[发明专利]聚异氰脲酸酯刚性泡沫及其制造和使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚异氰脲酸酯(PIR)刚性泡沫以及制造和使用这些PIR刚性泡沫的方法。

背景技术

EP-A 1219653揭示了一种基于芳族聚酯多元醇的PIR刚性泡沫，这种泡沫具有改进的耐火性和低热导性。另外，还提出了使用脂族、脂环族或杂环类聚酯多元醇。

US 6,495,722描述了使用基于曼尼希碱的多元醇制备纯水膨胀(purelywater-blown)体系，这是因为只有使用这种多元醇才有可能获得良好的耐火性和尺寸稳定性。基于曼尼希碱的这些多元醇的一个显著的缺陷在于，其具有高粘度，因此在用于喷雾法泡沫体系的时候，会带来加工性能方面的问题。因为具有高粘度，很容易发生混合方面的问题，因此会形成具有较差物理-机械性质的泡沫。

已知的PIR刚性泡沫具有较差的流动性质，非常的脆，而且/或者对基材的粘着性较低。

目前，人们仅仅将PIR块状泡沫体用于啤酒桶绝热。这些块状泡沫体无法完全阻止水蒸气渗透，因此经常会发生凝结问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种PIR刚性泡沫，这种泡沫是非脆性的，具有良好的流动性质，因此可以用于灌浇工艺。另外，这些泡沫与其所施用的基材具有良好的粘着性，不渗透水蒸气，因此不会造成凝结问题。

目前发现，当使用以正确比例混合的多元醇、催化剂和发泡剂的特定组合的时候，可以制得具有以下性质的PIR刚性泡沫：低热导性，减小的脆性，极佳的尺寸稳定性，改进的表面粘着性和表面质量。这些泡沫可以原位用于灌浇工艺。

具体实施方式

本发明涉及PIR刚性泡沫形成体系，其包含有机多异氰酸酯组分以及包含对异氰酸酯基呈活性的氢原子的多元醇组分，本发明还涉及使用这些体系制备的泡沫。指数(即(异氰酸酯基与对异氰酸酯基呈活性的氢原子的摩尔比)×100)为100至400，最优选185至250。还可以包含合适的辅助性物质和添加剂，发泡剂和水以及催化剂。所述多元醇组分包含至少一种聚酯型多元醇和至少一种聚醚型多元醇。所述多元醇组分与有机多异氰酸酯组分的体积比为100∶100至100∶110。

适合用来制备本发明的PIR刚性泡沫的多异氰酸酯组分中合适的有机多异氰酸酯包括二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)的异构体及其低聚物的混合物。这些混合物一般称为″聚合MDI″(pMDI)。NCO含量优选为28-32重量％。NCO预聚物也可用作有机多异氰酸酯组分。合适的NCO预聚物包括通过聚合MDI与脂族或芳族聚醚型多元醇或聚酯型多元醇(例如包含1-4个羟基、数均分子量为60-4000的聚醚型多元醇或聚酯型多元醇)反应制得的那些预聚物。

在下文中，将用来制备本发明的PIR泡沫的多元醇组分、发泡剂、催化剂、阻燃剂、稳定剂和其它辅助性物质以及添加剂的混合物称为″组分A″。

本发明的PIR刚性泡沫形成体系的多元醇组分包括至少一种聚酯型多元醇和至少一种聚醚型多元醇。另外，还可将一种或多种曼尼希碱用于多元醇组分中。

适合用于本发明的PIR刚性泡沫形成体系的曼尼希碱多元醇优选可以通过以下方式制备：使用双酚A、苯酚或壬基苯酚作为起始物，还使用甲醛和二乙醇胺，随后进行丙氧基化和/或乙氧基化。它们的OH值优选为350至700毫克KOH/克，官能度为2.5至5。以组分A的总重量为基准计，它们的含量优选为0-20重量％。

本发明的多元醇组分中包含的聚酯型多元醇优选是芳族聚酯型多元醇，优选是基于邻苯二甲酸或邻苯二甲酸酐与例如二乙二醇的芳族聚酯型多元醇，回收的聚对苯二甲酸乙二酯或回收的对苯二甲酸二甲酯(例如用二乙二醇进行酯交换)。所述聚酯型多元醇的OH值优选为150至350，官能度为2至2.5，以组分A的总重量为基准计，其含量优选为15-35重量％。当然，本发明的多元醇组分中可以包含一种以上的满足这些标准的聚酯型多元醇。

本发明的多元醇组分中包含的聚醚型多元醇优选是基于环氧丙烷和/或环氧乙烷与作为起始物(initiator)的山梨糖醇或蔗糖和任选的另一种二醇或多元醇(例如甘油、单丙二醇或H₂O)得到的那些。所述聚醚型多元醇的OH值优选为400至600，官能度为3.5至6，以组分A的总量为基准计，其用量优选为5-30重量％。当然，本发明的多元醇组分中可以包含一种以上的满足这些标准的聚醚型多元醇。