[发明专利]制备聚氨酯泡沫的方法和聚氨酯泡沫制品

说明书

背景技术

聚氨酯泡沫在很多情况下通过多元醇和异氰酸酯的反应注模制成。通常，使用物理发泡剂、夹带的气体成核剂等的一种或多种来实现和/或控制空隙(泡孔)的产生以形成泡沫结构。

发明内容

本文公开了用于聚氨酯泡沫的反应注模的设备和方法。在所述方法中，含有多元醇以及有效量的水的再循环回路和含有异氰酸酯的再循环回路各自被部分抽空。

因此，在一个方面，本文公开了一种反应注模聚氨酯泡沫的方法，其包括：使多元醇混合物在第一部分抽空的再循环回路中再循环，其中所述多元醇混合物包括从约0.5％至约4重量％的水；将异氰酸酯混合物在第二部分抽空的再循环回路中再循环；将所述多元醇混合物的一部分与所述异氰酸酯混合物的一部分喷射混合以形成反应混合物；将所述反应混合物注射到模具中；以及，允许所述反应混合物反应以形成聚氨酯泡沫。

因此，在另一方面，本文公开了一种聚氨酯泡沫制品，其包括反应注模的、水发泡的聚氨酯泡沫，所述聚氨酯泡沫包括小于约0.1克/立方厘米的密度和小于约0.02mm的平均泡孔尺寸。

在以下具体实施方式中，本发明的这些方面和其他方面将显而易见。然而，在任何情况下都不应将上述发明内容理解为是对要求保护的主题的限制，该主题仅由所附权利要求书限定，并且在审查期间可以进行修改。

附图说明

图1是如本文公开的设备和方法的图解视图。

图2是可如本文公开的那样制备的制品的侧剖视图。

在多张图中，类似的参考标号表示类似的元件。一些元件可能以相同或相等的倍数存在；在此类情况下，参考标号可能仅标出一个或多个代表性元件，但应当理解，此类参考标号适用于所有此类相同的元件。除非另外指明，否则本文档中的所有图和附图均未按比例绘制，并且被选择用于示出本发明的不同实施例。具体地讲，除非另外指明，否则仅用示例性术语描述各种部件的尺寸，并且不应从附图推断各种部件的尺寸之间的关系。

具体实施方式

本领域的技术人员熟知制备聚氨酯的反应注模涉及多元醇与异氰酸酯在高压下的喷射混合和将所得混合物注射到模具中。在图1中所示的是可用于该目的的示例性设备1。简而言之，设备1包括：第一再循环回路10，所述第一再循环回路含有多元醇液体混合物17并使所述多元醇液体混合物再循环；和第二再循环回路30，所述第二再循环回路含有异氰酸酯液体混合物37并使所述异氰酸酯液体混合物再循环。将第一再循环回路10定义为包括：至少第一储罐11(常被本领域的技术人员称为“日罐”)；供应线路(即，管道)15，来自第一罐11的多元醇混合物17的至少一部分可通过所述供应线路被递送至喷射混合头20；以及返回线路16，多元醇混合物17的未与异氰酸酯混合物37混合的那部分可通过所述返回线路返回至第一罐11。相似地，将第二再循环回路30定义为至少包括：第二储罐31；供应线路35，来自第二罐31的异氰酸酯混合物37的至少一部分可通过所述供应线路被递送至喷射混合头20；以及返回线路36，异氰酸酯混合物37的未与多元醇混合物17混合的那部分可通过所述返回线路返回至第二罐31。

多元醇混合物17和异氰酸酯混合物37的至少一部分被递送至喷射混合头20中，在喷射混合头中所述多元醇混合物部分和异氰酸酯混合物部分喷射混合(在本文中将其定义为：随着液流在高压(即，1500psi(10.3MPa)或更高)下冲击在彼此上，在随之发生涡流的情况下，所述部分彼此混合)。通常，这种喷射混合和反应注模还通过以下事实表征，即液体反应物在非常短的时间量程(例如，在一秒内或更短)上彼此混合并且非常快地(例如，在混合后的几秒内)递送到模具中。本领域的技术人员将因此理解用于反应注模中的这种喷射混合和可用于不落入反应注模的类别下的例如其它聚氨酯泡沫生产工艺中的其它混合工艺之间的区别。

可随后将多元醇和异氰酸酯的所得混合物注射(例如，通过喷嘴21)到模具50中，在模具中，异氰酸酯和多元醇将彼此反应以形成聚氨酯泡沫。在至少一些实施例中，可将多元醇和异氰酸酯的混合物选为仅填充所述模具的内部体积的特定百分比(例如，5-20体积％)。空隙空间的发展和随之形成的泡沫结构将随后使得聚氨酯膨胀以填充模具50的内部，从而形成呈现模具内部的形状的所谓的膨胀体(bun)。这样，如本文公开的聚氨酯泡沫的反应注射形成物可与相对致密的聚氨酯材料(例如，可常用于结构性部件、垫圈等中的高密度泡沫和非泡沫聚氨酯)的反应注射形成物有所区别，在相对致密的聚氨酯材料中，在反应和模制过程中可发生相对小的膨胀(或甚至轻微的回缩)。