聚氨酯軟泡沫塑料制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種有良好耐濕熱老化性和耐臭氧變質(zhì)性的聚氨酯軟泡沫塑料，和包括這種聚氨酯軟泡沫塑料的有優(yōu)良防水性的揚(yáng)聲器邊緣材料。作為多元醇，是通過(guò)與聚醚多元醇如有至少５個(gè)碳原子的長(zhǎng)鏈烯烴基乙二醇的己二酸有優(yōu)良相容性的聚醚多元醇與發(fā)泡劑、催化劑、泡沫穩(wěn)定劑等制備的多元醇組分，與聚異氰酸酯反應(yīng)制得的有良好耐濕熱老化性和耐臭氧變質(zhì)的聚氨酯軟泡沫塑料。（*該技術(shù)在2017年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及聚氨酯軟泡沫塑料，它幾乎不水解、甚至在臭氧中暴露后，抗拉強(qiáng)度的降低也很小。本專利技術(shù)還涉及一種在物理性質(zhì)如抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)進(jìn)一步改進(jìn)、由于紫外線等的照射引起的變質(zhì)小、有適合的空氣透過(guò)性、良好的可成型性及優(yōu)良的防水性的軟泡沫塑料。本專利技術(shù)進(jìn)一步涉及用這些各種性質(zhì)優(yōu)良的軟泡沫塑料制造的揚(yáng)聲器邊緣。本專利技術(shù)的軟泡沫塑料可以找到廣泛的應(yīng)用，例如揚(yáng)聲器邊緣和硬盤設(shè)備的隔聲材料、減震材料、各種印刷機(jī)中調(diào)色劑筒的密封劑等等。軟泡沫塑料被分成兩類，即包括聚酯多元醇(下文稱“聚酯軟泡沫塑料”)的軟泡沫塑料和包括聚醚多元醇(下文稱“聚醚軟泡沫塑料”)的軟泡沫塑料。這些軟泡沫塑料的特性受所用多元醇的強(qiáng)烈影響。因此，這些軟泡沫塑料在機(jī)械和化學(xué)性質(zhì)方面的差別取決于多元醇的分子結(jié)構(gòu)、軟泡沫塑料分子內(nèi)的凝聚力。聚酯軟泡沫塑料有小的泡孔、優(yōu)良的表觀和高的抗拉強(qiáng)度及伸長(zhǎng)。具體來(lái)說(shuō)，關(guān)于壓塑后的伸長(zhǎng)，聚酯軟泡沫塑料大大超過(guò)聚醚軟泡沫塑料。在耐油、耐溶劑和化學(xué)穩(wěn)定性方面，聚酯泡沫塑料也良好。而且，聚酯軟泡沫塑料還顯示出了良好的耐熱和耐氣候性。但是聚酯軟泡沫有很大的缺點(diǎn)，即由于用于生產(chǎn)聚酯軟泡沫塑料的聚酯多元醇中酯鍵的水解，它的抗拉強(qiáng)度下降。下文將水解的抑制稱為“耐濕熱老化”。聚酯軟泡沫塑料的另一缺點(diǎn)是較大的滯后損耗，因此不宜用作墊材。另一方面，關(guān)于水解，聚醚軟泡沫塑料大大優(yōu)于聚酯軟泡沫塑料。聚醚軟泡沫塑料在柔軟性和可恢復(fù)性等方面也優(yōu)良。然而，在耐油、耐溶劑等方面，聚醚軟泡沫塑料不及聚酯軟泡沫塑料。另外，有很低的空氣透過(guò)性的聚醚軟泡沫塑料很難得到。而且，聚醚軟泡沫塑料顯示出小的抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)。特別是，在壓塑成型后，聚醚軟泡沫塑料顯示出抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)明顯下降。另外，在耐臭氧變質(zhì)方面，聚醚軟泡沫塑料明顯地不及聚酯軟泡沫塑料。所以，目前，盡管聚醚軟泡沫塑料具有幾乎不水解并顯示出良好的耐濕熱老化的優(yōu)點(diǎn)，但是在許多實(shí)際應(yīng)用方面它都不如聚酯軟泡沫塑料。臭氧變質(zhì)的抑制下文稱為“耐臭氧變質(zhì)”。再者，在耐由紫外線等照射變質(zhì)方面，聚醚軟泡沫塑料也不及聚酯軟泡沫塑料(抑制由紫外線等的照射引起的變質(zhì)下文稱“耐氣候性”。)軟泡沫塑料實(shí)質(zhì)上是多孔的。甚至當(dāng)在加熱下壓縮時(shí)，不管是聚酯還是聚醚型軟泡沫塑料，都不能夠提供所要求的防水性。為了解決防水性這一個(gè)問(wèn)題，已經(jīng)提出了下述的方法。(i)在軟泡沫塑料的表面上，設(shè)置防水膜的方法；(ii)用氟樹(shù)脂乳液浸漬軟泡沫塑料，然后干燥軟泡沫塑料，以除去其中的水，由此給軟泡沫塑料提供防水劑的方法；但是，方法(i)的缺點(diǎn)是在有許多微孔的軟泡沫塑料的表面上難以生成均勻的不滲透水的膜。另外，作為構(gòu)成膜的材料，常常使用耐熱性低的材料。當(dāng)在受熱壓縮時(shí)，這種成膜材料軟化并融熔破壞。而且這種方法增加了費(fèi)用。另一方面，方法(ii)的缺點(diǎn)是用氟樹(shù)脂乳液均勻地浸漬具有低空氣透過(guò)性的軟泡沫塑料，以提高它的防水性相當(dāng)困難。既使這種軟泡沫塑料用氟樹(shù)脂乳液均勻地浸漬，也難以從軟泡沫塑料中完全除去水份，因此它易造成防水的不均勻性。再者這種氟樹(shù)脂乳液很貴。這樣制得的泡沫也很貴。人們已經(jīng)設(shè)法通過(guò)聚酯多元醇和聚醚多元醇的組合使用來(lái)開(kāi)發(fā)具有聚酯和聚醚軟泡沫塑料優(yōu)點(diǎn)的軟泡沫塑料。但是，這兩種通用的多元醇相互地相容性差。因此，這兩種多元醇就不能夠均勻混合，并產(chǎn)生相分離，使得不能夠得到正常的軟泡沫塑料，除非聚酯多元醇的混合比例至少為50％(wt)，特別是至少80％(wt)。聚酯多元醇的大量摻入使得不可能提供在物理性質(zhì)方面都協(xié)調(diào)的軟泡沫塑料。對(duì)通過(guò)聚醚多元醇和聚酯多元醇的混合而產(chǎn)生一些缺點(diǎn)的詳細(xì)情況，可參考以下文獻(xiàn)，即參考Iwata在《(聚氨酯樹(shù)脂手冊(cè))》(“Handbook of polyurethane Resin”)，NikkanKogyo Shinbunsha，1987，160頁(yè)。該文獻(xiàn)指出，在制備聚氨酯軟泡沫塑料過(guò)程中，在聚酯多元醇中混合少量的聚醚多元醇不可能得到正常的泡孔，因?yàn)閷?duì)泡孔的狀況有靈敏的影響。因此，當(dāng)上述兩種類型的多元醇摻合使用制備聚氨酯軟泡沫塑料時(shí)，其泡沫的穩(wěn)定性是重要的，因?yàn)樗呐蛎浰俾矢?，制得的軟泡沫塑料龜裂或有空洞。在某些極端情況下，泡沫被破壞，給生產(chǎn)線造成麻煩。人們已經(jīng)設(shè)法通過(guò)將有酯鍵的聚醚多元醇引入其中來(lái)提高軟泡沫塑料的性能。而且，已經(jīng)提出使用專門的多元醇如含磷的聚酯多元醇與特殊的泡沫穩(wěn)定劑相結(jié)合的方法和使用羥基封端預(yù)聚合物或異氰酸酯基封端預(yù)聚合物的方法。在與通過(guò)模塑用聚氯乙烯或類似物制造的表面層有關(guān)的
中，已經(jīng)提出了特殊的聚酯多元醇和聚醚多元醇的組合使用。但是這些建議的方法是在有限的領(lǐng)域例如沒(méi)有泡孔膜的過(guò)濾軟泡沫塑料(“JP-B”-52-35077(術(shù)語(yǔ)“JP-B”表示已審查的日本專利公告)、JP-A-55-27315(術(shù)語(yǔ)“JP-A”表示“未審查公布的日本專利申請(qǐng)”等)和半硬泡沫塑料(JP-B-3-26694、JP-A-62-148516等)中進(jìn)行。這些建議的方法都沒(méi)有在原軟泡沫塑料
中進(jìn)入實(shí)際使用。上述專門的包括有酯鍵之聚醚多元醇引入其中的聚酯多元醇的制備要求復(fù)雜的制造過(guò)程。這樣制得的聚酯多元醇貴。如果只使用這種聚酯多元醇，制得的軟泡沫塑料的性能不能在寬的范圍內(nèi)改變。另外，引入泡沫塑料的酯基濃度太低，不能使泡沫塑料的物理性質(zhì)得到顯著改進(jìn)。U.S.4374935公開(kāi)了使用專門的聚酯多元醇和聚醚多元醇的混合物來(lái)改進(jìn)聚氨酯軟泡沫塑料的耐水解和機(jī)械特性如壓縮強(qiáng)度。通過(guò)有機(jī)二羧酸與專門的多元醇的混合物的聚縮作用來(lái)制得專門的聚酯多元醇。但是該專利技術(shù)具有優(yōu)良的減震特性，因此適宜模塑制成汽車板。再者，在聚縮作用過(guò)程中，這種專門的聚酯多元醇包含(或必須包含)1，4-丁二醇。這樣得到的耐水解性的提高暴露到85℃濕氣氛中只限于5天。更高的耐濕熱老化和耐臭氧變質(zhì)沒(méi)有進(jìn)行研究。關(guān)于密封材料的應(yīng)用方面，JP-B-2-55470(NHKSpring CO.，Ltd.申請(qǐng))公開(kāi)了用于軟或半硬開(kāi)孔型密封材料的制備方法，該方法包括使用選自二聚酸多元醇、蓖麻油多元醇和通過(guò)有至少三個(gè)碳原子的至少90％(mol)的稀化氧的加聚作用制得的聚醚多元醇中的至少一種。但是文獻(xiàn)中沒(méi)有專門地披露制備聚醚多元醇和聚酯多元醇的混合物。更沒(méi)有進(jìn)行耐水解(耐濕熱老化)或耐臭氧變質(zhì)的研究。軟泡沫塑料具有廣泛的應(yīng)用。具體來(lái)說(shuō)，至今，聚酯泡沫已常用作揚(yáng)聲器的邊緣材料。揚(yáng)聲器包括一錐形紙、與錐形紙連接的音圈來(lái)驅(qū)動(dòng)錐形紙、用于驅(qū)動(dòng)音圈的磁鐵和用于固定磁鐵的構(gòu)架。揚(yáng)聲器的邊緣是連接錐形紙和構(gòu)架的部件，其連接方式是能使排列成錐形紙可自由地振動(dòng)?，F(xiàn)在，所使用的膜，是擠壓成型的軟泡沫塑料、熱成型的浸漬樹(shù)脂的織物或成形的橡膠或熱塑性樹(shù)脂板。揚(yáng)聲器的邊緣有下述的要求(i)揚(yáng)聲器邊緣必須軟到不阻止錐形紙自由振動(dòng)的程度；(ii)揚(yáng)聲器邊緣必須是縱向地軟到保持錐形紙保持在預(yù)定的位置，防止音圈和來(lái)自構(gòu)架的磁鐵與構(gòu)架接觸，并保持線性振動(dòng)，但是必須是交叉剛性支撐揚(yáng)聲器錐形紙和音圈的重量；以及(iii)揚(yáng)聲器邊緣必須有低的空氣透過(guò)性，以使揚(yáng)聲器的內(nèi)部與外部隔音，將聲音的繞射減至最小，提高低音域的聲壓，改進(jìn)由揚(yáng)聲器復(fù)制的聲音。到目前為止，作為揚(yáng)聲器邊緣的材料，主要使用聚酯泡沫塑料。這種揚(yáng)聲器的邊緣通常可切厚度本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種通過(guò)包括聚異氰酸酯和多元醇組分的組合物進(jìn)行反應(yīng)而制備的聚氨酯軟泡沫塑料，其中多元醇組分包含聚醚多元醇和在酯鍵間的聚酯多元醇，上述的聚酯多元醇（ｉ）有至少有５個(gè)碳原子的烴基和（ｉｉ）有氫原子鍵接到包含由碳原子和雜原子組成的至少５個(gè)原子的骨架上的基中的甚少一個(gè)基。

【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：藤田直志，鈴木實(shí)，加藤健一，近藤敏，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：井上株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：JP[日本]