可发泡的低粘度混合物制造技术

本发明专利技术涉及一种可发泡混合物，其含有至少一种烷氧基硅烷封端的预聚物和至少一种发泡剂，所述烷氧基硅烷封端的预聚物可由下述物质制备：ａ）至少一种异氰酸基官能化的烷氧基硅烷，其可以由至少一种羟基官能和／或氨基官能的烷氧基硅烷和至少一种二异氰酸酯或聚异氰酸酯合成，和ｂ）至少一种含有至少一个ＯＨ基的化合物，其特征在于所述可发泡混合物在２３℃下的动态粘度为１００到２５，０００ｍＰａｓ，优选５００到１０，０００ｍＰａｓ。本发明专利技术还涉及制备所述可发泡混合物的方法。根据本发明专利技术的可发泡混合物适于密封、隔热和安装接头、屋顶表面、窗户和门或用于填充空腔。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可发泡的低粘度混合物本专利技术涉及可发泡的低粘度混合物，该混合物可以进一步加工成泡沫塑料。本专利技术意义上的泡沫塑料是由一次性加压容器在它们的使用地点制备的，因此它 们也称作原位泡沫(Ortschaum) (DIN 18159)。这些特别是湿固化的单组份体系。将发泡的 组合物通常在一次性加压容器Einweg-DruckbehSltem (气溶胶罐)中。这些可喷射的 泡沫特别用于建筑领域，例如密封、隔热和安装接头、屋顶表面、窗户和门或用于填充空腔。 作为优异的隔热材料，它们在泡沫状态产生良好的隔热作用。此外，其他的应用领域包括管 路的隔热或在工业设备和机器中用泡沫填充空腔。迄今已使用的主要的建筑泡沫是聚氨酯泡沫(PU泡沫)，其在未交联状态由具有 高浓度的游离异氰酸酯基的预聚物组成。即使在室温下，这些异氰酸酯基能够通过合适的 反应剂进入加成反应，从而在应用后实现喷涂泡沫的固化。泡沫结构通过将高度挥发性发 泡剂加入尚未交联的原料中来制备，和/或通过二氧化碳来制备，后者通过异氰酸酯与水 的反应形成。由于发泡剂的固有压力，所述泡沫通常从一次性加压容器(加压罐或气溶胶 罐)中排出。具有两个或更多OH基的醇(特别是带支链的和不带支链的多元醇)或水可以用 作用于异氰酸酯的反应物。如上所述，水与异氰酸酯反应，释放出二氧化碳，以形成伯胺，其 可以直接加成至另一个尚未消耗的异氰酸酯基。这形成氨基甲酸乙酯单元和/或脲单元， 它们可以在固化的材料中形成部分结晶的亚结构，因为它们具有高极性并且它们能够形成 氢桥键，因此得到具有高硬度、抗压强度和抗拉强度的泡沫。除了二氧化碳，即使在相对较低的压力下也可以冷凝并因此可以以液体形式加入 至预聚物混合物中，而不使喷射罐暴露于过高压力下的气体通常用作发泡剂。因此，PU喷涂泡沫作为所谓单组份和双组份泡沫制备。所述单组份泡沫仅由于含 异氰酸酯的预聚物混合物与大气湿度接触而固化。此外，单组份泡沫的固化反应期间释放 的二氧化碳可以支持发泡。所述双组份泡沫含有异氰酸酯组分和多元醇组分，它们必须在 发泡前即刻一起充分混合，并由于多元醇与异氰酸酯的反应而固化。双组份体系的优点是 固化时间非常短，在一些情况下仅几分钟就可完全固化。然而，它们的缺点是它们需要具有 两个腔室的复杂设计的加压罐，并且相比于单组份体系非常不方便处理。固化的PU泡沫的特征特别在于它们的优异的机械性能和隔热性能。它们还对于 建筑领域中的大量的基材具有非常好的粘合作用，并且它们在干燥和UV保护的条件下具 有几乎无限制的稳定性。其他优点包括一旦所有异氰酸酯基特别是单体异氰酸酯已经完全 反应，固化泡沫的毒理学安全性好。它们在非常短的时间内固化并且易于处理。由于这些 性质，已证明PU泡沫在实践中非常成功。除了相对高分子量的聚合物之外，基于聚异氰酸 酯和多元醇并用于加压罐中以制备泡沫的预聚物混合物通常含有完全未反应或仅仅反应 形成低分子量预聚物的聚异氰酸酯。预聚物混合物的这些组分形成实际的潜在风险，因为 它们具有较高的挥发性，因此是不理想的，因为异氰酸酯特别是单体异氰酸酯由于它们的 高反应性和高蒸汽压还非常容易灼伤且有毒。因此，未交联的喷涂泡沫化合物在它们完全固化之前在毒理学上是不安全的。除4了所述预聚物直接与皮肤接触外，在泡沫的应用期间可以形成气溶胶或低分子量化合物 (即，单体异氰酸酯)的蒸发也很关键。这导致在毒理学上不能采用的化合物通过空气被吸 入。此外，异氰酸酯非常容易引起过敏症和敏化，并能引起哮喘发作。而实际上，PU喷涂泡 沫经常不是由训练有素的使用者使用，而是由一般工作人员或喜欢自己动手的人使用，从 而并不总能保证适当的处理，这更加剧了这些危险。在许多情况下，人们怀疑由于单体二异氰酸酯与过量水的反应而形成的胺是致癌 物。如果处理得当，该潜在风险应被分级为低风险，然而，对于很多用户来说这里存在 一个接受度的问题(Akz印tanzproblem)，因为需要说明这些产品有毒的，并且在一些国家 (比如德国)，将空的或部分空的容器分类为特殊废物，所述特殊废物必须通过成本高昂的 回收体系使其可以再利用，这加剧了所述接受度的问题。为了克服这些缺点，例如在W096/061M中已经描述了用于喷涂泡沫的预聚物，其 仅含有非常低浓度的单体异氰酸酯或根本不含单体异氰酸酯。然而，这种体系的一个缺点 是这样制备的预聚物仍然具有反应性异氰酸酯基，从而即使从毒理学观点来看，这种PU喷 涂泡沫比传统泡沫分级更有利，但它们仍然是不安全的。对于接受度和废物问题，这种泡沫 体系也不能提供充分令人满意的方案。WO 2000/04069描述了用于制备密封和隔热泡沫的预聚物共混物，其含有预聚物 组分、发泡气体组分和制备泡沫所需的常用添加剂。所述预聚物组分应当是在分子中具有 至少两个Si (OR)x(R)3_x基团的硅烷封端的聚氨酯预聚物，其中R表示具有1-6个碳原子的 烷基，χ是1-3的整数。这种预聚物组分常常具有非常高的粘度，大于1，000，OOOmPas,并且 在罐装泡沫生产中会引起严重的问题，这是它们常常必须在高温下填充的原因。粘性预聚 物与其他组分的混溶性也不能令人满意。因此，在制备和填充加压罐的过程中，这种可发泡 混合物难以处理。WO 2002/066532公开了不含异氰酸酯的可发泡混合物，其含有不含异氰酸酯的烷 氧基硅烷封端的预聚物和发泡剂，其中所述预聚物具有下面通式的硅烷端基权利要求1.可发泡混合物，其包含至少一种烷氧基硅烷封端的预聚物，其可以由以下物质合成a)至少一种异氰酸基官能化的烷氧基硅烷，其可以由至少一种羟基-和/或氨基官能 的烷氧基硅烷和至少一种二异氰酸酯或聚异氰酸酯合成，和b)至少一种含有至少一个OH基的化合物；和至少一种发泡剂，其中所述可发泡混合物在23°C下的动态粘度为100到25，OOOmPas (在用相同重量的重 量比为40 60的甲缩醛/戊烷混合物代替所述发泡剂后使用ARES转动流变仪进行测量； 30Hz ；锥-板(锥角 0.5° ))。2.根据权利要求1所述的可发泡混合物，其中所述异氰酸基官能化的烷氧基硅烷由至 少一种二异氰酸酯或聚异氰酸酯和至少一种式(I)的氨基-和/或羟基官能的烷氧基硅烷 合成3.根据权利要求2所述的可发泡混合物，其中对于R3是共价键的情况，R5是羟烷基。4.根据权利要求2或3所述的可发泡混合物，其中m为0或1。5.根据权利要求1-4任一项所述的可发泡混合物，其中残余NCO含量小于1。6.根据权利要求1-5任一项所述的可发泡混合物，其中使用二醇或多元醇，特别是平 均分子量Mn为400到2000的二醇或三醇作为所述至少一种含有至少一个OH基的化合物。7.根据权利要求1-6任一项所述的可发泡混合物，其含有至少一种反应性稀释剂，所 述反应性稀释剂选自甲基_、乙烯基-和苯基三甲氧基硅烷和/或它们的部分水解产物以及 它们的混合物。8.根据权利要求1-7任一项所述的可发泡混合物，相对于所述混合物的总重量，其含 有10-30重量％的发泡剂。9.根据权利要求1-8任一项所述的可发泡混合物，其中所述发泡剂选自各具有1到5 个碳原子的烃和氟代烃、二甲基醚(DME)以及它们的混合物。10.根据权利要求1-9任一项所述的可发泡混合物，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
可发泡混合物，其包含：至少一种烷氧基硅烷封端的预聚物，其可以由以下物质合成：ａ）至少一种异氰酸基官能化的烷氧基硅烷，其可以由至少一种羟基－和／或氨基官能的烷氧基硅烷和至少一种二异氰酸酯或聚异氰酸酯合成，和ｂ）至少一种含有至少一个ＯＨ基的化合物；和至少一种发泡剂，其中所述可发泡混合物在２３℃下的动态粘度为１００到２５，０００ｍＰａｓ（在用相同重量的重量比为４０∶６０的甲缩醛／戊烷混合物代替所述发泡剂后使用ＡＲＥＳ转动流变仪进行测量；３０Ｈｚ；锥－板（锥角０．５°））。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·许布纳，
申请(专利权)人：汉高股份有限及两合公司，
类型：发明
国别省市：DE