基于聚碳酸酯多元醇的聚氨酯泡沫的制作方法

文档序号:11284631阅读:443来源:国知局

本发明涉及通过异氰酸酯组分与异氰酸酯反应性组分的反应制备聚氨酯泡沫,优选聚氨酯柔性泡沫的方法,所述异氰酸酯反应性组分包含至少一种聚醚碳酸酯多元醇,并且其中所述反应在氨类抗氧化剂存在下进行。本发明还涉及通过本发明的方法制备的聚氨酯泡沫及其用途。

wo-a2008/058913描述了使用不含胺的稳定剂防止热氧化降解由聚醚碳酸酯多元醇生产聚氨酯柔性泡沫,即不含胺的抗氧化剂如空间位阻酚、内酯和不裂解出苯酚的不含胺的抗氧化剂,以及这些化合物的任意混合物。没有公开使用胺类抗氧化剂。

在生产工艺的环境友好的设计的范围内,通常期望以相对大的量使用基于co2的起始材料。在制备聚氨酯泡沫时,所述泡沫具有热氧化降解的倾向。因此,本发明的目的在于,提供制备聚氨酯泡沫的方法,所述聚氨酯泡沫具有高的聚醚碳酸酯多元醇比例,其中所产生的聚氨酯泡沫受到保护免于热氧化降解。

令人惊奇地,该目的通过制备聚氨酯泡沫的方法得以实现,在该方法中异氰酸酯组分b与含有至少一种聚醚碳酸酯多元醇的异氰酸酯反应性组分a在胺类抗氧化剂存在下反应。

因此,本发明的主题是制备聚氨酯泡沫,优选聚氨酯柔性泡沫的方法,所述方法通过组分a与组分b的反应进行,其中组分a包含

a1≥50至≤100重量份,优选≥70至≤100重量份,特别优选≥80至≤100重量份的聚醚碳酸酯多元醇,其具有≥20mgkoh/g至≤250mgkoh/g,优选≥20mgkoh/g至≤150mgkoh/g,特别优选≥25mgkoh/g至≤90mgkoh/g的根据din53240的羟值,

a2≤50至≥0重量份,优选≤30至≥0重量份,特别优选≤20至≥0重量份的聚醚多元醇,其具有≥20mgkoh/g至≤250mgkoh/g,优选≥20至≤112mgkoh/g,特别优选≥20mgkoh/g至≤80mgkoh/g的根据din53240的羟值,其中聚醚多元醇a2不含碳酸酯单元,

a30.5至25重量份,优选1.0至15重量份,特别优选1.5至10重量份的水和/或物理发泡剂,基于组分a1和a2的重量份的总和计,

a40.02–3.0重量份,优选0.04–2.0重量份,特别优选0.05–1.5重量份的抗氧化剂,基于组分a1和a2的重量份的总和计,所述抗氧化剂包含至少一种下式的化合物

hnr1r2(vi)

其中r1表示c1-c18烷基、苯基-c1-c4-烷基、c5-c12-环烷基、苯基、萘基、各自被下述基团取代的苯基或萘基:c1-c12烷基或c1-c12烷氧基或苄基或α,α-二甲基苄基,和

r2表示苯基、萘基、各自被下述基团取代的苯基或萘基:c1-c12烷基或c1-c12烷氧基或苄基或α,α-二甲基苄基,

a50.1至8.1重量份,优选0.1至7.5重量份,特别优选0.15至7.0重量份的助剂和添加物质,基于组分a1和a2的重量份的总和计,

其中组分b包含二-和/或多异氰酸酯,

其中该制备在70至130,优选85至125,特别优选90至120的特征值下进行,

其中将组分a1至a5的所有重量份数据如此归一化,使得该组成中重量份a1+a2的总和为100,并且其中

a)除抗氧化剂a4之外,组分a不含其他抗氧化剂,或

b)除了抗氧化剂a4之外,组分a不包含含有一种或多种选自下述的化合物的抗氧化剂

i)苯酚衍生物

ii)内酯

iii)磷衍生物。

现已发现,按照根据本发明的方法制备的聚氨酯泡沫被保护免于热氧化降解。这种热氧化降解可以例如通过在发泡后对聚氨酯泡沫进行微波处理,然后确定核心变色来确定。借助微波处理后的核心变色(黄度指数)可以得出关于热氧化降解的结论并从而得出关于该聚氨酯泡沫配制品的稳定性的结论。弱的核心变色表明,该聚氨酯配制品对热氧化降解是稳定的。

为了生产聚氨酯泡沫,使反应组分按照本身已知的一步法进行反应,其中通常使用机械装置,例如在ep-a355000中描述的那些。关于根据本发明也适用的加工装置的细节记载在kunststoff-handbuch,第vii卷,由vieweg和höchtlen编辑,carl-hanser-verlag,慕尼黑1993,例如在第139至265页中。

该聚氨酯泡沫优选作为聚氨酯柔性泡沫存在,并且可以作为模制泡沫或作为块状泡沫,优选作为块状泡沫来制备。因此,本发明提供了制备聚氨酯泡沫的方法、根据这些方法制备的聚氨酯泡沫、根据这些方法制备的聚氨酯柔性块状泡沫和聚氨酯柔性模制泡沫、所述聚氨酯柔性泡沫在模制品的制备中的用途,以及模制品本身。

在下文中,更具体地描述了在根据本发明的方法中使用的组分。

组分a1

组分a1包含聚醚碳酸酯多元醇,其具有的根据din53240的羟值(oh数)为≥20mgkoh/g至≤250mgkoh/g,优选≥20mgkoh/g至≤150mgkoh/g,特别优选≥25mgkoh/g至≤90mgkoh/g,其可在一种或多种平均官能度≥1至≤6,优选≥1和≤4,特别优选≥2和≤3的h官能起始剂分子存在下,通过≥2重量%至≤30重量%的二氧化碳和≥70重量%至≤98重量%的一种或多种烯化氧的共聚获得。在本发明范围内,将“h官能”理解为是指具有对于烷氧基化呈活性的h原子的起始剂化合物。

二氧化碳和一种或多种烯化氧的共聚优选在至少一种dmc催化剂(双金属氰化物催化剂)的存在下进行。

根据本发明使用的聚醚碳酸酯多元醇优选在碳酸酯基团之间还具有醚基团,这在式(ix)中示意性示出。在式(ⅸ)的方案中,r表示有机基团,如烷基、烷基芳基或芳基,其各自也可以包含杂原子,例如o、s、si等,e和f表示整数。在式(ix)的方案中所示的聚醚碳酸酯多元醇应仅仅理解为,原则上可在聚醚碳酸酯多元醇中又找到具有所示结构的嵌段,但该嵌段的顺序、数量和长度可以变化并且不限于在式(ix)中示出的聚醚碳酸酯多元醇。就式(ⅸ)而言,这意味着,e/f比优选为2:1至1:20,特别优选1.5:1至1:10。

引入到聚醚碳酸酯多元醇中的co2(“源自二氧化碳的单元”)的比例可由评估1hnmr光谱中的特征信号来确定。下面的实施例说明在由1,8-辛二醇起始的co2/环氧丙烷-聚醚碳酸酯多元醇中确定源自二氧化碳的单元的比例。

引入到聚醚碳酸酯多元醇中的co2的比例和碳酸亚丙酯与聚醚碳酸酯多元醇的比例可以借助1hnmr(合适的仪器是bruker的dpx400,400mhz;脉冲程序zg30,等待时间d1:10s,64次扫描)来确定。将样品分别溶解在氘代氯仿中。1hnmr中的相关共振(基于tms=0ppm)如下:

环状碳酸酯(其作为副产物形成)在4.5ppm处具有共振;由引入到聚醚碳酸酯多元醇中的二氧化碳产生的碳酸酯在5.1至4.8ppm处具有共振;未反应的环氧丙烷(po)在2.4ppm处具有共振;聚醚多元醇(即没有引入的二氧化碳)在1.2至1.0ppm处具有共振;作为起始剂分子(如果存在)引入的1,8-辛二醇在1.6-1.52ppm处具有共振。

反应混合物中引入到聚合物中的碳酸酯的摩尔比例根据式(i)如下来计算,其中使用以下缩写:

f(4.5)=环状碳酸酯的在4.5ppm处的共振面积(相应于一个h原子)

f(5.1-4.8)=聚醚碳酸酯多元醇和环状碳酸酯的一个h原子在5.1-4.8ppm处的共振面积

f(2.4)=游离的未反应的po在2.4ppm处的共振面积

f(1.2-1.0)=聚醚多元醇在1.2至1.0ppm处的共振面积

f(1.6-1.52)=1,8-辛二醇(起始剂)的,如果存在,在1.6-1.52ppm处的共聚面积。

考虑相对强度,根据下式(i)将反应混合物中聚合键接的碳酸酯(“直链碳酸酯”lc)换算为mol%:

根据式(ii)计算反应混合物中聚合键接的碳酸酯(lc')的重量比例(重量%)

,

其中n(“分母”n)的值根据式(iii)来计算:

,

因子102来自co2(摩尔质量44g/mol)和环氧丙烷(摩尔质量58g/mol)的摩尔质量的总和,因子58来自环氧丙烷的摩尔质量和因子146来自所用起始剂1,8-辛二醇(如果存在)的摩尔质量。

根据式(iv)计算反应混合物中环状碳酸酯(cc')的重量比例(重量%):

,

其中n的值根据式(iii)来计算。

为了由反应混合物的组成的值计算基于聚合物比例的组成(由聚醚多元醇和聚醚碳酸酯多元醇组成,所述聚醚多元醇由起始剂和环氧丙烷在无co2的条件下发生的活化步骤期间构成,所述聚醚碳酸酯多元醇由起始剂、环氧丙烷和二氧化碳在co2存在下发生的活化步骤期间和共聚期间构成),在数学上减去反应混合物的非聚合物组成部分(即环状碳酸亚丙酯和可能存在的未反应的环氧丙烷)。借助因子f=44/(44+58)将聚醚碳酸酯多元醇中的碳酸酯重复单元的重量比例换算成二氧化碳的重量比例。将聚醚碳酸酯多元醇中的co2含量的数据归一化至在共聚和任选的在co2存在下的活化步骤中形成的聚醚碳酸酯多元醇分子的比例(即,在此不考虑由起始剂(1,8-辛二醇,如果存在)以及由起始剂与在无co2条件下加入的环氧化物的反应产生的聚醚碳酸酯多元醇分子的比例)。

例如,根据a1的聚醚碳酸酯多元醇的制备包括:

(α)预先加入h-官能起始剂物质或至少两种h-官能起始剂物质的混合物,并通过升高的温度和/或减压除去任选的水和/或其它易挥发化合物(“干燥”),其中在干燥之前或之后,向所述h-官能起始剂物质或至少两种h-官能起始剂物质的混合物中加入dmc催化剂,

(β)为了活化,将部分量(基于在活化和共聚中使用的烯化氧的总量计)的一种或多种烯化氧添加到由步骤(α)产生的混合物中,其中该部分量的烯化氧的添加可以任选地在co2存在下进行,并且其中然后在每种情况下等待由于随后的放热化学反应而出现的反应器中的温度峰值(“热点”)和/或压降,并且其中活化步骤(β)也可以多次进行,

(γ)向由步骤(β)产生的混合物中加入一种或多种烯化氧和二氧化碳,其中步骤(β)中使用的烯化氧可以与步骤(γ)中使用的烯化氧相同或不同。

为制备聚醚碳酸酯多元醇a1,通常可以使用具有2至24个碳原子的烯化氧(环氧化物)。具有2至24个碳原子的烯化氧是,例如,一种或多种选自下述的化合物:环氧乙烷、环氧丙烷、1-环氧丁烷、2,3-环氧丁烷、2-甲基-1,2-环氧丙烷(环氧异丁烷)、1-环氧戊烷、2,3-环氧戊烷、2-甲基-1,2-环氧丁烷、3-甲基-1,2-环氧丁烷、1-环氧己烷、2,3-环氧己烷、3,4-环氧己烷、2-甲基-1,2-环氧戊烷、4-甲基-1,2-环氧戊烷、2-乙基-1,2-环氧丁烷、1-环氧庚烷、1-环氧辛烷、1-环氧壬烷、1-环氧癸烷、1-环氧十一烷、1-环氧十二烷、4-甲基-1,2-环氧戊烷、丁二烯一氧化物、异戊二烯一氧化物、环氧环戊烷、环氧环己烷、环氧环庚烷、环氧环辛烷、氧化苯乙烯、氧化甲基苯乙烯、氧化蒎烯、作为甘油单酯、甘油二酯或甘油三酯的单或多环氧化脂肪、环氧化脂肪酸、环氧化脂肪酸的c1-c24-酯、表氯醇、缩水甘油、和缩水甘油的衍生物,例如甲基缩水甘油醚、乙基缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯以及环氧官能的烷氧基硅烷,例如3-缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油基氧基丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油基氧基丙基三丙氧基硅烷、3-缩水甘油基氧基丙基-甲基-二甲氧基硅烷、3-缩水甘油基氧基丙基乙基二乙氧基硅烷、3-缩水甘油基氧基丙基三异丙氧基硅烷。优选使用环氧乙烷和/或环氧丙烷和/或1,2-环氧丁烷作为环氧烷,特别优选环氧丙烷。

在本发明的一个优选实施方案中,环氧乙烷在所使用的环氧丙烷和环氧乙烷的总量中所占比例为≥0和≤90重量%,优选≥0和≤50重量%,特别优选不含环氧乙烷。

作为合适的h-官能起始剂物质,可以使用具有对烷氧基化呈活性的h-原子的化合物。对烷氧基化具有呈活性的h-原子的活性基团是,例如,-oh、-nh2(伯胺)、-nh-(仲胺)、-sh和-co2h,优选的是-oh和–nh2,特别优选的是-oh。作为h-官能的起始剂物质,例如使用一种或者多种选自下述的化合物:水、一元醇或者多元醇、多元胺、多元硫醇、氨基醇、巯基醇(thioalkohol)、羟基酯、聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚酯醚多元醇、聚醚碳酸酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚碳酸酯、聚乙烯亚胺、聚醚胺(例如huntsman的所谓的jeffamine®,例如d-230、d-400、d-2000、t-403、t-3000、t-5000或basf的相应产品,例如聚醚胺d230、d400、d200、t403、t5000)、聚四氢呋喃(例如basf的polythf®,例如polythf®250、650s、1000、1000s、1400、1800、2000)、聚四氢呋喃胺(basf产品聚四氢呋喃胺1700)、聚醚硫醇、聚丙烯酸酯多元醇、蓖麻油、蓖麻油酸的甘油单酯或者甘油二酯、脂肪酸的甘油单酯,脂肪酸的化学改性的甘油单酯、甘油二酯和/或甘油三酯,和每分子含有平均至少2个oh-基团的脂肪酸-c1-c24烷基酯。每分子含有平均至少2个oh-基团的脂肪酸-c1-c24烷基酯例如是商品,如lupranolbalance®(basfag公司)、merginol®-类型(hobumoleochemicalsgmbh公司)、sovermol®-类型(cognisdeutschlandgmbh&co.kg)和soyol®tm-类型(usscco.)。

作为单官能的起始剂化合物,可以使用醇、胺、硫醇和羧酸。作为单官能的醇可以使用:甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、叔丁醇、3-丁烯-1-醇、3-丁炔-1-醇、2-甲基-3-丁烯-2-醇、2-甲基-3-丁炔-2-醇、炔丙醇、2-甲基-2-丙醇、1-叔丁氧基-2-丙醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、1-己醇、2-己醇、3-己醇、1-庚醇、2-庚醇、3-庚醇、1-辛醇、2-辛醇、3-辛醇、4-辛醇、苯酚、2-羟基联苯、3-羟基联苯、4-羟基联苯、2-羟基吡啶、3-羟基吡啶、4-羟基吡啶。作为单官能的胺可以考虑:丁胺、叔丁胺、戊胺、己胺、苯胺、氮杂环丙烷、吡咯烷、哌啶、吗啉。作为单官能的硫醇可以使用:乙硫醇、1-丙硫醇、2-丙硫醇、1-丁硫醇、3-甲基-1-丁硫醇、2-丁烯-1-硫醇、硫代苯酚。作为单官能的羧酸可以提及:甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、脂肪酸,如硬脂酸、棕榈酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、苯甲酸、丙烯酸。

适合作为h-官能的起始剂物质的多元醇例如是二元醇(例如乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,4-丁烯二醇、1,4-丁炔二醇、新戊二醇、1,5-戊二醇、甲基戊二醇(例如3-甲基-1,5-戊二醇)、1,6-己二醇;1,8-辛二醇、1,10-癸二醇、1,12-十二烷二醇、双-(羟甲基)-环己烷(例如1,4-双-(羟甲基)环己烷)、三乙二醇、四乙二醇、聚乙二醇、二丙二醇、三丙二醇、聚丙二醇、二丁二醇和聚丁二醇);三元醇(例如三羟甲基丙烷、丙三醇、三羟乙基异氰脲酸酯、蓖麻油);四元醇(例如季戊四醇);多元醇(例如山梨醇、己糖醇、蔗糖、淀粉、淀粉水解物、纤维素、纤维素水解物、羟基官能化的脂肪和油,特别是蓖麻油),以及这些上述醇与不同量的ε-己内酯的所有改性产物。在h-官能起始剂的混合物中也可以使用三元醇,例如,三羟甲基丙烷、甘油、三羟基乙基异氰脲酸酯和蓖麻油。

所述h-官能的起始剂物质也可以选自聚醚多元醇的物质类别,特别是具有分子量mn为100-4000g/mol,优选250-2000g/mol的那些。优选的是由重复的环氧乙烷-和环氧丙烷单元构成的聚醚多元醇,其优选具有35-100%的环氧丙烷单元比例,特别优选具有50-100%的环氧丙烷单元比例。在此可以是环氧乙烷和环氧丙烷的无规共聚物、梯度共聚物、交替或嵌段共聚物。由重复的环氧丙烷-和/或环氧乙烷单元构成的合适的聚醚多元醇是例如bayermaterialscienceag的desmophen®-、acclaim®-、arcol®-、baycoll®-、bayfill®-、bayflex®-、baygal®-、pet®-和聚醚-多元醇(例如desmophen®3600z、desmophen®1900u、acclaim®polyol2200、acclaim®polyol4000i、arcol®polyol1004、arcol®polyol1010、arcol®polyol1030、arcol®polyol1070、baycoll®bd1110、bayfill®vppu0789、baygal®k55、pet®1004、polyether®s180)。其它合适的均聚环氧乙烷是例如basfse的pluriol®e品牌,合适的均聚环氧丙烷是例如basfse的pluriol®p品牌,环氧乙烷和环氧丙烷的合适的混合共聚物是例如basfse的pluronic®pe或pluriol®rpe品牌。

所述h-官能的起始剂物质也可以选自聚酯多元醇的物质类别,特别是具有分子量mn为200-4500g/mol,优选400-2500g/mol的那些。使用至少二官能的聚酯作为聚酯多元醇。优选地,聚酯多元醇由交替的酸-和醇单元组成。作为酸组分,可以使用例如琥珀酸、马来酸、马来酸酐、己二酸、邻苯二甲酸酐、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐或所述酸和/或酐的混合物。作为醇组分,使用例如乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、1,4-双-(羟甲基)环己烷、二乙二醇、二丙二醇、三羟甲基丙烷、甘油、季戊四醇或所述醇的混合物。如果使用二元或多元聚醚多元醇作为醇组分,则获得聚酯醚多元醇,其同样可以用作制备所述聚醚碳酸酯多元醇的起始剂物质。如果使用聚醚多元醇制备所述聚酯醚多元醇,则优选的是具有数均分子量mn为150至2000g/mol的聚醚多元醇。

此外,可以使用聚碳酸酯多元醇(例如聚碳酸酯二醇)作为h-官能的起始剂物质,特别是具有分子量mn为150-4500g/mol,优选500-2500g/mol的那些,其例如通过光气、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯或碳酸二苯酯和二和/或三官能的醇或聚酯多元醇或聚醚多元醇的反应来制备。聚碳酸酯多元醇的实例例如可在ep-a1359177中找到。例如,可以使用bayermaterialscienceag的desmophen®c类型,例如desmophen®c1100或desmophen®c2200作为聚碳酸酯二醇。

同样可以使用聚醚碳酸酯多元醇作为h-官能的起始剂物质。特别地,使用根据上述方法制备的聚醚碳酸酯多元醇。为此,在单独的反应步骤中预先制备用作h-官能的起始剂物质的聚醚碳酸酯多元醇。

优选的h-官能的起始剂物质是通式(v)的醇:

ho-(ch2)x-oh(v)

其中x为1-20的数,优选2-20的整数。式(v)的醇的实例是乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、1,10-癸二醇和1,12-十二烷二醇。另外优选的h-官能的起始剂化合物是新戊二醇、三羟甲基丙烷、甘油、季戊四醇、式(v)的醇与ε-己内酯的反应产物,例如三羟甲基丙烷与ε-己内酯的反应产物、甘油与ε-己内酯的反应产物、以及季戊四醇与ε-己内酯的反应产物。此外优选地,使用水、二乙二醇、二丙二醇、蓖麻油、山梨醇和由重复的聚烯化氧单元构成的聚醚多元醇作为h-官能的起始剂物质。

所述h-官能的起始剂物质特别优选是一种或多种选自以下的化合物:乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、二乙二醇、二丙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、二-和三官能的聚醚多元醇,其中所述聚醚多元醇由二-或三-h-官能的起始剂物质和环氧丙烷或二-或三-h-官能的起始剂物质、环氧丙烷和环氧乙烷构成。该聚醚多元醇优选具有62-4500g/mol的数均分子量mn,并且特别是62-3000g/mol的数均分子量mn,非常特别优选62-1500g/mol的分子量。该聚醚多元醇优选具有≥2至≤3的官能度。

在本发明的一个优选实施方案中,通过使用多金属氰化物催化剂(dmc催化剂)将二氧化碳和烯化氧加成在h官能起始剂物质上可获得所述聚醚碳酸酯多元醇a1。所述通过使用dmc催化剂将烯化氧和co2加成在h官能起始剂物质上来制备聚醚碳酸酯多元醇例如由ep-a0222453、wo-a2008/013731和ep-a2115032已知。

dmc-催化剂原则上由现有技术已知用于环氧化物的均聚(参见例如us-a3404109、us-a3829505、us-a3941849和us-a5158922)。描述于例如us-a5470813、ep-a700949、ep-a743093、epa761708、wo-a97/40086、wo-a98/16310和wo-a00/47649中的dmc-催化剂具有非常高的在环氧化物的均聚中的活性,并能够在非常小的催化剂浓度(25ppm或更小)下制备聚醚多元醇和/或聚醚碳酸酯多元醇。典型的实例是描述在ep-a700949中的高活性dmc-催化剂,其除了双金属氰化物化合物(例如六氰合钴(iii)酸锌)和有机配合物配体(例如叔丁醇)以外,还含有数均分子量mn大于500g/mol的聚醚。

dmc催化剂大都以≤1重量%的量,优选以≤0.5重量%的量,特别优选以≤500ppm的量,特别是以≤300ppm的量来使用,分别基于聚醚碳酸酯多元醇的重量计。

在本发明的一个优选实施方案中,聚醚碳酸酯多元醇a1具有作为co2计算的≥2.0且≤30.0重量%,优选≥5.0且≤28.0重量%,特别优选≥10.0且≤25.0重量%的碳酸酯基团(“源自二氧化碳的单元”)含量。

在本发明方法的另一实施方案中,根据a1的一种或多种聚醚碳酸酯多元醇具有≥20mgkoh/g至≤250mgkoh/g的羟值,并且可在羟基官能起始剂分子例如三甲基丙烷和/或甘油和/或丙二醇和/或山梨醇的存在下,通过≥2.0重量%至≤30.0重量%的二氧化碳和≥70重量%至≤98重量%的环氧丙烷的共聚获得。羟值可以根据din53240测定。

在另一实施方案中,使用包含根据式(ix)的嵌段的聚醚碳酸酯多元醇a1,其中e/f比为2:1至1:20。

在本发明的另一实施方案中,使用100重量份的组分a1。

组分a2

组分a2包含聚醚多元醇,其具有≥20mgkoh/g至≤250mgkoh/g,优选≥20至≤112mgkoh/g,特别优选≥20mgkoh/g至≤80mgkoh/g的根据din53240的羟值,并且不含碳酸酯单元。根据a2的化合物的制备可以通过一种或多种烯化氧在h-官能起始剂化合物上的催化加成来进行。

作为烯化氧(环氧化物)可以使用具有2至24个碳原子的烯化氧。具有2至24个碳原子的烯化氧是,例如,一种或多种选自下述的化合物:环氧乙烷、环氧丙烷、1-环氧丁烷、2,3-环氧丁烷、2-甲基-1,2-环氧丙烷(环氧异丁烷)、1-环氧戊烷、2,3-环氧戊烷、2-甲基-1,2-环氧丁烷、3-甲基-1,2-环氧丁烷、1-环氧己烷、2,3-环氧己烷、3,4-环氧己烷、2-甲基-1,2-环氧戊烷、4-甲基-1,2-环氧戊烷、2-乙基-1,2-环氧丁烷、1-环氧庚烷、1-环氧辛烷、1-环氧壬烷、1-环氧癸烷、1-环氧十一烷、1-环氧十二烷、4-甲基-1,2-环氧戊烷、丁二烯一氧化物、异戊二烯一氧化物、环氧环戊烷、环氧环己烷、环氧环庚烷、环氧环辛烷、氧化苯乙烯、氧化甲基苯乙烯、氧化蒎烯、作为甘油单酯、甘油二酯或甘油三酯的单或多环氧化脂肪、环氧化脂肪酸、环氧化脂肪酸的c1-c24-酯、表氯醇、缩水甘油、和缩水甘油的衍生物,例如甲基缩水甘油醚、乙基缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯以及环氧官能的烷氧基硅烷,例如3-缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油基氧基丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油基氧基丙基三丙氧基硅烷、3-缩水甘油基氧基丙基-甲基-二甲氧基硅烷、3-缩水甘油基氧基丙基乙基二乙氧基硅烷、3-缩水甘油基氧基丙基三异丙氧基硅烷。优选使用环氧乙烷和/或环氧丙烷和/或1,2-环氧丁烷作为环氧烷。特别优选使用过量的环氧丙烷和/或1,2-环氧丁烷。可以将烯化氧单独地、以混合物的形式或相继地供入反应混合物中。其可以是无规或嵌段共聚物。如果将烯化氧相继地计量加入,则所制成的产品(聚醚多元醇)包含具有嵌段结构的聚醚链。

h-官能起始剂化合物具有≥2至≤6的官能度,并且优选是羟基官能的(oh-官能的)。羟基官能起始化合物的实例是丙二醇、乙二醇、二乙二醇、二丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、己二醇、戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,12-十二烷二醇、甘油、三羟甲基丙烷、三乙醇胺、季戊四醇、山梨糖醇、蔗糖、氢醌、儿茶酚、间苯二酚、双酚f、双酚a、1,3,5-三羟基苯、由甲醛和苯酚或三聚氰胺或脲制成的含羟甲基的缩合物。优选地,使用1,2-丙二醇和/或甘油和/或三羟甲基丙烷和/或山梨糖醇作为起始化合物。

根据a2的聚醚多元醇优选具有≥0至≤40重量%,特别优选≥0至≤25重量%的环氧乙烷含量。

组分a3

作为组分a3,使用0.5-25重量份,优选1.0-15重量份,特别优选1.5-10重量份的水和/或物理发泡剂,基于组分a1和a2的重量份的总和计。作为物理发泡剂使用,例如,二氧化碳和/或易挥发的有机物质作为发泡剂。优选使用水作为组分a3。

组分a4

在聚氨酯柔性泡沫的制备中使用的抗氧化剂可以是本身为本领域技术人员已知的。这样的化合物例如描述于ep-a1874853,g.oertel(编辑):“kunststoff-handbuch”,第vii卷,carl-hanser-verlag,慕尼黑,维也纳1993,第3.4.8章中或在ullmanns的encyclopediaofindustrialchemistry,peterp.klemchuck,2012,卷4,第162页及以后几页,wileyvch-verlag中。

根据本发明,组分a包含抗氧化剂a4,其包含至少一种下式的化合物

hnr1r2(vi),

其中r1表示c1-c18烷基、苯基-c1-c4-烷基、c5-c12-环烷基、苯基、萘基、各自被下述基团取代的苯基或萘基:c1-c12烷基或c1-c12烷氧基或苄基或α,α-二甲基苄基,和

r2表示苯基、萘基、各自被下述基团取代的苯基或萘基:c1-c12烷基或c1-c12烷氧基或苄基或α,α-二甲基苄基。

合适的抗氧化剂a4是,例如,n,n´-二异丙基-对苯二胺、n,n´-二仲丁基-对苯二胺、n,n´-双(1,4-二甲基戊基(oentyl))-对苯二胺、n,n´-双(1-乙基-3-甲基戊基)-对苯二胺、n,n´-双(1-甲基庚基)-对苯二胺、n,n´-二环己基-对苯二胺、n,n´-二苯基-对苯二胺、n,n´-双(2-萘基)-对苯二胺、n-异丙基-n´-苯基-对苯二胺、n-(1,3-二甲基丁基)-n´-苯基-对苯二胺、n-(1-甲基庚基)-n´-苯基-对苯二胺、n-环己基-n´-苯基-对苯二胺、4-(对甲苯磺酰基)二苯基胺、n,n’-二甲基-n,n’-二仲丁基-对苯二胺、二苯基胺、n-烯丙基二苯基胺、4-异丙氧基二苯基胺、n-苯基-1-萘基胺、n-(4-叔辛基苯基)-1-萘基胺、n-苯基-2-萘基胺、辛基化的二苯基胺,例如,p,p’-二叔辛基二苯基胺、4-n-丁基氨基苯酚、4-丁酰氨基苯酚、4-壬酰氨基苯酚、4-十二烷酰氨基苯酚、4-十八烷酰氨基苯酚、双(4-甲氧基苯基)胺、2,6-二-叔丁基-4-二甲基氨基甲基苯酚、2,4’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基二苯基甲烷、n,n,n’,n’-四甲基-4,4’-二氨基二苯基甲烷、1,2-双[(2-甲基苯基)氨基]乙烷、1,2-双(苯基氨基)丙烷、(邻甲苯基)双胍、双[4-(1’,3’-二甲基丁基)苯基]胺、叔辛基化的n-苯基-1-萘基胺、单烷基化和二烷基化的叔丁基/叔辛基二苯基胺的混合物、单烷基化和二烷基化的壬基二苯基胺的混合物、单烷基化和二烷基化的十二烷基二苯基胺的混合物、单烷基化和二烷基化的异丙基/异己基二苯基胺的混合物、单烷基化和二烷基化的叔丁基二苯基胺的混合物、2,3-二氢-3,3-二甲基-4h-1,4-苯并噻嗪、吩噻嗪、单烷基化和二烷基化的叔丁基/叔辛基吩噻嗪的混合物、单烷基化和二烷基化的叔辛基吩噻嗪的混合物、n-烯丙基吩噻嗪和/或n,n,n’,n’-四苯基-1,4-二氨基丁-2-烯,优选单烷基化和二烷基化的叔丁基/叔辛基二苯基胺的混合物、单烷基化和二烷基化的壬基二苯基胺的混合物、单烷基化和二烷基化的十二烷基二苯基胺的混合物、单烷基化和二烷基化的异丙基/异己基二苯基胺的混合物、单烷基化和二烷基化的叔丁基二苯基胺的混合物。

在另一个实施方案中,抗氧化剂a4以0.02-3.0重量份,优选0.04-2.0重量份,特别优选0.05-1.5重量份的量来使用,基于组分a1和a2的重量份的总和计。

在另一实施方案中,根据本发明的方法在下述组分的存在下进行

a4基于组分a1和a2的重量份的总和计,0.02-3.0重量份,优选0.04-2.0重量份,特别优选0.05-1.5重量份的至少一种选自以下的化合物或混合物:n,n´-二异丙基-对苯二胺、n,n´-二仲丁基-对苯二胺、n,n´-双(1,4-二甲基戊基)-对苯二胺、n,n´-双(1-乙基-3-甲基戊基)-对苯二胺、n,n´-双(1-甲基庚基)-对苯二胺、n,n´-二环己基-对苯二胺、n,n´-二苯基-对苯二胺、n,n´-双(2-萘基)-对苯二胺、n-异丙基-n´-苯基-对苯二胺、n-(1,3-二甲基丁基)-n´-苯基-对苯二胺、n-(1-甲基庚基)-n´-苯基-对苯二胺、n-环己基-n´-苯基-对苯二胺、4-(对甲苯磺酰基)二苯基胺、n,n’-二甲基-n,n’-二仲丁基-对苯二胺、二苯基胺、n-烯丙基二苯基胺、4-异丙氧基二苯基胺、n-苯基-1-萘基胺、n-(4-叔辛基苯基)-1-萘基胺、n-苯基-2-萘基胺、辛基化的二苯基胺、例如,p,p’-二-叔辛基二苯基胺、4-n-丁基氨基苯酚、4-丁酰氨基苯酚、4-壬酰氨基苯酚、4-十二烷酰氨基苯酚、4-十八烷酰氨基苯酚、双(4-甲氧基苯基)胺、2,6-二-叔丁基-4-二甲基氨基甲基苯酚、2,4’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基二苯基甲烷、n,n,n’,n’-四甲基-4,4’-二氨基二苯基甲烷、1,2-双[(2-甲基苯基)氨基]乙烷、1,2-双(苯基氨基)丙烷、(邻甲苯基)双胍、双[4-(1’,3’-二甲基丁基)苯基]胺、叔辛基化的n-苯基-1-萘基胺、单烷基化和二烷基化的叔丁基/叔辛基二苯基胺的混合物、单烷基化和二烷基化的壬基二苯基胺的混合物、单烷基化和二烷基化的十二烷基二苯基胺的混合物、单烷基化和二烷基化的异丙基/异己基二苯基胺的混合物、单烷基化和二烷基化的叔丁基二苯基胺的混合物、2,3-二氢-3,3-二甲基-4h-1,4-苯并噻嗪、吩噻嗪、单烷基化和二烷基化的叔丁基/叔辛基吩噻嗪的混合物、以及单烷基化和二烷基化的叔辛基吩噻嗪的混合物、n-烯丙基吩噻嗪和/或n,n,n’,n’-四苯基-1,4-二氨基丁-2-烯。

在另一实施方案中,根据本发明的方法在下述组分的存在下进行

a4基于组分a1和a2的重量份的总和计,0.02–3.0重量份,优选0.04–2.0重量份,特别优选0.05–1.5重量份的至少一种选自以下的混合物:单烷基化和二烷基化的叔丁基/叔辛基二苯基胺混合物、单烷基化和二烷基化的壬基二苯基胺的混合物、单烷基化和二烷基化的十二烷基二苯基胺的混合物、单烷基化和二烷基化的异丙基/异己基二苯基胺的混合物、单烷基化和二烷基化的叔丁基二苯基胺的混合物。

根据本发明方法的一个实施方案,组分a不得含有除抗氧化剂a4以外的其它抗氧化剂,而根据另一个实施方案,组分a不得含有除抗氧化剂a4以外的包含一种或多种选自下述化合物的抗氧化剂

i)苯酚衍生物

ii)内酯,特别是苯并呋喃-2-酮衍生物和

iii)磷衍生物。

组分a5

作为组分a5使用0.1至8.1重量份,优选0.1至7.5重量份,特别优选0.15至7.0重量份的助剂和添加物质,基于组分a1和a2的重量份的总和计,所述助剂和添加物质如

a)催化剂,

b)表面活性添加物质,如乳化剂和泡沫稳定剂,特别是具有低排放性的那些,例如,tegostab®lf系列的产品,

c)添加剂如反应阻滞剂(例如酸性反应性物质如盐酸或有机酰卤)、泡孔调节剂(例如烷属烃或脂肪醇或二甲基聚硅氧烷)、颜料、染料、阻燃剂(例如磷酸三甲苯酯或多磷酸铵)、对抗老化和气候影响的另外的稳定剂,其中这些不是组分a4的那些,增塑剂、抑制真菌和抑制细菌的物质、填料(例如硫酸钡、硅藻土、炭黑或白垩)和脱模剂。

这些任选共同使用的助剂和添加物质描述于ep-a0000389,第18-21页中。根据本发明任选共同使用的助剂和添加物质的另外的实例以及关于这些助剂和添加物质的使用方式和作用方式的细节描述在由g.oertel,carl-hanser-verlag编辑的kunststoff-handbuch,第vii卷,慕尼黑,第3版,1993年,例如,第104-127页中。

作为催化剂,优选使用脂族叔胺(例如三甲胺、三乙胺、四甲基丁二胺)、脂环族叔胺(例如1,4-二氮杂[2.2.2]双环辛烷)、脂族氨基醚(例如二甲基氨基乙基醚和n,n,n-三甲基-n-羟基乙基双氨基乙基醚)、脂环族氨基醚(例如n-乙基吗啉)、脂族脒、脂环族脒、脲、脲的衍生物(例如氨基烷基脲,参见例如ep-a0176013,特别是(3-二甲基氨基丙基氨基)脲)和锡催化剂(例如氧化二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、乙基己酸锡(ii)、蓖麻油酸锡(zinnricinoleat))。

组分b

合适的二-和/或多异氰酸酯是脂族、脂环族、芳脂族、芳族和杂环多异氰酸酯,其例如由w.siefken记载在justusliebigsannalenderchemie,562,第75至136页中,例如式(iii)的那些

q(nco)n(vii)

其中

n=2–4,优选2–3,

q表示具有2-18个、优选6-10个c-原子的脂族烃基,具有4-15个、优选6-13个c-原子的脂环族烃基或具有8-15个、优选8-13个c-原子的芳脂族烃基。

例如,其是ep-a0007502,第7-8页中所述的那些多异氰酸酯。通常优选工业上容易获得的多异氰酸酯,例如,2,4-和2,6-甲苯二异氰酸酯,以及这些异构体的任意混合物("tdi");多苯基多亚甲基多异氰酸酯,如其通过苯胺-甲醛缩合和随后的光气化来制备("粗mdi"),和具有碳二亚胺基团、氨基甲酸酯基团、脲基甲酸酯基团、异氰脲酸酯基团、脲基团或缩二脲基团的多异氰酸酯("改性多异氰酸酯"),特别是衍生自2,4-和/或2,6-甲苯二异氰酸酯或衍生自4,4'-和/或2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯的那些改性的多异氰酸酯。作为多异氰酸酯,优选使用选自2,4-和2,6-甲苯二异氰酸酯、4,4'-和2,4'-和2,2'-二苯基甲烷二异氰酸酯和/或多苯基多亚甲基多异氰酸酯的化合物("多环mdi")。

在根据本发明的方法的另一实施方案中,异氰酸酯组分b包含由55至90重量%的2,4-tdi和10至45重量%的2,6-tdi组成的甲苯二异氰酸酯异构体混合物。

在根据本发明的方法的另一个实施方案中,特征值≥70至≤130,优选≥85至≤125,特别优选≥90至≤120。特征值(指数)给出实际使用的异氰酸酯量与化学计量量,即计算的用于转化oh-当量的异氰酸酯基团(nco)量的百分比。

指数=(使用的异氰酸酯量):(计算的异氰酸酯量)•100(viii)。

根据本发明可获得的聚氨酯泡沫,优选聚氨酯柔性泡沫,可用于例如下列用途:家具软垫、纺织品衬垫、床垫、汽车座椅、头枕、扶手、海绵、用于汽车部件中的泡沫片材,例如车顶蓬(dachhimmeln)、门侧衬里、座椅覆盖物和结构元件。

实施例

多元醇a1-1:三官能聚醚碳酸酯多元醇,其基于甘油,羟值为50mgkoh/g,通过15重量%的二氧化碳与85重量%的环氧丙烷的共聚获得。e/f比例=1:3.8

多元醇a2-1:三官能聚醚多元醇,其基于甘油,羟值为56mgkoh/g,通过13重量%环氧乙烷与87重量%的环氧丙烷的共聚获得。

a5-1(稳定剂):硅氧烷基泡沫稳定剂tegostab®bf2370(evonikgoldschmidtgmbh,essen)

抗氧化剂a4.1-1(胺类):辛基化的二苯基胺,可作为irganox®5057(basfse,ludwigshafen)得到

抗氧化剂a4.1-2(胺类):4,4'-双(α,α-二甲基苄基)二苯基胺,可作为naugard445,addivantdeutschlandgmbh,waldkraiburg得到

抗氧化剂a4.2-1(不含胺):irgastab®pur68(basfse、ludwigshafen),安全数据第1页说明了该混合物构成为

a)酚类抗氧化剂,即具有7-9个碳原子的脂族支链醇的3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯

b)磷衍生物,即双[2,4-双(1,1-二甲基乙基)-6-甲基苯基磷酸乙酯

c)内酯,即3-[2-(乙酰氧基)-5-(1,1,3,3-四甲基丁基)-苯基]-5-(1,1,3,3-四甲基丁基)-(9ci)-2(3h)-苯并呋喃酮,

抗氧化剂a4.2-2(酚类):3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷基酯,可作为irganox®1076(basfse,ludwigshafen)得到

isocyanateb-1:80重量%2,4-和20重量%2,6-甲苯二异氰酸酯的混合物,可在名称desmodur®t80(bayermaterialscienceag,leverkusen)下获得

a5-2(催化剂):在二丙二醇中的双(2-二甲基氨基乙基)醚,可在名称addocat®108(rheinchemierheinaugmbh,mannheim)下获得

a5-3(催化剂):乙基己酸锡(ii),可在名称dabco®t-9,(airproductsgmbh,hamburg)下获得

羟值根据din53240测定。

由co2含量、羟值和所用的起始剂来计算聚醚碳酸酯多元醇a1的e/f比(参见式(ix))。

根据下表中给定的配方生产聚氨酯泡沫。在发泡过程之后,立即将泡沫体在微波炉(panasonic,型号ne-1440)中用170w的微波辐射功率照射15分钟,然后在循环空气干燥箱中在130℃下储存15分钟。冷却后,将泡沫体在中间纵向剖开,通过借助色度计(dr.lange)测定黄色指数,根据泡沫核心变色来测量氧化降解。低黄度指数表明变色小,因此氧化降解也较少。

组分的比例以重量份给出。实施例1是根据本发明的实施例,实施例2-7为对比例。实施例5-7(对比)中使用不含聚碳酸酯单元的聚醚多元醇。

结果表明,用根据本发明的稳定化在实施例1和2中观察到比在对比例4和5中使用的稳定化和在实施例3中没有稳定化改进的对氧化降解的保护作用。

对比例6至8用常规多元醇来制备。这些实施例表明,抗氧化剂并未以与在用聚醚碳酸酯多元醇制备的聚氨酯柔性泡沫的情况中相同的方式影响泡沫内部的变色。

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