水发泡的聚氨酯泡沫材料及其生产方法技术

通过多异氰酸酯与多元醇组分在水和改性的不挥发性胺催化剂存在下反应制备水发泡的聚氨酯泡沫材料，其中多元醇组分包含至少一种聚醚多元醇。

【技术实现步骤摘要】
专利技术背景本专利技术涉及用不挥发的(non-fugitive)催化剂生产的水发泡聚氨酯泡沫 材料，以及该泡沫材料的生产方法。水发泡聚氨酯泡沫材料是己知的，应 用范围很广。胺催化剂是生产水发泡的泡沫材料体系中最常用的催化剂之 一。但是，这类催化剂不总是理想的，因为这类体系中常用的胺催化剂的 臭味通常保留在形成的聚氨酯泡沫材料中。这种臭味限制了聚氨酯泡沫材 料的许多应用。因此，开发一种用具有以下特征的有效催化剂生产的水发泡聚氨酯泡 沫材料是有利的该催化剂不会留下令人讨厌的臭味，并且在产物泡沫材 料中不是潜在"挥发性的"。专利技术概述本专利技术的目的是提供一种水发泡聚氨酯泡沫材料，该材料几乎不具有 或完全不具有胺催化剂残余物造成的臭味。本专利技术的另一个目的是提供一种用不挥发性催化剂生产低VOC水发 泡聚氨酯泡沫材料的方法。这些目的和对本领域技术人员来说显而易见的其它目的可通过以下方法实现使多异氰酸酯或多异氰酸酯的混合物与多元醇组分在约1-9重量%(以多元醇组分的总重量为基准计)的水和约0.5-8重量％(以多元醇组分 的总重量为基准计)的改性胺催化剂存在下反应，形成聚氨酯泡沫材料，其 中全部多元醇混合物中至少60重量％为聚醚多元醇。具体实施方式本专利技术提供一种半刚性聚氨酯泡沫材料，该材料的特征是具有良好的 冷成形性，能够对汽车部件如车顶内衬提供足够的支撑，低密度(约20-35千克/米3)，良好的粘结性，低VOC，以及没有明显的胺臭味。这些性质的组合通过以下方法实现使多异氰酸酯或多异氰酸酯的混 合物与多元醇组分在水和改性胺催化剂存在下反应。更具体地，在本专利技术的方法中，开孔的可冷成形的半刚性聚氨酯泡沫 材料通过以下方法得到使多异氰酸酯与多元醇组分、增链剂和/或交联剂、 水、改性的胺催化剂和泡沫稳定剂反应，其中多元醇组分包括官能度约为 2-6的聚醚多元醇(以多元醇的总重量为基准计，优选至少为60重量Q/^，更优选为60-95重量％，该聚醚多元醇含有至少两个羟基，分子量约为 160-6000)，所述增链剂和/或交联剂含有至少两个羟基，分子量为60-160。本专利技术方法中使用的多异氰酸酯可以是任何已知的多异氰酸酯，但是 优选是二苯基甲垸二异氰酸酯、多苯基多亚甲基多异氰酸酯、或二苯基甲 垸二异氰酸酯和多苯基多亚甲基多异氰酸酯的混合物。特别优选的是符合 以下特征的二苯基甲垸二异氰酸酯和多苯基多亚甲基多异氰酸酯的混合 物全部多异氰酸酯中约30-80重量％为二苯基甲烷二异氰酸酯，约20-70 重量％为多苯基多亚甲基多异氰酸酯。其中约10-30重量％的二苯基甲垸 二异氰酸酯是2,4'-二苯基甲垸二异氰酸酯的混合物是更优选的。其中约 15-25重量％的二苯基甲烷二异氰酸酯是2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯的二 异氰酸酯混合物是最优选的。本专利技术的多元醇组分由官能度约为2-6的聚醚多元醇组成。较佳地， 所述多元醇组分包含至少60重量％的聚醚多元醇，更优选约60-95重量％、 最优选约70-90重量％的羟值约为28-1050的二官能、三官能羟基聚醚或二 官能和三官能羟基聚醚的混合物(这些羟值相当于分子量约160-6000，由端 基分析方法确定)。以多元醇的总重量为基准计，本专利技术的多元醇组分还包含最高达40重 量％、优选最高达25重量％、最优选最高达10重量％的其它类型的多元 醇，例如聚酯多元醇。但是，不优选使用这类聚酯多元醇。可用于本专利技术的多元醇组分的羟值约为28-600的二官能羟基聚酯的例 子包括可通过环氧乙烷和/或环氧丙烷与二醇反应得到的二官能聚醚，所 述二醇的例子是乙二醇、二甘醇、1，2-或1,3-丙二醇、1，4-丁二醇等。羟值在一定范围内，优选约147-560(相当于分子量约200-763，通过端基分析方 法确定)的聚环氧丙垸和/或聚环氧乙垸是其它合适的二官能聚醚的例子。以 多元醇组分的总量为基准计，这些短链聚醚的用量优选约为15-35重量％。可用于本专利技术的多元醇组分的羟值约为28-1050的三官能羟基聚醚包 括可通过环氧乙烷或环氧丙烷与三元醇反应得到的三官能聚醚，所述三元 醇包括例如丙三醇、三羟甲基丙垸、 一乙醇胺、三乙醇胺、蔗糖/丙二醇/ 水等。这些聚醚的羟值通常为28-1050，相当于分子量约为160-6000，通过 端基分析方法确定。二官能和三官能羟基聚醚的优选混合物由约30-50重量％(以多元醇组 分的总量为基准计)的短链聚环氧丙烷丙三醇聚醚(羟值约为450-600)和约 25-40重量％(以多元醇组分的总量为基准计)的长链聚(环氧丙垸/环氧乙烷) 丙三醇聚醚(羟值约为28-34)组成。后一种类型的聚醚还包括含填料的聚醚， 该聚醚含有约20重量％的接枝在其上的固体苯乙烯/丙烯腈共聚物，或者约 20重量^的甲苯二异氰酸酯CTDI)和肼的分散形式的固体反应产物。用于生产本专利技术的泡沫材料的发泡剂是水，任选地与其它已知的任何 发泡剂组合，这些其它发泡剂是例如烃、氟代烃和氯氟代烃。以多元醇组 分的总重量为基准计，水在形成聚氨酯泡沫材料的反应混合物中的含量约 为1-9重量％，优选约为2.5-7重量。％，最优选约为3-6重量％。如果包含 任何其它已知的发泡剂，则这类其它发泡剂的用量不应该超过2重量％。 优选水是本专利技术的形成聚氨酯泡沫材料的混合物中唯一的发泡剂。水通常 作为发泡剂包含在多元醇组分中。任选地，在本专利技术的形成泡沫材料的混合物中可包含约0.05-2重量％、 优选约0.1-0.7重量％(以多元醇组分的总量为基准计)的泡沫稳定剂。任何 已知的泡沫稳定剂都是合适的。优选的是有机硅泡沫稳定剂。可任选地包 含在本专利技术的多元醇组分中的稳定剂是已知的，优选的是具有较短的聚醚 基和较长的有机硅基团的一类稳定剂。本专利技术的关键特征是改性的胺催化剂。以多元醇组分的总重量为基准 计，改性的胺催化剂在形成泡沫材料的混合物中的含量必须约为0.5-8重量 %，优选约为1-5重量％，最优选约为2-4重量％。用于实施本专利技术的改性的胺催化剂是(1)与(2)的反应产物，其中(l)是胺，优选是具有至少两个氨基并且其中至少一个氨基是叔氨基的胺；(2)是 油，优选是分子量至少为500-800的生物基油或其衍生物。用于实施本发 明的优选的改性胺催化剂包括(1)和(2)的反应产物，其中(l)是胺，例如通式 R2-N-RVNH2表示的胺，其中R和R，各自表示烃，x表示整数，例如N，N-二甲基丙二胺；(2)是油，例如蓖麻油或任何脂肪酸，优选是妥尔油。特别 优选的是N,N-二甲基丙二胺与妥尔油的反应产物。改性的胺催化剂通常包 含在形成聚氨酯的反应混合物的多元醇组分中。以多元醇组分的总重量为 基准计，改性的胺催化剂的用量一般约为1-5重量％，优选约为2-4重量％ 。 还可以使用本专利技术的改性的胺催化剂与其它已知催化剂的组合。在除 了所需的改性的胺催化剂外还使用其它催化剂的情况中，必需调节所用的 改性的胺催化剂的量。通常，当使用其它催化剂时，需要较少的改性的胺 催化剂。当然，其它已知的助剂和添加剂也可以用于依据本专利技术的方法来生产 泡沫材料。这些任选的添加剂的例子包括作为发泡剂的易挥发性有机物质； 已知的反应促进剂；已知的反应阻滞剂；表面活性添加剂，例如乳化剂和 泡沫稳定剂；己知的泡孔调节剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水发泡的聚氨酯泡沫材料，该泡沫材料是在（ｃ）和（ｄ）存在下（ａ）与（ｂ）的反应产物：（ａ）有机多异氰酸酯；（ｂ）多元醇组分，其包含：（ｉ）官能度约为２－６、分子量约为１６０－６０００的聚醚多元醇，（ｃ）以（ｂ）、（ｃ）和（ｄ）的总重量为基准计，约１－９重量％的水；（ｄ）以（ｂ）、（ｃ）和（ｄ）的总重量为基准计，约０．５－８重量％的改性的胺催化剂。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：B李，RW米特瑟，
申请(专利权)人：拜尔材料科学有限公司，
类型：发明
国别省市：US[]