[发明专利]由含非硅氧烷表面活性剂的配混料制成的多异氰酸酯基聚合物及其制备方法

说明书

本申请是题目为“由含非硅氧烷表面活性剂的配混料制成的多异氰酸酯基聚合物及其制备方法”的美国申请08/169477的部分继续申请(申请日1993年12月17日)，在美国专利商标局共同未决。

本发明涉及由含非硅氧烷表面活性剂的配混料制成的多异氰酸酯基聚合物。本发明特别涉及由含非硅氧烷表面活性剂的配混料制成的聚氨酯、聚异氰酸酯以及聚脲发泡体。

多异氰酸酯基聚合物已知是有用处的。亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)和甲苯二异氰酸酯(TDI)是有用的单体型多异氰酸酯。聚合物型异氰酸酯，尤其是聚合物型亚甲基二苯基二异氰酸酯(有时也叫做聚亚甲基聚苯基聚异氰酸酯，在下文叫做PMDI)是很有用的聚合物型中间材料。它们主要适合在热固性和热塑性聚合物弹体、硬质和软质聚氨酯、聚脲和聚异氰脲酸酯发泡体中用作组分。聚异氰酸酯基弹体适合在诸如反应注塑汽车车体制件、注塑滑鞋板轮、以及挤塑一次性使用餐巾中作为组分。

聚合物型异氰酸酯对以此制成的发泡体有极好的隔绝性能来说是特别宝贵的。这类隔绝发泡体可在从民用建筑到冰箱和冷冻机，甚至到诸如管材和容器隔绝之类的工业用途中找到应用。这类发泡体通常是硬质的。

软质聚氨酯发泡体适合于种种应用，诸如衬垫、设备软垫、汽车座位、头枕、缓冲板、包装材料、玩具等等。这类发泡体的一般制法是，使标称二-或三-官能的高当量多羟基化合物与一种多异氰酸酯在有发泡剂，有时也有少量交联剂存在下起反应。

这类发泡体按其制造方法，通常分为两种。模塑发泡体的制法是，使聚氨酯成型组分在闭合模具中起反应生成具有预定形状的发泡体。比较起来，块状发泡体的制法是允许发泡体组分克服其自身重量自由起发。

制备聚合物发泡体的技术是已知的，其中反应物之一是多异氰酸酯，用表面活性剂使反应混合物相容，使定型的发泡体稳定。这类表面活性剂通常是硅氧烷基的。例如美国专利5,064,872(Monstrey等人)报道了从含聚烷基硅氧烷聚醚共聚物发泡稳定剂的配混料制备聚异氰脲酸酯发泡体。美国专利4,097,406和4,172,186(Scott等人)报道了从含反应产物的配混料制备聚氨酯发泡体的方法是，使四卤化硅与水和一种醇起反应，接着与一种聚醚多元醇起酯基转移反应。

尽管用硅氧烷表面活性剂作为稳定剂在聚合物配混料中是很普通的，在各种应用中它却未必总是最好的解决办法。硅氧烷表面活性剂的一个缺点是其价格。硅氧烷表面活性材料在聚合物配混料中往往是最昂贵的组分之一。因此，在含多异氰酸酯的配混料制备聚合物的技术中常常引人注意的是，在配混料中包含一种非硅氧烷表面活性剂，该表面活性剂在价格上明显低于那些把差不多同样性能给与由其制成的发泡体的硅氧烷表面活性剂。

在一种方面，本发明是一种含活性氢的组合物，该组合物包含(A)一种含有多官能活性氢的化合物，(B)必要时一种发泡剂，(C)必要时一种催化剂以及(D)一种非硅氧烷表面活性剂，其中表面活性剂是一种聚醚，该聚醚含有约10-约90％(重量)氧亚乙基单元和约10-约90％(重量)含至少4个碳的氧亚烷基单元，而基本上没有氧亚丙基单元。

在又一方面，本发明是由包括下列组分的配混料制备的一种聚合物：(1)多异氰酸酯，(2)含多官能活性氢的化合物，(3)必要时一种发泡剂，(4)必要时一种催化剂和(5)一种非硅氧烷表面活性剂，其中表面活性剂是一种含有约10-90％(重量)的氧亚乙基单元和约10-90％(重量)具有至少4个碳原子的氧亚烷基单元的聚醚，它基本不含氧亚丙基单元。

在另一种方面，本发明是一种制备聚合物的方法，该法包括掺混一种包含下列各组分的聚合物配混料：(1)多异氰酸酯，(2)含有多官能活性氢的化合物，(3)必要时一种发泡剂，(4)必要时一种催化剂以及(5)非硅氧烷表面活性剂，其中表面活性剂是一种含有约10-90％(重量)氧亚乙基单元和约10-约90％(重量)含至少4个碳的氧亚烷基单元而基本上没有氧亚丙基单元。

在还有一种方面中，本发明是一种从包含下列各组分的配混料制备聚合物发泡体的方法：(1)多异氰酸酯，(2)含有多官能活性氢的化合物，(3)一种发泡剂，(4)必要时一种催化剂以及(5)表面活性剂。此法的改进包括使用一种含非硅氧烷表面活性剂的配混料，其中表面活性剂是一种聚醚，该聚醚含有约10-约90％(重量)氧亚乙基单元和约10-约90％(重量)含至少4个碳的氧亚烷基单元而基本上没有氧亚丙基单元。