[发明专利]制备聚氨酯的方法

说明书

本发明涉及一种通过使具有低二氮杂环丁酮亚胺(uretonimine)含量的多异氰酸酯与具有至少两个可与异氰酸酯基团反应的氢原子的化合物反应制备聚氨酯的方法。

聚氨酯长期以来已知并被广泛描述。它们可用于很多技术领域。气溶胶容器中的单组分泡沫(也称为气溶胶泡沫或装配泡沫)及粘合剂和密封剂构成聚氨酯的重要使用领域。

在这些使用领域中，通常将二苯基甲烷二异氰酸酯和多亚苯基多亚甲基多异氰酸酯的混合物(通常也称为粗MDI或聚合物MDI)和/或多异氰酸酯与小于化学计量的具有至少两个可与异氰酸酯基团反应的氢原子的化合物的反应产物(所谓的NCO预聚物)用作多异氰酸酯。

在所述应用中，通常需要降低反应混合物中可吸入异氰酸酯的含量。

在使用预聚物时，这可通过在反应之后例如由蒸馏除去未转化的单体异氰酸酯实现。

在聚氨酯用于气溶胶泡沫的情况下，通常将聚合物MDI用作多异氰酸酯。这通常包含高比例的双核MDI。该气溶胶或装配泡沫特别为单组分泡沫。

气溶胶泡沫为通常用于建筑业的装配剂并意欲用于房屋中门窗的安装及作为建筑施工中孔穴或管道安装中穿过砌体的通道的填充材料。该气溶胶容器包含预聚物及发泡剂和添加剂。所需泡沫通过借助发泡剂排出其内容物，通过该发泡剂的蒸发而发泡(所谓的发泡效应)并通过其在大气湿度下固化形成。

基于包含NCO的预聚物的单组分泡沫是该类型泡沫中最众所周知的。这些为取决于组成而产生硬质到软质及回弹性泡沫的不同产品。

所有这些配制剂的缺陷是显著量的单体异氰酸酯存在于这些包含NCO的预聚物中，在发泡过程中因可吸入异氰酸酯而引起某些潜在危害。然而，具有显著降低含量的游离单体异氰酸酯的配制剂在该类泡沫中也是已知的。

因此根据EP 1 518 874已知的是将具有低单体含量的异氰酸酯用于生产单组分泡沫，该异氰酸酯由规定的多亚苯基多亚甲基多异氰酸酯通过蒸馏除去单体异氰酸酯获得。通过使用该产品，合适的话作为与稀释剂和其他包含异氰酸酯基团的化合物的混合物，由此获得具有低单体含量的单组分泡沫。这里的缺陷是以该方式生产的单组分气溶胶泡沫在贮存时并不非常稳定，因此加压气溶胶容器的内容物在几周内变成固体并由此不可使用。

此外，WO 2005/007721 A1描述了使用具有NCO端基和低单体含量的预聚物(即多元醇与化学计量过量的二苯基甲烷二异氰酸酯的不含单体的反应产物)、去除单体的多亚苯基多亚甲基多异氰酸酯、三聚六亚甲基二异氰酸酯和稀释剂的混合物。这里的缺陷是原料中为实现所需降低的异氰酸酯单体含量而需要的极高粘度使工艺上使用更困难以及不能保证如EP1 518 874的溶液情况下的贮存稳定性。

本发明的目的是提供基于粗MDI的具有低单体含量并具有改进贮存稳定性和优良加工性能的异氰酸酯组分。

该目的可通过使用具有大于2的平均官能度、每种情况下基于多异氰酸酯的重量为不大于2重量％的二异氰酸酯含量及不大于4重量％的二氮杂环丁酮亚胺含量的多异氰酸酯实现。

因此本发明涉及一种通过多异氰酸酯a)与具有至少两个可与异氰酸酯基团反应的氢原子的化合物b)反应制备聚氨酯的方法，其中所用多异氰酸酯a)为至少一种具有大于2的平均官能度、每种情况下基于多异氰酸酯ai)的重量为不大于2重量％的二异氰酸酯含量及不大于4重量％的二氮杂环丁酮亚胺含量的多异氰酸酯ai)。聚合物MDI中的二氮杂环丁酮亚胺含量通过FT-IR分析法基于三核二氮杂环丁酮亚胺校准测定。

本发明涉及将根据权利要求10和11的多异氰酸酯混合物用于制备聚氨酯，特别是制备单组分聚氨酯喷雾泡沫、聚氨酯粘合剂和/或密封剂、聚氨酯弹性体、双组分聚氨酯泡沫，特别是双组分硬质聚氨酯泡沫。

优选将二苯基甲烷二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯含量不大于2重量％的多亚苯基多亚甲基多异氰酸酯的混合物用作多异氰酸酯aii)。

本发明的多异氰酸酯ai)可根据使用领域单独或作为与其他多异氰酸酯的混合物用于制备聚氨酯。

本发明的多异氰酸酯ai)可用于双组分体系和单组分体系。在双组分体系的情况下，使具有至少两个可与异氰酸酯基团反应的氢原子的化合物与多异氰酸酯反应而得到聚氨酯。

在单组分体系的情况下，包含NCO的预聚物由多异氰酸酯与小于化学计量的具有至少两个可与异氰酸酯基团反应的氢原子的化合物制备，该预聚物例如如上文气溶胶泡沫情况下所述在大气湿度下固化而得到聚氨酯-聚脲。该实施方案特别用于气溶胶泡沫的情况下。在单组分体系的情况下，通常将本发明的多异氰酸酯ai)作为与其他多异氰酸酯，优选包含异氰酸酯基团的预聚物的混合物使用。