热粘结的聚氨酯泡沫体制造技术

生产层压体或复合结构体的方法，包括热粘结基底到聚氨酯泡沫体上，其中使用至少一种天然油衍生的多元醇作为制备聚氨酯泡沫体中所使用的至少一部分多元醇，生产聚氨酯泡沫体。所得层压体或复合结构体包括由含至少一种天然油衍生的多元醇的多元醇组合物生产的至少一种泡沫体和至少一种基底，且在泡沫体和基底之间的界面通过热粘结形成。本发明专利技术还包括含这种层压体或复合结构体的任何制品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热粘结的聚氨酯泡沬体相关申请的交叉参考本申请要求2007年8月1日提交的标题为“〃 Heat Bonding Polyurethane Foams"的美国临时申请序列号No. 60/962854的权益，在此通过参考引入。
技术介绍
本专利技术涉及新型可热密封的聚氨酯组合物和由其制备的产品。更特别地，本专利技术涉及可热密封到其他材料上形成新型且有用的层压体的优选软质的聚氨酯泡孔产品以及 如此生产的产品。聚氨酯泡沫体被广泛使用。它们通常在至少一种发泡剂，例如水和常常至少一种 催化剂和任选地至少一种泡沫稳定剂、其他添加剂或其组合存在下，通过至少一种含活性 氢的化合物(称为多元醇)和至少一种多异氰酸酯反应而制备。聚氨酯泡沫体的泡孔聚合 物结构具有形成泡孔结构外形的相对重的线料的骨架。骨架线料通过形成泡孔壁的非常薄 的膜(常常称为窗)相连。在开孔泡沫体中，一些窗是敞开的或者在每一泡孔内撕裂，从而 形成对流体流动(液体或气体)开放的互连网络。在使用泡沫体的许多制品的制备中，需要在泡沫体和基底，例如木材、纺织品、金 属、箔、另一聚合物(例如膜或另一泡沫体形式)等等之间形成粘结或粘合。优选在层之间 不使用粘合剂，因为粘合剂产生VOC (挥发性有机化合物)，可随着时间流逝变硬，影响外观 或功能，或者增加成本。不使用胶水或粘合剂的一种泡沫体连接方法是热粘结，也称为热层 压或热密封。加热泡沫体层的表面到足以局部熔化泡沫体的温度。然后在表面熔融时，将 泡沫体层连接到基底上。一旦冷却，熔融的表面硬化，在泡沫体和基底之间形成粘结或粘合 力。尽管再硬化(resolidification)可称为“硬化(hardening) ”，但通常优选避免指代触 摸起来坚硬的层。泡沫体和基底之间的所得粘结常常与起始泡沫体的强度一样大或更大。 热粘结包括诸如火焰粘结或层压和超声或其他高频粘结、层压或焊接之类的方法。在高频 焊接情况下，要求泡沫体在IMHz(Megahertz)下，显示出至少0. 01的介电损耗因子，以便当 暴露于高频交替场下时变热，因此通常要求含极性基团的添加剂，以最大化这些泡沫体特 征(参见 G. Oertel, Hanser publisher 出版的 Polyurethane Handbook，第 3. 4. 11 节)。许多聚氨酯泡沫体的用途严格地局限于一些应用，因为它们不适合于热粘结，特 别是火焰粘结或高频(HF)焊接。这种应用包括制备具有另一材料的表面层例如箔或织物 的泡沫体的复合体系。在许多情况下，这种复合体系通过高频焊接勾画轮廓或者成型。一般 地，其中多元醇组分主要是通过烷氧化含多个反应性氢原子的启动子(starter)例如甘油 制备的常规聚醚多元醇的聚氨酯(亦即聚醚聚氨酯)在这种复合体系中具有有限的应用， 因为下述中的至少一种原因(1)融合的表面层不会硬化成粘结体，(2)需要昂贵的添加剂 来获得粘合，(3)这些添加剂中的大多数也将负面影响聚氨酯泡沫体的水解稳定性，或(4) 产生过量的挥发性有机化合物，或(5)老化时将产生发雾现象。已经尝试解决这些问题，例如美国专利No. 3205120(1965年9月7日，Flanders) 公开了热密封的聚氨酯泡沫体层压体，它由不那么昂贵的聚醚聚氨酯泡沫体制备。这一专利公开了在其他常规的商业聚醚软质聚氨酯泡沫体反应混合物中，包括微量低分子量多元醇，所述低分子量多元醇选自聚氧亚烷基多元醇、含磷的酸的羟基脂族酯和含羟基的天然 油。然而，在US3205120中要求保护的多元醇添加剂和/或含羟基的天然油分子量低，因 此导致泡沫体张紧且回弹性差。确实这种多元醇主要用于生产硬质泡沫体且具有强烈的臭 味。在热粘结中使用软质聚氨酯泡沫体解决这些问题的另一方法是使用聚酯多元醇， 特别是当它们使用合适的助剂和添加剂制备时。G. Oertel等人在Hanserpublishers出版 的“Po 1 yurethane Handbook”中公开了这些聚酯多元醇的化学和由它们生产泡沫体的方 法。然而，这些泡沫体常常仅在专门的高压机器中使用，因为聚酯多元醇具有高的粘度，因 此难以与异氰酸酯和其他制剂组分混合。另外，由其制备的泡沫体在一些性能，例如其泡孔 的开放度、其弹性、其抗湿性和耐热性及其结合方面不如聚醚聚氨酯。此外，通常由与常规 聚醚多元醇相比不那么容易获得并因此更加昂贵的材料制备聚酯聚氨酯。聚酯多元醇，特 别是含芳环的那些也可添加到常规聚醚多元醇中，以得到例如US6638990中要求保护的可 火焰粘合的(flame-laminable)聚酯泡沫体。生产聚氨酯产品的第三组多元醇是聚醚_酯和/或聚酯_醚多元醇类型。这些多 元醇或者是聚醚多元醇(它随后用酸或内酯酯化)或聚酯多元醇(它与烷氧化物反应)。 例如，DE2110276公开了通过第二种方法制备的多元醇，所述多元醇还含有氮原子，以便通 过火焰粘合或介电层合获得泡沫体的粘合。然而，所有实施例仍然在其制剂内含有增韧剂， 因此将产生VOC。前面所述的聚醚聚氨酯泡沫体具有缺点(它解释了聚酯聚氨酯泡沫体主要用于 火焰粘结和超声粘结的原因)，因此强烈需要可靠地生产且能火焰粘结、超声粘结或者在其 他情况下热粘结的聚氨酯泡沫体。
技术实现思路
现已发现，基于改性植物油的第四组多元醇，亦即由含羟基的天然油制备或者通 过将羟基化学引入到天然油内存在的双键上制备的多元醇可用于制备火焰或可热粘结的 聚氨酯泡沫体。这些高分子量的多元醇在脂族长链之间，且还优选在醚基团之间含有酯键。 它们的羟值优选低于约150且既不具有氮原子，也不具有芳环。令人惊奇地发现，通过一步 法，在多元醇组合物中使用改性天然油基多元醇制备的软质聚氨酯泡沫体优选具有良好的 加工性，这通过相当于常规聚醚泡沫体的泡沫胶块高度，而不是常规聚酯泡沫体典型的有 限的泡沫胶块高度(这是因为在相当的泡沫体密度下，快速的粘度增加所致)来显示，它 还具有优越的物理特征，例如泡沫体的抗湿气老化性，这是因为在120°C和100%相对湿度 下进行的HACS (Humid Aged Compression Test)过程中，这些泡沫体可耐受高的温度与湿 度，正如Oertel在第206页第5. 1. 2节中报道的，当样品在最大相对湿度下暴露于90°C的 温度下时，聚酯泡沫体由于水解导致压缩硬度下降，或者这二者，并且可以火焰粘合和/或 高频焊接且不需要在泡沫体制剂中使用任何粘合促进剂添加剂。现已令人惊奇地发现，与 以前的经验相反，掺入天然衍生的油多元醇到聚氨酯泡沫体内的泡沫体导致适合于火焰粘 结、超声粘结和其他形式热粘结的泡沫体。这种泡沫体优选降低至少一种前述问题(1)融 合的表面层不会硬化成粘结体，(2)需要昂贵的添加剂，(3)会牺牲水解稳定性，(4)会释放过量的挥发性有机化合物或其他烟雾，(5)在老化时，在层压体上观察到发雾现象，(6)粘结是无法接受地弱，或者其组合。这使用常规的多异氰酸酯，任选地包括常规的聚醚多元醇 来实现，且不需要前述的赋予聚氨酯可火焰粘结或其他情况下可热粘结所要求的专门添加 剂。本专利技术包括生产层压体或复合结构体的方法，该方法包括将基底热粘结到聚氨酯 泡沫体上，其中使用至少一种天然油衍生的多元醇作为在制备所述聚氨酯泡沫本文档来自技高网...

【技术保护点】
生产层压体或复合结构体的方法，该方法包括将基底热粘结到聚氨酯泡沫体上，其中使用至少一种天然油衍生的多元醇作为在制备所述聚氨酯泡沫体中所使用的多元醇的至少一部分，生产所述聚氨酯泡沫体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗朗索瓦卡萨蒂，韦伯弗莉普，塞伊德赛厄沃沙尼，
申请(专利权)人：陶氏环球技术公司，陶氏巴西东南工业有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]