聚氨酯成形物品及其生产方法技术

降低了聚氨酯和聚氨酯制成的成形物品的醛排放量。聚氨酯醛排放量的降低是通过在聚氨酯生成反应混合物的多醇成分中包括一种肼化合物作为醛清除剂而达到的。以该多醇混合物的１００重量份为基准，该肼化合物的使用量是０．０５～３．０重量份。成形聚氨酯物品的醛排放量是通过在成形涂布材料中以０．１ｇ／ｍ↑［２］～１０ｇ／ｍ↑［２］的数量包括一种肼化合物来降低的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚氨酯成形物品，其中尽可能多地防止甲醛和乙醛的释放，还涉及此类成形物品的生产方法。
技术介绍
作为泡沫体的聚氨酯可以是一种软质聚氨酯泡沫体、硬质聚氨酯泡沫体、或半硬质聚氨酯泡沫体，而且它用于各种用途。聚氨酯泡沫体的用途实例包括家具垫、各种汽车用途(例如内部设备如座垫、扶手、方向盘、换挡把手、顶棚材料、仪表盘、门封结构材料)、合成木材、或隔热材料。按照对适用领域的物理性能、反应性、制造性能等的需要，该聚氨酯可以通过使多异氰酸酯与各种多醇的混合物(以下简称“多醇混合物”)、催化剂、交联剂、必要时的发泡剂、表面活性剂、增强剂、及其它辅助剂混合和反应得到。当聚氨酯成形以给出一种成形物品时，使该多异氰酸酯与该多醇混合物以这样的比例混合使异氰酸酯成分中的异氰酸酯当量数大约等于多醇混合物中有活泼氢的OH基、伯胺基或仲胺基、或水的活泼氢当量数。不健康房屋综合征的问题源于可能存在于各种塑料中的挥发性有机化合物(VOC)。用甲醛生产的脲醛树脂、蜜胺树脂、酚醛树脂或聚缩醛树脂、以及使用这些树脂作为粘结剂的用于建筑材料的碎料板。关于由世界卫生组织(WHO)分类为有毒物质的甲醛和乙醛等醛类的释放，世界卫生组织或日本厚生省(卫生、劳动和福利部)的指导准则显示，甲醛和乙醛的浓度标准分别是100μg/m3。即使6kg聚氨酯泡沫体存在于25℃密封状态的10m3空气中，它也对应于0.01ppm的醛浓度，而且只要该聚氨酯泡沫体是常温下使用的，就会难以认为聚氨酯泡沫体是醛的释放源。通常，与常温下建筑用途的VOC问题不同，汽车用聚氨酯是在显著不同于建筑用途的条件下使用的。当驾驶员进入已经密闭并在夏季烈日下静置足够长时间的小轿车中时，由于小轿车内部处于高温，醛释放会导致气味和/或眼刺激。本专利技术者们调查了成形后3天各种聚氨酯泡沫体(例如软质的和硬质的聚氨酯泡沫体)在65℃的醛排放量，以期调查聚氨酯在高温下是否会引起醛释放。测定了在一个用氮气密封的2L Tedlar袋中于65℃保持2小时的样品所排放的甲醛和乙醛的数量(甲醛和乙醛是用一种醛捕获(DNPH)柱捕获、用高性能液相色谱法(HPLC)分析的)。因此，尽管该排放量因聚氨酯泡沫体种类而异，但每1g聚氨酯泡沫体的甲醛排放量在0.04～0.35μg/g范围内或乙醛排放量在0.05～0.15μg/g范围内。醛(甲醛和乙醛之和)的排放量是0.07～0.45μg/g。醛排放量因聚氨酯泡沫体中的泡孔结构(空气泡)而异。我们发现，有开放式泡孔(自由通道空气泡)的聚氨酯泡沫体所排放的醛的数量大于有密闭式泡孔(独立空气泡)的聚氨酯泡沫体所排放的数量。我们还发现，用于小轿车内饰、尤其顶棚材料的有开放式泡孔结构的硬质聚氨酯泡沫体，就每单位重量的聚氨酯泡沫体而言，排放最大量的醛。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是使开放式泡孔含量为至少50％、用于小轿车内饰的成形聚氨酯泡沫体部件当小轿车在高温环境中保持密闭一段时间时排放的醛(例如甲醛和乙醛)的数量减少。由于醛可能从常用于聚氨酯生产的原材料发生，因而，本专利技术的另一个目的是提供一种使聚氨酯成形物品在高温下排放的醛例如甲醛和乙醛的数量减少而不限制用于生产这样的聚氨酯的原材料的方法。对于业内技术人员来说显而易见的这些目的及其它目的是通过在用来生产该聚氨酯的多醇成分中包括规定量肼化合物或通过在成形聚氨酯物品的表面层或涂层中包括规定量肼化合物来实现的。具体实施例方式本专利技术涉及从下列成分生产的聚氨酯成形物品(a)多异氰酸酯和(b)一种多醇混合物，包括多醇、催化剂、交联剂，和(c)以该多醇混合物100重量份为基准，0.05～3.0重量份肼化合物，该肼化合物是添加到多醇混合物(b)中的。在本专利技术的另一种实施方案中，该醛清除剂也可以用来作为一种外添加剂，即可以将其添加到该聚氨酯成形物品的外部。在本专利技术的这种实施方案中，该肼化合物是以0.1g/m2～10g/m2的数量涂布在该聚氨酯成形物品或该物品的一种成分的表面上的。含有作为外添加剂的醛清除剂的聚氨酯成形物品可以诸如制造如下。将一种有0.1～10wt％浓度的肼化合物水溶液施用到该聚氨酯物品或该物品的一种成分的表面上。聚氨酯成形物品可以通过在该聚氨酯成形物品成形之前将一种肼化合物连同一种脱模剂一起施用到一种模型表面上来制备。在肼化合物施用到表层材料的内表面和/或背衬材料的外表面上之后，将该表层材料和/或背衬材料置于该模型内，并将聚氨酯原材料进料到该模型中并浇铸而给出该聚氨酯成形物品。在本专利技术的另一种实施方案中，将通过聚氨酯块料切片得到的片材状聚氨酯泡沫体夹持在纤维性增强纺织品之间。一种与催化剂和水一起的多异氰酸酯用来使该泡沫体和纺织品成形，以形成一种三明治状增强聚氨酯成形物品。在本专利技术中，相对于该催化剂与水之和每100重量份而言，肼化合物是以0.1重量份～30重量份的数量添加到该催化剂和水中的。当一种漆形成一种成形聚氨酯物品的一个表皮层时，将含有1～10wt％肼化合物的漆在该聚氨酯成形物品成形之前涂布在该模型上。聚氨酯成形物品发生的醛的排放量，可以通过向用来生产该聚氨酯物品的多醇混合物中添加至少一种肼化合物来显著降低。成形聚氨酯物品排放的醛，可以有效地通过用至少一种肼化合物的溶液涂布模型表面或通过将该肼化合物添加到涂布在模型表面上的脱模剂中而使该脱模剂转移到聚氨酯成形物品的表面上加以截留。一般来说，成形程序后2小时内保持在65℃的开孔聚氨酯泡沫体每1g排放的醛(甲醛与乙醛之和)的数量，在成形后3～7天至多为0.10μg/g。每2小时排放的醛(即甲醛和乙醛)的浓度，是通过将10g用于汽车顶棚、有相对大量醛排放、低密度(0.03g/cm3)和开孔结构(按照ASTM D 6226-98测定的开放式泡孔(通道式气泡)分数为50％～90％)的聚氨酯泡沫体(该泡沫体用玻璃毡增强并用热压法成形)置于一个1L Tedlar袋(用氮气密封)中而且每2小时置换一次氮气，用Kitagawa型甲醛检测管(No.171SC)测定的。初始检测的2.5ppm醛浓度降低到65℃2小时的热史重复7次之后的0.6ppm。65℃2小时的热史重量7次之后醛的累计排放量(甲醛与乙醛之和)(以甲醛计)是每1g硬质聚氨酯泡沫体为1.0ppm。尽管这种硬质聚氨酯泡沫体在65℃的醛排放量在随后的加热期期间从该初始值降下来，但这种热史的管理需要很多人工小时和很多费用。用Kitagawa型甲醛检测管(No.171SC)测定的硬质聚氨酯泡沫体排放的醛(甲醛和乙醛)的浓度，与通过用DNPH柱捕获该醛然后用HPLC分析得到的结果是相同的。因此，本专利技术者们证实Kitagawa型甲醛检测管在甲醛和乙醛的醛浓度测定中是有效的。由于聚氨酯的原材料是流体，因而本专利技术者们首先研究了从这些原材料中消除醛的可能性。分析了用于制造聚氨酯成形物品的各种多异氰酸酯、多醇、催化剂、交联剂等。用HPLC方法测定了每种原料中醛的浓度。相信，作为催化剂使用的胺、尤其叔胺(例如五甲基二亚乙基三胺、二甲基乙醇胺、和二(二甲胺基乙基)醚)，或作为交联剂使用的胺、尤其链烷醇胺(例如二乙醇胺和三乙醇胺)，或使用伯胺(例如乙二胺)作为多醇起始原料制造的短链聚醚多醇(分子量为诸如200～1000)，或聚酯多醇(分子量本文档来自技高网...

【技术保护点】
通过使下列成分反应生产的聚氨酯成形物品：（ａ）多异氰酸酯成分，（ｂ）包含多醇、催化剂、交联剂的多醇成分，和（ｃ）以多醇成分１００重量份为基准，０．０５～３．０重量份肼化合物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：中村正文，生田广志，板场博志，吉原裕一，
申请(专利权)人：拜尔材料科学股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[]