[发明专利]三聚体和脲基甲酸酯改性的异氰酸酯、含它的泡沫材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及三聚体和脲基甲酸酯改性的异氰酸酯及其制备方法，以及包含这些三聚体和脲基甲酸酯改性的异氰酸酯的泡沫材料及其制备方法。

发明背景

芳族异氰酸酯三聚化形成多异氰酸酯在本领域中是众所周知的。美国专利4743627和4382125都描述了平均官能度＞2.2的多亚甲基多亚苯基多异氰酸酯(p-MDI)的部分三聚化反应，得到在25℃时具有较高粘度(即2000-100000mPa·s)的稳定液体产物。美国专利4284730描述了已经部分转化为碳二亚胺/脲酮亚胺(uretonimine)的单体MDI的三聚化反应，得到稳定的液体多异氰脲酸酯组合物。

美国专利5124370描述了含有异氰脲酸酯基且NCO含量为15-30％的液体多异氰酸酯混合物。这些混合物通过二苯基甲烷系列的多异氰酸酯混合物中的异氰酸酯基发生部分三聚化反应来得到，其中所述的多异氰酸酯混合物含有80-100重量％的二苯基甲烷二异氰酸酯异构体和0-20重量％的二苯基甲烷系列的高级环状化合物，其中所述单体由20重量％至60重量％的2，4’-异构体、0至8重量％的2，2’-异构体和40重量％至80重量％的4，4’-异构体组成。

美国专利5905151描述了用于脂族和芳族异氰酸酯的三聚体催化剂体系。这些三聚体催化剂体系包含：(A)锂化合物，选自(i)脂族或芳族一元羧酸或二元羧酸的锂盐，(ii)每个化合物中含有1到3个羟基的含羟基化合物的锂盐，其中羟基直接与芳环连接，和(iii)氢氧化锂；(B)含有至少一个羟基的有机化合物。所得的部分三聚化的异氰酸酯还可含有大量的氨基甲酸酯(urethane)基团。

美国专利5955609和6127308中描述了另一种适用于脂族和芳族异氰酸酯的三聚体催化剂体系。该体系包含：(A)选自以下的一种或多种化合物：(i)脂族或芳族羧酸的锂盐，(ii)含羟基化合物的锂盐，所述羟基与芳环连接，和(iii)氢氧化锂；(B)脲基甲酸酯催化剂；和(C)含有至少一个羟基的有机化合物。部分三聚化的异氰酸酯还可以含有脲基甲酸酯基和/或氨基甲酸酯基。

美国专利6028158和6063891揭示了NCO基含量约为15％至42％的、冷冻稳定的(freeze-stable)、脲基甲酸酯改性的甲苯二异氰脲酸酯。这些冷冻稳定的组合物通过使A)甲苯二异氰酸酯与B)含有至少一个羟基的有机化合物在催化量的C)至少一种脲基甲酸酯-三聚体催化剂或脲基甲酸酯-三聚体催化剂体系存在下反应来制得。这些组合物含有异氰脲酸酯基和脲基甲酸酯基。而且，该专利中揭示了这些脲基甲酸酯改性的甲苯二异氰脲酸酯与多亚甲基多(苯基异氰酸酯)的混合物；还揭示了这些脲基甲酸酯改性的甲苯二异氰脲酸酯的氨基甲酸酯预聚物(urethane prepolymer)，以及这些预聚物与PMDI的混合物。

美国专利4255659、4518761、4772639和5798431中都描述了异氰酸酯组分的三聚化产物以及它们的生产方法。所揭示的这些液体三聚体产物都不是只由二苯基甲烷系列的二异氰酸酯或多异氰酸酯制备的。美国专利4255659和4518761特别需要两种对三聚化反应具有不同反应性的异氰酸酯组分。美国专利4772639和5798431揭示了含有异氰脲酸酯基或三聚体的多异氰酸酯，其中至少一种异氰酸酯组分具有与脂族或脂环族基连接的异氰酸酯基。

美国专利5102918描述了一种制备具有异氰脲酸酯环的改性的有机多异氰酸酯的方法。该方法包括将三聚化催化剂、有机亚磷酸酯和表面活性剂(以及任选的二茂铁化合物)加入到有机多异氰酸酯和/或部分氨基甲酸酯化的有机多异氰酸酯中，形成不超过异氰酸酯基总数的20％的异氰脲酸酯基。可以加入终止剂。合适的有机多异氰酸酯包括TDI和MDI。

美国专利4326043、4359541和4359550各自描述了可分散的多异氰脲酸酯聚合物。广泛揭示了合适的异氰酸酯，包括TDI、MDI和PMDI的混合物。该参考文献还揭示了异氰酸酯可在溶剂中被转化为固体三聚体，然后将其分散在多元醇中。′043专利的实施例48-84揭示了含有催化剂、表面活性剂等的分散的三聚体固体与TDI/MDI(80∶20)的异氰酸酯混合物反应，形成泡沫材料。