[发明专利]聚氨酯泡沫塑料的制备方法

说明书

本发明涉及由多官能异氰酸酯和多羟基化合物制备软、半软或硬聚氨酯泡沫塑料的方法。更具体地说，本发明包括用乙酰乙酯基取代多羟基化合物中的部分羟基，这种取代降低了多羟基树脂的粘度，而不影响泡沫塑料的行为特性，根据所需的粘度降低的程度，可以采取多种取代程度。

聚氨酯泡沫塑料体系的化学成分包括多官能异氰酸酯和多羟基化合物，以及必要的催化剂以控制反应的速度和类型，必要的发泡剂以控制气体的释放速度，和必要的表面活性剂以使反应稳定。当多官能异氰酸酯和多羟基化合物混合时，反应产物是聚氨酯。

生产聚氨酯泡沫采用了挥发性液体，通常是含氯氟烃，它们作为发泡剂，在加热发泡混合物时产生气体。除了作为发泡剂外，含氯氟烃还能大大降低多羟基树脂的总粘度，从而使使操作容易进行。但是，问题是含氯氟烃会贫化大气层上部的臭氧层。最近，环保局和地方空气质量管理区正在努力逐步控制含氯氟烃的数量。减少聚氨酯泡沫产品中含氯氟烃的用量有助于达到环保要求，并为将来可能更严格的空气污染要求作准备。

但是，对于聚氨泡沫生产者来说，最终取消含氯氟烃有其艰巨性，因为非氯氟烃发泡剂如水和二氯甲烷，不能起到发泡剂和降低多羟基树脂粘度双重作用。与此相对照，本发明者无意中发现用乙酰乙酯基代替多羟基化合物中的部分羟基，能大大降低多羟基树脂的粘度，而不影响多羟基树脂的反应性或制得的聚氨泡沫产品的行为特征。

美国专利第5051529号公开了在涂料中使用乙酰乙酯基部分，可以使之进行各种交联反应，同时降低反应物的粘度。但是，从未提到乙酰乙酰化作用在聚氨酯泡沫中有何作用。

因而，本发明的目的是提供一种制备软、半软或硬聚氨酯泡沫塑料的方法。

本发明的另一个目的是提供一种生产低粘度多羟基树脂的方法，该树脂用于生产聚氨酯泡沫时，无需添加含氯氟烃。

本发明的这些目的和其它目的可以通过下述生产聚氨酯泡沫的方法来实现，该方法包括：在含叔氮原子的催化剂（F）存在下，将有机多异氰酸酯（A）与多羟基化合物（B）和发泡剂（E）反应，反应过程中可以存在其它发泡添加剂，改进的地方包括：用来自乙酰乙酰化剂（C）的乙酰乙酯基取代多羟基化合物（B）中3-80%（摩尔）的羟基。

本发明也致力于下述制备聚氨酯泡沫的方法，该方法包括：在含叔氮原子的催化剂（F）存在下，将有机多异氰酸酯（A）与多羟基化合物（B）和发泡剂（E）反应，反应过程中可以存在其它发泡添加剂，改进的地方包括：在10ppm-1000ppm含叔氮原子的乙酰乙酰化催化剂（D）存在下，用来自乙酰乙酰化剂（C）的乙酰乙酯基取代多羟基化合物（B）中3-80%（摩尔）的羟基。

适宜于本发明的异氰酸酯组分（A）包括几乎所有的有机多异氰酸酯如脂族、环脂族、芳脂族、芳族和杂环多异氰酸酯。具体的例子包括：亚乙基二异氰酸酯;1，4-亚丁基二异氰酸酯;1，6-亚己基二异氰酸酯;1，12-十二烷二异氰酸酯;环丁烷-1，3-二异氰酸酯;环己烷-1，3和1，4-二异氰酸酯以及这些异构体的混合物;1-异氰酸根合-3，3，5-三甲基-5-异氰酸根合甲基-环己烷;2，4-和2，6-六氢甲苯二异氰酸酯以及这些异构体的混合物;六氢-1，3-和/或1，4-亚苯基二异氰酸酯;全氢-2，4′和/或-4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯;1，3-和1，4-亚苯基二异氰酸酯;2，4-和2，6-甲苯二异氰酸酯以及这些异构体的混合物;二苯基甲烷2，4′-和/或-4，4′-二异氰酸酯;萘-1，5-二异氰酸酯;三苯基甲烷-4，4′，4′-三异氰酸酯;苯胺与甲醛缩合，随后光气化获得的多苯基多亚甲基多异氰酸酯，如LUPRANATE  M-20S，可从BASF，Wyandotte，MI获得;全氯化芳基多异氰酸酯;含碳化二亚胺基团的多异氰酸酯，二异氰酸酯;含脲基甲酸酯基的多异氰酸酯;含异氰脲酸酯基的多异氰酸酯;含尿烷基团的多异氰酸酯;含乙酰化了的脲基的多异氰酸酯;含缩二脲基的多异氰酸酯;以及上述异氰酸酯与缩醛的反应产物。

也可以使用工业生产异氰酸酯所积累的含异氰酸酯基团的蒸馏残渣，可以直接使用，也可以将其溶于一种或多种上述多异氰酸酯中。可以使用的异氰酸酯也包括上述异氰酸酯的混合物。

总之，特别优选的是使用容易得到的多异氰酸酯如2，4-和2，6-甲苯二异氰酸酯以及这些异构体的混合物;多苯基多亚甲基多异氰酸酯类，由苯胺-甲醛缩合，随后光气化获得;含碳化二亚胺基团、尿烷基团、脲基甲酸酯基、异氰脲酸酯基、脲基或缩二脲基的多异氰酸酯。