一种链烷醇胺/二氧化碳加合物和用其制得的聚氨酯泡沫制造技术

一种氨基甲酸酯加合物，通过二氧化碳与链烷醇胺的接触反应制得，其中所述链烷醇胺是每分子含有一个或两个醚部分的物质。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种链烷醇胺/二氧化碳的加合物以及用该加合物制备聚氨酯聚合物的用途，其中链烷醇胺每分子带有一个或两个醚键。制备聚氨酯聚合物通常需要生产一种具有低密度的聚合物以提供该聚合物用于某些领域的实用性和经济可行性。低密度聚氨酯聚合物也被叫做聚氨酯泡沫，该聚合物通常是在物理发泡剂存在下，通过有机多异氰酸酯与聚醚多元醇或聚酯多元醇反应制备。传统上使用的发泡剂为有机物质如全卤代或“硬”含氯氟烃(如三氯一氟甲烷)。然而，由于人们对环境质量的日益重视，因此，继续使用“硬”含氯氟烷烃已受很多政府组织的限制。此外，已有人提出使用“软”含氯氟烷烃如二氯一氟甲烷、四氟乙烷或一氯一氟甲烷，它们与前者的区别在于氢原子含量不同。但是，上面提到的替代物质的发泡效率往往不如三氯一氟甲烷，另外在制备聚氨酯泡沫时也会经常遇到因体系溶解性问题而导致的工艺复杂性。近来提出采用脂肪族或脂环族烷烃，尤其是正戊烷、异戊烷或环戊烷。然而，如果不采用合适的预防措施，使用烷烃也同样会遇到体系溶解性问题以及附加的可燃性危险。最近在许多实例中提出使用水。水是一种“化学”发泡剂，它可通过与多异氰酸酯的放热反应来现场生成气态二氧化碳，得到低密度聚氨酯聚合物(二氧化碳使聚合物密度降低)。使用水导致在聚氨酯聚合物中生成聚脲，所得到的泡沫通常具有不希望有的硬度和脆性，这需要通过选择多元醇或多异氰酸酯来加以改善。另外，大家所共知的是，当想要制备一种连皮(integral-skinned)聚氨酯产品时，采用水来生成二氧化碳通常不能提供很好的表皮形成。选择满足许多客户的愿望和环境要求的二氧化碳作为发泡剂目前已得到了广泛的认可。因此，当生产聚氨酯泡沫时，包括生产连皮聚氨酯泡沫时，需要提供另一能够将公认的水缺陷降低至最小程度的二氧化碳源。二氧化碳也可以通过特定的无机物质如碳酸铵或碳酸氢铵的热分解生成。另外，通过有机物质如胺的二氧化碳配合物的热分解也可以作为二氧化碳的一种来源。US 3,425,964公开了当制备聚氨酯聚合物时使用一种固体物质作为固化剂，该固体物质是通过二氧化碳与一种液体多元胺接触制取的。DE21 32 102公开了通过二氧化碳与低分子量多胺接触制备配合物的方法。法国专利申请公开FR2,121,556公开了通过乙醇胺与二氧化碳制备一种配合物，并将该加合物用于生产聚氨酯聚合物。与此相类似，US5,464,880公开了在通过脂肪族氨基醇与二氧化碳制得的配合物存在下制备无CFC的微孔聚氨酯聚合物的方法。US4,645,630和4,499,038公开了使用胺/二氧化碳加合物制备聚氨酯聚合物的方法，其中胺每分子中至少含有3个脂肪族醚基。为了提供一种有商业吸引力的低密度聚氨酯聚合物，必须使用相对大量的上面所提及的物质来产生所需要体积的二氧化碳。生成的二氧化碳的量随所用胺的分子量的增大而明显增加。如果聚氨酯聚合物是在存在高分子量的胺的情况下制得的，这将显著变化并导致所得到的聚氨酯聚合物的物理性能变差。为了克服这些缺陷，需要提供一种对于每重量份配合物能够释放出相对大量二氧化碳的胺/二氧化碳加合物。为了便于操作，还需要提供一种在环境温度条件下为液态的胺/二氧化碳加合物。此外，如果制备聚氨酯聚合物时使用配合物能够改善所得聚氨酯聚合物的物理性能，则也是合适的。本专利技术第一方面涉及通过二氧化碳与链烷醇胺接触获得的氨基甲酸酯加合物，其中链烷醇胺每个分子中含有一个或两个醚键。本专利技术第二方面涉及一种液体组合物，基于液体组合物的总重量计，它包含(a)5-95wt％的氨基甲酸酯加合物，(b)95-5wt％的非水性介质，其特征在于所述氨基甲酸酯加合物通过二氧化碳与每个分子中含有一个或两个醚键的链烷醇胺接触反应获得。本专利技术第三方面涉及制备氨基甲酸酯加合物的方法，包括在非水介质中使二氧化碳与链烷醇胺接触，其特征在于(a)当链烷醇胺为仲胺时，所述链烷醇胺具有如下通式 当链烷醇胺为伯胺时，所述链烷醇胺具有如下通式H2N-(CHR′-CHR″-O)n-(CH2)x-OH其中R′为氢、甲基或乙基；R″为氢、甲基或乙基；整数n为1或2或n′为0、1或2；条件是n与n′之和小于3但至少为1；整数x和x′为1至4的整数；和(b)所述介质是一种在环境温度下为液态的质子物质或非质子物质，其中存在的(a)与(b)之间的重量比为95∶5到5∶95本专利技术第四方面涉及一种聚氨酯泡沫，它通过有机多异氰酸酯与聚醚多元醇或聚酯多元醇在包括如上所述的氨基甲酸酯加合物或其组合物的发泡剂存在下反应制备。本专利技术第五方面涉及通过反应混合物在密闭模具中反应制得的连皮聚氨酯泡沫，其中所述反应混合物包含(a)有机多异氰酸酯，其异氰酸酯含量为至少10wt％，(b)聚醚多元醇或聚酯多元醇，其每个分子中平均含有的羟基数为2-4个，平均分子量为1000-10000，和(c)发泡剂，包括如上所述的氨基甲酸酯或其组合物。令人惊奇的是，已经发现这种氨基甲酸酯加合物容易制备，并且易于用作生产具有低密度的聚氨酯聚合物时的发泡剂。更令人惊奇的是，已经发现这种加合物可以提供二氧化碳作为主要的发泡手段的连皮聚氨酯产品。另外还发现，与在无所述的胺/二氧化碳加合物条件下制得的产品相比，根据本专利技术得到的连皮聚氨酯产品如操向轮的物理性能、包括耐磨性能都有明显的提高。在此公开的本专利技术涉及一种氨基甲酸酯加合物，或其组合物，该组合物在室温下是一种液体，它包含所述氨基甲酸酯加合物和液体介质。这种氨基甲酸酯加合物的特征是热分解温度至少为60℃，优选至少75℃，最高约130℃。考虑到处理该加合物，分解温度低于此温度的加合物没有实用价值。当制备聚氨酯聚合物时，分解温度高于上述温度的加合物的实用性有限，因为用于使加合物分解的制备聚合物时的反应热不会使温度超过130℃太多。当氨基甲酸酯加合物以组合物形式存在时，该组合物包含5-95wt％的氨基甲酸酯加合物的成分(a)和95-5wt％的非水液体介质的成分(b)(基于成分(a)和成分(b)的总重量计)。有利的是，该加合物存在量优选为25-85wt％，更优选35-75wt％，最优选45-55wt％。与此相对应，液体介质的存在量优选为75-15wt％，更优选65-25wt％，最优选55-45wt％。本专利技术的氨基甲酸酯加合物通过二氧化碳与链烷醇胺接触反应制得，其中链烷醇胺为每分子含有一个或两个醚部分的物质。使用这种链烷醇胺提供第一，在室温下为液态的加合物；第二，具有适于制造聚氨酯聚合物的粘度的加合物；第三，能够释放出合适量的二氧化碳的加合物。链烷醇胺可以是仲胺，但优选为伯胺。对于形成氨基甲酸酯，伯胺呈现更大的活性。当链烷醇胺为伯胺时，其特征在于可以用如下通式表示H2N-(CHR′-CHR″-O)n-(CH2)x-OH当链烷醇胺为伯胺时，其特征在于可以用如下通式表示 其中R′独立地为氢、甲基或乙基；R″为氢、甲基或乙基；整数n或n′为1或2；条件是n与n′之和小于3；整数x和x′为1至4的整数。合适且优选的链烷醇胺的例子是伯胺2-(2-氨基乙氧基)乙烷或2-(2-(2-氨基乙氧基)乙氧基)乙醇。上面提及的组合物中的液态介质组分可以是在环境温度下为液态的非质子物质或优选质子物质。术语“环境温度”就是通常所说的室温，即25℃。质子物质的例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：L·派拉卡尼，G·桂狄提，M·伯塔滋，
申请(专利权)人：陶氏化学公司，
类型：发明
国别省市：