[发明专利]用1，1，1-三氯乙烷作为发泡剂制备挠性聚氨酯泡沫塑料的方法

说明书

本发明涉及挠性聚氨酯泡沫塑料及其制备方法。

聚氨酯泡沫塑料广泛地用作各种填充物软垫及其它用途。这些泡沫塑料一般是由多异氰酸酯与较高当量的含活泼氢的组合物在发泡剂存在下经反应制得。在工业上制备泡沫塑料的多数配方中，水用作为主发泡剂，低沸点的卤化碳用作为助发泡剂。这些助起泡剂产生气体引起聚合物膨胀并形成蜂窝状的结构。此外，它们使泡沫塑料变柔软并在加工过程中作为一种吸热物，以防止固聚合反应放热使聚合物降解。

最常用的助发泡剂是低沸点的硬含氯氟烃（CFC类），如CFC-11和CFC-12，近些年来这些化合物被指责为是破坏大气中臭氧层的原因，因而继续使用硬CFC类化合物越来越受到限制。基于此原因，人们希望得到这些硬CFC类发泡剂的替代物。

然而，由于助发泡剂在制备聚氨酯泡沫塑料中所起的某些作用，很难找到满意的替代品，许多可能的替代品过于昂贵，而有些则易燃或者毒性而不被接受。另一些可能的替代物虽然可用来发泡，但在使泡沫柔软或吸收足够量的反应热量方面则无能为力。

因而希望提供一种挠性聚氨酯泡沫塑料用的发泡剂，该发泡剂起到常用的助发泡剂的作用，而且较为安全和价格也合理。

本发明提供了一种制备挠性聚氨酯泡沫塑料的方法，它包括将多异氰酸酯与一较高当量的含活泼氢的物质的反应混合物在一挥发性的发泡剂存在下进行反应，其特征在于所述的挥发性的发泡剂中至少约85%（摩尔）是1，1，1-三氯乙烷。

本发明也提供了另一种制备挠性泡沫塑料的方法，它包括将多异氰酸酯与一较高当量的含活泼氢物质的反应混合物在挥发性发泡剂存在下进行反应，其中挥发性发泡剂是一种混合物，其组成为至少约50%（重量）的1，1，1-三氯乙烷、0至50%（重量）的氯乙烷或二氯甲烷或它们的混合物以及0至15%（重量）的另一种挥发性发泡剂。

在本发明中，1，1，1-三氯乙烷既可单独作挥发性发泡剂，也可作主要的挥发性发泡剂使用。它能作唯一的发泡剂使用，也可在水-发泡的泡沫塑料配方中用作助发泡剂使用。在制备挠性聚氨酯泡沫塑料中，1，1，1-三氯乙烷用作单独的或主要的挥发性发泡剂是十分令人惊奇的，这是由于它具有高的沸点（～74.1℃），迄今为止，人们认为使用这种高沸点的化合物不适合制备高质量的挠性泡沫塑料，除非还有在着大量的如CFC-22这样的低沸点烃。

另外，根据本发明制得的泡沫塑料其性能与用常规的挥发性发泡剂制得的泡沫塑料十分相似，这从使用沸点有明显差别的发泡剂以及以前人们寻找替换的助发泡剂的困难来看，也是十分令人惊奇的。

本文所用的术语“挥发性发泡剂”指的是一种有机化合物，它的沸点至少约为-15℃（在1大气压下）但要等于或低于反应混合物反应生成泡沫塑料时产生的最高温度。

本发明的一种方法是至少有约85%（摩尔）的挥发性发泡剂是1，1，1-三氯乙烷。在这种情况下较合适的是至少有约90%（摩尔）的挥发性发泡剂是1，1，1-三氯乙烷，而最理想的是除少量杂质外，挥发性发泡剂几乎全部是1，1，1-三氯乙烷。

本发明的第二种方法是至少有约50%（重量）的挥发性发泡剂是1，1，1-三氯乙烷，另外有0至50%（重量）的二氯甲烷和/或氯乙烷以及0至15%（重量）的另一种挥发性发泡剂。

在本发明的第一种方法中，剩下部分的挥发性发泡剂是氯乙烷、二氯甲烷或任何别的下文所述的发泡剂。

在本发明的第二种方法中，其余的挥发性发泡剂（也就是混合物中0至15%（重量）的那部分）可以是不会与反应混合物中的其余组分起不希望的化学反应以及具有如上述所要求的沸点的任何有机化合物。然而择优的是碳原子为4至10（最好为5至8）的烷烃、部分卤化或全部卤化的C₁-C₅（最好是C₁-C₃）的卤代烃。其中合适的有CFC-11、CFC-12、CFC-13、CFC-14、CFC-22、CFC-113、CFC-114、CFC-115、CFC-116、CFC-123、CFC-123a、CFC-124、CFC-124a、CFC-125、CFC-133（全部异构体）、CFC-134、CFC-134a、CFC-141b、CFC-142、CFC-143、CFC-151、CFC-152、戊烷、庚烷、己烷和全卤化丙烷等。含溴原子的同类烷烃也可应用。在所列的这些化合物中，当使用另一种挥发性发泡剂时，“软”CFC类（这类化合物至少含有一个氢原子）是择优的。最好使用CFC-123、CFC-141b和CFC-142。