[发明专利]在烃发泡剂存在下制备聚氨酯泡沫的方法

说明书

本发明涉及到通过反应一种多异氰酸酯和一种包含使聚氨酯配方中的烃相容化的物质的多元醇组合物而制备的硬质、烃发泡的聚氨酯泡沫的方法。

生产聚氨酯泡沫，特别是硬质聚氨酯泡沫的最近的趋势是采用烃发泡剂作为传统采用的包括三氯氟甲烷的发泡剂的代用品或取代品。这种趋势被避免采用某些全卤代烷烃以努力保护包括大气臭氧含量的环境的需要所激励。通常采用作为聚氨酯泡沫的发泡剂的烃已在文献中广泛介绍。例如，美国专利5,096,933公开的采用环戊烷、环己烷或它们的混合物，美国专利5,182,309公开的采用戊烷，美国专利5,001,164公开的同时采用戊烷和三氯乙烷，美国专利5,286,759公开的含有至少四个碳的烃与全氟代烷烃一起作为生产聚氨酯泡沫的发泡剂，美国专利4,263,412公开的在丁烷存在下制备聚氨酯泡沫。在所介绍的烃中，由于可得性和通常对泡沫的物理性能的有利性，采用环戊烷和戊烷目前是有利的。

然而，为了制备显示有吸引力的物理性能的聚氨酯泡沫，有利的是所有反应物彼此应很好地相容和/或采用高效混合操作以保证所有起始物质的均匀分布。在出现差的相容或差的混合时，得到的泡沫可能显示低的、无吸引力的物理性能。烃发泡剂，特别在当生产低密度泡沫时要求的以很大的量采用时，与通常用于制备聚氨酯泡沫的大多数聚酯或聚醚多元醇，一般不能显示出有吸引力的相容性。经常的分离造成产生差的混合和/或差的泡沫质量。

当采用传统类型的起泡剂出现相容性的问题时，在技术上通常可以通过改变泡沫加工过程中所用的泡孔稳定剂或表面活性剂的量来解决这些问题。在很多情况下，通过以每100份多元醇从0.1到0.2的量采用表面活性剂，使问题得到解决。采用大量的表面活性剂，一般为聚硅氧烷类的矿物油，可造成所得到泡沫的物理性能的大大下降。对于闭孔的硬质聚氨酯泡沫，作为所产生的开孔含量或差的充模(流动)特征的结果，这可以是压缩强度的降低、绝热能力的损失。在烃发泡剂和提高了用量的通常的表面活性剂的存在下，当制备低密度聚氨酯泡沫时，不能满意地解决差的相容性的问题。相应地，希望提供另外一种发泡方法，在不会受到上述缺陷影响的一种烃发泡剂的存在下，使生产聚氨酯泡沫，特别是低密度泡沫成为可能的。

为此目的，已研究了相容剂的采用。

第一方面，本发明涉及到制备闭孔的聚氨酯泡沫的方法，它包括在烃发泡剂的存在下，反应多异氰酸酯与多元醇组合物，其中的多元醇组合物包括：

ⅰ)具有羟值从100到1200的聚醚或聚酯多元醇；和

ⅱ)每100份总重量的多元醇组合物中，从5到25份的含有式-(C_nH_2n+1)的相容基团的相容剂，其中n为大于或等于5的数，并且其中的相容剂含有至少一个活泼氢原子，保证每个分子有不超过一个的芳香基团，而且进一步其中的相容剂为脂肪、油、单甘油酯、双甘油酯、脂肪酸、脂肪醇、脂肪酰胺、脂肪胺、脂肪酸酯、上面任何一种的烷氧基化加合物、烷基苯酚或其丙氧基化加合物、烷基苯酚或其与环氧乙烷或环氧丙烷的加合物、烷基苯酚或其与每个烷基苯酚分子以平均小于四个的环氧乙烷分子的加合物，或它们的混合物。

第二方面，本发明为制备闭孔聚氨酯泡沫的方法，它包括在烃发泡剂的存在下，反应多异氰酸酯与多元醇组合物，其中的多元醇组合物包括：

ⅰ)具有羟值从100到1200的聚醚或聚酯多元醇；并且包括：

ⅱ)每100份总重量的多元醇组合物，从5到25份的包含具有羟值从100到550的脂肪或油的相容剂。

第三方面，本方面涉及到根据上述方法得到的闭孔聚氨酯泡沫。

第四方面，本方面涉及到作为聚氨酯前体组合物而适合用在发明的方法中的一种共混物，它包括包含这里所定义的相容剂的上述的多元醇组合物和以每100份总重量的组合物以1到20份的量出现的一种发泡剂并且它为C_1-8的烃，优选的为丁烷、正戊烷、异戊烷、己烷、环戊烷、甲基环戊烷、环己烷、甲基环己烷、它们的异构体或它们中两个或多个的混合物。

令人吃惊地，已经发现采用这里定义的相容剂提高了烃发泡剂的相容性并使组合物分离的可能性最大限度地减少。相容剂的存在使增加烃发泡剂的用量成为可能，因此可以生产具有低密度同时保持总体有吸引力的物理性能的泡沫。

本发明涉及到在烃发泡剂的存在下，反应多异氰酸酯与包含特定相容剂的多元醇制备硬质、闭孔聚氨酯泡沫的方法。有利的是，得到的泡沫具有从10到50，优选地从15到40，并且更优选地从15到35kg/m³的低的自由起发密度。