[发明专利]用于高温应用的聚氨酯泡沫弹性体

说明书

本申请要求2011年6月22日提交的美国临时专利申请61/499,986的优先权，其通过参考并入本申请。

本发明涉及用于高温应用的聚氨酯泡沫弹性体。

发泡的聚氨酯弹性体通常用作密封装置例如垫圈，以及用于很多其它应用。该类型的密封装置通常与内燃机联用，它们可以用作，例如，垫圈，空气过滤密封件和端盖。在这些和很多其它应用中，密封装置通常暴露于升高的温度，因此必须能够经受那些温度达延长的时间段，而又不会损失它们的性能特征。在车辆领域中的某些近来趋势加剧了该问题。封装汽车和卡车的发动机舱以便于降低噪音的驱动器往往导致局部化的较高温度。而且，较高的温度通常需要较高性能发动机。

现有发泡的聚氨酯弹性体努力来满足这些较高温度应用的要求。因此，在这些和很多其它应用中，需要提供发泡的聚氨酯弹性体，该弹性体对暴露于高温更耐受。该弹性体理想地使用常规可用的加工设备和便宜易得的原料制造。

发明内容

本发明是这样的弹性体。本发明的弹性体是模塑聚氨酯泡沫体，其泡沫密度为250至550kg/m³，并且所述泡沫体是芳族多异氰酸酯和异氰酸酯反应性组分在有效量的发泡剂、有效量的表面活性剂和有效量的一种或多种催化剂的存在下的反应产物，其中异氰酸酯反应性组分包含：

a)羟基当量为约800至3000的聚醚多元醇、或这样的多元醇的混合物，所述聚醚多元醇或多元醇的混合物可以包含分散的聚合物粒子；

b)每100重量份组分a)约1至约5重量份的脂族二醇增链剂，其羟基当量为至多约75；和

c)每100重量份组分a)约0.5至约3重量份的交联剂，该交联剂包含至少三个脂族羟基并且羟基当量为至多约75。

已经出乎意料地发现，高当量聚醚多元醇、脂族二醇增链剂和交联剂的混合物可制得在某些高温应用中表现很好的发泡的聚氨酯弹性体。特别地，本发明发泡的聚氨酯弹性体保持低的压缩变定，甚至在100℃的温度暴露于40%压缩量达22小时或更长的时间段之后也是如此。这使得该弹性体特别适宜用于某些高温应用，例如，垫圈和其它密封装置，例如与内燃机或其它发动机联用的空气过滤器密封件和空气过滤器端盖。该弹性体类似地用于其中其暴露于升高温度的其它应用，例如在处理热流体的系统中的衬垫装配装置或密封装置。

本发明也是制备弹性的模塑聚氨酯泡沫体的方法，包括：形成包含芳族多异氰酸酯、异氰酸酯反应性组分、至少一种发泡剂、有效量的至少一种表面活性剂和有效量的一种或多种催化剂的混合物，将所述混合物引入到模具中，使所述混合物在闭合的模具中固化以形成泡沫体密度为250至550kg/m³的模塑聚氨酯泡沫体，和将所述聚氨酯泡沫体脱模，其中所述异氰酸酯反应性组分包含：

a)羟基当量为约800至3000的聚醚多元醇、或这样的多元醇的混合物，所述聚醚多元醇或多元醇的混合物可以包含分散的聚合物粒子；

b)每100重量份组分a)约1至约5重量份的脂族二醇增链剂，其羟基当量为至多约75；和

c)每100重量份组分a)约0.5至约3重量份的交联剂，该交联剂包含至少三个脂族羟基并且羟基当量为至多约75。

具体实施方式

适宜的芳族多异氰酸酯包括间苯二异氰酸酯，甲苯-2,4-二异氰酸酯，甲苯-2,6-二异氰酸酯，萘-1,5-二异氰酸酯，甲氧基苯基-2,4-二异氰酸酯，二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯(4,4'-MDI)，二苯基甲烷-2,4’-二异氰酸酯(2,4'-MDI)，4,4'-联苯二异氰酸酯，3,3'-二甲氧基-4,4'-联苯二异氰酸酯，3,3'-二甲基-4-4'-联苯二异氰酸酯，3,3'-二甲基二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯，4,4',4-三苯基甲烷三异氰酸酯，聚亚甲基聚苯基异氰酸酯(PMDI)，甲苯-2,4,6-三异氰酸酯和4,4'-二甲基二苯基甲烷-2,2',5,5'-四异氰酸酯。优选地，多异氰酸酯是二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯，二苯基甲烷-2,4'-二异氰酸酯，PMDI，或其两种或更多种的混合物。

如果期望，可以使任何前述芳族多异氰酸酯形成为包含氨基甲酸酯和/或脲基团的异氰酸酯封端的预聚物。可以将任何前述有机多异氰酸酯改性以包含诸如缩二脲、脲基甲酸酯和异氰脲酸酯基团的基团。