[发明专利]多异氰酸酯封端预聚物，聚氨酯泡沫体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多异氰酸酯封端预聚物，以及含有所述多异氰酸酯封端预聚物的聚氨酯泡沫体和它们的制备方法。

背景技术

众所周知，甲苯二异氰酸酯属于危险品化合物，蒸汽压较低，有刺激性气味，容易对人体及周围环境造成污染和破坏。国家对甲苯二异氰酸酯的生产，运输和储存都有着非常严格的安全规定。这也给甲苯二异氰酸酯的生产和使用带来了诸多不便。而二苯环及更高苯环异氰酸酯的分子量相对较大，蒸汽压较高对人体的环境的危害较小，生产和使用也较为方便，因此MDI和MT体系的异氰酸酯预聚物得到各个企业与研发机构的重视。

基于二苯基甲烷二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯与甲苯二异氰酸酯的混合物，以及基于这些混合物的预聚物已知并描述在现有技术中。在现有技术中用这些基于MDI的二异氰酸酯与聚合的MDI或PMDI的混合物，以及基于中混合物的预聚物制造软聚氨酯泡沫塑料的方法也是公知的。

例如美国专利5132334，采用的异氰酸酯混合物制备聚氨酯泡沫，其异氰酸酯组成包括：21-95wt％的甲苯二异氰酸酯；5-79％的二苯基甲烷二异氰酸酯，其中MDI中2，4′体的含量为8-30wt％，4，4′体的含量为45-87wt％，并且含有小于4wt％的2，2′体；多亚甲基多苯基多异氰酸酯的含量为5-35％。该混合物的甲苯二异氰酸酯的含量较高，最高可达95wt％，而一般所定义的MT体系中甲苯二异氰酸酯的含量都小于50wt％，该技术仅是几种异氰酸酯的混合，没有与多元醇类化合物进行预聚反应，而多元醇与部分异氰酸酯的预聚有利于改善异氰酸酯的低温储存性，提高使用时的工艺宽容度，还可以明显改善做出的聚氨酯产品的各项物理性能。

US4256849描述了一种异氰酸酯的混和物，其中含有60-90wt％的4，4′-MDI，3-30wt％的2，4′-MDI，甲苯二异氰酸酯的含量小于20wt％。

中国专利ZL01813351.7，使用66-99wt％的4，4′-；2，4′-；和2，2′-二苯基甲烷二异氰酸酯和更高官能度的多亚甲基多苯基多异氰酸酯为一组分，和另外两组分(TDI和组合聚醚)反应制备聚氨酯软质泡沫；MDI系列异氰酸酯组合物中4，4′-MDI含量为51-87wt％，2，4′-MDI含量小于16wt％，2，2′-MDI含量小于5wt％。

而US4256849和中国专利ZL01813351.7也都没有涉及多元醇与异氰酸酯的预聚。

美国专利5436277，使用多元醇与异氰酸酯进行预聚，其预聚体的组成为7-13wt％的TDI，17-27wt％的2.4′-MDI，55-75wt％的4，4′-MDI，三环及更高环异氰酸酯化合物含量为1-25wt％。与异氰酸酯预聚的多元醇的分子量500-10000，官能度1.5-4，羟值25-85mgK0H/g，最终得到的与聚物NCO％为20-40％。但是与异氰酸酯预聚的多元醇的氧亚乙基与氧亚丙基含量的不同对工艺宽容度及最终泡沫制品的性能有非常明显的影响，这是美国专利5436277所忽略的。

中国专利号ZL95121757.7公开一种采用低不饱和度聚醚和改性异氰酸酯组分，制备具有优良回弹性和永久变形性的聚氨酯泡沫。其改性异氰酸酯部分包括3-20％的TDI；80-97％MDI系列异氰酸酯(二环含量60-80％)；并与以下聚醚反应生成半预聚体：官能度2-4，分子量2000-10000，EO/PO比例50/50-80/20。但是，该多异氰酸酯预聚体中单使用高EO含量的聚醚容易使泡沫特别开孔，泡沫容易出现塌泡麻皮等不稳定现象；此外高EO含量的聚醚对泡沫力学性能也有较大影响。

发明内容

针对以上技术缺陷，本发明提供一种多异氰酸酯封端预聚物，以及含有所述多异氰酸酯封端预聚物的聚氨酯泡沫体和它们的制备方法。

本发明所述多异氰酸酯封端预聚物，其官能度为2.05-2.32，游离NCO含量为24.0-37.9wt％，

且所述预聚物，以预聚物质量百分含量计，主要由以下组分反应生成：

3-30％的甲苯二异氰酸酯；

42.2-87％的二苯基甲烷二异氰酸酯；

3.8-17％的三环类异氰酸酯；

3.7-12.5％的三环以上类异氰酸酯；和

1-20％的多元醇；可选择地和

0.5-20％的碳化二亚胺/尿酮亚胺改性异氰酸酯。