用于高温应用的聚氨酯泡沫弹性体制造技术

公开了适宜用作在热环境中适宜的垫圈和密封装置的聚氨酯泡沫体。泡沫体是芳族多异氰酸酯与异氰酸酯反应性组合物的反应产物，所述异氰酸酯反应性组合物包括一种或多种聚醚多元醇、某些二醇增链剂、和某些低当量含羟基的交联剂。模塑泡沫体表现出在压缩和在升高的温度老化之后的低压缩变定。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于高温应用的聚氨酯泡沬弹性体本申请要求2011年6月22日提交的美国临时专利申请61/499，986的优先权，其通过参考并入本申请。本专利技术涉及用于高温应用的聚氨酯泡沫弹性体。发泡的聚氨酯弹性体通常用作密封装置例如垫圈，以及用于很多其它应用。该类型的密封装置通常与内燃机联用，它们可以用作，例如，垫圈，空气过滤密封件和端盖。在这些和很多其它应用中，密封装置通常暴露于升高的温度，因此必须能够经受那些温度达延长的时间段，而又不会损失它们的性能特征。在车辆领域中的某些近来趋势加剧了该问题。封装汽车和卡车的发动机舱以便于降低噪音的驱动器往往导致局部化的较高温度。而且，较高的温度通常需要较高性能发动机。现有发泡的聚氨酯弹性体努力来满足这些较高温度应用的要求。因此，在这些和很多其它应用中，需要提供发泡的聚氨酯弹性体，该弹性体对暴露于高温更耐受。该弹性体理想地使用常规可用的加工设备和便宜易得的原料制造。
技术实现思路
本专利技术是这样的弹性体。本专利技术的弹性体是模塑聚氨酯泡沫体，其泡沫密度为250至550kg/m3，并且所述泡沫体是芳族多异氰酸酯和异氰酸酯反应性组分在有效量的发泡剂、有效量的表面活性剂和有效量的一种或多种催化剂的存在下的反应产物，其中异氰酸酯反应性组分包含:a)羟基当量为约800至3000的聚醚多元醇、或这样的多元醇的混合物，所述聚醚多元醇或多元醇的混合物可以包含分散的聚合物粒子；b)每100重量份组`分a)约I至约5重量份的脂族二醇增链剂，其羟基当量为至多约75 ;和c)每100重量份组分a)约0.5至约3重量份的交联剂，该交联剂包含至少三个脂族羟基并且羟基当量为至多约75。已经出乎意料地发现，高当量聚醚多元醇、脂族二醇增链剂和交联剂的混合物可制得在某些高温应用中表现很好的发泡的聚氨酯弹性体。特别地，本专利技术发泡的聚氨酯弹性体保持低的压缩变定，甚至在100°c的温度暴露于40%压缩量达22小时或更长的时间段之后也是如此。这使得该弹性体特别适宜用于某些高温应用，例如，垫圈和其它密封装置，例如与内燃机或其它发动机联用的空气过滤器密封件和空气过滤器端盖。该弹性体类似地用于其中其暴露于升高温度的其它应用，例如在处理热流体的系统中的衬垫装配装置或密封装置。本专利技术也是制备弹性的模塑聚氨酯泡沫体的方法，包括:形成包含芳族多异氰酸酯、异氰酸酯反应性组分、至少一种发泡剂、有效量的至少一种表面活性剂和有效量的一种或多种催化剂的混合物，将所述混合物引入到模具中，使所述混合物在闭合的模具中固化以形成泡沫体密度为250至550kg/m3的模塑聚氨酯泡沫体，和将所述聚氨酯泡沫体脱模，其中所述异氰酸酯反应性组分包含:a)羟基当量为约800至3000的聚醚多元醇、或这样的多元醇的混合物，所述聚醚多元醇或多元醇的混合物可以包含分散的聚合物粒子；b)每100重量份组分a)约I至约5重量份的脂族二醇增链剂，其羟基当量为至多约75 ;和c)每100重量份组分a)约0.5至约3重量份的交联剂，该交联剂包含至少三个脂族羟基并且羟基当量为至多约75。【具体实施方式】适宜的芳族多异氰酸酯包括间苯二异氰酸酯，甲苯_2，4-二异氰酸酯，甲苯-2，6- 二异氰酸酯，萘-1，5- 二异氰酸酯，甲氧基苯基-2，4- 二异氰酸酯，二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯(4，4’-1?1)，二苯基甲烷-2，4’ -二异氰酸酯(2，4’-MDI)，4，4’-联苯二异氰酸酯，3，3’-二甲氧基-4，4’-联苯二异氰酸酯,3，3’-二甲基_4_4’ _联苯二异氰酸酯，3，3’ - 二甲基二苯基甲烷-4，4’ - 二异氰酸酯，4，4’，4〃-三苯基甲烷三异氰酸酯，聚亚甲基聚苯基异氰酸酯(PMDI)，甲苯-2，4，6-三异氰酸酯和4，4’ - 二甲基二苯基甲烷-2，2’，5，5’ -四异氰酸酯。优选地，多异氰酸酯是二苯基甲烷_4，4’ - 二异氰酸酯，二苯基甲烷-2，4’ - 二异氰酸酯，PMDI，或其两种或更多种的混合物。如果期望，可以使任何前述芳族多异氰酸酯形成为包含氨基甲酸酯和/或脲基团的异氰酸酯封端的预聚物。可以将任何前述有机多异氰酸酯改性以包含诸如缩二脲、脲基甲酸酯和异氰脲酸酯基团的基团。特别优选的芳族多异氰酸酯平均每分子具有2.0至2.5个异氰酸酯基团且其异氰酸酯含量为23-30重量％。这种特别优选的芳族多异氰酸酯在一些实施方式中是2，4’ -MDI和/或4，4’ -MDI 与聚合MDI的混合物，或2，4’ -MDI和/或4，4’ -MDI与聚合MDI和MDI的包含氨基甲酸酯基团的预聚物的混合物。异氰酸酯反应性组分包含至少一种羟基当量为800至3000的聚醚多元醇。聚醚多元醇或聚醚多元醇的混合物的平均羟基当量优选为1000至2200，更优选为1200至2000。聚醚多元醇或混合物优选地名义上平均每分子包含2至4个羟基，更优选为2.3至3.2个羟基。聚醚多元醇包括，例如，下述物质的聚合物:环氧丙烷，环氧乙烷，1，2-环氧丁烷，四氢呋喃，其嵌段和/或无规共聚物等。特别有用的是聚(环氧丙烷)均聚物；环氧丙烷和环氧乙烷的无规共聚物，其中聚(环氧乙烷)含量为，例如，约I至约30重量％;环氧乙烷-封端的聚(环氧丙烷)聚合物；和环氧丙烷和环氧乙烷的环氧乙烷-封端的无规共聚物。聚醚多元醇可以包含低水平的末端不饱和度(例如，小于0.02meq/g或小于0.01meq/g)。这样的低不饱和度聚醚多元醇的实例包括使用所谓双金属氰化物(DMC)催化剂制备的那些，例如描述于美国专利 3，278，457，3，278，458，3，278，459，3，404，109，3，427，256，3，427，334，3，427，335，5，470，813 和 5，627，120 的那些。异氰酸酯反应性组分内包含的一种或多种聚醚多元醇可以包含分散的聚合物粒子。聚合物粒子在聚醚多元醇中的分散体是公知的并且通常称为聚合物多元醇或共聚物多元醇〃。分散的聚合物粒子可以是，例如，苯乙烯聚合物或共聚物，苯乙烯-丙烯腈共聚物，聚丙烯腈，聚烯烃例如聚乙烯，聚脲，聚氨酯，或能够稳定地分散在聚醚多元醇中的其它聚合物。这些粒子可以接枝到聚醚多元醇分子上。粒子的平均粒度可以为100纳米至50微米或更多；优选的尺寸为250纳米至25微米。异氰酸酯反应性组分包含约I至约5重量份的羟基当量为至多约75的脂族二醇增链剂，每100重量份的聚醚多元醇(组分a))。优选的羟基当量为至多约60。二醇增链剂优选地不含氮原子。优选的较低量为至少2份，优选的较高量为4份，每100重量份的组分a)。适宜的脂族二醇增链剂的实例包括乙二醇，二甘醇，三甘醇，丙二醇，一缩二丙二醇，1，4-丁二醇，1，6-己二醇，环己烷二甲醇等。乙二醇是特别优选的脂族二醇增链剂。异氰酸酯反应性组分也包含约0.5至约3重量份的包含至少三个脂族羟基并且羟基当量为至多约75的交联剂，每100重量份的组分a)。优选的羟基当量为至多约60。交联剂优选地平均每分子包含3至4个羟基。交联剂优选地不含氮原子。优选的交联剂的较高量为2.5份每100重量份的组分a)。也优选的是，交联剂的重量不超过脂族二醇增链剂的重量。适宜的交联剂的实例包括，例如，甘油，三羟甲基乙烷，三羟甲基丙烷，季戊四醇，蔗糖本文档来自技高网...

【技术保护点】
模塑聚氨酯泡沫体，其泡沫密度为250至550kg/m3，并且所述泡沫体是芳族多异氰酸酯和异氰酸酯反应性组分在有效量的发泡剂、有效量的表面活性剂和有效量的一种或多种催化剂的存在下的反应产物，其中所述异氰酸酯反应性组分包含：a)羟基当量为约800至3000的聚醚多元醇、或这样的多元醇的混合物，所述聚醚多元醇或多元醇的混合物可以包含分散的聚合物粒子；b)每100重量份组分a)约1至约5重量份的脂族二醇增链剂，其羟基当量为至多约75；和c)每100重量份组分a)约0.5至约3重量份的交联剂，该交联剂包含至少三个脂族羟基并且羟基当量为至多约75。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.22 US 61/499,9861.模塑聚氨酯泡沫体，其泡沫密度为250至550kg/m3，并且所述泡沫体是芳族多异氰酸酯和异氰酸酯反应性组分在有效量的发泡剂、有效量的表面活性剂和有效量的一种或多种催化剂的存在下的反应产物，其中所述异氰酸酯反应性组分包含: a)羟基当量为约800至3000的聚醚多元醇、或这样的多元醇的混合物，所述聚醚多元醇或多元醇的混合物可以包含分散的聚合物粒子； b)每100重量份组分a)约I至约5重量份的脂族二醇增链剂，其羟基当量为至多约75 ;和 c)每100重量份组分a)约0.5至约3重量份的交联剂，该交联剂包含至少三个脂族羟基并且羟基当量为至多约75。2.权利要求1的模塑聚氨酯泡沫体，其中所述异氰酸酯反应性组分包含至多I重量％的除组分a)、b)和c)之外的异氰酸酯反应性物质。3.权利要求1或2的模塑聚氨酯泡沫体，其中所述增链剂和所述交联剂不含氮原子。4.权利要求1、2或3的模塑聚氨酯泡沫体，其中所述异氰酸酯反应性组分包含至多0.1重量％的含有叔氨基的多元醇或含有伯或仲氨基的化合物。5.权利要求1-4任一项的模塑聚氨酯泡沫体，其中所述异氰酸酯反应性组分包含至多2.5重量份的组分c)每100重量份的组分a)。6.前述权利要求任一项的模塑聚氨酯泡沫体，其中组分c)是羟基当量为至多约60的三羟甲基丙烷的乙氧基化物和/或丙氧基化物。7.前述权利要求任一项的模塑聚氨酯泡沫体，其中组分b)是乙二醇。8.前述权利要求任一项的模塑聚氨酯泡沫体，其中所述发泡剂是水。9.前述权利要求任一项的模塑聚氨酯泡沫体，其热老化压缩变定低于15%。10.权利要求9的模塑聚氨酯泡沫体，其肖氏A硬度小于30。11.前述权利要求任一项的模塑聚氨酯泡沫体用作过滤器、垫圈或密封装置的用途。12.前述权利要求任一项的聚氨酯泡沫体用作与内燃机相关的过滤器、垫圈或密封装置的用途。13.前述权...

【专利技术属性】
技术研发人员：BJ巴克利，C朱丽斯，AM戴维斯，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，
类型：
国别省市：