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多元醇组合物、聚氨基甲酸乙酯泡沫及其制备方法技术

技术编号:1570837 阅读:263 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术关于多元醇组合物,该多元醇组合物用于制备脂肪族异氰酸酯的不发黄挠性聚氨基甲酸乙酯泡沫。本发明专利技术的多元醇化合物包含(1)70至100重量%的高官能度多元醇或多元醇的混合物,其平均标称官能度介于3.2至6;(2)约0至约20重量%的至少一种增链剂成分,该增链剂具有OH、NH或NH↓[2]作为官能团,官能度至少为2,当量重高达330;及任选的(3)3到30重量%的稳定分散的聚合物多元醇。

【技术实现步骤摘要】
专利
本专利技术涉及一种新的多元醇组合物、以及由该多元醇组合物制备 的聚氨基甲酸乙酯泡沫,以及该多元醇组合物和聚氨基甲酸乙酯泡沫 的制备方法。特别地,本专利技术涉及脂肪族异氰酸酯基的不发黄挠性聚 氨基甲酸乙酯泡沫的制备,所述泡沫可用在纺织、卫生保健品、食品 包装等领域。
技术介绍
近年来,聚氨基甲酸乙酯泡沫已广泛作为弹性材料,用在各种不 同的领域中。特别是纺织、卫生保健品及食品包装领域,聚氨基甲酸 乙酯需要具有不发黄的特性。聚氨基甲酸乙酯泡沫通常由如下物质的组合物来制备(1)多元 醇,(2)聚异氰酸酯,(3)硅树脂基表面活性剂,作为发泡剂,(4) 水,(5)胺和锡催化剂,和(6)各种其他添加剂,例如辅助发泡剂、 填充剂及阻燃剂。对于聚异氰酸酯,二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和甲苯二异氰 酸酯(TDI)是在聚氨基甲酸乙酯泡沫制备中两种最常用的聚异氰酸酯, 原因在于它们的高反应活性。然而这两种芳香族聚异氰酸酯会导致制 得的聚氨基甲酸乙酯在光或氧气中变黄。变黄的特性可通过在聚氨基 甲酸乙酯泡沫制备中,使用脂肪族聚异氰酸酯作为异氰酸酯来避免。 然而,由于脂肪族聚异氰酸酯的反应活性非常低,它们很难用于制备 聚氨基甲酸乙酯泡沫。美国专利第5,147,897号(1992年9月15日授于Morimoto等人)公开了使用脂肪族聚异氰酸酯预聚体制备不发黄的聚氨基甲酸乙酯泡 沫。该专利技术的方法包括使脂肪族聚异氰酸酯预聚体与水在CVdo醇 酸的钾盐或钠盐,或二氮杂二环烯催化剂的存在下反应,水的当量为 异氰酸基当量的0.4到5倍。所述预聚体是脂肪族异氰酸基封端的预聚体,其由平均分子量为100至5,000的多元醇与1.4到2.6倍羟基当量 的脂肪族聚异氰酸酯进行加成聚合反应而得到。脂肪族异氰酸酯的反 应活性通常比芳香族异氰酸酯低,当脂肪族异氰酸酯形成预聚体时, 分子的流动性进一步降低,使得其反应活性进一步降低。由于预聚物 的相对低反应活性和高粘性,Morimoto等的制备过程不能用在制备密 度低于80kg/m3的聚氨基甲酸乙酯泡沫。美国专利第6,242,555号(2001年6月5日颁于DuPrez等人)描述 了喷射模塑法(RIM),用于制备微孔或无孔的不发黄的弹性、挠性或 半挠性聚氨基甲酸乙酯,其密度至少为900 kg/m3。该专利技术的方法包括 使异佛乐酮二异氰酸酯(IPDI)三聚体/单体混合物,在选自有机铅、 有机铋和有机锡催化剂的存在下与异氰酸酯反应性组合物反应,所述 混合物含有24.5到34%的NCO。所述异氰酸酯反应性组合物包含 (1)由DMC (双重金属氰化物)催化剂制备的低不饱和聚醚多元醇, 如美国专利第5,470,813号及美国专利第5,498,583号所示,该多元醇 的平均标称官能度为2到4,平均当量重为800到4,000, (2)约3到 约20重量%的至少一种增链剂,该增链剂只含有脂肪族或脂环族羟基 作为官能团,其官能度为2,当量重高达80,伯羟基含量至少为50%, 和(3)约2至约10重量°/。的共催化体系,该体系包括具有2到3官能 性脂肪族NH、 NH2或0H基团且化学当量高达150的催化剂;所述催 化剂的至少一种含有伯胺基或仲胺基,且至少一种前述催化剂为胺引 发的催化剂。该专利技术提供一种制备不发黄聚氨基甲酸乙酯材料的方法。 但该专利技术只能用于反应注射模塑法和用于制造致密的模塑组件。曰本专利公开号第52997/1977号公开了一种制备聚氨基甲酸乙酯 泡沫的"单一步骤法"。该单一步骤法包括混合及搅拌聚异氰酸酯、多元醇、聚合催化剂和水,并搅拌使之聚合。根据该专利文献,脂肪 族聚氨基甲酸乙酯泡沫的制备包括,首先混合聚氨基甲酸乙酯化合物, 再将产物倒到输送带上。然而在该方法中,多元醇和异氰酸酯都需要 预加热到60'C以上。需要使用另外的加热烘箱,并将其安装在输送带 的顶端,以对反应物进行进一步加热。由于该外加热量,加上由于异 氰酸酯和羟基反应释出的反应热,很容易使系统超过泡沫的自燃温度,即175°C。因此,该方法只能用于制造有限厚度的发泡板材,而不能用来制备配方中含有大量水份的低密度聚氨基甲酸乙酯泡沫。该单一步骤法优于预聚合法,因为其不需使用二步或更多的步骤, 而且能够用来制备相对较低密度的聚氨基甲酸乙酯泡沫。然而由于脂 肪族异氰酸酯的相对低反应活性,尚未有任何文献报道使用单一步骤法来生产密度小于80kg/m3、不发黄的挠性聚氨基甲酸乙酯泡沫。本专利技术的专利技术人进行深入研究,以开发出利用单一步骤法来生产 低密度、不发黄的挠性聚氨基甲酸乙酯泡沫的方法。结果令人惊讶地 发现,通过单一步骤法,使用高官能度多元醇或多种多元醇的混合物 和脂肪族聚异氰酸酯,可制备不发黄的挠性聚氨基甲酸乙酯泡沫。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新的多元醇组合物,其适合用于制备 不发黄的挠性聚氨基甲酸乙酯泡沫。本专利技术的另一目的在于提供一种单一步骤法,用于制备相对低密 度的不发黄聚氨基甲酸乙酯材料。本专利技术的另一目的还在于提供一种不发黄的脂肪族聚氨基甲酸乙 酯泡沫的制备方法。本专利技术的另一目的还在提供新的不发黄聚氨基甲酸乙酯泡沬,其可用在纺织、医疗保健用品和食物包装等领域中。 专利技术概述本专利技术的一个实施方式公开了一种多元醇组合物,其可用来制备 不发黄的挠性聚氨基甲酸乙酯泡沫。本专利技术的多元醇组合物包含(1) 70到100重量%的一种官能多元醇或多种多元醇的组合物,其当量重在800和4,000之间,平均标称官能度在3.2和6之间;和(2) 约0到约20重量%的至少一种增链剂成分,具有OH、 NH或 NH2基团作为官能团,官能度至少为2,其当量重高达330。可任选地,基于总的多元醇组合物,包含3到30重量%的聚合物 多元醇。该聚合物多元醇是由基础多元醇聚合物所制备,该基础多元 醇的标称官能度在2.4和5. 5之间,当量重在800和2,000之间,且根 据该基础多元醇的量,所述多元醇组合物中可包含4至28%的环氧乙烷。在另一个实施方式中,本专利技术是关于一种制备不发黄挠性聚氨基 甲酸乙酯泡沫的方法。本专利技术的方法包括制备泡沫组成物,该泡沫组 成物包括多元醇组分、脂肪族聚异氰酸酯、水、催化剂以及泡沫稳定剂/表面活性剂;接着进行发泡,然后固化该泡沫组成物。所述多元醇 组分选自上述多元醇组合物。在另一个实施方式中,本专利技术涉及一种通过单一步骤法制备不发 黄挠性聚氨基甲酸乙酯泡沫的方法。在另一个实施例中,本专利技术涉及由上述方法制备的不发黄挠性聚 氨基甲酸乙酯泡沬,其密度低于80kg/m3。在另一个实施例中,本专利技术涉及一种制备密度低于80 kg/rr^的不 发黄挠性聚氨基甲酸乙酯泡沫的方法。在本专利技术聚氨基甲酸乙酯泡沫的制备方法中,不需要对现有的聚氨基甲酸乙酯泡沫生产设备进行特定的改造。本专利技术多元醇组合物为配方组分的选择提供更宽的选择范围,用于制备具有宽密度和载荷(load)的不发黄聚氨基甲酸乙酯泡沫。实施方式本专利技术涉及一种新的多元醇组合物,可用于制备密度低于80 kg/i^的不发黄挠性聚氨基甲酸乙酯泡沫。即使使用脂肪族异氰酸酯作 为其异氰酸酯成份,本专利技术仍可提供优良的加工性和良好的泡沫弹性。 此外,本专利技术公开了一种单一步骤法,用来制备不发黄挠性聚氨基甲 酸乙酯泡沫,制得的泡沫可具有宽范围本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种聚氨基甲酸酯材料的制备方法,包括以下步骤:    制备泡沫组成物,其包括多元醇组合物,脂肪族聚异氰酸酯及至少一种催化剂;    使所述泡沫组成物发泡;和    固化所述泡沫;    其特征在于,所述多元醇组合物包含:    (1)70到100重量%的一种多元醇或多种多元醇的混合物,其环氧乙烷含量为8至25%,平均标称官能度为3.2至6,当量重为800至4,000;和    (2)0到20重量%的至少一种增链剂,其具有OH、NH或NH↓[2]基团,官能度至少为2,且当量重最多达330。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:杜宗宪
申请(专利权)人:杜宗宪
类型:发明
国别省市:71[中国|台湾]

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