含有异氰酸酯相容性有机硅稳定剂的组合物制造技术

本发明专利技术公开了一种基于异氰酸酯的泡沫组合物，其包含多元醇、含异氰酸酯的组分和具有以下结构的有机硅聚醚稳定剂：(CH

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含有异氰酸酯相容性有机硅稳定剂的组合物
技术介绍

本专利技术提供了含有有机硅聚醚稳定剂的基于异氰酸酯的泡沫组合物。引言聚氨酯(PU)泡沫和聚异氰脲酸酯(PIR)泡沫在建筑行业中普遍用于绝热应用以及密封应用。PU泡沫和PIR泡沫都是基于异氰酸酯的泡沫，这意味着它们包含通过使具有异氰酸酯官能团的分子反应而制成的聚合物。PU是通过使二异氰酸酯或三异氰酸酯与多元醇反应形成具有通过氨基甲酸酯(氨基甲酸乙酯)键连接的有机单元的聚合物来形成的。PIR是在多元醇(通常为聚酯多元醇)与异氰脲酸酯(三聚异氰酸酯)基团反应时而形成的。PIR泡沫由于交联度较高而通常比PU泡沫更硬，并且通常作为硬质泡沫板生产。基于异氰酸酯的泡沫需要将多元醇与含异氰酸酯的材料混合并使它们一起反应以形成聚合物。基于异氰酸酯的泡沫经常使用双组分(2K)体系来制备，其中异氰酸酯组分与多元醇组分保持分开，直到它们混合并发泡为止。2K异氰酸酯泡沫体系通常需要在多元醇组分中有表面活性剂以促进多元醇组分中通常包含的若干添加剂的分散。还存在单组分(1K)体系，其中异氰酸酯和多元醇的低聚物与发泡剂一起配制，并且在处理时，随着周围空气中的水分与低聚物上的残留异氰酸酯基团反应，该配方发泡并聚合。在1K体系中，异氰酸酯组分和聚氨酯在泡沫形成之前发生低聚，因此，与2K体系不同，异氰酸酯组分和聚氨酯在泡沫形成之前是混合在一起的。泡沫稳定剂或起泡稳定剂(在本文中一概简称为“稳定剂”)可以包含在基于异氰酸酯的泡沫体系中，以增进泡沫形成。必须谨慎选择稳定剂以及向基于异氰酸酯的泡沫体系中引入稳定剂的方式，使稳定剂不干扰将发泡剂分散在多元醇组分中的表面活性剂。如果稳定剂干扰多元醇组分中的表面活性剂，则将稳定剂添加到多元醇组分中可能导致多元醇组分的不稳定性，从而引起多元醇组分的相分离。例如，在多元醇组分中经常使用表面活性剂来分散发泡剂，并且如果失稳，则可能导致发泡剂的相分离和发泡剂在发泡组合物中的不均匀分布。多元醇组分的表面活性剂失稳可能导致泡沫配方不均匀，并且最终在泡沫形成期间导致不一致性或其它不期望的特性。理想情况是稳定剂能够与异氰酸酯组分相容，使得它可以与2K体系的异氰酸酯组分混合或与1K体系混合，而不在发泡期间与聚合所需的异氰酸酯基团反应。这种理想的稳定剂不需要与含有表面活性剂的多元醇组分混合，从而避免了使多元醇组分失稳的任何风险。
技术实现思路
本专利技术提供了解决对基于异氰酸酯的泡沫体系的稳定剂的需求的方案，该稳定剂能够与异氰酸酯组分相容，因此它可以与2K体系的异氰酸酯组分混合或与1K体系混合，而不在发泡期间与聚合所需的异氰酸酯基团反应。此外，本专利技术进一步解决了增强由基于异氰酸酯的泡沫体系制成的泡沫的绝热能力的问题。完全出乎我们的意料，由含有本专利技术稳定剂的基于异氰酸酯的泡沫体系制成的基于异氰酸酯的泡沫，相较于由没有本专利技术稳定剂的同样基于异氰酸酯的相同泡沫体系制成的泡沫而言，其热导率是降低的。本专利技术是基于完全出乎我们意料的发现而获得的结果：具有4300克每摩尔(g/mol)或更低的分子量并且对于基于异氰酸酯的泡沫配方具有特定结构的有机硅聚醚(SPE)可以同时充当稳定剂和通过由基于异氰酸酯的泡沫配方而所得的形式降低热导率。此外，在形成泡沫配方时，可以将SPE添加到异氰酸酯组分中，也就是说，可以先将SPE与异氰酸酯共混，之后再与多元醇共混。可以将本专利技术的配方发泡成与不存在SPE或甚至存在本专利技术的SPE的范围之外的其它类似SPE的情况下所制得的类似泡沫相比较，热导率较低的泡沫。此外，SPE可以先与所述泡沫配方的异氰酸酯组分共混，之后再与多元醇组分共混，从而避免了使多元醇组分中的表面活性剂失稳的机会。因此，本专利技术的配方可以在多元醇相以及SPE中含有表面活性剂，通常是有机表面活性剂，而没有使多元醇相失稳的风险。在第一方面，本专利技术是基于异氰酸酯的泡沫组合物，该组合物包含多元醇、含异氰酸酯的组分和具有以下结构的有机硅聚醚稳定剂：(CH3)3Si–[OSi(CH3)2]x–[OSi(CH3)(Y)]y–OSi(CH3)3其中x是0至15，y是1至2，并且Y是(CH2)nO-(CH2CH2O)e-(CH2CH(R))O)p–Z，其中n是1至10，e是5至15，p是0至10，R是–CH3或CH2CH3，并且Z选自由氢、烷基、芳基、酰基和烷基琥珀酸酐基团组成的组，其中20摩尔％或更少的Z基团是氢，其中e/x的比率大于0.5并且有机硅聚醚稳定剂的数均分子量小于4300克每摩尔，是通过核磁共振光谱测定的，并且其中[OSi(CH3)2]单元和[OSi(CH3)(Y)]单元可以是嵌段共聚的或无规共聚的。在第二方面，本专利技术是用于制备基于异氰酸酯的泡沫的方法，其包括以下步骤：将第一方面的基于异氰酸酯的泡沫组合物的成分混合在一起以形成混合物，然后使该混合物膨胀成基于异氰酸酯的泡沫。本专利技术的配方可用于制备聚合物泡沫。具体实施方式测试方法在没有用测试方法编号指明日期时，是指截至本文档的优先权日的最新测试方法。对测试方法的引用包含对测试协会和测试方法编号这两者的引用。以下测试方法缩写和标识符适用于本文：ASTM是指美国试验与材料协会；EN是指欧洲标准规范；DIN是指德国标准化协会；并且ISO是指国际标准化组织。“多个”意味着两个或更多个。“和/或”意味着“以及，或者作为替代方案”。除非另外指示，否则所有范围都包括端点。本专利技术是“基于异氰酸酯的泡沫组合物”。“基于异氰酸酯的泡沫组合物”是可以从含有异氰酸酯官能团并且包括2K和1K聚氨酯泡沫体系和聚异氰脲酸酯泡沫体系的组分发泡成基于异氰酸酯的泡沫的配方。为避免疑问，在泡沫形成期间将单独的异氰酸酯和多元醇与其他组分同时或几乎同时一起添加的“一次性”体系被认为是“2K”泡沫体系，因为异氰酸酯组分和多元醇组分在发泡之前是保持分开的。本专利技术的基于异氰酸酯的泡沫组合物包含多元醇。多元醇可以是一种或多于一种多元醇，优选地选自由聚醚多元醇和聚酯多元醇组成的组。合适的聚酯多元醇理想地具有1.8至8、优选地1.8至5并且更优选地约2至2.5的平均官能度。聚酯多元醇的羟基数值通常为15或更大、优选地30或更大并且更优选地100或更大，而同时通常为750或更小、优选地550或更小并且更优选地250或更小。聚酯多元醇的游离二醇含量通常为0或更大、优选地2或更大，而同时通常为40或更小、优选地30或更小并且更优选地15或更小。聚酯多元醇的酸值通常为0.2或更大。合适的聚醚多元醇包括具有多个非环醚氧原子并且含有至少1.8个、优选地3个或更多个并且通常4个或更多个，而同时通常具有8个或更少的异氰酸酯反应性基团的直链和支链聚醚。聚醚多元醇基于其羟基值通常具有在从250至7500范围内的分子量。“异氰酸酯反应性基团”包括羟基(-OH)基团。本专利技术的基于异氰酸酯的泡沫组合物包含含异氰酸酯的组分。含异氰酸酯的组分理想地选自有机聚异氰酸酯，包括脂族、脂环族、芳脂族、芳族和杂环聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于异氰酸酯的泡沫组合物，其包含多元醇、含异氰酸酯的组分和具有以下结构的有机硅聚醚稳定剂：/n(CH

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180731 US 62/7125031.一种基于异氰酸酯的泡沫组合物，其包含多元醇、含异氰酸酯的组分和具有以下结构的有机硅聚醚稳定剂：
(CH3)3Si–[OSi(CH3)2]x–[OSi(CH3)(Y)]y–OSi(CH3)3
其中x是0至15，y是1至2，并且Y是(CH2)nO-(CH2CH2O)e-(CH2CH(R))O)p–Z，其中n是1至10，e是5至15，p是0至10，R是–CH3或CH2CH3，并且Z选自由氢、烷基、芳基、酰基和烷基琥珀酸酐基团组成的组，其中20摩尔％或更少的所述Z基团是氢，其中e/x的比率大于0.5并且所述有机硅聚醚稳定剂的数均分子量小于4300克每摩尔，是通过核磁共振光谱测定的，并且其中所述[OSi(CH3)2]单元和[OSi(CH3)(Y)]单元可以是嵌段共聚的或无规共聚的。


2.根据权利要求1所述的基于异氰酸酯的泡沫组合物，其中n是1至3，e是7至12，p是0至5，并且Z选自由酰基和氢组成的组。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的基于异氰酸酯的泡沫组合物，其中基于Z的总摩尔数，5摩尔％或更少的所述Z基团是氢。


4.根据任一项前述权利要求所述的基于异氰酸酯的泡沫组合物，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·M·章，S·托特，W·塔洛克，A·M·津克，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，美国陶氏有机硅公司，
类型：发明
国别省市：美国;US