用于生产软质聚氨酯泡沫的方法技术

公开了可用于制造软质聚氨酯泡沫、特别是软质模塑聚氨酯泡沫的组合物和方法。还公开了将偶极非质子液体例如DMSO、DMI、环丁砜、N-甲基-乙酰乙酰胺、N，N-二甲基乙酰乙酰胺以及所含羟基数OH#≤1100的二醇，用作2-氰基乙酰胺或含有活性亚甲基或次甲基的其他类似分子的开孔助剂以制造聚氨酯泡沫。使用所述开孔助剂的优点是a)泡沫不收缩；b)开孔剂的用量降低；c)泡沫性能可重复；以及d)最优的物理性质。此外，将酸封端的胺催化剂与所述开孔剂和开孔助剂合并产生腐蚀性较低的混合物，并提供了不需机械压碎进行开孔的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产软质聚氨酯泡沬的方法与相关串请的交叉引用本申请要求2010年7月9日提交的申请号61/362761的权益。申请号61/362761 的公开内容在此通过引用并入。专利技术背景本专利技术的主题内容涉及用于制造泡沫、特别是聚氨酯泡沫的组合物和方法。软质模塑泡沫使用能够催化水与异氰酸酯之间的反应(发泡反应)和醇与异氰酸酯之间的反应(胶凝反应)的叔胺化合物来方便地生产。在某些生产模塑泡沫部件的特定情况下，可以更方便地使用延迟作用催化剂，因为它们在浇铸过程中提供了较慢反应性的优点。这些催化剂由已经与有机酸反应(或封端)的叔胺构成。当在聚合反应期间放出热量时，叔胺盐解离成叔胺催化剂并且可以产生酸，从而引起泡沫固化。一般来说，通过这种方式生产的泡沫的特征在于存在相对高百分率的封闭聚氨酯孔，使得泡沫在冷却时由于其不良的尺寸稳定性而收缩。为了维持尺寸稳定性，将催化剂或酸封端的催化剂在水性体系中与开孔剂合并。 US 6136876和US 6248801公开了用于制造聚氨酯泡沫的方法，其中将多异氰酸酯与多元醇在聚氨酯催化剂、发泡剂、任选的硅表面活性剂孔稳定剂和开孔添加剂存在下进行反应。 所述开孔添加剂包含含有活性亚甲基或次甲基的物质。所述开孔剂可以作为纯液体投送， 或溶解在制剂的一种组分例如表面活性剂、水、交联剂、多元醇、一种或多种胺催化剂中。含有活性亚甲基的开孔剂的一个实例是2-氰基乙酰胺。将2-氰基乙酰胺在多元醇、交联剂、 表面活性剂、一种或多种胺催化剂或制剂中使用的任何组分的混合物中进行分配的主要缺点，在于2-氰基乙酰胺的不溶性或可忽略的溶解性。某些胺催化剂或交联剂甚至能够与 2 _氰基乙酰胺反应，引起氨的释放或有色产物的形成。水可以用作将2-氰基乙酰胺在聚氨酯制剂中分配的唯一溶剂。然而，当使用水作为溶剂时存在几个缺点，包括a)不良的溶解性山)降低开孔效率(需要使用较高水平的开孔剂)；c)泡沫收缩；以及d)不良的可重复性。用于控制泡沫收缩的其他常规化学方法具有缺点，例如需要高水平的开孔剂(通常高达l_5pphp)，和/或不利地影响泡沫的物理性质，和/或使用环境上不期望的物质，和/或使用非常难以以液体形式分配至聚氨酯泡沫体系的材料。也可以通过使用机械压碎以打开泡沫孔并提高泡沫的尺寸稳定性，来控制软质模塑聚氨酯泡沫的收缩。目前用于开孔的机械方法主要包括压碎、真空破裂或时间压力释放。在泡沫制品脱模后，聚氨酯泡沫的机械压碎和破裂能够使泡沫在尺寸上更加稳定。破裂泡沫孔的另一种方法是真空压碎，其包括在完成的聚氨酯产品上抽取真空以诱发孔破裂。这些方法的总体效果是减小泡沫收缩。已使用其他机械方法来获得尺寸稳定的泡沫，例如减少生产周期时间。例如，与4分钟相比，在3分钟内将聚氨酯泡沫脱模将极大提高尺寸稳定性。生产尺寸稳定的泡沫的另一种方法是时间压力释放(TPR)。TPR包括在过程期间打开模具以释放内部压力，然后在固化时间期间中重新关闭。内部压力的突然释放使孔窗爆裂，由此获得尺寸上稳定的泡沫产品。机械方法通常产生不完全或不一致的开孔，并需要软质模塑泡沫制造商在其他机械设备上投资。美国专利号3314834公开了二酮化合物在聚氨酯推进剂中形成有效的贮存期延长剂。美国专利号3635906公开了在无胺有机锡固化速率催化剂存在下，某些形成螯合物的化合物具有延迟有机多异氰酸酯与有机多羟基化合物之间的引发反应的效果。美国专利号4426510公开了具有延长的贮存期和短固化时间的涂料或胶粘剂组合物，其包含有机多元醇、有机多异氰酸酯、有机锌固化速率催化剂，以及选自a) β-二羰基化合物、b) α -羟基酮类、c)稠合的芳香族β -羟基酮类和d) β -羟基含氮杂环稠合芳香化合物的化合物。GB 2303372公开了使用机械起泡技术和包含乙酰丙酮酸金属盐和乙酰丙酮的催化剂体系来制造聚氨酯泡沫。美国专利号4721642公开了一种封端的多异氰酸酯预聚物，其通过用封端剂例如醇、酚、乙酰乙酸乙酯、ε -己内酰胺、MEK肟、丙二酸二乙酯、乙酰丙酮、氰酸和亚硫酸氢钠封闭多异氰酸酯的-NCO端基来形成。聚氨酯树脂可发泡涂料包含由封端的多异氰酸酯预聚物、添加剂、扩链剂、发泡剂和乳化剂组成的水性分散体。CA 2141890公开了使用HCFC发泡剂和任选的阻燃剂和/或酸性、即pKa为O至10的螯合剂来生产硬质聚氨酯、聚异氰脲酸酯和聚氨酯脲泡沫。美国专利号3972846公开了一种可固化的聚氨酯组合物，其包含酮化合物和有机脂族多官能多异氰酸酯与具有活性氢的化合物的液体混合物。美国专利号4251635公开了在其被点燃并燃烧时具有降低的形成燃烧灰烬的倾向性的软质聚氨酯泡沫，其通 过在发泡前在反应混合物中掺入酮或苯甲醛来制造。DE I 005 722公开了多元醇与多异氰酸酯的反应可以通过添加亚胺(伯胺与醛或酮或二酮的缩合产物)来阻滞。DE 2 451 726公开了用于减缓异氰酸酯化合物与聚酯多元醇的反应的方法，其中所述多元醇含有至少一种醛和/或酮与单胺，并且醛或酮基氨基的摩尔比为1: O.1至I。美国专利号6136876公开了通过在聚氨酯催化剂、作为发泡剂的水、任选的硅表面活性剂和开孔剂存在下将有机多异氰酸酯与多元醇进行反应以制备软质聚氨酯泡沫的方法，其特征在于所述开孔剂包含含有活性亚甲基或次甲基的化合物。美国专利号6248801公开了通过在聚氨酯催化剂、作为发泡剂的水、任选的硅表面活性剂孔稳定剂和开孔添加剂存在下将有机多异氰酸酯与多元醇相接触以制备软质聚氨酯泡沫的方法。所述开孔添加剂包含活性亚甲基或次甲基化合物并且还包含叔胺。前面指出的专利和专利申请的公开内容在此通过引用并入。专利技术简述本专利技术通过提供用于制造聚氨酯泡沫的组合物和方法，解决了与常规实践相关的问题。本专利技术涉及使用偶极非质子液体例如二甲基亚砜(DMSO)、1，3-二甲基-2-咪唑烷酮 (DMI)、环丁砜、N-甲基-乙酰乙酰胺、N，N- 二甲基乙酰乙酰胺以及所含羟基数0H# ( 1100 的二醇，用作2-氰基乙酰胺或含有活性亚甲基或次甲基的其他类似分子的开孔助剂以制造聚氨酯泡沫的益处。使用开孔助剂的优点是a)泡沫不(或基本上不)收缩；b)开孔剂的用量较低；c)泡沫性能可重复；以及d)最优的物理性质。此外，将酸封端的胺催化剂与本专利技术的开孔剂和开孔助剂合并在一起产生腐蚀性较低的混合物，并提供了不需机械压碎进行开孔的方法。广义来说，本公开涉及制造尺寸上稳定的聚氨酯泡沫的组合物和方法。本专利技术的组合物包含开孔剂、开孔助剂、叔胺催化剂和任选的酸。适合的酸的实例包括含有任何饱和或不饱和的和取代或未取代的脂族或芳香族基团，具有一个或多个酸基团并带有或不带有异氰酸酯反应性基团的任何有机羧酸。酸的实例包括甲酸，乙酸，丙酸，丁酸，戊酸，己酸，新戊酸，新庚酸，新癸酸，新十二烷酸，2-乙基己酸，乙醇酸，葡萄糖酸，水杨酸，乳酸，苯甲酸， 邻苯二甲酸和使用二醇从邻苯二甲酸酐获得的邻苯二甲酸单酯、多酸例如聚丙烯酸等。本专利技术的方法能够通过最大化开孔剂效率并提供极大的尺寸稳定性来生产聚氨酯泡沫。所述方法的优点在于在从模具中取出产品后不需要压碎泡沫。这导致碎片降至最低，并提供了具有高质量(高尺寸稳定性)的产品。此外，使用所述开孔助剂降低了需要的开孔剂的有效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.09 US 61/362,7611.一种组合物，所述组合物包含至少一种开孔剂、至少一种开孔助剂、至少一种催化剂和任选的酸。2.权利要求1的组合物，其中所述开孔助剂包含至少一种偶极非质子液体。3.权利要求2的组合物，其中所述液体包括选自DMSO、DM1、环丁砜、N-甲基-乙酰乙酰胺、N，N- 二甲基-乙酰乙酰胺和所含羟基数0H# ( 1100的二醇中的至少一种。4.权利要求1的组合物，其中所述开孔剂包含含有活性亚甲基或次甲基的分子。5.权利要求4的组合物，其中所述开孔剂包含2-氰基乙酰胺。6.权利要求1的组合物，其中所述催化剂包含至少一种叔胺催化剂。7.权利要求1的组合物，其还包含至少一种多元醇。8.权利要求7的组合物，其中所述多元醇包含聚醚多元醇。9.权利要求1的组合物，其还包含至少一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·J·伯登尤科，J·D·托拜厄斯，YM·杰翁，R·J·凯勒，
申请(专利权)人：气体产品与化学公司，
类型：
国别省市：