聚氨酯泡沫及其制备方法技术

本发明专利技术涉及制备聚氨酯泡沫的方法，其中通过排出管线从混合头中排出一种包含A)、B)、C)和D)的混合物：A)对异氰酸酯呈反应活性的组分；B)表面活性剂组分；C)选自如下的发泡剂组分：直链、支化的或环状的C1-C6烃，直链、支化的或环状C1-C6碳氟氢化合物，N2，O2，氩和/或CO2，其中所述发泡剂C)处于超临界或接近临界状态；和D)多异氰酸酯组分。所述组分A)具有≥100mgKOH/g至≤1000mgKOH/g的羟基值，所述发泡剂组分C)至少部分地以乳液形式存在，和在排出管线中设置具有一个或多个开孔的部件，以在包含A)、B)、C)和D)的混合物的排出步骤中提高流阻，其中开孔的横截面积或所有开孔的横截面积总和总计为排出管线内部横截面积的≥0.1%至≤99.9%。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及制备聚氨酯泡沫的方法，其中通过排出管线从混合头中排出一种包含A)、B)、C)和D)的混合物：A)对异氰酸酯呈反应活性的组分；B)表面活性剂组分；C)选自如下的发泡剂组分：直链、支化的或环状的C1-C6烃，直链、支化的或环状C1-C6碳氟氢化合物，N2，O2，氩和/或CO2，其中所述发泡剂C)处于超临界或接近临界状态；和D)多异氰酸酯组分。所述组分A)具有≥100mgKOH/g至≤1000mgKOH/g的羟基值，所述发泡剂组分C)至少部分地以乳液形式存在，和在排出管线中设置具有一个或多个开孔的部件，以在包含A)、B)、C)和D)的混合物的排出步骤中提高流阻，其中开孔的横截面积或所有开孔的横截面积总和总计为排出管线内部横截面积的≥0.1%至≤99.9%。【专利说明】聚氨酯泡沬及其制备方法本专利技术涉及制备聚氨酯泡沫的方法，其中从混合头通过排出管线排出混合物，所述混合物包含A)对异氰酸酯呈反应活性的组分；B)表面活性剂组分；C)选自如下的发泡剂组分:直链、支化的或环状的C1-C6烃，直链、支化的或环状C1-C6碳氟氢化合物，N2, O2，氩和/或CO2，其中所述发泡剂C)处于超临界或接近临界状态；和D)多异氰酸酯组分。本专利技术进一步涉及通过此方法可获得的聚氨酯泡沫。聚氨酯泡沫通过多元醇组分(其中也可含有发泡剂)与异氰酸酯反应制备。异氰酸酯与水反应产生二氧化碳，二氧化碳也可充当发泡剂。对于泡沫形成来说并因此对于后来的固化泡沫的泡孔尺寸来说的决定性步骤是由发泡剂提供的成核作用，因为泡沫中的每一个泡孔均由气泡产生。在此有关的观察结果是成核后通常没有新的气泡产生，而是发泡剂扩散进入已经存在的气泡中。加入稳定剂促进了不同组分的乳化作用，影响成核并抑制成长的气泡聚结。它们也影响泡孔打开。在开孔泡沫中，成长的孔的膜打开，留下孔的支撑(Stege)。WO 2001/98389 Al中描述了含CO2的反应混合物的突然降压。此专利申请涉及制备聚氨酯块状(Block)泡沫的方法，其中将包含二氧化碳的反应性聚氨酯混合物突然由二氧化碳的平衡溶解压力以上的压力`减压至常压。溶解的二氧化碳逸出，反应性液体聚氨酯混合物发泡；将发泡的混合物施加到基底上，然后固化形成块状泡沫。在显著高于平衡溶解压力的压力下首先将二氧化碳完全溶解在反应混合物中，或者溶解在组分多元醇和异氰酸酯中的至少一种中。然后将压力降至接近平衡溶解压力的压力，其中瞬时下降到平衡溶解压力以下，以放出少量二氧化碳和形成气泡微分散体，任选地将各组分混合，压力突然减至大气压之后将释放出的二氧化碳再完全溶解。然而，在此并没有纳米孔的泡沫或发泡剂的超临界条件的指示。US 2004/0054022 Al公开了硬质聚氨酯泡沫的制备方法，该泡沫具有20-40 kg/Hi3的密度和泡孔的纵向直径与横向直径之比的平均值为1.0-1.4。使用的发泡剂是水与多异氰酸酯反应中产生的CO2以及超临界、亚临界或液体C02。在与多异氰酸酯混合之前，将水和液态的CO2加入到多元醇中。优选的CO2含量为0.5%-3%。由于在更大量的CO2时将会有突然汽化的风险，这是不言而喻的。已知在软质聚氨酯泡沫的制造中用CO2作为物理发泡剂，例如Hennecke的名称为Novafl ex?的发泡剂。在此需要繁琐的减压技术且CO2的量受限。在此方面FAPU (the EuropeanPolyurethane Journal) 59 (2010) 2，第33-35页，写道:“然而，迄今为止机器和原料生产者的测试表明溶解的CO2发泡剂的最大含量在多元醇组分中保持限制在大约2重量％，因为否则在高压混合中泡沫的膨胀即使在混合头中也会失去控制，使得不可能达到均匀的泡孔结构”。DE 4442 254 Al描述了由双组份反应性塑料制备发泡材料的方法，其中使用二氧化碳作为发泡剂，将至少一种反应性组分与二氧化碳在压力下混合，混合各组分，其中至少一种组分含有在压力下的二氧化碳，将通过混合得到的反应混合物(其含有二氧化碳)减压，并固化。通过产生高剪切速率突然进行减压。因为二氧化碳为溶解状态，所以受控诱导产生气泡核必须“发生在液体反应性混合物由在溶解的二氧化碳中亚饱和的状态过渡为用二氧化碳过饱和的状态的瞬间，即在由溶解的二氧化碳的饱和压力以上的压力减压到溶解的二氧化碳的饱和压力以下的压力的瞬间”。槽缝前后的压力差一般为5-20bar，这显然在74bar的二氧化碳超临界压力以下。 WO 96/02376 Al描述了用在压力下溶解的二氧化碳用于泡沫制备的方法和装置。因为二氧化碳为溶解态，所以其中也必须产生气泡核。这一点通过使用至少一种具有窄的槽缝宽度的槽缝格栅得以实现。WO 01/10623 Al描述了用于制备聚氨酯泡沫的方法和装置。在此将二氧化碳通过压力保持在溶解状态。成核作用通过产生湍流实现。所希望的是制备硬质聚氨酯泡沫的进一步改善的方法。本专利技术的目的是详细说明这种类型的方法，该方法允许尤其是以受控的方式使用更高含量的发泡剂CO2并且形成均匀的泡孔结构。已经发现，此目的根据本专利技术通过包含如下步骤的制备聚氨酯泡沫的方法得以实现: -在混合头中提供混合物，所述混合物包含: A)对异氰酸酯呈反应活性的组分； B)表面活性剂组分；C)选自如下的发泡剂组分:直链、支化的或环状的C1-C6烃，直链、支化的或环状C1-C6碳氟氢化合物，N2, O2，氩和/或CO2，其中所述发泡剂C)处于超临界或接近临界状态；和 D)多异氰酸酯组分； -通过排出管线从混合头中排出包含A)、B)、C)和D)的混合物。该方法特征在于所述对异氰酸酯呈反应活性的组分A)具有≥100 mg KOH/g至≤1000 mg KOH/g的羟基值，所述发泡剂组分C)至少部分地以乳液形式存在，以及具有一个或多个开孔(Mittel)的部件设置在排出管线中以在包含A)、B)、C)和D)的混合物的排放步骤过程中提高流阻，其中开孔的横截面积或所有开孔的横截面积总和总计为排出管线的内部横截面积的≥0.1%至≤ 99.9%。令人惊讶地发现，使用非单相的多元醇发泡剂混合物与混合头的流出系统中用于维持反压和/或压力增加并随后减压至环境压力的装置相结合可以克服现有技术的缺点并可以提供低密度的细孔硬质聚氨酯泡沫。在混合物的排放步骤中，在排出管线中的流阻提升部件下游在混合物中所处的压力最后降低至大气压。本文中大气压特别是指> 0.9 bar至< 1.1 bar的压力。发泡剂过渡为亚临界状态和优选变为气态。例如，反应混合物可以简单地被引入到开放模具中或以连续的方式用于制备片材，例如通过开发发泡装置或双输送机装置进行。设置于排出管线中(并优选在其端部)用于在包含组分A)、B)、C)和D)的混合物的排放步骤中提高流阻的部件可以是例如从流动方向看安置在混合头的混合室下游的孔板、格栅、槽缝格栅和/或滤网。流阻升高有目的地影响反应混合物从混合头排出之前的压力。如此设定的压力可以低于反应混合物各组分混合过程中的压力。这使得可以影响发泡剂微滴或发泡剂小泡的形成和膨胀。例如WO 2001/98389 Al中描述了这类部件。所述一个或多个开孔各自具有横截面积。这是指垂直于流出管纵向并由此垂直本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备聚氨酯泡沫的方法，包括如下步骤：??在混合头中提供混合物，其中所述混合物包括：A)对异氰酸酯呈反应活性的组分；B)表面活性剂组分；C)选自如下的发泡剂组分：直链、支化的或环状的C1?C6烃，直链、支化的或环状C1?C6碳氟氢化合物，N2，?O2，氩和/或CO2，其中所述发泡剂C)处于超临界或接近临界状态；和D)多异氰酸酯组分；??通过排出管线从混合头中排出包含?A)、B)、C)和D)的混合物，其特征在于所述对异氰酸酯呈反应活性的组分A)具有?≥?100?mg?KOH/g?至?≤?1000?mg?KOH/g的羟基值，所述发泡剂组分C)至少部分地以乳液形式存在，和在排出管线中设置具有一个或多个开孔的部件，以在包含A)、B)、C)和D)的混合物的排出步骤中提高流阻，其中开孔的横截面积或所有开孔的横截面积总和总计为排出管线内部横截面积的≥?0.1%至≤?99.9%。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：D施坦迈斯特，S默斯，S林德纳，W弗里德里希斯，J施特雷特，
申请(专利权)人：拜耳知识产权有限责任公司，
类型：
国别省市：