软质聚氨酯泡沫的制备方法技术

通过反应ＭＤＡ基多异氰酸酯和官能度为５－８和ＥＯ含量至少为５０ｗｔ％的聚醚多元醇而制备软质聚氨酯泡沫的方法。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及和涉及具有具体性能的此类泡沫。更具体地本专利技术涉及使用具有特定性能的聚氧化烯多元醇和具有高4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(4，4’-MDI)含量的多异氰酸酯来制备软质聚氨酯泡沫的方法。从具有高氧化乙烯(EO)含量的多元醇和具有高4，4’-MDI含量的多异氰酸酯制备软质泡沫的方法已经公开于EP547765。在此EP547765中记载的实施例给出具有低回弹性的低密度泡沫。在先未决申请WO00/55232公开了通过反应4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯，具有高氧化乙烯含量的多元醇和水制备模塑聚氨酯材料，如软质聚氨酯泡沫的方法。未决PCT专利申请PCT/EP01/00553涉及使用包括80-100wt％聚醚多元醇的多异氰酸酯反应性组合物制备模塑软质聚氨酯泡沫的方法，聚醚多元醇的平均公称官能度为2-6，平均当量为750-5000，平均分子量为2000-10000，氧化乙烯含量为60-90wt％和伯羟基含量为70-100％。令人惊奇地，已经发现当使用特定类别的多元醇时，可以制备稳定的泡沫，该泡沫在低密度下显示高回弹性，具有低回缩和/或低滞后损失和更多开孔。当在模具中制备时，甚至在进行第一次模塑之后不施加外部脱模剂，泡沫也易于脱模。由于原材料的粘度低可以更容易地制备泡沫。此外配制范围更宽和一般情况下泡沫性能在更低密度下仍为可接受的。因此本专利技术涉及一种芯密度为15-150kg/m3的，包括在水存在下使多异氰酸酯和异氰酸酯反应性组合物反应，其中反应在50-130异氰酸酯指数下进行，多异氰酸酯由如下物质组成a)80-100wt％二苯基甲烷二异氰酸酯，二苯基甲烷二异氰酸酯包括至少40wt％，优选至少60wt％和最优选至少85wt％的4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和/或该二苯基甲烷二异氰酸酯衍生物，该衍生物的NCO值至少为20wt％(多异氰酸酯a)，和b)20-0wt％另一种多异氰酸酯(多异氰酸酯b)，和其中异氰酸酯反应性组合物由如下物质组成a)75-100wt％和优选80-100wt％和最优选90-100wt％聚醚多元醇(多元醇a)，聚醚多元醇的平均公称官能度为5-8，平均当量为500-2000，平均分子量为4000-12000，根据聚醚多元醚重量计算的氧化乙烯(EO)含量至少为50wt％和优选50-90wt％，和伯羟基小于70％，和b)25-0wt％和优选20-0wt％和最优选10-0wt％一种或多种不包括水的其它异氰酸酯反应性化合物(异氰酸酯反应性化合物b)。泡沫的芯密度为15-150kg/m3(ISO845)，优选25-60kg/m3和回弹性(ISO8307)为45-80％和优选50-80％和最优选55-80％。在本专利技术的上下文中，下列术语具有如下意义1)异氰酸酯指数或NCO指数或指数NCO基团对配制剂中存在的异氰酸酯反应性氢原子的比例，以百分比给出x100 (％)。换言之，NCO指数表达在配制剂中实际使用的异氰酸酯相对于与理论要求与用于配制剂的异氰酸酯反应性氢数量反应的异氰酸酯数量的百分比。应当观察到从涉及异氰酸酯成分和异氰酸酯反应性成分的真实发泡工艺的观点考虑本文使用的异氰酸酯指数。在异氰酸酯指数的计算中不考虑用于生产改性多异氰酸酯(包括在本领域称为预聚物的此类异氰酸酯衍生物)在初步步骤中消耗的任何异氰酸酯基团或在初步步骤中消耗的任何活性氢(如与异氰酸酯反应以生产改性多元醇或多元胺)。仅考虑在真实发泡阶段存在的自由异氰酸酯基团和自由异氰酸酯反应性氢(包括水的那些)。2)本文用于计算异氰酸酯指数计算目的的“异氰酸酯反应性氢原子”表示在反应性组合物中存在的羟基和胺基团中的活性氢原子总数；这意味着为了在实际发泡工艺中计算异氰酸酯指数的目的，一个羟基应认定为包括一个反应性氢，一个伯胺基团应认定为包括一个反应性氢和一个水分子应认定为包括两个活性氢。3)反应体系组分的结合物，其中将多异氰酸酯保持在与异氰酸酯反应性组分分开的一个或多个容器中。4)本文使用的“聚氨酯泡沫”表示使用发泡剂，通过使多异氰酯与含异氰酸酯反应性氢的化合物反应获得的多孔产物，和特别地包括采用水作为反应性发泡剂(涉及水与异氰酸酯基团的反应，产生脲键和二氧化碳和产生聚脲-氨酯泡沫)和采用多元醇、氨基醇和/或多元胺作为异氰酸酯反应性化合物获得的多孔产物。5)术语“平均公称羟基官能度”在本文用于指示多元醇或多元醇组合物的数均官能度(每分子的羟基数目)，条件是尽管实际上由于一些末端不饱和它通常会小一些，但这是用于它们制备的引发剂的数均官能度(每分子活性氢原子的数目)。6)除非另外说明，词语“平均”表示数均。优选多异氰酸酯a)选自1)包括至少40wt％，优选至少60wt％和最优选至少85wt％的4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的二苯基甲烷二异氰酸酯及其如下优选衍生物2)多异氰酸酯1)的碳二亚胺和/或uretonimine的改性变体，该变体的NCO值为20wt％或更大；3)多异氰酸酯1)的氨酯改性变体和/或多异氰酸酯2)的碳二亚胺和/或uretonimine的改性变体，该变体的NCO值为20wt％或更大和是过量多异氰酸酯1)和/或多异氰酸酯2)的碳二亚胺和/或uretonimine的改性变体，和平均公称羟基官能度为2-4和平均分子量至多为1000的多元醇的反应产物；4)NCO值为20wt％或更大的预聚物，该预聚物是任何过量的上述多异氰酸酯1-3)和平均公称羟基官能度为2-8，平均分子量为2000-12000和优选羟基值为15-60mg KOH/g的聚醚多元醇的反应产物；和5)任何上述多异氰酸酯的混合物。异氰酸酯1)包括至少40wt％的4，4’-MDI。这样的多异氰酸酯在本领域是已知的并包括纯4，4’-MDI及4，4’-MDI和至多60wt％的2，4’-MDI和2，2’-MDI的异构体混合物。应当注意2，2’-MDI在异构体混合物中的数量稍微是在杂质水平且一般情况下不会超过2wt％，剩余部分是4，4’-MDI和2，4’-MDI。作为这些的多异氰酸酯在本领域是已知的并且可购得；例如来自Huntsman Polyurethanes，它是Huntsman International LLC(拥有Suprasec商标)商业机构的SuprasecTMMPR。以上多异氰酸酯1)的碳二亚胺和/或uretonimine的改性变体在本领域也是已知的并且可购得，如来自Huntsman Polyurethanes的Suprasec2020。以上多异氰酸酯1)和2)的氨酯改性变体在本领域也是已知的，参见如G.Woods1990的The ICI Polyurethanes Book，第2版，32-35页。NCO值为20wt％或更大的上述多异氰酸酯1)预聚物在本领域也是已知的。优选用于制备这些预聚物的多元醇选自平均公称官能度为2-4，平均分子量为2500-10000，和优选羟基值为15-60mg KOH/g和氧化乙烯含量为5-25wt％，该氧化乙烯优选在聚合物链的末端，或氧化乙烯含量为50-90wt％，该氧化乙烯优选无规分布在聚合物链上的聚氧化乙烯聚氧化丙烯多元醇。也可以使用上述多异氰酸酯的混合物，参见如G.Woods1990的The ICI Polyurethanes本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种芯密度为１５－１５０ｋｇ／ｍ↑［３］的软质聚氨酯泡沫的制备方法，包括在水存在下使多异氰酸酯和异氰酸酯反应性组合物反应，其中反应在５０－１３０异氰酸酯指数下进行，多异氰酸酯由如下物质组成：ａ）８０－１００ｗｔ％二苯基甲烷二异氰酸酯，该 二苯基甲烷二异氰酸酯包括至少４０ｗｔ％的４，４’－二苯基甲烷二异氰酸酯和／或所述二苯基甲烷二异氰酸酯的衍生物，该衍生物的ＮＣＯ值至少为２０ｗｔ％，和ｂ）２０－０ｗｔ％另一种多异氰酸酯，和其中异氰酸酯反应性组合物由如下物质组成：ａ）７５－ １００ｗｔ％聚醚多元醇，该聚醚多元醇的平均公称官能度为５－８，平均当量为５００－２０００，平均分子量为４０００－１２０００，根据聚醚多元醚重量计算的氧化乙烯含量至少为５０ｗｔ％和伯羟基含量小于７０％和ｂ）２５－０ｗｔ％一种或多种不包括水的其它异氰酸酯反应性化合物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：A帕丰德里，J于，
申请(专利权)人：亨茨曼国际有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]