以甲苯二胺-引发的多元醇为基础的硬质聚氨酯泡沫体制造技术

使用多元醇组分制造硬质聚氨酯泡沫体，所述多元醇组分包括含有指定量的氧乙烯基的甲苯二胺－引发的多元醇。由这些多元醇制成的泡沫体具有低的ｋ因数和优良的脱模膨胀值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及硬质聚氨酯泡沫体的组合物和方法，尤其就地浇铸(pour-in-place)的泡沫体，如在设备和其它应用中用作热绝缘。硬质聚氨酯泡沫体通常在如冰箱、冷冻机或冷却器的设备中用作绝热材料、或者用作屋顶和墙壁的绝缘，和用于其它应用。在这些应用中聚氨酯泡沫体的一个优点是它们具有在希望绝缘的场所中通过聚氨酯反应混合物的反应和起泡原位形成聚氨酯泡沫体的能力。所产生的硬质泡沫体显示出良好的热绝缘性质并且往往也提供一些构造的好处。就地浇铸的聚氨酯泡沫体组合物必须满足几个要求。该反应组合物必须在聚合反应完成之前使用少量的原材料就能够完全填充有效空间，但仍然提供具有良好绝热性质的泡沫体。另外，期望该组合物能快速固化以形成尺寸稳定的泡沫。快速固化到尺寸稳定状态使制造时间和成本减少。另外，绝热性质，通常称为k因数，与该泡沫体组合物的快速初期反应(凝胶时间)在某种程度上相关联。这类泡沫体组合物一般包括多异氰酸酯组分、与多异氰酸酯反应的多元醇组分、发泡剂、一种或多种表面活性剂和催化剂。该多元醇组分一般是平均羟基数为300-600并且每分子中平均有三个或更多的羟基的材料、或材料的混合物。往往，具有羟基和伯或仲胺基的氨基醇可以形成该多元醇组分的全部或一部分。已经研究将甲苯二胺(TDA)-引发的多元醇用于该聚氨酯应用。将环氧丙烷加到甲苯二胺中以形成300-600羟基数的多元醇。已经发现，这些多元醇是非常粘的-以致于它们很难一致和可靠地在工业规模的设备上加工。进一步地，在起泡设备上加工这些多元醇所需的高压缩减了设备寿命和维修费用。因此，已有通过TDA与环氧乙烷和环氧丙烷的混合物反应来生产较低-粘度产品的多方面尝试。用这种方法已经成功地生产了粘度为5000mPa·S的TDA引发的多元醇产品。近年来，因为对臭氧耗竭的担忧已经逐步增加，传统的氯氟烃(CFC)和氢化氯氟烃(HCFC)发泡剂已经被淘汰，而支持具有较低臭氧损耗潜能和多数情况下具有较低全球变暖潜力的备选发泡剂。目前二氧化碳(在水和异氰酸酯的反应中产生)、各种的氢化碳氟化合物(hydrofluorocarbons)、各种的烃、和它们的混合物是选择的备选发泡剂。然而、作为绝热体这些发泡剂没有CFC和HCFC材料有效。关于实例，CFC-11和HFC-141b在77下分别具有0.054和0.066BTU/hr-in-的热导率，而HFC-134a的热导率是0.106以及HFC245fa的热导率是0.096。尽管存在这些事实，政府和/或工业标准往往仍然要求包含这些泡沫体的设备满足以前存在的热绝缘的同样标准。这意味着需要优化泡沫体组合物以便尽管使用效率较低的发泡剂仍提供所需的热绝缘。因为这些备选发泡剂很少是CFCs和HCFCs的可以简单替换的替换物，因此这问题进一步增加。由于它们分子量、沸腾温度、溶解度和其它性质的偏差，新发泡剂的替换通常要求进行其它组成的校正。因此，所希望的是提供一种可以容易地加工成高质量硬质热绝缘泡沫体的聚氨酯泡沫体组合物，该组合物使用一些氢化碳氟化合物和/或烃发泡剂。在一个方面，本专利技术提供一种制造聚氨酯泡沫体的方法，包括(1)通过在反应条件下在有效量物理发泡剂和每100重量份多元醇或其混合物0.1到4重量份的水的存在下将下列(a)和(b)混合以形成反应混合物(a)异氰酸酯-反应组分，包括具有300到600的平均羟基数和每分子平均有至少3个羟基的多元醇或其混合物，(b)异氰酸酯-组分，包括与该多元醇或其混合物起反应的多异氰酸酯，所述物理发泡剂选自具有2到4个碳原子的氢化碳氟化合物、具有3-6个碳原子的烷烃和具有5-6个碳原子的环烷烃、或任何两种或更多种上述物理发泡剂的混合物；和(2)使反应混合物置于在封闭空间内使它反应、膨胀和固化的条件下以便在所述封闭空间内形成硬质聚氨酯泡沫体，其中至少10重量％的所述多元醇或其混合物是含有一个或多个羟基的甲苯二胺-引发的聚醚，其中该甲苯二胺-引发的聚醚具有300到600的平均羟基数，并且进一步其中氧乙烯(-CH2-CH2-O-)基占该甲苯二胺引发的聚醚的总重量的2到25％、优选2到20％。在第二个方面，本专利技术提供一种异氰酸酯-反应组合物，包括(a)异氰酸酯-反应组分，包括具有300到600的平均羟基数和每分子平均有至少3个羟基的多元醇或其混合物，(b)有效量的物理发泡剂，该物理发泡剂选自具有2到4个碳原子的氢化碳氟化合物、具有3-6个碳原子的烷烃和具有5-6个碳原子的环烷烃、或任何两种或更多种上述物理发泡剂的混合物，和(c)每100重量份所述多元醇或其混合物0.1到4重量份的水；其中至少10重量％的所述多元醇或其混合物是含有一个或多个羟基的甲苯二胺-引发的聚醚，其中该甲苯二胺-引发的聚醚具有300到600的平均羟基数，并且氧乙烯基占该甲苯二胺引发的聚醚的总重量的2到25％、优选2到20％。该异氰酸酯-反应组分包括一种或多种多元醇，一起具有平均300到600、优选400到600的羟基数。甲苯二胺(TDA)-引发的聚醚可以仅仅占该多元醇总重量的较少部分(10-49％)，然而当该TDA-引发的聚醚占该多元醇总重量的至少50％时，可以更清楚地看出本专利技术的益处。该TDA-引发的聚醚优选占该多元醇总重量的至少70％、更优选至少75％、更加优选至少80％。该TDA-引发的聚醚可以占该多元醇总重量的差不多90％、95％、98％或100％。TDA-引发的聚醚包含氧乙烯基，它占TDA-引发的聚醚的总重量的从2％、优选从3％、更优选从5％、更加优选从6％、到25％、优选到20％、更优选到17％、更加优选到15％、并且在一些应用中12％。当氧乙烯基在聚醚链的末端出现时，它们形成伯羟基。在这些应用中，优选末端羟基主要是仲羟基。仲羟基可以通过用更高的1，2-环氧烷如环氧丙浣或环氧丁烷“封端”该聚醚来形成。因此，此处使用的TDA-引发的聚醚优选是具有内部聚(氧乙烯)嵌段、或内部任意共聚合的EO/PO(环氧乙烷/环氧丙烷)嵌段，它们是用全部-PO嵌段封端的以便主要提供末端仲羟基。最好至少50％、更优选至少80％、更加优选至少90％、尤其至少95％的羟基是仲羟基。环氧乙烷和环氧丙烷的比率是使氧乙烯含量和羟基数均在上述范围内的比率。TDA-引发的聚醚(或混合物)有利地在50℃具有小于10,000cps、优选在50℃小于5000cps以及尤其在50℃小于3000cps的粘度。使用TDA-引发的聚醚的混合物在本专利技术的范围内，其中一个或多个单个组分超出上述氧乙烯基含量的范围，条件是混合物的平均聚合的环氧乙烷含量在上述氧乙烯含量和羟基数范围内。例如，使用TDA的全部-PO加成化合物与另一个具有氧乙烯基的TDA-引发的多元醇的混合物是可能的，条件是混合物的氧乙烯含量和羟基数在前述的范围之内。在此情况下，在混合物中的TDA-引发的聚醚的一种可以包含比上述范围稍微更大比例的氧乙烯基，条件也是该混合物的平均氧乙烯含量和羟基数属于上述范围内。例如，TDA的全部-PO加成化合物可以与TDA-引发的具有21-50重量％、优选30-40重量％的氧乙烯基的多元醇混合，条件是组分的比例使氧乙烯基的总含量是该混合物的2到25％、优选是该混合物的2到20％。一般在上述混合物中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造聚氨酯泡沫体的方法，包括（１）在反应条件下在有效量物理发泡剂和每１００重量份多元醇或其混合物０．１到４重量份的水的存在下将下列（ａ）和（ｂ）混合以形成反应混合物：（ａ）异氰酸酯－反应组分，包含具有３００到６００的平均羟基数和 每分子平均有至少３个羟基的多元醇或其混合物，（ｂ）异氰酸酯－组分，包含与该多元醇或其混合物起反应的多异氰酸酯，所述物理发泡剂选自具有２到４个碳原子的氢化碳氟化合物；和（２）使反应混合物置于使它在封闭空间内反应、膨胀和 固化的条件下以在所述封闭空间内形成硬质聚氨酯泡沫体，其中至少１０重量％的所述多元醇或其混合物是包含一个或多个羟基的、甲苯二胺－引发的聚醚，其中该甲苯二胺－引发的聚醚具有３００到６００的平均羟基数，并且进一步其中氧乙烯（－ＣＨ↓［２］ －ＣＨ↓［２］－Ｏ－）基占该甲苯二胺引发的聚醚的总重量的２到２５％。

【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：SE穆尔，CA马丁二世，JP科斯曼，GH迪安，CJ欣德，
申请(专利权)人：陶氏环球技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]