Форполимер, полиольная композиция и способ получения эластичного пеноматериала
Изобретение относится к форполимеру с концевыми изоцианатными группами, характеризующийся значением NCO-числа в диапазоне 5-30% (мас.) и представляющий собой продукт реакции избыточного количества дифенилметандиизоцианата, содержащего, по меньшей мере, 80% (мас.) 4,4'-дифенилметандиизоцианата и полиоксиэтиленполиоксипропиленполиола, характеризующегося средней молекулярной массой в диапазоне 2000-10000, средней номинальной гидрокси-функциональностью в диапазоне 2-6, уровнем содержания этиленоксида в диапазоне 21-45% (мас.) и наличием структуры, относящейся к типу -ПО-ПО/ЭО-ЭО, где ПО-блок содержит 60-90% ПО, а соотношение концевой ЭО: статистически распределенный ЭО находится в диапазоне от 3:1 до 1:3. Настоящее изобретение также относится к полиизоцианатной композиции для получения полиуретанов, характеризующейся значением NCO-числа, самое большее, 52,5% (мас.), содержащей 1-99 массовых частей заявленного форполимера и 1-99 массовых частей другого полиизоцианата в расчете на 100 массовых частей данной полиизоцианатной композиции, а также к способу получения эластичного пенополиуретана из соответствующих настоящему изобретению - либо форполимера, либо полиизоцианатной композиции, в результате проведения реакции в пресс-форме при индексе в диапазоне 70-120. Такие эластичные пенополиуретаны демонстрируют улучшенную стабильность, характеризуются улучшенной жесткостью, а также хорошими дополнительными свойствами, например прочностью, остаточной деформацией при сжатии, характеристиками ползучести, эластичностью, способностью передавать вибрацию, относительным удлинением и приятностью на ощупь. Пеноматериалы, изготовленные из такого форполимера или композиции, находят свое применение в мебельной и автомобильной отраслях промышленности при изготовлении сидений рулевых колес, приборных щитков, мягкой набивки мебели и матрасов, и для приглушения звука и звукоизоляции. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 табл.
Настоящее изобретение относится к форполимеру, полиольной композиции и способу получения эластичного пенополиуретана.
В работе WO 01/32735 описывается способ получения такого пеноматериала при использовании форполимера, характеризующегося значением NCO-числа, меньшим 20% (мас.). Такому способу свойственны недостатки, заключающиеся в том, что для получения форполимера требуется дополнительная производственная стадия, и что такие форполимеры зачастую отличаются повышенной вязкостью, что может препятствовать легкому получению пеноматериалов. Кроме того, жесткость пеноматериалов недостаточно высока у пеноматериалов, характеризующихся относительно низким уровнем содержания жестких блоков и относительно высокой плотностью.
В работе WO 01/60884 описывается способ получения эластичного пенополиуретана с использованием большого количества полиола, характеризующегося высоким уровнем содержания этиленоксида и высоким уровнем содержания первичных гидроксилов, совместно с полиолом, характеризующимся средним уровнем содержания этиленоксида; см., например, пример 8. Когда эксперимент повторили в закрытой пресс-форме, удовлетворительный пеноматериал получить не удалось.
В работе WO 01/32736 описывается способ получения пеноматериалов с использованием сходных полиолов совместно с полиолом, характеризующимся низким уровнем содержания этиленоксида. Данный способ представляет собой одностадийный способ либо способ с получением форполимера, где форполимер характеризуется высоким значением NCO-числа. Полученные пеноматериалы отличаются наличием вязкоупругих свойств.
В работах US 5594097 и US 4559366 описывается использование полиолов, содержащих промежуточное количество оксиэтиленовых групп, подобно 20-50% (мас.), при получении эластичных пеноматериалов. В работе US 5459170 описываются форполимеры, полученные из таких полиолов.
Заявители в настоящий момент обнаружили, что можно получить эластичные пенополиуретаны, характеризующиеся лучшим соотношением жесткость/плотность/содержание жестких блоков, обладающие при этом также хорошими дополнительными свойствами, подобными прочности, остаточной деформации при сжатии, характеристикам ползучести, эластичности, способности передавать вибрацию, относительному удлинению и приятности на ощупь, при следовании методике легко реализуемого способа с использованием специального форполимера и полиоксиэтиленполиоксипропиленполиола, характеризующегося определенным высоким уровнем содержания этиленоксида, и необязательно полиола, характеризующегося определенным средним уровнем содержания этиленоксида, и необязательно специфического полиоксиэтиленполиола.
Поэтому настоящее изобретение относится к новому форполимеру, к композиции других полиизоцианатов и данного нового форполимера и к способу получения эластичных пенополиуретанов в результате проведения реакции данного нового форполимера либо композиции с полиолом и водой.
Форполимер, соответствующий настоящему изобретению, представляет собой форполимер с концевыми изоцианатными группами, характеризующийся значением NCO-числа в диапазоне 5-30% (мас.), а предпочтительно 5-19% (мас.), и представляющий собой продукт реакции избыточного количества дифенилметандиизоцианата (MDI), содержащего, по меньшей мере, 80, а предпочтительно, по меньшей мере, 90% (мас.) 4,4'-дифенилметандиизоцианата и полиоксиэтиленполиоксипропиленполиола, характеризующегося средней молекулярной массой в диапазоне 2000-10000, средней номинальной гидрокси-функциональностью в диапазоне 2-6, уровнем содержания этиленоксида в диапазоне 21-45% (мас.) и наличием структуры, относящейся к типу -ПО-ПО/ЭО-ЭО, где (первый) ПО-блок содержит 60-90% ПО, а соотношение концевой (находящийся на конце цепи) ЭО: статистически распределенный ЭО находится в диапазоне от 3:1 до 1:3.
Такие форполимеры получают обычным образом при введении полиизоцианата и полиола в реакцию при комнатной либо повышенной температуре (например, вплоть до 90°C) и, при желании, в присутствии катализатора. MDI может быть чистым 4,4'-MDI либо смесью с 2,4'-MDI, необязательно с небольшими количествами (менее 5% (мас.)) 2,2'-MDI. Полиол, используемый для получения форполимера, также известен в современном уровне техники; см. работу ЕР 609982. Предпочтительно средняя молекулярная масса составляет 3000-9000, а средняя номинальная гидрокси-функциональность соответствует 2-4.
Полиизоцианатная композиция, соответствующая настоящему изобретению, представляет собой композицию 1-99, предпочтительно 5-95, а наиболее предпочтительно 10-90 массовых частей (м.ч.) форполимера, соответствующего настоящему изобретению, и 1-99, предпочтительно 5-95, а наиболее предпочтительно 10-90 м.ч. другого полиизоцианата в расчете на 100 м.ч. данной полиизоцианатной композиции. Другой полиизоцианат можно выбирать из алифатических, циклоалифатических и арилалифатических полиизоцианатов, в частности диизоцианатов, подобных гексаметилендиизоцианату, изофорондиизоцианату, циклогексан-1,4-диизоцианату, 4,4'-дициклогексилметандиизоцианату и м- и п-тетраметилксилилендиизоцианату, и, в особенности, ароматических полиизоцианатов, подобных толуилендиизоцианатам (TDI), фенилендиизоцианатам, а наиболее предпочтительно дифенилметандиизоцианатам (MDI), характеризующимся изоцианатной функциональностью, по меньшей мере, равной двум. Дифенилметандиизоцианаты (MDI) можно выбирать из чистого 4,4'-MDI, изомерных смесей 4,4'-MDI и 2,4'-MDI и менее 5% (мас.) 2,2'-MDI, "сырого" и полимерного MDI, характеризующихся изоцианатными функциональностями, превышающими 2, и модифицированных вариантов данных MDI, содержащих уретановые группы, полученные в результате проведения реакции между такими MDI и полиолами, характеризующимися молекулярной массой, самое большее равной 500, и/или карбодиимидные и/или уретониминовые группы, при этом такие варианты характеризуются величиной NCO-числа, по меньшей мере равной 20% (мас.), и смесей таких дифенилметандиизоцианатов, характеризующихся изоцианатной функциональностью, по меньшей мере равной 2.
Примерами MDI, уретонимин/карбодиимид-модифицированного MDI и полимерного MDI являются Suprasec MPR, 2020 и 2185 соответственно, которые все поставляются компанией Huntsman Polyurethanes (Suprasec представляет собой торговую марку компании Huntsman International LLC). Также широко известны и коммерчески доступны и варианты, содержащие уретановые группы. Композиции, соответствующие настоящему изобретению, можно получать в результате простого смешивания, высокосдвигового смешивания либо поточного смешивания или же при реализации любого другого способа смешивания ингредиентов.
В частности, с такими дополнительными полиизоцианатами можно смешивать форполимеры, характеризующиеся меньшим значением NCO-числа, например 5-19% (мас.), так, чтобы получать форполимер, характеризующийся более высоким значением NCO-числа, который после этого используют для получения пеноматериала.
Форполимер и композиция, соответствующие настоящему изобретению, пригодны для получения эластичных пенополиуретанов. Поэтому настоящее изобретение, кроме того, относится к способу получения эластичного пенополиуретана в результате проведения реакции в пресс-форме при индексе в диапазоне 70-120, а предпочтительно 80-105:
а) форполимера либо композиции, соответствующих настоящему изобретению;
b1) 30-100 массовых частей полиоксиэтиленполиоксипропиленполиола, характеризующегося средней номинальной гидрокси-функциональностью в диапазоне 2-6 и уровнем содержания этиленоксида (ЭО), превышающим 50% (мас.);
b2) 0-70 массовых частей полиоксиэтиленполиоксипропиленполиола, характеризующегося средней номинальной гидрокси-функциональностью в диапазоне 2-6, уровнем содержания ЭО в диапазоне 20-50% (мас.) и уровнем содержания первичных гидроксигрупп, по меньшей мере равным 50%, при расчете на количество первичных и вторичных гидроксильных групп в полиоле b2), при этом количества b1) и b2) рассчитывают с приведением на 100 массовых частей b1) и b2); и
с) воды; и необязательно
d) добавок и вспомогательных веществ, самих по себе известных.
В контексте настоящего изобретения следующие далее термины, в случае их использования, имеют следующие далее значения:
1) изоцианатный индекс, либо NCO-индекс, либо индекс:
соотношение количеств NCO-групп и реакционноспособных по отношению к изоцианатам атомов водорода, присутствующих в композиции, выраженное в виде процентной величины:
[NCO]×100/[активный водород] (%).
Другими словами, NCO-индекс выражает процентную долю изоцианата, фактически использованного в композиции, по отношению к количеству изоцианата, теоретически необходимого для вступления в реакцию с количеством реакционноспособного по отношению к изоцианатам водорода, использованного в композиции.
Необходимо отметить, что изоцианатный индекс в соответствии с его использованием в настоящем документе рассматривается с точки зрения реального процесса пенообразования, включающего использование изоцианатного ингредиента и ингредиентов, реакционноспособных по отношению к изоцианатам. Любые изоцианатные группы, потребленные на предварительной стадии с получением модифицированных полиизоцианатов (в том числе таких изоцианатных производных, которые на современном уровне техники называются форполимерами), либо любые активные атомы водорода, вступающие в реакцию с изоцианатом с получением модифицированных полиолов либо полиаминов, при вычислении изоцианатного индекса во внимание не принимаются. В расчет берутся только свободные изоцианатные группы и свободные реакционноспособные по отношению к изоцианатам атомы водорода (в том числе и те, что имеются у воды), присутствующие на фактической стадии пенообразования.
2) Выражение "реакционноспособные по отношению к изоцианатам атомы водорода" в соответствии с его использованием в настоящем документе для целей вычисления изоцианатного индекса означает совокупное количество гидроксильных и аминных атомов водорода, присутствующих в реакционных композициях в форме полиолов, полиаминов и/или воды; это значит, что для целей вычисления изоцианатного индекса в фактическом способе пенообразования одна гидроксильная группа рассматривается как содержащая один реакционноспособный водород, одна первичная либо вторичная аминная группа рассматривается как содержащая один реакционноспособный атом водорода, а одна молекула воды рассматривается как содержащая два активных водорода.
3) Реакционная система: комбинация компонентов, где полиизоцианатный компонент хранят в контейнере отдельно от компонентов, реакционноспособных по отношению к изоцианатам.
4) Выражение "пенополиуретан" в соответствии с его использованием в настоящем документе в общем случае означает пористые продукты, полученные в результате проведения реакции между полиизоцианатами и соединениями, содержащими реакционноспособный по отношению к изоцианатам водород, при использовании пенообразователей, и, в частности, оно включает пористые продукты, полученные с использованием воды в качестве реакционноспособного пенообразователя (что включает проведение реакции между водой и изоцианатными группами с получением мочевиновых связей и диоксида углерода и образованием полимочевинополиуретановых пеноматериалов).
5) Термин "средняя номинальная гидроксильная функциональность" используется в настоящем документе для указания на среднюю функциональность (количество гидроксильных групп, приходящееся на одну молекулу) полиола в предположении, что это средняя функциональность (количество активных атомов водорода, приходящееся на одну молекулу) инициатора (инициаторов), использованного при их получении, хотя на практике функциональность полиола зачастую будет несколько меньшей вследствие определенной концевой ненасыщенности. Средняя эквивалентная масса полиола представляет собой среднюю молекулярную массу, разделенную на данную среднюю номинальную гидроксильную функциональность.
6) Термин "средний" используется для указания на среднечисленную величину.
В настоящей заявке используется следующий далее способ описания полиолов: ПО-ЭО-полиол представляет собой полиол, содержащий вначале присоединенный к инициатору ПО-блок с последующим ЭО-блоком (ПО обозначает пропиленоксид, а ЭО - этиленоксид). ПО-ПО/ЭО-полиол представляет собой полиол, содержащий первым ПО-блок, а после этого блок со статистическим распределением ПО и ЭО. ПО-ПО/ЭО-ЭО-полиол представляет собой полиол, содержащий первым ПО-блок, после этого блок со статистическим распределением ПО и ЭО, а затем блок ЭО. ПО-ЭО-полиол представляет сбой полиол, содержащий первым ПО-блок, а после этого ЭО-блок. В приведенных выше описаниях описывается только один луч полиола (если смотреть от местоположения инициатора); номинальная гидроксильная функциональность будет определять то, насколько много будет иметься таких лучей.
Полиол b1 представляет собой полиол, обогащенный ЭО. Его можно получить по известным способам. Он содержит ПО и ЭО, где ЭО может быть статистически распределенным, концевым, либо и тем, и другим. Предпочтительно ЭО в основном является статистически распределенным. Уровень содержания ЭО превышает 50% (мас.), а предпочтительно находится в диапазоне 60-90% (мас.) в расчете на массу полиола. Предпочтительно средняя номинальная гидрокси-функциональность находится в диапазоне 2-4. Средняя молекулярная масса может находиться в диапазоне 2000-10000, предпочтительно 3000-8000. Примерами подходящих полиолов являются Daltocel F442, F444 и F555, из которых все поставляются компанией Huntsman Polyurethanes. Daltocel представляет собой торговую марку компании Huntsman International LLC.
Полиол b2 в случае его использования предпочтительно описывается структурой, относящейся к типам ПО-ПО/ЭО-ЭО, ПО/ЭО-ЭО либо ПО-ЭО. Совокупный уровень содержания ЭО находится в диапазоне 20-50% (мас.), а предпочтительно от 21 до 45% в расчете на массу полиола. Полиол b2 характеризуется уровнем содержания первичных ОН, по меньшей мере равным 50%, предпочтительно, по меньшей мере равным 70%. В полиоле, относящемся к типу ПО-ПО/ЭО-ЭО, который является наиболее предпочтительным, (первый) ПО-блок предпочтительно содержит от 60 до 90% (мас.) ПО, а массовое соотношение между концевым ЭО и статистически распределенным ЭО предпочтительно находится в диапазоне от 1:3 до 3:1. Полиол, характеризующийся структурой, относящейся к типу ПО-ПО/ЭО-ЭО, в значительных количествах можно получать в соответствии с положениями работы US-A-5594097 авторов Chaffanjon et al. Полиол, характеризующийся структурой, относящейся к типу -ПО/ЭО-ЭО, в значительных количествах можно получать в соответствии с положениями работы US-A-4559366 автора Hostettler. Средняя номинальная гидрокси-функциональность предпочтительно находится в диапазоне 2-4. Средняя молекулярная масса может находиться в диапазоне 2000-10000, а предпочтительно 3000-9000.
Предпочтительно не используют полиолов, которые характеризовались бы средней молекулярной массой, равной 2000 или более, и уровнем содержания этиленоксида, меньшим 20% (мас.).
В качестве пенообразователя используют воду. При необходимости возможно добавление и диоксида углерода. В подходящем случае используют от 1 до 10%, предпочтительно от 1 до 5% (мас.) воды в расчете на массу совокупного полиольного компонента (подвергнутого и не подвергнутого предварительной реакции, то есть всех исходных полиольных соединений).
При получении полиуретанов возможно применение и других обычно используемых ингредиентов (добавок и/или вспомогательных веществ). Они включают катализаторы, например третичные амины и оловоорганические соединения, поверхностно-активные вещества, сшиватели либо удлинители цепей, например низкомолекулярные соединения, такие как диолы, триолы и диамины, огнезащитные вещества, например галогенированные алкилфосфаты, наполнители и пигменты. Для стабилизации либо регулирования пор пеноматериала возможно использование пеностабилизаторов, например блок-сополимеров полисилоксан-полиалкиленоксид. Количество других ингредиентов, реакционноспособных по отношению к изоцианатам, отличных от полиолов b1) и b2) и воды, предпочтительно составляет меньше 15%, а более предпочтительно меньше 10% (мас.) в расчете на массу полиола b1)+b2).
Использованное количество данных второстепенных ингредиентов будет зависеть от природы требуемого продукта, и оно может варьироваться в пределах, хорошо известных специалистам в области получения пенополиуретана.
Компоненты полиуретанобразующей реакционной смеси можно смешивать друг с другом любым обычно используемым способом. Их можно предварительно смешать так, чтобы уменьшить количество потоков компонентов, вводимых вместе на конечную стадию смешивания. Зачастую удобно иметь двухпоточную систему, в которой один поток содержит форполимер, либо полиизоцианатную композицию, а второй поток содержит все другие компоненты реакционной смеси. Все другие компоненты можно также подавать в смесительную головку установки для получения пеноматериала независимо.
Пеноматериалы можно использовать в мебельной и автомобильной отраслях промышленности при изготовлении сидений, рулевых колес, приборных щитков, мягкой набивки мебели и матрасов, и для приглушения звука и звукоизоляции.
Полученные таким образом пеноматериалы характеризуются общей плотностью в диапазоне 15-140 кг/м3, предпочтительно 30-110 кг/м3 (ISO 845).
Пеноматериалы, полученные из форполимера либо композиции, соответствующих настоящему изобретению, в сравнении с пеноматериалами, полученными в соответствии с одностадийным способом, демонстрируют лучшую стабильность и характеризуются более высокой жесткостью в сравнении с твердостью пеноматериалов, полученных из форполимеров на основе полиола b1.
Способ можно реализовать в любом типе пресс-форм, известных на современном уровне техники. Предпочтительно способ реализуют в закрытой пресс-форме. Примерами таких пресс-форм являются пресс-формы, коммерчески используемые для изготовления полиуретановых элементов мебели, автомобильных сидений и других деталей автомобилей, подобных подлокотникам и подголовникам. Способом формования является так называемый способ формования с холодным отверждением, где ингредиенты, используемые для изготовления пеноматериала, подают в пресс-форму при температуре в диапазоне от комнатной температуры вплоть до 80°С, а предпочтительно вплоть до 55°С, при этом в ходе реализации способа пресс-форму выдерживают при температуре в диапазоне от комнатной температуры вплоть до 80°С, а предпочтительно вплоть до 55°С. После извлечения из пресс-формы пеноматериалы необязательно отверждают в течение периода времени продолжительностью от 1 часа до 2 дней при температуре в пределах от комнатной до 100°С, а предпочтительно от комнатной температуры до 70°С.
Способ, соответствующий настоящему изобретению, можно реализовать в виде так называемого способа "пеноматериал в ткани" (FIF) (либо также называемого способом "выливание по месту").
В соответствии с данным способом ингредиенты, используемые при получении пеноматериала, выливают в пресс-форму, вмещающую мягкий обивочный материал либо наружный слой, такие как вискозное волокно, виниломатериал, подвергнутое обработке натуральное волокно и тому подробное. Основная проблема, связанная с данным подходом, заключается в том, что реакционная жидкая уретановая смесь может проходить либо проникать через мягкий обивочный материал несмотря на то, что последний соответствует очертаниям пресс-формы и, таким образом, форме желательного композитного изделия.
"Прохождение" смеси представляет собой проблему, так как реакционную полиуретановую смесь выливают во внутреннее пространство мягкого обивочного материала, где в результате пенообразования он перемещается, в условиях действия давлением, по направлению к стенкам пресс-формы. Поскольку мягкий обивочный материал подвергается воздействию давления, уретановой смеси свойственно проникать через мягкий обивочный материал, что в результате приводит к получению недоброкачественного изделия. Зачастую в положении между пеноматериалом и мягким обивочным материалом используют тонкий защитный слой, препятствующий прохождению пеноматериала. Однако проникновение через слой, препятствующий прохождению пеноматериала, также не является предпочтительным, поскольку даже несмотря на то, что такое прохождение нельзя будет увидеть, место в точке проникновения станет шероховатым на ощупь.
Кроме этого, зачастую в промежутке между мягким обивочным материалом и тонким слоем, препятствующим прохождению пеноматериала, используют непроницаемую пленку. При использовании ингредиентов, соответствующих настоящему изобретению, в данной методике "выливания по месту" такой пленки не требуется, и либо не наблюдается никакого прохождения, либо оно происходит в меньшей степени. Поэтому способ, соответствующий настоящему изобретению, с выгодой осуществляют в пресс-форме, вмещающей мягкий обивочный материал.
Для обычно используемых полиуретановых систем, в которых применяются преимущественно полиэфирполиолы на основе простых эфиров, главным образом содержащие оксипропиленовые группы, обычно требуется препятствующая прохождению пленка, и несомненно при повышенных степенях заполнения пеноматериалом; к удивлению, в случае настоящих систем можно обойтись без использования пленок, препятствующих прохождению. Степень заполнения пеноматериалом в настоящем способе "пеноматериал в ткани" предпочтительно составляет 5-100, а более предпочтительно - 10-50%. В частности, использование форполимера на основе полиола, относящегося к типу ПО-ПО/ЭО-ЭО, при использовании методики "пеноматериал в ткани" делает возможным достижение повышенной степени заполнения пеноматериалом без появления чрезмерно серьезного проникновения.
Поскольку пеноматериалы, соответствующие настоящему изобретению, легко можно извлекать из пресс-формы без нанесения внешней смазки для форм после изготовления первой детали, способ получения эластичного пенополиуретана в закрытой пресс-форме можно реализовать в соответствии со следующими далее стадиями:
1) по меньшей мере, на те поверхности пресс-формы, которые будут находиться в контакте с ингредиентами, используемыми для получения пеноматериала, и/или готовым пеноматериалом, наносят внешнюю смазку для форм;
2) в пресс-форму подают ингредиенты, используемые для получения пеноматериала;
3) ингредиентам дают возможность вступить в реакцию и образовать пенополиуретан, где данная реакция включает реакцию между ингредиентами, описанными ранее;
4) полученный таким образом пенополиуретан извлекают из пресс-формы и
5) стадии 2, 3 и 4 повторяют, по меньшей мере, 10 раз без повторения стадии 1.
Полученные пеноматериалы характеризуются сопоставимыми физическими свойствами вне зависимости от того, был ли пеноматериал получен после того, как стадии 2, 3 и 4 были проведены один раз, 10 раз, 25 раз, 40 раз либо даже более.
Пресс-форму можно закрыть после проведения стадии 2 и открыть после проведения стадии 3, либо пресс-форму можно закрыть после проведения стадии 1 и открыть после проведения стадии 3; в последнем случае ингредиенты, используемые для получения пеноматериала, подают в пресс-форму через соответствующие впускные отверстия.
Материал пресс-формы можно выбирать из тех, которые известны на современном уровне техники, подобных металлу, например стали, алюминию, и эпоксидной смоле.
Стадию 1 способа можно проводить любым способом, известным на современном уровне техники. Нанесение внешней смазки для форм на те поверхности пресс-формы, которые будут находиться в контакте с ингредиентами, используемыми для получения материала, и/или с самим материалом, включает любой способ нанесения такой смазки на поверхности, подобный растиранию, нанесению кистью, распылению и их комбинациям, и нанесение любых агента либо агентов, имеющих целью облегчение последующего извлечения из пресс-формы. Возможно использование одной либо нескольких внешних смазок для форм, а также смесей внешних смазок для форм.
Внешние смазки для форм можно наносить как таковые или же в виде раствора, эмульсии либо дисперсии в жидкости.
Внешние смазки для форм, наносимые на стадии 1, можно наносить в одну либо несколько стадий. Возможно использование любой внешней смазки для форм, известной на современном уровне техники; примерами подходящих внешних смазок для форм являются Kluberpur 41-0039 и 41-0061 (обе от компании Kluber Chemie), Desmotrol D-10RT от компании Productos Concentrol SA, Acmosil 180 STBH от компании Fuller и Johnson Cire 103 от компании Johnson and Johnson.
Изобретение проиллюстрировано следующими далее примерами.
Пример 1
72 массовые части (м.ч.) полиола 1 нагревали приблизительно до 45°С и добавляли к смеси 28 м.ч. Suprasec MPR и приблизительно 10 ч./млн тионилхлорида, при этом данную смесь выдерживали приблизительно при 50°С. После этого при выдерживании температуры, равной 85°С, реакции предоставляли возможность протекать в течение приблизительно 3 1/2 часов.
После этого полученный форполимер оставляли охлаждаться до комнатной температуры. Форполимер (здесь и далее в настоящем документе называемый "форполимером 1") характеризовался значением NCO-числа, приблизительно равным 7,8% (мас.).
Полиол 1 представляет собой полиол, описываемый структурой ПО-ПО/ЭО-ЭО, в роли инициатора для которого выступил глицерин и который характеризуется значением ОН-числа, равным 28 мг КОН/г, и массовым распределением, приблизительно соответствующим 55-15/15-15 соответственно.
Пример 2
Полиизоцианатные композиции, соответствующие настоящему изобретению, получали в результате смешивания следующих далее полиизоцианатов (количества приведены в м.ч.).
| Полиизоцианатная композиция | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Форполимер 1 | 36,3 | 20,9 | 50,6 | 27,2 | 48,4 |
| Suprasec 2020 | 12,1 | 11,1 | 4,8 | 30,8 | 20,8 |
| Suprasec MPR | 8,9 | 11,1 | 7,6 | 30,8 | 20,8 |
| Suprasec 2185 | 3,4 | 1,1 | 1,2 | 11,1 | 10,0 |
Пример 3
Формованные эластичные пеноматериалы получали из композиций из примера 2 и нижеследующих дополнительных ингредиентов, которые предварительно смешивали перед их введением в контакт с полиизоцианатами.
Температура пресс-формы составляла 45-50°С, температура реактивов перед смешиванием была равна 27°С. После подачи смеси в пресс-форму ее закрывали. Размеры пресс-формы представляли собой 45×45×10 см, а степень нанесения пеноматериала была равна приблизительно 50%.
Ингредиенты и физические свойства для полученных формованных пеноматериалов приведены в следующей далее таблице.
| Пеноматериал | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Полиизоцианатная композиция | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Полиол 2 | - | - | 33,6 | 62,9 | 95 |
| Полиол 3 | 36,5 | 43,5 | - | - | - |
| Полиол 1 | - | 10 | - | 32,1 | - |
| ZF22 | 0,06 | 0,04 | 0,06 | - | - |
| Dabco 33 LV | 0,45 | 0,4 | 0,4 | - | - |
| B8715 LF | 0,25 | 0,15 | 0,15 | 0,45 | 0,5 |
| Вода | 2,04 | 1,64 | 1,54 | 3,60 | 3,43 |
| D8154 | - | - | - | 0,53 | 0,6 |
| DMEA | - | - | - | 0,27 | 0,3 |
| DMAPA | - | - | - | 0,16 | 0,2 |
| Плотность в сердцевине, кг/м3, ISO 845 | 57 | 69 | 68 | 59 | - |
| Способность к передаче при резонансе, JASO B407-82 | 3,1 | 3,0 | 3,2 | - | - |
| Деформация под действием вдавливающей нагрузки, N/314 см 2, при 25%, ISO 2439 | 265 | 246 | 236 | - | - |
| Ползучесть (деформация под действием сжимающей нагрузки, 40%), кПа | 8,5 | - | 9,8 | 8,3 | - |
Полиол 2: Представляет собой
полиоксиэтиленполиоксипропиленполиол,
характеризующийся номинальной функциональностью,
равной 3, значением ОН-числа, равным 38 мг КОН/г,
и уровнем содержания ЭО, приблизительно равным
75% (мас.), (все статистически распределенные).
Полиол 3: То же, что и полиол 2, с тем условием, что
значение ОН-числа равно 28 мг КОН/г.
ZF22: Jeffcat(ZF22, катализатор, получаемый от
компании Huntsman.
Dabco 33 LV: Катализатор от компании Air Products.
B8715LF: Tegostab 8715 LF - поверхностно-активное вещество
от компании Goldschmidt.
D8154: Смесь катализатора на основе третичного амина и
катализатора на основе органической кислоты от
компании Air Products.
DMEA: Диметилэтаноламиновый катализатор.
DMAPA: Диметиламинопропиламиновый катализатор.
1. Форполимер с концевыми изоцианатными группами, характеризующийся значением NCO-числа в диапазоне 5-30 мас.% и представляющий собой продукт реакции избыточного количества дифенилметандиизоцианата, содержащего, по меньшей мере, 80 мас.% 4,4'-дифенилметандиизоцианата, и полиоксиэтиленполиоксипропиленполиола, характеризующегося средней молекулярной массой в диапазоне 2000-10000, средней номинальной гидроксифункциональностью в диапазоне 2-6, уровнем содержания этиленоксида в диапазоне 21-45 мас.% и наличием структуры, относящейся к типу -ПО-ПО/ЭО-ЭО, где ПО-блок содержит 60-90% ПО, а соотношение концевой ЭО: статистически распределенный ЭО находится в диапазоне от 3:1 до 1:3.
2. Форполимер по п.1, где диизоцианат содержит, по меньшей мере, 90 мас.% 4,4'-дифенилметандиизоцианата, и полиол характеризуется средней молекулярной массой в диапазоне 3000-9000, а средняя номинальная гидроксифункциональность составляет 2-4.
3. Форполимер по пп.1-2, где значение NCO-числа равно 5-19 мас.%.
4. Полиизоцианатная композиция для получения полиуретанов, характеризующаяся значением NCO-числа, самое большее 52,5 мас.%, содержащая 1-99 мас. ч. форполимера по пп.1-3 и 1-99 мас. ч. другого полиизоцианата в расчете на 100 мас. ч. данной полиизоцианатной композиции.
5. Композиция по п.4, где количества составляют 10-90 мас. ч.
6. Композиция по пп.4 и 5, где другой полиизоцианат выбирают из 1) дифенилметандиизоцианатов (MDI), 2) "сырого" MDI, 3) полимерного MDI, 4) модифицированных вариантов MDI, содержащих уретановые группы, полученные в результате проведения реакции между данными MDI и полиолами, характеризующимися молекулярной массой, не превышающей 500, и/или карбодиимидные, и/или уретониминовые группы, при этом такие варианты характеризуются величиной NCO-числа, по меньшей мере, равной 20 мас.%, и 5) смесей любых их полиизоцианатов 1-4.
7. Способ получения эластичного пенополиуретана в результате проведения реакции в пресс-форме при индексе в диапазоне 70-120:
а) форполимера либо композиции по пп.1-6;
b1) 30-100 мас. ч. полиоксиэтиленполиоксипропиленполиола, характеризующегося средней номинальной гидроксифункциональностью в диапазоне 2-6 и уровнем содержания этиленоксида (ЭО), превышающим 50 мас.%;
b2) 0-70 мас. ч. полиоксиэтиленполиоксипропиленполиола, характеризующегося средней номинальной гидроксифункциональностью в диапазоне 2-6, уровнем содержания ЭО в диапазоне 20-50 мас.% и уровнем содержания первичных гидроксигрупп, по меньшей мере, равным 50%, при расчете на количество первичных и вторичных гидроксильных групп в полиоле b2), при этом количества b1) и b2) рассчитывают с приведением на 100 мас. ч. b1) и b2); и
c) воды; и необязательно
d) добавок и вспомогательных веществ, самих по себе известных.
8. Способ по п.7, где полиол b2) описывается структурой ПО-ЭО/ПО-ЭО, где ПО-блок содержит 60-90 мас.% ПО, и где массовое соотношение между концевыми ЭО и статистически распределенным ЭО находится в диапазоне от 1:3 до 3:1.
9. Способ по любому из пп.7 и 8, где не используют полиолов, которые бы характеризовались средней молекулярной массой, равной 2000 или более, и уровнем содержания этиленоксида, меньшим 20 мас.%.
10. Способ по любому из пп.7-9, где способ реализуют в закрытой пресс-форме.
