专利名称：两组分可固化耐磨泡沫体用多元醇组合物,两组分可固化耐磨泡沫体用组合物,耐磨泡沫 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种显示出令人满意的溶解稳定性的两组分可固化耐磨泡沫体用多元醇组合物，一种两组分可固化耐磨泡沫体用组合物，一种耐磨泡沫体，以及一种制备该耐磨泡沫体的方法。
背景技术：
作为氨基甲酸酯树脂原材料的胺化合物，4，4’-二氨基-3，3’-二氯二苯基甲烷，通常被称作MOCA或者MBOCA，被用于制备磨料和抛光垫用聚氨酯泡沫(例如，日本专利申请，第一次公布No.H2-232173(实施例1)和日本专利申请，第一次公布No.2002-194104(权利要求1，以及 段中的实例1)。
例如，在日本专利申请，第一次公布No.H2-232173中所公开的抛光垫是用如下方式制备的。将水(发泡剂)和环氧树脂粉末加入到甲苯二异氰酸酯(TDI)-基的氨基甲酸酯预聚物中，接着加入催化剂，硅油和4，4’-二氨基-3，3’-二氯二苯基甲烷(以后也称作MBOCA)。使用浇铸机将混合物浇铸在模具中，发泡，从而生产出块状模制件。将块状模制件切片，得到抛光垫。
在这种方法中，通常使用两组分混合浇铸机。这是因为此处使用的MBOCA的熔点约110℃，水的沸点为100℃，而氨基甲酸酯预聚物和MBOCA之间的反应(交联反应)以及和水的反应(发泡反应)必须同时发生。在这种模塑方法中，必须将MBOCA加热到110℃或更高温度，以液化MBOCA使其适合进行混合。相反，起发泡剂作用的水必须不得预先混合到异氰酸酯氨基甲酸酯预聚物中，因为水和异氰酸酯反应。因此，预先将水加到MBOCA中。但是，当将MBOCA在110℃，即MBOCA的熔点，或者更高温度加热使MBOCA液化时，水蒸发出来。因此，制备不出所需的泡沫。更具体而言，所得的泡沫模制件密度差异加大而且缺乏密度分布的均匀性，而密度分布的均匀性对于磨料而言是基本的条件。
日本专利申请，第一次公布No.2002-194104公开了一种用如下方法取代用水发泡方法制备的模制件将含有异氰酸酯端基的预聚物和用聚硅氧烷表面活性剂处理过的微粒混合，向混合物中加入MBOCA，并将所得混合物浇铸在模具中。但是，即使经过了表面活性剂的处理，这样的微粒也难以和含有异氰酸酯端基的预聚物均匀混合，未能生产出具有均匀密度分布的模制件。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种两组分可固化耐磨泡沫体用多元醇组合物，该组合物显示出令人满意的溶解稳定性，可以稳定地生产出在两组分混合浇铸机中用作耐磨泡沫体的模制件，而且可以生产出具有作为耐磨泡沫体的优异机械性能并显示出均匀密度分布的聚氨酯泡沫磨料。本发明的另一个目的是提供一种两组分可固化耐磨泡沫体用组合物，一种耐磨泡沫体，以及一种使用该多元醇组合物来制备耐磨泡沫体的方法。
具体而言，本发明提供一种两组分可固化耐磨泡沫体用多元醇组合物，该组合物包含(A)一种聚氨基氯苯基甲烷混合物和(B)一种多元醇，所述的聚氨基氯苯基甲烷混合物(A)包含50-70重量％的下式表示的双核聚氨基氯苯基甲烷化合物 (化学式1)(其中X独立地表示氯原子或者氢原子)，20-40重量％的下式表示的三核聚氨基氯苯基甲烷化合物(以下称作“三核化合物”)
(化学式2)(其中X独立地表示氯原子或者氢原子)，和5-10重量％的下式表示的四核或更多核的聚氨基氯苯基甲烷化合物(以下称作“四核化合物”) (化学式3)(其中X独立地表示氯原子或者氢原子；n表示大于等于3的整数)，其中所述聚氨基氯苯基甲烷混合物(A)均匀溶解在多元醇(B)中，且(A)和(B)的重量比保持在30/70-60/40之间。本发明还提供一种两组分可固化耐磨泡沫体用组合物，一种耐磨泡沫体，以及一种使用该组合物制备耐磨泡沫体的方法。
由化学式1-3表示的双核、三核和四核或者更多核的聚氨基氯苯基甲烷化合物包括所有X都是氢原子的化合物。为了方便，本发明中，这些化合物，包括所有X都是氢原子的化合物在内，被称作“聚氨基氯苯基甲烷化合物”。
实施本发明的最佳方式本发明中使用的组分(A)是一种聚氨基氯苯基甲烷混合物(以下称作“混合物(A)”)。混合物(A)包含50-70重量％的化学式1表示的双核聚氨基氯苯基甲烷化合物，优选4，4’-二氨基-3，3’-二氯二苯基甲烷(以下称作MBOCA)；20-40重量％的化学式2表示的三核聚氨基氯苯基甲烷化合物；和5-10重量％的化学式3表示的四核或者更多核的聚氨基氯苯基甲烷化合物。混合物(A)是在以氯苯胺和福尔马林为原料制备双核MBOCA时作为包括三核、四核或者更多核的聚氨基氯苯基甲烷化合物的产物混合物而获得的。混合物(A)在常温(室温)下是固体，在优选小于等于80℃、更优选50℃-80℃的温度下熔化成为液体。
如果混合物(A)的组成超出上述范围，聚氨基氯苯基甲烷混合物(A)在长期储存过程中从多元醇(B)中沉淀出来，且所得组合物的溶解稳定性变差。这样的混合物不能生产出具有令人满意的物理性能和均匀密度分布的作为泡沫聚氨酯磨料的产品。
本发明使用的多元醇(B)是一种在其主链上含有醚键且分子量优选为100-1500、更优选为500-1200的多元醇，和/或一种在其侧链上含有甲基且分子量为50-500的多元醇。这些多元醇每个都含有至少两个羟基端基，优选含有两或三个羟基端基，这些多元醇和混合物(A)混溶，并且在常温(25℃)下是液体，或者即使在常温(25℃)下是固体，其熔点也小于等于60℃。它们中，加热时变得和混合物(A)混溶的多元醇是优选的。在其主链上含有醚键的多元醇实例为聚乙二醇，聚丙二醇，聚乙二醇丙二醇(polyethylene propylene glycols)，聚丁二醇，二甘醇，三甘醇，双丙甘醇和三丙二醇。它们中，优选选自聚丁二醇和聚丙二醇中的至少一个。这些多元醇每一种都可以组合使用。
在其侧链上含有甲基的多元醇实例为2-甲基-1，3-丙二醇，3-甲基-1，5-戊二醇，以及衍生自这些多元醇和己二酸的聚酯型多元醇。这些多元醇每一种都可以组合使用。
其中溶解了混合物(A)的多元醇(B)选自上述多元醇，并且在制备含有颗粒(磨料颗粒)的磨料时，根据颗粒的数量来选择。这样做是为了避免由于加入这种颗粒而使两组分可固化耐磨泡沫体用组合物粘度过高，粘度过高将使组合物不适合在通常的两组分混合浇铸机中模塑。多元醇(B)的粘度优选为50-1000泊(25℃下)。
本发明多元醇组合物中的混合物(A)和多元醇(B)的重量比((A)/(B))保持在30/10-60/40之间。如果混合物(A)的重量百分比超过60，两组分可固化耐磨泡沫体用多元醇组合物(1)的溶解稳定性变差，从而引起混合物(A)的沉淀，这可能导致两组分混合浇铸机的堵塞。如果混合物(A)的重量百分比小于30，耐磨泡沫体的机械性能明显变差，作为磨料的价值不大。优选本发明多元醇组合物在25℃下是液体，并且优选其粘度为300-3000泊(25℃下)。本发明多元醇组合物具有的NH2·OH当量数优选为50-300，更优选为100-250。多元醇组合物的制备方法包括通过加热，优选在100℃-120℃加热使混合物(A)熔化，并且将熔化的混合物(A)和优选在80℃-110℃下加热的多元醇(B)以上述的重量比混合。在这种方法中，优选在完成多元醇组合物的制备之前，将多元醇组合物在100℃-110℃、5-10mmHg减压条件下脱水30分钟至2小时。
本发明中的水(3)被用作发泡剂，该水可以是任何没有被污染或者混浊的水以及自来水。它们中，离子交换水和纯水是优选的。水(3)的数量，以包含组分(A)和(B)的多元醇组合物重量计，优选为0.01-5重量％，更优选0.05-2重量％。
本发明两组分可固化耐磨泡沫体用组合物中使用的聚异氰酸酯(2)优选为含有异氰酸酯端基的氨基甲酸酯预聚物，这种预聚物是通过聚异氰酸酯化合物(2-1)和多元醇(2-2)反应而制备的。
聚异氰酸酯化合物(2-1)的实例为2，4-或2，6-甲苯二异氰酸酯，1，4-亚丁基二异氰酸酯，1，6-己二异氰酸酯，1，12-亚十二烷基二异氰酸酯，环己烷-1，3-或1，4-二异氰酸酯，1-异氰酸根合-3-异氰酸甲酯基-3，5，5-三甲基环己烷(也就是通常所说的异佛尔酮二异氰酸酯，以下称作IPDI)，双-(4-异氰酸环己酯基)甲烷(以下称作“氢化MDI”)，2-或4-异氰酸环己酯基-2’-异氰酸环己酯基甲烷，1，3-或1，4-双-(异氰酸甲酯基)环己烷，双-(4-异氰酸根合-3-甲基环己基)甲烷，1，3-或1，4-α，α，α’，α’-四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯，2，2’-、2，4’-和4，4’二异氰酸二苯酯基甲烷(以下称作“MDI”)，1，5-萘二异氰酸酯，对-或间-苯二异氰酸酯，苯二亚甲基二异氰酸酯以及二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯。它们中，2，4-或2，6-甲苯二异氰酸酯是优选的。
优选多元醇(2-2)的分子量为500-3000。其实例为聚乙二醇，聚丙二醇，聚乙二醇/丙二醇，聚丁二醇，2-甲基-1，3-丙烷己二酸酯，3-甲基-1，5-戊烷己二酸酯和聚碳酸酯型多元醇。另外，还可以将分子量为50-300的二元醇组合使用。更优选多元醇为分子量为500-1200的聚丁二醇或者聚丙二醇。
更优选含有异氰酸酯端基的甲苯二异氰酸酯型氨基甲酸酯预聚物作为本发明两组分可固化耐磨泡沫体用组合物中使用的聚异氰酸酯(2)。它们中，还更优选熔点小于等于60℃的预聚物，且典型地，优选常温下为液体的预聚物。典型地，从机械强度角度考虑，优选聚异氰酸酯(2)是异氰酸酯当量数为300-580的聚异氰酸酯，并且是通过作为聚异氰酸酯的2，4-或2，6-甲苯二异氰酸酯和多元醇反应而制备的。另外，也可以组合使用上述的其他聚异氰酸酯化合物。
分子量为50-300的二元醇实例为脂肪族二元醇，例如1，2-亚乙基二醇，丙二醇，1，3-丙二醇，1，3-丁二醇，1，4-丁二醇，1，5-戊二醇，1，6-己二醇，新戊二醇，二甘醇，三甘醇，四甘醇，双丙甘醇，三丙二醇，3-甲基-1，5-戊二醇，2-丁基-2-乙基-1，3-丙二醇和2-甲基-1，3-丙二醇；脂环族二醇，例如1，4-环己二醇，1，4-环己烷二甲醇和氢化双酚A；以及三官能团的或者更多官能团的组分，例如甘油，三羟甲基丙烷和季戊四醇。
本发明两组分可固化耐磨泡沫体用组合物中，设置聚异氰酸酯(2)和含有混合物(A)、多元醇(B)以及水(3)的多元醇组合物(1)的重量比，从而使OH基和NH2基的数量保持在如下比例对于每当量异氰酸酯基，OH基和NH2基当量数优选为0.6-1当量，更优选为0.7-0.95当量，其中1摩尔水的OH当量数被定义为2当量。
本发明两组分可固化耐磨泡沫体用多元醇组合物还可以适当地包含例如聚氨酯化(urethanization)催化剂，磨料颗粒，泡沫稳定剂，填料，颜料，增稠剂，抗氧化剂，紫外线吸收剂，表面活性剂，阻燃剂和/或增塑剂。它们中，优选加入聚氨酯化催化剂和泡沫稳定剂。
聚氨酯化催化剂的实例为含氮化合物，例如三乙胺，三亚乙基二胺和N-甲基吗啉；金属盐，例如乙酸钾，硬脂酸锌和辛酸锡；以及有机金属化合物，例如二月桂酸二丁锡。泡沫稳定剂的实例为聚硅氧烷表面活性剂，例如Toray Silicone SH-193、SH-192和SH-190(Dow Corning Toray SiliconeCo.，Ltd.的产品)。其数量以多元醇组合物重量计，优选为0.01-5重量％。
磨料颗粒的优选实例包括氧化铈，氧化锆，碳化硅和矾土。将这些材料复合在一起制备的泡沫模制件可作为通过切割制备泡沫聚氨酯磨料用的材料。它们中，典型地优选氧化铈和氧化锆。
对磨料颗粒的平均颗粒大小没有具体限制，根据抛光的目的，优选为0.1μm-200μm。如果磨料颗粒的平均颗粒大小超过200μm，组合物可能容易在两组分混合浇铸机的贮槽中沉淀，并可能导致喷嘴头的堵塞。随着磨料颗粒的平均颗粒大小的增加，磨料颗粒更容易沉淀。因此，应当适当地设置两组分混合浇铸机池中叶轮的结构和转数。
以混合物(A)和多元醇(B)的总量为100重量份计，颗粒的数量优选在10-200重量份之间。
当在用本发明两组分可固化耐磨泡沫体用组合物来制备本发明的耐磨泡沫体的方法中使用时，优选包含混合物(A)和多元醇(B)的多元醇组合物表现出(A)和(B)间的良好混溶性，并且在25℃下为液体，或者在40℃-70℃下加热时，多元醇组合物成为均匀的液态混合物。依照该方法，耐磨泡沫体用模制件是用如下方法制备的。将加有水(3)的多元醇组合物(1)和聚异氰酸酯(2)，优选含有异氰酸端基的聚氨酯预聚物，分别放到两组分混合浇铸机的各个贮槽中。优选在40℃-70℃下加热多元醇组合物(1)，并优选在40℃-90℃下加热聚异氰酸酯(2)。将这些加热的组分在两组分混合浇铸机中混合，得到混合物，将混合物在优选80℃-120℃、更优选90℃-110℃的温度下浇铸在模具中。设置组分的比例，从而使反应平稳进行，发泡和固化同时发生。优选将所得制品在80℃-120℃的模具中放置30分钟到2小时，然后从模具中取出，优选在100℃-120℃的温度下进行后固化8-17小时。可以用切片机将模制件切成厚度优选为0.5-3mm的薄片，得到耐磨泡沫体薄片。
在使用两组分可固化耐磨泡沫体用组合物制备磨料时，可以预先将磨料颗粒结合到多元醇组合物(1)或者聚异氰酸酯(2)中，但是为了使所得混合物具有满意的稳定性，优选将磨料颗粒结合到多元醇组合物(1)中。为了满意地均匀分散，优选预先将颗粒分几批加到包含混合物(A)和多元醇(B)的多元醇组合物中，同时在高速搅拌机中搅拌。高速搅拌使磨料颗粒表面更加可湿(更具可湿性)，这避免了磨料颗粒通过空气作用而聚集。更优选在真空中对混合物进行去泡沫，以消除颗粒中的空气，且使颗粒更加可湿。磨料颗粒的可湿性越高，越能够使聚氨酯树脂牢固地和磨料颗粒结合，从而防止磨料颗粒在抛光过程中掉落。优选磨料包含磨料颗粒，但是在某些应用中可以不包含磨料颗粒。
当不含有磨料颗粒时，本发明两组分可固化耐磨泡沫体的比重优选为0.3-1.0，而当含有磨料颗粒时，优选为0.3-1.2。比重过低的耐磨泡沫体可能强度不足，且可能导致明显的磨损。比重过大的耐磨泡沫体包括更少的气孔，且不能有效进行抛光操作。
优选本发明的多元醇组合物在常温下是液态。通过混合水、泡沫稳定剂和催化剂，更容易达到这点。此外，通过选择合适的多元醇，可以将磨料颗粒的数量设置在一个宽范围内。本发明的多元醇组合物可以在两组分混合浇铸机上模塑，不会有水的蒸发，并且可以容易地生产出具有均匀密度分布和优异机械性能的耐磨泡沫体用聚氨酯泡沫。如果密度分布是不均匀的，抛光性能将会变得不均匀，且不能使用该产品作为抛光精密产品用的耐磨泡沫体，精密产品如制备半导体和镜头玻璃用的硅。
实施例下面将参照几个实施例举例说明本发明，但是这些实施例不意味着对本发明范围的限制。所有份数和百分比都是基于重量计算的。
实施例1(混合和制备混合物(A)和多元醇(B))将作为多元醇的聚丁二醇(PTMG1000，Mitsubishi ChemicalCorporation的产品)放入在烧瓶中，并保持在100℃。通过如下方法单独制备混合物(A)将65％的4，4’-二氨基-3，3’-二氯二苯基甲烷(双核化合物)、28％的三核聚氨基氯苯基甲烷化合物和7％的四核或者更多核的聚氨基氯苯基甲烷化合物在70℃下溶解。将混合物(A)在120℃下熔化，分别以30％、40％、50％和60％的量加入到烧瓶中的多元醇中，相应的多元醇的量分别为70％、60％、50％和40％。将所得混合物混合，并在100℃-105℃、5-10mmHg减压条件下脱水1小时。冷却后，将产物从烧瓶中取出，得到液态多元醇组合物。
比较例1将作为多元醇的聚丁二醇(PTMG1000，Mitsubishi ChemicalCorporation的产品)放入在烧瓶中，并保持在100℃。独立地，将82％的4，4’-二氨基-3，3’-二氯二苯基甲烷(双核化合物)、15％的三核化合物和3％的四核化合物在120℃下熔化，分别以30％、40％、50％和60％的量加入到烧瓶中的多元醇中，相应的多元醇的量分别为70％、60％、50％和40％。将所得混合物混合，并在100℃-105℃、5-10mmHg减压条件下脱水1小时。冷却后，将产物从烧瓶中取出，得到液态多元醇组合物。
比较例2将作为多元醇的聚丁二醇(PTMG1000，Mitsubishi ChemicalCorporation的产品)放入在烧瓶中，并保持在100℃。单独地，将含有98重量％或者更多的4，4’-二氨基-3，3’-二氯二苯基甲烷(双核化合物)的PANDEX E(Dainippon Ink and Chemicals，Inc.的产品)在120℃下熔化，分别以30％、40％、50％和60％的量加入到烧瓶中的多元醇中，相应的多元醇的量分别为70％、60％、50％和40％。将所得混合物混合，并在100℃-105℃、5-10mmHg减压条件下脱水1小时。冷却后，将产物从烧瓶中取出，得到液态多元醇组合物。
实施例2(混合和制备混合物(A)和多元醇(B))多元醇混合物(B)的制备方法如下将34.1份二甘醇(MitsubishiChemical Corporation的产品)加入到500份聚丁二醇(PTMG1000，Mitsubishi Chemical Corporation的产品)中，并保持在100℃。将实施例1中使用的混合物(A)在120℃下熔化，分别以30％、40％、50％和60％的量加入到烧瓶中的多元醇混合物(B)中，相应的多元醇混合物的量分别为70％、60％、50％和40％。将所得混合物混合，并在100℃-105℃、5-10mmHg减压条件下脱水1小时。冷却后，将产物从烧瓶中取出，得到液态多元醇组合物。
比较例3多元醇混合物的制备方法如下将34.1份二甘醇(Mitsubishi ChemicalCorporation的产品)加入到500份聚丁二醇(PTMG1000，MitsubishiChemical Corporation的产品)中，并保持在100℃。将比较例2中使用的PANDEX E在120℃下熔化，分别以30％、40％、50％和60％的量加入到烧瓶中的多元醇混合物(B)中，相应的多元醇混合物的量分别为70％、60％、50％和40％。将所得混合物混合，并在100℃-105℃、5-10mmHg减压条件下脱水1小时。冷却后，将产物从烧瓶中取出，得到液态多元醇组合物。
将实施例1和2以及比较例1、2和3制备的混合物在25℃下放置一天、一周、三个月和六个月，观察所得混合物的外观，确定其溶解稳定性。
表1
(标准)A透明，浅褐色溶液 B模糊 C沉淀，例如MBOCA
表1显示本发明的包含溶解在多元醇(B)中的混合物(A)(65％的双核化合物，28％的三核化合物和7％的四核化合物)的多元醇组合物是透明的浅褐色溶液，且在长时间内仍然显示出优异的溶解稳定性。相反，比较例1、2和3每个都包含更高含量的MBOCA(双核化合物)的组合物在早期引起模糊的混浊，并典型地出现MBOCA的沉淀，并且溶解稳定性变差。
<制备方法1>制备氨基甲酸酯预聚物(i)将总共500份Collonate T-100(甲苯二异氰酸酯，Nippon PolyurethaneIndustry Co.，Ltd.的产品)放入到烧瓶中。将总共556.0份的PTMG1000(聚丁二醇，Mitsubishi Chemical Corporation的产品)和93.4份的DEG(二甘醇，Mitsubishi Chemical Corporation的产品)分多次加入其中，接着在氮气流下在60℃下反应约5小时，得到异氰酸酯当量数为400的氨基甲酸酯预聚物(i)。
<制备方法2>制备本发明的多元醇组合物在烧瓶中，放入500份PTMG1000(聚丁二醇，Mitsubishi ChemicalCorporation的产品)和34.1份DEG(二甘醇，Mitsubishi ChemicalCorporation的产品)，并将混合物保持在100℃。单独地，将534.1份含有65％的双核化合物、28％的三核化合物和7％的四核化合物的混合物(A)在120℃下熔化，并放入在烧瓶中。将所得混合物在100℃-105℃、5-10mmHg减压条件下脱水1小时。冷却后，将产物从烧瓶中取出，从而生产出NH2·OH当量数为189的液态多元醇组合物。
实施例3向100份按照制备方法2制备的多元醇组合物中，加入0.5份离子交换水、0.3份泡沫稳定剂Toray Silicone SH-193(Dow Corning Toray SiliconeCo.，Ltd.的产品)和0.3份催化剂TOYOCAT-ET(N，N-二甲基氨基乙基醚，Tosoh Corporation的产品)。将混合物充分混合，并放入到两组分混合浇铸机的多元醇贮槽中，保持在60℃的温度。单独地，将按照制备方法1制备的氨基甲酸酯预聚物(i)放入在两组分混合浇铸机的预聚物贮槽中，并保持在80℃。使用两组分混合浇铸机，将总共约260g的氨基甲酸酯预聚物(i)(2)和多元醇组合物(1)以260/101.1(氨基甲酸酯预聚物(i)(2)/多元醇组合物(1))的重量比浇铸在加热到110℃的模具(120mm×280mm×15mm)中。立即用盖子盖上模具，并且在110℃下放置1小时。从模具中取出泡沫模制件，且在110℃下进行后固化16小时。用切片机将模制件切到厚度约2mm，从而生产出具有均匀密度分布并显示出优异物理性能的耐磨泡沫体薄片。
实施例4向100份按照制备方法2制备的多元醇组合物中，加入0.7份离子交换水、0.3份泡沫稳定剂Toray Silicone SH-193(Dow Corning Toray SiliconeCo.，Ltd.的产品)、0.3份催化剂TOYOCAT-ET(N，N-二甲基氨基乙基醚，Tosoh Corporation的产品)和79.3份磨料颗粒HF-210(氧化铈，Shin NipponMetal & Chemical Co.，Ltd.的产品)。将混合物充分混合，并放入到两组分混合浇铸机的多元醇贮槽中，保持在60℃。单独地，将按照制备方法1制备的氨基甲酸酯预聚物(i)放在入两组分混合浇铸机的预聚物贮槽中，并保持在80℃。使用两组分混合浇铸机，将总共约260g的氨基甲酸酯预聚物(i)(2)和多元醇组合物(1)以270/180.6(氨基甲酸酯预聚物(i)(2)/多元醇组合物(1))的重量比浇铸在加热到110℃的模具(120mm×280mm×15mm)中。立即用盖子盖上模具，并且在110℃下放置1小时。从模具中取出泡沫模制件，并且在110℃下进行后固化16小时。用切片机将模制件切到厚度约2mm，从而生产出具有均匀密度分布并显示出优异物理性能的耐磨泡沫体薄片。
比较例4向58.7份含有98％或更多MBOCA的PANDEX E(Dainippon Ink andChemicals，Inc.的产品)中，加入0.5份离子交换水、0.3份泡沫稳定剂ToraySilicone SH-193(Dow Corning Toray Silicone Co.，Ltd.的产品)和0.3份催化剂TOYOCAT-ET(N，N-二甲基氨基乙基醚，Tosoh Corporation的产品)。将混合物在120℃下充分混合，放入到两组分混合浇铸机的多元醇贮槽中，并保持在120℃。单独地，将按照制备方法1制备的氨基甲酸酯预聚物(i)放入在两组分混合浇铸机的预聚物贮槽中，并保持在80℃。使用两组分混合浇铸机，将总共约260g的氨基甲酸酯预聚物组分和多胺组分以前者/后者为300/81.5的重量比浇铸在加热到110℃的模具(120mm×280mm×15mm)中。重复实施例3的程序，且将产物切到厚度约2mm，以得到薄片状磨料。但是，贮槽中的水蒸发，因而没能提供出具有均匀密度分布的耐磨泡沫体。
比较例5进行比较例4的程序，不同之处在于将含有和比较例4相同的MBOCA组合物的多元醇贮槽的温度降低到90℃，在此温度下水不蒸发。但是，MBOCA(PANDEX E，Dainippon Ink and Chemicals，Inc.)固化，阻碍了两组分的混合和浇铸。
比较例6向300份保持在80℃下的氨基甲酸酯预聚物(i)中，加入0.6份离子交换水、0.6份泡沫稳定剂Toray Silicone SH-193(Dow Corning ToraySilicone Co.，Ltd.的产品)和0.6份催化剂TOYOCAT-ET(N，N-二甲基氨基乙基醚，Tosoh Corporation的产品)。将混合物混合，放入到预聚物贮槽中，并保持在80℃。将PANDEX E(MEOCA，Dainippon Ink and Chemicals，Inc.的产品)放入到多元醇贮槽中，并保持在120℃，以避免MBOCA固化。实行实施例3的程序，用两组分混合浇铸机来制备模制件，但是氨基甲酸酯预聚物和水在预聚物贮槽中反应并固化，因而无法进行模塑加工。
用如下方法测定按照实施例3和4制备的厚度约2mm的每种耐磨泡沫体薄片的硬度(肖氏(Shore)A)、抗拉强度、拉伸应力、断裂伸长率和撕裂强度。结果见表2，显示每种耐磨泡沫体都表现出令人满意的耐磨泡沫体性能。
“硬度(肖氏A)”将样品在23℃、50％湿度的房间中放置24小时或更长时间。将六个厚1.5mm的样品薄片堆叠在一起，按照日本工业标准(JIS)K7312测定肖氏A硬度。
“抗拉强度、拉伸应力和断裂伸长率”将样品在23℃、50％湿度的房间中放置24小时或更长时间。用精密万能试验机Shimadzu AutographAG-100KNG(Shimadzu Corporation的产品)，在50mm/min的拉伸速度下，按照JIS K7312测定这些性能。
表2
工业应用本发明的多元醇组合物各自都包含特定数量的含有特殊聚氨基氯苯基甲烷化合物的混合物(A)和多元醇(B)，显示出良好的混溶性和优异的溶解稳定性，并且是液体。这种组合物能够用简单两组分混合浇铸机模塑为磨料用的泡沫模型制品。依照本发明，可以向含有MBOCA的多元醇组合物中加入起发泡剂作用的水，并且可以将两组分可固化耐磨泡沫体用组合物保持在等于或低于水的沸点的温度上，从而避免了水在模塑时蒸发。所得到的耐磨泡沫体具有均匀的密度分布，且显示出优异的机械性能。通过结合一种颗粒，本发明还可以提供一种更加有用的耐磨泡沫体及其制备方法。本发明的耐磨泡沫体可用于抛光精密产品，例如玻璃和硅半导体。
权利要求
1.一种两组分可固化耐磨泡沫体用多元醇组合物，该组合物包含(A)一种聚氨基氯苯基甲烷混合物和(B)一种多元醇，所述的聚氨基氯苯基甲烷混合物(A)包含50-70重量％的下式表示的双核聚氨基氯苯基甲烷化合物 (其中X独立地表示氯原子或者氢原子)，20-40重量％的下式表示的三核聚氨基氯苯基甲烷化合物 (其中X独立地表示氯原子或者氢原子)，和5-10重量％的下式表示的四核或更多核的聚氨基氯苯基甲烷化合物 (其中X独立地表示氯原子或者氢原子；n表示大于等于3的整数)，其中所述的聚氨基氯苯基甲烷混合物(A)被均匀地溶解在多元醇(B)中，并且其中(A)和(B)的重量比((A)/(B))保持在30/70-60/40之间。
2.权利要求1的两组分可固化耐磨泡沫体用多元醇组合物，其中所述的多元醇(B)是一种在其主链上含有醚键且分子量为100-1500的多元醇，和/或一种在其侧链上含有甲基且分子量为50-500的多元醇。
3.权利要求1的两组分可固化耐磨泡沫体用多元醇组合物，其中所述多元醇(B)是至少一种选自1，4-丁二醇和聚丙二醇中的多元醇。
4.一种两组分可固化耐磨泡沫体用组合物，该组合物包含权利要求1的多元醇组合物(1)、聚异氰酸酯(2)和水(3)。
5.权利要求4的两组分可固化耐磨泡沫体用组合物，其中所述的聚异氰酸酯(2)是含有异氰酸酯基的氨基甲酸酯预聚物，该预聚物的异氰酸酯当量数为300-580。
6.权利要求4的两组分可固化耐磨泡沫体用组合物，其中所述的聚异氰酸酯(2)是含有异氰酸酯端基的甲苯二异氰酸酯型氨基甲酸酯预聚物。
7.一种耐磨泡沫体，所述的耐磨泡沫体作为权利要求4的两组分可固化耐磨泡沫体用组合物的发泡和固化产物，其中所述耐磨泡沫体的比重为0.3-1.2。
8.一种制备耐磨泡沫体的方法，该方法包含以下步骤将权利要求4的两组分可固化耐磨泡沫体用组合物浇铸在模具中，并且发泡和固化该组合物。
全文摘要
一种通过将由50－70重量％的特殊双核聚氨基氯苯基甲烷化合物、20－40重量％的特殊三核聚氨基氯苯基甲烷化合物和5－10重量％的特殊四核聚氨基氯苯基甲烷化合物组成的聚氨基氯苯基甲烷混合物(A)均匀溶解在组分(B)中，其中(A)/(B)重量比为30/70－60/40而得到的多元醇组合物的相容性和溶解稳定性优异，并且具有液体性质，因而能够用简单的两组分混合浇铸机进行泡沫浇铸而制备出耐磨泡沫体。依照本发明，可将起发泡剂作用的水加入到含MBOCA的多元醇组合物中，并且可将耐磨泡沫体用两组分可固化组合物控制在水的沸点或者更低的温度下，这使得在泡沫浇铸步骤中没有水的蒸发，因而可制备密度分布均匀和机械性能优异的耐磨泡沫体。因此，本发明还提供一种制备优异耐磨泡沫体的方法。
文档编号B24B37/20GK1726240SQ20038010620
公开日2006年1月25日 申请日期2003年12月16日 优先权日2002年12月17日
发明者山本二三男, 西村胜英 申请人:大日本油墨化学工业株式会社