由植物油基含羟基的材料制成的聚合物多元醇和聚合物分散体制造技术

具有多元醇连续相和分散聚合物粒子的聚合物多元醇，其中该多元醇连续相包括至少一种衍生自脂肪酸或脂肪酸酯的含羟甲基的聚酯多元醇。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请要求2004年10月25日提交的美国临时申请No.60/622,218的权益。本专利技术涉及聚合物粒子在含羟基的材料中的分散体。这种类型的分散体通常已知为聚合物多元醇或共聚物多元醇。通过多异氰酸酯和多元醇的反应制造聚氨酯泡沫。最初使用聚酯多元醇大规模商业生产聚氨酯是源于二醇或多元醇与二羧酸的酯缩合反应以制造软质泡沫。由于它们较低的成本和制造多种多元醇的能力，聚醚多元醇取代了聚酯多元醇。通过使衍生自石油原料的环氧化物(环氧乙烷)在含有活性氢起始化合物的引发剂化合物(例如低分子量多元醇和多胺)的存在下聚合，制造聚醚。已经用蓖麻油或蓖麻油副产物制造硬质聚氨酯泡沫。已经尝试由植物或可再生原料(例如Peerman等人在美国专利Nos.4,423,162、4,496,487和4,543,369中所公开的那些)制造多元醇。Peerman等人描述了将获自植物油的脂肪酸酯加氢甲酰基化或还原并与多元醇或多胺形成所得羟基化材料的酯。但是，Peerman等人明确描述了胶凝问题，他通过每当量多元醇或多胺使用不超过1摩尔羟甲基化材料来避免该问题。因此，Peerman等人的酯是低当量材料，其已经证明仅可用于制造交联的硬质聚氨酯。为了改进承重性和其他泡沫性能，已经开发出所谓的聚合物多元醇产品。聚合物多元醇的常见类型是乙烯基聚合物粒子在多元醇中的分散体。在大量参考文献中描述了这些材料，例如美国专利Nos.4,242,249、4,350,780、4,390,645、4,460,715、4,745,153、4,381,076和5,494,957和WO98/52988。其他常见的类型是所谓的“PHID”多元醇，其是如美国专利Nos.3,325,421、4,042,537和4,089,835中所述的聚脲粒子的分散体；和所谓的“PIPA”(多异氰酸酯加聚)多元醇，其如美国专利Nos.4,293,470、4,296,213、4,374,209和4,452,923中所述是聚氨酯-脲粒子的分散体。这些聚合物多元醇产品随后单独或作为多元醇混合物的一部分用于制备软质聚氨酯泡沫。聚合物多元醇的关键性质是固含量、分散稳定性、粘度和过滤性。制造具有尽可能高的固含量的聚合物多元醇通常是合意的，因为这降低了制造成本并可以用传统多元醇稀释该聚合物多元醇以获得任何所需的更低固含量。稳定性和过滤性对于储存和运输聚合物多元醇并确保其可用于制造均质泡沫产品是重要的。低至中等粘度对于有效的泡沫加工和一致的可计量性(meterability)是重要的。通常难以获得这些性能的良好平衡。特别地，稳定性和粘度极大取决于特定多元醇和分散聚合物相的性质，以及适当的稳定剂材料的选择。将所有或部分传统石油基多元醇替换成以可再生原料为基础的替代性多元醇通常是合意的。传统多元醇的价格往往随原油定价波动，后者由于证实储量的逐渐减少、全球需求的提高和不确定的地理政治环境而变得越来越不稳定。此外，许多国家没有国内油储备，但具有极大的农业，这些农业可以生产用于制造替代性多元醇的植物油原料，只要这些多元醇从技术和经济角度看均表现得很好。因此，令人满意地是制造一种聚合物多元醇产品，其中的至少一些传统多元醇材料被替换成衍生自可再生材料(例如基于植物油或动物脂肪的)的材料。本专利技术是具有多元醇连续相和分散聚合物粒子的聚合物多元醇，其中该多元醇连续相包括至少一种衍生自脂肪酸或脂肪酸酯的含羟甲基的聚酯多元醇。该聚酯多元醇方便地如下制备使具有12至26个碳原子的含羟甲基的脂肪酸，或这种含羟甲基的脂肪酸的酯，与每分子含有平均至少1个羟基、伯胺和/或仲胺基团的醇或胺引发剂化合物反应，以使含羟甲基的聚酯多元醇含有平均至少1.3个衍生自含羟甲基的脂肪酸或酯的重复单元，每引发剂化合物中羟基、伯胺和仲胺基团的总数，且含羟甲基的聚酯多元醇的当量为至少400至15,000。令人惊讶地，可以在含有含羟甲基的聚酯多元醇的多元醇连续相中制备稳定的、低粘度聚合物多元醇。该聚合物多元醇可用于多种聚氨酯用途，例如软质块状泡沫、高弹性软质块状泡沫、模塑泡沫和各种弹性体和微孔弹性体用途。本专利技术还是聚合物粒子在连续相中的分散体，该连续相含有含羟甲基的脂肪酸或其烷基酯或惰性取代烷基酯，该含羟甲基的脂肪酸具有12至26个碳原子。已经发现，高固含量聚合物多元醇组合物容易以良好的粘度和良好的过滤性制备。这种分散体可以直接用于制造聚氨酯。但是，在许多情况下，含羟甲基的脂肪酸或酯含有高比例的含行羟基或仅含一个羟基的分子。在这种情况下，本专利技术的分散体优选与另一具有更高官能度(即每分子的异氰酸酯反应性基团数更高)的材料混合以制造适用于制备聚氨酯的多元醇混合物。令人惊讶地，含羟甲基的脂肪酸或酯可以在形成聚氨酯泡沫的步骤中或之后与混合物中的其他多元醇材料提供的游离羟基反应，以与其形成酯基团。尽管单官能醇的存在通常被认为产生非反应性链端，这限制了聚合物的分子量和交联密度，但脂肪酸或酯与来自其他多元醇材料的游离羟基反应的能力提供了另一使这些单官能材料反应以增加聚氨酯聚合物中的分子量和交联密度的机制。通过在连续多元醇相中就地生成聚合物粒子，方便地制备本专利技术的聚合物多元醇。粒子可以是，例如，一种或多种乙烯基单体的聚合物，或可以是聚脲或聚脲-氨基甲酸乙酯粒子。连续多元醇相包括至少一种含羟甲基的聚酯多元醇。为了制造乙烯基粒子的分散体，使一种或多种烯键式不饱和单体和至少一种稳定剂(两者均在下文更充分地描述)分散在连续多元醇相中。一般而言，通过形成单体在连续相中的搅拌混合物并使该混合物经受足以使单体聚合以形成分散聚合物粒子的条件，进行聚合。适用于进行这种聚合的条件是公知的并例如在美国专利Nos.4,242,249、4,350,780、4,390,645、4,460,715、4,745,153、4,381,076、5,494,957和WO98/52988中描述。适合的烯键式不饱和单体是在该连续相不会明显降解的温度(如低于150℃的温度，尤其是低于130℃)下可聚合、并且在聚合时在该连续相中具有低溶度的那些单体。合适单体的例子包括脂族共轭二烯，例如丁二烯；单亚乙烯基芳族化合物，例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基萘和其它惰性取代苯乙烯；α，β-烯键式不饱和羧酸和酯，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸2-羟乙酯和甲基丙烯酸2-羟乙酯；α，β-烯键式不饱和腈，例如丙烯腈；丙烯酰胺；乙烯基酯，如乙酸乙烯酯；乙烯基醚；乙烯基酮；乙烯基和亚乙烯基卤化物；和类似物。其中，单乙烯基芳族化合物和α，β-不饱和腈是优选的。苯乙烯和丙烯腈是优选单体。苯乙烯和丙烯腈的混合物特别优选，尤其是苯乙烯占该单体混合物重量的大约25至95％，尤其是大约50至75％时的混合物。在本专利技术的第一方面，该连续相包括多元醇或多元醇混合物。多元醇的至少一种是含羟甲基的聚酯多元醇，其每分子中羟基、伯胺和仲胺基团的总数平均为至少1个、优选至少2个、更优选至少2.5个，至大约12个、更优选大约6个、再更优选大约5个。含羟甲基的聚酯多元醇的当量为至少400，例如至少大约600，至少大约650，至少大约700，或至少大约725，至大约15,000，例如至大约6000，至大约3500，至大约1700，至大约本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：C·F·巴特林克，H·R·范德华，
申请(专利权)人：陶氏环球技术公司，
类型：发明
国别省市：