用于柔性泡沫的含有储存稳定的PCM的水性冷涂料的制作方法

用于柔性泡沫的含有储存稳定的pcm的水性冷涂料
1.本发明涉及温度调节的水性丙烯酸或乙烯基涂料组合物和涂料。更具体地，本发明涉及包含软共聚物粘合剂和包封在丙烯酸壳中的pcm(相变材料)的水性丙烯酸或乙烯基涂料组合物，涉及由其制备的涂料，并且涉及其上具有这些涂料的涂覆的粘弹性泡沫。


背景技术：

2.包封相变材料(pcm)使得能够在用含有它们的组合物处理的个人制品诸如粘弹性或记忆泡沫枕头和床垫中进行调节温度并触摸到冷表面。然而，例如在粘弹性聚氨酯泡沫应用中，在pcm可以有效使用之前，仍然存在若干应用和性能挑战。目前已知的pcm材料解决方案具有小于3个月的架藏稳定性；它们无法在没有预混合或再混合的情况下使用，并且即使这样，它们的使用也经常导致分散的单独颗粒或其他固体的可观察和不可逆的分离、附聚或结晶。进一步地，许多解决方案需要在应用之前进行预混合。更进一步地，含有pcm的材料应有利地符合现有的生态标签，诸如oeko-tex
tm
(瑞士苏黎世国际纺织和皮革生态学研究与检测协会(international association for research and testing in the field of textile and leather ecology，zurich，sw))的eco passport oekotex 100。例如，直接接触皮肤的ii类应用(例如床上用品、家具、纺织品等)中经lga测试的生态标签标准要求不含甲醛的材料，以及配方系统中的烷基酚聚氧乙烯醚(apeo)最大值为45ppm，并且总挥发性有机化合物(tvoc)形式的其他挥发性有机化合物(voc)的含量极低(landesgewerbeanstalt bayem，tuv rheinland，科隆，德国)。另外，仍然需要含有pcm的材料具有更高的冷却效率以及改进的触觉。
3.最近，授予dow global technologies，inc.和kaoru aou等人的wipo公布wo2017210439a1公开了一种含粘弹性泡沫pcm的配方，该配方由可含有甲醛的加工过程中涂覆的泡沫制备。进一步地，该公布未能提供涂覆的泡沫在使用中向该涂覆的泡沫提供冷却效率的证据。
4.本发明人已经致力于提供一种用于制备涂覆的粘弹性泡沫的架藏稳定的涂料以及该涂覆的粘弹性泡沫本身，该涂覆的粘弹性泡沫本身向由该涂覆的粘弹性泡沫制备的制品的用户提供冷却效率。


技术实现要素：

5.根据本发明，水性丙烯酸或乙烯基涂料组合物可包含：软丙烯酸或乙烯基共聚物粘合剂，该软丙烯酸或乙烯基共聚物粘合剂具有-75℃至-25℃的计算玻璃化转变温度，并且包含基于用于制备共聚物的单体的总重量计1.8重量％至5重量％的共聚形式的含有烯键式不饱和酸官能团的单体，基于用于制备共聚物的单体的总重量计0.5重量％至4重量％的共聚形式的增粘烯键式不饱和单体；例如有机蜡的具有交联的丙烯酸壳的水性包封pcm(相变材料)，该交联的丙烯酸壳诸如为包含共聚形式的一种或多种二烯键式不饱和单体的共聚物，例如二醇或二醇二(甲基)丙烯酸酯；以及基于水性涂料组合物的总重量计0.05重量％至1.4重量％的非离子缔合增稠剂，诸如聚氨酯缔合增稠剂，或优选地，疏水改性乙氧
基化氨基甲酸酯(heur)，其中该水性涂料组合物的固含量为25重量％至70重量％，或例如30重量％至65重量％，并且ph范围为7至8，或优选地7.2至7.75。进一步地，该水性涂料组合物可包含基于该水性涂料组合物的总重量计3重量％至15重量％的软化剂，诸如分子量为200至1000的聚亚烷基二醇。更进一步地，该水性涂料组合物可例如通过不含有添加甲醛或含有甲醛的材料而基本上不含甲醛。又进一步地，该水性涂料组合物可含有小于50ppm水平的烷基酚聚氧乙烯醚(apeo)，或者优选地，可不具有含有添加apeo的材料。
6.在根据本发明的另一方面，涂覆的粘弹性泡沫(诸如，粘弹性聚氨酯泡沫)可包括涂覆有水性丙烯酸或乙烯基涂料组合物的粘弹性泡沫，该水性丙烯酸或乙烯基涂料组合物包含：软丙烯酸或乙烯基共聚物粘合剂，该软丙烯酸或乙烯基共聚物粘合剂具有-75℃至-25℃的计算玻璃化转变温度，并且包含基于用于制备共聚物的单体的总重量计1.8重量％至5重量％的共聚形式的含有烯键式不饱和酸官能团的单体，基于用于制备共聚物的单体的总重量计0.5重量％至4重量％的共聚形式的增粘烯键式不饱和单体；例如有机蜡的具有交联的丙烯酸壳的水性包封pcm(相变材料)，该交联的丙烯酸壳诸如为包含共聚形式的一种或多种二烯键式不饱和单体的共聚物，例如二醇或二醇二(甲基)丙烯酸酯；以及基于该水性涂料组合物的总重量计0.05重量％至1.4重量％的非离子缔合增稠剂，其中该水性涂料的ph范围为7至8，或7.2至7.75。进一步地，该水性涂料可包含基于该水性涂料组合物的总重量计3重量％至15重量％的软化剂，诸如分子量为200至1000的聚亚烷基二醇。更进一步地，该水性涂料可例如通过不含有添加甲醛或含有甲醛的材料而基本上不含甲醛。又进一步地，该水性涂料可含有小于50ppm水平的烷基酚聚氧乙烯醚(apeo)，或者优选地，可不具有含有添加apeo的材料。
具体实施方式
7.根据本发明，基于总固体计的含有包封相变材料(包封pcm)的水性涂料组合物使得pcm负载能够高于50重量％，并且表现出6个月或更长时间的架藏期而不会出现膏化和沉降。该水性涂料组合物可具有中性ph。进一步地，本发明的水性涂料组合物中的所有材料彼此相容，并且在使用之前无需预混合。另外，本发明提供了用于使用常规混合设备制备该水性涂料组合物的方法，该混合设备不包括溶解器或可能损坏包封pcm颗粒的其他高剪切混合设备。
8.根据本发明的水性涂料组合物可基本上不含甲醛和apeo，并且可例如不含有添加甲醛或含有甲醛的材料。进一步地，该水性涂料组合物可含有小于50ppm的烷基酚聚氧乙烯醚(apeo)或其含有apeo基团的衍生物，诸如优选地，不具有含有添加apeo的材料。
9.根据本发明，水性涂料组合物可包含软丙烯酸或乙烯基共聚物粘合剂，该软丙烯酸或乙烯基共聚物粘合剂具有-75℃至-25℃或优选地-50℃至-25℃的计算玻璃化转变温度，并且包含基于用于制备共聚物的单体的总重量计1.8重量％或更高，例如至多5重量％，或优选地2重量％至4重量％的共聚形式的含有烯键式不饱和酸官能团的单体，基于用于制备共聚物的单体的总重量计0.5重量％至4重量％或0.8重量％至2.5重量％的共聚形式的增粘烯键式不饱和单体。软共聚物粘合剂使涂料具有柔软且平滑的触觉或触感，并且允许基底弯曲而不开裂。
10.根据本发明的水性涂料组合物的ph可以是7至8，或例如7.2至7.75，并且可包含25
重量％至70重量％或例如30重量％至65重量％的固含量。该水性涂料组合物中的固体可包括软丙烯酸或乙烯基共聚物粘合剂、水性包封pcm、非离子缔合增稠剂和任何软化剂、着色剂或填料。该水性涂料组合物中的固体不包括水和聚结剂。
11.优选地，为了提高根据本发明的水性涂料组合物的架藏稳定性、使其能够具有整体上更高的冷却效率和增强的触觉或触感，该组合物可包含：两种或更多种水性包封pcm的混合物(水性包封pcm混合物)，其中按固体计至少10重量％或至少15重量％的混合物处于饼诸如脱水饼的形式；或各自具有25℃至38℃范围内的不同熔点的水性包封pcm的混合物，其中每个不同熔点彼此相差至少1℃；或优选地具有25℃至38℃的熔点的第一水性包封pcm与具有25℃至38℃的熔点的第二水性包封pcm的混合物，第二水性包封pcm的熔点比第一水性包封pcm的熔点高或低至少2℃。
12.根据本发明的水性涂料组合物可包括20重量％至50重量％或优选地25重量％至45重量％的软丙烯酸或乙烯基共聚物粘合剂，和量范围为25重量％至70重量％，或优选地30重量％至70重量％，或优选地40重量％至70重量％的一种或多种水性包封pcm。
13.根据本发明的水性涂料组合物可包括量范围为3重量％至20重量％或例如4重量％至13重量％的一种或多种软化剂，和量范围为0.05重量％至1.4重量％，或优选地0.1重量％至0.7重量％，或优选地0.2重量％至0.6重量％的非离子缔合增稠剂，诸如heur增稠剂。
14.所列举的所有范围都是包括的和可组合的。例如，包含基于用于制备共聚物的单体的总重量计1.8重量％或更高，例如至多5重量％，或2重量％至4重量％的共聚形式的含有烯键式不饱和酸官能团的单体所公开的比例将包括1.8重量％至5重量％，或1.8重量％至2重量％，或1.8重量％至4重量％，或2重量％至4重量％，或2重量％至5重量％，或4重量％至5重量％的比例。
15.除非另有说明，否则所有温度和压力单位均为室温和标准压力，并且所有湿度条件均为35％的相对湿度。
16.除非另有说明，否则任何包含括号的术语替代地是指就像存在括号的整个术语以及不存在括号的术语，以及每个替代方案的组合。因此，如本文所用，术语“(甲基)丙烯酸酯”和类似术语旨在包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯以及它们的混合物。
17.如本文所用，术语“astm”是指astm international，conshohocken，pa的出版物。
18.如本文所用，除非另有说明，否则术语“计算tg”或“计算玻璃化转变温度”是指使用福克斯方程(fox equation)计算的聚合物的tg(t.g.fox，bull.am.physics soc.，第1卷，第3期，第123页(1956))。为了在计算tg时参考和使用，描述合适单体的均聚物的玻璃化转变温度的可用数据的综合汇编可见于polymer handbook，第1卷，编辑brandrup，j.；immergut，e.h.；grulke，e.a，1999，第vi/193-277页。
19.如本文所用，术语“iso”是指瑞士日内瓦国际标准化组织(international organization for standardization，geneva，ch)的出版物。
20.如本文所用，除非另有说明，否则术语“熔点”是指相变材料可见地从无定形或固态变为液体或流体状态时的温度，或制造商提供的温度。
21.如本文所用，术语“(甲基)丙烯酸酯”意指丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯以及它们的混合物，并且本文所用的术语“(甲基)丙烯酸类”意指丙烯酸类、甲基丙烯酸类以及它们的混
合物。
22.如本文所用，术语“聚合物”在替代方案中是指由一种或多种不同单体制备的聚合物，诸如共聚物、三元共聚物、四元共聚物、五元共聚物等，并且可以是无规聚合物、嵌段聚合物、接枝聚合物、序列聚合物或梯度聚合物中的任一者。
23.如本文所用，术语“硬乙烯基单体”意指聚合后能获得重均分子量为50,000或更大形式的均聚物的任何单体，此类均聚物的玻璃化转变温度为10℃或更高，或优选地25℃或更高。示例包括(甲基)丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异丙酯和苯乙烯。
24.如本文所用，术语“软单体”是指丙烯酸乙酯或聚合后能获得重均分子量为50,000或更大形式的均聚物的任何(甲基)丙烯酸c
4-c
24
烷基酯单体，此类均聚物的玻璃化转变温度为-25℃或更低。示例包括几乎除丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正十六烷酯和丙烯酸新戊酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸异丁酯之外的任何(甲基)丙烯酸c
4-c
24
烷基酯。为了参考，描述均聚物的玻璃化转变温度的可用数据的综合汇编可见于polymer handbook，第1卷，编辑brandrup，j.；immergut，e.h.；grulke，e.a.，1999，第vi/193-277页。
25.如本文所用，术语“总乳液共聚物固体”或“聚合物固体”是指给定乳液共聚物组合物中的共聚单体、链转移剂和表面活性剂。
26.如本文所用，术语“基于用于制备共聚物的单体的总重量计”是指作为固体的单体的总计并且不包括链转移剂。
27.如本文所用，术语“总固体”是指给定组合物中除水和在低于40℃和大气压下闪蒸或挥发的挥发性溶剂之外的任何物质。
28.如本文所用，术语“基本上不含甲醛”是指含有少于50ppm游离甲醛的组合物，或优选地不含有添加甲醛或含甲醛的材料如苯酚甲醛或三聚氰胺甲醛树脂或氨基塑料树脂。
29.如本文所用，除非另有说明，否则术语“中值粒度”意指如使用bi-90粒度分析仪(brookhaven instruments corp.，霍尔茨维尔，纽约)通过光散射(ls)所确定的或者如给定制造商所报告的给定材料颗粒样品中的数学中值粒度。
30.如本文所用，术语“重均分子量”或“mw”是指如通过水性凝胶渗透色谱法(gpc)测量的在koh中水解的共聚物相对于聚丙烯酸(paa)标准的重均分子量。
31.如本文所用，短语“重量％”表示重量百分比。
32.根据本发明的水性涂料组合物包含软丙烯酸或乙烯基共聚物粘合剂，诸如弹性体乳液共聚物。此类乳液共聚物包含一种或多种软乙烯基或丙烯酸单体的乳液共聚产物，诸如丙烯酸丁酯、丙烯酸乙基己酯或甲基丙烯酸月桂酯，并且具有基于用于制备共聚物的单体的总重量计0.5重量％至4重量％或例如0.8重量％至2.5重量％的至少一种含有烯键式不饱和酸官能团的单体。合适的含有烯键式不饱和酸官能团的单体可包括可加成聚合的羧酸单体，例如甲基丙烯酸，以及根据需要更硬的乙烯基或丙烯酸单体，诸如甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯和(甲基)丙烯腈。如本领域已知的，选择单体混合物以产生所需的-75℃至-25℃或例如-50℃至-25℃的计算tg。
33.软丙烯酸或乙烯基共聚物粘合剂可包含单体混合物的共聚产物，该单体混合物含有不超过20重量％的乙烯基芳香族单体诸如苯乙烯，或优选地15重量％或更少，或更优选地10重量％或更少，或甚至更优选地5重量％的苯乙烯或乙烯基芳香族单体，或不含苯乙烯
或乙烯基芳香族单体。
34.用作所述一种或多种软单体的合适的乙烯基或丙烯酸单体可包括例如丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯(ba)、丙烯酸异丁酯、丙烯酸乙基己酯(eha)、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸癸酯(n-dma)、甲基丙烯酸异癸酯(idma)、甲基丙烯酸月桂酯(lma)、甲基丙烯酸十五烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯(sma)、丙烯酸辛酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸月桂酯(la)、甲基丙烯酸(c
12-c
18
)烷基酯和丙烯酸环己酯。优选地，软单体可包括ba、eha，或者如果在分子笼(如环糊精)的存在下共聚，则可包括脂肪或(甲基)丙烯酸c
12-c
18
烷基酯，诸如lma、sma、n-dma和idma。
35.适合于提供所需的计算tg的合适的硬丙烯酸或乙烯基共聚单体可包括例如(甲基)丙烯酸烷基酯，包括(甲基)丙烯酸c
1-c3烷基酯，诸如甲基丙烯酸甲酯(mma)、(甲基)丙烯酸乙酯；c
5-c
20
脂环族甲基丙烯酸酯，诸如甲基丙烯酸异冰片酯和甲基丙烯酸环己酯；乙烯基芳族化合物，诸如苯乙烯、烷基苯乙烯(甲基和乙基)，如α-甲基苯乙烯；(甲基)丙烯腈或烷基(甲基)丙烯腈；(甲基)丙烯酰胺或取代的(甲基)丙烯酰胺。
36.优选地，为了避免由此制备的软丙烯酸或乙烯基共聚物粘合剂组合物对水敏感，基于单体混合物中的总固体计，(甲基)丙烯酰胺或取代的(甲基)丙烯酰胺的用量范围为基于用于制备共聚物的单体的总重量计至多2.5重量％，或优选地至多1.25重量％。
37.为了改善水性系统中的稳定性，根据本发明的软丙烯酸或乙烯基共聚物粘合剂包括酸官能团或提供氢键合或空间稳定性的其他官能团，诸如酰胺官能团。合适的含烯键式不饱和酸官能团的单体包括在软单体组合物的进料中，并且可包括可加成聚合的羧酸单体、其盐、其酸酐和含磷或含硫的酸官能单体。合适的酸单体的示例可包括例如马来酸或酸酐、(甲基)丙烯酸磷酸烷基酯、(甲基)丙烯酰胺丙烷磺酸酯以及优选地甲基丙烯酸(maa)、丙烯酸(aa)和衣康酸。
38.合适的硫酸单体的示例可包括例如苯乙烯磺酸钠(sss)和(甲基)丙烯酰胺丙烷磺酸酯。合适的磷酸单体的示例可包括例如(甲基)丙烯酸磷酸烷基酯，诸如甲基丙烯酸磷酸乙酯。合适的酰胺官能单体的示例可包括(甲基)丙烯酰胺。
39.本发明的水性软丙烯酸或乙烯基共聚物粘合剂包含一种或多种增粘烯键式不饱和单体的共聚体，优选地为脲基官能单体，诸如亚乙基脲基官能甲基丙烯酸乙酯单体。其他此类合适的单体包括脲基烷基(甲基)丙烯酸酯、脲基烷基(甲基)丙烯酰胺和其他含有脲基的单体，诸如授予scott的美国专利no.3,356,627中公开的那些。
40.本发明的软丙烯酸或乙烯基共聚物粘合剂可通过常规乳液聚合方法在非离子和/或阴离子表面活性剂的存在下制备。基于用于制备共聚物的单体的总重量计，表面活性剂的用量范围可以是例如0.01重量％至0.4重量％。合适的聚合方法可包括，例如，在聚合中包括各种引发剂中的任一种，诸如热引发剂(例如，过硫酸盐、过氧化物、氢过氧化物、过氧化酯)和氧化还原引发剂(基本上水溶性的氧化剂和还原剂的合适组合，例如，叔丁基氢过氧化物和亚硫酸氢钠，添加或不添加过渡金属催化剂诸如铁、钴或锰盐)，以及链转移剂，诸如烷基硫醇。当聚合含有c4或更高烷基和/或芳基烃基的单体时，可使用疏水性链转移剂，诸如正十二烷基硫醇(n-ddm或ddm)或任何c4至c
18
硫醇。
41.为了确保本发明的水性软丙烯酸或乙烯基共聚物粘合剂组合物中的固含量较高，诸如固含量高于45重量％，基于单体混合物中的总固体的重量(包括cta重量％)计，链转移
剂的用量范围应为0重量％至0.3重量％或0.01重量％至0.3重量％，或优选地0.2重量％或更少，或更优选地0.1重量％或更少。相同量的cta可用于产生具有200nm至500nm的相对大粒度的软丙烯酸或乙烯基共聚物粘合剂，并且改善对基底的粘附性。
42.本领域已知的用于制备来自软单体的乳液共聚物的其他合适的乳液聚合技术包括例如美国专利no.5,521,266中公开的那些。尤其是在具有8至24个碳原子的烷基的(甲基)丙烯酸酯的情况下，单体可以与具有疏水性空腔的大分子笼复合。分子笼可与单体混合以形成复合混合物，从而将该复合混合物连同任何其他单体一起装入反应容器中。另选地，可在已经将单体混合物装入之前、期间或之后将大分子笼添加到反应容器中。具有疏水性空腔的合适的大分子有机化合物可包括例如环糊精和环糊精衍生物；具有疏水性空腔的环状寡糖，诸如环菊粉己糖、环菊粉庚糖、环菊粉辛糖；杯芳经；以及成穴剂。疏水性单体固体与具有疏水性空腔的大分子笼固体的比率的范围可以是1∶5至5000∶1，或者例如1∶1至1000∶1。在合适的乳液聚合方法的一个示例中，单体混合物可与环糊精进行逐步添加乳液聚合。
43.另一种合适的乳液聚合方法包括基于包括单体和链转移剂的单体混合物中的总固体计至多0.2重量％表面活性剂和至多0.3重量％链转移剂的喷射聚合。
44.合适的软丙烯酸或乙烯基共聚物粘合剂可包括例如lipacryl mb-3640聚合物或rhoplex 1791聚合物(the dow chemical co.，米德兰市，密歇根州)，其经过改性使得它们具有本发明的水性涂料组合物的ph值。此类聚合物的ph值往往略高于所需的值；在制备此类聚合物时使用含有添加烯键式不饱和酸官能团的单体可使它们适合根据本发明使用。
45.根据本发明，水性涂料组合物包含具有交联的丙烯酸壳的水性包封pcm(相变材料)，该交联的丙烯酸壳诸如为包含共聚形式的一种或多种二烯键式不饱和单体的共聚物，例如二醇或二醇二(甲基)丙烯酸酯。pcm可以是具有期望熔点的材料，诸如处于室温或高于室温并且与生理温度一样高的熔点。合适的pcm材料可以优选地是有机蜡并且可以包含烃蜡，例如含有c
16-c
20
基团的烃。合适的优选有机蜡化合物可以是例如c
16-c
20
石蜡烃诸如伯式石蜡烃(c
nh2n 2
)，支链c
16
或c
18
烷烃诸如支链十八烷，c
16-c
20
脂肪酸、酯或醇诸如棕榈酸甲酯，脂质，糖醇或聚乙二醇(peg)。广谱pcm可具有不同的热储存容量和相变温度。除有机蜡之外的其他合适的pcm可包括例如无机化合物，例如盐水合物(mxnyh2o，其中m是金属且n是酸缀合物，并且选择x和y以使得金属和酸缀合物的化合价相等)、盐、金属和它们的合金，以及无机-无机、有机-有机或无机-有机混合物的共晶化合物。
46.包封pcm中的pcm可具有从室温或25℃到身体或生理温度(38℃)的熔点。
47.优选地，根据本发明的水性涂料组合物，水性包封pcm包含两种包封pcm材料的水性包封pcm混合物，这两种包封pcm材料具有不同的处于25℃至38℃之间彼此相差至少1℃的熔点。
48.优选地，为了增加涂料固体并改善冷却性能，按固体计至少一部分诸如至少10重量％或至少15重量％的水性包封pcm的固含量可以是70重量％或更高。合适的高固体水性包封pcm可包括在pcm混合物中的水性包封pcm的脱水饼与包封pcm的水性乳液，以便于混合。
49.根据本发明的水性涂料组合物可包含非离子缔合增稠剂，该非离子缔合增稠剂具有交替的亲水性和疏水性聚合物链段或域，诸如聚氨酯缔合增稠剂；并且这可改善组合物的架藏稳定性。基于水性涂料组合物的总重量计，非离子缔合增稠剂的量范围可以是0.05
重量％至1.4重量％，或优选地0.1重量％至0.7重量％。
50.合适的聚氨酯或非离子缔合增稠剂可包含疏水改性乙氧基化氨基甲酸酯(heur)。优选地，heur增稠剂具有侧基疏水性基团和末端疏水性基团。更优选地，heur具有侧基苄胺疏水性基团和末端苄胺疏水性基团。
51.合适的疏水改性乙氧基化氨基甲酸酯(heur)增稠剂的示例可包括以下中的任一种：(i)通过使聚二醇、疏水醇、二异氰酸酯和三异氰酸酯在一锅反应中一起反应形成的直链和支链heur，如steinmetz等人的us 2009/0318595a1中所述；(ii)在催化剂诸如辛酸铋的存在下，在无溶剂熔体中聚合聚异氰酸酯支化剂、mw(使用peg标准的gpc)为2000道尔顿至11,000道尔顿的水溶性聚亚烷基二醇、二异氰酸酯和疏水封端剂形成的那些，如bobsein等人的us9150683b2中所述；(iii)通过在反应条件下使二异氰酸酯、水溶性聚亚烷基二醇和以下式i的苄胺疏水化合物一起接触形成的那些，如在rabasco等人的us 9156776b2中所述，和/或通过在强碱的存在下使苄基(烷基)胺或二苄基(烷基)胺与缩水甘油醇诸如缩水甘油或选自环氧乙烷、环氧丙烷或环氧丁烷气体的二醇生成物质反应制备的疏水化合物，如rabasco等人的u.s.8791201b2中所述。steinmetz提出的疏水醇可包括例如碳数范围为3至24、5至20或10至25的醇，诸如辛醇、十二烷醇、十四烷醇、十六烷醇、环己醇、苯酚、甲酚、辛基苯酚、壬基苯酚、十二烷基苯酚、三苯乙烯基苯酚、乙氧基化三苯乙烯基苯酚、乙二醇的单甲基醚、乙二醇的单乙醚、乙二醇的单甲基醚、二乙二醇的单乙基醚、二乙二醇的单丁基醚；烷基和烷芳基聚醚醇，诸如直链或支链的烷醇/环氧乙烷和烷基酚/环氧乙烷加合物，例如含有1-250个环氧乙烷基团的月桂醇、叔辛基苯酚或壬基酚环氧乙烷加合物；和其他烷基、芳基和烷芳基羟基化合物，或它们的组合。bobsein提出的支化剂可包括例如三异氰酸酯，诸如1，6，11-十一烷三异氰酸酯；异氰脲酸酯，诸如异佛尔酮二异氰酸酯异氰脲酸酯；和缩二脲，诸如三(异氰酸基己基)缩二脲；bobsein提出的疏水性封端剂可包括例如正辛醇、正壬醇、正癸醇、正十一烷醇、正十二烷醇、2-乙基己醇、2-丁基-1-辛醇或3，7-二甲基-1-辛醇中的至少一种。
[0052][0053]
在上述式i的苄胺疏水化合物中，r1为c
1-c
16-烷基、苯基、萘基、c
1-c
16-烷基苯基、c
1-c
16-烷基萘基，或-ch
2-or4，其中r4为c
1-c
12-烷基、苯基、萘基、c
1-c
12-烷基苯基，或c
1-c
12-烷基萘基；每个r2独立地为c
1-c
6-烷基；每个y独立地为c
3-c
8-亚烷基或ch2chr3，其中每个r3独立地为h、c
1-c
12-烷基、苯基、萘基、c
1-c
12-烷基苯基，或c
1-c
12-烷基萘基：m为0、1或2；并且p为1至50。
[0054]
进一步地，根据本发明，水性涂料组合物可包含软化剂，诸如分子式分子量为200至1000的聚亚烷基二醇，例如聚乙二醇或聚丙二醇。一种合适的聚乙二醇或聚丙二醇的分
子式分子量为350至450。
[0055]
根据本发明，合适的软化剂的量范围可以是3重量％至15重量％，或例如4重量％至12重量％。
[0056]
本发明的水性涂料组合物可以进一步包括辅助成分，诸如一种或多种抗氧化剂、着色剂或染料。基于组合物的总重量计，合适的着色的量范围可以是0.01重量％至0.5重量％，或0.1重量％至0.4重量％。
[0057]
在根据本发明的另一方面，制备水性涂料组合物的方法可包括：按顺序，在第一混合阶段，以最高200rpm的速度将水性软丙烯酸或乙烯基共聚物粘合剂与15重量％至30重量％的非离子缔合增稠剂混合5分钟至15分钟，同时添加水性包封pcm的任何脱水饼；在第二阶段，以最高200rpm的速度在除饼形式之外的水性包封pcm中混合5分钟至15分钟；在第三阶段，以最高200rpm的速度在任何软化剂和着色剂(如使用)中混合5分钟至15分钟；在第四阶段，以最高500rpm的速度在剩余的非离子缔合增稠剂中混合10分钟至15分钟。
[0058]
水性涂料组合物可以任何常规的方式涂覆到泡沫基底上，包括通过辊、帘式刀片、喷枪或刷子。可通过改变非离子缔合增稠剂的量来优化涂料组合物的粘度，使得其在泡沫的表面上提供平滑的高质量冷涂料。
[0059]
根据本发明，涂覆的粘弹性聚氨酯泡沫基底带有水性涂料组合物的涂料。合适的泡沫基底可包括例如粘弹性缓慢恢复或记忆泡沫，诸如具有如根据astm d3574-17(2017)测量的小于或等于20％的回弹性的聚氨酯泡沫。其他合适的涂覆的基底可包括例如高回弹性聚氨酯泡沫、其他块料聚氨酯泡沫和刚性聚氨酯泡沫。合适的泡沫基底形成为自由起发泡沫或模塑泡沫。
[0060]
合适的泡沫基底可以是闭孔泡沫或开孔泡沫。闭孔泡沫可包括粘弹性泡沫，该粘弹性泡沫包括模塑而成的蒙皮；开孔泡沫可包括取自块料或模塑泡沫的切块，其中除蒙皮之外的表面是开孔泡沫。根据本发明制备的粘弹性(ve)泡沫基底可由至少一种聚异氰酸酯、多元醇组合物和至少一种发泡剂的反应混合物制备。反应混合物可含有其他反应物。
[0061]
为了制备粘弹性聚氨酯泡沫，合适的多元醇组合物可包含每异氰酸酯反应性基团的当量大于400的多元醇，可包括聚醚多元醇、聚酯多元醇、胺封端的聚醚等。该当量可以是例如至少500、至少750、至少1000、至少1200或至少1500，并且可以是例如至多4000、至多3000、至多2500或至多2000。当量大于400的多元醇可占例如反应混合物中的所有异氰酸酯反应性材料的至多50重量％、至多40重量％、至多30重量％、至多25重量％、至多20重量％、至多15重量％、至多10重量％或至多5重量％。此类多元醇每分子可具有2至8、2至4或3至4个异氰酸酯反应性基团。合适的聚醚多元醇的示例可包括例如环氧丙烷的均聚物和至少70重量％的环氧丙烷和至多30重量％的环氧乙烷的无规聚合物。
[0062]
在制备粘弹性聚氨酯泡沫中用作多元醇组合物的聚醚多元醇可以由共引发的二醇和/或三醇起始剂或反应物形成。合适的二醇起始剂具有恰好两个羟基和至多150的分子量。二醇起始剂的分子量可以是例如62至150、62至125、62至100或62至90。二醇起始剂的示例包括乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、二乙二醇、硫代二乙醇、n-甲基二乙醇胺和二丙二醇。合适的三醇起始剂具有恰好三个羟基和至多150的分子量。三醇起始剂的分子量可以是例如90至150。三醇起始剂的示例包括甘油、三羟甲基丙烷和三乙醇胺。双官能聚醚多元醇可以由仅二醇起始剂形成；并且如果使用三醇起始剂，则得到三官能聚醚多
元醇。为了形成三官能聚醚多元醇，以足以提供平均标称官能度为2.05至2.95的聚醚组合物的相对量提供二醇和三醇起始剂，如下文所公开的。
[0063]
优选地，在异氰酸酯指数为至少90或至少95的情况下易于经由自由起发过程加工成高质量泡沫的粘弹性聚氨酯泡沫可包含由共引发的多元醇组合物形成的固化聚氨酯泡沫，该共引发的多元醇组合物包含具有200至400的羟基当量的至少一种双官能聚醚a)和具有200至400的羟基当量的至少一种三官能聚醚b)，所述至少一种双官能聚醚和所述至少一种三官能聚醚各自包括：a)在去除二醇和/或三醇起始剂的羟基氢原子后的残基、b)氧化丙烯单元和c)氧化乙烯单元，其中聚醚反应物a)和b)一起具有2.05至2.95的平均标称官能度，聚醚反应物a)和b)的氧化乙烯单元的总重量占双官能聚醚a)和三官能聚醚b)的总重量的40重量％至63重量％，起始剂的残基、反应物a)和b)的氧化丙烯单元和氧化乙烯单元的总重量占双官能聚醚a)和三官能聚醚b)的总重量的至少90重量％，并且聚醚反应物a)和b)中的羟基总数的5％至30％是伯羟基。多元醇组合物的聚醚反应物a)和b)在一起可例如占反应混合物中所有异氰酸酯反应性化合物(包括任何水(当存在时))的至少20重量％、至少33重量％、至少40重量％、至少50重量％、至少60重量％、至少65重量％、至少75重量％或至少85重量％。聚醚反应物a)和b)一起可占异氰酸酯反应性化合物的至多99.5重量％、至多99重量％、至多95重量％或至多90重量％。所述至少一种双官能聚醚a)和所述至少一种三官能聚醚b)各自可具有至少205、至少215或至少220、至多350、至多300、至多275或至多250的羟基当量。同样，多元醇组合物的羟基当量可以是至少200、至少215、至少220和至多400、至多300、至多275或至多250。
[0064]
所述至少一种双官能聚醚和所述至少一种三官能聚醚(反应物a)和b))的平均标称官能度(每分子的羟基数)可以是至少2.2、至少2.3或至少2.4，并且可以是至多2.8、至多2.7或至多2.6。多元醇组合物的聚醚反应物a)和b)的平均官能度根据分别用于制备聚醚反应物a)和b)的二醇和三醇起始剂的官能度来计算，如下：
[0065][0066]
根据优选的粘弹性聚氨酯泡沫，用于制备共引发的聚醚多元醇组合物的方法包括将50重量％至80重量％的环氧乙烷和20重量％至50重量％的环氧丙烷的混合物聚合到分子量为至多150的至少一种二醇起始剂和分子量为至多150的至少一种三醇起始剂的混合物上以形成中间聚醚混合物，该中间聚醚混合物包括至少一种环氧乙烷和环氧丙烷的双官能无规共聚醚以及至少一种环氧乙烷和环氧丙烷的三官能无规共聚醚；以及然后将100重量％的环氧丙烷或至少90重量％的环氧丙烷和至多10重量％的环氧乙烷的混合物聚合到中间聚醚混合物上以产生共引发的聚醚多元醇组合物。共引发的聚醚多元醇组合物可具有200至400的羟基当量和2.05至2.95羟基/分子的平均标称官能度，其中共引发的聚醚多元醇的5％至30％的羟基是伯羟基，并且聚合的环氧乙烷占共引发的聚醚多元醇的40重量％至63重量％。
[0067]
除多元醇组合物之外，粘弹性聚氨酯泡沫形成反应混合物中的其他合适的异氰酸酯反应性化合物可包括水、一种或多种增链剂或具有大于400的每异氰酸酯反应性基团当量的一种或多种交联剂。
[0068]
在反应混合物中，水可以反应混合物中的异氰酸酯反应性材料的至多3.5重量％，或0.5重量％至3.5重量％，或1重量％至2重量％的量存在。水用作发泡剂，并且当与多元醇组合物混合之前添加到异氰酸酯中时，用作增链剂。增链剂(除水之外)是与异氰酸酯基团双官能反应并且具有小于200优选地为30至125的每异氰酸酯反应性基团当量的化合物。其他增链剂的示例包括乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、环氧丙烷、二丙二醇、三丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、乙二胺、丙二胺等。增链剂可占反应混合物中所有异氰酸酯反应性材料的不超过5重量％、不超过2.5重量％、不超过1重量％或不超过0.5重量％。合适的交联剂具有三个或更多个异氰酸酯反应性基团，并且可具有小于200(诸如，30至125)的每异氰酸酯反应性基团当量。合适的交联剂的示例包括甘油、三羟甲基丙烷、三羟乙基丙烷、季戊四醇、赤藓糖醇、三乙醇胺、二乙醇胺、甘露糖醇、蔗糖、尿素、山梨糖醇等。如果使用，交联剂可占反应混合物中所有异氰酸酯反应性材料的至少0.25重量％，或不超过5重量％、不超过2.5重量％、不超过1重量％或不超过0.5重量％。
[0069]
用于制备粘弹性聚氨酯泡沫的反应混合物中的合适的聚异氰酸酯化合物可具有例如至多300的异氰酸酯当量。异氰酸酯当量可以是至多250、至多175或50至175。如果使用聚异氰酸酯化合物的混合物，则相对于混合物应用这些当量；在此类混合物中的各个聚异氰酸酯化合物可以具有在那些范围之上、之内或之下的异氰酸酯当量。
[0070]
有用的聚异氰酸酯的示例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、六亚甲基-1，6-二异氰酸酯、四亚甲基-1，4-二异氰酸酯、环己烷-1，4-二异氰酸酯、甲基环己烷二异氰酸酯、亚萘基-1，5-二异氰酸酯、1，3-和/或1，4-双(异氰酸基甲基)环己烷(包括顺式和/或反式异构体)、甲氧苯基-2，4-二异氰酸酯、二苯基甲烷-4，4
′‑
二异氰酸酯、二苯基甲烷-2，4
′‑
二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷-4，4
′‑
二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷-2，4
′‑
二异氰酸酯、4，4
′
～亚联苯基二异氰酸酯、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。二苯基甲烷-4，4
′‑
二异氰酸酯、二苯基甲烷-2，4
′‑
二异氰酸酯及其混合物在本文中被称为“mdi”。如本文所用，“聚合mdi”是pmdi和mdi的混合物。甲苯-2，4-二异氰酸酯、甲苯-2，6-二异氰酸酯及其混合物统称为tdi。特定的有用的聚异氰酸酯可包括mdi、tdi、pmdi、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、甲苯-2，4二异氰酸酯、甲苯-2，6-二异氰酸酯或其混合物。
[0071]
在用于制备粘弹性聚氨酯泡沫的反应混合物中，异氰酸酯指数可以是例如60至150，诸如至少70、至少80、至少90或至少95，或至多120、至多110、至多105或至多100。如本文所用，术语“异氰酸酯指数”是指在形成泡沫的固化反应中的任何基团消耗之前由反应混合物提供的异氰酸酯基团与异氰酸酯反应性基团的比率的100倍。
[0072]
反应混合物优选地包含一种或多种催化剂，诸如叔胺、环脒、叔膦、各种金属螯合物、酸性金属盐、强碱、各种金属醇盐和酚盐以及有机酸的金属盐。最重要的催化剂为叔胺催化剂、环脒、锌催化剂和锡催化剂。叔胺催化剂的示例可包括三甲胺、三乙胺、三乙二胺或其混合物。也可以使用反应性胺催化剂诸如dmea(二甲基乙醇胺)或dmapa(二甲氨基丙基胺)或充当自催化多元醇的胺引发多元醇来降低voc(挥发性有机化合物)。含金属的催化剂的示例为锡、铋、钴和锌盐。合适的锡催化剂可包括氯化锡、氯化亚锡、辛酸亚锡、油酸亚锡、
二月桂酸二甲基锡、二月桂酸二丁基锡、蓖麻油酸锡和式snrn(or)4-n的其他锡化合物等，其中r为烷基或芳基，并且n为0至18。其中羧酸根基团具有6至18个碳原子的羧酸锡可降低成品泡沫中的voc。如果使用，锌和锡催化剂可与一种或多种叔胺催化剂结合使用。催化剂可以少量使用，诸如多元醇的0.0015重量％至5重量％。锌和锡催化剂可以此范围内的非常少的量使用，诸如多元醇的0.0015重量％至0.25重量％。
[0073]
在反应混合物中适用于制备粘弹性聚氨酯泡沫的其他成分可包括一种或多种泡沫稳定用表面活性剂、辅助发泡剂、化学(放热)发泡剂诸如硅氧烷表面活性剂，如可以商品名tegostab
tm
(th.goldschmidt and co.)、niax
tm
(ge osi silicones)和dabco
tm
(air products and chemicals)商购获得的那些。此类辅助发泡剂包括物理(吸热)发泡剂，诸如各种低沸点的氯氟烃、碳氟化合物、碳氢化合物等；以及在聚氨酯形成反应的条件下分解或反应的化学(放热)发泡剂(除水之外)。另外，可使用如二氧化碳、空气、氮气或氩气等气体作为起泡过程中的辅助发泡剂。也可以液体或超临界流体的形式使用二氧化碳。更进一步地，反应混合物可包含细胞开孔剂或固体或液体阻燃剂，诸如含铝化合物或三聚氰胺。
[0074]
粘弹性聚氨酯泡沫可以通过组合多元醇组合物、水和聚异氰酸酯以及任何其他成分以形成反应混合物来制备，诸如通过使用混合头或形成紧密混合物的其他装置。在将它们与聚异氰酸酯结合之前，可以将多元醇混合物的成分全部混合在一起。另选地，它们可以与聚异氰酸酯单独组合(即，作为独立流)，或者可以形成为然后与聚异氰酸酯组合的任何子混合物。优选地，水和多元醇同时或几乎同时(诸如，在5秒内)与聚异氰酸酯组合。然后将反应混合物发泡并固化。
[0075]
用于制备粘弹性聚氨酯泡沫的此类方法可不需要特殊的处理条件；因此，本领域已知的用于制备聚氨酯泡沫的处理条件和设备是完全合适的。一般来讲，当存在催化剂时，即使在室温(22℃)下，异氰酸酯化合物也会与水和多元醇自发反应。如有必要，可以对反应混合物施加热量以加速固化反应，诸如通过在将一些或所有成分组合之前对其进行加热、通过对反应混合物或每一种成分的某种组合施加热量。继续固化，直到反应混合物已膨胀并充分固化以形成稳定的泡沫为止。
[0076]
可以在封闭模具中执行反应混合物的固化，使得反应混合物在模具本身中形成或在模具外部形成然后注入模具中进行固化。反应混合物在固化时的膨胀受到模具内表面的约束，也受到模塑部件的尺寸和几何形状的约束。可以在自由起发(或块料法)过程中执行固化，其中将反应混合物倒入敞开的容器中，使得在至少一个方向(通常是竖直方向)上对着大气或轻质表面(诸如，薄膜)发生膨胀，所述轻质表面对泡沫膨胀的阻力可忽略不计。除了其自身重量之外，至少一个方向上的膨胀仍然基本上不受约束。自由起发过程可通过形成反应混合物并且将其分配到槽中或分配在传送机上进行膨胀和固化来进行。在连续的自由起发过程中，反应混合物被连续分配到槽中或其他反应区域中进行起发和膨胀。
[0077]
合适的涂覆的聚氨酯泡沫可用于各种包装应用、舒适应用，诸如包括床垫加层的床垫、枕头、家具和座垫；减震器应用，诸如缓冲垫、运动和医疗设备和头盔衬里)；减噪和/或减振应用，诸如耳塞和汽车覆盖件；以及过滤应用，诸如真空空气过滤器和排水槽防护件以用于保护雨水排水槽免于碎屑诸如植物落叶和融雪。
[0078]
实施例
[0079]
使用以下实施例以说明本技术。除非另有说明，所有温度均为环境温度(21℃至23
℃)，所有压力均为1个大气压，并且相对湿度为35％。尽管阐述本发明广义范围的数值范围和参数为近似值，但尽可能精确地报告在具体实施例中阐述的数值。任何数值都固有地包含必定由其各自测试测量值中存在的标准变化所引起的确定误差。
[0080]
用于以下实施例中的材料在下表1中阐述。通过混合下表2中列出的成分来制备水性涂料组合物。使用台式混合器将这些成分与逐渐添加组分共混直到容易共混，然后将所得的水性涂料组合物在室温和压力下静置于搁架上达6个月的时间。然后使用反向散射装置分析所指示的组合物的沉降稳定性，如下文所公开的。然后使用辊将所指示的组合物拉下(如果包含0.5重量％的增稠剂)或喷涂(如果包含0.3重量％的增稠剂)到粘弹性闭孔聚氨酯块料或模塑泡沫(根据astm d3574-17(2017)的回弹性≤20％)基底上，得到在泡沫上负载量为250g/m2的涂料。在以下实施例1至10中，在1dm3/s(iso 7231：84(完好泡沫))的气流下测试了涂覆的切割块料泡沫(mdi粘弹性泡沫(密度为50kg/m3，硬度为1.5kpa(在泡沫材料压缩40％时)))；在实施例11至12中，测试了在闭孔模塑泡沫(密度为45kg/m3(iso845-88(2009)，硬度为1.5kpa(40％压缩)(iso3386-1(2010)))上的涂料。
[0081]
将所得的涂料在室温下干燥最少1分钟，并且然后经受以下测试，测试结果呈现于下表2、表3和表4中：
[0082]
共混稳定性：在20℃和40℃下老化指定时间后，使用turbiscan
tm
lab稳定性分析仪(formulaction sas，吕尼翁，法国)，每周根据iso/tr 12097(2013)在8小时内重复扫描1500次测量所指示的涂料组合物。应用nir扫描以测量反向散射百分比。可接受的bs％(反向散射)结果超过87％，报告为乳液中稳定颗粒的比例，在涂料组合物中没有观察到膏化或沉降。
[0083]
针对没有蒙皮的切割弯曲块料泡沫(实施例1-10)和具有蒙皮的模塑泡沫(实施例11-12)中的每一者，测量了下表4中给出的所指示的涂料组合物的热分析数据并与未涂覆或裸露的切割弯曲块料泡沫进行比较。针对其上具有使用刷子沉积以制备涂料的负载量为250gr/m2的涂料组合物的每个涂覆的泡沫块料测量了冷却强度和冷却半衰期。使用hot disk tps 2500s(hot disk ab，哥德堡，瑞典)仪器的瞬态平面源基本方法测量了性能与时间的关系。将hot disk 4922传感器(14mm半径的镍双螺旋层叠在kapton
tm
聚(4，4
′‑
氧二亚苯基-均苯四酸亚胺)膜(dupont，威尔明顿，特拉华州)居中放置并夹置于两个10.24cm x 10.24cm x 2.56cm(4in
×
4in
×
1in)的泡沫块料之间。如果泡沫具有涂料，则每个块料的涂覆侧与传感器对准接触。通常，使用未涂覆的泡沫块料校准测量整体泡沫基线性能并确保对其的控制。使用样品夹持器的螺钉施加温和压缩，其力刚刚足以闭合泡沫块料与热盘传感器之间的气隙，但足够低以避免显著的泡沫变形。每个涂覆的泡沫块料在涂覆的表面上的不同位置中测试至少2次，并且在每个实施例中测试至少三个泡沫块料。每次测试前，将每个泡沫块料在室温下热平衡至少20分钟。每次测试包括在40秒内将恒定加热功率施加到夹置于两个泡沫块料之间的每个传感器以及测量传感器的空间平均温度上升(δt)。选择加热功率水平以在40s内产生≈20℃的δt，这模拟通过与人体接触进行的泡沫加热。对于每个受到测试的泡沫块料，在三个测试中的每个测试中施加0.5w、0.75w和1.5w的加热功率。根据carslaw和jaeger等人(第2.9节，carslaw，h.s和jaeger，j.c.的方程8，conduction of heat in solids，牛津大学：克拉伦登出版社，1959，第2版)将所生成的原始数据绘制成冷却强度和冷却半衰期值，假设均匀的无限固体和初始均匀的温度分布。假设在时间为零
时从固体内部的平面传感器源施加恒定且均匀的热量，这种通量在源处产生由下式给出的温度上升δt：
[0084][0085]
其中，p是以瓦特为单位从具有面积a的每个传感器沿相反方向发射的总热功率(即，从两侧发射的总热通量为p/a)，τ是时间并且e是固体的热扩散系数。通过求解e的方程根据热盘数据来确定热扩散率(δtvs.τ)：
[0086][0087]
将变量dt/d√τ处理为数据曲线中的斜率，计算维持稳态表面温度上升相对于根部时间的单位斜率所需的瞬态热通量，以将给定单位表面积的冷却功率定义为其中p和w相等。该值的最大值被定义为冷却功率或cp
max
；并且该值的最小值被定义为冷却功率或cp
min
。冷却半衰期是数据曲线称为(cp
max
cp
min
)。相对于具有平坦的温度-时间分布并且均值冷却强度为61w
·s1/2
/k
·
m2(误差为0.2w.s
1/2
/k.m2)的裸露泡沫评价涂覆的泡沫块料。因此，高于61w
·s1/2
/k
·
m2的值与感知到的增强冷却性能相关。冷却强度的通过分数与相当于手触摸的可接受的冷却性能相关，大于350w
·s1/2
/k
·
m2结合超过10s的冷却半衰期优选地大于700w
·s1/2
/k
·
m2结合大于20s的冷却持续时间。
[0088]
触觉：通过手在室温下触摸定性地确定对触感的测量。将评级系统1至3分配给结果，其中相比于可商购获得的用于冷却涂料目的的等效水性涂料组合物，3更好，2是相当的，并且1是不相当的。相当的水性涂料组合物被手动共混并包含水性包封pcm和实施例c1的水性乳液聚合物。用手在盲测中测试所指示的泡沫块料或模塑制件。报告的结果是在1周时间跨度内以变化次序排列的3组测试者的统计平均值。
[0089]
长效新鲜感：通过手在室温下触摸定性地确定对触感的测量。将评级系统1至3分配给结果，其中相比于在相同的泡沫块料上负载相同的水性涂料组合物，3更好，2是相当的，并且1是不相当的。用手在盲测中测试所指示的泡沫块料。报告的结果是在1周时间跨度内以变化次序排列的3组测试者的统计数据。
[0090]
块料/模具兼容性：在室温下测试干燥速率。可接受的结果包括在20分钟内干燥并且可以通过用辊或经由喷涂施加在泡沫上的增稠剂水平来调节的涂料组合物。
[0091]
生产容易度：是指不需要专门应用或预混合/后混合/再循环设备诸如混合头的组合物。
[0092]
粘度：根据astm d4889-15(2015)在20℃下使用装配有3号心轴的rvt型布氏粘度计在20rpm下进行测量。可接受的粘度范围在20℃下处于1700mpa*s至3000mpa*s。
[0093]
透气性：(气流测量，iso 7231：84(完好))。使用fx 3300lab air
tm
iv透气度测试仪(textest instruments，施韦岑巴赫，瑞士)评价恒定空气流通过所指示的泡沫的阻力。在23
±
2℃和50
±
5％相对湿度的指示条件下进行测试。将具有25cm2表面积的泡沫放置在测试仪腔体中，其中所指示的涂料或对照裸露表面在暴露于低压的一侧上并确保泡沫不含过
度的应变并且沿泡沫和装置的边缘获得良好的空气密封。在压力计上以125
±
1pa的压差进行气流测量，在空气通过泡沫之后记录测量结果。在泡沫上升方向上测量泡沫的孔隙率，并且在倒置样件之后，重复测量。以dm3/s为单位报告透气度。测试了三个51mm
×
51mm
×
25mm的泡沫块料，并报告其平均结果。透气性范围从零(气动泡沫)到完全透气泡沫变动，气流在0.5dm3/s至3dm3/s之间。
[0094]
粘弹性泡沫恢复时间：根据ikea
tm
规范ios-mat-0076进行测量，其中恢复时间是使用resimat
tm
150设备(format messtechnik gmbh，卡尔斯鲁厄，德国)针对边长为150mm的10cm
×
10cm
×
5cm的立方体泡沫制件测量的恢复原始泡沫厚度的90％所需的时间。在测试期间，所指示的泡沫被垂直压缩到可调节的参考表面上。在75％的应变下，四个电磁体夹持压力板并将其保持60秒。在压缩期间，样品下方的测力仪测量恢复力。在保持时间之后，磁体被关闭，从而释放压缩力。在压力板正上方定位的超声波传感器在泡沫膨胀时连续记录泡沫的动力学。结果用于生成泡沫厚度与时间或恢复的关系曲线，绘制测量的恢复，其中所指示的泡沫与相同尺寸的未测试泡沫的厚度之间的差异。在压缩和随后的恢复之后，使用设备软件显示时间依赖性数据。绘制给定泡沫变形保持可见的时间长度，并且该时间长度表示恢复曲线与未测试泡沫厚度之间的面积。报告的恢复时间是泡沫恢复到原始高度的95％的时间。
[0095]
回弹性：对于柔性泡沫，使用球回弹方法(astm d 3574-11)将回弹性测量为球在落在泡沫上之后的回弹高度的函数。球回弹测试仪是40
±
4mm内径竖直透明塑料管，其中由在磁体基部处的凹部居中的16.03
±
0.2mm直径的钢球在没有旋转的情况下从球的底部到100mm
×
100mm
×
50mm泡沫制件的表面的500mm高度处被释放到管中。
[0096]
泡沫硬度(iso3386-12010)：针对每个系统测试至少两个100mm
×
100mm
×
50mm的样件。测试机能够以
±
0.2mm的精度测量产生所指定的压缩所需的力。测试样件支撑在大于测试制件的平滑平坦的水平且刚性的表面上。在测试之前根据标准is)1923测量样件的尺寸，以计算承载面积(现在此步骤在仪器中自动进行)，力沿样品的中心线作用并且通过压缩板以100
±
20mm/min压缩样品，直到达到初始测试样品厚度的70％压缩，以相同速率对测试制件进行减压，直至压缩板与底板的间距等于初始测试制件厚度。立即重复此程序3次。在第四压缩循环中，以牛顿为单位读取所指定的应变(此处为40％)下的力。通过压缩所指示的泡沫的整个表面积并记录应力或能量损失(迟滞)来测量泡沫的承载性质的量度。平均结果以kpa报告。
[0097]
所有实施例中的水性涂料组合物的ph范围为7.2至7.6。进一步地，烷基酚乙氧基化物(apeo)水平通过选择不含apeo的原料来控制，包括具有50ppm的最大apeo水平的软丙烯酸或乙烯基共聚物粘合剂。在本发明的水性涂料组合物中，使用35重量％的粘合剂，其等同于18ppm的计算最大apeo水平。
[0098]
表1：水性涂料组合物成分
[0099][0100]
1.crodatherm me 29d pcm(croda intl.，斯内斯，约克郡，英国)，根据制造商的所有参数；2.crodatherm 32pcm(croda intl)，根据制造商的所有参数；3.enfinit 28css-i pcm(encapsys llc，阿普尔顿，威斯康星州)，根据制造商的所有参数；4.enfinit 26d pcm(encapsys llc)，根据制造商的所有参数；5.enfinit 26d脱水饼(encapsys llc)，根据制造商的所有参数；6.enfinit 35d(encapsys llc)，根据制造商的所有参数；7.单载物台逐步添加乳液聚合物，ps＝使用聚丙烯酸标准物针对水解聚合物的gpc重量平均值；8.lipacryl mb-3640聚合物(the dow chemical co.，米德兰市，密歇根州)；9.carbowax peg 400二醇(dow)；10.carbowax mpeg 550(dow)；11.acrysol ase-60er碱溶乳液(ase)流变改性剂(dow)；12.reactint blue x17ab着色剂(milliken co.，斯帕坦堡，南卡罗来纳州)；13.reactintbluex3lv着色剂(milliken)。*表示比较例。
[0101]
表2：涂料组合物在从块料切割的泡沫上的测试
[0102]
nt：未测试；1.pcm 1以相当于50pbw湿的量用作100重量％固体粉末。
[0103][0104][0105]
如上表2所示，优选实施例2的水性涂料组合物包含按固体计处于饼形式的共混物的至少10重量％的水性包封pcm混合物，并且实施例1至3和5的水性涂料组合物具有熔点为25℃至38℃的第一水性包封pcm 1、3或6与熔点为高于或低于第一水性包封pcm的熔点至少2℃的25℃至38℃的第二水性包封pcm材料2、4或5的混合物，获得了明显改善的触觉或长效的新鲜度结果。
[0106]
表3：本发明的具有蒙皮的模塑泡沫实施例
[0107][0108]
如上表3所示，优选实施例11的水性涂料组合物包含熔点为25℃至38℃的水性包封pcm 3与熔点为高于或低于第一水性包封pcm的熔点至少2℃的25℃至38℃的第二水性包封pcm材料4和6的混合物，获得了明显改善的触觉或长效的新鲜度结果。所有实施例都是架藏稳定的。
[0109]
表4：热分析数据
[0110][0111]
*表示比较例。
[0112]
如上表4所示，所有实施例的水性涂料组合物表现出改善的冷却强度；然而，优选的实施例1、2、3、5和11表现出改善的冷却强度和可接受的冷却半衰期。进一步地，如表4中所示，涂料对泡沫触摸质量具有微小影响。在将涂料施加在表面上之后，泡沫的恢复时间与相同未涂覆的泡沫相比显示出小于最大9％的偏差。泡沫的硬度在施加涂料后几乎没有切
实变化(最大8％的增加)。在每个实施例中，涂覆的泡沫的透气性都是可接受的。