含酰亚胺的聚酯多元醇和膨胀型硬质泡沫制造技术

公开了硬质聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫、用于生产所述泡沫的聚酯多元醇以及用于配制所述泡沫的方法。所述泡沫包含多异氰酸酯、聚酯多元醇、水、表面活性剂、催化剂和任选成分的反应产物。所述聚酯多元醇包含含邻苯二甲酰亚胺的多元酸、含邻苯二甲酰亚胺的多元醇或它们的组合。由所述聚酯多元醇生产的硬质泡沫与由其他聚酯多元醇制成的泡沫相比，表现出更高的热稳定性和/或更大的膨胀性。所述含邻苯二甲酰亚胺的聚酯多元醇应允许配制人员在减小阻燃剂含量和/或降低指数的情况下改善硬质泡沫的可燃性性能并且应促进较薄绝缘板的生产。可燃性性能并且应促进较薄绝缘板的生产。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含酰亚胺的聚酯多元醇和膨胀型硬质泡沫


[0001]本专利技术涉及含邻苯二甲酰亚胺的聚酯多元醇及其用于生产具有改善的耐热性和膨胀性的硬质聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫的用途。

技术介绍

[0002]硬质聚氨酯(PU)或聚异氰脲酸酯(PIR)泡沫是常见的绝缘材料。泡沫必须通过明确定义的区域特定可燃性测试。将阻燃剂掺入泡沫中以降低可燃性。然而，常见的阻燃剂昂贵，并且其中许多阻燃剂—特别是卤化阻燃剂—正处于日益增大的监管压力下。另外，即使有阻燃剂，可燃性要求也可能难以达到。
[0003]聚酯多元醇通常用于生产硬质PU或PIR泡沫。一些多元醇在赋予泡沫期望的可燃性特性方面优于其他多元醇；期望的特性包括低质量损失、生烟减少和更好的炭形成(即，更好的膨胀)。在一些情况下，对苯二甲酸乙二醇酯聚酯已用于改善泡沫可燃性。
[0004]可归因于聚酯多元醇的可燃性能的进一步改善是期望的。这些改善将允许配制人员在阻燃剂含量降低和多异氰酸酯比例降低的情况下实现可接受的可燃性特性。另外，可制造具有良好阻燃性的较薄硬质泡沫绝缘板。
[0005]聚酰亚胺，即例如通过使二酐(诸如均苯四酸二酐)与芳族二胺或与二异氰酸酯反应而制备的聚合物，用于需要高热稳定性的应用。聚酰亚胺由于它们成本高且绝缘特性相对较差而尚未广泛用于建筑绝缘。相反，它们主要用于特殊应用，诸如需要高热稳定性、耐化学性和优良介电特性的电子器件。
[0006]建筑行业将受益于具有改善的热稳定性的聚酯多元醇的可用性以及生产具有改善的可燃性特性的硬质PU和PIR泡沫的能力。期望的多元醇将允许硬质泡沫的配制人员降低它们对传统阻燃剂和高多异氰酸酯含量的依赖性，通过行业标准的可燃性测试。理想地，多元醇将是经济的且易于从容易获得的起始物质合成。

技术实现思路

[0007]在一个方面，本专利技术涉及硬质聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫。所述泡沫包含多异氰酸酯、聚酯多元醇、水、表面活性剂、催化剂，和任选成分的反应产物。所述聚酯多元醇包含含邻苯二甲酰亚胺的多元酸、含邻苯二甲酰亚胺的多元醇或它们的组合的重复单元。
[0008]在其他方面，本专利技术包括聚酯多元醇，所述聚酯多元醇包含对苯二甲酸、二乙二醇和含邻苯二甲酰亚胺的多元酸、含邻苯二甲酰亚胺的多元醇或它们的组合的重复单位。在一些方面，所述聚酯多元醇具有在150至800mg KOH/g范围内的羟值和在0.1至5mg KOH/g范围内的酸值。
[0009]本专利技术包括一种方法，所述方法包括通过使如上文所述的多异氰酸酯和聚酯多元醇与水、表面活性剂、催化剂和任选成分反应来配制硬质聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫。
[0010]与由常用聚酯多元醇制备的硬质泡沫相比，由所述聚酯多元醇生产的硬质PU和PIR泡沫表现出改善的阻燃性、更高的热稳定性和/或更大的膨胀性。这允许在减小阻燃剂
含量和降低多异氰酸酯需求(较低的NCO/OH指数)的情况下使泡沫通过可燃性测试。它还促进具有可接受的阻燃性的较薄绝缘板的生产。多元醇可以由容易获得的起始物质合成。
具体实施方式
[0011]A.硬质PU和PIR泡沫
[0012]在一些方面，本专利技术涉及硬质聚氨酯(PU)或聚异氰脲酸酯(PIR)泡沫。PU泡沫将主要具有氨基甲酸酯连键，但是可具有较小比例的脲和/或三聚异氰酸酯含量，而PIR泡沫(也通常称为聚氨酯改性的聚异氰脲酸酯泡沫或“PU
‑
PIR泡沫”)将主要具有三聚异氰酸酯含量，并且可具有较小比例的氨基甲酸酯和/或脲基团。
[0013]所述泡沫包含多异氰酸酯、聚酯多元醇、水、表面活性剂、催化剂，和任选成分的反应产物。
[0014]1.多异氰酸酯
[0015]适合使用的多异氰酸酯是众所周知的，并且许多可从DDow Chemical(以PAPI
TM
、和VORONATE
TM
商标)、EvonikBASFCovestro(和)、Huntsman和其他聚氨酯中间体供应商处商购获得。适合使用的多异氰酸酯具有在2.0至3.0范围内的平均NCO官能度。多异氰酸酯可以是芳族或脂族。芳族多异氰酸酯包括例如甲苯二异氰酸酯(TDI)、4,4
’‑
二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)或聚合二异氰酸酯(p
‑
MDI)等。脂族多异氰酸酯包括例如六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、氢化MDI、环己烷二异氰酸酯(CHDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、三甲基或四甲基六亚甲基二异氰酸酯(TMXDI)等。优选芳族多异氰酸酯，特别是具有在2.3至3.0范围内的NCO官能度的聚合MDI。合适的聚合MDI包括例如M10(平均NCO官能度＝2.3)、M20(平均NCO官能度＝2.7)和M70L(平均NCO官能度＝3.0)、BASF的产品以及489(改性的聚合MDI,平均NCO官能度＝2.9，Covestro的产品)。可以使用不同多异氰酸酯的混合物。可以使用二聚和三聚多异氰酸酯。在一些方面，优选芳族多异氰酸酯，例如p
‑
MDI。
[0016]硬质泡沫可以在宽指数范围内配制。如本文所用，“指数”意指异氰酸酯与羟基当量的比率乘以100。硬质PU泡沫以相对低的指数例如90至150生产，而硬质PIR泡沫通常以相对高的指数例如180至350生产。
[0017]2.包含含邻苯二甲酰亚胺的反应物的聚酯多元醇
[0018]所述聚酯多元醇包含含邻苯二甲酰亚胺的多元酸、含邻苯二甲酰亚胺的多元醇或它们的组合的重复单元。
[0019]a.含邻苯二甲酰亚胺的多元酸
[0020]合适的含邻苯二甲酰亚胺的多元酸具有两个或更多个，优选两个或更多个羧酸基团。在一些方面，含邻苯二甲酰亚胺的多元酸是含邻苯二甲酰亚胺的二酸。
[0021]在一些方面，含邻苯二甲酰亚胺的多元酸是偏苯三酸酐和氨基酸的反应产物。在一些方面，该氨基酸是甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、丝氨酸或苏氨酸。
[0022]在其他方面，含邻苯二甲酰亚胺的多元酸是邻苯二甲酸酐或偏苯三酸酐和选自天
冬氨酸和谷氨酸的氨基酸的反应产物。在这些方面，当使用邻苯二甲酸酐时，含邻苯二甲酰亚胺的多元酸是二酸，并且当使用偏苯三酸酐时，含邻苯二甲酰亚胺的多元酸是三酸。
[0023]在一些方面，含邻苯二甲酰亚胺的多元酸是具有以下结构的二酸：
[0024][0025]其中R1和R2各自独立地为氢、烷基、羟烷基、卤代烷基或烷氧基，并且n具有0至4的值。在其他方面，R1和R2各自独立地为氢、甲基、甲氧基或2
‑
羟乙基。在其他方面，R1和R2各自独立地为氢或甲基。
[0026]b.含邻苯二甲酰亚胺的多元醇
[0027]含邻苯二甲酰亚胺的多元醇可具有两个或更多个羟基基团，或2至7个或2至3个羟基基团。可以使用具有不同羟基官能度的多元醇的组合。在一些方面，含邻苯二甲酰亚胺的多元醇是含邻苯二甲酰亚胺的二醇或三醇。
[0028]在一些方面，含邻苯二甲酰亚胺的多元醇是脂族氨基醇、二醇或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种硬质聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫，其包含以下各项的反应产物：(a)多异氰酸酯；(b)聚酯多元醇，所述聚酯多元醇包含以下的重复单元：(i)含邻苯二甲酰亚胺的多元酸；(ii)含邻苯二甲酰亚胺的多元醇；或(iii)(i)和(ii)的组合；所述聚酯多元醇具有在150至800mg KOH/g范围内的羟值和在0.1至5mg KOH/g范围内的酸值；(c)水；(d)表面活性剂；(e)氨基甲酸酯催化剂、异氰脲酸酯催化剂或两者；(f)任选地，发泡剂；以及(g)任选地，阻燃剂。2.根据权利要求1所述的硬质泡沫，其中所述多异氰酸酯是聚合MDI。3.根据权利要求1或权利要求2所述的硬质泡沫，其中所述含邻苯二甲酰亚胺的多元酸是偏苯三酸酐与选自甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、丝氨酸和苏氨酸的氨基酸的反应产物。4.根据权利要求1或权利要求2所述的硬质泡沫，其中所述含邻苯二甲酰亚胺的多元酸是邻苯二甲酸酐或偏苯三酸酐与选自天冬氨酸和谷氨酸的氨基酸的反应产物。5.根据权利要求1或权利要求2所述的硬质泡沫，其中所述含邻苯二甲酰亚胺的多元酸是具有以下结构的二酸：其中R1和R2各自独立地为氢、烷基、羟烷基、卤代烷基或烷氧基，并且n具有0至4的值。6.根据权利要求1或权利要求2所述的硬质泡沫，其中所述含邻苯二甲酰亚胺的多元醇是脂族氨基醇、二醇或多元醇和偏苯三酸酐的反应产物。7.根据权利要求6所述的硬质泡沫，其中所述氨基醇是乙醇胺或2
‑
(2
‑
氨基乙氧基)乙醇。8.根据权利要求6所述的硬质泡沫，其中所述二醇是乙二醇、二乙二醇、三乙二醇或它们的组合。9.根据权利要求1或权利要求2所述的硬质泡沫，其中所述含邻苯二甲酰亚胺的多元醇是双(酸酐)和两摩尔当量的脂族氨基醇的反应产物。10.根据权利要求9所述的硬质泡沫，其中所述双(酸酐)是均苯四酸二酐。11.根据权利要求9所述的硬质泡沫，其中所述双(酸酐)具有下式：
其中L是任选的二价连接基团，其具有选自以下的结构：
‑
O
‑
、
‑
S
‑
、
‑
S(＝O)
‑
、
‑
S(＝O)2
‑
、
‑
C(＝O)
‑
、
‑
C2
‑
、
‑
CH2
‑
、
‑
CH2
‑
CH2
‑
、
‑
CH(CH3)
‑
、
‑
C(CH3)2
‑
、
‑
C(CF3)2
‑
、
‑
C(Ph)(CH3)
‑
和
‑
CH(Ph)
‑
。12.根据权利要求1或权利要求2所述的硬质泡沫，其中所述含邻苯二甲酰亚胺的多元醇是具有以下结构的二醇：其中m和n各自独立地具有1至5的平均值。13.根据权利要求1至12中任一项所述的硬质泡沫，其中基于聚酯多元醇的量，掺入所述聚酯多元醇中的含邻苯二甲酰亚胺的多元酸或含邻苯二甲酰亚胺的多元醇的量在10重量％至50重量％的范围内。14.根据权利要求1至13中任一项所述的硬质泡沫，其中所述聚酯多元醇还包含选自以下的一种或多种反应物的重复单元：邻苯二甲酸酐、马来酸酐、衣康酸酐、间苯二甲酸、对苯二甲酸二甲酯、琥珀酸、谷氨酸、己二酸、辛二酸、壬二酸以及它们的组合。15.根据权利要求1至14中任一项所述的硬质泡沫，其中所述聚酯多元醇还包含二乙二醇的重复单元。16.根据权利要求1至15中任一项所述的硬质泡沫，所述硬质泡沫与由其他聚酯多元醇制备的类似泡沫相比，具有改善的膨胀性，这通过在1000℃至1200℃范围内的温度下进行15分钟热板测试之后测量厚度增加至少5％得以证明。17.根据权利要求1至16中任一项所述的硬质泡沫，所述硬质泡沫与由其他聚酯多元醇制备的类似泡沫相比，具有改善的热稳定性，这通过在1000℃至1200℃范围内的温度下进行15分钟热板测试之后质量损失％减少至少5％得以证明。18.一种聚酯多元醇，所述聚酯多元醇包含以下的重复单元：(a)对苯二甲酸；(b)二乙二醇；(c)含邻苯二甲酰亚胺的多元酸或含邻苯二甲酰亚胺的多元醇；(d)任选地，基于聚酯多元醇的量计2重量％至20重量％的天然油；(e)任选地，除对苯二甲酸之外的酸酐、二酯或二酸；和(f)任选地，除二乙二醇之外的二醇或多元醇；其中所述聚酯多元醇具有在150至8...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：斯泰潘公司，
类型：发明
国别省市：