聚氨酯泡沫塑料的制备方法技术

本发明专利技术涉及由多官能异氰酸酯和多羟基化合物制备软、半软或硬聚氨酯泡沫塑料的方法。更具体地说，本发明专利技术包括：用乙酰乙酯基取代多羟基化合物中的部分羟基，这种取代降低了多羟基树脂的粘度，而不影响泡沫塑料的行为特性，根据所需的粘度降低的程度，可以采取多种取代程度。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及由多官能异氰酸酯和多羟基化合物制备软、半软或硬聚氨酯泡沫塑料的方法。更具体地说，本专利技术包括用乙酰乙酯基取代多羟基化合物中的部分羟基，这种取代降低了多羟基树脂的粘度，而不影响泡沫塑料的行为特性，根据所需的粘度降低的程度，可以采取多种取代程度。聚氨酯泡沫塑料体系的化学成分包括多官能异氰酸酯和多羟基化合物，以及必要的催化剂以控制反应的速度和类型，必要的发泡剂以控制气体的释放速度，和必要的表面活性剂以使反应稳定。当多官能异氰酸酯和多羟基化合物混合时，反应产物是聚氨酯。生产聚氨酯泡沫采用了挥发性液体，通常是含氯氟烃，它们作为发泡剂，在加热发泡混合物时产生气体。除了作为发泡剂外，含氯氟烃还能大大降低多羟基树脂的总粘度，从而使使操作容易进行。但是，问题是含氯氟烃会贫化大气层上部的臭氧层。最近，环保局和地方空气质量管理区正在努力逐步控制含氯氟烃的数量。减少聚氨酯泡沫产品中含氯氟烃的用量有助于达到环保要求，并为将来可能更严格的空气污染要求作准备。但是，对于聚氨泡沫生产者来说，最终取消含氯氟烃有其艰巨性，因为非氯氟烃发泡剂如水和二氯甲烷，不能起到发泡剂和降低多羟基树脂粘度双重作用。与此相对照，本专利技术者无意中发现用乙酰乙酯基代替多羟基化合物中的部分羟基，能大大降低多羟基树脂的粘度，而不影响多羟基树脂的反应性或制得的聚氨泡沫产品的行为特征。美国专利第5051529号公开了在涂料中使用乙酰乙酯基部分，可以使之进行各种交联反应，同时降低反应物的粘度。但是，从未提到乙酰乙酰化作用在聚氨酯泡沫中有何作用。因而，本专利技术的目的是提供一种制备软、半软或硬聚氨酯泡沫塑料的方法。本专利技术的另一个目的是提供一种生产低粘度多羟基树脂的方法，该树脂用于生产聚氨酯泡沫时，无需添加含氯氟烃。本专利技术的这些目的和其它目的可以通过下述生产聚氨酯泡沫的方法来实现，该方法包括在含叔氮原子的催化剂(F)存在下，将有机多异氰酸酯(A)与多羟基化合物(B)和发泡剂(E)反应，反应过程中可以存在其它发泡添加剂，改进的地方包括用来自乙酰乙酰化剂(C)的乙酰乙酯基取代多羟基化合物(B)中3-80%(摩尔)的羟基。本专利技术也致力于下述制备聚氨酯泡沫的方法，该方法包括在含叔氮原子的催化剂(F)存在下，将有机多异氰酸酯(A)与多羟基化合物(B)和发泡剂(E)反应，反应过程中可以存在其它发泡添加剂，改进的地方包括在10ppm-1000ppm含叔氮原子的乙酰乙酰化催化剂(D)存在下，用来自乙酰乙酰化剂(C)的乙酰乙酯基取代多羟基化合物(B)中3-80%(摩尔)的羟基。适宜于本专利技术的异氰酸酯组分(A)包括几乎所有的有机多异氰酸酯如脂族、环脂族、芳脂族、芳族和杂环多异氰酸酯。具体的例子包括亚乙基二异氰酸酯;1，4-亚丁基二异氰酸酯;1，6-亚己基二异氰酸酯;1，12-十二烷二异氰酸酯;环丁烷-1，3-二异氰酸酯;环己烷-1，3和1，4-二异氰酸酯以及这些异构体的混合物;1-异氰酸根合-3，3，5-三甲基-5-异氰酸根合甲基-环己烷;2，4-和2，6-六氢甲苯二异氰酸酯以及这些异构体的混合物;六氢-1，3-和/或1，4-亚苯基二异氰酸酯;全氢-2，4′和/或-4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯;1，3-和1，4-亚苯基二异氰酸酯;2，4-和2，6-甲苯二异氰酸酯以及这些异构体的混合物;二苯基甲烷2，4′-和/或-4，4′-二异氰酸酯;萘-1，5-二异氰酸酯;三苯基甲烷-4，4′，4′-三异氰酸酯;苯胺与甲醛缩合，随后光气化获得的多苯基多亚甲基多异氰酸酯，如LUPRANATE M-20S，可从BASF，Wyandotte，MI获得;全氯化芳基多异氰酸酯;含碳化二亚胺基团的多异氰酸酯，二异氰酸酯;含脲基甲酸酯基的多异氰酸酯;含异氰脲酸酯基的多异氰酸酯;含尿烷基团的多异氰酸酯;含乙酰化了的脲基的多异氰酸酯;含缩二脲基的多异氰酸酯;以及上述异氰酸酯与缩醛的反应产物。也可以使用工业生产异氰酸酯所积累的含异氰酸酯基团的蒸馏残渣，可以直接使用，也可以将其溶于一种或多种上述多异氰酸酯中。可以使用的异氰酸酯也包括上述异氰酸酯的混合物。总之，特别优选的是使用容易得到的多异氰酸酯如2，4-和2，6-甲苯二异氰酸酯以及这些异构体的混合物;多苯基多亚甲基多异氰酸酯类，由苯胺-甲醛缩合，随后光气化获得;含碳化二亚胺基团、尿烷基团、脲基甲酸酯基、异氰脲酸酯基、脲基或缩二脲基的多异氰酸酯。第二种组分，组分(B)，是分子量为200-10000的多羟基化合物。具体地说，优选的多羟基化合物是含2-8个羟基的多羟基化合物，特别是分子量为250-3000的多羟基化合物，最优选的是分子量为300-1000的羟基化合物。例子包括多元醇，聚酯，聚醚，聚亚烷基二醇，聚硫醚，聚缩醛，聚碳酸酯和至少含2个、通常含2-8个、优选含2-6个羟基的聚酯酰胺。其它的多羟基化合物包括聚丙二醇、羟基封端的聚己二酸亚乙基酯、羟基封端的聚己二酸亚丁基酯、聚己内酯、聚亚丁基醚二醇、由扩链剂甘油或三羟甲基丙烷与环氧丙烷和/或己内酯单元制得的三官能聚合物、由二元酸、二元醇和三元醇制得的每分子含两个以上羟基的聚酯、或含(甲基)丙烯酸羟乙酯重复单元的聚丙烯酸酯。含羟基的聚酯的适宜例子包括多羟基、优选的是二羟基、也可以是三羟基的醇与多元、优选的是二元羧酸的反应产物。除游离多元羧酸外，相应的多元酸酐或与低级醇形成的酯或其混合物也可以用来生产聚酯。多元羧酸可以是脂族的、环脂族的、芳族的和/或杂环类的，还可以被取代，例如，被囟原子取代，它们也可也以是不饱和的。这些多元酸的例子包括丁二酸、己二酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、偏苯三酸、邻苯二甲酸酐、马来酸、马来酸酐和富马酸。适宜的多羟基醇的例子包括乙二醇、1，2-和1，3-丙二醇、1，4-和2，3-丁二醇、1，6-己二醇、1，8-辛二醇、新戊二醇、环己烷二甲醇(1，4-二羟甲基环己烷)、2-甲基-1，3-丙醇、甘油、三羟甲基丙烷、1，2，6-己三醇、1，2，4-丁三醇、三羟甲基乙烷、季戊四醇、对环己二醇、甘露糖醇、山梨醇、甲基苷、二甘醇、三甘醇、四甘醇、聚乙二醇、二丙二醇、聚丙二醇、二丁二醇、聚丁二醇和多元羧酸的乙二醇酯如对苯二甲酸乙二醇酯。聚酯可以含羧端基。也可以使用内酯如ε-己丙酯，或羟基羧酸如ω-羟基己酸的聚酯。至少含两个、通常含2-8个、优选含3-6个羟基的聚醚适用于本专利技术，所述聚醚包括例如在BF3存在下，环氧化物的聚合产物，或环氧化物与含反应性氢的原料成分如水、乙二醇、1，3-或1，2-丙二醇、三羟甲基丙烷、4，4′-二羟基二苯基丙烷、苯胺、氨、羟乙胺和乙二醇的化学加成产物，所述环氧化物如环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、四氢呋喃、环氧苯乙烷或3-氯-1，2-环氧丙烷。蔗糖聚醚也适用于本专利技术。乙烯基单体改性型聚醚如在聚醚存在下，苯乙烯和丙烯腈的聚合产物也适用于本专利技术，至少两个羟基的聚丁二烯同样适用于本专利技术。可用的聚硫醚包括硫二甘醇与本身和/或与其它甘醇、二羧酸、甲醛、氨基酸或氨基醇的缩合产物。产物随共聚成分的变化而变化，它们分别是聚混合硫醚类、聚硫醚酯类或聚硫醚酯酰胺类。适宜的聚缩醛包括二元醇与甲醛形成的化合物，所述二元醇例如二甘醇、三乙二醇、4，4′-羟乙氧基二苯基二甲基甲烷和己二醇。适用于本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产聚氨酯泡沫的方法，包括在含叔氮原子的催化剂（Ｆ）存在下，将有机多异氰酸酯（Ａ）与多羟基化合物（Ｂ）和发泡剂（Ｅ）反应，反应过程中可以存在其它发泡添加剂，改进的地方包括：用来自已酰化剂（Ｃ）的乙酰乙酯基取代多羟基化合物（Ｂ）中３－８０％（摩尔）的羟基。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：SL戈特，TE卡特，WT佩特罗斯基，TH威廉斯，GC齐马，
申请(专利权)人：伊斯曼化学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]