[发明专利]泡沫聚合物产品的制备方法

说明书

本发明涉及泡沫聚合物产品的制备方法、该方法制备的泡沫聚合物产品及用于制备此产品的多异氰酸酯组合物。

泡沫聚氨酯和聚氨酯改性的聚异氰脲酸酯材料的制备方法是在起泡剂存在下，有机多异氰酸酯与多元醇和其他异氢酸酯反应物料的反应来实现的。所得产品的结构为可用作垫材的软的挠性泡沫体或为可用作绝缘或结构材料的硬质泡沫体，产品密度(Kg/m³)在10以下至1100以上不等，这些性质取决于制备时所用的配方。

多年来，鉴于含氯氟烃类，尤其是三氯氟甲烷(CFC-11)的物理性质而选作多种用途的起泡剂，尤其对泡沫产品的隔热性性能要求很高时更是如此。近年来，由于人们担心全卤代的氯氟烃类对大气中的臭氧的不利影响，所以需要研制其他的方法及用以制备出能适宜于各种用途的有着适宜性能泡沫产品的材料。尤其还需要能用其他起泡剂制备出其隔热性能理想的泡沫产品。

公知技术，如US(4981879、5034424、4972002)和欧洲专利申请(0508648、0508649)中披露了在某些泡沫组合物的多元醇或多异氰酸酯组份中不溶或溶解性差，且可使所得的泡沫体的孔度减小，而隔热性能又有所改善的惰性化合物。这些文献中披露的这些不溶解的惰性化合物既可是起泡性的，又可是非起泡性的，而这取决于这类化合物的沸点、制备泡沫材料时的条件等因素。在某些场合可将这类惰性的、不溶性的、非起泡性的化合物作为此起泡剂(或多种)(包括不溶性的氟化合物本身)挥发作用的成核剂。高氟或全氟化合物是上述公知技术中推荐的最适合的化合物，鉴于氟化水平高，所以制备的成本也高。由于要将隔热水平提高到所要求的水准及降低孔度，尤其当与除全卤代氯氟烃类外的起泡剂混合使用时，制备泡沫体的整个成本则会大大提高。与上述公知技术中披露的许多添加剂、尤其是同高水平的氟化作用有关的其他问题是其长期存在于环境中，且同许多烃类化合物一样，其潜在问题是会进一步引起全球性的变暖和。因此希望把环境中这类化合物的量降到适宜的最低水平。如果将这类化合物同某些多异氰酸酯预聚物组合物一起使用的话，即能维持用于制备泡沫聚氨酯或聚氨酯改性的聚异氰脲酸酯的组合物中包括惰性的、不溶性化合物在内的组合物的有益影响，随之也大大降低了这类化合物的量。欧洲专利申请(0310345)中披露适宜的预聚物组合物。然而，无论是这类化合物同惰性的、不溶性化合物合起来使用，还是由这样合起来使用的协同效应迄今为止均未报导。

本发明提供了一种制备多孔聚合物产品的方法。该方法包括：在起泡剂存在下和在基本上不溶于本发明方法的反应混合物中及作为乳状液或做乳状液分散相而存在的惰性有机液体存在下，将多异氰酸酯组合物同官能度至少为2的异氰酸酯反应组合物进行反应，其特征在于所说多异氰酸酯组合物包括官能。度至少为2.5的多亚甲基多亚苯基多异氰酸酯和氨基甲酸乙酯改性的以异氰酸酯为终端的预聚物，其中：所说的多异氰酸酯组合物的所说异氰酸酯官能度至少为2.3，所说多异氰酸酯组合物中氨基甲酸乙酯键的浓度范围为1-150毫摩尔/100克组合物。

同使用标准组合物或者用公知技术(US 4981879、US5034424和US 4792002或欧洲专利申请0508648和0508649)中公开的组合物制得的相应的泡沫体的孔穴结物及隔热性能相比，本发明方法制得的多孔聚合物产品，尤其是硬质聚氨酯和/或氨基甲酸乙酯改性的聚异氰脲酸酯泡沫体的特征在于孔穴更小，隔热性能有所改善。然而业已发现如按本说明书记载的本发明方法将惰性有机液体同其中所说的多异氰酸酯组合物一道使用时，生产上述的具有细的孔、穴结构及隔热性能有所改善的泡沫体所需的惰性有机液体的量会比前面所说的量大大地减少。

本发明的方法适宜于制备各种类型的聚氨酯及聚氨酯改性的聚异氰脲酸酯泡沫体，如挠性泡沫体、表皮完整泡沫体、微孔弹性体和特殊的硬质泡沫体。用于本发明方法的多异氰酸酯组合物的官能度是根据不同的应用场合来选定的，但适宜的官能度为2.3-3.5，优选2.3-3.1。

在所说多异氰酸酯组合物中所包含的、其官能度至少为2.5的多亚甲基多亚苯基多异氰酸酯是能从市场上获得的，其通常名称为“聚合MDI”的由苯胺和甲醛按适当比例缩合而得的多胺混合物的光合化作用制得的已知物质。为了实现本发明的目的，聚合MDI的官能度为2.5-3.5，优选2.5-3.1。