[发明专利]用于制备刚性聚氨酯泡沫的方法

说明书

本发明涉及用于制备刚性聚氨酯泡沫的方法并且涉及通过本发明方法制备的刚性聚氨酯泡沫以及涉及多元醇组分。

刚性聚氨酯泡沫已经已知很长时间并且被广泛地记载。刚性聚氨酯泡沫主要用于绝热（例如在制冷装置、运输装置或建筑中）以及用于制备结构元件，特别是夹层元件。

刚性聚氨酯泡沫的一个重要的应用领域为组合元件。特别是由金属覆盖层和基于异氰酸酯的泡沫芯（通常为聚氨酯（PUR）泡沫或聚异氰酸酯（PIR）泡沫）组成的组合元件—通常还称为夹层元件—在连续操作双带装置上的制备目前以较大规模实施。除用于冷库绝热的夹层元件外，具有有色覆盖层的元件对于各种建筑的正面结构而言变得越来越重要。除涂覆的钢板外，还将不锈钢板、铜板或铝板用作覆盖层。

重要的是刚性聚氨酯泡沫均匀且没有空隙地填充空腔，以使对覆盖层非常好的粘结得到可确保良好绝热的稳定结构。为防止泡沫缺陷，可发泡的PU反应混合物必须在短时间内引入至待绝热的空腔内。低压机器或优选的高压机器通常用于用泡沫填充该制品。

刚性聚氨酯泡沫的制备及其作为组合元件中的覆盖层或芯层的用途以及其在制冷工程或加热工程中作为绝缘层的用途的综述可见于例如“Polyurethane”，Kunststoff-Handbuch，第7卷，第3版，1993，由Dr.Gunter Oertel编，Carl-Hanser-Verlag，Munich/Virnna。

合适的刚性聚氨酯泡沫可以以已知的方式通过有机多异氰酸酯与一种或多种具有至少两个活性氢原子的化合物在起泡剂、催化剂和任选的助剂和/或添加剂存在下反应而制备。

作为具有至少两个对异氰酸酯基团具有活性的氢原子的化合物，优选为使用聚醚醇和/或聚酯醇以制备聚氨酯。多元醇的选择特别是基于成本和所需的使用特性而作出（例如EP-A1 632 511、US-B6,495,722、WO2006/108833）。

然而，已知刚性聚氨酯泡沫的表面特性仍能够进行改进，特别是在制备组合元件中更是如此，原因是这些特性对覆盖层与泡沫的粘合性具有相当大的影响。在通过喷雾成泡方法制备泡沫中，良好的表面也是非常重要的。

文献EP0 728 783A1、EP0 826 708A1和WO2010/106067A1记载了制备刚性PU泡沫的方法，其中多元醇组分包括蓖麻油。蓖麻油对于泡沫的表面特性是有利的。另一方面，在水存在下，由于相分离，蓖麻油可以导致多元醇组分的不稳定性，这可在加工中产生问题。水在多元醇组分中通常用作廉价并且环境友好的起泡剂。EP0 826 708A1中记载的方法的缺点在于多元醇组分粘度高并且所形成的刚性PU泡沫的粘合性非常差。通过EP0 728 783A1中所记载的方法制备的刚性PU泡沫也能够改进其表面特性和粘合性。如WO2010/106067A1所述制备的刚性PU泡沫显示出良好的粘合性和良好的表面，但在相对大量水（﹥1.5重量份）的情况下仍能够改进多元醇组分的储存稳定性。

因此，本发明的一个目的在于开发一种制备刚性聚氨酯泡沫的方法，所述方法使得泡沫具有良好的粘结性、良好的固化性和表面质量并且其多元醇组分具有良好的储存稳定性并且因此具有良好的加工特性。

该目的出人意料地通过一种制备刚性聚氨酯泡沫的方法而实现，所述方法通过使：

a)有机多异氰酸酯，与

b)具有至少两个对异氰酸酯基团具有活性的氢原子的化合物，在以下物质的存在下反应：

c)起泡剂，

d)催化剂和任选的

e)助剂和添加剂，

其中以下混合物用作组分b)：

b1)20至60重量份的一种或多种具有3.5至5.5官能度和400至550mg KOH/g羟值的高官能度聚醚醇，

b2)1至20重量份的一种或多种基于脂族胺并且具有3.5至4.5官能度和450至900mg KOH/g羟值的聚醚醇，

b3)10至30重量份的一种或多种具有1.5至3官能度和150至450mgKOH/g羟值的聚醚醇和/或芳族聚酯醇，和

b4)任选的1至5重量份的水。

所定义的多元醇组分b)的b1)至b4)的总重量份不超过100重量份。多元醇组分b)还可包含催化剂、稳定剂以及常规助剂和添加剂。

羟值根据DIN53240测定。

本发明还提供包括以下混合物的多元醇组分b)：

b1)20至60重量份的一种或多种具有3.5至5.5官能度和400至550mg KOH/g羟值的高官能度聚醚醇，