[发明专利]有机官能团改性的聚硅氧烷与支链醇的混合物在生产挠性聚氨酯泡沫塑料中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及有机官能团改性的聚硅氧烷与支链醇的混合物在生产挠性聚氨酯泡沫塑料中的应用。

背景技术

聚硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物，下文称为聚醚硅氧烷，用于生产聚氨酯泡沫塑料。在生产过程中，它们能够得到均匀的细孔结构并稳定泡沫。

然而，根据生产方法以及所使用的其它原料，在某些情况下得到不令人满意的泡孔结构，例如使用具有高聚环氧丙烷含量的多元醇通常趋向于得到较粗糙的泡孔结构。

所使用的设备还可导致不规则或粗糙的泡孔结构，例如在使用低压混合头或在原料通过在常压下搅拌简单混合的情况下。

使用其它的发泡剂，尤其是CO₂，在获得细孔泡孔结构方面对聚醚硅氧烷提出尤其高的要求。由于有利的生态学平衡，该液体CO₂技术在过去几年中变得越来越重要。在该方法中，除了通过与水一起使用的异氰酸酯的化学反应形成的CO₂之外，加压的CO₂也被用作发泡剂。该技术在例如EP-A-0 645 226中描述。然而，引入该技术已显示随着反应混合物的排放，加压CO₂的自发发泡对泡沫配方中所使用的组分的泡孔形成特征提出更多的要求。这可以由异氰酸酯/水反应解释，它在几秒钟的时间内先缓慢地开始，仅导致液相被气体缓慢饱和，从而缓慢形成气泡，即泡沫的乳状液相。

该先前的缓慢过程形成了形态学性能的基础，即所得泡沫塑料的泡孔数量和泡孔尺寸分布，该先前的缓慢过程目前被压缩为1秒之内，即原料通过发泡机的加压混合头和邻接的排出装置至一个大气压的常压所需的时间。以类似于由喷射筒喷出剃须泡沫的方式，由于液体CO₂的蒸发，这导致泡沫塑料的自发形成。在该泡沫塑料中出现的缺陷是不均匀，往往增大泡沫结构中的泡孔，合适泡沫稳定剂的使用可用于降低这些缺陷。虽然如此，根据界面条件(压力、原料温度、在配方中固体的使用)，现有技术中很合适的稳定剂，如US-A-5 357 018和US-A-5 321 051中所述，通常仍存在问题，不能生产完全无缺陷的泡沫塑料。

原则上，泡孔结构可通过增加所使用的聚醚硅氧烷的数量变得更细，但实现该增加存在有限的范围，首先是由于随后出现的过度稳定的伴随现象会导致高比例的封闭泡孔，在极端情况下，甚至使泡沫收缩，其次是由于与此相关的不利的经济学问题。

原则上，在聚醚硅氧烷或挠性泡沫塑料配方中使用添加剂以增加泡孔的细度是已知的。

因此，EP-A-0 900 811描述了环状碳酸酯作为增加挠性泡沫塑料配方中泡孔细度的试剂的应用。然而，环状碳酸酯仅在与聚醚硅氧烷的数量处于相同数量级时才是有效的，此外，存在作为挥发性组分、由最终泡沫塑料中蒸发的缺点。

EP-A-0 976 781描述了聚醚硅氧烷和有机酸的盐的结合使用。甚至在低浓度下使泡孔变细，但盐的溶解性是相对有限的，这样，使用水作为助溶剂变为必需。因此，使用该组合被限制于水解稳定的聚醚硅氧烷。此外，水有助于与异氰酸酯的发泡反应，根据所使用的浓度，在配方计算中必须考虑。

US-A-4 520 160描述了在脂肪醇存在下生产聚醚硅氧烷的方法。在生产过程中后者避免了凝胶形成。得到的产品优选在化妆品应用中作为乳化剂。用实施例为证明，该文献还提到原则上在聚氨酯泡沫塑料中使用的可能性，但未提到液体CO₂应用。根据该文献，所述产品的使用对上述应用没有负面影响。在所提供的信息基础上，使用具有SiC结构的聚醚硅氧烷和异硬脂醇的混合物的所述实验得到开孔泡沫塑料，其性质等于或好于由比较实验产生的泡沫塑料，在比较实验中，异丙醇用于代替异硬脂醇，未提到用于评价的具体条件，尤其未给出有关泡孔结构的信息。泡沫塑料仅用特征“良好泡沫塑料”描述。由于，例如未定义多元醇类型，实施例的分析留下哪一种聚氨酯化合物被建议大量展开的问题。所采用的催化剂是有机锡化合物，二丁基锡二月桂酸盐(DBTDL)，它可能暗示HR厚胶片(slabstock)应用。在HR厚胶片而不是在常规厚胶片中，DBTDL通常仅用于挠性泡袜塑料应用中；后一种应用需要辛酸锡作为催化剂。DBTDL附加地用于生产刚性泡沫塑料以及高弹体/鞋底或不同于挠性泡沫塑料的聚氨酯种类。

我们尝试重复实施例，不形成挠性泡沫塑料，而形成没有泡沫特性的预聚物状的高弹体。对于生产挠性泡沫塑料，使用限定数量的水和胺催化剂将是绝对必需的。