[发明专利]制备硬质聚氨酯泡沫的方法

说明书

本发明涉及一种通过使用某些基于芳香族二羧酸的聚醚酯多元醇B)、任选地其他不同于组分B)的其他聚酯多元醇C)、及聚醚多元醇D)来制备硬质聚氨酯泡沫或硬质聚异氰脲酸酯泡沫的方法，其中组分B)及任选地C)的总量与组分D)的质量比小于1.6。本发明亦涉及由此获得的硬质泡沫及其用于制造具有刚性或柔性外层的夹层元件的用途。本发明进一步涉及基础的多元醇组分。

通过使聚异氰酸酯与具有至少两个反应性氢原子的分子量相对较高的化合物(特别是由环氧烷聚合产生的聚醚多元醇或由醇与二羧酸的缩聚产生的聚酯多元醇)在聚氨酯催化剂、增链剂和/或交联剂、发泡剂以及其他助剂及添加剂的存在下反应来制备硬质聚氨酯泡沫的方法是已知的，且在多项专利及文献出版物中均有描述。

更具体而言，由现有技术已知，可使用作为来自芳香族二羧酸和/或脂肪族二羧酸与烷二醇和/或烷三醇或醚二醇的缩聚物得到的聚酯多元醇。WO 2010/115532 A1描述了由对苯二甲酸与寡聚环氧烷烃制备聚酯多元醇的方法，该方法据称可提供具有改善阻燃性的产物。在此参考文献中未使用脂肪酸或脂肪酸衍生物。低官能醇被用作起始物。

当使用基于芳香族羧酸或其衍生物(例如对苯二甲酸或邻苯二甲酸酐)的聚酯多元醇来制备硬质聚氨酯(PU)泡沫时，由于聚酯多元醇的高黏度常常具有显著的不利影响，因此，其与聚酯的共混物的黏度增加且由此使多元醇组分与异氰酸酯的混合明显变得更加困难。

此外，在用于制备硬质PU泡沫的某些系统中，例如当使用甘油作为相对较高官能度的醇组分时，会出现令人不满意的尺寸稳定性的问题，即，泡沫产物在自模具移出后或在通过双带式方法加工时经压力区后会明显变形。

对于所有系统，硬质PU泡沫在起火时的性能问题也没有得到令人满意的解决。例如，当使用三羟甲基丙烷(TMP)作为相对较高官能度的聚酯组分时，其在起火时会形成有毒化合物。

表面缺陷的形成是在硬质PU泡沫制备中存在的常见问题，尤其是在与金属外层的界面处。这些泡沫表面缺陷使得在夹层元件中形成了不均匀的金属表面，且由此常常导致产品目测不合格。改善泡沫表面可减少这些表面缺陷的发生频率，并由此引起夹层元件表面的可视化改善。

硬质PU泡沫在切割时常常呈呈现高度脆性，并伴随大量粉尘的逸散和泡沫方面的高度敏感性，并且在锯切时也是如此，其中尤其是对具有金属外层及聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫的核的复合元件的锯切会导致泡沫中形成裂缝。

另外，通常需要提供具有极高自反应性的系统以使催化剂的使用最小化。

现有技术的硬质PU泡沫和/或其(构成)组分在一些关于上述特性的型态(profile)方面不太令人满意。本发明的目的在于改善关于上述特性的型态。

更具体而言，本发明的目的在于提供具有低脆度的硬质PU泡沫。本发明的另一目的在于提供具有高自反应性的多元醇组分。

此外，所用化合物及由其制备的共混物的黏度应较低，以使在硬质PU泡沫的制备中提供良好的可计量性(meterability)及可混合性。另外，发泡剂的溶解性也应非常好，例如戊烷在多元醇组分中的溶解性。

本发明另一目的是改善硬质PU泡沫的尺寸稳定性。起火时有毒化合物的形成应极少。另外，表面缺陷的形成也应减少。

就(构成)组分的选择而言，所用原料应能在极低成本和极低不便性下(即，尤其是后处理及纯化步骤最低化)获得。

已发现，该目的可通过制备硬质聚氨酯泡沫或硬质聚异氰脲酸酯泡沫的方法达成，该方法包含以下物质反应：

A)至少一种聚异氰酸酯，

B)至少一种聚醚酯多元醇，其可通过以下物质的酯化而获得：

b1)10mol％至70mol％的二羧酸组合物，该组合物包含：

b11)基于所述二羧酸组合物，50mol％至100mol％的一种或多种芳香族二羧酸或其衍生物，

b12)基于所述二羧酸组合物b1)，0mol％至50mol％的一种或多种脂肪族二羧酸或其衍生物，

b2)2mol％至30mol％的一种或多种脂肪酸或脂肪酸衍生物，

b3)10mol％至70mol％的一种或多种具有2至18个碳原子的脂肪族或脂环族二醇或其烷氧基化物，

b4)2mol％至50mol％的通过使官能度大于2的多元醇烷氧基化而制备的官能度不低于2的聚醚多元醇，

全部基于组分b1)至b4)的总量计，其中所述组分b1)至b4)共计为100mol％，

C)任选地其他不同于组分B)的聚酯多元醇，

D)聚醚多元醇，