用于制备软质模塑pur泡沫体的方法
【专利说明】用于制备软质模塑PUR泡沬体的方法
[0001] 本发明涉及用于制备具有不同硬度的水平设置区的软质模塑聚氨酯泡沫体（软 质模塑PUR泡沫体）的方法，所述方法通过将至少两种形成具有不同硬度的泡沫体的可流 动反应混合物接连引入水平地分层设置的模腔空间中而进行，其中至少一种可流动的反应 混合物自由发泡，然后将至少一种另外的形成泡沫的可流动反应混合物引入模腔空间。
[0002] DE-A 10016350公开了双区域发泡部件和用于制备双区域发泡部件的方法。优选 聚乙烯、黄麻、纱网、非织造网布等的网络设置在发泡部件的第一区域（软质泡沫）及其第 二区域（硬质泡沫）之间的水平平面内。所述两个区域通过网络分离，网络的形式决定第 二区域。然而，软质泡沫与硬质泡沫之间的分离可以位于坐垫的中心区域，也可以同时位于 中心和侧边区域。此方法的缺点是不同区之间需要使用分离层，且再现性需要提高。
[0003] US-B 6, 787, 078公开了用于制备多区发泡部件的方法，其中将第一弹性体形成配 制剂引入模具中，然后将脱模剂施加到此弹性层上并接着将第二形成泡沫的配制剂引入模 具中，在完全固化后，将所述模塑品脱模。上部弹性层仅在希望的区域粘附在下部泡沫层 上，其中不施加脱模剂。此方法的一个缺点是在适当的地方必须施加脱模剂。所述弹性体 形成层是用于实现特殊触觉性能，例如皮革状表面的涂层。所述弹性层也未满足座椅领域 中舒适性的要求，因为它不是如泡沫体一样是柔性回弹的。
[0004] EP-A 342352公开了通过发泡模塑用于制备具有不同硬度区的泡沫体衬软垫的方 法，其中将两种或更多种能够形成不同硬度的发泡材料的可流动反应混合物接连引入模腔 空间中，其中第二反应混合物在引入时已经为初期乳膏状态，和在固化后将泡沫体软衬垫 脱模。第一种依然液态的反应混合物通过带孔板施加。硬度不同的两个区由此可以一个在 另一个顶部，即水平地设置。此方法的缺点是需要引入带孔板和需要引入初期乳膏状态的 第二反应混合物。再现性需要提高。
[0005] EP-A 0370750公开了用于汽车座椅的水发泡软质模塑聚氨酯泡沫，其具有不同硬 度的两层。所述第一软质聚氨酯泡沫配制剂和第二软质聚氨酯泡沫配制剂都在闭合的模塑 品中发泡。此方法的缺点是制造规模时所得模塑品的再现性差。
[0006] US-B 6419863公开了用于汽车座椅的软质模塑聚氨酯泡沫，其具有不同硬度的两 个水平层。第一层作为喷雾泡沫引入模具中且自由发泡，第二泡沫配制剂引入模塑品中和 在闭合模塑品的情况下发泡。此方法的缺点是制造规模时要求大量的时间，因为喷雾泡沫 必须以若干叠加的层迅速施加。
[0007] 用于制备具有不同硬度的水平设置区的软质模塑聚氨酯泡沫体的现有方法使用 特定的分离层以在模塑品中产生具有不同硬度的水平设置区。然而，实践中，这些方法的再 现性较差，其特别是对于成批生产具有不利的影响。因此，希望的性能例如在例如加垫座椅 情况下涉及的侧向支持力或者特别是软座区域相应地不可实现。
[0008] 因此本发明解决的问题是在最终的软质模塑泡沫中它们的确切位置的再现性和 各区的膨胀以及各区的性能方面改善用于制备具有不同硬度的水平设置区的软质模塑聚 氨酯泡沫体的方法。
[0009] 所述问题通过进行制备具有不同硬度的水平设置区的软质模塑聚氨酯泡沫体 (软质模塑PUR泡沫体）的方法得以解决，所述方法通过将两种或更多种形成具有不同硬度 的泡沫体的可流动反应混合物接连引入水平地分层设置的模腔空间中而进行，其中至少一 种可流动的反应混合物自由发泡，然后将至少一种另外的形成泡沫的可流动反应混合物引 入模腔空间。
[0010] 自由发泡应当理解为是指形成泡沫的反应混合物能够在上升方向上没有机械限 制的情况下在环境压力下膨胀。
[0011] 具有不同硬度的水平设置区的软质模塑PUR泡沫体是基本上平行于座椅或倚靠 水平或者平行于泡沫的俯视图的不同层的设置。
[0012] 因此本发明提供了用于制备具有不同硬度的水平设置区的软质模塑聚氨酯泡沫 体的方法，其特征在于如下步骤： 1) 可流动的反应混合物I引入到模腔体中和自由发泡， 2) 在所述反应混合物I引入到模腔体中1-6分钟，优选2-5分钟，更优选3-4分钟之 后，将至少一种可流动的反应混合物II引入模腔体中， 3) 在模具中固化，和 4) 将步骤3之后形成的软质模塑PUR泡沫体脱模， 其中所述可流动的反应混合物I形成软质TOR泡沫体，其具有30-90 kg/m3,优选40-85 kg/m3的粗密度，和所述可流动的反应混合物II形成软质模塑PUR泡沫体，其具有30-85 kg/m 3,优选40 -80 kg/m3的粗密度。
[0013] 取决于要制备的模塑泡沫体的要求，多种反应混合物II，例如II. 1、II. 2、II. 3、 II. 4等在步骤2)中也可接连引入到模腔体中，其中所述反应混合物II. 1、II. 2、II. 3、II. 4 等仅在形成软质模塑PUR泡沫体之后的压缩硬度（Stauchhaerte)上不同。反应混合物II 不同的压缩硬度值通过反应混合物II. 1、II. 2、II. 3、II. 4等的不同异氰酸酯指数和/或 通过改变多元醇配制剂达到。反应混合物II. 1、II. 2、II. 3、II. 4等中的至少一种相对于 步骤1)中自由发泡的软质PUR泡沫水平设置地设置。
[0014] 本发明还进一步提供了通过本发明的方法得到的软质模塑PUR泡沫体及其在制 造模塑品中的用途与所述模塑品本身。
[0015] 使在根据本发明的方法的步骤1和2中反应混合物I和II的组分常常通过使用 机械装置，例如EP-A 355 000中描述的那些，通过本身已知的一步法、预聚物法或半-预聚 物法反应。可用于本发明目的的加工设备的细节描述在Kunststoff-Handbuch, VII卷， 由 Vieweg and ffichtlen, Carl-Hanser-Verlag，Munich 1993 出版，例如在第 139-265 页 上。反应混合物I和II的组分分别混合引发聚合和聚合材料发泡。聚合和成型常常在一 步中发生，一般通过将反应混合物在其依然为液态时成型或喷雾。模塑泡沫体也可通过热 或冷固化得到。
[0016] 反应混合物I或II的上述组分一方面是指多官能有机异氰酸酯组分（常常也称 为"B-组分"）和另一方面是指可以具有对异氰酸酯的相应反应性和任选含有其它助剂的 多官能单体或树脂。此混合物常常被称为"A-组分"，一般基本上包含一种或多种多元醇组 分。
[0017] 那么，如果要获得规定组成的软质模塑PUR泡沫体，上面描述的组分在它们混合 之前要适当地配剂量。在所述方法中发泡效应通常通过混合A-组分与水实现，其与B-组 分的多异氰酸酯反应形成胺并释放co2, co2本身起到发泡气体的作用。在使用水之外或替 代地，常常也使用挥发性惰性有机化合物或惰性气体。
[0018] 在本发明的方法中使用的模腔体反映了希望的模塑泡沫体的结构。通过根据本发 明的方法可以得到的PUR泡沫体例如用于家具衬软垫、纺织品衬里、床垫、汽车座椅、头靠、 扶手、海绵和组件，以及座椅和仪表板装饰，优选用于家具衬软垫、纺织品衬里、床垫、汽车 座椅和头靠。
[0019] 要使用的模腔体可以具有被腹板（Stege)分离的的区域以便不同的可流动反应混 合物可以引入所述模腔体中。本发明的方法中使用的模腔体优选具有被腹板分离的区域 (图1)以便在要生产的模腔体中在预定的位置获得不同硬度的区域。图1显示了表示例如 用于汽车座椅的就坐面的模腔体。模腔体的底面代表了模塑泡沫生产后所得座椅的表面。 参考图1，由此例如可以将生成软质泡沫体的反应混合物I引入中心区域中（第一和第二点 填充），和将生成硬质泡沫体的反应混合物II. 1引入侧边区域中（第三和第四点填充），和 由此提供高水平的座椅支持，和将生成比中心就坐面更硬的泡沫体和比侧边部分更软的泡 沫体的另外的反应混合物II. 2引入就坐面的外部区域中（第五线式填充）。
[0020] 本发明的方法包含第一步，其中以本领域技术人员已知的方法，可流动的反应混 合物I在需要的位置引入到模腔体中并接着自由发泡。优选地，反应混合物I的起始组分 进行一步法加工和在需要的位置引入模具中。参考图1，由此例如可以将反应混合物I填入 中心区域（第一和第二点填充）和自由发泡。此区域在终产物中生成模塑泡沫体的中心就 坐面（图3)。
[0021] 所述可流动的反应混合物I含有如下组分 组分I-A1 I-A1. 1 至少一种聚醚多元醇，其具有2-8,优选2-6,更优选2-4的官能度，20-70 mg KOH/g范围的DIN 53240 OH值和50-100重量％范围的聚氧化丙烯（PO)含量和0-50重量％ 范围的聚氧化乙烯（E0)含量， I-A1. 2 任选的至少一种聚醚多元醇，其具有2-8,优选2-6,更优选2的羟基官能 度，50-65 mg KOH/g范围的DIN 53240羟基（0H)值和45-55重量％范围的P0含量和45-55 重量％范围的E0含量； I-A1.3 任选的聚合物在聚醚多元醇中的至少一种分散体，其中所述分散体具有 10-30 mg KOH/g范围的DIN 53240 0H值和其中所述聚醚多元醇具有2-6,优选2-4,更优选 3的羟基官能度，70-90重量％范围的P0含量和10-30重量％范围的E0含量； I-A1. 4 任选的至少一种聚醚多元