷酸三苯基脂和二苯 基甲苯基磷酸酯)、亚磷酸酯(包含亚磷酸三烷酯、三芳基亚磷酸酯、以及混合的烷基-芳基 亚磷酸酯)、膦酸酯(包含二乙基乙基膦酸酯、二甲基甲基膦酸酯)、多磷酸酯(包含三聚氰胺 聚磷酸酯、聚磷酸铵)、焦磷酸酯(包含三聚氰胺焦磷酸酯和焦磷酸铵)、聚亚磷酸酯、聚膦酸 酯、次膦酸酯(包含三(二乙基次膦酸)铝)；三聚氰胺氰脲酸酯；卤代阻燃剂如四溴邻苯二甲 酸酯和氯化石蜡；金属氢氧化物如氢氧化镁、氢氧化铝、氢氧化钴、以及上文金属氢氧化物 的水合物；以及它们的组合。阻燃剂可以是反应类型的阻燃剂(包含包含磷基的多元醇、10- (2,5-二羟苯基)-10H-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、含磷的内酯改性的聚酯、乙二醇双 (磷酸二苯基酯)、新戊二醇双(磷酸二苯基酯)、胺和羟基官能化的硅氧烷低聚物)。这些阻 燃剂可以单独使用或与其他阻燃剂一起使用。
当存在时，基于反应混合物的总重量，添加剂的用量通常是0.01至30重量百分数 的总量。在此范围内，总添加剂量可以是0.02至10重量百分数。
反应混合物的特征在于65至95的异氰酸酯指数。通常，用于制备聚氨酯(和聚异氰 脲酸酯)泡沫的反应混合物的特征在于异氰酸酯指数，根据以下等式计算异氰酸酯指数
其中，摩尔NCO是反应混合物中异氰酸酯基团的摩尔数，摩尔OH是来自除了水以外的 来源的反应混合物中的OH基团(包含来自醇和羧酸的OH基团)的摩尔数，摩尔HOH是来自水的 反应混合物中的OH基团的摩尔数，以及摩尔NH是反应混合物中NH基团的摩尔数。本发明反应 混合物的特征在于65至95的异氰酸酯指数，具体地70至90。
聚氨酯泡沫具有根据ASTMD3574-08试验A在23℃下测量的0.01至0.16克/立方 厘米的密度。在此范围内，密度可以是0.02至0.12克/立方厘米，具体地0.02至0.08克/立方 厘米，更具体地0.03至0.07克/立方厘米。
为了制备聚氨酯泡沫，已进行温度控制并且配有添加剂的多元醇组分和异氰酸酯 组分充分混合在一起。在短暂的时间之后开始反应并且伴随放热(heatdevelopment)进行 反应。反应混合物通过释放的发泡气体不断扩大，直至由于渐进的交叉键反应产物达到固 态，并且保持泡沫构造。
以下步骤表示反应和泡沫过程的特征。
·混合时间指示混合反应物所需的时间。
·乳化时间(creamtime)是从混合反应物开始到首次明确出现泡沫膨胀所经历 的时间。在很多情况下，当反应混合物开始增长时通过颜色变化能够清楚地看到。在缓慢地 反应混合物下，这需要实践观察。
·胶凝时间是在混合反应物与形成非流动、半固态、果冻状系统之间的时间间隔。 这是泡沫发展足够的胶凝强度以尺寸稳定的时间。在胶凝时间之后，泡沫上升的速度慢下 来。
·增长时间(risetime)是从混合开始一直到光学上感觉到增长结束的时间。因 此，这是直至泡沫膨胀停止的时间。当增长过程完成时，泡沫的表面仍然是粘性的。
·无粘性时间(tack-freetime)是从混合开始到泡沫表面已充分固化到其表面 不再胶粘或者粘性时的时刻所经历的时间。可以通过用木棒反复测试泡沫表面确定无粘性 时刻。
在聚氨酯泡沫的非常具体的实施方式中，反应混合物包含40至84重量百分数，具 体地45至80重量百分数的多元醇，该多元醇包含5至35重量百分数，具体地10至30重量百分 数，更具体地15至25重量百分数的聚(亚苯基醚)；15至55重量百分数，具体地20至50重量百 分数的芳族异氰酸酯化合物；以及1至5重量百分数，具体地2至4重量百分数，更具体地2至3 重量百分数的发泡剂；其中，所有的重量百分数均是基于多元醇、芳族异氰酸酯化合物、以 及发泡剂的总重量。
在聚氨酯泡沫的另一非常具体的实施方式中，聚(亚苯基醚)是包含2,6二甲基苯 酚和2,2-双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)丙烷的单体的共聚物；多元醇进一步包含环氧乙烷 封端的聚醚三醇、环氧丙烷封端的聚醚三醇、环氧乙烷封端的聚醚多元醇、或它们的组合； 芳族异氰酸酯化合物包含2,4’二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯 2,6-二异氰酸酯、甲苯2,4-二异氰酸酯、每个分子具有平均大于2并且小于或等于4个异氰 酸酯基团的低聚二苯基甲烷二异氰酸酯、或它们的组合；发泡剂包含水；并且反应混合物包 含40至84重量百分数的多元醇，包含5至35重量百分数的聚(亚苯基醚)；15至55重量百分数 的芳族异氰酸酯化合物；以及1至5重量百分数的发泡剂；其中，所有的重量百分数均是基于 多元醇、芳族异氰酸酯化合物、以及发泡剂的总重量。
本发明包括包含聚氨酯泡沫的制品。因此，一个实施方式是包含聚氨酯泡沫的制 品，聚氨酯泡沫包括包含以下各项的反应混合物的产物：多元醇，包含具有600至2000原子 质量单位的数均分子量并且每个分子平均1.5至3个羟基的聚(亚苯基醚)；芳族异氰酸酯化 合物，每个分子具有平均至少2个异氰酸酯基团；以及发泡剂；其中，反应混合物的特征在于 65至95的异氰酸酯指数；并且其中，聚氨酯泡沫具有根据ASTMD3574-08试验A在23℃下测 量的0.01至0.16克/立方厘米的密度。
包含聚氨酯泡沫的具体制品包括卧具、家具、汽车内部件、公共交通内部件(座椅、 衬垫、仪表板、门板、方向盘、扶手、以及头枕)、地板衬垫物(泡沫、弹性粘合剂)、包装物、纺 织品、衬里(lining)和垫片(gasketing)应用、声学阻尼材料、以及挡风雨条。
在一些实施方式中，通过块状泡沫方法(slabstockfoamprocess)制备制品。在 该方法中，将原材料混合、倒在移动输送机上，并且允许反应和膨胀。得到的泡沫增长以形 成通常两英尺到四英尺高的“厚片(slab)”。连续的厚片然后被切成“小块(bun)”，存储并且 允许固化最高达24小时。固化的泡沫随后制造成有用的形状。对于家具、卧具以及地毯软垫 (carpetcushion)中使用的泡沫可以使用块状方法(slabstockprocess)。块状方法是自 由增长泡沫的实例。
在其他实施方式中，通过模制泡沫方法制备制品。在模制泡沫方法中，将原材料混 合并且倒在发生泡沫反应的特定形状的模具中。因此，模制泡沫是具有模腔的形状的多孔 泡沫产物，在该模腔中生产多孔泡沫产物。模制泡沫方法可用于汽车软垫、订做家具垫、以 及住宅装潢设计的软垫。
在制品的非常具体的实施方式中，聚(亚苯基醚)是包含2,6-二甲基苯酚和2,2-双 (3,5-二甲基-4-羟基苯基)丙烷的单体的共聚物；多元醇进一步包含环氧乙烷封端的聚醚 三醇、环氧丙烷封端的聚醚三醇、环氧乙烷封端的聚醚多元醇、或它们的组合；芳族异氰酸 酯化合物包含2,4’-二苯甲烷二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯2,6-二异氰 酸酯、甲苯2,4二异氰酸酯、每个分子具有平均大于2并且小于或等于4个异氰酸酯基团的低 聚二苯基甲烷二异氰酸酯、或它们的组合；发泡剂包含水；并且反应混合物包含40至84重量 百分数的多元醇，包含5至35重量百分数的聚(亚苯基醚)；15至55重量百分数的芳族异氰酸 酯化合物；以及1至5重量百分数的发泡剂；其中，所有的重量百分数均是基于多元醇、芳族 异氰酸酯化合物、以及发泡剂的总重量。
本发明包括形成聚氨酯泡沫的方法。因此，一个实施方式是形成聚氨酯泡沫的方 法，该方法包括：在发泡剂的存在下使多元醇与芳族异氰酸酯化合物反应以形成聚氨酯泡 沫；其中，多元醇包含具有600至2000原子质量单位的数均分子量并且每个分子平均1.5至3 个羟基的聚(亚苯基醚)；其中，芳族异氰酸酯化合物每个分子具有平均至少2个异氰酸酯基 团；其中，反应的特征在于65至95的异氰酸酯指数；并且其中，聚氨酯泡沫具有根据ASTMD 3574-08试验A在23℃下测量的0.01至0.16克/立方厘米的密度。
在该方法的具体实施方式中，基于多元醇、芳族异氰酸酯化合物、以及发泡剂的总 重量，多元醇的用量是40至84重量百分数，包含5至35重量百分数的聚(亚苯基醚)；以15至 55重量百分数的量使用芳族异氰酸酯化合物，并且以1至5重量百分数的量使用发泡剂。
在下面的工作实施例中，在环境温度下开始放热反应。通常，可以调节反应温度以 最大化生产速率并且解释(accountfor)反应放热。
在该方法的另一具体的实施方式中，聚(亚苯基醚)是包含2,6二甲基苯酚和2,2- 双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)丙烷的单体的共聚物；多元醇进一步包含环氧乙烷封端的聚 醚三醇、环氧丙烷封端的聚醚三醇、环氧乙烷封端的聚醚多元醇、或它们的组合；芳族异氰 酸酯化合物包含2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯2,6-二 异氰酸酯、甲苯2,4-二异氰酸酯、每个分子具有平均大于2并且小于或等于4个异氰酸酯基 团的低聚二苯基甲烷二异氰酸酯、或它们的组合；发泡剂包含水；并且基于多元醇、芳族异 氰酸酯化合物、以及发泡剂的总重量，多元醇的用量是40至84重量百分数，包含5至35重量 百分数的聚(亚苯基醚)；以15至55重量百分数的量使用芳族异氰酸酯化合物，并且以1至5 重量百分数的量使用发泡剂。
在本文中公开的所有范围都包括端点，并且端点可相互独立地组合。本文中公开 的每个范围构成了所述公开范围内存在的任何点或子范围的公开。
本发明至少包括以下的实施方式。
实施方式1：一种包含反应混合物的产物的聚氨酯泡沫，所述反应混合物包含：多 元醇，包含具有600至2000原子质量单位的数均分子量和每个分子平均1.5至3个羟基的聚 (亚苯基醚)；芳族异氰酸酯化合物，每个分子具有平均至少2个异氰酸酯基团；以及发泡剂； 其中，反应混合物的特征在于65至95的异氰酸酯指数；并且其中，聚氨酯泡沫具有根据ASTM D3574-08试验A在23℃下测量的0.01至0.16克/立方厘米的密度。
实施方式2：根据实施方式1所述的聚氨酯泡沫，其中，聚(亚苯基醚)是包含一元酚 和二元酚的单体的共聚物。
实施方式3：根据实施方式2所述的聚氨酯泡沫，其中，一元酚包含2,6-二甲基苯酚 并且二元酚包含2,2-双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)丙烷。
实施方式4：根据实施方式1-3中任一项所述的聚氨酯泡沫，其中，基于多元醇的重 量，多元醇以5至50重量百分数的量包含聚(亚苯基醚)。
实施方式5：根据实施方式1-4中任一项所述的聚氨酯泡沫，其中，多元醇进一步包 含环氧乙烷封端的聚醚三醇、环氧丙烷封端的聚醚三醇、环氧乙烷封端的聚醚多元醇、或它 们的组合。
实施方式6：根据实施方式1-5中任一项所述的聚氨酯泡沫，其中，芳族异氰酸酯化 合物包含1,4-四亚甲基二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、2,2,4三甲基-1,6-六亚甲 基二异氰酸酯、1,12-十二亚甲基二异氰酸酯、环己烷-1,3-二异氰酸酯、环己烷-1,4-二异 氰酸酯、1-异氰酸基(isocyanato)-2-异氰酸基甲基环戊烷、1-异氰酸基-3-异氰酸基甲基- 3,5,5-三甲基-环己烷、双(4-异氰酸基环己基)甲烷、2,4'-双环己基-甲烷二异氰酸酯、1, 3-双(异氰酸基甲基)-环己烷、1,4-双-(异氰酸基甲基)-环己烷、双(4-异氰酸基-3-甲基- 环己基)甲烷、α,α,α’,α’-四甲基-1,3-亚二甲苯基二异氰酸酯、α,α,α’,α’-四甲基-1,4-亚 二甲苯基二异氰酸酯、1-异氰酸基-1-甲基-4(3)-异氰酸基甲基环己烷、2,4-六氢甲苯二异 氰酸酯、2,6-六氢甲苯二异氰酸酯、1,3-亚苯基二异氰酸酯、1,4-亚苯基二异氰酸酯、2,4- 甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、2,4二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二异 氰酸酯、1,5-二异氰酸基萘、每个分子具有平均大于2并且小于或等于4个异氰酸酯基团的 低聚二苯基甲烷二异氰酸酯、或它们的组合。
实施方式7：根据实施方式1-5中任一项所述的聚氨酯泡沫，其中，芳族异氰酸酯化 合物包含2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯2,6-二异氰酸 酯、甲苯2,4-二异氰酸酯、每个分子具有平均大于2并且小于或等于4个异氰酸酯基团的低 聚二苯基甲烷二异氰酸酯、或它们的组合。
实施方式8：根据实施方式1-7中任一项所述的聚氨酯泡沫，其中，发泡剂包含水。
实施方式9：根据实施方式1-8中任一项所述的聚氨酯泡沫，其中，反应混合物进一 步包括用于形成聚氨酯键的催化剂。
实施方式10：根据实施方式1-9中任一项所述的聚氨酯泡沫，其中，反应混合物包 含40至84重量百分数的多元醇，包括5至35重量百分数的聚(亚苯基醚)；15至55重量百分数 的芳族异氰酸酯化合物；以及1至5重量百分数的发泡剂；其中，所有的重量百分数均是基于 多元醇、芳族异氰酸酯化合物、以及发泡剂的总重量。
实施方式11：根据实施方式1所述的聚氨酯泡沫，其中，聚(亚苯基醚)是包含2,6- 二甲基苯酚和2,2-双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)丙烷的单体的共聚物；其中，多元醇进一步 包含环氧乙烷封端的聚醚三醇、环氧丙烷封端的聚醚三醇、环氧乙烷封端的聚醚多元醇、或 它们的组合；其中，芳族异氰酸酯化合物包含2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲 烷二异氰酸酯、甲苯2,6-二异氰酸酯、甲苯2,4-二异氰酸酯、每个分子具有平均大于2并且 小于或等于4个异氰酸酯基团的低聚二苯基甲烷二异氰酸酯、或它们的组合；其中，发泡剂 包含水；并且其中，反应混合物包含40至84重量百分数的多元醇，包括5至35重量百分数的 聚(亚苯基醚)；15至55重量百分数的芳族异氰酸酯化合物；以及1至5重量百分数的发泡剂； 其中，所有的重量百分数均是基于多元醇、芳族异氰酸酯化合物、以及发泡剂的总重量。
实施方式12：一种包含聚氨酯泡沫的制品，聚氨酯泡沫包含反应混合物的产物，所 述反应混合物包含：多元醇，包含具有600至2000原子质量单位的数均分子量和每个分子平 均1.5至3个羟基的聚(亚苯基醚)；芳族异氰酸酯化合物，每个分子具有平均至少2个异氰酸 酯基团；以及发泡剂；其中，反应混合物的特征在于65至95的异氰酸酯指数；以及其中，聚氨 酯泡沫具有根据ASTMD3574-08试验A在23℃下测量的0.01至0.16克/立方厘米的密度。
实施方式13：根据实施方式12所述的制品，选自由以下组成的组：卧具(bedding)、 家具、汽车内部件、公共交通内部件(座椅、衬垫、仪表板、门板、方向盘、扶手、以及头枕)、地 板衬垫物(flooringunderlay)(泡沫、弹性粘合剂)、包装物(packaging)、纺织品、衬里 (lining)和垫片(gasketing)应用、声阻尼材料、以及挡风雨条(weatherstripping)。
实施方式14：根据实施方式12或13所述的制品，其中，聚(亚苯基醚)是包含2,6-二 甲基苯酚和2,2-双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)丙烷的单体的共聚物；其中，多元醇进一步包 含环氧乙烷封端的聚醚三醇、环氧丙烷封端的聚醚三醇、环氧乙烷封端的聚醚多元醇、或它 们的组合；其中，芳族异氰酸酯化合物包含2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷 二异氰酸酯、甲苯2,6-二异氰酸酯、甲苯2,4-二异氰酸酯、每个分子具有平均大于2并且小 于或等于4个异氰酸酯基团的低聚二苯基甲烷二异氰酸酯、或它们的组合；其中，发泡剂包 含水；并且其中反应混合物包含40至84重量百分数的多元醇，包括5至35重量百分数的聚 (亚苯基醚)；15至55重量百分数的芳族异氰酸酯化合物；以及1至5重量百分数的发泡剂；其 中，所有的重量百分数均是基于多元醇、芳族异氰酸酯化合物、以及发泡剂的总重量。
实施方式15：一种形成聚氨酯泡沫的方法，所述方法包括：在发泡剂的存在下使多 元醇与芳族异氰酸酯化合物反应以形成聚氨酯泡沫；其中，多元醇包含具有600至2000原子 质量单位的数均分子量和每个分子平均1.5至3个羟基的聚(亚苯基醚)；其中，芳族异氰酸 酯化合物每个分子具有平均至少2个异氰酸酯基团；其中，反应的特征在于65至95的异氰酸 酯指数；并且其中，聚氨酯泡沫具有根据ASTMD3574-08试验A在23℃下测量的0.01至0.16 克/立方厘米的密度。
实施方式16：根据实施方式15所述的方法，其中，基于多元醇、芳族异氰酸酯化合 物、以及发泡剂的总重量，多元醇的用量为40至84重量百分数，包括5至35重量百分数的聚 (亚苯基醚)；芳族异氰酸酯化合物的用量为15至55重量百分数，并且发泡剂的用量为1至5 重量百分数。
实施方式17：根据实施方式15所述的方法，其中，聚(亚苯基醚)是包含2,6-二甲基 苯酚和2,2-双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)丙烷的单体的共聚物；其中，多元醇进一步包含环 氧乙烷封端的聚醚三醇、环氧丙烷封端的聚醚三醇、环氧乙烷封端的聚醚多元醇、或它们的 组合；其中，芳族异氰酸酯化合物包含2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异 氰酸酯、甲苯2,6二异氰酸酯、甲苯2,4二异氰酸酯、每个分子具有平均大于2并且小于或等 于4个异氰酸酯基团的低聚二苯基甲烷二异氰酸酯、或它们的组合；其中，发泡剂包含水；并 且其中，基于多元醇、芳族异氰酸酯化合物、以及发泡剂的总重量，多元醇的用量为40至84 重量百分数，包括5至35重量百分数的聚(亚苯基醚)；芳族异氰酸酯化合物的用量为15至55 重量百分数，并且发泡剂的用量为1至5重量百分数。
本发明进一步通过下面的非限制性实施例进行说明。
实施例1-26、比较实施例1-8
表1中总结了这些实施例中使用的原材料。所有的材料都以由供应商收到的状态 原样使用。
表1
为了计算多元醇含量，计算PPE-2OH、POLY-GTM85-29、POLY-GTM30-240、POLY-GTM76-120、POLY-GTM85-34、VORANOLTMVORACTIVTM6340、LUMULSETMPOE26、TEGOSTABTMB 4690、TEGOSTABTMB8871、二甘醇、二乙醇胺、以及DABCOTM33LV的贡献。应注意LUMULSETMPOE26还起到开孔剂(cellopener)的作用，TEGOSTABTMB4690和TEGOSTABTMB8871还起 到表面活性剂的作用，二甘醇和二乙醇胺还起到扩链剂的作用，并且DABCOTM33LV还起到催 化剂的作用。
以3,100转每分钟(rpm)速度使用高扭矩混合器(CRAFSTMANTM10-英寸钻床，型号 137.219000)制备所有的泡沫。在高弹性泡沫的情况下，如在实施例中指出的，泡沫系统的 多元醇组分和异氰酸酯组分混合7秒或10秒。然后混合物转移到开放的聚乙烯容器中并且 允许自由增长(free-rise)。测量所有泡沫的发泡曲线(foamingprofile)，包括乳化时间 (creamtime)、胶凝时间、以及增长时间(risetime)。在增长时间之后，将泡沫立即放入空 气循环烤箱中以完成固化(后固化(post-cure))。在实施例和比较实施例中给出后固化条 件(时间和温度)。
如在实施例中所指出的，在测试之前在室内条件下将所有泡沫老化最小一周。根 据ASTMD3574-08测量以下特性：
-泡沫密度(测试A)
-通过球反弹的回弹率(测试H)
-断裂拉伸强度(测试E)
-断裂伸长率(测试E)
-撕裂强度(测试F)
-CFD，压缩力变形(测试C)
-滞后(程序B–CFD滞后损耗)
-干式压缩恒定变形(DryConstantDeflectionCompressionSet)(测试D)
-湿式压缩恒定变形(WetConstantDeflectionCompressionSet)(测试D&湿热 老化，测试L)。
根据内部方法(in-housemethod)测量可燃性作为水平燃烧速率，该方法是从 ASTMD5132-04修改来的。然而，在可燃性测试过程中观察所有泡沫的滴落。
比较实施例1用作针对高回弹性柔性泡沫的模型制剂并且基于POLY-GTM85-36环 氧乙烷封端的聚醚三醇(多元醇)、LUMULSETMPOE26(乙氧基化的丙三醇)用作反应开孔剂， 二乙醇胺用作助催化剂/交联剂，以及MONDURTMMRS-2用作二异氰酸酯。
分别用0％、10％、20％、30％、以及40％的PPE-2OH制备比较实施例1和实施例1、2、 3和4中的制剂。用3.6重量份的水和90的异氰酸酯指数制备这些自由增长的、水发泡的泡 沫。在表2中给出了制剂、反应曲线、以及特性。
表2
如通过减少的乳化时间、胶凝时间以及放气时间(off-gassing)值指出的，反应性 随着聚(亚苯基醚)含量增加而增加。如拉伸和撕裂强度值指出的，压缩力变形 (compressionforcedeflection)(CFD)值随着聚(亚苯基醚)含量的增加而增加。增加的 CFD、拉伸和撕裂强度值表示聚(亚苯基醚)具有增加柔性泡沫的承载特性和韧度的潜力。
比较实施例2、以及实施例5、6、7、以及8中的制剂是针对基于MDI的记忆泡沫 (memoryfoam)。用0％、10％、15％、20％、以及30％的聚(亚苯基醚)和70的异氰酸酯指数制 备自由增长的水发泡的泡沫。在表3中总结了制剂、反应曲线、以及特性。
表3
如通过乳化时间、胶凝时间以及增长时间值指出的，反应性随着聚(亚苯基醚)含 量增加而增加。增加的聚(亚苯基醚)含量还与增加的压缩力变形(CFD)值有关。加入聚(亚 苯基醚)还与增加的拉伸和撕裂强度值有关，尤其在中等聚(亚苯基醚)含量下。增加的CFD 值表示聚(亚苯基醚)具有赋予柔性泡沫承载特性的潜力。
比较实施例3、以及实施例9、10、以及11中的制剂是针对基于MDI的记忆泡沫 (memoryfoam)。用0％、10％、20％、以及30％的聚(亚苯基醚)和80的异氰酸酯指数制备自 由增长的水发泡的泡沫。在表4中总结了制剂、反应曲线、以及特性。
表4
如通过乳化时间、胶凝时间以及增长时间值指出的，反应性随着聚(亚苯基醚)含 量的增加而增加。增加的聚(亚苯基醚)含量还与增加的压缩力变形(CFD)值有关。
制备基于甲苯二异氰酸酯(TDI)的柔性泡沫。表5中的制剂是基于POLY-GTM85-36 环氧乙烷封端的聚醚三醇(多元醇)和VORANOLTM-VORACTIVETM6340催化活性的、高官能的 环氧乙烷封端的聚醚多元醇的组合。LUMULSETMPOE26(乙氧基化丙三醇)用作反应开孔剂， 二乙醇胺用作助催产剂/交联剂，以及LUPRANATETMT80类型1用作异氰酸酯。
比较实施例4、以及实施例12、13、以及14中的制剂是针对高回弹柔性泡沫。用0％、 10％、20％、以及30％的聚(亚苯基醚)并且全部在90的异氰酸酯指数下制备自由增长的水 发泡的泡沫。在表5中总结了用3.6重量份的水作为发泡剂制备的自由增长的泡沫的制剂、 反应曲线、以及特性。
表5
如通过通常减少的乳化时间、胶凝时间以及增长时间值指出的，泡沫系统的反应 性随着聚(亚苯基醚)含量增加而增加。拉伸和撕裂强度值还随着聚(亚苯基醚)含量增加而 增加。在25％、50％、以及65％变形下测量的压缩力变形(CFD)值随着聚(亚苯基醚)含量增 加而明显增加。当聚(亚苯基醚)是制剂的一部分时这些特性改进表示泡沫的承载性质和韧 度有所改善。
在模制泡沫中评估三种制剂。使用具有30.48×30.48×5.08厘米(12×12×2英 寸)尺寸的铝模具制备模制泡沫。在80℃下预热模具。在混合物倒在模具中之后，将浮动盖 (floatinglid)放在顶部上，具有0.4兆帕压力。脱模时间大约为4.5分钟。
比较实施例5、以及实施例15和16中的制剂用于制备如在前面段落中描述的模制 的高回弹性柔性泡沫。用0％、10％、以及20％的聚(亚苯基醚)，用3.6重量份的水作为发泡 剂，以及90的异氰酸酯指数制备模制泡沫。在表6中总结了模制泡沫的制剂、固化条件、以及 特性。
表6
拉伸和撕裂强度随着聚(亚苯基醚)的加入而明显增加。当聚(亚苯基醚)是制剂的 一部分时这些特性改进表示泡沫韧度有所改善。
比较实施例6、以及实施例17、18、以及19的制剂是针对高回弹性柔性泡沫。用0％、 10％、20％、以及30％的聚(亚苯基醚)和90的异氰酸酯指数制备自由增长的水发泡的泡沫。 在表7中总结了用3.2重量份的水作为发泡剂制备的自由增长的泡沫的制剂、反应曲线、以 及特性。
表7
如通过减少的乳化时间、胶凝时间以及增长时间值指出的，泡沫系统的反应性随 着聚(亚苯基醚)含量增加而增加。拉伸和撕裂强度值随着聚(亚苯基醚)的含量增加而增 加。在25％、50％、以及65％变形(deflection)下测量的压缩力变形(CFD)随着聚(亚苯基 醚)的含量增加而增加。当聚(亚苯基醚)是制剂的一部分时这些特性改进表示泡沫的承载 特性和韧度有所改善。
比较实施例7、以及实施例20、21、以及22中的制剂是针对高回弹性柔性泡沫。用 0％、10％、20％、以及30％的聚(亚苯基醚)和90的异氰酸酯指数制备自由增长的水发泡的 泡沫。在表8中总结了用2.2重量份的水作为发泡剂制备的自由增长的泡沫的制剂、反应曲 线、以及特性。
表8
如通过减少的乳化时间、胶凝时间以及增长时间值证明的，泡沫系统的反应性随 着聚(亚苯基醚)含量增加而增加。在25％、50％、以及65％变形下测量的压缩力变形(CFD) 随着聚(亚苯基醚)含量增加而增加，这表示泡沫的承载特性有所改善。
在比较实施例8、实施例23、24、25、以及26中的制剂用于制备模制的高回弹性柔性 泡沫。用0％、10％、30％以及40％的聚(亚苯基醚)，使用2.2重量份的水作为发泡剂，以及90 的异氰酸酯指数制备模制泡沫。在表9中总结了模制泡沫的制剂、固化条件、以及特性。
表9
拉伸和撕裂强度值随着聚(亚苯基醚)的加入而增大。通常，在50％、以及65％变形 下测量的压缩力变形(CFD)随着聚(亚苯基醚)含量增加而增加。当聚(亚苯基醚)是制剂的 一部分时这些特性改善表示泡沫的承载特性和韧度有所改善。
