[发明专利]喷雾聚氨酯弹性体的制备方法和由该方法制备的弹性体

说明书

背景技术

本发明涉及喷雾弹性体和制备这些喷雾弹性体的方法。在本发明方法中，将固体填料分别纳入至异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分中。该喷雾方法使得制备具有比以前可能的固体含量更高的固体含量的弹性体成为可能。由本发明方法制备的弹性体可特别地用作汽车应用的声学部件，如仪表盘绝缘体和地毯背衬。

聚氨酯弹性体中包含固体使得降低这种弹性体的成本同时不牺牲弹性体的物理性能成为可能。因此，将聚氨酯弹性体的固体含量提高至最大可能的水平是商业上期望的。

然而，固体的量不能增加至太高的水平，以致聚氨酯形成组分的加工变得很难使得在商业上难以实现。

美国专利6,432,543公开了用于制备特别适合汽车行业的部件的特定的可喷雾的弹性体组合物。这些部件具有模制弹性外层和聚氨酯泡沫内层。所述弹性体为芳族多异氰酸酯、含固体的多元醇、第二多元醇和其他添加剂的反应产物。除多异氰酸酯外的所有组分的总固体含量最高达40重量％。含有这种数量的固体的弹性体的硬度通常限制在70至85肖氏A范围内。然而，美国专利6,432,543没有教导所公开的弹性体可具有大于40％的固体含量。

在现有的聚氨酯喷雾弹性体体系中，固体仅被纳入至异氰酸酯反应性组分中，如在美国专利6,432,543中所教导。然而，具有高固体含量(即，固体含量大于40％)的弹性体的制备受该方法限制，这是因为可纳入至异氰酸酯反应性组分中的固体材料的量不能太大，以致异氰酸酯反应性组分的粘度对喷雾来说太高。因此，为了获得更高的固体含量，需要调节与含固体的异氰酸酯反应性组分相结合的异氰酸酯组分的体积比。目前已知的喷雾聚氨酯弹性体体系中使用的体积比(即，异氰酸酯反应性组分的体积:异氰酸酯组分的体积)通常为11:1至14:1。这种体积比需要使用专用的设备。

因此，有利的是开发一种用于制备固体含量大于40％的聚氨酯弹性体的喷雾方法，该方法可使用常规的喷雾设备来进行。

发明内容

本发明的目的是提供固体含量大于40重量％、优选大于50重量％的喷雾聚氨酯弹性体。

本发明的另一目的是提供一种用于制备固体含量大于40％的喷雾聚氨酯弹性体的喷雾方法，该方法可使用常规的喷雾设备来进行。

这些目的和对本领域技术人员来说显而易见的其他目的通过将填料纳入至待喷雾的聚氨酯形成体系(polyurethane-forming system)的异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分二者中来实现。

具体实施方式

本发明涉及通过喷雾制备聚氨酯弹性体的聚氨酯形成体系，其总固体含量为40至80重量％，基于聚氨酯形成体系的总重量计。为了确保聚氨酯形成体系为可喷雾的，异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分在25℃下的粘度通常均小于4,000mPa·s，优选小于2,000mPa·s，最优选小于1,000mPa·s。聚氨酯形成体系的异氰酸酯组分可具有40至80重量％的固体含量，并包括：(i)至少一种芳族多异氰酸酯，其NCO含量为24％至33％且官能度为2至3，以及(ii)至少一种固体填料，其以足够获得固体含量为40至80重量％的异氰酸酯组分的量存在。本发明的聚氨酯形成体系的异氰酸酯反应性组分可具有40至80重量％的固体含量，并包括：(i)至少一种聚醚多元醇，所述聚醚多元醇的羟值为25至40且官能度为2至4，以及(ii)至少一种固体填料，所述固体填料以足够获得固体含量为40至80重量％的异氰酸酯反应性组分的量存在。然而，异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分的总的结合固体含量必须在40重量％和80重量％之间，基于聚氨酯形成体系的总重量计。

用于本发明的异氰酸酯组分的合适的多异氰酸酯和/或其预聚物的NCO基团含量必须为约24％至约33％，优选为约28％至约33％，最优选为约30％至约32％。

优选的多异氰酸酯及其预聚物的实例包括基于二苯基甲烷二异氰酸酯和多苯基甲烷多异氰酸酯、NCO基团含量在24％至33％的要求范围内的那些。

合适的多异氰酸酯在25℃下的粘度通常为至少约15mPa·s，更优选至少约20mPa·s且最优选至少约23mPa·s。这些多异氰酸酯的粘度通常为小于或等于50mPa·s，优选小于或等于40mPa·s且最优选小于或等于35mPa·s。所述多异氰酸酯的粘度可在这些上限值和下限值的任意组合之间，包括端值。