多元醇组分及其用于制备硬质聚氨酯泡沫的用途制造技术

本发明专利技术涉及多元醇组分P)、使用所述多元醇组分P)制备硬质聚氨酯泡沫的方法以及硬质聚氨酯泡沫。

Polyol components and their use in the preparation of rigid polyurethane foam

The invention relates to a polyol component P), a method for preparing rigid polyurethane foam using the polyol component P, and a rigid polyurethane foam.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多元醇组分及其用于制备硬质聚氨酯泡沫的用途本专利技术涉及多元醇组分P)，涉及使用所述多元醇组分P)制备硬质聚氨酯泡沫的方法以及涉及硬质聚氨酯泡沫本身。硬质聚氨酯(PU)泡沫可以已知方式通过在发泡剂、催化剂和任选地助剂和/或添加的物质材料的存在下，使有机多异氰酸酯与一种或多种具有两个或更多个反应性氢原子的化合物、优选聚醚醇和/或聚酯醇(多元醇)反应获得。通常利用具有高官能度和低分子量的多元醇制备基于异氰酸酯的硬质PU泡沫，以确保泡沫非常高的交联度。优选使用的聚醚醇通常具有4至8的官能度，以及300至600、特别是400至500mgKOH/g的羟值。已知具有非常高的官能度和羟值为300至600mgKOH/g的多元醇具有非常高的粘度。还已知这种多元醇是相对极性的，因此对于常规发泡剂，特别是烃类如戊烷、特别是环戊烷，具有极差的溶解能力。为弥补该缺陷，通常将具有2至4的官能度和100至250mgKOH/g的羟值的聚醚醇加入到多元醇组分中。还已知在使用基于高官能度的极性多元醇的多元醇组分时的流动性(通过流动因子FF表示，FF＝包括异氰酸酯和聚醚醇的反应混合物的最小填充密度/自由发泡密度)并不总是令人满意。但EP-A1138709公开了如何以高流动性获得包括异氰酸酯和多元醇的反应混合物，条件是多元醇组分包括至少一种聚醚醇，所述聚醚醇具有100至250mgKOH/g的羟值并且通过将环氧烷烃加成到具有2至4个活性氢原子的H-官能的起始分子上获得，所述H-官能的起始分子特别是乙二醇、三羟甲基丙烷、丙三醇、季戊四醇或邻位-甲苯二胺(vic-TDA)。EP2563833B1记载了通过a)多异氰酸酯与b)具有两个或更多个异氰酸酯反应性氢原子的化合物的反应来制备聚氨酯、优选泡沫聚氨酯材料、尤其是硬质聚氨酯泡沫的方法，其特征在于所述具有两个或更多个异氰酸酯反应性氢原子的化合物b)包括至少一种聚醚醇b1)，所述聚醚醇b1)通过使用胺b1b)而不是b1a)作为催化剂，使芳族胺b1a)与环氧丙烷反应而获得，其中用于制备所述聚醚醇b1)的环氧烷烃不仅包括环氧丙烷，还包括0至10重量％的环氧乙烷，基于环氧烷烃的重量计。这就是说通过使用结合液体起始组分的低粘度与良好的加工性能的多元醇来提供聚氨酯泡沫。WO2011/134866A2记载了一种通过环氧烷烃在H-官能的起始化合物、尤其是芳族胺上的加成反应来制备聚醚醇的方法。WO2011/134866A2中所解决的问题是在芳族胺、尤其是TDA的基础上研发聚醚醇，其中环氧丙烷基本上是在合成中使用的唯一的环氧烷烃。更具体地，这些聚醚醇具有低粘度的和低含量的未转化的芳族胺作为起始化合物。出人意料地，发现胺催化剂的使用使得基于芳族胺、尤其是TDA制备多元醇，所述多元醇的粘度低，并且仅包括环氧丙烷作为环氧烷烃。咪唑是示例性的胺催化剂。硬质PU泡沫在制冷行业中的应用考虑它们的脱模特性(demoldingbehavior)。良好的脱模特性的特征在于，例如，固化的硬质PU泡沫的后发泡(postexpansion)尽可能低。现有技术尚未完全确保这一点。本专利技术所解决的问题是提供高官能的多元醇、尤其是糖多元醇，以产生具有改进的性能的硬质聚氨酯泡沫体系。更具体地，所述高官能的多元醇用于提供改进的脱模性能，从而在硬质聚氨酯泡沫的制备中提供低的后发泡。所述问题通过包括以下物质的多元醇组分P)解决：a)至少一种聚醚多元醇A)，其官能度为5.7至6.4，OH值为300至500mgKOH/g，包括基于选自以下的单体的单元ai)蔗糖，aii)单丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、丙三醇或其混合物，aiii)环氧丙烷，或ai)、aii)和/或aiii)的混合物，b)至少一种聚醚多元醇B)，其官能度为3.0至5.0，OH值为300至500mgKOH/g，包括基于选自以下的单体的单元bi)2,3-甲苯二胺、3,4-甲苯二胺、2,4-甲苯二胺、2,5-甲苯二胺、2,6-甲苯二胺或其混合物，bii)环氧丙烷，或bi)和bii)的混合物，c)至少一种聚醚多元醇C)，其官能度为3.0至5.0或2.8至3.0，OH值为100至290mgKOH/g，包括基于选自以下的单体的单元ci)胺，包括乙二胺、1,3-丙二胺、1,3-丁二胺、1,4-丁二胺、1,2-己二胺、1,3-己二胺、1,4-己二胺、1,5-己二胺、1,6-己二胺、苯二胺、2,3-甲苯二胺、3,4-甲苯二胺、2,4-甲苯二胺、2,5-甲苯二胺、2,6-甲苯二胺和4,4’-二氨基二苯基甲烷、2,4’-二氨基二苯基甲烷、2,2’-二氨基二苯基甲烷或其混合物；多元醇，包括丙三醇、三羟甲基丙烷、单丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇(2,2′-氧二-1-丙醇、1,1′-氧二-2-丙醇、2-(2-羟基丙氧基)-1-丙醇)或其混合物，cii)环氧烷烃，包括环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷或其混合物，或ci)和cii)的混合物。所述问题通过使以下物质反应来制备硬质聚氨酯泡沫的方法进一步解决：I)有机的或改性的有机的二异氰酸酯或多异氰酸酯PI)或其混合物，与II)向其中加入发泡剂F)的本专利技术的多元醇组分P)。该问题同样通过可通过本专利技术的方法获得的硬质聚氨酯泡沫以及本专利技术的多元醇组分P)在制备硬质聚氨酯泡沫中的用途解决。该问题同样通过通过本专利技术的方法获得的聚氨酯泡沫在绝缘和制冷应用的用途解决。OH值(羟值)可通过常规方法定量。例如，OH值可根据DIN53240(1971-12)定量。为本专利技术的目的，聚醚多元醇的官能度、尤其是本专利技术的聚醚多元醇A)的官能度，应理解为意指每mol的起始化合物或每mol的起始化合物的混合物的氢原子的数量，所述氢原子在环氧烷烃进料之前可与环氧烷烃反应。环氧烷烃进料的时间又是开始将环氧烷烃组分与起始化合物混合的时间。所述计算考虑了存在于起始混合物中并与起始化合物连接的所有的环氧烷烃-反应性氢原子。在本专利技术的含义内，官能度F通过下式计算：ni＝起始物i的molfi＝起始物i的官能度m＝起始物混合物中起始物的数量F＝官能度作为示例，对两种起始化合物的混合物的计算如下(并且对于更多的组分必须相应地扩展)：F＝(起始化合物A的mol*起始化合物A的官能度+起始化合物B的mol*起始化合物B的官能度)/(起始物A的mol+起始物B的mol)例如，当使用626.48mol的丙三醇(官能度3)、559.74mol的蔗糖(官能度8)和67.31mol的二甲基乙醇胺(官能度1)时，聚醚多元醇的官能度为5.12。以上为本专利技术的目的而定义的聚醚多元醇的官能度，尤其是本专利技术聚醚多元醇A)的官能度，可以不同于反应开始后的官能度、在至少一种环氧烷烃与起始化合物反应期间的官能度或反应产物的官能度，因为在反应期间生成了副产物如二醇类和不饱和单官能成分。副产物反应是文献已知的。术语“多元醇组分”和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.多元醇组分P)，包括：/na)至少一种聚醚多元醇A)，其官能度为5.7至6.4，OH值为300至500mg KOH/g，其包括基于选自以下的单体的单元/nai)蔗糖，/naii)单丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、丙三醇或其混合物，/naiii)环氧丙烷，/n或ai)、aii)和/或aiii)的混合物，/nb)至少一种聚醚多元醇B)，其官能度为3.0至5.0，OH值为300至500mg KOH/g，其包括基于选自以下的单体的单元/nbi)2,3-甲苯二胺、3,4-甲苯二胺、2,4-甲苯二胺、2,5-甲苯二胺、2,6-甲苯二胺或其混合物，/nbii)环氧丙烷，/n或bi)和bii)的混合物，/nc)至少一种聚醚多元醇C)，其官能度为3.0至5.0或2.8至3.0，OH值为100至290mg KOH/g，其包括基于选自以下的单体的单元/nci)胺，包括乙二胺、1,3-丙二胺、1,3-丁二胺、1,4-丁二胺、1,2-己二胺、1,3-己二胺、1,4-己二胺、1,5-己二胺、1,6-己二胺、苯二胺、2,3-甲苯二胺、3,4-甲苯二胺、2,4-甲苯二胺、2,5-甲苯二胺、2,6-甲苯二胺和4,4’-二氨基二苯基甲烷、2,4’-二氨基二苯基甲烷、2,2’-二氨基二苯基甲烷或其混合物；/n多元醇，包括丙三醇、三羟甲基丙烷、单丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇(2,2′-氧二-1-丙醇、1,1′-氧二-2-丙醇、2-(2-羟基丙氧基)-1-丙醇)或其混合物，/ncii)环氧烷烃，包括环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷或其混合物，/n或ci)和cii)的混合物。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170327 EP 17163074.21.多元醇组分P)，包括：
a)至少一种聚醚多元醇A)，其官能度为5.7至6.4，OH值为300至500mgKOH/g，其包括基于选自以下的单体的单元
ai)蔗糖，
aii)单丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、丙三醇或其混合物，
aiii)环氧丙烷，
或ai)、aii)和/或aiii)的混合物，
b)至少一种聚醚多元醇B)，其官能度为3.0至5.0，OH值为300至500mgKOH/g，其包括基于选自以下的单体的单元
bi)2,3-甲苯二胺、3,4-甲苯二胺、2,4-甲苯二胺、2,5-甲苯二胺、2,6-甲苯二胺或其混合物，
bii)环氧丙烷，
或bi)和bii)的混合物，
c)至少一种聚醚多元醇C)，其官能度为3.0至5.0或2.8至3.0，OH值为100至290mgKOH/g，其包括基于选自以下的单体的单元
ci)胺，包括乙二胺、1,3-丙二胺、1,3-丁二胺、1,4-丁二胺、1,2-己二胺、1,3-己二胺、1,4-己二胺、1,5-己二胺、1,6-己二胺、苯二胺、2,3-甲苯二胺、3,4-甲苯二胺、2,4-甲苯二胺、2,5-甲苯二胺、2,6-甲苯二胺和4,4’-二氨基二苯基甲烷、2,4’-二氨基二苯基甲烷、2,2’-二氨基二苯基甲烷或其混合物；
多元醇，包括丙三醇、三羟甲基丙烷、单丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇(2,2′-氧二-1-丙醇、1,1′-氧二-2-丙醇、2-(2-羟基丙氧基)-1-丙醇)或其混合物，
cii)环氧烷烃，包括环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷或其混合物，
或ci)和cii)的混合物。


2.根据权利要求1所述的多元醇组分P)，包括：
a)至少一种聚醚多元醇A)，其官能度为5.7至6.1，OH值为300至500mgKOH/g，其包括基于选自以下的单体的单元
ai)蔗糖，
aii)单丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、丙三醇或其混合物，
aiii)环氧丙烷，
或ai)、aii)和/或aiii)的混合物，
b)至少一种聚醚多元醇B)，其官能度为3.0至5.0，OH值为300至500mgKOH/g，其包括基于选自以下的单体的单元
bi)2,3-甲苯二胺、3,4-甲苯二胺、2,4-甲苯二胺、...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·扎巴克史，J·克拉森，M·埃尔宾，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE