[发明专利]可用于生产聚合物多元醇的预制稳定剂以及由此生产的聚合物多元醇

说明书

发明背景

本发明涉及可用于生产聚合物多元醇的预制稳定剂，由这些预制稳定剂生产的聚合物多元醇，以及生产这些预制稳定剂和聚合物多元醇的方法。本发明还涉及由本发明的预制稳定剂生产的聚合物多元醇制备聚氨酯泡沫材料的方法，以及得到的泡沫材料。

适用于生产聚氨酯泡沫材料、弹性体等的聚合物多元醇组合物是本领域技术人员熟知的。这类聚合物多元醇组合物用于生产两种主要类型的聚氨酯泡沫材料，即板状泡沫材料和模塑泡沫材料。板状泡沫材料用于地毯、家具和寝具工业中。板状泡沫材料的主要用途是作为地毯垫和家具垫。高回弹性(HR)模塑泡沫材料是常规制备的模塑泡沫材料类型。HR模塑泡沫材料用于汽车工业中，应用的范围从模塑座位到吸能垫。

美国专利Re.28,715(美国专利3,383,351的再公告)和美国专利Re.29,118(美国专利3,304,273的再公告)中描述了一些早期的聚合物多元醇组合物。这些文献中描述到，可通过以下方法生产聚合物颗粒在多元醇中的稳定分散体：在存在自由基催化剂的条件下，使溶解或分散在多元醇中的一种或多种烯键式不饱和单体发生聚合。

使用丙烯腈生产第一商品聚合物多元醇组合物。许多这些基于丙烯腈的组合物具有非常高的粘度，以致于它们不利于某些应用。近来，在工业上已经使用丙烯腈-苯乙烯单体混合物制备聚合物多元醇的聚合物组分。对聚合物多元醇不断增加的需求已经加强了诸多产品要求，这带来了额外的技术进步。

由这种高苯乙烯单体混合物得到的聚合物多元醇似乎不能满足日益增长的对泡沫材料稳定性和承载性质的市场要求。可通过增加聚合物多元醇的聚合物或固体含量来得到承载性质提高的聚合物多元醇。理想的固体含量是等于或高于30-60重量％。但是，现有技术还未揭示具有增加的固体含量但其稳定性未下降且粘度没有不利的增加的聚合物多元醇。

使用高苯乙烯单体混合物和高固体含量聚合物多元醇通常得到具有不利的高粘度的聚合物多元醇。聚合物多元醇的粘度应该足够低，这样在其制备过程中容易操作。另外，粘度应该便于运输，操作，以及最终在使用的泡沫材料处理设备中具有足够的可加工性。额外使用复杂的混合系统，例如碰撞系统，造成聚合物多元醇粘度过高，成为主要问题。因此，需要能满足本领域中增加的要求的较低粘度的聚合物多元醇。

如上所述，聚合物多元醇的稳定性是聚氨酯制备者关注的问题。同时，在工业实践中，起粒或过滤性(聚合物多元醇稳定性的量度)不是主要问题。但是，聚氨酯生产领域目前的发展已经使聚合物多元醇稳定性标准发生变化，尤其是在模塑泡沫材料领域中。

随着用于聚氨酯形成组分的操作、混合和反应的复杂的高速大容积设备和系统的工业发展，已经提出对高稳定性和低粘度的聚合物多元醇的需求。聚合物多元醇必须满足在这些复杂泡沫设备中满意加工的一些最低要求。通常，最主要的要求是聚合物多元醇具有足够小的颗粒，这样在较短的时间内过滤器、泵等不会被堵塞或淤塞。

尽管在降低粘度和提高聚合物多元醇固体含量方面已有进步，仍然需要改善粘度降低和增加固体含量。必须进一步降低粘度，以符合市场需求，并且市场也要求更有效地增加固体含量。更重要的是，聚合物多元醇技术中需要最大程度降低粘度，同时提供可行的机理获得较高的固体含量。

在聚合中使用稳定剂前体的一般概念参见例如美国专利4,454,255和4,458,038。这些专利中的大分子单体可通过使多元醇与具有反应性烯键式不饱和度的化合物(例如马来酸酐或富马酸)反应得到。这种技术的其它描述可参见例如，美国专利号4,460,715。美国专利4,460,715中描述的稳定剂中的反应性不饱和度由丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯部分提供。

美国专利4,242,249揭示了使用某些预制的分散剂或预制的稳定剂制备的改善的聚合物多元醇。这些聚合物多元醇提供满足工业生产的稳定性，并且使用以下所列中的至少一种：(1)当制备丙烯腈共聚物聚合物多元醇时，较高量的苯乙烯或其它共聚单体，(2)较高的聚合物含量或(3)较低分子量的多元醇。

其它描述用于聚合物多元醇的稳定剂前体(或大分子单体)的文献包括例如美国专利4,550,194、4,652,589和4,997,857。美国专利4,997,857的稳定剂前体具有以下四点特征：(1)它们由官能度大于4的起始多元醇制备；(2)它们具有至少60％的残余不饱和度；(3)它们具有在25℃大于2000厘泊的粘度；和(4)起始多元醇被环氧乙烷封端，以及/或者在起始多元醇和反应性不饱和化合物之间形成的加合物被环氧乙烷封端。