[发明专利]硬质聚氨酯泡沫

说明书

本发明涉及硬质聚氨酯泡沫，其生产和用来生产硬质聚氨酯泡沫的多 异氰酸酯组分。

硬质聚氨酯泡沫很久以来就为大家所知并广为描述。硬质聚氨酯泡沫 主要用于绝热，例如用于制冷设备、交通工具或建筑物中，以及用于生产 结构元件，尤其是夹层元件。

它们通常通过使多异氰酸酯，通常是二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)以及 尤其是二苯甲烷二异氰酸酯和其高级同系物多亚苯基多亚甲基多异氰酸酯 的混合物(粗MDI)与具有至少两个对异氰酸酯基团呈反应性的氢原子的化 合物反应而生产。

硬质聚氨酯泡沫必须满足的一个重要要求是尺寸稳定性。尺寸稳定性 意味着泡沫体积不会改变，尤其是固化后不会收缩。在硬质泡沫的情况下， 收缩能导致泡沫中有空隙以及覆盖层的分离。收缩问题在大型模制品中特 别普遍并且没有关于如何解决这一问题的信息。

此外，市场越来越需求能从模具中快速取出的泡沫。过长的脱模时间 在其中泡沫以较厚，尤其是至少60mm厚的层使用的应用中尤其麻烦。

因此，本发明的目的是提供具有良好加工性能，尤其是短的脱模时间， 以及良好使用性能，尤其是良好尺寸稳定性的硬质聚氨酯泡沫。这些有利 的性能也应在低密度下，优选在中心泡沫密度＜30g/l下获得。此外，应重 视市场对浅色泡沫的需求。

惊人的是，该目的可通过在泡沫生产中使用具有特定组成的二苯甲烷 二异氰酸酯与多亚苯基多亚甲基多异氰酸酯的混合物作为异氰酸酯组分而 实现。

因此，本发明提供了可通过使a)多异氰酸酯与b)具有至少两个对异氰 酸酯基团呈反应性的氢原子的化合物在c)发泡剂存在下反应而生产的硬质 聚氨酯泡沫，其中所用多异氰酸酯a)为包含下列组分的二苯甲烷二异氰酸 酯与多亚苯基多亚甲基多异氰酸酯的混合物：

a1)30-35重量％二苯甲烷二异氰酸酯，

a2)21-28重量％具有三个芳环的多亚苯基多亚甲基多异氰酸酯，

a3)8-13重量％具有四个芳环的多亚苯基多亚甲基多异氰酸酯，

a4)24-41重量％具有五个或更多个芳环的多亚苯基多亚甲基多异氰酸酯， 其中组分a1)-a4)的重量百分数基于组分a1)-a4)的总重量且总共为100重量 ％。

本发明进一步提供了一种生产本发明硬质聚氨酯泡沫的方法。

本发明还提供了一种包含下列组分的多亚苯基多亚甲基多异氰酸酯混 合物：

a1)30-35重量％二苯甲烷二异氰酸酯，

a2)21-28重量％具有三个芳环的多亚苯基多亚甲基多异氰酸酯，

a3)8-13重量％具有四个芳环的多亚苯基多亚甲基多异氰酸酯，

a4)24-41重量％具有五个或更多个芳环的多亚苯基多亚甲基多异氰酸酯， 其中组分a1)-a4)的重量百分数基于组分a1)-a4)的总重量且总共为100重量 ％。

在本发明的优选实施方案中，用来生产硬质聚氨酯泡沫的异氰酸酯组 分a)在各种情况下基于组分a)的重量包含少于12重量％，特别优选少于10 重量％，尤其是少于8重量％的二氮杂环丁酮亚胺。使用这种异氰酸酯组分 a)生产的泡沫具有特别低的收缩率，特别好的尺寸稳定性和特别浅的颜色。

二氮杂环丁酮亚胺含量在这里由在1740cm^-1处的C＝O振动使用1，3-二 对甲苯基-2-对甲苯亚氨基-1，3-二氮杂环丁烷-4-酮校准而确定并且根据等 式(1)借助分子量转化成4，4’-MDI的二氮杂环丁酮亚胺：

二氮杂环丁酮亚胺mg＝面积吸收度＊13.975(1)。

组分a)优选具有30-33重量％的自由NCO端基含量。

多亚苯基多亚甲基多异氰酸酯通常包含12-18重量％的二氮杂环丁酮 亚胺。其通常这样制备：苯胺与甲醛进行酸催化反应，所得二苯甲烷二胺 MDA和多亚甲基多亚苯基多胺的混合物与光气反应形成MDI，随后后处 理，以及合适的话除去部分2-环MDI。以苯胺与甲醛之比使得在MDA中得 到所需比例的同系物异构体来进行缩合。光气化之后，产物混合物通过蒸 馏而不含挥发性伴随物质和副产物，主要是含氯化合物。为了调节反应性， 可进行热后处理。如果减小这种蒸馏和处理的热应力，则得到二氮杂环丁 酮亚胺含量最高为12重量％，优选为少于10重量％，特别优选为少于8重量 ％的MDI。