[发明专利]具有受控粘度的异氰脲酸酯改性多亚甲基双(苯基异氰酸酯)组合物

说明书

发明背景

发明领域

本发明涉及聚合物亚甲基双(苯基异氰酸酯)(PMDI)组合物的液态异氰脲酸酯改性型，它具有的粘度与″常规″PMDI的那些相当。用来制备这种异氰脲酸酯改性PMDI组合物的制备方法不需要与分级蒸馏设备有关的投资设备费用，从而与常规分级蒸馏方法相比提供投资成本节约。

本发明还涉及液态异氰脲酸酯改性PMDI组合物用于制造物理和化学性能与由″常规″PMDI制备的那些相当的硬质泡沫的用途。

材料技术描述

用来制备PMDI的常规制备方法通常提供含大约50％-70％二环化合物的产物混合物，该混合物的其余部分含有3个或更多环。虽然百分率可以改变，但是常规PMDI产物的示例性批料可以含有48％的二环物质、27％的三环物质、5％的四环物质、4％的五环物质和16％的更高环物质，基于PMDI批料的总重量。通常，常规PMDI产物将具有大约30-大约300cps的粘度。如果二环异构体的含量降低，则混合物的粘度提高，因为该混合物的更高环组分相对于相对于二环化合物部分具有更高的粘度。

PMDI的大多数供应商出于将不同等级的材料用于不同应用的简单理由而提供许多定制的产品。例如，基本上含全部两种环异构体的产品可用作制备高等级弹性体的起始材料。对于各种其它应用，包括不太苛刻的弹性体应用，以及硬质和软质泡沫应用，有利地使用含较高水平的3、4和5个环或更高环异构体的产品等级，因为这些异构体一般较便宜。此外，鉴于可获得的终端用途应用的数目，含更高环异构体的产品的需求量更大。

至今，含较高水平的3环或更多环异构体的产品一般是经由分级蒸馏方法制备的，其中除去是MDI的二环物质，留下具有更大百分率3+环物质和更高环物质的塔底料流。为了有效地操作生产设备，纯二环异氰酸酯和更高粘度、更高官能度异氰酸酯的平衡必须满足按足以满足市场需要的量产生足够的每种类型。令人遗憾地，如果市场需要更多高粘度、高官能度材料，则必须存在二环异氰酸酯的平衡的需要，不然MDI生产者将面临不需要的异构体产物留在其原料中。

作为分级蒸馏以从聚合物MDI中除去二环异构体以提高粘度和官能度的替代方案，可以通过添加非反应性添加剂，或通过使常规聚合物MDI产品与多元醇反应以产生预聚物来提高异氰酸酯产物的粘度。这两种途径都有缺陷。非反应性添加剂不与最后的终产物反应性键接，并因此其在终产物中的存在对产物的强度性能不利。通过与多元醇反应的预聚物制备显著地降低产物的异氰酸酯含量，这是不利的，因为需要用来与多元醇反应制备成品的预聚物的量显著地增加。

现有技术公开了可以使用三聚催化剂改性PMDI以制备异氰脲酸酯改性PMDI。美国专利号4,743,627；4,382,125和5,124,370公开了异氰脲酸酯改性PMDI组合物的制备和由其制得的泡沫。该′627专利还公开了将MDI的纯二环物质添加到该异氰脲酸酯改性PMDI组合物中以提供含至少60％该二环物质的混合物。含此种水平的二环物质的混合物据说与异氰脲酸酯改性PMDI本身相比显示降低的颜色和粘度。

市场中目前需要的是选择性地制备增加量的高粘度、高官能度产物而纯二环MDI物质的量不相应增加的方法。本发明提供该需要的解决方案。

发明概述

在一个方面中，本发明涉及与粘度在大约30-大约300cps的范围内的常规PMDI相比，具有较高粘度和总体上相当官能度的高度稳定的、液态异氰脲酸酯改性PMDI组合物的制备方法。这种异氰脲酸酯改性PMDI与粘度在大约30-大约300cps范围内的常规PMDI的掺合物适用于制造各种聚氨酯产品，包括硬质和柔性泡沫、涂料、弹性体和密封剂。

在另一个方面中，本发明涉及由包含具有大约30-300cps的粘度的常规PMDI的起始材料制备具有受控粘度的液态异氰脲酸酯改性PMDI组合物的方法。

在又一个方面中，本发明涉及包含(a)具有大约30-大约300cps的粘度的常规PMDI和(b)异氰脲酸酯改性PMDI的掺合物的组合物，其中(a)与(b)的重量比为大约1∶2-大约2∶1，和其中该掺合物在25℃具有大约400mPas-大约20,000mPas；优选大约600mPas-2,500mPas；最优选大约600mPas-大约2,000mPas的粘度。