[发明专利]聚二烯烃二醇在回弹聚氨酯泡沫塑料中的应用

说明书

本发明涉及含有多醇的软质聚氨酯泡沫塑料，特别是有高回弹性的聚氨酯泡沫塑料。

有高回弹性的聚氨酯泡沫塑料通常由其数均分子量为4500-6000的聚醚三醇和提供窄范围交联密度的异氰酸酯来制备。聚醚三醇的平均官能度通常为每一分子有2.4-2.7个羟基，它是在三醇制备过程中由不饱和的端基形成。甲苯二异氰酸酯(TDI)、亚甲基二异氰酸酯(MDI)、TDI/MDI混合物以及改性的TDI或MDI变种来制备有较宽加工余地的泡沫塑料。异氰酸酯的官能度通常为2.0；在大多数情况下，每一分子有不大于2.3个异氰酸酯基。聚醚三醇当在促进发泡的条件下与每一分子有2.0-2.3个异氰酸酯基的异氰酸酯结合时，可生成回弹泡沫塑料。

由二醇以及通常使用的异氰酸酯制备泡沫塑料不能提供对应于稳定的高承载的和高回弹的泡沫塑料的交联密度。

US 4939184公开了由聚异丁烯三醇和二醇制备聚氨酯泡沫塑料(实施例3)，它用阳离子法制备。聚异丁烯与一种异氰酸酯，即MONDUR TD-80异氰酸酯预混合，后者是官能度为2.0的甲苯二异氰酸酯的间位异构体和对位异构体的混合物。然后将水作为发泡剂加入，生成聚氨酯泡沫塑料。制得的泡沫塑料有低的回弹性，适用于吸能应用场合。

本发明涉及由聚二烯二醇、优选氢化的聚丁二烯二醇制备高回弹聚氨酯泡沫塑料；聚二烯二醇的数均分子量为1000-20000、更优选1000-10000、最优选3000-6000，官能度为每一分子有1.6-2、更优选1.8-2个羟基。泡沫塑料的回弹性通过使用一种高度回弹的橡胶——聚二烯二醇以及通过选择适当数量每一分子有2.5-3.0个异氰酸酯基官能度的芳族多异氰酸酯以确保充分地交联来达到。聚二烯烃二醇泡沫塑料与传统的聚氨酯泡沫塑料相比，有更好的湿态老化性质。

本发明涉及一种回弹聚氨酯泡沫塑料，它含有数均分子量为1000-20000、更优选1000-10000、最优选3000-6000，每一分子有1.6-2、更优选1.8-2个羟基官能度的聚二烯烃二醇；70-130、更优选90-110指数量每一分子有2.5-3.0个异氰酸酯基官能度的芳族多异氰酸酯；以及发泡剂。该泡沫塑料与传统的聚氨酯泡沫塑料相比，有更好的湿态老化特性。

聚二烯烃二醇当被氢化时得到稳定的回弹泡沫塑料，显然不饱和的聚二烯烃二醇也能得到有高回弹的聚氨酯泡沫塑料。

用于本发明的聚二烯烃二醇用阴离子聚合法制备，如在US5376745、5391663、5393843、5405911和5416168中公开的，这些专利在这里作为参考并入。聚二烯烃二醇每一分子有1.6-2、更优选1.8-2个末端羟基.其数均分子量为1000-20000、更优选1000-10000，最优选3000-6000。氢化的聚丁二烯二醇是优选的，它含有30-70％1，4-加成物。

用单锂或二锂引发剂引发聚二烯烃二醇的聚合，引发剂在每一锂中心使共轭二烯单体聚合。共轭二烯烃通常为1，3-丁二烯或异戊二烯，因为其他共轭二烯价格较高，不能节省费用。阴离子聚合通常在有机溶剂的溶液中进行，虽然也可使用极性溶剂，如四氢呋喃。有机溶剂通常为烃类，如己烷、环己烷或苯。当共轭二烯为1，3-丁二烯以及生成的聚合物被氢化时，在烃类溶剂如环己烷中丁二烯的阴离子聚合通常用结构改性剂如乙醚或甘醇二甲醚(1，2-乙氧基乙烷)来控制，以便得到所需数量的1，4-加成物。氢化的聚丁二烯聚合物中低粘度的高溶解性之间的最佳平衡在1，4-丁二烯/1，2-丁二烯的比为60/40下出现。在50℃下，在含有约6％(体积)乙醚或约1000ppm甘醇二甲醚的环己烷中聚合时得到这种丁二烯微结构。对于聚异戊二烯二醇来说，当异戊二烯的1，4-加成物大于80％时得到高回弹性。

在终止以前，通过加入官能化剂使阴离子聚合终止，官能化剂如在US5391637、5393843和5418296中公开的，但优选加入环氧乙烷。这些专利在这里作为参考并入。

优选的二锂引发剂通过2摩尔叔丁基锂与1摩尔二异丙基苯反应来制备。这一双引发剂用于使共轭二烯单体、优选丁二烯在由90％(重量)环己烷和10％(重量)乙醚组成的溶剂中聚合。双引发剂与单体的摩尔比决定了聚合物的分子量。然后用2摩尔环氧乙烷使活性聚合物封端，并用2摩尔甲醇使聚合终止，得到所需的聚二烯烃二醇。