[发明专利]基于脂肪酸改性的聚醚多元醇的硬质聚氨酯和聚异氰脲酸酯泡沫

说明书

本发明涉及一种通过使用脂肪酸改性的聚醚多元醇以及基于邻甲苯二胺的聚醚多元醇来制备硬质聚氨酯和聚异氰脲酸酯泡沫的方法。本发明还涉及由此可得到的硬质泡沫以及涉及它们在制备具有刚性或柔性外层的夹层元件中的用途。本发明还涉及基础多元醇组分。

硬质聚氨酯泡沫的制备是已知的，并记载于许多专利和文献出版物中。在发泡剂、催化剂和任选地助剂和/或掺合剂的存在下，通常通过将有机多异氰酸酯与一种以上的具有两个以上活性氢原子的化合物反应，特别是与由环氧烷烃聚合得到的聚醚多元醇或由醇与二羧酸缩聚得到的聚酯多元醇反应来制备硬质聚氨酯泡沫。

硬质聚氨酯泡沫以前常用氯氟烃(CFC)——优选三氯氟甲烷——来发泡。然而，由于它们对环境的不利影响，这些发泡气体是不利的。烃——优选戊烷——现已被主要用作CFC的后继者。因此，EP-A-421269记载了任选地与其他烃混合的环戊烷和/或环己烷作为发泡剂的用途。然而，这些发泡剂在各方面皆不同于卤代发泡剂。因而它们与聚氨酯系统的其他组分部分的兼容性较差。这导致了包含发泡剂的组分的快速分离。

C-5烷烃(尤其是脂族戊烷)的使用，以及它们通常在多元醇组分中的极小溶解度可在复合元件的制备中产生问题。戊烷在多元醇组分中不足的溶解度，以及更特别地，反应混合物在极薄层中的施用可导致在外层和泡沫之间的过渡处出现表面缺陷的增加趋势。除了复合元件受损的外观外，这可导致降低的外层粘附性和/或绝缘性能。

此缺陷无疑可通过添加更高分子量的聚醚醇以提高多元醇组分的均匀性从而使得在常规仪器上的加工成为可能——但仅接受硬质聚氨酯泡沫的固化中的劣化——来进行补救。反应混合物的快速固化是必要的，并使得处理器以短脱模时间或高皮带速度的形式维持所需的高生产率。

短链交联剂多元醇的添加通常确实会改进固化，但是对泡沫的脆度具有不利的影响。过高的脆度可导致泡沫尤其是在切割或组装操作过程中的破裂以及还导致差的外层粘附性。

从现有技术中可知，添加含有羟基的脂肪酸酯(比如蓖麻油)部分可有助于改进戊烷在多元醇组分中的溶解度以及降低得到的硬质泡沫部件的脆度。印刷出版物EP 0 728 783 A1、EP 0 826 708 A1和WO 2010/106067A1记载了制备硬质PU泡沫的方法，其中多元醇组分包含蓖麻油。蓖麻油可有利于泡沫的表面特性。另一方面，即使不包含任何戊烷，在水的存在下并伴随着相分离，蓖麻油可导致纯多元醇组分的不稳定性。然而相稳定的多元醇组分是连续和重复生产硬质聚氨酯泡沫的必要先决条件。

记载于EP 0 826 708 A1中的方法是不利的，不仅因为在形成的硬质PU泡沫部件上的差的粘附性，还因为多元醇组分的高粘度。尤其对于在双带设备上的加工，多元醇组分的粘度应足够低以使得可在普通生产设备上具有泵送能力。

按WO 2010/106067 A1中的描述制备的硬质PU泡沫已经具有良好的粘附性和良好的表面光洁度，但是仍旧需要改进多元醇组分尤其在相对高的含水程度上的保存期。

因此，根据上述描述的现有技术可得到的泡沫不能满足所有的要求。

因此，为此目的，本发明必须提供一种用于制备硬质聚氨酯和聚异氰脲酸酯泡沫的多元醇组分，其对于物理发泡剂具有非常好的溶解性以及高的相稳定性。多元醇组分应该具有低粘度。本发明的目的还在于提供快速固化并具有低脆度的硬质聚氨酯和聚异氰脲酸酯泡沫。

已发现此目的通过一种制备硬质聚氨酯泡沫或硬质聚异氰脲酸酯泡沫的方法而实现，所述方法包括下述物质的反应：

A)至少一种多异氰酸酯，

B)至少一种脂肪酸改性的聚醚多元醇，

C)至少一种聚醚多元醇，

D)除组分B)和C)的多元醇之外，任选地一种以上的多元醇，

E)任选地一种以上的阻燃剂，

F)一种以上的发泡剂，

G)一种以上的催化剂，以及

H)任选地其他助剂和/或掺合剂，

其中组分C)通过包括下列步骤的方法获得：

c1)将邻甲苯二胺和任选地其他共起始剂(co-starters)与至少一种包含环氧乙烷的环氧烷烃反应，其中环氧乙烷的含量大于20重量％，基于环氧烷烃的重量计，以及然后

c2)在催化剂的存在下，将反应步骤c1)的反应产物与至少一种包含环氧丙烷的环氧烷烃反应，其中环氧丙烷的含量大于20重量％，基于环氧烷烃的重量计。

以及还通过由组分B)至H)定义的多元醇组分获得。

组分A