高性能氨基甲酸酯泡沫制造技术

本申请涉及高性能氨基甲酸酯泡沫。用于在模制设备中形成聚氨酯泡沫的方法包括将一种或更多种多元醇组合物引导到模具中的步骤。一种或更多种多元醇组合物中的每一种包含多元醇、水和催化剂。该方法还包括将异氰酸酯组合物引导到模具中以形成发泡聚氨酯的步骤。异氰酸酯组合物包含一种或更多种异氰酸酯。一种或更多种多元醇组合物和异氰酸酯组合物被组合成反应组合物。典型地，水浓度在全部反应组合物的重量的从1.5％至2％的范围内，并且在反应组合物中的异氰酸酯的量是足以使得异氰酸酯指数是从约83至98的量。还提供了一种通过该方法制成的模制部件。法制成的模制部件。法制成的模制部件。

【技术实现步骤摘要】
高性能氨基甲酸酯泡沫


[0001]在至少一个方面中，提供了一种适合于汽车座椅应用(automotive seat application)的高性能氨基甲酸酯泡沫(high performance urethane foam)。
[0002]背景
[0003]氨基甲酸酯泡沫通过使异氰酸酯与水和多元醇(多元醇共混物)化学计量反应而制成。多元醇异氰酸酯反应产生氨基甲酸酯，而异氰酸酯水反应产生CO2气体，该CO2气体降低密度并且产生泡沫的蜂窝状结构。异氰酸酯水反应还产生缩二脲。缩二脲包含仲胺，该仲胺然后可以进一步与异氰酸酯反应以使泡沫交联和硬化。泡沫的硬度通过与多元醇共混物混合的异氰酸酯的百分比来调节，使得添加的异氰酸酯越多，泡沫越硬。当异氰酸酯质量比使得100％的异氰酸酯和多元醇共混物发生反应时，达到100指数(Index)。
[0004]在水反应中形成的缩二脲允许使用过量的异氰酸酯，其反应以进一步增加泡沫的硬度。通常使用超过达到目标密度的要求的过量的水，以增加泡沫的硬度。这种过量的水产生需要模具在工艺期间“打嗝”(TPR
‑
定期压力释放(Timed Pressure Release))的条件，以允许过量的CO2逸出。当使用的水位超过达到目标密度所需的水位时，此动作降低模具压力和反应温度。
[0005]传统上，TM20(80％TDI/20％MDI)氨基甲酸酯柔性泡沫(urethane flexible foam)在四流混合头(four stream mixing head)中制备，其中异氰酸酯是一个流，并且多元醇共混物是另外三个流。这些多元醇流是基础流(base stream)、高水流和高聚物多元醇流(固体)。三个多元醇流被用于控制泡沫的密度和硬度(ILD)。例如，较多的水导致较低的密度，较多的固体导致较高的硬度，较多的水和较多的异氰酸酯导致较高的硬度和较低的密度。指数，对于典型的汽车泡沫所需的异氰酸酯的化学计量百分比，可以在75至115的范围内。这种大范围的指数和水位导致宽谱的物理性质。这些性质包括滞后(hysteresis)、湿定形和干定形(wet and dry set)、拉伸、撕裂和伸长率，及类似的性质。
[0006]因此，存在对用于制备氨基甲酸酯泡沫的改进的方法的需求。
[0007]概述
[0008]在至少一个方面中，本专利技术提供了一种用于在模制设备中形成聚氨酯泡沫的方法。该方法包括将一种或更多种多元醇组合物引导到模具中的步骤。一种或更多种多元醇组合物中的每一种包含多元醇、水和催化剂。该方法还包括将异氰酸酯组合物引导到模具中以形成发泡聚氨酯(foamed polyurethane)的步骤。异氰酸酯组合物包含一种或更多种异氰酸酯。一种或更多种多元醇组合物和异氰酸酯组合物被组合成反应组合物。典型地，水浓度在全部反应组合物的重量的从1.5％至2.0％的范围内，并且在反应组合物中的异氰酸酯的量是足以使得异氰酸酯指数是从约83至98的量。
[0009]在另一个方面中，提供了通过本文陈述的方法制成的发泡的模制部件。发泡的模制部件包括反应组合物的反应产物，所述反应组合物包含一种或更多种异氰酸酯、一种或更多种多元醇、水和催化剂。典型地，水浓度在全部反应组合物的重量的从1.5％至2％的范围内，并且其中一种或更多种异氰酸酯是以足以使异氰酸酯指数是从约83至98的大致量。
有利地，反应产物是聚氨酯泡沫。
[0010]在一些方面中，本专利技术提出了以下观察：尽管水控制密度，但它还有助于产生硬度。还应注意，改变异氰酸酯指数改变了共混磅系统混合物中水的需求量。(即更多的异氰酸酯意味着更少的水)。高于达到密度的最小值所使用的任何水都贡献于硬度。因此，本专利技术仅使用达到所需密度所需的最小量的水，同时将异氰酸酯指数保持在83至98的范围内。
[0011]前述概述仅是说明性的并且不意图以任何方式进行限制。除了上文描述的说明性的方面、实施方案和特征之外，另外的方面、实施方案和特征通过参照附图和以下详细描述也将变得明显。
[0012]附图简述
[0013]为了对本公开内容的性质、目的和优点的进一步理解，应当参考结合下面的附图阅读的下面的详细描述，其中相同的附图标记表示相同的要素，并且其中：
[0014]图1.用于实施用于形成聚氨酯泡沫的方法的模制设备的示意图。
[0015]图2.系统水(system water)(每磅的模制泡沫所使用的水)相对于密度的图。
[0016]图3.系统ILD相对于DEOA的量的图。
[0017]图4A和图4B.滞后相对于ILD和湿定形相对于ILD的图。
[0018]详细描述
[0019]现在将详细地参考本专利技术的目前优选的组合物、实施方案和方法，该组合物、实施方案和方法构成专利技术人目前已知的实践本专利技术的最佳方式。附图不一定是按比例绘制的。然而，应当理解，所公开的实施方案仅是本专利技术的可以以多种形式和替代形式实施的示例。因此，本文所公开的具体细节不应被理解为限制性的，而是仅作为用于本专利技术的任何方面的代表性基础，和/或作为用于教导本领域技术人员以多种方式利用本专利技术的代表性基础。
[0020]除了在实施例中、或者以其他方式明确表明的地方之外，本说明书中指示材料的量或反应和/或使用的条件的所有数值量应被理解为在描述本专利技术的最宽泛范围时由词“约(about)”修饰。在所陈述的数值限值内的实践通常是优选的。此外，除非明确地相反陈述：否则所有R基团(例如R
i
，其中i是整数)包括氢、烷基、低级烷基、C1‑6烷基、C6‑
10
芳基、C6‑
10
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‑
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‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于在模制设备中形成聚氨酯泡沫的方法，所述方法包括：将一种或更多种多元醇组合物引导到模具中，所述一种或更多种多元醇组合物中的每一种包含多元醇、水和催化剂；以及将异氰酸酯组合物引导到所述模具中以形成发泡聚氨酯，所述异氰酸酯组合物包含一种或更多种异氰酸酯，所述一种或更多种多元醇组合物和所述一种或更多种异氰酸酯被组合成反应组合物，其中水浓度在全部反应组合物的重量的从1.5％至2％的范围内，并且其中在所述反应组合物中的异氰酸酯的量是足以使得异氰酸酯指数是从约83至98的量。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述一种或更多种多元醇组合物还包含低分子量硬化剂，所述低分子量硬化剂具有小于约500道尔顿的分子量。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述低分子量硬化剂是扩链剂或交联剂。4.根据权利要求2所述的方法，其中所述低分子量硬化剂包括选自由1,3
‑
丙二醇、1,4
‑
丁二醇、环己烷二甲醇、二乙醇胺、(亚乙基二次氮基)四
‑2‑
丙醇、三乙醇胺及其组合组成的组的组分。5.根据权利要求1所述的方法，还包括确定所述发泡聚氨酯的泡沫密度和所述全部反应组合物的从1.5％至2％范围内的水浓度之间的函数关系。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述发泡聚氨酯的泡沫密度被设定为从35kg/m3至70kg/m3的值。7.根据权利要求1所述的方法，其中多于一个多元醇流被引导到所述模具中以运输所述一种或更多种多元醇组合物，每个多元醇流包括基础多元醇、聚合物多元醇和水。8.根据权利要求7所述的方法，其中第一多元醇流、第二多元醇流和第三多元醇流被引导到所述模具中。9.根据权利要求7所述的方法，其中所述基础多元醇包括选自由以下组成的组的组分：具有末端羟基基团的聚合物、聚醚多元醇、具有末端羟基基团的共聚物及其组合。10.根据权利要求7所述的方法，其中所述基础多元醇是聚醚多元醇或聚酯多元醇。11.根据权利要求7所述的方法，其中所述聚合物多元醇是接枝多元醇或聚脲改性的多元醇。12.根据权利要求7所述的方法，其中所述聚合物多元醇是包...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡尔顿，
申请(专利权)人：李尔公司，
类型：发明
国别省市：