CN113943413A

CN113943413A - 用于具有改善的压缩和老化性能的冷固化软质块状泡沫的无氮和低氮交联添加剂

Info

Publication number: CN113943413A
Application number: CN202110804263.8A
Authority: CN
Inventors: H·莫德罗; K-O·费尔德曼; M·维达科维奇; R·兰德斯; D·赫尔曼
Original assignee: Evonik Operations GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 2020-07-16
Filing date: 2021-07-16
Publication date: 2022-01-18
Also published as: EP3940012A1; CA3124230A1; US12060451B2; US20220017680A1

Abstract

本发明公开了通过至少一种多元醇组分和至少一种异氰酸酯组分在水和至少一种催化剂以及至少一种交联剂的存在下反应来生产冷固化软质块状PU泡沫的方法，其中基于100重量份的多元醇，不以>0.5重量份，优选不以>0.1重量份的总量使用具有大于1000mg KOH/g的扩展OH值的含氮交联剂。

Description

用于具有改善的压缩和老化性能的冷固化软质块状泡沫的无氮和低氮交联添加剂

本发明属于聚氨酯(PU)、优选PU泡沫的领域。它尤其涉及提供具有改善的长期使用和老化性能的冷固化软质块状PU泡沫，例如床垫(mattress)和/或衬垫(cushion)。

冷固化软质块状PU泡沫，例如含有冷固化软质块状PU泡沫的床垫，在现有技术中早已为人所知并在世界范围内使用。不乏在此类制品及其生产中实现更大改进的尝试。到目前为止，对优化的需求尚未完全得到满足。

与冷固化软质块状PU泡沫相关的一个问题是其长期使用性能。因此，长期使用床垫会导致床垫泡沫局部软化并形成下沉(dips)和凹陷(hollows)，尤其是在负载最大的区域。诱发因素是床垫泡沫在使用者体重影响下的变化过程。这些尤其包括睡眠者对泡沫进行数小时的压缩。这些长期使用性能是泡沫床垫在使用几年后经常需要更换新床垫的重要原因。显而易见，这种与冷固化软质块状PU泡沫的压缩相关的力的施加可能会导致材料疲劳。一个非常相关的问题是提供冷固化软质块状PU泡沫，其即使在延长压缩后也能够恢复其原始尺寸。

在此背景下，本发明的具体目的在于提供具有改善的长期使用性能的冷固化软质块状PU泡沫，例如特别是在含冷固化软质块状PU泡沫的床垫和/或衬垫中。

在本发明的上下文中，令人惊讶地发现，在生产作为块状泡沫的冷固化软质聚氨酯泡沫时，所使用的交联剂至多具有低氮含量，并且用于生产冷固化软质块状聚氨酯泡沫的配制物也基本上不具有添加到其中的其他含氮交联剂，与使用常规含氮交联剂获得的冷固化软质块状聚氨酯泡沫相比，由此生产的冷固化软质块状聚氨酯泡沫表现出改善的长期使用性能和老化性能。

聚氨酯泡沫广泛用于生产床垫和软垫家具(upholstered furniture)。使用各种类型的软质泡沫。这些不仅包括标准的醚泡沫，而且包括冷固化软质泡沫(也称为高弹性泡沫)。就它们的机械性能而言，这些的特征在于优选≥50％的回弹性(rebound elasticity)(根据“Fachverband Schaumkunststoffe und Polyurethane e.V.,D-70435Stuttgart”＝“FSK”的定义)。回弹性是根据DIN EN ISO 8307:2008-03测量的。舒适系数(comfortfactor)是另一个标准。这应该高于2.5(根据FSK定义)(根据DIN EN ISO 2439:2009-05测量)。冷固化软质泡沫以块状泡沫或模塑泡沫的形式生产。在块状泡沫的情况下，泡沫自由上升，而在模塑泡沫中，它在模具中的膨胀受到限制。

在块状泡沫技术中，泡沫因此可以在至少一个方向(例如向上)自由上升。上升泡沫的气泡中的压力通常大约等于大气压。相比之下，模塑泡沫的膨胀受到模具限制。在模塑泡沫的情况下，总是使用过量的反应混合物以确保完全填充模具。这被称为超紧密堆积作用(overpacking)。因此，泡沫的膨胀导致泡孔中的压力增加和泡孔气体的部分压缩。在模塑泡沫的情况下，所得泡沫体的形状由模具的几何形状规定。在与模具的界面处形成表皮，该表皮在其性能(密度、透气性、泡孔尺寸、触感)方面与泡沫部件的内部显著不同。

形成本发明的成分的是使用块状泡沫技术生产的冷固化PU泡沫，即冷固化软质块状PU泡沫。

就用于生产冷固化软质块状PU泡沫的化学配制物而言，优选摩尔质量明显高于标准醚软质泡沫的醚多元醇。虽然用于标准醚软质泡沫的多元醇在官能度为3下的特征在于3000–3500g/mol的平均摩尔质量(数均)，但用于冷固化软质泡沫的多元醇在官能度为3下优选具有>4500g/mol的摩尔质量。基于官能团(OH基)，冷固化软质泡沫多元醇因此的特征在于优选>1500g/mol的多元醇质量。这些冷固化软质泡沫多元醇通常在泡沫配制物中占大多数(>50％)。通常，冷固化泡沫多元醇优选伯OH基，标准醚多元醇优选仲OH基。泡沫性能(较高弹性)的重要因素是较高的摩尔质量，这会带来较高的柔韧性，以及因此聚氨酯网络的弹性。然而，这也导致所得冷固化软质泡沫的较低硬度。因此，冷固化软质泡沫多元醇通常也与固体聚合物颗粒混合。这些增加了所得泡沫的硬度。这种所谓的聚合物多元醇通常用于冷固化软质泡沫配制物中。聚合物多元醇包括例如苯乙烯-丙烯腈聚合物的颗粒或其他聚合物颗粒。在聚合物多元醇的生产期间，形成了与周围液态多元醇相的共价键(例如通过接枝)。

冷固化软质聚氨酯泡沫的生产通常使用其他组分。除了异氰酸酯之外，水通常用作化学发泡剂。也可任选地使用物理发泡剂。TDI和MDI通常用作异氰酸酯。胺催化剂和锡化合物通常用作催化剂。胺催化剂的典型特征在于它们包含叔胺结构。这是合适的，因为否则催化反应性胺会与异氰酸酯快速反应并因此失活。然而，叔胺催化剂可以含有额外的基团，该基团确保实现分子与异氰酸酯的缓慢反应，并且胺催化剂在反应完成后被掺入聚氨酯泡沫中。这在实践中用于抑制通常气味-和VOC密集型胺催化剂从泡沫中排出。例如，这里的典型实例是二甲基乙醇胺。这些胺催化剂的特征在于它们包含一个或最多两个，但不超过2个异氰酸酯反应性基团。因此，它们对聚氨酯泡沫的交联没有贡献，而是仅仅出于VOC和气味优化的原因锚定在聚氨酯网络中。所用胺催化剂的用量优选为0.05-0.5份，即优选约0.03-0.35重量％。除了胺催化剂之外，通常还使用锡催化剂(例如辛酸锡)来另外催化冷固化软质块状泡沫的形成。除了催化剂之外，通常还使用的是冷固化软质泡沫稳定剂。这些是硅酮化合物，诸如在冷固化软质泡沫的文献中更具体描述的。交联剂也必须用于冷固化软质泡沫的生产。交联剂的特点是它们具有≥3的异氰酸酯反应性基团的官能度。交联剂是必要的，以确保冷固化软质块状泡沫配制物在上升和随后的固化期间的足够稳定性。在不使用合适的交联剂的情况下，通常会观察到上升的冷固化软质块状泡沫的塌陷。交联剂进一步确保所得聚氨酯泡沫的硬度增加并改善所得泡沫块在固化期间的尺寸稳定性。在化学上，现有技术中使用的交联剂通常是具有至少三个异氰酸酯反应性基团的含氮链烷醇胺。现有技术的实例包括三乙醇胺(TEOA)、二乙醇胺(DEOA)、二异丙醇胺(DIPA)或二丙醇胺(DPA)。二乙醇胺、二异丙醇胺和二丙醇胺不仅包含两个OH基，而且包含构成第三个反应性基团的反应性NH部分。现有技术的这些基于氮的低分子量交联剂的摩尔质量低于500g/mol[M(三乙醇胺)＝149.2g/mol，M(二乙醇胺)＝105.1g/mol，M(二异丙醇胺)＝133.2g/mol，M(二丙醇胺)＝133.2g/mol]。扩展OH值(expanded OH number)为三乙醇胺(TEOA)1128mg KOH/g，二乙醇胺(DEOA)1601mg KOH/g，二异丙醇胺(DIPA)1263mg KOH/g或二丙醇胺(DPA)1236mgKOH/g。扩展OH值高于1000mg KOH/g。

在本发明的上下文中，扩展OH值是指按照惯例可根据DIN标准DIN 53240-2:2007-11测定的常规OH值和基于存在的伯胺和仲胺官能团的胺值的总和。

伯胺和仲胺官能团对于交联剂很重要，因为它们可直接与异氰酸酯反应。基于伯胺和仲胺基团的胺值可根据DIN 51376:2002-11通过总胺值的滴定来确定。所述数字具有mg KOH/g样品的单位。为了获得仅基于伯胺和仲胺基团的胺值，必须根据DIN EN ISO9702:1998-10确定伯胺、仲胺和叔胺的比例，并且基于胺值计算伯胺和仲胺基团的比例。胺值中伯胺和仲胺基团的该比例然后包含在扩展OH值中。因此，如果不存在胺官能团或仅存在叔胺官能团，则扩展OH数等于常规的OH值。

在含水混合物的情况下，在PU工业中和对于本发明的目的不考虑水，因为它必须作为化学发泡剂单独考虑(与异氰酸酯反应)。因此，传统的OH值(以mg KOH/g样品为单位)没有考虑必须单独报告的水含量。在含水样品的情况下，OH值也可以通过分析测量(例如DIN 53240-2-2007-11)来确定，但对于含水样品，必须与水分测定(根据ISO 760:1978的Karl Fischer)结合以计算没有水的OH值。含水混合物的扩展OH值是没有水的常规OH值与基于伯胺和仲胺的胺值之和。

然而，即使在泡沫破裂(blow-off)之后，交联不足或过晚仍可导致所得冷固化软质泡沫板变形。通过泡孔结构的变形，块体在下部区域中进行扩展。这种现象在冷固化软质块状泡沫中被称为“冷流”。当出于毒理学考虑，有机锡化合物(特别是二月桂酸二丁基锡)必须被锡盐(例如辛酸锡)替代时，它首次出现。其原因是锡盐在反应期间因水解而失活，因此缺乏对泡沫最终固化的催化剂辅助。作为对策，有时在冷固化软质块状泡沫配制物中额外使用所谓的抗冷流添加剂。这些也具有交联作用。然而，与上述强交联剂相比，这里对发泡的影响将是最小化的。因此，抗冷流添加剂的扩展OH值通常<1000mg KOH/g。典型的抗冷流添加剂也含有含氮组分。

因此，通常在冷固化软质块状泡沫配制物中不是单独使用抗冷流添加剂，而是与至少一种强的低分子量(摩尔质量<500g/mol)交联剂组合使用。即使在从有机锡变为锡盐之前，这些强交联剂也是必要的。

任选地，还可以有利地另外使用其他常规添加剂、活性物质和助剂。

因此，根据现有技术的典型软质块状泡沫配制物大致如下：

用于生产根据现有技术的冷固化块状泡沫的典型配制物

100X份的冷固化泡沫多元醇

X份的包含聚合物颗粒的冷固化泡沫多元醇

1–4份的水

任选存在的物理发泡剂(例如二氯甲烷、液态CO₂等)

0.1–0.3份的胺催化剂(例如DMEA、TEDA、BDME、反应性胺催化剂)

0.05–0.2份的锡催化剂(例如辛酸锡＝锡盐)

0.5–2份的基于氮的交联剂(链烷醇胺)(通常为DEOA)

0–1.5重量份的抗冷流添加剂，例如

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0.1–0.8份的稳定剂

25–60份的异氰酸酯(TDI 80、TDI 65、MDI)。

根据现有技术，用于冷固化块状泡沫配制物的交联剂是含氮交联剂(链烷醇胺)。然而，由此生产的冷固化块状泡沫在其老化性能方面是有问题的。

特别是在压缩永久变形(compression set)的测量中，冷固化软质块状泡沫的测量值通常是不令人满意的。压缩永久变形试验(DIN EN ISO1856:2008-01)在工业中通常用作聚氨酯泡沫的长期使用性能的重要指标，并且在此特别针对这些聚氨酯泡沫在床垫和软垫家具中的使用。床垫是本发明的上下文中非常特别优选的。这有利地也适用于所有以下优选实施方案。因此，关于床垫、衬垫或软垫家具的预期老化性能，家具和床垫制造商非常重视压缩永久变形测量中的差(即高)值。

在压缩永久变形的测量中，泡沫试样被强烈压缩并在压缩状态下在升高的温度下储存相对长时间(例如24小时)。随后移除压缩框架并观察泡沫试样重新膨胀的程度。与原始试样高度的百分比差异给出了压缩永久变形。压缩永久变形可以在干燥(但在升高的温度下)或在饱和蒸汽气氛中测量。

在本发明的上下文中，令人惊讶地发现，当使用无氮或至多低氮交联剂代替通常的含氮链烷醇胺时，长期使用性能和老化性能、特别是压缩永久变形显著改善。

因此，本发明提供了一种通过至少一种多元醇组分和至少一种异氰酸酯组分在水和包含至少一种锡催化剂的至少一种催化剂以及至少一种交联剂的存在下反应来生产冷固化软质块状PU泡沫的方法，其特征在于，基于100重量份的多元醇，不以>0.5重量份，优选不以>0.1重量份的总量使用具有大于1000mg KOH/g的扩展OH值的含氮交联剂，

其中在本发明的上下文中，所述含氮交联剂具有>0.5重量％的通过凯氏定氮分析(Kjeldahl analysis)测量的氮含量，重量％基于相应的交联剂，

其中基于100重量份的多元醇，以≥0.1重量份，优选≥0.1至5重量份，优选0.2-3重量份，特别是0.5-2重量份的总量使用至少两种通过凯氏定氮分析测量具有≤0.5重量％的的氮含量的无氮或低氮交联剂，重量％是基于相应的交联剂，

并且其中每100份多元醇使用不超过4份的水，并且其中基于总多元醇组分，使用>50重量％的冷固化软质泡沫醚多元醇，该冷固化软质泡沫醚多元醇具有每OH基>1500g/mol的摩尔质量，并且其中各个交联剂具有≥3的异氰酸酯反应性基团的官能度，

并且其中适合作为异氰酸酯组分的异氰酸酯包括含有至少两个异氰酸酯基团的所有异氰酸酯，

其中异氰酸酯指数>95且≤115，

并且其中每100份多元醇使用小于2份、且优选不使用OH值为55-57mg KOH/g的聚酯醚。

根据本发明，基于100重量份的多元醇，以≥0.1重量份，优选≥0.1至5重量份，优选0.2-3重量份，特别是0.5-2重量份的总量使用至少两种通过凯氏定氮分析测量具有≤0.5重量％的氮含量的无氮或低氮交联剂，重量％基于相应的交联剂。

在本发明的上下文中，“无氮或低氮”交联剂是通过凯氏定氮分析测量具有≤0.5重量％的氮含量的交联剂，重量％基于相应的交联剂。这些交联剂尤其不含氮。在本发明的上下文中，“含氮交联剂”相应地具有＞0.5重量％的通过凯氏定氮分析测量的氮含量的交联剂，重量％基于相应的交联剂。

特别地，根本不使用扩展OH值高于1000mg KOH/g的含氮交联剂。

有利地确保根据本发明的无氮或低氮交联剂在发泡性能以及所得冷固化泡沫的质量方面理想地等同于常规含氮交联剂。

根据本发明优选使用的无氮或低氮交联剂是：

(a)糖醇，优选包含山梨糖醇、甘露糖醇、麦芽糖醇、异麦芽糖醇、乳糖醇、木糖醇、苏糖醇、赤藓糖醇和/或阿拉伯糖醇，特别是山梨糖醇和/或麦芽糖醇，

(b)甘油类/它们的衍生物，优选包含甘油、双甘油和/或三甘油，特别是双甘油和/或三甘油，

和/或

(c)其他低分子量无氮或低氮交联剂，诸如季戊四醇和/或1,1,1-三羟甲基丙烷，

但优选至少一种来自糖醇组群(group)的无氮或低氮交联剂和至少一种来自甘油类/它们的衍生物组群的无氮或低氮交联剂，

非常特别优选使用山梨糖醇和/或麦芽糖醇以及另外的双甘油和/或三甘油。

2种或更多种低分子量无氮或低氮交联剂的混合物在这方面和在改善长期使用性能方面被证明是特别有利的。因此，根据本发明，使用至少两种交联剂，该交联剂优选选自糖醇(优选包含山梨糖醇、甘露糖醇、麦芽糖醇、异麦芽糖醇、乳糖醇、木糖醇、苏糖醇、赤藓糖醇和/或阿拉伯糖醇，特别是山梨糖醇和/或麦芽糖醇)、甘油类/它们的衍生物(优选包含甘油、双甘油和/或三甘油，特别是双甘油和/或三甘油)和/或其他低分子量低氮交联剂，诸如季戊四醇、1,1,1-三羟甲基丙烷，但特别是选自糖醇(优选包含山梨糖醇、甘露糖醇、麦芽糖醇、异麦芽糖醇、乳糖醇、木糖醇、苏糖醇、赤藓糖醇和/或阿拉伯糖醇)和/或甘油类/它们的衍生物(优选包含甘油、双甘油和/或三甘油)。特别地，使用山梨糖醇和/或麦芽糖醇以及另外的双甘油和/或三甘油。

根据本发明的另一个优选实施方案，当交联剂作为含溶剂的、优选含水的添加剂使用时，该添加剂优选包含>0重量％至50重量％的溶剂(特别是水)，和50重量％至<100重量％的交联剂，所述交联剂优选包含糖醇、甘油类/它们的衍生物和/或其他低分子量无氮或低氮交联剂，但特别是至少一种来自糖醇组群的无氮或低氮交联剂和至少一种来自甘油类/它们的衍生物组群的无氮或低氮交联剂，特别地所述交联剂包含山梨糖醇和/或麦芽糖醇，以及另外的双甘油和/或三甘油。因此，本发明的上下文中的非常特别优选的实施方案涉及一种含水添加剂，该添加剂包含>0重量％至50重量％的水和50重量％至<100重量％的山梨糖醇和/或麦芽糖醇以及另外的双甘油和/或三甘油。

根据本发明的另一个优选实施方案，在根据本发明的方法中，多元醇组分的一起使用的多元醇的至少50重量％具有2.5至4的官能度，在4500-8000g/mol范围内的数均分子量，并且优选包含>50％，特别是至少70％-95％的伯羟基。

根据本发明的另一个优选实施方案，在根据本发明的方法中使用聚合物多元醇。

本发明进一步提供可通过根据本发明的方法获得的冷固化软质块状PU泡沫，优选床垫或衬垫。

在本发明的优选实施方案中，冷固化软质块状PU泡沫具有以下特征：基于其起始体积，PU泡沫体已被压缩至少20％，优选30％，特别是40％，并且通过辅助手段，特别是通过包装手段，以压缩形式保持至少20小时。

本发明进一步提供了根据本发明的冷固化软质块状PU泡沫在床垫和/或衬垫，特别是床垫中的用途，与使用常规含氮交联剂获得的冷固化软质块状聚氨酯泡沫相比，用于提供具有改善的老化、长期使用和压缩性能以及压缩后的尺寸恢复的床垫和/或衬垫。这从在每种情况下根据DIN EN ISO1856:2008-01测量的压缩永久变形(干)或湿压缩永久变形(湿)的低值可以明显看出，在每种情况下相对于使用常规含氮交联剂生产的参考泡沫而言。压缩永久变形试验中相对较低的值表明试样在变形/压缩中的尺寸稳定性提高。相比之下，相对较高的值在床垫的长期使用性能方面被认为是有问题的(形成压痕)。

尤其还实现了改善的排放行为。对于根据DIN EN ISO 16000-9:2008-04在测试室(test chamber)加载24小时后测量的挥发性有机物质的总量(总VOC或TVOC)，低值是期望的，在每种情况下相对于使用常规含氮交联剂生产的参考泡沫测量。较低的TVOC值是较少的挥发性有机物质排放到空气中并可供消费者吸入的直接指标。

本发明进一步提供了一种用于冷固化软质块状PU泡沫配制物中的含溶剂的、优选含水的交联添加剂，该添加剂包含>0重量％至50重量％的溶剂，优选水，和50重量％至<100重量％的交联剂，所述交联剂优选包含糖醇和/或甘油类/它们的衍生物，但特别是至少一种来自糖醇组群的交联剂和至少一种来自甘油类/它们的衍生物组群的交联剂，条件是不以>5重量％，优选不以>1重量％，特别是不以>0.1重量份的总量(基于100重量％的含溶剂的添加剂)使用具有大于1000mg KOH/g的扩展OH值的含氮交联剂。

本发明进一步提供了与使用常规含氮交联剂获得的冷固化软质块状聚氨酯泡沫相比，根据本发明的添加剂在冷固化软质块状泡沫配制物中用于改善所得冷固化软质块状聚氨酯泡沫的压缩永久变形值的用途。相对于使用常规含氮交联剂生产的参考泡沫，提高压缩永久变形值(无论是处于干燥状态还是潮湿状态)需要更低的压缩永久变形值。压缩永久变形的最佳理论可能值为0％。然而，实际观察到的压缩永久变形值大于0％，并且取决于相应的聚氨酯泡沫类型。然而，目标始终是使压缩永久变形值最小化。

本发明的另一个优点是根据本发明获得的冷固化软质块状PU泡沫是低排放泡沫。

在本发明的上下文中，“低排放”应理解为特别是指根据本发明获得的冷固化软质块状PU泡沫具有≥0μg/m³至≤500μg/m³，优选≤200μg/m³，特别优选≤100μg/m³的VOC排放，该VOC排放是基于DIN标准DIN EN ISO16000-9:2008-04通过测试室方法，在测试室加载后24小时适当测定的。该方法在EP 3205680A1中，特别是在段落[0070]中进行了准确描述，该文献通过引用并入本文。

本发明的另一个优点是所讨论的冷固化软质块状PU泡沫也可以满足排放规范诸如CertiPur。根据CertiPur的低排放应理解为挥发性有机物质(TVOC)的总排放低于500μg/m³。有关CertiPUR标准(2017年7月1日版本)要求的更多技术信息可以访问：https://www.europur.org/images/CertiPUR_Technical_Paper_-_Full_Version_-_2017.pdf。这份最后提到的文件(2017年7月1日版)也可以直接从EUROPUR,Avenue de Cortenbergh 71,B-1000Brussels,Belgium订购。

PU泡沫(聚氨酯泡沫)及其生产是本领域技术人员众所周知的，并且本身不需要进一步说明。本发明上下文中的PU泡沫体是不同形状的体。本发明上下文中的优选形状是例如几何形状诸如球体、长方体、圆柱体等。因此，本发明上下文中的PU泡沫体是由聚氨酯泡沫制成的体。在本发明的上下文中，特别优选的冷固化软质PU泡沫体通常是床垫和/或衬垫以及泡沫块。

床垫本身及其生产是已知的。它们通常由床垫芯(例如包含泡沫、乳胶、天然产物和/或弹簧芯)，和围绕床垫的覆盖物组成。相应的情况适用于衬垫。在本申请的上下文中，术语“床垫和/或衬垫”应理解为是指至少一个由冷固化软质PU泡沫制成的部分存在于床垫和/或衬垫中。这优选被理解为是指床垫和/或衬垫的至少一部分由冷固化软质PU泡沫构成。基于床垫和/或衬垫的总重量，该部分可以占至少1重量％或5重量％或25重量％，优选至少50重量％，特别是至少75重量％。除了覆盖物外，床垫和/或衬垫也可以完全由冷固化软质PU泡沫组成。

软质聚氨酯泡沫的生产本身通常是已知的。它是通过至少一种多元醇组分和至少一种异氰酸酯组分在至少一种发泡剂(例如水)存在下的经过检验和测试的反应形成的。对于本发明重要的是，涉及自由上升的冷固化软质块状PU泡沫并且该反应基本上不使用含氮交联剂进行。术语“自由上升”应理解为是指涉及块状泡沫工艺而不是模塑泡沫工艺。

根据本发明的聚氨酯泡沫是冷固化软质聚氨酯泡沫或使用这些冷固化软质PU泡沫的组合，例如这些冷固化软质PU泡沫中的两种。术语“冷固化软质PU泡沫”本身是本领域技术人员已知的，并且是在专业领域中相应确立的固定技术术语，但在此仍将简要说明。

软质PU泡沫是有弹性和可变形的，并且通常具有开孔。因此，在压缩时空气容易逸出。此外，还存在硬质PU泡沫，它们是无弹性的并且通常具有闭孔，用于绝缘目的并且不在本发明的重点中。存在多种软质PU泡沫。例如，本领域技术人员尤其知道酯泡沫(由聚酯多元醇制成)、热固化软质PU泡沫和冷固化软质PU泡沫。热固化软质PU泡沫和冷固化PU泡沫之间的关键区别在于不同的机械性能。可以特别地通过回弹性(rebound resilience)(也称为“球回弹”(BR)或“弹性(resilience)”)区分热固化软质PU泡沫和冷固化软质PU泡沫。例如，在DIN EN ISO8307:2008-03中描述了一种测定回弹性的方法。在此，使具有固定质量的钢球从特定的高度落到试样上，然后测量以下降高度的％表示的回弹高度。冷固化软质PU泡沫的所讨论值优选在>50％的范围内。因此，冷固化软质PU泡沫通常也称为HR泡沫(HR：高回弹性)。相比之下，热固化软质PU泡沫具有优选1％至不超过50％的回弹值。

在本发明的优选实施方案的上下文中，根据本发明的冷固化软质块状PU泡沫因此具有至少50％的可根据DIN EN ISO 8307:2008-03测定的回弹值。另一个机械标准是下凹(sag)或舒适系数。在这里，根据DIN EN ISO 2439:2009-05压缩泡沫样品，并测量65％和25％压缩下的压缩应力比。冷固化软质PU泡沫在此具有优选>2.5的下凹或舒适系数。热固化软质PU泡沫具有<2.5的舒适系数。在本发明的优选实施方案的上下文中，根据本发明的冷固化软质块状PU泡沫具有优选＞2.5的如上文所述测定的下凹或舒适系数。

例如，还可从Fachverband Schaumkunststoffe und Polyurethanee.V.Reference KAL20160323获得23.03.2016版本的数据表"PUR-Kaltschaum”。

(https://www.fsk-vsv.de/wp-content/uploads/2017/03/Produktbeschreibung-PUR-Kaltschaum.pdf)。该数据表也可以直接从FachverbandSchaumkunststoffe und Polyurethane e.V.(FSK)，邮政地址：tammheimerstr.35,D-70435Stuttgart订购。

热固化软质PU泡沫和冷固化软质PU泡沫这两个名称是由PU技术的历史发展来解释的，并不一定意味着在发泡过程中会出现不同的温度。

热固化PU泡沫和冷固化PU泡沫的不同机械性能是由用于生产泡沫的配制物的不同造成的。在冷固化软质PU泡沫的情况下，通常使用主要的具有伯OH基和平均摩尔质量>4500g/mol的高反应性多元醇。在热固化软质PU泡沫的情况下，通常使用相对主要的具有仲OH基且平均摩尔质量<4000g/mol的非反应性多元醇。在冷固化软质PU泡沫的情况下，异氰酸酯基与伯羟基的反应早在泡沫的膨胀阶段(从–NCO和H₂O形成CO₂)就发生了。由于粘度增加，这种快速的聚氨酯反应通常导致泡沫在发泡过程期间相对高的内在稳定性。与热固化软质PU泡沫相比，这具有需要具有不同硅氧烷结构的其他泡沫稳定剂的结果。由于内在稳定性，在冷固化软质泡沫的发泡操作结束时，泡孔通常没有充分打开，并且需要对泡孔结构进行额外的机械压碎。

软质聚氨酯泡沫的生产通常可以在模具(例如由金属制成)中或自由上升操作中进行。在冷固化软质泡沫的情况下，第一种情况涉及冷固化软质模塑泡沫，第二种情况涉及冷固化软质块状泡沫。冷固化软质块状泡沫是根据本发明的。

冷固化软质块状PU泡沫的开孔含量是通过测量压碎泡孔结构所需的力(FTC＝压碎力)间接测定的。冷固化软质块状PU泡沫通常通过压缩打开，并且其透气性在生产过程中增加(“压碎”)。泡沫越硬越封闭，所需的力就越大。为了消除硬度的影响，需要考虑第一次压缩所需的力与完全压碎状态所需的力之间的差。所述差代表闭孔含量的量度。该值越高，泡沫越封闭。用于测量的试样是高15cm的泡沫试样，在每种情况下使用机械试验机(ZwickZ010)将其压缩至50％的程度，并在10次压缩后还通过手动方式进行最大压缩。然后将泡沫压缩第11次并将力与第1次进行比较。两个值之间尽可能小的差有利于在床垫和家具中应用。

根据应用，冷固化软质块状PU泡沫优选具有8-80kg/m³的泡沫密度。尤其是当这种冷固化软质块状PU泡沫用作床垫、床垫成分和/或衬垫时，所述泡沫根据区域需要和需求、消费者的要求和偏好而区分。用于床垫应用的优选冷固化软质块状PU泡沫具有优选25-40kg/m³，特别优选25-35kg/m³的泡沫密度。

不仅根据泡沫密度而且通常还根据其抗压强度(也称为承载能力)针对特定应用对不同的冷固化软质块状PU泡沫进行分类。因此，冷固化软质PU泡沫的根据DIN EN ISO3386-1:2015-10的抗压强度CLD(压缩受力变形(compression load deflection))，40％优选在1.0-8.0kPa的范围内，优选为1.5-4kPa，特别优选为2.0-3.0kPa。

在本发明的优选实施方案中，根据本发明使用的冷固化软质块状PU泡沫在回弹性和泡沫密度方面具有以下优选性能，即大于50％的根据DIN EN ISO 8307:2008-03测量的回弹性，和/或8-80kg/m³的泡沫密度。当满足上述关于回弹性和泡沫密度的两个标准时是特别优选的。特别地，根据本发明使用的冷固化软质块状PU泡沫具有2.0-3.0kPa的根据DINEN ISO3386-1:2015-10的抗压强度CLD，40％。

根据本发明的冷固化软质块状PU泡沫体，特别是根据本发明的床垫，在本发明的优选实施方案中，具有至少1cm至不超过50cm的高度和至少20cm至不超过300cm的宽度，和至少20cm至不超过300cm的长度。优选的尺寸是例如在5cm至40cm范围内的高度、在70cm至200cm范围内的宽度、在150cm至220cm范围内的长度。根据本发明的冷固化软质块状PU泡沫体，特别是根据本发明的衬垫，在本发明的优选实施方案中，也可以具有至少1cm至不超过40cm的高度和至少15cm至不超过200cm的宽度，和至少15cm至不超过200cm的长度，其中优选的尺寸是例如在2cm至30cm范围内的高度、在15cm至50cm范围内的宽度、在15cm至50cm范围内的长度。

在本发明的另一个优选的实施方案中，冷固化软质块状PU泡沫体是床垫并且优选地呈多区床垫(multizone mattress)的形式。不同区之间特别地在相应的硬度方面不同。这样的多区床垫及其生产本身是已知的。它们在商业上广泛销售。特别地，床垫具有至多七个不同硬度的区，这些区在床垫的纵向方向上延伸并具有适当的宽度。当床垫具有分布在其面积上的多个硬度区时(这些硬度区特别地通过床垫中的切口和/或中空空间形成)，这构成了本发明的另一个优选实施方案。

在本发明的另一个优选实施方案中，冷固化软质块状PU泡沫体还可以是冷固化PU泡沫床垫、粘弹性软质PU泡沫床垫、热固化软质PU泡沫床垫、PU凝胶泡沫床垫、乳胶床垫或弹簧床垫(box-spring mattress)，每一种含有由根据本发明的冷固化软质块状PU泡沫制成的至少一部分。这些类型的床垫本身是本领域技术人员已知的，并且也以这些名称在世界范围内销售。仅由冷固化软质块状PU泡沫制成的床垫在市场上简称为冷泡沫床垫。用于本发明目的的术语床垫也涵盖相应的床垫覆盖物和底衬(underlays)。

相应的冷固化软质块状PU泡沫的生产原则上不需要进一步解释，但下文给出了出于本发明目的的PU泡沫的生产的一些优选细节。在下文通过示例描述本发明的主题，但无意将本发明限制于这些说明性实施方案。在下面指定范围、通式或化合物类别的情况下，这些旨在不仅包括明确提及的化合物的相应范围或组，而且还包括可通过去除单个值(范围)或化合物获得的化合物的所有子范围和子组。当在本说明书的上下文中引用文献时，其全部内容，特别是关于形成引用该文献的上下文的主题的全部内容，旨在形成本发明的公开内容的一部分。除非另有说明，否则百分比均为重量百分比。在下文给出平均值的情况下，除非另有说明，所涉及的值均为重量平均值。在下文报告了通过测量确定的参数的情况下，除非另有说明，测量是在23℃的温度和100kPa的压力下进行的。

聚氨酯是所有衍生自异氰酸酯(特别是多异氰酸酯)和多元醇的反应产物。如本领域技术人员已知的，多异氰酸酯和多元醇的相应反应也可以具有添加到其中的其他反应组分，这导致其他不同的反应产物。因此，所添加水的反应产生聚脲。因此，除其他外，通常还获得聚异氰脲酸酯、聚脲以及含脲基甲酸酯-、缩二脲-、脲二酮-、脲酮亚胺-或碳二亚胺的异氰酸酯或多异氰酸酯反应产物(例如通过异氰酸酯基团与氨基甲酸酯或脲基团反应以分别形成脲基甲酸酯或缩二脲结构)并且上述多异氰酸酯、聚脲等因此优选也包含在术语聚氨酯中。应当理解，寻求生产不同软质聚氨酯泡沫类型，例如冷固化软质块状PU泡沫的本领域技术人员将适当地选择每种相应目的所需的物质，诸如异氰酸酯、多元醇、稳定剂、表面活性剂等，以获得在每种情况下都需要的聚氨酯类型，尤其是聚氨酯泡沫类型。可用原料、催化剂、助剂和添加剂的其他细节可参见例如Kunststoffhandbuch[塑料手册]，第7卷，Polyurethane[聚氨酯]，Carl-Hanser-Verlag Munich，1966年第1版，1983第2版和1993第3版。后续的化合物、组分和添加剂仅作为示例提及，并且可以由本领域技术人员已知的其他物质代替和/或补充。

所使用的异氰酸酯组分优选为具有两个或更多个异氰酸酯官能团的一种或多种有机多异氰酸酯。所使用的多元醇组分优选为具有两个或更多个异氰酸酯反应性基团的一种或多种多元醇。

出于本发明目的，适合用作异氰酸酯组分的异氰酸酯是含有至少两个异氰酸酯基的所有异氰酸酯。通常可以使用本身已知的所有脂族、脂环族、芳脂族且优选芳族多官能异氰酸酯。相对于消耗异氰酸酯的组分的总量，优选使用在60-150摩尔％的范围，特别优选在80-130摩尔％的范围内的异氰酸酯。

具体的实例是在亚烷基中具有4至12个碳原子的亚烷基二异氰酸酯，例如十二烷1,12-二异氰酸酯、2-乙基四亚甲基1,4-二异氰酸酯、2-甲基五亚甲基1,5-二异氰酸酯、四亚甲基1,4-二异氰酸酯并且优选六亚甲基1,6-二异氰酸酯(HMDI)；脂环族二异氰酸酯，诸如环己烷1,3-和1,4-二异氰酸酯以及这些异构体的任何混合物、1-异氰酸基-3,3,5-三甲基-5-异氰酸基甲基环己烷(异佛尔酮二异氰酸酯或简称IPDI)、六氢甲苯2,4-和2,6-二异氰酸酯以及相应的异构体混合物，并且优选芳族二异氰酸酯和多异氰酸酯，例如甲苯2,4-和2,6-二异氰酸酯(TDI)以及相应的异构体混合物、二苯基甲烷2,4'-和2,2'-二异氰酸酯(MDI)和多苯基多亚甲基多异氰酸酯的混合物(粗MDI)以及粗MDI和甲苯二异氰酸酯(TDI)的混合物。有机二异氰酸酯和多异氰酸酯可以单独使用或以其混合物形式使用。

也可以使用通过并入氨基甲酸酯、脲二酮、异氰脲酸酯、脲基甲酸酯和其他基团而改性的异氰酸酯，所谓的改性异氰酸酯。

因此特别优选使用的特别合适的有机多异氰酸酯是甲苯二异氰酸酯的各种异构体(甲苯2,4-和2,6-二异氰酸酯(TDI)，呈纯形式或以不同组合物的异构体混合物的形式)、二苯甲烷4,4'-二异氰酸酯(MDI)、“粗MDI”或“聚合MDI”(不仅含有4,4'异构体，还含有MDI的2,4'和2,2'异构体以及具有多于两个环的产物)以及称为“纯MDI”并且主要由2,4'-和4,4'异构体混合物组成的二环产物(two-ring product)，和衍生自其的预聚物。特别合适的异氰酸酯的实例详述于例如EP 1712578、EP 1161474、WO 00/58383、US 2007/0072951、EP1678232和WO 2005/085310中，在此通过引用完全并入。

在一般意义上适合用作多元醇组分的多元醇包括具有多个异氰酸酯反应性基团、优选OH基的所有有机物质，以及其配制物。然而，这通常是指具有两个或更多个OH基的聚合化合物。多元醇的摩尔质量大于500g/mol。这将多元醇与用作助剂的低分子量交联剂区分开，尤其是在冷固化软质块状泡沫中。

基于总多元醇组分，使用>50重量％的冷固化软质泡沫醚多元醇，其具有每OH基>1500g/mol的摩尔质量。相应的冷固化软质泡沫醚多元醇具有为3的OH官能度，即它们通常是通过从起始剂诸如甘油或三羟甲基丙烷的烷氧基化获得的。因此，总摩尔质量>4500g/mol。此外，相应的冷固化泡沫醚多元醇的特征在于主要的伯OH基。伯OH基占总OH基的比例>60摩尔％。这可以通过在烷氧基化反应中后期加入环氧乙烷来实现。冷固化泡沫醚聚合物通常与固体聚合物填料一起销售，其中这些填料反应性地结合到周围的冷固化泡沫醚多元醇。在PU工业中，这些通常也被称为冷固化泡沫聚合物多元醇，尽管严格来说，没有填料的普通冷固化泡沫醚多元醇也是聚合物多元醇。冷固化泡沫聚合物多元醇因此是冷固化泡沫醚多元醇的子集。用于冷固化泡沫醚多元醇的预期聚合物填料包括例如苯乙烯-丙烯腈(SAN)或PHD(聚脲分散体)(通过肼与多异氰酸酯的反应)或PIPA(多异氰酸酯加聚产物)(通过链烷醇胺与多异氰酸酯的反应)的共聚物。对于用于冷固化软质泡沫的聚合物多元醇来说，重要的是液相是冷固化软质泡沫醚多元醇，即具有>4500g/mol的摩尔质量并且主要包含(>60％)伯OH基。

优选的多元醇是通常用于生产聚氨酯体系，特别是聚氨酯泡沫的所有聚醚多元醇和/或含羟基的脂族聚碳酸酯，特别是聚醚聚碳酸酯多元醇和/或填充多元醇(聚合物多元醇)诸如SAN、PHD和PIPA多元醇(其含有分散形式的高达40％或更多的固体有机填料)，和/或含有催化活性官能团(特别是氨基)的自催化多元醇，和/或天然来源的多元醇，称为“基于天然油的多元醇”(NOP)。用于冷固化软质块状PU泡沫的多元醇优选具有2.5至4的官能度和4500-8000g/mol的数均分子量并且主要由环氧丙烷单元组成。通常使用OH值在20-45mgKOH/g范围内的多元醇。OH官能团主要是伯OH基。这是通过环氧乙烷端嵌段在多元醇生产中实现的。

数均分子量通常通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定，尤其是使用聚丙二醇作为参照物质和四氢呋喃(THF)作为洗脱剂来测定。OH值特别地可以根据DIN标准DIN 53240:1971-12测定。

在本发明的另一个优选的实施方案中，另外还可以使用优选低于50％，特别优选0％至25％的量的包含仲羟基的二-和/或三官能聚醚醇，诸如本身通常用于热固化软质块状PU泡沫。

在另一个优选的实施方案中，不仅可以使用这里描述的聚醚醇，而且可以使用带有伯羟基并且总体上主要基于环氧乙烷，特别地具有>70％，优选>90％的环氧乙烷嵌段比例的其他聚醚醇(“超软多元醇”)。

在该优选实施方案的上下文中描述的所有聚醚醇优选具有2至8，更优选2至5的官能度，在500-8000g/mol，优选500-7000g/mol的范围内的数均分子量，和通常在5-100mgKOH/g，优选20-60mg KOH/g范围内的OH值。具有伯OH官能团的多元醇不仅可以单独，而且还可以与具有仲OH基的多元醇组合用于根据本发明的冷固化软质PU泡沫中。具有仲OH官能团的多元醇仅以<50％的程度用于该组合。

在本发明的另一个优选实施方案中，可以使用自催化多元醇。这些在多元醇结构中含有催化活性单元，因此可以避免使用单独的催化剂来辅助异氰酸酯的反应或至少减少使用量。

在本发明的另一个优选的实施方案中，可以使用回收的多元醇。与回收的多元醇共同使用而获得的冷固化软质块状PU泡沫体相应地对应于本发明的优选实施方案。回收的多元醇是从PU泡沫废料中获得的多元醇。这可以是来自冷固化软质块状PU泡沫生产本身的生产废料，或者来自消费者使用后的冷固化软质块状PU泡沫废料(例如旧床垫)。在这两种情况下，PU泡沫都是通过化学过程液化的。各种方法在这里都是可用的，例如糖酵解、水解或酸解。然后可以将获得的液体回收多元醇重新用于生产软质PU泡沫。然而，这种冷固化软质块状PU泡沫通常具有明显不利的机械性能。关于在热固化软质块状PU泡沫中使用回收的多元醇的其他信息尤其可从以下来自资金编号为01RI05070至01RI05075的BMBF的研究报告中获得：

https://www.cleaner-production.de/fileadmin/assets/bilder/BMBF-Projekte/01RI05070-075_-Abschlussbericht.pdf。

在本发明的上下文中的回收的多元醇的共同使用对应于本发明的每项要求保护的主题的优选实施方案。

根据本发明，优选每100份多元醇使用小于2份、且优选不使用OH值为55-57mgKOH/g的聚酯醚。CN109970949A中描述了此类聚酯醚。

此类聚酯醚可通过聚醚与己内酰胺反应并用其他环氧烷(特别是环氧丙烷)封端而获得，所述聚醚又可通过甘油和环氧烷(诸如环氧乙烷和/或环氧丙烷)的反应获得。

异氰酸酯和多元醇的优选比例，表示为配制物的异氰酸酯指数，即表示为异氰酸酯基与异氰酸酯反应性基团(例如OH基、NH基)的化学计量比乘以100，是在>95至≤115的范围内。指数为100表示反应性基团的摩尔比为1：1。

根据本发明的冷固化软质块状PU泡沫也可以使用催化剂生产。出于本发明的目的，表述“催化剂”包括从现有技术中已知的能够催化异氰酸酯反应和/或在多异氰酸酯反应产物(特别是聚氨酯泡沫)的生产中用作催化剂、助催化剂或活化剂的所有化合物。根据本发明，必须使用锡催化剂。可相应地使用的锡催化剂，例如乙基己酸锡(II)，是本领域技术人员已知的。

合适的催化剂是已知的；这些尤其是催化凝胶反应(异氰酸酯-多元醇)、发泡反应(异氰酸酯-水)和/或异氰酸酯的二聚或三聚的物质。这种催化剂优选是含氮化合物(尤其是叔胺和铵盐)，和/或金属化合物。

用于本发明的目的的作为催化剂的合适的含氮化合物的实例是胺三乙胺、N,N-二甲基环己胺、N,N-二环己基甲胺、N,N-二甲基氨基乙胺、N,N,N',N'-四甲基乙烷-1,2-二胺、N,N,N',N'-四甲基丙烷-1,3-二胺、N,N,N',N'-四甲基丁烷-1,4-二胺、N,N,N',N'-四甲基己烷-1,6-二胺、N-[2-(二甲基氨基)乙基]-N,N',N'-三甲基乙烷-1,2-二胺、2-[(2-(二甲基氨基)乙基)甲基氨基]乙醇、N',N'-二甲基丙烷-1,3-二胺、N',N'-二乙基丙烷-1,3-二胺、1-(2-氨基乙基)吡咯烷、1-(3-氨基丙基)吡咯烷、1-[3-(二甲基氨基)丙基-(2-羟丙基)氨基]丙-2-醇、2-[[3-(二甲基氨基)丙基]甲基氨基]乙醇、3-(2-二甲基氨基)乙氧基)丙胺、N-[3-(二甲基氨基)丙基]-N',N'-二甲基丙烷-1,3-二胺、N'-[3-(二甲基氨基)丙基]-N,N,N'-三甲基丙烷-1,3-二胺、1-[双[3-(二甲基氨基)丙基]氨基]-2-丙醇、N,N-双[3-(二甲基氨基)丙基]-N',N'-二甲基丙烷-1,3-二胺、1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷(也称为TEDA)、1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-2-甲醇、1,2-二甲基咪唑、N-(2-羟丙基)咪唑、2-甲基-1-(2-甲基丙基)咪唑、N-(3-氨基丙基)咪唑、N-甲基咪唑、1-(3-氨基丙基)-2-甲基-1H-咪唑、N-乙基吗啉、N-甲基吗啉、2,2,4-三甲基-2-硅吗啉、N-乙基-2,2-二甲基-2-硅吗啉、N-(2-氨基乙基)吗啉、N-(2-羟乙基)吗啉、2,2'-二吗啉二乙醚、N,N'-二甲基哌嗪、N-(2-羟乙基)哌嗪、N-(2-氨基乙基)哌嗪、N,N-二甲基苄胺、N,N-(二甲基氨基)乙醇(也称为DMEA)、N,N-(二乙基氨基)乙醇、1-(2-羟乙基)吡咯烷、3-二甲基氨基-1-丙醇、1-(3-羟丙基)吡咯烷、2-[2-(二甲基氨基)乙氧基]乙醇、2-[2-(二乙基氨基)乙氧基]乙醇、双(2-二甲基氨基乙基)醚(也称为BDME)、2-[[2-(2-(二甲基氨基)乙氧基)乙基]甲基氨基]乙醇、N-[2-[2-(二甲基氨基)乙氧基]乙基]-N-甲基丙烷-1,3-二胺、1,3,5-三[3-(二甲基氨基)丙基]六氢-1,3,5-三嗪、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯、1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烯、1,5,7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯、N-甲基-1,5,7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯、1,4,6-三氮杂双环[3.3.0]辛-4-烯、1,1,3,3-四甲基胍、2-叔丁基-1,1,3,3-四甲基胍、胍、1,1'-[(3-{双[3-(二甲基氨基)丙基]氨基}丙基)亚氨基]二丙-2-醇、(3-氨基丙基)双[3-(二甲基氨基)丙基]胺、3-(二甲基氨基)丙基脲、1,3-双[3-(二甲基氨基)丙基]脲、3-二甲基氨基-N,N-二甲基丙酰胺、6-(二甲基氨基)己-1-醇和2,4,6-三[(二甲基氨基)甲基]苯酚。此类催化剂和/或混合物例如以以下名称可商购获得：

ZF-10、

DMEA、

API、

RX 20和

RX 21、

RP 202、

RP204、

NE 300、

NE 310、

NE 400、

NE 500、

NE 600、

NE 650、

NE 660、

NE 740、

NE 750、

NE 1060、

NE 1080、

NE 1082 and

NE2039、

EF 860、

EF 890、

EF 700、

EF 705、

EF 708、

EF 600、

EF 602和

ZE 1。

作为催化剂的合适金属化合物可以选自例如金属-有机或有机金属化合物、金属-有机或有机金属盐、有机金属盐、无机金属盐，和选自带电或不带电的含金属的配位化合物，特别是金属螯合物。出于本发明的目的，表述“金属-有机或有机金属化合物”特别地包括使用具有直接碳-金属键(在这里也称为金属有机基(例如锡有机基))的金属化合物或有机金属化合物(例如有机锡化合物)。出于本发明的目的，表述“有机金属盐或金属-有机盐”特别地包括使用具有盐特性的金属-有机或有机金属化合物，即其中阴离子或阳离子本质上是金属有机(例如，有机锡氧化物、有机锡氯化物或有机锡羧化物)的离子化合物。出于本发明的目的，表述“有机金属盐”特别地包括使用不具有任何直接碳-金属键并且同时是金属盐的金属化合物，在该金属盐中阴离子或阳离子是有机化合物(例如羧酸锡(II))。出于本发明的目的，表述“无机金属盐”特别地包括使用金属化合物或其中阴离子或阳离子都不是有机化合物的金属盐，例如金属氯化物(例如氯化锡(II))、纯金属氧化物(例如氧化锡)或混合金属氧化物(即含有多种金属)和/或金属硅酸盐或铝硅酸盐。出于本发明的目的，表述“配位化合物”特别地包括使用由一种或多种中心颗粒和一种或多种配体形成的金属化合物，所述中心颗粒为带电或不带电的金属(例如金属-或锡-胺络合物)。出于本发明的目的，表述“金属-螯合物”特别地包括使用具有配体的金属配位化合物，所述配体含有与金属中心配位或键合的至少两个位点(例如，金属或锡多胺或金属/锡聚醚络合物)。合适的金属化合物，特别是如上定义的，作为本发明意义上的催化剂可以选自包含以下金属的所有金属化合物：锂、钠、钾、镁、钙、钪、钇、钛、锆、钒、铌、铬、钼、钨、锰、钴、镍、铜、锌、汞、铝、镓、铟、锗、锡、铅和/或铋，尤其是钠、钾、镁、钙、钛、锆、钼、钨、锌、铝、锡和/或铋，更优选锡、铋和/或锌。

合适的含金属的配位化合物包括例如任何乙酰丙酮金属盐，诸如乙酰丙酮镍(II)、乙酰丙酮锌(II)、乙酰丙酮铜(II)、二氧乙酰丙酮钼、任何乙酰丙酮铁、任何乙酰丙酮钴、任何乙酰丙酮锆、任何乙酰丙酮钛、任何乙酰丙酮铋和任何乙酰丙酮锡。在本发明的上下文中作为催化剂的特别合适的金属-有机盐和有机金属盐，特别是如上所定义的，例如是有机锡、锡盐、锌盐、铋盐和钾盐，尤其是相应的金属羧酸盐、醇盐、硫醇盐和巯基乙酸盐，例如二乙酸二丁基锡、二月桂酸二甲基锡、二月桂酸二丁基锡(DBTDL)、二月桂酸二辛基锡(DOTDL)、二新癸酸二甲基锡、二新癸酸二丁基锡、二新癸酸二辛基锡、二油酸二丁基锡、二-正十二烷硫基二丁基锡(dibutyltin bis-n-laurylmercaptide)、二-正十二烷硫基二甲基锡(dimethyltin bis-n-laurylmercaptide)、三-2-乙基己基巯基乙酸单甲基锡、二-2-乙基己基巯基乙酸二甲基锡、二-2-乙基己基巯基乙酸二丁基锡、二异辛基巯基乙酸二辛基锡、乙酸锡(II)、2-乙基己酸锡(II)(辛酸锡(II))、异壬酸锡(II)(3,5,5-三甲基己酸锡(II))、新癸酸锡(II)、蓖麻油酸锡(II)、乙酸锌(II)、2-乙基己酸锌(II)(辛酸锌(II))、异壬酸锌(II)(3,5,5-三甲基己酸锌(II))、新癸酸锌(II)、蓖麻油酸锌(II)、乙酸铋、2-乙基己酸铋、辛酸铋、异壬酸铋、新癸酸铋、甲酸钾、乙酸钾、2-乙基己酸钾(辛酸钾)、异壬酸钾、新癸酸钾和/或蓖麻油酸钾。通常优选选择合适的金属催化剂，使得它们不具有任何讨厌的固有气味，基本上是毒理学上无异议的，并且赋予所得聚氨酯体系、尤其是聚氨酯泡沫尽可能低水平的催化剂诱导的排放。市售产品是例如

T 9、

54、

EF、

T 900。

例如在DE 102007046860、EP 1985642、EP 1985644、EP 1977825、US 2008/0234402、EP 0656382 B1和US 2007/0282026 A1，以及其中引用的专利文献中提及了合适的催化剂。

催化剂的合适用量取决于催化剂的类型，并且优选在0.01-5.0pphp的范围内，更优选在0.02-3.00pphp的范围内(＝基于100重量份的多元醇的重量份)。催化剂可以包含异氰酸酯反应性OH和NH基团，但每分子不超过2个。这将它们与交联剂区分开。市售产品的OH值通常源自用于将催化剂稀释成即用型制备物的二醇和聚醚。

可使用的任选存在的添加剂包括现有技术中已知的并且可用于生产聚氨酯，尤其是冷固化软质块状PU泡沫的所有物质，例如发泡剂，优选用于形成CO₂的水，以及如果需要的话，其他物理发泡剂、扩链剂(二官能化合物诸如二醇)、抗氧化降解的稳定剂(称为抗氧化剂)、阻燃剂、表面活性剂、杀生物剂、泡孔细化添加剂、开孔剂、固体填料、抗静电添加剂、成核剂、增稠剂和粘度调节剂、染料、颜料、色浆、香料、乳化剂、缓冲物质和/或催化活性物质，尤其是如上所定义的。

在冷固化软质块状PU泡沫的生产中，水通常用作发泡剂。优选使用的水量使得水浓度为1.0-4.0pphp(pphp＝每百份多元醇的份数＝基于100重量份多元醇的重量份)。

也可以使用合适的物理发泡剂。它们是例如液化的CO₂和挥发性液体，例如具有3、4或5个碳原子的烃，优选环戊烷、异戊烷和正戊烷；含氧化合物诸如甲酸甲酯、丙酮和二甲氧基甲烷；或氯化烃，优选二氯甲烷和1,2-二氯乙烷。

除了水和物理发泡剂之外，还可以使用与异氰酸酯反应放出气体的其他化学发泡剂，例如甲酸。

合适的任选存在的抗氧化降解的稳定剂(称为抗氧化剂)优选是所有标准的自由基清除剂、过氧化物清除剂、UV吸收剂、光稳定剂、用于金属离子污染物的络合剂(金属钝化剂)。优选的是使用以下物质类别的化合物或含有以下官能团的物质类别的化合物，相应母体分子上的取代基尤其优选是携带对异氰酸酯有反应性的基团的取代基：2-(2'-羟基苯基)苯并三唑、2-羟基二苯甲酮、苯甲酸和苯甲酸酯、苯酚(特别地在芳族实体上包含叔丁基和/或甲基取代基)、苯并呋喃酮、二芳基胺、三嗪、2,2,6,6-四甲基哌啶、羟胺、烷基和芳基亚磷酸酯、硫化物、羧酸锌、二酮。

在本发明的上下文中合适的任选阻燃剂是根据现有技术被认为适合于该目的的所有物质。优选的阻燃剂是例如液态有机磷化合物，诸如无卤素的有机磷酸酯，例如磷酸三乙酯(TEP)；卤代磷酸酯，例如三(1-氯-2-丙基)磷酸酯(TCPP)和三(2-氯乙基)磷酸酯(TCEP)；以及有机膦酸酯，例如甲烷膦酸二甲基酯(DMMP)、丙烷膦酸二甲基酯(DMPP)；或固体，诸如多磷酸铵(APP)和红磷。合适的阻燃剂进一步包括卤代化合物，例如卤代多元醇，以及固体，诸如可膨胀石墨和三聚氰胺。

为了稳定上升的泡沫混合物并影响聚氨酯泡沫的泡沫特性，有机改性和未改性的硅氧烷通常可用于冷固化软质块状PU泡沫的生产。这些化合物可以如现有技术中所述生产。合适的实例描述于例如US 7 838 566B2中。用于冷固化软质块状PU泡沫的泡沫稳定剂的特征在于，具有少于30个Si单元和任选存在的侧链聚醚的相对较小的改性或未改性硅氧烷结构。聚醚改性的泡沫稳定剂也称为聚二烷基甲硅烷氧基-聚氧化烯共聚物。此外，未改性的硅氧烷也用于冷固化软质块状泡沫。泡沫稳定剂具有确保发泡反应混合物的稳定性并影响所得冷固化软质块状PU泡沫的泡孔结构的任务。在没有泡沫稳定剂的情况下，观察到塌陷，因此没有获得均匀的泡沫。相比之下，使用通常用于热固化软质PU泡沫的长链并且因此更有效的硅氧烷稳定剂导致冷固化软质块状PU泡沫中泡沫生产后的过度稳定和因此的收缩。

交联剂如上所述。对于交联剂，OH值的计算是根据科学上常用的方法由OH基的摩尔质量和数量进行的。在含水混合物的情况下，在PU工业中和出于本发明的目的不考虑水，因为它必须单独考虑为化学发泡剂(与异氰酸酯的反应)。因此，OH值(以mg KOH/g的样品为单位)没有考虑必须单独计算的水含量。OH值也可以通过分析测量(例如DIN 53240-2-2007-11)来确定，但在含水样品的情况下，这必须与水分测定(根据ISO 760:1978的KarlFischer)结合以计算没有水的OH值。扩展OH值是没有水的常规OH值与基于伯胺和仲胺的胺值之和。

根据本发明的用于冷固化块状泡沫的低氮或无氮交联剂可以与例如合适的溶剂和稀释剂和/或其他添加剂一起使用。合适的任选溶剂包括根据现有技术合适的所有物质。特别合适的是水、羧酸酯(例如脂肪酸的酯)和聚酯、醇、二醇和聚醚。根据本发明的交联剂在每种情况下优选占混合物的超过50％。特别优选的是易于用于冷固化聚氨酯块料发泡操作并且不会不利地影响泡沫特性的溶剂。例如，异氰酸酯反应性化合物是合适的，因为它们通过反应结合到聚合物基质中并且不会在泡沫中产生任何排放物。这些所选溶剂的官能度≤2。实例是OH-官能化合物，诸如水、(聚)亚烷基二醇，优选单乙二醇(MEG或EG)、二甘醇(DEG)、三甘醇(TEG)、1,2-丙二醇(PG)、一缩二丙二醇(DPG)、三亚甲基二醇(丙烷-1,3-二醇，PDO)、四亚甲基二醇(丁二醇，BDO)、丁基二甘醇(BDG)、新戊二醇、2-甲基丙烷-1,3-二醇(

CXT)及其高级同系物，例如具有在200g/mol和3000g/mol之间的平均分子质量的聚乙二醇(PEG)。特别优选的OH-官能化合物进一步包括具有200g/mol至4500g/mol，特别是400g/mol至2000g/mol的平均分子质量的聚醚，特别是基于环氧丙烷(PO)和/或环氧乙烷(EO)嵌段的那些。

在优选的实施方案中，可以将根据本发明的交联剂或根据本发明的交联剂混合物以纯形式或与溶剂或冷固化块状泡沫配制物的任何其他组分的混合物的形式添加到冷固化块状泡沫生产中。

当冷固化软质块状PU泡沫的生产产生和/或使用包含根据本发明的至少无氮或至多低氮交联剂或根据本发明的交联剂混合物和至少一种多元醇组分和任选存在的一种或多种发泡剂(包括水)的组合物时可能是特别有利的。

优选地，根据本发明的无氮或至多低氮交联剂或根据本发明的交联剂混合物各自以下述总量使用：基于100份(pphp)的多元醇组分，相当于0.1-5.0份(pphp)，优选0.3-3.0份，特别优选0.5-2.0份的质量分数。

根据本发明的冷固化软质块状PU泡沫的生产可以通过本领域技术人员熟悉的所有方法进行，例如在手动混合方法中进行或优选在发泡机的辅助下进行，特别是低压或高压发泡机。上升的泡沫不受模具限制其四面八方的膨胀。因此关注自由上升泡沫或块状泡沫。由于泡沫可以向上膨胀，因此忽略块状泡沫机器中惯用的向下(底部)或侧向(侧壁)限制。

可以使用本领域技术人员已知的用于生产冷固化软质块状PU泡沫的任何方法。例如，发泡操作可以在分批设备或连续设备中在水平或垂直方向上进行。根据本发明使用的组合物可以类似地用于CO₂技术。在低压和高压机器中使用是可能的，其中待加工的组合物能够直接计量加入混合室中或甚至在混合室之前与之后进入混合室的组分之一混合。在原料罐中混合也是可能的。

实施例：

使用以下基本配制物，使用冷固化软质块状泡沫实验测试根据本发明的效果：

该配制物代表了典型的现有技术。它基于既定的原材料并使用含氮化合物作为交联剂(

DEOA LF形式的二乙醇胺)。该配制物不是VOC优化的，因为尤其是胺催化剂是挥发性的。根据现有技术的本配制物具有可接受但仍能改进的老化和压缩性能。在以下实验中，从干压缩测试(干压缩永久变形)中较差的值可以明显看出这一点。

通过使用各种交联剂代替二乙醇胺实现了本发明上下文中的改进。此处使用了另一种含氮交联剂(二异丙醇胺)。冷流添加剂也用于比较。这种冷流添加剂同样含有部分交联组分但具有较低的扩展OH值。它同样是含氮的。通常通过减少二乙醇胺(通常50％)并添加此类冷流添加剂(

204)将冷流添加剂用于大型工业规模工厂。这里的目的是在反应性储存中实现所生产的冷固化软质块状泡沫的快速交联，这需要泡沫块在固化和储存期间的尺寸稳定性。该技术同样是现有技术。然而，它不能实现根据本发明寻求的老化、压缩和长期使用性能的改进，因此要解决的问题仍然存在。

根据本发明，含氮交联剂然后被具有官能度f≥3的实际上不含氮的交联剂(氮含量<0.5重量％)完全替代。

一个实例是使用由糖醇、一种或多种其他低分子量交联剂和作为溶剂的水组成的特定低氮交联剂混合物。令人惊讶地发现，获得了在老化、压缩和长期使用性能方面的积极效果。所得冷固化软质块状泡沫的所有其他参数的性能也令人满意。该混合物被视为“低氮交联剂混合物”。

所使用的原材料

HN 360：来自DOW的聚合物多元醇，包含16％的聚合物颗粒。基础多元醇具有5000g/mol的摩尔质量。

HN 360具有30mg KOH/g的OH值。扩展OH值也是30mg KOH/g。

D-山梨糖醇(也称为D-葡萄糖醇或山梨糖醇)：具有6个OH基和182.2g/mol的摩尔质量的交联剂。这给出了1848mg KOH/g的OH值。使用来自Sigma Aldrich的结晶D-山梨糖醇。扩展OH值也是1848mg KOH/g。

麦芽糖醇：具有9个OH基和344.3g/mol的摩尔质量的交联剂。这给出了1467mgKOH/g的OH值。使用来自Sigma-Aldrich的麦芽糖醇。扩展OH值也是1467mg KOH/g。

双甘油(也称为双(2,3-二羟丙基)醚)：具有4个OH基和166g/mol的摩尔质量的交联剂。这给出了1352mg KOH/g的OH值。使用来自Sigma Aldrich的工业级产品(>85％)。扩展OH值也是1352mg KOH/g。

三甘油：具有5个OH基和240.25g/mol的摩尔质量的交联剂。这给出了1168mg KOH/g的OH值。使用来自Sigma Aldrich的三甘油。扩展OH值也是1168mg KOH/g。

33LV：来自Evonik Operations GmbH的用于辅助凝胶反应的胺催化剂，其由33％的二氮杂双环辛烷(CAS 205-999-9)和67％的一缩二丙二醇组成。产品的OH值：560mg KOH/g。由于仅存在叔胺基团，因此扩展OH值也是560mg KOH/g。

33LV是一种胺催化剂，并且没有任何交联作用。

BL 11：来自Evonik Operations GmbH的用于辅助发泡反应的胺催化剂，其由70％的双(二甲基氨基乙基)醚(CAS 3033-62-3)和30％的一缩二丙二醇组成。产品的OH值：251mg KOH/g。由于仅存在叔胺基团，因此扩展OH值也是251mg KOH/g。

BL 11是一种胺催化剂，并且没有任何交联作用。

T 9：用于辅助凝胶反应的锡催化剂，其由乙基己酸锡(II)(CAS301-10-0)组成。

DEOA LF：来自Evonik Operations GmbH的含胺交联剂，其由85％的二乙醇胺(CAS 111-42-2)和15％的水组成。

DEOA LF的OH值(无水！)为908mg KOH/g。此外，由于仲胺官能团，85％强度产品的胺值为454mg KOH/g。因此，

DEOA LF的扩展OH值为约1362mg KOH/g。

B 8783LF 2：来自Evonik Operations GmbH的硅酮基泡沫稳定剂。OH值：133mg KOH/g。

本发明的交联剂添加剂(＝低氮混合物)由以下组成：

a)山梨糖醇和/或麦芽糖醇(混合物的40-60重量％)

b)双甘油和/或三甘油(混合物的15-30重量％)

c)水(混合物的15-35重量％)，

其中交联剂混合物的膨胀OH值为1200-1300mg KOH/g(不考虑在PU泡沫生产中作为化学发泡剂必须单独计入的水)。

204：用于改善冷固化软质泡沫块在固化期间的块体稳定性的线性聚醚、交联剂、尿素和水的混合物(冷流添加剂)。该产品可获自Evonik Operations GmbH。

204含有25％的水并且具有860mg KOH/g的扩展OH值。

二异丙醇胺：工业级二异丙醇胺。可从Sigma Aldrich获得。OH值为842.5mg KOH/g。另外产生421mg KOH/g的来自仲胺官能团的胺值。二异丙醇胺的扩展OH值因此为1263mgKOH/g。二异丙醇胺是一种基于胺的交联剂。

NE 1082：基于1,3-双[3-二甲基氨基)丙基]脲(CAS 52338-87-1)的来自Evonik Operations GmbH的用于辅助凝胶反应的低排放胺催化剂。扩展OH值为15mgKOH/g。这是技术产品(technical product)中含胺副产物的结果。

NE 1082是一种胺催化剂，并且没有任何交联作用。

NE 300：基于N-[2-[2-(二甲基氨基)乙氧基]乙基]-N-甲基-1,3-丙二胺(CAS 189253-72-3)的来自Evonik Operations GmbH的用于辅助发泡反应的低排放胺催化剂。扩展OH值为276mg KOH/g。这来自产品的伯胺基团。

NE 300是一种胺催化剂，并且没有任何交联作用。

EF：来自Evonik Operations GmbH的用于辅助凝胶反应的低排放锡催化剂。

TDI 80：来自Covestro、Leverkusen的工业级甲苯二异氰酸酯，商品名

T80，NCO含量：48％。

排放优化的配制物：

在排放优化的配制物中，非VOC优化的催化剂被替换为排放优化的变体。因此，冷固化软质块状泡沫是一种低排放泡沫。

方法：

原材料的分析：

氮含量的分析：所用交联剂的氮含量的分析是通过众所周知的凯氏定氮方法进行的，如在DIN EN 13342:2001-01或DIN EN 13654-1:2002-01中对其他基材所描述的。

泡沫行为：一般观察：冷固化软质块状泡沫膨胀的显著性，诸如正在形成的泡沫的塌陷或固化的泡沫的收缩。

上升时间：上升时间应理解为原材料混合终止与达到最大泡沫高度之间的时间。它是配制物反应性的量度，并且是工业块状泡沫生产中的重要参数。

沉降度：沉降度由泡沫上升期间的最大泡沫高度与5分钟后的泡沫高度之间的差确定。沉降的原因是泡沫的开孔，这允许气体逸出，直到聚氨酯材料由于进行的反应而固化。沉降度是配制物的稳定性的指标。

冷固化软质块状泡沫性能的表征：

每cm的泡孔数(泡孔计数)：这是在切割面上目视测定的(根据DIN EN15702测量)。沿线对泡孔数进行计数。

密度：如ASTM D 3574-11中在测试A下所述通过测量芯密度来测定。泡沫密度以kg/m³报告。

根据FTC(压碎力)方法的孔隙率：

冷固化泡沫总是具有高比例的闭孔。这可具有以下结果：泡沫体在切割后不能保持尺寸稳定性。此外，泡沫具有收缩倾向，这会使其无法使用。还已知的是，冷固化块状PU泡沫只有在泡孔结构完全打开时才表现出其高柔韧性。在实践中，冷固化块状PU泡沫因此通常使用合适的技术(例如真空方法或通过辊设备)被压碎。此操作应以温和的方式进行，即不要施加很大的力。泡孔结构也应尽可能完全压碎。两种条件，即压碎的容易程度和完整性，都可以使用简单方法进行测试。

程序：

为此，将要测试的泡沫块放置在破碎机下方(最好不要对其进行压缩)。抗压痕性(ILD)是在压缩试验机上在50％压缩下测定的。该操作在新鲜泡沫上执行10次。在完全机械打开后，该操作重复第11次。在此第一个值和最后一个值之间的差表示泡沫的总闭孔含量。第11个值是泡沫硬度的量度。

回弹性：回弹性由落球实验确定。这在DIN EN ISO 8307:2008-03中有定义。检查完全压碎的泡沫。

硬度：根据DIN EN ISO 3386-1:2015-10通过压缩40％并测量合力(resultingforce)(CLD 40)来测量所得冷固化PU泡沫的硬度或抗压强度。

舒适系数：下凹或舒适系数是机械标准。在这里，根据DIN EN ISO2439:2009-05压缩泡沫样品，并测量65％和25％压缩下的压缩应力比。冷固化软质PU泡沫具有优选>2.5的下凹或舒适系数。

压缩永久变形(90℃，70％)[％]：根据DIN EN ISO 1856:2008-01测量压缩永久变形。试样被压缩并在规定条件下以压缩状态储存。在这里进行的测试中，泡沫试样被压缩70％，然后在90℃的烘箱中储存22小时。在每种情况下都检查6个试样，然后将结果取平均值。

湿压缩永久变形(75℃和80℃，70％)[％]：根据DIN EN ISO 1856:2008-01测量湿压缩永久变形或热湿老化。试样被压缩并在规定条件下以压缩状态储存在具有100％大气湿度的气氛中。在这里进行的测试中，泡沫试样被压缩70％，然后在80℃或75℃的烘箱中储存22小时。在每种情况下都检查6个试样，然后将结果取平均值。

VOC测试：将反应混合物引入顶部开口的PE塑料袋中。泡沫升起并破裂(blownoff)后，在破裂后3分钟关闭PE袋。泡沫以这种方式在室温下储存12小时，以实现完全反应，但同时为了防止VOC过早逸出。随后，打开PE袋，从泡沫块的中心取出一个7cm×7cm×7cm的立方体，并且立即用铝箔包裹并气密地密封在PE袋中。然后将其运送到分析实验室，并将泡沫立方体引入清洁的30升玻璃测试室。测试室中的条件是受控的气候条件(温度21℃，大气湿度50％)。每小时更换一半的测试室容积。24小时后，从测试室空气中取样。Tenax吸附管用于吸收VOC。然后加热Tenax管，在惰性气流的辅助下，释放的挥发性物质在温度可编程蒸发器的冷阱中进行低温凝聚(cryofocused)。加热阶段结束后，迅速将冷阱加热至280℃。凝聚的物质在此过程中挥发。随后它们在气相色谱分离柱中被分离并通过质谱法检测。使用参考物质校准允许对排放的半定量评估，以“μg/m³”表示。用于VOC分析(VOC值)的定量参考物质是甲苯。可以使用其质谱和保留指数将信号峰分配给物质。以下设备用于分析：Gerstel，D-45473Mühlheim an der Ruhr，Eberhard-Gerstel-Platz 1，TDS-3/KAS-4，

解吸管，Agilent Technologies 7890A(GC)/5975C(MS)，色谱柱：HP Ultra2(50m，0.32mm，0.52μm)，载气：氦气。可以从DIN EN ISO 16000-9:2008-04中获取更具体的程序说明。

结果：

所用交联剂/交联添加剂的氮含量：

DEOA LF：11.3％

二异丙醇胺：10.5％

204：6.1％

双甘油：0％

低氮交联剂混合物0％

泡沫结果：见下表：

	泡沫9	泡沫10
			泡沫行为
上升时间[s]	129	131
			沉降[cm]	-0.6	-0.6
密度[kg/m<sup>3</sup>]	32.5	32.6
			泡孔计数[1/cm]	11	10

排放优化的冷固化泡沫配制物的VOC结果：

具有DEOA的泡沫(泡沫9)：

具有低氮交联剂混合物的泡沫(泡沫10)：

保留时间：	面积	浓度
				[分钟]		甲苯当量

				5.8	432470	<1μg/m<sup>3</sup>
6.3	514380	1μg/m<sup>3</sup>
				9.6	523362	1μg/m<sup>3</sup>
12.4	56565489	117μg/m<sup>3</sup>	苯乙烯
				18.9	71284866	148μg/m<sup>3</sup>	3-(二乙基氨基)丙腈
21.4	644699	1μg/m<sup>3</sup>
				22.6	6030888	12μg/m<sup>3</sup>
24.3	567404	1μg/m<sup>3</sup>
				25.5	835242	2μg/m<sup>3</sup>
28.6	6176953	13μg/m<sup>3</sup>
				29.0	2519258	5μg/m<sup>3</sup>
29.2	3161609	7μg/m<sup>3</sup>
				29.3	1583225	3μg/m<sup>3</sup>
29.9	651729	1μg/m<sup>3</sup>
				30.1	430349	<1μg/m<sup>3</sup>
34.0	349661	<1μg/m<sup>3</sup>

	总计	320μg/m<sup>3</sup>

结果说明：

对所用交联添加剂的氮含量分析表明，DEOA、二异丙醇胺和ORTEGOL 204是含氮的(≥0.5重量％N)。根据本发明的低氮交联剂混合物不含氮(≤0.5重量％N)。

在含有不同添加剂的配制物的发泡中，根据现有技术生产具有DEOA的泡沫配制物(泡沫1)作为参考。所得泡沫是稳定的并且仅表现出轻微的沉降。所形成的冷固化泡沫的密度和泡孔数均在预期范围内。舒适系数和回弹性将形成的泡沫确定为冷固化泡沫。干燥状态(压缩永久变形)和潮湿状态(湿压缩永久变形)下的老化性能表现出被视为有问题的典型值。因此，52％的压缩永久变形(90℃，70％)表明，平均而言，样品在压缩后甚至恢复不到其原始高度的一半。作为进一步比较，在没有额外交联剂的情况下生产了泡沫(泡沫3)。这种泡沫会塌陷，并且因此不稳定。因此，交联添加剂的存在对于配制物的稳定性是必不可少的。冷固化泡沫也可以用其他含氮交联剂代替二乙醇胺来成功生产。因此在泡沫2中使用二异丙醇胺代替DEOA。与包含DEOA的泡沫1相比，所得泡沫表现出非常相似的性能。沉降、密度以及泡孔计数都在正常范围内。然而，老化性能也表现出与DEOA类似的差的值。因此未观察到老化行为的改善。然而，单独使用一种同样用于控制冷流的交联添加剂-ORTEGOL 204-导致异常高的沉降度(-2.3cm)(泡沫5)。这清楚地表明，该产品仅在有限程度上适合作为交联剂来实现上升的冷固化泡沫的足够稳定性。当ORTEGOL 204的使用量从1.3份增加到1.6份(泡沫6)时，这也很明显。然而，这会导致沉降程度在-1.0cm处接近正常值。仅包含ORTEGOL204的配制物稳定性较低，这也从异常高的泡沫密度中明显看出。这就是为什么在工业实践中，ORTEGOL 204不用作单独的交联剂，而是与交联剂例如DEOA一起使用。泡沫4证明了这种方法。ORTEGOL 204含有6.1％氮。就压缩永久变形而言，所得老化性能与DEOA的老化性能相当。相比之下，热湿老化(湿压缩永久变形)略有改善。最后，测试了本发明的无氮交联剂(≤0.5重量％N)。此处使用双甘油(泡沫7)和低氮交联剂混合物(泡沫8)。沉降度、密度和泡孔计数都在可接受的范围内，尽管与纯DEOA相比，在该配制物中可检测到略有劣化。检测到90℃，70％压缩下的热干老化(压缩永久变形)显著改善。在热湿老化(湿压缩永久变形)中，在两种温度下也观察到了非常显著的改进。低氮交联剂混合物优于纯双甘油。由于ΔFTC值非常相当，因此不能通过所形成的泡沫样品的不同孔隙率或泡孔数来解释老化性能的差异。总体而言，低氮交联剂的使用导致干态和湿态的压缩永久变形的改善，从而显示出显著改善的老化性能。

从测量的VOC测试室结果明显看出，泡沫1至泡沫8类型的配制物也可以通过更换所使用的催化剂以低排放方式生产。两个测试室结果都低于500μg/m³的总挥发性有机物质的临界值，因此是低排放结果。

Claims

1.通过至少一种多元醇组分和至少一种异氰酸酯组分在水和包含至少一种锡催化剂的至少一种催化剂以及至少一种交联剂的存在下反应来生产冷固化软质块状PU泡沫的方法，其特征在于，基于100重量份的多元醇，不以>0.5重量份，优选不以>0.1重量份的总量使用具有大于1000mg KOH/g的扩展OH值的含氮交联剂，

其中在本发明的上下文中，所述含氮交联剂通过凯氏定氮分析测量具有>0.5重量％的氮含量，重量％基于相应的交联剂，

并且其中基于100重量份的多元醇，以≥0.1重量份，优选≥0.1至5重量份，优选0.2-3重量份，特别是0.5-2重量份的总量使用至少两种通过凯氏定氮分析测量具有≤0.5重量％的氮含量的无氮或低氮交联剂，重量％是基于相应的交联剂，

其中异氰酸酯指数>95且≤115，

并且其中优选每100份多元醇使用小于2份、且优选不使用OH值为55-57mg KOH/g的聚酯醚。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用至少两种选自以下的通过凯氏定氮分析测量具有≤0.5重量％的氮含量的无氮或低氮交联剂，重量％是基于相应的交联剂：

和/或

其中优选的是使用至少一种来自糖醇组群(a)的无氮或低氮交联剂和至少一种来自甘油类/它们的衍生物组群(b)的无氮或低氮交联剂，

并且其中特别优选的是，使用山梨糖醇和/或麦芽糖醇以及另外的双甘油和/或三甘油。

3.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其特征在于，所述交联剂作为含溶剂的、优选含水的添加剂使用，所述添加剂包含>0重量％至50重量％的溶剂，优选水，和50重量％至<100重量％的交联剂，所述交联剂包含至少两种通过凯氏定氮分析测量具有≤0.5重量％的氮含量的无氮或低氮交联剂，重量％基于相应的交联剂，所述交联剂优选包含糖醇、甘油类/它们的衍生物和/或其他低分子量无氮或低氮交联剂，

但优选至少一种来自糖醇组群的无氮或低氮交联剂和至少一种来自甘油类/它们的衍生物组群的无氮或低氮交联剂，特别优选山梨糖醇和/或麦芽糖醇以及另外的双甘油和/或三甘油。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述多元醇组分的一起使用的多元醇的至少50重量％具有2.5-4的官能度、通过凝胶渗透色谱法测定的在4500-8000g/mol范围内的数均分子量，并且优选包含>50％，特别是至少70％-95％的伯羟基。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，使用冷固化泡沫聚合物多元醇。

6.能够通过根据权利要求1-5中任一项所述的方法获得的冷固化软质块状PU泡沫，优选床垫或衬垫。

7.根据权利要求6所述的冷固化软质块状PU泡沫，其特征在于，基于其起始体积，PU泡沫体已被压缩至少20％，优选30％，特别是40％，并且通过辅助手段，特别是通过包装手段，以压缩形式保持至少20小时。

8.用于冷固化软质块状PU泡沫配制物中的含溶剂的、优选含水的交联添加剂，所述添加剂包含>0重量％至50重量％的溶剂，优选水，和50重量％至<100重量％的交联剂，所述交联剂包含至少两种通过凯氏定氮分析测量具有≤0.5重量的氮含量的无氮或低氮交联剂，重量％基于相应的交联剂，所述交联剂优选包含糖醇和/或甘油类/它们的衍生物，但优选至少一种来自糖醇组群的交联剂和至少一种来自甘油类/它们的衍生物组群的交联剂，特别优选山梨糖醇和/或麦芽糖醇和另外的双甘油和/或三甘油，条件是不以>5重量％，优选不以>1重量％，特别是不以>0.1重量份的总量使用具有大于1000mg KOH/g的扩展OH值的含氮交联剂，基于100重量％的所述含溶剂的添加剂。

9.通过根据权利要求1-5中任一项所述的方法能够获得的冷固化软质块状PU泡沫在床垫和/或衬垫，特别是在床垫中的用途，用于提供具有改善的老化、长期使用和压缩性能以及压缩后改善的尺寸恢复，特别是另外改善的排放行为的床垫和/衬垫。

10.根据权利要求8所述的用于冷固化软质块状泡沫配制物中的添加剂用于改善所得冷固化软质块状聚氨酯泡沫的压缩永久变形值，特别是用于实现改善的老化、长期使用和压缩性能以及压缩后改善的尺寸恢复的用途。