[发明专利]聚氨酯泡沫和相关联的方法以及制品

说明书

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。

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，“The Polyurethanes Book”，New York：John Wiley&Sons，2003；以及K.Uhlig，“Discovering Polyurethanes”，New York：Hanser Gardner,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(transporation interior)、地毯衬垫物(carpet underlay)、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。

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ASTM D 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ASTM D 3574-08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。