物理性质有改进的模制聚氨酯泡沫塑料制造技术

一种制备模制聚氨酯泡沫塑料的方法，该法包括在闭模中将含有以下组分的生成泡沫塑料的反应混合物任选在有效数量的一种或多种促进ａ）与ｂ）反应的催化剂，对泡孔稳定有效量的一种或多种表面活性剂以及一定数量足以使泡沫塑料密度为约１．０至４．０磅／立方＊的发泡剂存在下，反应： ａ）一种主要含异氰酸酯端接的预聚合物的异氰酸酯组分，按所述异氰酸酯端接的预聚合物的重量计，预聚合物含有约５至３５％（重量）ＮＣＯ基，所述的异氰酸酯端接的预聚合物通过化学计量过量的一种或多种二异氰酸酯或多异氰酸酯与含有聚氧亚烷基聚醚多元醇部分的多元醇组分反应来制备，其不饱和度为每克聚氧亚烷基聚醚多元醇部分有小于０．０３ｍｅｇ不饱和度，数均当量重为约１５００至约５０００； ｂ）一种或多种异氰酸酯反应组分，异氰酸酯指数为７０－１３０。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用预聚合物法制备的模制软聚氨酯泡沫塑料。更具体地说，本专利技术涉及由过量的二异氰酸酯或多异氰酸酯与不饱和度小于0.03毫当量不饱和度/克(meq/g)多元醇的多元醇或多元醇组分反应得到的异氰酸酯端接的预聚合物制得的模制软聚氨酯泡沫塑料。该模制泡沫塑料除了有极好的加工范围外，还有改进的物理性质。该泡沫塑料优选是全水发泡的。高回弹性(HR)聚氨酯泡沫塑料块料现在是大吨位的商业产品。HR泡沫塑料块料通常是全水发泡的，可用预聚合物法或一步法技术制备。但是，泡沫塑料块料虽然很适合这样一些应用，如地毯衬底和家具的平减震材料，但它不适合需要异形部件的某些应用，如汽车座位。对于这样的应用来说，通常使用模制聚氨酯泡沫塑料。在模制泡沫塑料中，将形成泡沫塑料的各组分混合，并注入一闭模中，可将闭模加热到150-300℃(热模制)或30-70℃(冷模制)。将多料流的混合物送入混合头的方法称为“一步法”。因为模制泡沫塑料不能象泡沫塑料块料那样无限制起发，所以各自的配方是十分不同的。甚至用不同的配方，模制泡沫塑料的加工也要比泡沫塑料块料的加工困难得多，常常产生高的边角料率。模制泡沫塑料与泡沫塑料块料的另一差别是，前者在完全固化前必需用人工或用辊或类似的设备机械破碎。另一方面，泡沫塑料可通过US4579700中公开的定时压力释放(TPR)，定时部分压力释放(TPPR)或TPR与US4717518中公开的机械破碎的组合方法就地“破碎”。上述TPR的专利已全世界转让。预聚合物技术比一步法技术有一些优点。由预聚合物技术制得的泡沫塑料由于使用比一步法泡沫塑料要少的反应性化学料流，所以与加工有关的变化较小。在预聚合物泡沫塑料中，聚合物的结构也更加可控。而且，预聚合物技术的应用使泡沫塑料制造商可减少各组分的贮量。虽然在聚氨酯泡沫塑料技术方法的早期工作集中在预聚合物技术上，但目前大部分软泡沫塑料仍用一步法技术生产。就模制泡沫塑料来说，实际上所有的体系都是一步法。预聚合物技术在模制泡沫塑料中不能广泛应用的原因与模制法与块料法的性质有关。例如，在大家熟悉的聚氨酯专题论文中“聚氨酯化学和技术”，J.H.Sanders和K.C.Frisch，科学互联出版社，N.Y.，99页，作者指出甚至一步法技术也难用于模制泡沫塑料以及完全令人满意的预聚合物体系完全没有得到。不仅是上述的边角料率高，特别是考虑到表面缺陷，而且在预聚合物制得的模制泡沫塑料中固化期特别长。一步法技术由于降低了边角料率，使材料用量减少，劳动力费用下降以及不需很长的固化期。R.E.Knox在“基于弹性氨基酸甲酸乙酯发泡体的预聚物模塑”，橡胶世界，1959年2月，第685-692页中用资料证明了与预聚合物模制泡沫塑料有关的某些缺陷，特别是表面缺陷。所提及的有助于消除表面缺陷的方法是用表面活性剂刷涂或喷涂模表面。但是，这一方法涉及新增步骤，从而使制造费用增加。为了克服通过预聚合物制得的模制聚氨酯泡沫塑料有关的问题所作的各种努力通常集中在调整这样一些变量上，如催化剂类型、催化剂用量、催化剂组合、交联剂的类型和数量、异氰酸酯组分的异构体含量、聚醚多元醇共混物等。但是，虽然有时也可制得个别成功的体系，但这些体系在加工范围以及在易于适应在物理性质如密度、泡沫塑料柔软性等方面所需的变化以及缺乏柔软性方面仍需改进。未提出预聚合物组分性质方面的基本变化。涉及上述的配方调整类型的一个例子在US5070114中公开，其中用含有2％(重量)2，4′-(MDI)异构体的亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)共混物得到的异氰酸酯端接的预聚合物来制备水发泡的模制聚氨酯泡沫塑料。但是，未例举模制泡沫塑料，只生产了自由起发泡沫塑料。在“不使用CFC生产软嵌段泡沫体和TDI-基于冷固化-模塑的发泡体”，32届聚氨酯技术销售年会，1989年10月1-4日，G.F.Lunardon等人中，由分开的料流提供的甲苯二异氰酸酯为基础的预聚合物和有高环氧乙烷含量的特殊聚醚多元醇来制备超软模制泡沫塑料。有高含量末端氧亚乙基的聚醚多元醇由于有与高伯羟基含量(即通常大于70％(摩尔))有关的高反应性，通常用于一步法模制泡沫塑料。但是，在潮湿环境中，显著数量的高环氧乙烷含量的多元醇可能对许多物理性质有不希望的影响。生成的泡沫塑料有相当低的回弹性和高的压缩变形。用于聚氨酯泡沫塑料生产的聚氧亚烷基聚醚多元醇通常使用环氧丙烷或环氧丙烷和环氧乙烷的混合物作为氧化烯，通过有2-8官能度的引发剂的碱催化烷氧基化来制备。对于需要高伯羟基含量即大于70％(摩尔)的一步法模制聚氨酯泡沫塑料来说，通过在烷氧基化的最后阶段，单独使用环氧乙烷的方法，用聚氧亚乙基残基使多元醇封端。这样的多元醇的使用常在潮湿环境中出现一些问题，在那里吸水使聚氨酯塑化。在用碱催化制备聚氧亚丙基聚醚多元醇的过程中，环氧丙烷竞争性重排生成烯丙醇使反应混合物中有不饱和的一元醇，它本身是单官能的引发剂分子。其结果是不断使官能度下降，不断生成更低分子量的聚氧亚烷基一元醇。因此，碱催化的多元醇的当量重被限制到约2000道尔顿(Da)。甚至在适中的当量重下，聚氧亚丙基二醇的官能度也可能从名义或理论官能度的2下降到1.5-1.7或更小范围内。产物可含有多达40-45％(摩尔)或更多一元醇，一元醇部分还有宽的分子量分布。在60年代，开发了用于烯氧化聚合的双金属氰化物络合物催化剂(DMC催化剂)。但是，由于与简单的碱性催化剂相比，DMC催化剂的价格有相当大的提高，以及有限的聚合速率，从而使这样的催化剂未广泛应用，尽管它能生产低不饱和度和低一元醇含量的聚氧亚烷基多元醇。非化学计量的金属氰化物络合物催化剂，如在US5100997、4477589、5158922和5248833中公开的，与第一代的DMC催化剂相比有高的聚合速率，在约2000Da当量重范围的多元醇中有低的不饱和度，即0.015-0.018meq/g。但是，考虑到催化剂的价格，所需催化剂的数量仍相当高。但是，最近本专利技术的代理人已开发了高效的双金属氰化物络合催化剂，它不仅可使用比以前低得多的数量，而且还得到有极低不饱和度的聚氧亚烷基多元醇，即0.002-0.007meq/g。这样的多元醇的测量官能度接近名义引发剂官能度。而且，这些多元醇有很窄的分子量分布，如多分散性(Mw/Mn)通常小于约1.2反映出的那样。适合的制备方法在共同未决的美国专利申请书08/156534和08/302296中公开。上述专利和专利申请书在这里作为参考并入。但是，就聚氧亚乙基封端的多元醇来说，双金属氰化物催化剂有一些缺点。已发现，用环氧乙烯中止DMC催化制备的烯化氧的聚合不是得到高伯羟基含量的氧亚乙基封端的多元醇，而是得到据认为含有相当数量均聚聚氧乙烯的复杂产物。因此，用双金属氰化物催化剂制备环氧乙烷封端的聚醚需要用碱如氢氧化钾改性双金属氰化物催化剂以及需要在常规的碱催化的烷氧基化中不断加入环氧乙烷。这样使多元醇制备方法的费用和复杂性显著增加。虽然许多好处可归于使用DMC催化制得的聚氧亚烷基多元醇，但这样的醇不能替代传统催化制得的多元醇，原因还不完全清楚，但至少主要是由于一元醇含量、实际的官能度和分子量分布的差别，这些差别得到不同的聚合物微结构。例如，R.E.B本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：A·M·索姆普森，
申请(专利权)人：阿克奥化学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：