[发明专利]多孔聚异氰酸酯加聚产物

说明书

本发明涉及一种通过(a)异氰酸酯与(b)对异氰酸酯呈反应性的化合物在优选对异氰酸酯呈惰性的溶剂(f)的存在下反应，以及优选随后从聚氨酯中除去溶剂(f)而制备多孔聚异氰酸酯加聚产物，优选聚氨酯和/或聚脲，特别优选如果合适的话可包含脲结构的聚氨酯，优选聚氨酯模制品，尤其是具有基于聚氨酯的气溶胶状结构的模制品的方法。此外，本发明涉及可通过此方法得到的多孔聚异氰酸酯加聚产物，优选聚氨酯和/或聚脲，特别优选聚氨酯，优选聚氨酯模制品，特别优选具有基于聚氨酯的气溶胶状结构的模制品，尤其是密度为30-500kg/m³，根据DIN 66131通过氮气吸附法测定特性表面积为＞50m²/g且基于对异氰酸酯呈反应性的化合物(b)的多孔聚氨酯，其中化合物(b)对异氰酸酯的官能度，优选羟基，为至少6，优选6-100，特别优选10-60，分子量为至少1000g/mol，优选1500-10000g/mol，特别优选1500-6000g/mol，尤其是2000-6000g/mol。

在溶剂存在下制备的多孔聚异氰酸酯加聚产物和这些产物的制备方法通常已知。因此，US 3 574 150描述了孔隙率为至少50％，密度为100-500kg/m³的开孔聚氨酯，但由于沉淀方法，这些包含微米范围的球形粒子结构并且基于聚芳基聚亚烷基多异氰酸酯(聚合的MDI)。WO96/36654、WO 96/37539和WO 98/44028公开了基于异氰酸酯的气溶胶。WO 95/03358描述了通常基于异氰酸酯的气溶胶。在所述文件的上下文中，术语“气溶胶”每种情况下意指流体在超临界状态下在干燥步骤中从凝胶体中除去。WO 98/44013和WO 00/24799描述了基于异氰酸酯的气溶胶状化合物，即主要通过异氰酸酯三聚而得到的凝胶的制备，为此并不绝对需要在超临界条件下干燥。此外，这些文件陈述了除异氰酸酯的三聚外，可使用包含异氰酸酯反应性基团的共聚物，尤其是苯乙烯与羟基丙烯酸酯的共聚物。

由现有技术已知的这些多孔产物的缺点是需要使用超临界流体(WO 95/03358、WO 96/36654、WO 96/37539、WO 98/44028)，这要求高压力或温度(例如T_c＝31℃；p_c＝74巴，对于CO₂)，因此费用高，或者得到相当程度的基于异氰酸酯的产物。已知这类化合物具有高脆性，它们因此与大部分异氰酸酯基团已转化成氨基甲酸酯基团的异氰酸酯基材料相比在机械性能方面不利。基于异氰脲酸酯连接的网的其他缺点是异氰酸酯基团完全转化成异氰脲酸酯仅可通过长反应时间达到。

因此，本发明的目的是开发一种通过(a)异氰酸酯与(b)对异氰酸酯呈反应性的化合物在优选对异氰酸酯为惰性的溶剂(f)的存在下反应而制备多孔聚异氰酸酯加聚产物，优选聚氨酯，优选聚氨酯模制品，尤其是基于聚氨酯的气溶胶状材料的方法，该方法为适合、花费不多以及可再产的，并且得到具有非常好的材料性能，尤其是机械性能的产物。尤其将开发应具有非常高孔隙率以及非常小的孔尺寸的多孔产物。多孔产物应能以简单和可再产的方式得到。

这些目的已可通过使用具有对异氰酸酯的官能度，优选羟基，为至少6，优选6-100，特别优选10-60，且分子量优选重均分子量为至少1000g/mol，优选1500-10000g/mol，特别优选1500-6000g/mol的化合物作为对异氰酸酯呈反应性的(b)化合物而实现。

本发明方法和因此的本发明产物的特别优点为在在溶剂存在下制备过程期间和干燥期间和之后它们的机械稳定性。另外，由于使用具有高官能度以及高分子量，也可称作超支化或包含树枝状结构的本发明异氰酸酯反应性组分，本发明产物具有所需的低脆性。由于异氰酸酯反应性组分的高支化度，允许省去干燥期间的超临界条件并且同时允许产生低脆性材料的硬质网络在聚氨酯气溶胶中实现。

作为对异氰酸酯呈反应性的化合物(b)中对异氰酸酯呈反应性的基团，可使用具有至少一个活性氢原子的基团。这种基团的实例为羟基和/或伯和/或仲氨基，优选羟基。因此，可能的对异氰酸酯呈反应性的本发明化合物(b)为聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚醚-聚酯醇、聚硫醚多元醇、含羟基聚缩醛和含羟基脂族聚碳酸酯或至少两种所述醇的混合物。优选醚和/或酯和/或包含酯和醚结构的化合物作为对异氰酸酯呈反应性的化合物(b)。这种化合物为通常已知的并且可通过已知的酯化和/或烷氧基化制备。