生产聚氨酯泡沫塑料的方法技术

一种制备聚氨酯泡沫塑料，尤其是根据一步发泡法，半预聚物法和预聚物法生产聚氨酯泡沫塑料的方法。它是通过将聚异氰酸酯与包括水和有机多元醇在内的含活泼氢的成分进行反应制成的，其中所说的反应是在由叔胺与芳氧基取代的羧酸之间反应形成的反应产物存在的条件下进行的。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。本专利技术尤其适合于用一步发泡法，半预聚物法和预聚物法来制造聚氨酯泡沫塑料。本专利技术具体涉及使用叔胺与具有任意羟基官能度芳氧基取代的羧酸的反应产物，作为用于促进在聚氨酯泡沫塑料，优选一步法聚氨酯泡沫塑料，特别是软质聚氨酯泡沫塑料的生产中涉及的反应的催化剂。聚氨酯泡沫塑料一般是在催化剂，硅酮基的表面活性剂和其它助剂的存在下将二异氰酸酯或聚异氰酸酯与含有两个或多个活泼氢的化合物反应制得的。含活泼氢的化合物一般是多元醇，伯聚胺和仲聚胺以及水。在聚氨酯泡沫塑料的制备过程中通过反应物中的催化剂将两个主要反应加速。为了产生具有所希望的物理性能的聚氨酯泡沫塑料，这些反应必须同时并且在生产期间以竞争性的平衡速率进行。在异氰酸酯和多元醇或聚胺之间的反应通常称为凝胶反应，该反应会形成高分子量的聚合物。在仅用低沸点的有机化合物进行发泡的泡沫塑料的生产中这是一主要反应。反应的进行增加了混合物的粘度，这一般有助于与多官能的多元醇形成交联。第二个主要反应发生在异氰酸酯和水之间。该反应增加了氨基甲酸酯聚合物的增长，它对于产生用于促进发泡的二氧化碳气体是很重要的。因此，这一反应通常称为发泡反应。该发泡反应对于避免或减少助发泡剂的使用是必不可少的。凝胶和发泡反应均发生在用二氧化碳气体进行部分或全部发泡的泡沫塑料中。实际上由发泡反应现场产生的二氧化碳“一步法”水发泡制备聚氨酯泡沫塑料中起着重要的作用。水发泡的聚氨酯泡沫塑料，特别是软质泡沫塑料可通过模塑方法和块料发泡法来生产。如上所述，为了获得优良的氨基甲酸酯泡沫结构，凝胶反应和发泡反应必须同时并且要以最佳的平衡速率进行。例如，如果与凝胶反应相比二氧化碳释放太快的话，泡沫就会有破裂的倾向。另一方面，如果与产生二氧化碳的发泡反应相比凝胶的扩展反应太快的话，泡沫的增加就会受到限制，结果就会形成高密度的泡沫塑料。此外，不良平衡的交联反应将对泡沫塑料的稳定性产生不利地影响。实际上，这两个反应的平衡是靠该方法中使用的助催化剂和催化剂，一般是胺和/或有机金属化合物的性质来控制的。通常的软质和硬质泡沫塑料的配方包括有多元醇，聚异氰酸酯，水，任选的低沸点有机或惰性气体(CO2)，硅酮型表面活性剂和催化剂。软质泡沫塑料一般是开孔型材料，而硬质泡沫塑料通常是闭孔占很高的比例。历来生产聚氨酯泡沫塑料的催化剂是两种通用的类型叔胺(单和多)和有机锡化合物。有机金属锡催化剂主要对凝胶反应起作用，而胺催化剂使发泡/凝胶平衡的范围更加不同。在软质泡沫塑料配方中使用锡催化剂还可增加闭孔的数量，而这直接影响着泡沫塑料的紧度。叔胺作为催化剂对扩链反应也是有效的并且它可与有机锡催化剂结合使用。例如，在软质的块状泡沫塑料的制备中，使用“一步法”，其中用三乙烯二胺促进水-异氰酸酯的反应和交联反应。而在增效性配方中使用有机锡化合物以促进扩链反应。软质聚氨酯泡沫塑料在商业上可以块状泡沫塑料来制备或在模具中制备。一些块状泡沫塑料是通过将混合的反应物倒入一大的盒体中来生产(不连续法)，而另一些泡沫塑料则是以连续的方式通过将反应混合物在纸衬传送机上的淀积来制备的。随着传送机的前进泡沫起发并固化，然后当它从发泡机中出来时泡沫塑料被切成大的块料。一些软质块状聚氨酯泡沫塑料的用途包括家具垫，床上用品和地毯。在不连续法中，反应的引发必须被延迟以便使反应混合物能均匀的搁置并使在反应物混合期间夹入的多余空气能够溢出。否则，由于夹入空气的缓慢释放会引起泡沫塑料的开裂。在此情况下，可使用延迟性催化剂以实现所要求的反应性分布曲线。这一问题在具有较短传送机的机器上用连续法生产块状泡沫塑料时也是很严重的。在此情况下，当泡沫塑料到达切割机时为了能充分地固化配方必须是具有高催化作用的。因此，为了使放置均匀不仅需要延迟作用，而且一旦激活，快速的催化作用也是很关键的。生产模塑泡沫塑料的方法一般包括用聚氨酯泡沫塑料制造机将初始材料进行混合，当材料从混合头出来时，将反应混合物倒入模具中。软质模塑聚氨酯泡沫塑料的主要用途是汽车坐垫；汽车的弹性头垫和扶手；也可以将其用在家具垫上。一些半软质模塑泡沫塑料的用途包括汽车仪表盘，保温泡沫塑料和吸声泡沫塑料。现代模塑软质和半软质聚氨酯泡沫塑料的生产方法已取得了显著的进步。例如在Just-in-Time(JIT)供应厂中使用的那些方法对快速脱模系统的需求在不断增加。由于减少了循环时间使得在生产率和/或减少部分成本上获得了收益。快速固化的高回弹性(HR)模塑的软质泡沫塑料配方一般可实现在三分钟内脱模。这可以通过利用下面的一个条件或将这些条件组合来实现，这些条件包括较高的模具温度，更具活性的反应中间体(多元醇和/或异氰酸酯)或增加催化剂的量和/或活性。但是高反应性模塑聚氨酯系统会产生许多问题。快速的引发时间需要将反应的化学品迅速地倒入模具中。在某些情况下，快速形成的起发泡沫塑料的粘度会使其流动性能降低并会在模塑部件中产生缺陷。此外，模盖在充分的闭合前快速起发的泡沫塑料就会到达模腔的分模线从而在泡沫塑料中产生瘪泡区域。在此情况下，可使用延迟性催化剂以改进初始系统的流动并使得有充分的时间关闭模具。显示出高的催化活性的、延迟性催化剂是特别有用的。在模塑泡沫塑料生产中遇到的另一个困难是泡沫紧度的问题，这通常在快速固化的泡沫塑料配方中是一个很严重的问题。泡沫的紧度是由在模塑泡沫塑料部件从模具中取出时其闭孔所占的比例大造成的。如果在此状态下让其冷却，那么泡沫塑料部件通常会产生不可逆的收缩。如果要求泡沫塑料具有高的回弹性，那么就需要其开孔的比例大一些。因此，泡孔或者通过物理破碎模塑部件或者通过将模塑部件放入真空腔中来打开。已提出了许多包括化学的和机械的策略方法以便在脱模时使得闭孔的数量最小。硬质聚氨酯泡沫塑料的主要用途包括现场灌注的绝缘泡沫塑料用在致冷，运输应用以及金属门上，板料的绝缘和喷涂绝缘。在硬质泡沫塑料的应用中，与在软质泡沫塑料模塑中所需的原因相同也要使用延迟性催化剂以延迟初始系统的反应性，同时提供较短的固化时间以适合于生产周期加快的需要。延迟性催化剂主要应用在生产模塑的软质和半软质聚氨酯泡沫塑料部件上。在这些应用中，人们希望使模塑的时间尽可能的短(“快速脱模”)，但反应的开始必须被延迟以便随着反应而增加的粘度不会危及模具的正确填充。通过延迟开始发粘的时间，使反应混合物更好地膨胀，可得到所需要密度的泡沫塑料，特别是具有MDI和MDI/TDI体系的泡沫塑料。历来在上述方法中使用的延迟性催化剂是酸封端的胺，通常为叔胺和诸如甲酸，乙酸或2-乙基己酸的羧酸的简单的胺盐(J.Cellular Plastics，p.250-255，9/10，1975)。这些盐不具有催化活性，因此，直到盐通过增加反应混合物的温度而发生离解时这些胺才激活反应。不幸的是，使用羧酸封端的胺催化剂通常具有使泡沫塑料变得紧密的作用(见US3,385,806，4,701,474和4,785,027)。在TDI模塑泡沫塑料的生产中，例如用于汽车的垫，为了能够获得所希望的泡沫硬度，接枝的聚醚多元醇要与聚醚多元醇混合。硬度经常是密度降低的一个主要限制因素。因为传统的延迟性作用，酸封端的胺催化剂(即甲酸，乙酸，丙酸以及2-乙基己酸的胺盐)生产的泡沫塑料具有较低的最终硬本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚氨酯泡沫塑料的制备方法，它是将聚异氰酸酯和含活泼氢的成分，包括水和有机多元醇，在延迟性胺催化剂的存在下进行反应，所说的延迟性胺催化剂是通过叔胺和羧酸间的反应形成的，其特征在于使用芳氧基取代的羧酸作为所说的羧酸。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：H埃尔戈巴赖，L穆勒，
申请(专利权)人：CK韦特科公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]