[发明专利]基于异氰酸酯的发泡聚合物、其混合物及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于异氰酸酯的发泡聚合物，它由包含异氰酸酯、含活性氢化合物、发泡剂和一种高支化多糖的反应混合物衍生，该多糖经过衍生以提供疏水性，从而使它与原本(未衍生时)不相容的聚醚多元醇变得相容。本发明还涉及生产基于异氰酸酯的聚合物用的混合物和方法。

生产基于异氰酸酯的发泡聚合物用的混合物包含由衍生的多糖和含活性氢化合物的混合物。生产基于异氰酸酯的发泡聚合物的方法包含以下步骤：令异氰酸酯、含活性氢化合物、高支化多糖和发泡剂接触形成反应混合物，并令反应混合物发泡生产出基于异氰酸酯的发泡聚合物。该混合物和该方法的多糖是经过衍生的，旨在提供疏水性，从而使它与原本(未衍生时)不相容的聚醚多元醇变得相容。本发明衍生的高支化多糖具有至少15的活性氢官能度并包含无规键合的吡喃型葡萄糖单元，具有10～100个葡萄糖残基平均值。

背景技术

基于异氰酸酯的聚合物在技术上是公知的。一般而言，本领域技术人员懂得，基于异氰酸酯的聚合物是聚氨酯、聚脲、聚异氰尿酸酯及其混合物。

生产基于异氰酸酯的发泡聚合物的方法也是技术上公知的。的确，基于异氰酸酯的聚合物与其它聚合物体系相比的优点之一是，聚合和发泡可就地进行。这就提供聚合物在成形和发泡的同时完成模塑的可能。

生产聚氨酯泡沫塑料的传统方式之一是所谓“一步法”技术。按照此技术，异氰酸酯、合适的多元醇、催化剂、水(它起反应性“发泡剂”的作用并可任选地辅以1或多种物理发泡剂)以及其它添加剂利用，例如，冲击混合作用(例如，高压)混合在一起。一般而言，如果生产聚脲，则将多元醇换成合适的多胺。聚异氰尿酸酯可由异氰酸酯组分的环状三聚获得。氨酯改性的聚脲或聚异氰尿酸酯是技术上公知的。在任何一种情况下，反应物都借助合适的混合技术非常快地紧密混合。

生产基于异氰酸酯的发泡聚合物的另一种技术被称作“预聚物”技术。按照此技术，通过多元醇与异氰酸酯(在聚氨酯的情况下)在惰性气氛中起反应生成以反应性基团(例如，异氰酸酯部分或活性氢部分)为链端的液态聚合物从而生产出预聚物。典型的预聚物是采用过量异氰酸酯基团生产的，以便使活性氢基团全部起反应。为生产发泡聚合物，将预聚物与较低分子量多元醇(在生产聚氨酯的情况下)或多胺(在生产改性聚脲的情况下)在固化剂或其他根据需要的添加剂的存在下彻底混合。

不论采用何种技术，本领域公知在反应混合物中要包括进填料材料。传统上，填料材料是通过将填料材料加入到液态异氰酸酯和液态含活性氢化合物(即，在聚氨酯情况下的多元醇，在聚脲情况下的多胺)之一或二者中被引入到发泡聚合物中去的。一般而言，填料材料的加入起到给制成的发泡产品提供所谓增挺(load building)的作用。

反应混合物中中使用的填料材料的本性和相对数量可在某种程度上变化，取决于所要求的发泡聚合物产品的物理性能，以及混合技术所施加的限制，体系的稳定性以及设备施加的限制(例如，由于填料材料的粒度与设备的窄通道、小孔之类不相容)。

一种公知的在泡沫塑料产品中加入固体材料以便改善硬度等性能的技术涉及多元醇-固体分散体，特别是聚合物多元醇形式的，即，接枝共聚物多元醇分散体的采用。正如技术上公知的，接枝共聚物多元醇(共聚物多元醇)是多元醇，优选聚醚多元醇，它包含其它有机聚合物。已知，此种接枝共聚物多元醇可用于给制成的聚氨酯泡沫塑料提供硬度，比采用未经加入有机聚合物改性的多元醇有所提高。在接枝共聚物多元醇范围内，这里将讨论两大类：(i)链增长共聚物多元醇，和(ii)阶跃增长(step growth)共聚物多元醇。

链增长共聚物多元醇一般通过单体在多元醇载体中的自由基聚合生成分散在多元醇载体中的自由基聚合物来制备。传统上，自由基聚合物可以是基于丙烯腈或苯乙烯-丙烯腈(SAN)的。多元醇的固体含量典型地最高约60％，一般介于约15％～约40wt％，以组合物总重量为基准计(即，自由基聚合物和多元醇载体)。一般而言，此类链增长共聚物多元醇的粘度介于约1,000～约8,000cP。当生产此种链增长共聚物多元醇时，已知将多元醇链诱导接枝到自由基聚合物中。