[发明专利]软泡沫塑料的制备方法

说明书

本发明涉及聚氨酯软泡沫塑料的制备方法。该方法是众所周知的。

欧洲专利EP392788介绍了由预聚物和水制备聚氨酯软泡沫塑料的方法。虽然该方法提供了高质量的完全水发泡的泡沫塑料，但是该方法是相当麻烦的，因为较高的初期反应性导致起发时间太短，特别是制备低密度泡沫塑料时更是如此。

人们已经惊奇地发现特定的催化剂可以使反应性放慢，得到平滑的起发曲线和较长的起发时间。

因而，本发明涉及聚氨酯软泡沫塑料的制备方法，该方法为：在催化量的1，2-二烷基咪唑(烷基含1-4个碳原子)存在下，游离NCO含量为2-15％(重量)的含异氰酸酯的预聚物的液态组合物与至少含50％(重量)水的可与异氰酸酯起反应的组合物反应，其中水的含量基于可与异氰酸酯起反应的化合物的总量计算，所述预聚物的液态组合物可由平均标称官能度为2-6、平均当量为500-5000的可与异氰酸酯起反应的聚合物与化学计量过量的多异氰酸酯组合物反应制得。

本文中，预聚物定义为过量多异氰酸酯与可与异氰酸酯起反应的聚合物的反应产物，包括未反应的多异氰酸酯和反应结束后加入的多异氰酸酯。

所使用的这类咪唑催化剂见欧洲专利EP410467和EP451826。所公开的催化剂用于多异氰酸酯与多元醇的反应中。此外，有些公开的催化剂在结构上与本发明方法使用的催化剂很相似，但不能使用，这一点在下面的实施例中将作进一步说明。

英国专利UK2028354和荷兰专利申请76.06827均公开了咪唑催化剂的用途，用于从多异氰酸酯和水制备聚氨酯泡沫塑料。所使用的多异氰酸酯不是本发明类型的预聚物。

本发明方法在不存在氯氟甲烷发泡剂情况下进行较好，例如三氯氟甲烷，不存在任何物理发泡剂更好。在有些应用场合，水可以是唯一使用的可与异氰酸酯起反应的配料。在另一些应用场合，水可以与扩链剂和/或下文将要介绍的任何较高分子量多元醇一起使用，所述链增长剂含2-6个可与异氰酸酯起反应的基团，平均克分子当量小于500，小于250较好。在欲与预聚物起反应的可与异氰酸酯起反应的组合物中，扩链剂与较高分量多元醇的总重量不超过水的重量。水的用量为可与异氰酸酯起反应的配料的95％(重量)是优选的。

可以先将水、扩链剂和/或较高分子量多元醇混合，然后再与异氰酸酯预聚物反应。可与异氰酸酯起反应的组合物的用量通常为每100份(重量)预聚物用1-20份(重量)，2-15份更好。

咪唑催化剂可以选自1，2-二烷基咪唑类，其中烷基含1-4个碳原子。两个烷基均可以分别选自甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基和叔丁基基团；甲基和乙基是最优选的基团。适宜的化合物的例子有：1，2-二甲基咪唑；1，2-二乙基咪唑；1-甲基-2-乙基咪唑；1，2-二丙基咪唑和1，2-二丁基咪唑。催化剂的用量通常为0.1-5％，0.2-3％(重量)较好，基于异氰酸酯和可与异氰酸酯起反应的配料的总重量计算。可以在反应前将催化剂加入可与异氰酸酯起反应的配料中。最好在反应前将其加入水中。

本发明方法所使用的预聚物可以选自欧洲专利EP392788所公开的那些预聚物。优选的异氰酸酯预聚物由聚合多元醇和化学计量过量的二苯甲烷二异氰酸酯组合物制得。优选的聚合多元醇的平均标称官能度为2-3，平均当量为1000-4000。

可以采用两种或多种不同官能度、不同当量和/或不同化学结构(端基或主链)的可与异氰酸酯起反应的聚合物的混合物，条件是这些混合物的平均官能度和平均当量重与本发明的要求相一致。

对于适宜的多元醇及其制备方法，现有技术已有了详细介绍，这类多元醇的例子有：聚酯，聚酯酰胺，聚硫醚，聚碳酸酯，聚缩醛，聚烯烃，聚硅氧烷，特别是聚醚。

可以使用的聚醚多元醇包括：在多官能团引发剂存在下(必要时)，聚合环氧化合物所获得的产物，所述环氧化合物如环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷或四氢呋喃。适宜的引发剂化合物含多个活泼氢、包括水和多元醇，例如乙二醇、丙二醇、二甘醇、环己烷二甲醇、间苯二酚、双酚A、甘油、三甲醇丙烷、1，2，6-己三醇或季戊四醇。也可以使用引发剂和/或环氧化合物的混合物。

特别有用的聚醚多元醇包括聚氧亚丙基二醇和三醇，以及通过同时或先后将环氧乙烷和环氧丙烷加入二或三官能团引发剂中制造的聚(氧亚乙基-氧亚丙基)二醇和三醇，该制备方法现有技术已有了详细介绍。其中提到无规共聚物含10-80％环氧乙烷，嵌段共聚物至多含25％环氧乙烷，无规/嵌段共聚物至多含50％环氧乙烷，所述含量基于氧化亚烷基单元的总重量计。所述二醇和三醇的混合物是特别有用的。其它特别有用的聚醚多元醇包括聚四亚甲基二醇，它由四氢呋喃聚合而得。