[发明专利]软泡沫体的生产方法

说明书

通过有机多异氰酸酯如甲苯二异氰酸酯(TDI)或二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)与聚醚多元醇在发泡剂存在下反应来生产聚氨酯软泡沫体的方法是很成熟的。所述聚醚通常是从环氧丙烷衍生出的聚氧亚丙基多元醇或从环氧丙烷和环氧乙烷的各种组合衍生出的聚(氧亚丙基-氧亚/乙基)多元醇。其中氧亚乙基基团构成总氧亚烷基链段次要部分的、以环氧乙烷封端的聚氧亚丙基多元醇是特别重要的，因为它们对异氰酸酯具有提高了的反应活性。参见例如EP-10850、EP-22617和EP-11121。

氧亚乙基含量较高，例如50％(重量)或更高的多元醇常常用作辅助添加剂以确保泡沫体具有开孔结构。但是，这些聚醚不能以很高的浓度与通常的异氰酸酯一起使用，因为此时它们不是具有开孔效果，而是导致闭孔泡沫体。现已发现，如果用纯的4,4′-MDI或其衍生物作为多异氰酸酯的话，就可从含有高浓度的具有高氧亚乙基含量的多元醇的配方成功地制得具有有价值的性能的软泡沫体。

US-4365025公开了使用高浓度的具有高氧亚乙基含量的多元醇的方法，然而却劝阻人们使用MDI。较早提交的EP-A-547765公开了使用基本上纯的4,4′-MDI和高浓度的具有高氧亚乙基含量的多元醇的方法，但是水的用量很少。

因此，本发明提供一种制备软聚氨酯泡沫体的方法：使NCO值为5-10％(重量)的预聚物，即由含有至少85％，较好至少90％，更好至少95％(重量)4,4′-二苯甲烷二异氰酸酯或其变种的过量多异氰酸酯与平均名义羟基官能度为2.5-3.5，平均羟基当量重量为1000-3000，以及氧亚乙基含量为50-85％(重量)的多元醇反应而得到的反应产物与水反应，水的用量按每100重量份预聚物计为至少20重量份。

本发明方法中所用的多异氰酸酯组分主要包括纯的4,4′-二苯甲烷二异氰酸酯或这种二异氰酸酯与一种或多种其它有机多异氰酸酯，尤其其它二苯甲烷二异氰酸酯异构体，例如2,4′-异构体的混合物，任选地结合有2,2′-异构体。该多异氰酸酯组分也可以是一种由含有至少85％(重量)4,4′-二苯甲烷二异氰酸酯的多异氰酸酯组合物衍生出的MDI变种。MDI变种在本技术中是众所周知的，对于可按照本发明使用的，特别包括通过将uretonimine和/或碳化二亚胺基团引入到所述多异氰酸酯组合物中和/或通过使这种组合物与一种或多种多元醇反应而得到的液体产物。较好是，该多异氰酸酯的官能度为2.05或更小，最好为2.00，而且最好是4,4′-MDI。

为了得到2.5-3.5的平均名义羟基官能度，可以使用名义羟基官能度为3的多元醇，或者平均名义羟基官能度为2-6的多元醇混合物，只要该混合物的官能度在2.5-3.5范围以上就行。

所述多元醇是一种聚氧亚烷基多元醇，较好是一种聚(氧亚乙基-氧亚丙基)多元醇，且应具有所要求的官能度、当量重量和氧亚乙基含量。这样的多元醇在本技术中是已知的，可按传统方法通过使环氧乙烷和环氧丙烷同时和/或依次以任何顺序与一种含有2-6个活泼氢原子的引发剂如水、多元醇、羟基胺和多胺或这些引发剂的混合物反应制得。

“平均名义羟基官能度”这一术语在此用来表示多元醇组合物的平均官能度(每个分子中的羟基数)，其中假设这里所存在的聚氧亚烷基多元醇的平均官能度与其制备时所用的引发剂的平均官能度(每个分子中活泼氢原子的数目)相等，虽然实际上由于某种程度的端部不饱和而往往略微小些。较好是，该多元醇组合物的平均名义羟基官能度为3。数均当量重量较好是1000-2000。最好的多元醇，其名义羟基官能度为3，平均羟基当量重量为1200-1600。

如果希望的话，聚氧亚烷基多元醇(或当使用这类多元醇的混合物时，一种或多种聚氧亚烷基多元醇)可以含有分散的聚合物颗粒。这种聚合物改性的多元醇在先有技术中已有详细叙述，而且包括由一种或多种乙烯单体，如丙烯腈和苯乙烯，在聚氧亚烷基多元醇中就地聚合或由一种多异氰酸酯和一种氨基-或羟基官能化合物，例如三乙醇胺，在聚氧亚烷基多元醇中就地反应而得到的产物。

所述的预聚物习惯上通过使多异氰酸酯和多元醇以能得到5-10％(重量)NCO值的相关量在较好为40-80℃的温度下反应来制备。这样制备的预聚物在环境条件下为液体。可以在如此制备的顶聚物中添加少量(最多30％(重量))的MDI或其变种，只要接所用的所有多异氰酸酯计算的4,4′-MDI含量仍能保持在85％(重量)以上以及所添加的多异氰酸酯的平均异氰酸酯官能度小于2.2就行。

所述预聚物在25℃的粘度较好至多为10,000mPa·S。