Polyurethane foaming system, thermally recyclable polyurethane foam, and methods thereof

Abstract

The present invention belongs to the field of polyurethane foams and relates to a polyurethane foaming system, a thermally recyclable polyurethane foam, a preparation method, and a recycling method thereof.

Description

POLYURETHANE FOAMING SYSTEM, THERMALLY RECYCLABLE POLYURETHANE FOAM, AND METHODS THEREOFTechnical Field

[0001] The present invention belongs to the field of polyurethane foams and relates to a polyurethane foaming system, a thermally recyclable polyurethane foam, a preparation method thereof, and a recycling method thereof.Background

[0002] Most polymer materials currently used such as plastics are non-degradable under natural conditions, causing significant damage to the environment. As environmental crises, such as the greenhouse effect and pollution, have increasingly worsened, environmental protection is of great urgency. Many countries have made laws restricting the use of non-degradable single-use plastics and advocated the use of biodegradable polymers or products made from recycled polymers.

[0003] Due to its unique structure and excellent performance, polyurethane is widely used in various fields including building materials, transportation, and consumer goods in the form of foams, elastomers, adhesives, etc. Generally, polyurethane foam has a thermosetting property due to the presence of higher-level cross-linking in its structure.

[0004] Existing methods for recycling polyurethane include physical recycling, recycling by incineration, and chemical recycling. Physical recycling is suitable for thermoplastic polyurethane, including foamed thermoplastic polyurethane. Common non-thermoplastic polyurethane foam, due to its thermosetting property, is difficult to recycle by a physical recycling method, for example, thermal melting. On the other hand, if it is recycled by incineration, a large amount of carbon dioxide will be generated. Moreover, due to the presence of large numbers of chemical cross-links in polyurethane foam, its chemical degradation consumes a lot of energy and takes a long time.

[0005] WO 2022194985 A1 discloses a two-step process of generating partially cross-linked polyurethane-containing foam.

[0006] WO 2022096599 A1 discloses a water-blown foam containing polyurethane-polyurea, which has an apparent density measured according to ISO 845 of 30-700 kg / m3 and a ratio of tensile strength (measured according to DIN 53504) to apparent density of at least 10 kPa m3 / kg.

[0007] US 20220363858 A1 discloses a reactive mixture and method for preparing thermoplastic polyurethane soft foam, the foam having a structure mainly composed of open pores (the open pore content on the basis of the total volume of foam and measured according to ASTM D6226-10 is ≥ 50%by volume) and an apparent density of smaller than 200 kg / m3.

[0008] Therefore, it is necessary to develop a polyurethane foam recyclable by thermal treatment.Summary of the Invention

[0009] To this end, the present invention provides a polyurethane foaming system comprising:

[0010] a) an isocyanate-reactive component with an average functionality of 1.7-2.4, which comprises one or more polyols with a molecular weight higher than 500 g / mol;

[0011] a catalyst selected from one or more of amine-based catalysts and organometallic compound-based catalysts;

[0012] a siloxane-based surfactant;

[0013] water;

[0014] optionally a chain extender with a functionality of 2 and / or a cross-linking agent with a functionality of 3 or above;

[0015] and

[0016] optionally an additive; and

[0017] b) an isocyanate component with an average functionality of 1.9-2.4, comprising a prepolymer terminated with polyisocyanate and / or isocyanate groups, wherein the prepolymer is prepared by reacting polyisocyanate with a compound containing two or more hydroxyl groups, and the ratio of the weight of the tricyclic polymethylene polyphenylene isocyanate in the isocyanate component to the total weight of the polyisocyanate is not higher than 5.00%.

[0018] Optionally, the isocyanate-reactive component and the isocyanate component have an isocyanate index of 70-120.

[0019] Optionally, the isocyanate component has an average functionality of 1.95-2.30.

[0020] Optionally, the isocyanate component has an NCO content ranging from 20%by weight to 48.2%by weight.

[0021] Optionally, the weight ratio of tricyclic polymethylene polyphenylene isocyanate to tetracyclic polymethylene polyphenylene isocyanate in the isocyanate component is (2-4) : 1.

[0022] Optionally, the content of polyols with a functionality of 4 or greater in the isocyanate-reactive component is not higher than 80%by weight, based on the total weight of the isocyanate-reactive component.

[0023] Optionally, the water accounts for 1%by weight to 5%by weight of the isocyanate-reactive component.

[0024] Optionally, the cross-linking agent accounts for 0.5%by weight to 10%by weight of the isocyanate-reactive component.

[0025] Optionally, the additive is selected from one or more of physical foaming agents, chain regulators, lubricants, preservatives, pigments or dyes, toughening agents or impact modifiers, antistatic agents, levelling agents, plasticisers, flame retardants, film-forming agents, antioxidants, waxes, ultraviolet-resistant additives, stabilisers, thickeners, wetting agents, and fillers.

[0026] The present invention further provides a thermally recyclable polyurethane foam, which is prepared by a polyurethane foaming system as described above.

[0027] Optionally, the thermally recyclable polyurethane foam has a melting temperature lower than 250℃.

[0028] Optionally, the thermally recyclable polyurethane foam has a free rise density of 30-300 g / L.

[0029] Optionally, the thermally recyclable polyurethane foam has a ball rebound degree of not lower than 50%.

[0030] Optionally, the thermally recyclable polyurethane foam has a recovery time of 1-30 s and an indentation hardness of 30-150 N at a deflection of 25%.

[0031] The present invention further provides a preparation method of thermally recyclable polyurethane foam, which comprises:

[0032] a) providing a polyurethane foaming system; and

[0033] b) allowing the polyurethane foaming system to polymerise and foam.

[0034] The present invention further provides a recycling method of a thermally recyclable polyurethane foam, which comprises:

[0035] a) providing a thermally recyclable polyurethane foam;

[0036] b) performing a thermal treatment to the thermally recyclable polyurethane foam.

[0037] For a polyurethane foaming system provided by the present invention, various polyols and polyisocyanates may be selected, and water is used as a foaming agent, so the formula is simple. The preparation of polyurethane foam is a one-step process, without the need for any additional foaming steps or complicated high-pressure equipment. The ratio of the weight of tricyclic polymethylene polyphenylene isocyanate in the isocyanate component to the total weight of the polyisocyanate in the polyurethane foaming system is not higher than 5.00%, and foam prepared by the polyurethane foaming system is meltable at 200℃ and thus recyclable by thermal treatment.Detailed Description

[0038] The present invention will be described in detail below. It should be understood that the present invention is implementable in many different manners and should not be construed as being limited to the embodiments described herein.

[0039] The scientific and technical terms used herein have the meanings as commonly understood by those of ordinary skill in the art, unless otherwise specified. The following terms used herein have the meanings assigned thereto below, unless otherwise specified.

[0040] As used herein, the article “a” and “akind of” refer to one or more (that is, at least one) grammatical objects of an item or assembly.

[0041] As used herein, the terms “comprising” and “containing” may be used interchangeably and should be interpreted in a non-restrictive and open manner. In other words, for example, other components or elements may be present. The expression “composed of …” or “substantially composed of …” or a word cognate therewith may be included in “comprising” or a word cognate therewith.

[0042] Unless otherwise specified, all the percentages (%) are weight percentages.

[0043] Unless otherwise specified, the molecular weight of each component or polymer is a number average molecular weight (Mn) .

[0044] In the present invention, the molecular weight of each component is determined by gel permeation chromatography (GPC) in accordance with GB / T 21863-2008.

[0045] The terms “polyurethane system” and “polyurethane foaming system” refer to a combination of reactive compounds used to prepare polyurethane, such as polyurethane foam, in which the isocyanate component is usually stored in one or more containers different from the isocyanate-reactive component.

[0046] The term “polyurethane” is not limited to polymers containing only carbamate. Those of ordinary skill in the field of polyurethane fully understand that polyurethane may further contain urea bonds, allophanate, carbodiimide, uretidinedione, and other bonds except carbamate bonds. Polyurethane also comprises polyurethane-urea.

[0047] The term “thermoplastic” is defined as a property of a polymer. A thermoplastic polymer can melt or soften at high temperatures before being processed into products of different shapes in multiple heating-cooling processes without undergoing any significant degradation or chemical reactions.

[0048] The term “thermosetting” is defined as a property of a polymer. A thermosetting polymer, when heated, undergoes a chemical reaction, for example, degradation or deterioration. This characteristic makes it almost impossible to reprocess them at the melting temperature.

[0049] The term “melt-emulsifiable” is defined as another means of dispersion, where a preformed polymer is melted and then the molten polymer is mixed with polyols under shear. The shear disperses broken components of the molten polymer into small droplets in the polyol phase.

[0050] In the present invention, the “apparent functionality” of the isocyanate-reactive component refers to the average functionality of each molecule in the component, namely the average number of isocyanate-reactive groups (such as hydroxyl groups) in each molecule.

[0051] In the present invention, the “apparent functionality” of the isocyanate component refers to the average functionality of each molecule in the component, namely the average number of isocyanate groups per molecule.

[0052] “NCO content” or “isocyanate content” , calculated as a weight percentage, refers to the weight of isocyanate groups (NCO) in the total weight of the isocyanate component. The NCO content is measurable in accordance with DIN EN ISO 14896 by titration or other method.

[0053] The term “isocyanate-reactive hydrogen atom” refers to the total number of active hydrogen atoms in the hydroxyl and amine groups of the isocyanate-reactive component. As an example, one hydroxyl group is considered to contain one reactive hydrogen atom, one primary amino group is considered to contain one reactive hydrogen atom, and one water molecule is considered to contain two active hydrogen atoms.

[0054] In the present invention, the “isocyanate index” of the polyurethane system is defined as the ratio of the total number of isocyanate groups in the isocyanate component used in the reaction to the total number of isocyanate reactive hydrogen atoms in the isocyanate-reactive component, expressed as a percentage. An isocyanate index of 100 means that for each isocyanate group in the isocyanate component, there is one active hydrogen atom in the compound and chain extender with at least two isocyanate reactive hydrogen groups, which means that there is one functional group reactive to isocyanates. An isocyanate index higher than 100 indicates that there are more isocyanate groups than isocyanate reactive groups.

[0055] Unless otherwise specified, the term “average” refers to number average.

[0056] Polyurethane foaming system

[0057] A polyurethane foaming system of the present invention is a multi-component reactive system comprising an isocyanate component and isocyanate-reactive component, and in some cases, may further comprise a third component. Before use, the components of the polyurethane foaming system are stored in different containers such as tanks, fluid baths, or tankers. When polyurethane foam needs to be prepared, the components are mixed to react to form polyurethane.

[0058] In the polyurethane foaming system, the isocyanate-reactive component and the isocyanate component preferably have isocyanate indices of 70-120, such as 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, and 115; more preferably, they have isocyanate indices of 80-110, such as 85, 90, 95, 100, and 105.

[0059] Isocyanate component

[0060] In the present invention, the components used to form polyurethane may include an isocyanate component with an average functionality of 1.9-2.4. The isocyanate component contains polyisocyanate and / or a prepolymer terminated with isocyanate groups, and the  prepolymer is prepared by reacting polyisocyanate with a compound containing active hydrogen atoms. The ratio of the weight of tricyclic polymethylene polyphenylene isocyanate to the total weight of polyisocyanates in the isocyanate component is not higher than 5.00%, preferably not higher than 3.75%, and more preferably not higher than 2.50%. When the isocyanate component contains a prepolymer prepared by reacting polyisocyanates with a compound containing active hydrogen atoms, the total weight of polyisocyanates should be calculated solely from the weight of the starting material containing the isocyanate group, rather than considering the weight of compounds containing active hydrogen atoms.

[0061] Isocyanates may include all known isocyanates used in the production of polyurethane. These isocyanates include aliphatic, alicyclic, aromatic, and / or aromatic isocyanates, such as tris-, tetra-, penta-, hexa-, hepta-, and / or octamethylene diisocyanate, 2-methylpentamethylene 1, 5-diisocyanate, 2-ethylisobutylene 1, 4-diisocyanate, 1, 5-pentamethylene diisocyanate, 1, 4-butylene diisocyanate, 1-isocyanato-3, 3, 5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexane (isophorone diisocyanate, IPDI) , 1, 4-and / or 1, 3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane (HXDI) , 1, 4-cyclohexane diisocyanate, 1-methylcyclohexane 2, 4-and / or 2, 6-diisocyanate and / or dicyclohexylmethane 4, 4'-, 2, 4'-and 2, 2'-diisocyanate, diphenylmethane diisocyanates (MDIs) including diphenylmethane 2, 2'-2, 4'-and / or 4, 4'-diisocyanates, polymethylene polycyanol isocyanates (polymeric MDIs) including tricyclic / tetracyclic polymethylene polycyanol isocyanates (tricyclic polymeric MDIs and tetracyclic polymeric MDIs) , 1, 5-naphthalene diisocyanates (NDIs) , 2, 4-and / or 2, 6-toluene diisocyanates (TDIs) , 3, 3'-dimethyldiphenyl diisocyanates, 1, 2-diphenylethane diisocyanates and / or phenyldiisocyanate, carbodiimide-modified isocyanate, or a mixture thereof.

[0062] Preferably, the isocyanate component has an average functionality of 1.95-2.30, and more preferably has an average functionality of 2.02-2.23.

[0063] Preferably, the isocyanate component has an NCO content ranging from 20%by weight to 48.2%by weight.

[0064] The structure of polymethylene polyphenylene isocyanate is shown in formula I, where the position of methylene CH2 relative to the isocyanate group NCO on the benzene ring to which it is connected may be ortho or para, and n is an integer not smaller than 1. When n is 1, it corresponds to tricyclic polymethylene polyphenylene isocyanate; when n is 2, it corresponds to tetracyclic polymethylene polyphenylene isocyanate; when n is 3, it corresponds to pentacyclic polymethylene polyphenylene isocyanate. The content of tricyclic and tetracyclic polymethylene polyphenylene isocyanates may be determined by a high-performance liquid chromatography (HPLC) method.

[0065] Polymeric diisocyanates typically have high apparent functionalities, which can lead to higher levels of cross-linking in polyurethane.

[0066] Preferably, the weight ratio of tricyclic polymethylene polyphenylene isocyanate to tetracyclic polymethylene polyphenylene isocyanate in the isocyanate component is (2-4) : 1.

[0067] Isocyanate-reactive component

[0068] The isocyanate-reactive component has an average functionality of 1.7-2.4, which comprises one or more polyols with a molecular weight higher than 500 g / mol;

[0069] a catalyst;

[0070] a surfactant;

[0071] water;

[0072] optionally a chain extender with a functionality of 2;

[0073] optionally a cross-linking agent with a functionality of 3 or above; and

[0074] optionally an additive.

[0075] Within the isocyanate-reactive component, the content of polyols with a functionality of 4 or above is preferably not higher than 80%by weight, more preferably not higher than 60%by weight, and further preferably not higher than 40%by weight, based on the total weight of the isocyanate-reactive component.

[0076] Preferably, water accounts for 1%by weight to 5%by weight, such as 1.0%by weight, 1.5%by weight, 2.0%by weight, 2.5%by weight, 3.0%by weight, 3.5%by weight, 4.0%by weight, 4.5%by weight, and 5.0%by weight, of the isocyanate-reactive component; more preferably, water accounts for 2%by weight to 4%by weight of the isocyanate-reactive component.

[0077] Preferably, the isocyanate-reactive component has an average functionality of 2.02-2.35.

[0078] Polyol

[0079] In the present invention, the isocyanate-reactive component contains polyols. Polyols can have a number average molecular weight (Mn) of 500 to 20,000 g / mol, preferably 600 to 15,000 g / mol, and more preferably 1,000 to 10,000 g / mol. Polyols have an apparent functionality greater than 1.

[0080] The polyols may be polyols commonly used in the preparation of polyurethane, for example, polyether polyols, polyester polyols such as polycaprolactone polyols, polycarbonate polyols and a combination thereof, with polyether polyols being preferred.

[0081] The polyols in the present invention may be prepared by methods known in the art or commercially available.

[0082] In one embodiment of the present invention, the polyols may be selected from polyether polyols derived from oxygen-containing heterocyclic compounds containing 2 to 6 carbon atoms, such as 3, 4, 5, or 6 carbon atoms, preferably alkyl epoxyethane. Preferably, the polyols are prepared by polymerising ethylene oxide and propylene oxide which are repeating units, preferably being terminated with a secondary hydroxyl group.

[0083] In a preferred embodiment of the present invention, the polyols are selected from polyether polyols derived from epoxides, preferably ethylene oxide, propylene oxide, or a mixture thereof.

[0084] In one embodiment of the present invention, the polyols may be selected from polyester polyols, including, for example, polyester polyols obtained from dicarboxylic acids and polyols with 2 to 12 carbon atoms, preferably 4 to 6 carbon atoms. Suitable dicarboxylic acids include, but are not limited to, aliphatic dicarboxylic acids, such as succinic acid, glutaric acid, adipic acid, succinic  acid, azelaic acid, and sebacic acid; or aromatic dicarboxylic acids, such as phthalic acid, isophthalic acid, and terephthalic acid. The dicarboxylic acid may be used alone or as a mixture, for example, as a mixture of succinic acid, glutaric acid, and adipic acid. To prepare polyester polyols, corresponding dicarboxylic acid derivatives, such as carboxylic acid diesters, acid anhydrides, or acyl chlorides with 1 to 4 carbon atoms in alcohol residues, may also be optionally used to replace dicarboxylic acids. Examples of suitable polyols include diols with 2 to 10 carbon atoms, preferably 2 to 6 carbon atoms, such as ethylene glycol, diethylene glycol, 1, 4-butanediol, 1, 5-pentanediol, 1, 6-hexanediol, 1, 10-hexanediol, 2, 2-dimethyl-1, 3-propanediol, 1, 3-propanediol, or dipropylene glycol. According to the required performance, the polyester polyols may be used alone or as a mixture. Preferred polyester polyols include poly (ethylene glycol adipate) , poly (1, 4-butanediol adipate) , poly (ethylene glycol / 1, 4-butanediol adipate) , poly (1, 6-hexanediol / neopentyl glycol adipate) , poly (1, 6-hexanediol / 1, 4-butanediol adipate) , and polycaprolactone, ω-hydroxycarboxylic acids, such as condensation products or lactones of ω-hydroxyhexanoic acid, such as polymerisation products of optionally substituted ω-caprolactone.

[0085] In one embodiment of the present invention, the polyols may be selected from polycarbonate polyols derived from carbonic acids and diols, particularly diols with 4 to 6 carbon atoms, such as 1, 4-butanediol or 1, 6-hexanediol.

[0086] Chain extender

[0087] In the present invention, optionally, the isocyanate-reactive component contains a chain extender with a functionality of 2.

[0088] Chain extenders that can be used are substances, which have a molecular weight preferably smaller than 500 g / mol, particularly preferably in the range of 60 to 400 g / mol, and which have two hydrogen atoms reactive to isocyanates. These chain extenders may be used alone or in the form of a mixture. Preferably, a diol with a molecular weight of smaller than 500 g / mol, especially 60 to 400 g / mol, and particularly especially 60 to 350 g / mol, is used. Examples of those that can be used are aliphatic, cycloaliphatic, and / or aromatic diols with 2 to 14, preferably 2 to 10 carbon atoms, such as ethylene glycol, 1, 3-propanediol, 1, 4-butanediol, 1, 6-hexanediol, 1, 10-decanediol, 1, 2-, 1, 3-, and 1, 4-dihydroxycyclohexane, diethylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, ethylenediamine, or 1, 3-propanediamine. Preferably, ethylene glycol, 1, 3-propanediol, or 1, 4-butanediol, especially 1, 4-butanediol, is used.

[0089] The dosage of the chain extender, if present, is preferably 1%by weight to 20%by weight, more preferably 3%by weight to 15%by weight, such as 3%by weight, 4%by weight, 5%by weight, 6%by weight, 7%by weight, 8%by weight, 9%by weight, 10%by weight, 11%by weight, 12%by weight, 13%by weight, 14%by weight, or 15%by weight, calculated on the basis of the total weight of the isocyanate-reactive component.

[0090] Cross-linking agent

[0091] In the present invention, optionally, the isocyanate-reactive component contains a cross-linking agent with a functionality of 3 or above.

[0092] A cross-linking agent that can be used is a substance which has a molecular weight smaller than 500 g / mol and which has 3 or more (for example, 4) hydrogen atoms reactive to isocyanates. These cross-linking agents may be used alone or in the form of a mixture. Preferably, triols, tetraols, triamines, tetraamines, or alkanolamines with a molecular weight smaller than 500 g / mol,  especially 80 to 400 g / mol, and particularly especially 80 to 350 g / mol, are used. Examples of those that can be used are aliphatic, cycloaliphatic, and / or aromatic triols, tetraols, or alkanolamines with 2 to 14, preferably 2 to 10, carbon atoms, such as glycerol, diethanolamine, triethanolamine, trimethylolpropane, and pentaerythritol. Preferably, glycerol, diethanolamine, or trimethylolpropane, especially glycerol, is used.

[0093] The dosage of the cross-linking agent, if present, is preferably 0.5%by weight to 10%by weight, more preferably 1%by weight to 5%by weight, such as 1.0%by weight, 1.5%by weight, 2.0%by weight, 2.5%by weight, 3.0%by weight, 3.5%by weight, 4.0%by weight, 4.5%by weight, or 5.0%by weight, calculated on the basis of the total weight of isocyanate-reactive component.

[0094] Catalyst

[0095] In the present invention, the isocyanate-reactive component contains catalysts.

[0096] The catalysts that can be used include all compounds that can accelerate reactions between isocyanates and polyols. These catalysts include amine-based catalysts and organometallic compound-based catalysts, or a mixture thereof.

[0097] The amine-based catalysts that can be used include strongly alkaline amines, such as N, N, N-triethylaminoethoxyethanol, bis (N, N-dimethylaminoethyl) ether, dimethylcyclohexylamine, trimethylhydroxyethylethylenediamine, dimethylbenzylamine, triethylamine, N, N-dimethyl-1, 3-propanediamine, triethylenediamine, pentamethyldipropylenetriamine, dimethylethanolamine, N-methylimidazole, N-ethylimidazole, tetramethylhexamethylenediamine, tri (dimethylaminopropyl) hexahydrotriazine, dimethylaminopropylamine, N-ethylmorpholine, diazabicycloundecanoene, diazabicyclononene, and diazabicyclooctane.

[0098] Organometallic compound-based catalysts that can be used are, for example, organotin compounds such as tin (II) salts of organic carboxylic acids, such as tin acetate (II) , tin octanoate (II) , tin ethylhexanoate (II) , and tin laurate (II) , and dialkyltin (IV) salts of organic carboxylic acids, such as dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin maleate, and dibutyltin diacetate; zinc or bismuth salts, such as zinc octanoate, bismuth neodecanoate, bismuth 2-ethylhexanoate, and bismuth octanoate; or alkali metal salts of carboxylic acids, such as potassium acetate or potassium formate.

[0099] The dosage of the catalyst, if used, is preferably 0.1%by weight to 2.0%by weight, more preferably 0.5%by weight to 1.5%by weight, calculated on the basis of the total weight of isocyanate-reactive component.

[0100] Surfactant

[0101] A variety of known surfactants in this field may be used in the present invention.

[0102] Suitable surfactants include, for example, emulsifiers, such as sodium salts of castor oil sulfuric acid or sodium salts of fatty acids, as well as salts of fatty acids and of amines, such as diethylamine oleate, diethanolamine stearate, diethanolamine castor oil, sulfonates, such as alkali metals or ammonium salts of dodecylbenzenesulfonic acid or of dinaphthoxymethanesulfonic acid, and of castor oil; foam stabilisers, such as siloxane epoxide copolymers and other organosiloxanes, ethoxylated alkyl phenols, ethoxylated fatty alcohols, paraffin oil, castor oil ester or ricinoleic acid ester, Turkey-red oil and peanut oil, as well as foaming pore regulators, such as paraffin, fatty alcohols and dimethyl polysiloxane. Oligomeric polyacrylates with polyepoxide and fluoroalkyl groups as side groups are also suitable for improving emulsification, pore structure, and / or stability.  Calculated on the basis of the total weight of the polyurethane foaming system, the dosage of surfactant is usually 0.01%by weight to 5%by weight.

[0103] According to some embodiments, the surfactant in the polyurethane foaming system is preferably a siloxane-based surfactant. Siloxane-based surfactants are selected from hydrolysable polyether polysiloxane block copolymers, non-hydrolysable polyether polysiloxane block copolymers, cyanoalkyl polysiloxanes, polyether siloxanes, polydimethylsiloxanes, and polyether-modified dimethylpolysiloxanes.

[0104] Water

[0105] In the present invention, the isocyanate-reactive component contains water.

[0106] Water functions as a chemical foaming agent in a polyurethane system, that is, reacting with an isocyanate group to release carbon dioxide to form polyurethane foam by foaming. Meanwhile, water can react with isocyanates to form urea bonds.

[0107] According to some embodiments, water accounts for 1%by weight to 5%by weight, preferably 2%by weight to 4%by weight, of the isocyanate-reactive component.

[0108] Additive

[0109] In the present invention, the isocyanate-reactive component optionally contains additives.

[0110] Additives that can be used in the present invention are selected from one or more of physical foaming agents, chain regulators, lubricants, preservatives, pigments or dyes, toughening agents or impact modifiers, anti-static agents, levelling agents, plasticisers, flame retardants, film-forming agents, antioxidants, waxes, ultraviolet-resistant additives, stabilisers, thickeners, wetting agents, and fillers. To prepare the polyurethane, preferably one of the above additives or a mixture thereof is used.

[0111] The dosage of the additives, if present, is usually 0.1%by weight to 10%by weight, such as 0.1%by weight, 0.4%by weight, 0.7%by weight, 1.0%by weight, 1.3%by weight, 1.6%by weight, 1.9%by weight, 2.2%by weight, 2.5%by weight, 2.8%by weight, 3.1%by weight, 3.4%by weight, 3.7%by weight, 4.0%by weight, 4.3%by weight, 4.6%by weight, 4.9%by weight, 5.2%by weight, 5.5%by weight, 5.8%by weight, 6.1%by weight, 6.4%by weight, 6.7%by weight, 7.0%by weight, 7.3%by weight, 7.6%by weight, 7.9%by weight, 8.2%by weight, 8.5%by weight 8.8%by weight, 9.1%by weight, 9.4%by weight, 9.7%by weight, and 10.0%by weight, of the total weight of the polyurethane foaming system.

[0112] Physical foaming agent refers to a compound that is dispersed (for example, being dissolved, emulsified, or suspended) in the start materials for preparing polyurethane and released or evaporated under the conditions of polyurethane formation. They are hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, and other compounds, such as perfluoroalkanes such as perfluorohexane, hydrochlorofluorocarbons, as well as ethers, esters, ketones, and / or acetals, such as aliphatic hydrocarbons or aliphatic cyclic hydrocarbons with 4 to 8 carbon atoms, hydrofluoroalkenes (HFO) , or gases such as carbon dioxide, nitrogen, or a mixture thereof. According to some embodiments, the isocyanate-reactive component of the polyurethane system does not contain any physical foaming agents.

[0113] A chain regulator comprises an alkyl alcohol with one hydroxyl group, wherein, for example, the carbon atom number of the alkyl alcohol may be 2-30, preferably 4-26, more preferably 10-22. Preferably, an alkyl alcohol with 10-20 carbon atoms, preferably 14-18 carbon atoms, with one  terminal hydroxyl group, particularly preferably 1-tetradecanol, is used. The dosage of the chain regulator, if present, is preferably 0.1%by weight to 1.0%by weight, such as 0.1%by weight, 0.2%by weight, 0.3%by weight, 0.4%by weight, 0.5%by weight, 0.6%by weight, 0.7%by weight, 0.8%by weight, 0.9%by weight, or 1.0%by weight, calculated on the basis of the total weight of the polyurethane foaming system.

[0114] Antioxidants that can be used include all compounds commonly used for preparing polyurethane, such as tea polyphenols (TP) , tocopherols, flavonoids, butylhydroxyanisole (BHA) , dibutylhydroxytoluene (BHT) , and tert-butylhydroquinone (TBHQ) . The dosage of the antioxidant, if present, is preferably 0.1%by weight to 1.5%by weight, such as 0.1%by weight, 0.2%by weight, 0.3%by weight, 0.4%by weight, 0.5%by weight, 0.6%by weight, 0.7%by weight, 0.8%by weight, 0.9%by weight, 1.0%by weight, 1.2%by weight, 1.3%by weight, 1.4%by weight, or 1.5%by weight, calculated on the basis of the total weight of the polyurethane foaming system.

[0115] Lubricants that can be used include all compounds commonly used for preparing polyurethane, such as alkoxylated fatty acid esters, alkoxylated fatty alcohols, and fatty amine salts. The dosage of the lubricant, if present, is preferably 0.1%by weight to 1.0%by weight, such as 0.1%by weight, 0.2%by weight, 0.3%by weight, 0.4%by weight, 0.5%by weight, 0.6%by weight, 0.7%by weight, 0.8%by weight, 0.9%by weight or 1.0%by weight, calculated on the basis the total weight of the polyurethane foaming system.

[0116] Ultraviolet-resistant additives that can be used include all compounds suitable for preparing polyurethane, such as salicylates, phenylketones, benzotriazole, substituted acrylonitrile, and triazine. The dosage of the ultraviolet-resistant additive, if present, is preferably 0.1%by weight to 1.0%by weight, such as 0.1%by weight, 0.2%by weight, 0.3%by weight, 0.4%by weight, 0.5%by weight, 0.6%by weight, 0.7%by weight, 0.8%by weight, 0.9%by weight, or 1.0%by weight, calculated on the basis of the total weight of the polyurethane foaming system.

[0117] Pigments or dyes that can be used include all compounds suitable for preparing polyurethane, such as carbon black, aniline black, titanium dioxide, iron oxide red, titanium yellow, isoindolinone pigments, cadmium oxide, phthalocyanine green, chromium red, acridine-azine, anthraquinone, acridine, anthocyanins, oxazine, and thiazide. Preferably, pigments or dyes are used in the form of colour pastes. The dosage of the pigment or dye, if present, is preferably 0.1%by weight to 2.0%by weight, such as 0.1%by weight, 0.2%by weight, 0.3%by weight, 0.4%by weight, 0.5%by weight, 0.6%by weight, 0.7%by weight, 0.8%by weight, 0.9%by weight, 1.0%by weight, 1.1%by weight, 1.2%by weight, 1.3%by weight, 1.4%by weight, 1.5%by weight, 1.6%by weight, 1.7%by weight, 1.8%by weight, 1.9%by weight or 2.0%by weight, calculated on the basis of the total weight of the polyurethane foaming system.

[0118] Toughening agents or impact modifiers that can be used include all compounds suitable for preparing polyurethane, such as core-shell rubber, silicate powder, and powdered kaolin. The dosage of the toughening agent or impact modifier, if present, is preferably 1%by weight to 2%by weight, such as 1.0%by weight, 1.1%by weight, 1.2%by weight, 1.3%by weight, 1.4%by weight, 1.5%by weight, 1.6%by weight, 1.7%by weight, 1.8%by weight, 1.9%by weight or 2.0%by weight, calculated on the basis of the weight of the polyurethane foaming system.

[0119] Fillers that can be used are organic and inorganic powders or fibre materials, or a mixture thereof. Examples of organic fillers that can be used are wood flour, starch, flax fibre, hemp fibre, ramie fibre, jute fibre, sisal fibre, cotton fibre, cellulose fibre, or aromatic polyamide fibre. Examples of inorganic fillers that can be used are silicates, barites, glass beads, zeolites, metals, or metal  oxides. Preferably, powdered inorganic substances, such as talc, chalk, kaolin (Al2 (Si2O5) (OH) 4) , aluminium hydroxide, magnesium hydroxide, aluminium nitrite, aluminium silicate, barium sulphate, calcium carbonate, calcium sulphate, barium sulphate, silica, powdered quartz, gas-phase silica, alumina, mica or wollastonite; or inorganic substances in the form of beads or fibres, such as iron powder, glass beads, glass fibres, or carbon fibres, are used. The average particle size or the length in the case of a filler in the fibre form should be within the range of pore size or smaller. The average particle size is preferably in the range of 0.1 to 100 μm, more preferably in the range of 1 to 50 μm. The dosage of the filler, if present, is preferably 0.1%by weight to 1.0%by weight, such as 0.1%by weight, 0.2%by weight, 0.3%by weight, 0.4%by weight, 0.5%by weight, 0.6%by weight, 0.7%by weight, 0.8%by weight, 0.9%by weight, or 1.0%by weight, calculated on the basis of the total weight of the polyurethane foaming system.

[0120] Film-forming agents that can be used include all compounds suitable for preparing polyurethane, such as polyethylene amines and polyamides. The dosage of the film-forming agent, if present, is preferably 0.1%by weight to 1.0%by weight, such as 0.1%by weight, 0.2%by weight, 0.3%by weight, 0.4%by weight, 0.5%by weight, 0.6%by weight, 0.7%by weight, 0.8%by weight, 0.9%by weight or 1.0%by weight, calculated on the basis of the total weight of the polyurethane foaming system.

[0121] In all the embodiments described herein, the total content of each component in the polyurethane foaming system is 100%by weight, calculated on the basis of the total weight of the polyurethane foaming system.

[0122] The present invention further provides a method for preparing polyurethane foam, which comprises

[0123] a) providing a polyurethane foaming system; and

[0124] b) allowing the polyurethane foaming system to polymerise and foam.

[0125] The mixing of various components of polyurethane according to the present invention may be carried out by methods commonly used in the production of polyurethane reactant mixtures, such as high-pressure or low-pressure methods. Foaming may be achieved by processes known to those of ordinary skill in the art, such as foaming in a mould, batch foaming, or continuous free foaming.

[0126] Polyurethane foam

[0127] Thermally recyclable polyurethane foam provided by the present invention may be prepared by the above-described polyurethane foaming system. It has a high rebound degree and / or high viscoelasticity.

[0128] The polyurethane foam preferably has a melting temperature below 250℃, more preferably a melting temperature below 220℃.

[0129] The term “melting temperature” as used herein refers to the temperature or temperature range at which a polymer material changes state from solid to liquid. When melting, the solid and liquid phase exist in equilibrium.

[0130] The term “softening temperature” as used herein refers to a temperature or temperature range at which a polymer material softens and start to experience noticeable changes in physical properties but wherein the polymer is still in its solid state. The softening temperature is lower than the melting temperature, for a given polymer material.

[0131] The polyurethane foam preferably has a free rise density of 30-300 g / L, more preferably a free rise density of 30-150 g / L.

[0132] The polyurethane foam preferably has a ball rebound degree of not lower than 50%, measured in accordance with ASTM D3574.

[0133] The polyurethane foam preferably has a recovery time of 1-30 s and an indentation hardness of 30-150 N at a deflection of 25%, both measured in accordance with ASTM D3574.

[0134] High-resilience polyurethane foam disclosed herein is particularly suitable for transportation, sports, and furniture. For example, high-resilience polyurethane foam may be used in seats in various vehicles, such as cars, off-road vehicles, trucks, tractors, military vehicles, trains, and ships. Alternatively, high-resilience polyurethane foam may be used for soles, midsole or insoles of sports shoes, hiking shoes, boots and other shoes, sofas, and mattresses. High-resilience polyurethane foam improves the comfort and running experience provided by shoes, especially sports shoes.

[0135] Viscoelastic polyurethane foam of the present disclosure is particularly suitable for transportation, such as seats in various vehicles or means of delivery, such as cars, off-road vehicles, trucks, tractors, military vehicles, trains, and ships. For a typical automotive seat application, a thin (0.5-2.0 cm) layer of moulded or sheet viscoelastic polyurethane foam, and moulded high-resilience foam underneath, are used. Other seat foam applications include co-moulding with high-resilience foam layers, wherein viscoelastic polyurethane foam components may be sprayed or poured out. The viscoelastic polyurethane foam layer improves the comfort and pressure relieving capability of a car seat.

[0136] However, viscoelastic polyurethane foam of the present disclosure is not limited to use in transportation. As an example, the viscoelastic polyurethane foam is particularly suitable for furniture such as a sofa, a mattress, or a pillow.

[0137] Recycling methods

[0138] Recycling method of a thermally recyclable polyurethane foam comprises:

[0139] a) providing a thermally recyclable polyurethane foam;

[0140] b) performing a thermal treatment to the thermally recyclable polyurethane foam.

[0141] The thermal treatment includes a number of methods in which the polyurethane foam provided by the present invention is recyclable, such as melting emulsification, hot pressing.

[0142] Polyurethane foam is recyclable by melting emulsification. In some cases, polyurethane foam to be recycled may be sent to a heated organic liquid phase (for example, polyether polyol, polyester polyol, polycarbonate polyol or a mixture of any two or three thereof) through a feeding funnel, feeding screw or another device, melted and dispersed. A surfactant may exist in the organic liquid phase. The process of melting emulsification may be accompanied by mechanical stirring, centrifugation, and other operations. Melting emulsification may be carried out in a rotor-stator device so that the droplets formed by foam melting become smaller and mix evenly with the liquid phase. After polyurethane foam is melted and fully emulsified, the dispersion system formed may be cooled to resolidify the polyurethane in the form of droplets, forming a mixture of polyurethane particles dispersed in polyols. This mixture contains recycled content, which may be used for the subsequent synthesis of polyurethane.

[0143] In some other cases, polyurethane foam provided by the present invention is recyclable by hot pressing. At a temperature higher than the melting temperature of polyurethane foam, for example,  a foamed polyurethane product (for example, a soft foam mattress or hard foam insulation material) may be compressed to convert the foamed polyurethane into dense polyurethane. The pressure applied to compress polyurethane foam can exceed 1 atmospheric pressure. For example, polyurethane foam may be melted at 180℃ under the pressure of 0.7 MPa. Alternatively, polyurethane foam may be melted at 160℃ under the pressure of 1.0 MPa. Hot pressing may last, for example, 60 seconds, 120 seconds, 180 seconds, 240 seconds, or 300 seconds. Dense polyurethane may be used for synthetic leather or any other application that requires a polyurethane product having a higher density.

[0144] As another possibility, polyurethane foam may be pelletised and mixed with newly synthesised thermoplastic polyurethane particles, and the final products containing recycled content may be produced by moulding processes (such as injection moulding, blow moulding, compression moulding, and extrusion moulding) .

[0145] Embodiments

[0146] The present invention will be further explained below using embodiments and comparative examples, but these embodiments and comparative examples are not intended to limit the present invention.

[0147] The following starting materials were used:

[0148] 2090, a polyether polyol containing primary hydroxyl groups, with a functionality of 3, from BASF.

[0149] 2048, a polyether polyol containing primary hydroxyl groups, with a functionality of 3, from BASF.

[0150] CHE 628, a polyether polyol, formed by the ring-opening polymerisation of a compound containing active hydrogen groups with ethylene oxide and propylene oxide in the presence of a catalyst, with a apparent functionality of 6, from Changhua Chemical.

[0151] CHP-H45, with a solid content of 41%by weight and a hydroxyl value of 19-23 mgKOH / g, which is a polymer polyol based on styrene-acrylonitrile (SAN) polymer, from Changhua Chemical.

[0152] YD-310, a polyether polyol with a functionality of 3, mainly containing secondary hydroxyl groups, from Yadong Chemical.

[0153] VP 9391, a polyether polyol with a functionality of 3, from BASF.

[0154] Diethanolamine and glycerol, used as cross-linking agents, both from BASF.

[0155] Z-130, a gel catalyst from Huntsman.

[0156] NE300, an amine catalyst from Evonik.

[0157] NE1091, a non-volatile gel catalyst from Evonik.

[0158] 33 LV, a solution of 33.3%by weight triethylenediamine dissolved in 66.7%by weight dipropylene glycol, used as a catalyst, from Evonik.

[0159] T-120, a dibutylbis (lauroyloxy) stannane catalyst, from Evonik.

[0160] BL-11, a tertiary amine catalyst, from Evonik.

[0161] B 8734, a silicone oil surfactant, from Evonik.

[0162] VORASURFTM DC 198, a silicone oil surfactant, from Dow.

[0163] MI, diphenylmethane diisocyanate, with a higher content of 2, 4'-isomer than Lupranat MS and a functionality of 2, from BASF.

[0164] MS, a 4, 4'-diphenylmethane diisocyanate, with a functionality of 2, from BASF.

[0165] MM 103, a diphenylmethane diisocyanate modified with carbodiimide, with an average functionality of about 2.2, from BASF.

[0166] M 20 S, a polymeric diphenylmethane diisocyanate (pMDI) , with an average functionality of about 2.7, containing tricyclic polymethylene polyphenylene isocyanate and higher-order polymethylene polyphenyl isocyanate, from BASF.

[0167] T 80 A, a mixture of 80: 20 isomers of 2, 4-toluene diisocyanate and 2, 6-toluene diisocyanate, from BASF.

[0168] CS 9600 C-B, from BASF.

[0169] MIPS, a mixture of 2, 4'-diphenylmethane diisocyanate and 4, 4'-diphenylmethane diisocyanate, with a functionality of 2, from BASF.

[0170] The tensile strength, elongation at break and tear strength of flexible polyurethane foam samples were tested in accordance with ASTM D3574. The properties tensile strength, tear strength and elongation at break describe the ability of flexible polyurethane foam to withstand disposal during manufacture and assembly.

[0171] Compressive strength, compressive modulus, free rise density and foam density were measured in accordance with ASTM D3574.

[0172] The indentation hardness was measured by testing the specified deflection according to the indentation force deflection (IFD) test specified in ASTM D3574. At deflections of 25%, 40%, and 65%, force values were recorded as indentation hardness in N.

[0173] Hysteresis loss at a deflection of 75%was measured in accordance with ASTM D3574. A low hysteresis value as a measure of good flexible foam performance is important for the comfort of car seats, sofas, etc.

[0174] The compression set (CS) of high-resilience polyurethane foam was measured in accordance with ASTM D3574. In the compression set test, flexible polyurethane foam was compressed to 50%of its original thickness and kept at 70℃ for 22 hours under this compression for measurement, wherein the compression set is expressed as a percentage of the original compression rate.

[0175] The compression set of viscoelastic polyurethane foam was measured in accordance with ASTM D3574. In the compression set test, flexible polyurethane foam was compressed to 25%and 10%of its original thickness, respectively, and kept at 70℃ for 22 hours under this compression for measurement, wherein the compression set is expressed as a percentage of the original compression rate.

[0176] The ball rebound degree was determined in accordance with ASTM D3574. A steel ball was dropped from the reference height onto the sample, and the peak height of the ball's rebound was measured. The value of ball rebound degree is expressed as the percentage of peak height to reference height.

[0177] The recovery time was measured in accordance with ASTM D3574.

[0178] The polyurethane foam was heated to 200℃ or 240℃ under ambient pressure, and whether it was obviously melted was observed.

[0179] “Emulsification time” is defined as the time interval between the start of mixing and the start of foaming of the reactant mixture.

[0180] “Gelation time” is defined as the duration from the start of mixing to the time when a filament or tacky material may be pulled out from the inside of the foamed agglomerate by inserting and extracting a stick.

[0181] “Complete foaming time” is defined as the duration from the start of mixing to the completion of the expansion of the foamed agglomerate.

[0182] “Tack-free time” is defined as the duration from the start of mixing to when the foam surface may be touched with a finger or tongue depressor without sticking thereto.

[0183] The content of tricyclic and tetracyclic polymeric MDIs in isocyanate components was determined by a high-performance liquid chromatography (HPLC) method. An Agilent 1100 high-performance liquid chromatograph with a diode array detector was used. The steps are as follows: The test sample was derivatised using a 50: 50 mixed solvent of tetrahydrofuran and methanol at 60℃ for 1 hour. The reactant mixture was injected into the high-performance liquid chromatograph. The chromatograph used a C18 column (15 cm x 4.6 mm, 2 μm) , with a formic acid aqueous solution as mobile phase solvent A, acetonitrile as solvent B, an injection volume of 2 μL, a flow rate of 0.3 mL / min, and a column temperature box temperature of 30℃. The separated mobile phase was measured using an ultraviolet detector at a wavelength of 250 nm. The content of tricyclic polymeric MDI and tetracyclic polymeric MDI was measured by an external reference method using M 20 S and MI as external standards.

[0184] Preparation of prepolymers

[0185] The isocyanate components except polyols according to the embodiments 1 to 3 as listed in Table 1were weighed according to the weights in the table, added to round-bottom flasks, and heated to 60℃. Polyols were added in the presence of nitrogen, the mixture was stirred at 80℃ for 2 hours and cooled, and then the contents of NCO, tricyclic polymeric MDI, and tetracyclic polymeric MDI were measured.

[0186] Preparation of polyurethane foam

[0187] Foaming by a mould: Polyols and isocyanate components were prepared according to the polyurethane foaming system shown in Tables 1, 3, 5, and 7. They were stirred separately to fully mix the various components. The polyol component and the isocyanate component were mixed and stirred vigorously, then the mixture was poured into a 16 L mould, and the mould was closed. The mould temperature was 55℃.

[0188] Batch foaming: The polyol component and isocyanate component were prepared according to the polyurethane foaming system shown in Table 7. They were stirred separately to fully mix the various components. The polyol component and the isocyanate component were mixed and stirred vigorously, and then the mixture was poured into a square wooden box open on the topside and with a side length of 30 cm to foam freely.

[0189] Tables 2, 4, 6, and 8 list the properties of foam produced by the formulations shown in Tables 1, 3, 5, and 7, respectively.

[0190] Table 1

[0191] Table 2

[0192] Table 3

[0193] Table 4

[0194] Table 5

[0195] Table 6

[0196] Table 7

[0197] Table 8

[0198] Compared with Example 1, the isocyanate-reactive component in Example 2 contained more high-functionality polyols, but the polyurethane foam obtained by the reaction thereof was still meltable at 200℃.

[0199] Compared with Example 2, the polyurethane foam obtained from comparative Example 2, which contained more tricyclic polymethylene polyphenylene isocyanate, was not meltable at 200℃ or even 240℃.

[0200] Examples 7, 7#, 8, and 8#shown in Table 8 had indentation hardness of 30-150 N at a deflection of 25%, which is beneficial for achieving excellent tactile sensation in products such as seat cushions and mattresses.

[0201] The above embodiments show that the isocyanate-reactive component in a polyurethane foaming system provided by the present invention can contain a large number of polyols with a functionality of three or above. This is friendly for polyurethane formulation design, giving polyurethane system developers greater freedom. In the present invention, polyurethane foam is prepared by a one-step process, in which batch or continuous free foaming may be carried out, without the need for any additional foaming steps or involving any pressure devices, such as autoclaves.

Claims

1.Polyurethane foaming system comprising:a) an isocyanate-reactive component with an average functionality of 1.7-2.4, which comprises one or more polyols with a molecular weight higher than 500 g / mol;a catalyst selected from one or more of amine-based catalysts and organometallic compound-based catalysts;a siloxane-based surfactant;water;optionally a chain extender with a functionality of 2 and / or a cross-linking agent with a functionality of 3 or above;andoptionally an additive; andb) an isocyanate component with an average functionality of 1.9-2.4, comprising a prepolymer terminated with polyisocyanate and / or isocyanate groups, wherein the prepolymer is prepared by reacting polyisocyanate with a compound containing two or more hydroxyl groups, and the ratio of the weight of the tricyclic polymethylene polyphenylene isocyanate in the isocyanate component to the total weight of the polyisocyanate is not higher than 5.00%.2.Polyurethane foaming system according to Claim 1, wherein the isocyanate-reactive component and the isocyanate component have an isocyanate index of 70-120.3.Polyurethane foaming system according to Claim 1, wherein the isocyanate component has an average functionality of 1.95-2.30.4.Polyurethane foaming system according to Claim 1, wherein the isocyanate component has an NCO content ranging from 20%by weight to 48.2%by weight.5.Polyurethane foaming system according to Claim 1, wherein the weight ratio of tricyclic polymethylenepolyphenyl isocyanate to tetracyclic polymethylenepolyphenyl isocyanate in the isocyanate component is (2-4) : 1.6.Polyurethane foaming system according to Claim 1, wherein the content of polyols with a functionality of 4 or above in the isocyanate-reactive component is not higher than 80%by weight, calculated on the basis of the total weight of the isocyanate-reactive component.7.Polyurethane foaming system according to Claim 1, wherein water accounts for 1%by weight to 5%by weight of the isocyanate-reactive component.8.Polyurethane foaming system according to Claim 1, wherein the cross-linking agent accounts for 0.5%by weight to 10%by weight of the isocyanate-reactive component.9.Polyurethane foaming system according to Claim 1, wherein the additive is selected from one or more of physical foaming agents, chain regulators, lubricants, preservatives, pigments or  dyes, toughening agents or impact modifiers, antistatic agents, leveling agents, plasticisers, flame retardants, film-forming agents, antioxidants, waxes, ultraviolet-resistant additives, stabilisers, thickeners, wetting agents, and fillers.10.Thermally recyclable polyurethane foam, which is prepared from a polyurethane foaming system according to any one of Claims 1 to 9.11.Thermally recyclable polyurethane foam according to Claim 10, which has a melting temperature lower than 250℃.12.Thermally recyclable polyurethane foam according to Claim 10, which has a free rise density of 30-300 g / L.13.Thermally recyclable polyurethane foam according to Claim 10, which has a ball rebound degree of not lower than 50%.14.Thermally recyclable polyurethane foam according to Claim 10, which has a recovery time of 1-30 s and an indentation hardness of 30-150 N at a deflection of 25%.15.Preparation method of a thermally recyclable polyurethane foam, which comprises:a) providing a polyurethane foaming system according to any one of Claims 1 to 9; andb) allowing the polyurethane foaming system to polymerise and foam.16.Recycling method of a thermally recyclable polyurethane foam, comprising:a) providing a thermally recyclable polyurethane foam according to any one of Claims 10 to 14;b) performing a thermal treatment to the thermally recyclable polyurethane foam.

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