[发明专利]可用于生产聚氨酯的低粘度多元酯聚合物的制备方法

说明书

本发明涉及合成多元醇聚合物。更具体地说，本发明涉及用环氧树脂改性的多元醇作分散剂合成低粘度的苯乙烯/丙烯腈(SAN)的多元醇共聚物。

用多元醇制备聚氨酯，即使多元醇与聚异氰酸酯在催化剂及可能的其它成分存在下反应是公知的。用于挠性聚氨酯泡沫(如聚氨酯泡沫板)的传统多元醇一般是使多元醇与烯化氧(一般是环氧乙烷和/或环氧丙烷)反应成分子量约2000～5000和更高而制取的。然后，在水或其它发泡剂(如氟烃类)存在下，这些多元醇再与聚异氰酸酯反应，得到聚氨酯泡沫。已试图用多种方式改进多元醇，如用多元醇聚合物作多元醇组分来改进所得聚氨酯的特性。在这些多元醇聚合物中，传统的多元醇可用作分散介质或基础多元醇。

举例来说，在传统的多元醇中已包括含乙烯基化合物〔如苯乙烯，丙烯腈或这两种物质的混合物(简称为SAN单体)〕的聚合物或聚脲聚合物(如由二异氰酸甲苯(TDI)和肼制备的聚合物)的多元醇聚合物，以改善多元醇的特性和所得泡沫的特性。以这种方式可制备出具有较高承载特性(ILD-压痕挠度和CFD-压力挠度)的聚氨酯泡沫。如果能制备出稳定的和具有低粘度的多元醇聚合物则是很理想的。稳定性对于多元醇的贮存寿命来说是很重要的，只有保持稳定才能在用其制备聚氨酯泡沫之前将保持均相。对优质多元醇来说，低粘度和小粒径是很重要的，以便使其在高容积泡沫制造设备中易于泵抽。

如果能合成出具有大的SAN比值的苯乙烯/丙烯腈多元醇聚合物则更为理想。在这些多元醇聚合物中用苯乙烯替代丙烯腈有助于在聚氨酯的固化过程中防止脱色，而且还有助于改善所得泡沫的阻燃性。但是，随着苯乙烯与丙烯腈之比逐渐提高，多元醇聚合物的稳定性逐渐下降。这就是说，组分在贮存放置中往往分离。高的苯乙烯含量一般还对粘性和粒径产生不利影响。

为了制备具有高的苯乙烯含量和高的固含量的分散体，在本技术领域的实践中是使用含有特定的和表面上临界量的诱发不饱和度的多元醇(参见美国专利3,823,201；4,454,255；4,690,956等)。这些专利的叙述中，有许多还要求使用链转移剂，如烷基硫醇。在美国专利申请07/197,868(现已授权)中发现，环氧改性的多元醇作为基础多元醇能有效地制备高苯乙烯含量的多元醇聚合物。涉及这些类型的改性多元醇和多元醇聚合物的专利有美国专利4,316,991；4,539,378；4,539,339；4,495,341；4,647,624和4,585,831，以及日本专利公告24,255/71。

在美国专利申请07/198,035中，已发现环氧改性的多元醇能有效地用作未改性的基础多元醇的分散剂，用以制备具有高的苯乙烯含量的多元醇聚合物。上述环氧改性的多元醇是由多元醇与环氧树脂反应制得的。多元醇的羟基与树脂的环氧基之比相当高，这样，不会发生过度交联且产品的粘度很低。

因此，本发明的一个目的是提供稳定的、低粘度的、高苯乙烯/丙烯腈(SAN)比值的多元醇聚合物及其制备方法。在本发明的一个方面中，这些SAN比值范围可在约40/60～甚至100/0之间。

本发明的另一个目的是提供用环氧树脂改性的多元醇作分散剂的、稳定而低粘度的、高SAN比值的多元醇聚合物。在本发明的一个方面中，环氧树脂改性的多元醇(EMF)与未用环氧树脂改性的基础多元醇一起加到反应器投料中。然后将追加的基础多元醇与单体组分及其引发剂一起加到料流中。

本发明的又一个目的是提供用环氧树脂改性的多元醇作分散剂，制备本发明的稳定而低粘度的SAN多元醇聚合物的特定方法。

现已发现，与含有较高OH/环氧比值的本发明人以前的分散剂相比，含有较低OH/环氧比值的环氧改性的多元醇是更优异的分散剂。这些分散剂可用于制备SAN比值为40/60～100/0、固含量为50％以下的多元醇聚合物。本发明的分散剂甚至在很低含量的分散剂下也能提供具有优良特性的多元醇聚合物。

在实现本发明的这些和其它目的中，提供了由以下方法制得的一种稳定而低粘度形式的多元醇聚合物，所述方法包括在一种含主要量的未用环氧树脂改性的基础多元醇和微量的作为分散剂的用环氧树脂改性的多元醇的多元醇混合物存在下，通过自由基反应聚合单体组分。