改性聚合物多元醇分散体及其生产方法和用途技术

本发明专利技术涉及一种改性聚合物多元醇分散体，该分散体包括一分散于多元醇中的加成聚合产物。该加成聚合产物的用量为２５～７０％（重量）（以加成聚合产物和多元醇的总重量为基准）。该分散体的粘度为４，０００～５０，０００ｍＰａ.ｓ，在该分散体的生产完成后，其粘度基本保持不变。一种生产改性聚合物多元醇分散体的方法以及使用该分散体生产聚氨酯泡沫的方法也在本发明专利技术中被公开。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及改性的聚合物多元醇分散体及其生产方法和将该分散体用于生产聚氨酯泡沫。更确切地说，本专利技术涉及改性聚合物多元醇分散体，这些分散体具有较高的固体含量和改进的稳定性。改性聚合物多元醇分散体是众所周知的。在本文中，这些被用于制造聚氨酯泡沫的分散体，常被称之为PIPA(加成聚合的聚异氰酸盐)多元醇。这些术语将在整个说明书中被交替地使用。有关PIPA多元醇的现有技术的记录可在“PIPA-Process For The Future”，Picken，K.，Urthanes Technology，June，第23-24页中找到(该篇文章也作为本文的引用文献)。PIPA多元醇是一种分散体，在该分散体中，多元醇实质上是作为PIPI粒子的惰性载体。PIPA粒子是利用异氰酸盐和三官能链烷醇胺的反应而形成的(可在任选的一种有机锡催化剂的条件下)。该反应产物是一系列链烷醇胺和具有侧羟基的异氰酸盐基团进一步反应的结果。最早的涉及PIPA多元醇生产的专利是美国专利4，374，209(Rowlands)(在本文中作为引用文献)Rowlands在专利中公开了利用醇胺与有机聚异氰酸盐(在存在有多元醇的条件下)进行聚合生产PIPA。醇胺(olamine)被描述为具有一个或更多个羟基基团的有机化合物，也可为一具有一个或更多个胺基基团的有机化合物。重要的是醇胺至少应与异氰酸盐进行多官能反应。实际上，多元醇对PIPA产物起到惰性载体作用。Rowlands的专利表明，该专利的方法能够生产固体含量为1%～35%的PIPA多元醇(以多元醇的重量为基准)。值得注意的是，Rowlands举例说明PIPA多元醇的固体含量可达到产品重量的20%，该值被描述为具有“可接受粘度”的上限值。美国专利4，293，470(Cuscurida)(在本文中作为引用文献)公开了一种具有改进的贮存稳定性的聚脲多元醇，更确切地说，所讨论的聚脲多元醇是利用含羟基胺、聚醚多元醇和一有机聚异氰酸盐反应而制备的。然后将该反应产物用仲胺进行骤冷。在Cuscurida提供的实施例中，反应产物的骤冷可在最初反应后进行2～3小时。美国专利4，452，923(Carroll et al.)(在本文中作为引用的文献)公开了一种改性聚合物多元醇，更确切地说，该专利公开了一种高强度的改性聚合物多元醇，其包括多元醇和含量约40%～80%(重量)的聚异氰酸盐和叔-N-多元醇胺的反应产物(以多元醇和反应产物结合的重量为基准)。叔-N-多元醇被称作为一种有机化合物，该化合物具有两个或两个以上羟基基团及一个或一个以上的叔胺基团。该反应过程中，催化剂的使用是任选的。从实施例可明显看到在反应过程中聚异氰酸盐和多元醇的比例对达到本专利技术所表明的优点是重要的。确切地说，该专利公开了反应是在异氰酸盐基团与由多元醇胺提供的羟基基团的比例为0.33∶1～1∶1下进行的。确实，实施例1说明所观察到的这种比例对于避免生产低强度的多元醇(固体含量为10重量百分比)的重要性。也值得注意除了提供的固体含量值外，高强度的多元醇没有被分离开单独进行完善的分析研究，也没有提供任何粘度数据。确实，Carroll et al的缺陷之一就是高强度的改性聚合物多元醇必须在生产完成以后立即进行稀以防止产生凝胶。到此为止，现有技术的PIPA多元醇具有相对不稳定的缺点，尽管事实是大部分现有技术旨在提供具有相对高的固体含量的多元醇(例如，固体含量为25%或更高)。可问题在于生产这种高固体含量的多元醇是很困难的(该多元醇在生产完成后不是必须立即进行稀释以防止产生凝胶)。确实，据专利技术者所知，目前还没有商业化的高固体含量(例如，固体含量大于20重量百分比)的改性聚合物多元醇。如上所述，比较理想的是得到一种改性聚合物多元醇分散体，其具有高固体含量、低于凝胶点的粘度及多元醇分散体在后续加工时的粘度几乎不增加或增加很少，提供这样一种改性聚合物多元醇分散体将带来许多优点。其主要的优点是高固体含量的改性聚合物多元醇分散体能在一个地方生产，不用进行稀释就能安全装运到另一个地方的使用者手里，由于大量固体可在同时进行装运，其结果是可大大节省运输成本。本专利技术的目的在于提供一种新的改性聚合物多元醇分散体，该分散体可至少消除或减轻上述现有技术的缺陷之一。本专利技术的另一个目的在于提供一种生产改性聚合物多元醇分散体新的方法。本专利技术的又一个目的在于提供一种生产聚氨酯泡沫的新的方法。因此，本专利技术的一个方面在于提供一种改性聚合物多元醇分散体，该分散体含有分散于多元醇中的加成聚合产物，该加成聚合产物的含量为25～70%(重量)(以加成聚合产物和多元醇的总重量计)，该分散体的粘度为约4000～50，000mPa·s，在改性聚合物多元醇分散体生产完成后，该粘度基本上保持不变。本专利技术的另一个方面在于提供一种生产改性聚合物多元醇分散体的方法，该方法包括(ⅰ)在惰性多元醇存在下，使异氰酸盐与第一种醇胺进行反应以生成一反应混合物;及(ⅱ)将第二种醇胺(与第一种醇胺可相同或不相同)在结束异氰酸盐与第一种醇胺间进行的反应之前加入到反应混合物中以生产改性聚合物多元醇分散体。本专利技术的再一个方面在于提供一种生产聚氨酯的方法，该方法包括将改性聚合物多元醇分散体、一催化剂与-异氰酸盐进行反应;其中，改性聚合物多元醇分散体包括一分散于多元醇中的加成聚合产物，该加成聚合产物的含量为25～70%(重量)(以加成聚合产物和多元醇的总重量计)，该分散体的粘度为约4000～50，000mPa·s，在改性聚合物多元醇分散体生产完成后，该粘度基本保持不变。尽管并不希望受到任何理论和作用方式的约束，但可相信，现有技术的改性聚合物多元醇在后续加工时产生的凝胶和随之而来的粘度的突然增加是聚合物粒子(PIPA)和多元醇载体之间过度关联的结果。由于异氰酸盐与在多元醇介质中的醇胺反应，使反应混合物的粘度增加。该粘度的增加比从将固体简单加入到介质中预料到的粘度增加要大，并归因于一个限定的交联量，该交联出现于PIPA粒子和多元醇载体之间。可认为该交联是(ⅰ)异氰酸盐和醇胺之间，(ⅱ)异氰酸盐和多元醇载体(例如生产聚氨酯)之间竞争反应的结果。过多的反应(ⅱ)可被认为导致混合物的粘度增加而引起交联量的增加，在高固体含量的条件下，也会引起混合物产生凝胶。在下面一个或更多种情况下可会引起过度的交联1、过高量的反应多元醇的使用(例如多元醇的伯羟基含量大于90%)。2、大量的异氰酸盐的使用(例如异氰酸盐与醇胺的比例为1∶1)。3、生产高固体含量分散体的组成的使用(例如固体含量大于20%)。这样，为了得到一高固体含量、低粘度的PIPA多元醇分散体，异氰酸盐和多元醇间的反应(例如，反应(ⅱ))必须被限制到某一反应程度。要注意的重要情况是，由于反应(ⅱ)产生一个不稳定的分散体，所以反应(ⅱ)不应该被完全取消。确实，如将反应(ⅱ)取消的话，那么固体就根本不会成为多元醇基质中的一部分，那么，固体粒子只能暂时悬浮在多元醇介质中，因此，时间过长就会引起沉淀。本专利技术的专利技术者发现，在含有异氰酸盐、醇胺及多元醇的混合物中，在一开始反应优先地发生异氰酸盐和醇胺之间。在该反应期间，当醇胺的活性点开始消耗时，由于维持在空间上对醇胺上的活性点形成一阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性聚合物多元醇分散体，该分散体包括一分散于多元醇中的加成聚合产物，该加成聚合产物的用量占加成聚合产物和多元醇总重量的２５％～７０％（重量），该分散体的粘度为４，０００～５０，０００ｍＰａ.ｓ，在改性聚合物多元醇分散体的生产完成后，其粘度基本保持不变。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：卡斯帕J范维恩，G罗纳德布莱尔，
申请(专利权)人：伍德布里奇泡沫公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]