[发明专利]聚氨酯泡沫及其制备方法

说明书

软质聚氨酯泡沫由聚醚混合物和水与多异氰酸酯反应制得。该泡沫用于座位应用具有优异的性能组，因为它们是支撑性的舒适的弹性泡沫。另一个优点是可以在接近或甚至大于100的异氰酸酯指数下获得这些性能。

本发明涉及软质聚氨酯泡沫、可用于制备软质聚氨酯泡沫的多元醇组合物以及使用该多元醇组合物制备软质聚氨酯泡沫的方法。

一些床上用品和家具应用需要泡沫缓冲，其非常有回弹性、支撑性而且舒适。

回弹性通常使用回弹球测试评估，例如ASDM D-3574-11。在这些应用中，通常希望值超过50％，尤其是超过52％。

支撑力由压缩力挠度(CFD)表示，它是将泡沫压缩一定量必须施加多少力的度量。在这些应用中，根据ISO3386-1测试，通常需要在40％压缩时CFD值为1.0kPa或更高，尤其是1.8kPa或更高。

舒适度可以用“流挂因子”表示，它是在65％压缩时CFD值与25％压缩时CFD值的比值。期望更大的值，因为期望的是在施加的重量下感觉柔软并屈服但仍能够支撑乘员重量的泡沫。在这些应用中，非常希望流挂因子为3.5或更大。

可用满足所有这些要求的某些聚氨酯泡沫。为了实现这些性能的组合，通常以低异氰酸酯指数(例如70至80的指数)制备泡沫。这些制剂中较高的异氰酸酯指数往往在泡沫制剂上升和固化时使其不稳定。这导致泡沫塌缩、泡沫密度和质量的变化以及其他加工问题。

尽管如此，仍希望在更高的异氰酸酯指数下操作。低异氰酸酯指数泡沫制剂往往形成大量的芳族胺反应副产物。这些导致产品中异味和挥发性有机化合物(VOC)。

希望提供一种方法，通过该方法可生产出异氰酸酯指数为85或更高的支撑、舒适、弹性泡沫。

一方面，本发明是聚醚的混合物，其包含

a)基于聚醚混合物的重量，60-80重量％的一种或多种标称三官能环氧乙烷封端的聚(环氧丙烷)多元醇，其具有10-25重量％的氧化乙烯含量和1500-2500的羟基当量，其中至少70％的羟基是伯羟基；

b)基于聚醚混合物的重量，10-30重量％的一种或多种环氧乙烷封端的聚(环氧丙烷)多元醇，其标称官能度为4至8、氧化乙烯含量为10-25重量％和羟基当量为1500-2500，其中至少70％的羟基是伯羟基；

c)基于聚醚混合物的重量，5-12重量％的一种或多种聚醚多元醇，其标称官能度为至少3、分子量为至少4000和氧化乙烯含量为至少70％；和

d)基于聚醚混合物的重量，2-10重量％的一种或多种环氧丙烷和环氧乙烷的单官能共聚物，其氧化乙烯含量为20-65重量％，分子量为400至2000。

上述多元醇混合物是高官能度聚醚多元醇(b)和聚醚一元醇(d)以及高比例的多元醇c)的不寻常组合，当该混合物用于制备软质聚氨酯泡沫时，被认为起到开孔剂的作用。

本发明还是制备聚氨酯泡沫的方法。在该方法中，使芳族多异氰酸酯在至少一种催化剂和至少一种表面活性剂的存在下与至少一种交联剂、水和前述的聚醚混合物反应，其中异氰酸酯指数为85至125，并且水的量为每100重量份的聚醚混合物为1.0至3.0重量份。

本发明也是通过上述方法制造的软质聚氨酯泡沫。所述泡沫的特征是具有回弹性，如在ASTM D-3574-11回弹球测试中回弹性至少为50％、最好至少为52％所示：在40％压缩时具有至少1.0kPa的压缩力挠度(CFD)，如根据ISO3386-1测量的，“流挂因子”为3.5或更大，和密度为55至120kg/m³。在接近100或更高的异氰酸酯指数下获得这些结果，这提供了减少泡沫产品中芳族胺副产物的量的额外益处。