具有分散于聚醚中的纳米级聚脲颗粒的聚合物分散液制造技术

本发明专利技术涉及聚脲颗粒的分散液，其通过使聚异氰酸酯化合物与包括至少一种多元胺同时分散于基质聚醚中的共反应物反应而制得。聚异氰酸酯或多元胺，或两者均具有至少2的官能度。高度优选的共反应物为被烷硫基取代的芳香族二胺，诸如3，5‑二(甲硫基)‑2，4‑甲苯二胺。所述分散液具有提升储存稳定性的极小颗粒。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于制备适用于产生弹性聚氨基甲酸酯发泡体的聚脲颗粒在多元醇中的分散液的方法。
技术介绍
聚脲颗粒在多元醇中的分散液为众所周知的材料。其通常被称为“PHD多元醇”。通常将其用于制备聚氨基甲酸酯发泡体。分散颗粒可有助于使弹性发泡体孔张开。其亦可提高发泡体的承重性，而且在一些情况下可改良耐火性能。通过使聚异氰酸酯化合物与胺或酰肼发生反应，同时将材料分散于多元醇中而制得PHD多元醇。聚异氰酸酯与氨基或酰肼基反应形成聚脲聚合物颗粒，将其分散于多元醇中形成连续相。少量多元醇分子亦可进行反应。以此方式，一定量的多元醇可变为与分散聚脲颗粒“接枝”。此接枝会有助于稳定分散液。不利的是，所出现的接枝通常不足以形成稳定分散液。随时间推移，分散聚脲颗粒可能会沉降在分散液中。这会导致多种问题。沉降颗粒可能很难再得到分散。仍然分散于多元醇中的颗粒数量可随时间变化，亦或处于材料的容器区中。此会导致其产物严重的不相容性，反过来，导致使用产物所制得的聚氨基甲酸酯的严重不相容性。改良PHD多元醇稳定性的一种方法在于减小粒度。较小颗粒在流体动力学上将更具稳定性而因此不太易于沉降。因此，利用可经由极小颗粒制得PHD多元醇的方法为合乎需要的。
技术实现思路
在一个方面中，本专利技术为用于制备聚脲聚合物颗粒在基质聚醚中的分散液的方法，所述方法包括(I)形成以下各者的搅拌混合物：(i)一或多种聚异氰酸酯化合物、(ii)一或多种共反应物，其包含具有至多200当量/伯氨基和/或仲氨基的至少一种多元胺化合物，和分子量至少为600的基质聚醚，其前提为聚异氰酸酯化合物的平均官能度为至少2.4和/或多元胺化合物含有平均至少2.4个伯氨基和/或仲氨基，以及(II)使共反应物与聚异氰酸酯化合物在基质聚醚存在下反应，形成聚脲颗粒在基质聚醚中的分散液。具体实施方式申请者已发现，选择高官能度起始材料——聚异氰酸酯或多元胺，或两者将大大有利于形成极小聚脲颗粒。此会产生高分散液稳定性。聚异氰酸酯为单一化合物或含异氰酸酯化合物的混合物。聚异氰酸酯的异氰酸酯当量优选地为至多300，更优选地为至多250，再更优选地为至多175，并且在一些实施例中为50到175。具有三个或更多个异氰酸酯基的异氰酸酯化合物的实例包含4，4′，4″-三苯基甲烷三异氰酸酯、聚亚甲基聚苯基异氰酸酯、甲苯-2，4，6-三异氰酸酯以及4，4′-二甲基二苯基甲烷-2，2′，5，5′-四异氰酸酯。可使用这些异氰酸酯化合物中的一者或多者与二异氰酸酯的混合物，尤其当混合物含有平均至少2.4个异氰酸酯基/分子时。所述二异氰酸酯的实例包含间伸苯基二异氰酸酯、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、六氢甲苯二异氰酸酯、伸萘基-1，5-二异氰酸酯、1，3-和/或1，4-双(异氰酸酯基甲基)环己烷(包含顺式异构体和/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′-联伸二苯二异氰酸酯、3，3′-二甲氧基-4，4′-联苯二异氰酸酯、3，3′-二甲基-4-4′-联苯二异氰酸酯以及3，3′-二甲基二苯基甲烷-4，4′-二异氰酸酯。聚异氰酸酯优选地为所谓聚合MDI产物，其含有二苯基甲烷二异氰酸酯(包含任何异构体或2，4′-、4，4′-以及2，2′-异构体)和一或多种聚亚甲基聚苯基异氰酸酯的混合物。这些混合物可在市面上购得并且通常被称为“粗MDI”或“聚合MDI”。共反应物包含具有至少两个伯氨基和/或仲氨基以及至多200，优选至多125并且更优选至多75当量/伯氨基和/或仲氨基的至少一种多元胺化合物。多元胺化合物优选地占共反应物的至少50摩尔％，更优选至少70摩尔％。多元胺化合物可为唯一的共反应物。合适的多元胺化合物的实例包含具有1到100个碳原子的直链或支链烷基单胺多元胺；具有至多100个碳原子的直链或支链亚烷基二胺；含有至少三个伯氨基和/或仲氨基之聚亚烷基多元胺；以胺封端的聚醚；环脂族多元胺以及芳香族多元胺。多元胺化合物的特定实例包含乙二胺、1，2-丙二胺、1，3-丙二胺、四甲基乙二胺、十二亚甲基二胺、六亚甲基二胺、N，N′-二甲基乙二胺、2，2-双-氨丙基甲胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、二亚丙基三胺、哌嗪、N，N′-双-氨乙基哌嗪、三嗪、4-氨基苄胺、4-氨基苯基乙胺、1-氨基-3，3，5-三甲基-5-氨甲基环己烷、4，4′-二氨基二环己基甲烷、4，4′-二氨基环己基丙烷、1，4-二氨基环己烷、苯二胺、甲苯二胺、3，5-二乙基-2，4-甲苯二胺、双-氨甲基苯、亚甲基(二苯胺)、聚氧丙烯二胺等。尤其优选的共反应物为被二烷硫基取代的芳香族二胺。被烷硫基取代的芳香族二胺包含表示为以下结构的化合物：其中x为至少为1，优选1到4，更优选1到2并且最优选为2的数字，R表示烷基并且Ar表示芳环结构。各R-S-基和各-NH2基直接键结于Ar基的芳环碳。R基可为直链、支链或环状。其优选地含有1到4个碳原子，更优选1到2个碳原子并且最佳为甲基。Ar基优选地为苯基或被烷基取代的苯基，但亦可为例如萘基或其它多环结构。R基和Ar基可在形成分散液的反应条件下各自被不与异氰酸酯反应的取代基、羟基或胺基取代。Ar基可如所提及被烷基取代，并且也可例如被烷氧基取代。合适的被烷硫基取代的芳香族二胺的实例为3，5-二(甲硫基)-2，4-二氨基甲苯。此二胺可以来自雅保公司(Albemarle Corporation)的EthacureTM 300之形式购得。可使用呈与一或多种如上所述的其它共反应物的混合物形式的被烷硫基取代的芳香族二胺。聚异氰酸酯和多元胺化合物中的至少一者的平均官能度为至少2.4。“聚异氰酸酯官能度”或“聚异氰酸酯平均官能度”是指含异氰酸酯化合物的异氰酸酯基平均数/分子。多元胺化合物的平均官能度是指合并的伯胺基和仲胺基平均数/多元胺分子。出于计算多元胺化合物的平均官能度的目的，如下所述的任何视情况选用的单胺化合物忽略不计。在一些实施例中，聚异氰酸酯化合物具有平均至少2.8个异氰酸酯基/分子。优选地，聚异氰酸酯具有平均至多4个异氰酸酯基/分子，并且再更优选地，具有2.8到3.5个异氰酸酯基/分子。当聚异氰酸酯化合物的平均官能度为2.4或大于2.4时，多元胺化合物的平均官能度可低至2.0。在其它实施例中，多元胺化合物之平均官能度为至少2.8个伯氨基和/或仲氨基/分子，优选地为至多4个伯氨基和/或仲氨基/分子，更优选地为2.8到3.5个伯氨基和/或仲氨基/分子。当多元胺化合物的平均官能度为2.4或大于2.4时，聚异氰酸酯的平均官能度可低至2.0。除多元胺化合物以外，共反应物亦可包含其它异氰酸酯反应性化合物。如果存在，优选地以相对较小量使用这些其它异氰酸酯反应性材料，诸如全部共反应物的至多50摩尔％，更优选至多25摩尔％，再更优选至多10摩尔％。以异氰酸酯反应性基团计，其它共反应性材料优选地具有至多300，更优选至多250的当量。异氰酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备聚脲聚合物颗粒在基质聚醚中的分散液的方法，所述方法包括(I)形成以下各者的搅拌混合物：(i)一或多种聚异氰酸酯化合物、(ii)一或多种共反应物，其包含具有至多200当量/伯氨基和/或仲氨基的至少一种多元胺化合物，和分子量至少为600的基质聚醚，其前提为所述聚异氰酸酯化合物的平均官能度为至少2.4和/或所述多元胺化合物平均含有至少2.4个伯氨基和/或仲氨基，以及(II)使所述共反应物与所述聚异氰酸酯化合物在所述基质聚醚存在下反应，形成聚脲颗粒在所述基质聚醚中的所述分散液。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.19 US 61/9184881.一种用于制备聚脲聚合物颗粒在基质聚醚中的分散液的方法，所述方法包括(I)形成以下各者的搅拌混合物：(i)一或多种聚异氰酸酯化合物、(ii)一或多种共反应物，其包含具有至多200当量/伯氨基和/或仲氨基的至少一种多元胺化合物，和分子量至少为600的基质聚醚，其前提为所述聚异氰酸酯化合物的平均官能度为至少2.4和/或所述多元胺化合物平均含有至少2.4个伯氨基和/或仲氨基，以及(II)使所述共反应物与所述聚异氰酸酯化合物在所述基质聚醚存在下反应，形成聚脲颗粒在所述基质聚醚中的所述分散液。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚异氰酸酯化合物的平均官能度为至少2.8。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述聚异氰酸酯化合物为一或多种亚甲基二苯基异氰酸酯和一或多种聚亚甲基聚苯基异氰酸酯的混合物。4.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其中所述多元胺化合物占所述共反应物的至少50摩尔％。5.根据权利要求1到4中任一项所述的方法，其中所述多元胺化合物的平均官能度为至少2.8。6.根据权利要求1到5中任一项所述的方法，其中所述共反应物包含至少一种单胺、多元醇或...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·沈，R·C·埃文，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，罗门哈斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US