[发明专利]用于制备烷氧基化产物的方法

说明书

本发明涉及用于制备烷氧基化产物的方法。为了提供用于制备基于聚氨酯和聚异氰尿酸酯的聚合物的芳族多元醇并且保证其与异氰酸酯组分和其它组分的良好混合性、具有良好的储存稳定性并且使最终产物具有良好的阻燃性，提供了用于制备烷氧基化产物的方法，所述方法通过双酚F与作为丙氧基化剂的碳酸亚丙酯和/或环氧丙烷和作为乙氧基化剂的碳酸亚乙酯和/或环氧乙烷的反应而进行，其中丙氧基化剂和乙氧基化剂以70:30至45:55的摩尔比使用。

在制备聚氨酯和聚异氰脲酸酯时，使用多元醇通过加聚反应使异氰酸酯交联。异氰酸酯具有至少两个-NCO-基团，多元醇具有至少两个反应性-OH基团(多元醇)。形成的聚合物根据其化学结构或形态结构可具有热塑性、弹性或热固性。因此，聚氨酯和聚异氰尿酸酯具有非常广泛的应用领域，例如用于泡沫(硬质或软质)、涂料、粘合剂、弹性体、绝缘材料和复合材料。特别是在寻找节约能量和节约资源的材料时，聚氨酯和聚异氰脲酸酯由于易于实现的轻质结构而具有特别重要的意义。

聚氨酯和聚异氰脲酸酯的制备以如下方式进行：混合多元醇与异氰酸酯，在短时间之后体系开始胶凝。显然，各组分的粘度必须相互匹配以实现足够的混合度，从而获得具有期望性能的均匀产物。最终产物的性能基本上由多元醇组分的链长和支化度决定，因此经常也使用不同多元醇的组合，例如聚醚多元醇和聚酯多元醇，从而优化加工和性能。

在制备常见的聚氨酯硬质泡沫时，多元醇和异氰酸酯之间的剧烈放热反应导致内部结焦。这种现象不利地影响了泡沫的物理性能，并且增加了引起可燃性方面的问题的可能性。此外，使用基于烃的有机发泡剂增加了最终泡沫的可燃性。因此在制剂中加入阻燃添加剂，其中阻燃添加剂通常是卤代化合物。但是，许多这类阻燃剂对环境构成威胁。因此理想的是，使用能够改善聚氨酯(PUR)泡沫和聚异氰脲酸酯(PIR)泡沫的耐热性和耐火性并且能够最小化制剂中这些危害环境且昂贵的阻燃添加剂的量的本性就难燃的多元醇。

已知烷氧基化双酚用于制备聚氨酯。例如，EP 0 763 067 B1描述了烷氧基化双酚用于制备热熔胶的用途，EP 2 743 285 A1描述了烷氧基化双酚用于涂覆导电元件的用途。此外通过EP 1 851 261 B1可知，用于结构粘合剂的双组分聚氨酯组合物的一个组分可以是与脂族三元醇组合的乙氧基化或丙氧基化的芳族二元醇。

还已经发现，基于双酚A的二元醇型芳族多元醇不太适用于制备聚氨酯，因为其为固体物质，这在加工技术方面是非常不利的，此外其还具有较差的耐热性。

还已经发现，使用纯乙氧基化双酚F和纯丙氧基化双酚F作为芳族聚醚多元醇制备聚氨酯都会面临严峻挑战。这是因为两者都是糊状物质，在20至30℃下不能泵送，因此在聚氨酯制备中不具有期望的工艺技术可加工性。乙氧基化双酚F或丙氧基化双酚F的熔融需要向系统中输入能量，这也是不期望的。此外，尝试溶解纯乙氧基化双酚F以及纯丙氧基化双酚F的结果是，它们几乎不溶于合适的溶剂，因为它们容易结晶。

因此，本发明的目的是提供用于制备基于聚氨酯类和聚异氰尿酸酯的聚合物的芳族多元醇，所述芳族多元醇保证与异氰酸酯组分和其它组分的良好混合性、具有良好的储存稳定性并且使最终产物具有良好的阻燃性，其中可以无需使用卤代化合物。

根据本发明通过用于制备烷氧基化产物的方法实现该目的，所述方法通过双酚F与作为丙氧基化剂的碳酸亚丙酯和/或环氧丙烷和作为乙氧基化剂的碳酸亚乙酯和/或环氧乙烷的反应而进行，其中丙氧基化剂和乙氧基化剂以70:30至45:55的摩尔比使用。

通过乙氧基化剂和丙氧基化剂与双酚F的反应形成的烷氧基化双酚F构成根据本申请的共缩合物。

优选地，基于1摩尔双酚F，使用1.6摩尔至0.9摩尔的丙氧基化剂和1.6摩尔至0.9摩尔的乙氧基化剂，还优选1.3摩尔至1.0摩尔的丙氧基化剂和1.3摩尔至1.0摩尔的乙氧基化剂。已经发现，双酚F:丙氧基化剂和乙氧基化剂之和的摩尔比例如为1:2.0至1:3.2，对纯净形式和溶液形式的共缩合物的储存稳定性有积极影响。