背景技术：
聚氨酯是由具有至少两个羟基基团的化合物和具有至少两个异氰酸酯基团的化合物制备的。参见，例如D.Randall和S.Lee的“The Polyurethanes Book”，New York:John Wiley&Sons,2003；和K.Uhlig的“Discovering Polyurethanes”,New York:Hanser Gardner,1999。异氰酸酯化合物的异氰酸酯基团与羟基化合物的羟基基团反应以形成氨基甲酸酯键。在很多情况下，羟基化合物是低分子量的聚醚或聚酯。异氰酸酯化合物可以是脂肪族或芳香族，并且在直链聚氨酯的制备中，通常是双官能团的(即，其为二异氰酸酯)。然而，具有更大官能度的异氰酸酯化合物用于制备热固性聚氨酯。由于羟基化合物和异氰酸酯化合物的组合特征(compositional features)中大量的变化，聚氨酯树脂家族是非常复杂的。这种多样性导致大量的聚合物结构和性能概况(performance profiles)。实际上，聚氨酯可以是刚性固体、柔软和弹性的、或具有泡沫(蜂窝)结构。
硬质聚氨酯和聚异氰脲酸酯泡沫是特别有效的热绝缘体。大多数的应用是在建筑中作为热绝缘材料。然而，聚氨酯和聚异氰脲酸酯泡沫的固有的燃烧能力造成了对于降低的可燃性的需要。参见，例如S.V.Levchik，E.D.Weil，“Thermal decomposition,combustion and fire-retardancy of polyurethanes–a review of the recent literature”，Polymer International，53期，1585-1610页(2004)。聚氨酯和聚异氰脲酸酯泡沫也表现出高的吸湿性，其中，吸收的湿气作用为增塑剂，其减损泡沫的物理性能。
因此，存在对于表现出改善的抗燃性和/或降低的吸湿性的聚氨酯和聚异氰脲酸酯泡沫的需要。
技术实现要素：
一种实施方式是聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫包含基于聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫的总重量的1至50重量百分数的具有1至40微米平均粒径的颗粒聚(亚苯基醚)；其中，聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫具有使用ASTM D 1622-03在23℃测得的0.03至0.7克/立方厘米的芯密度(core density)。
另一实施方式是包含含有聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫的热绝缘件(thermal insulation)的制品，该聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫包含基于聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫的总重量的1至50重量百分数的具有1至40微米平均粒径的颗粒聚(亚苯基醚)；其中，聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫具有使用ASTM D1622-03在23℃测得的0.03至0.7克/立方厘米的芯密度。
另一实施方式是形成聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫的方法，该方法包括：使多元醇和异氰酸酯化合物在发泡剂和颗粒聚(亚苯基醚)存在下反应以形成聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫；其中，异氰酸酯化合物包含，平均每分子至少两个异氰酸酯基；其中，颗粒聚(亚苯基醚)具有1至40微米的平均粒径；并且其中，聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫包含1至50重量百分数的颗粒聚(亚苯基醚)。
在下文中详细描述了这些和其它实施方式。
具体实施方式
本发明人已经确定，表现出改善的抗燃性和/或降低的吸湿性的硬质聚氨酯和聚异氰脲酸酯泡沫是通过将颗粒聚(亚苯基醚)结合至泡沫获得的。
一种实施方式是聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫包含基于该聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫的总重量的1至50重量百分数的具有1至40微米平均粒径的颗粒聚(亚苯基醚)；其中，聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫具有使用ASTM D1622-03在23℃测得的0.03至0.7克/立方厘米的芯密度。
该聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫包含颗粒聚(亚苯基醚)。聚(亚苯基醚)包括包含具有下式的重复结构单元的那些，
其中，Z1每次出现独立地是卤素、未取代的或取代的C1-C12烃基，条件是该烃基不是叔烃基、C1-C12烃硫基、C1-C12烃氧基、或C2-C12卤代烃氧基，其中，至少两个碳原子分隔卤素和氧原子；并且Z2每次出现独立地是氢、卤素、未取代的或取代的C1-C12烃基，条件是该烃基不是叔烃基、C1-C12烃硫基、C1-C12烃氧基，或C2-C12卤代烃氧基，其中，至少两个碳原子分隔卤素和氧原子。如本文使用的，术语“烃基”，无论是否独立使用，或作为另一术语的前缀、后缀、或部分，是指仅包含碳和氢的残基。该残基可以是脂肪族或芳香族、直链、环、双环、支链、饱和的、或不饱和的。它还可以包含脂肪族、芳香族、直链、环、双环状、支链、饱和的、和不饱和的烃部分的组合。然而，当烃基残基描述为取代的时，其可以可选地包含取代残基的碳和氢部分之外的杂原子。因此，当特别地描述为取代的时，烃基残基还可以含有一个或多个羰基基团、氨基基团、羟基基团等，或者它可以在烃基残基的主链中包含杂原子。作为一个实例，Z1可以是由3,5-二甲基-1,4-苯基端基与氧化聚合催化剂的二-正-丁胺组分反应形成的二-正丁基氨甲基基团。
聚(亚苯基醚)可以包含具有通常位于羟基基团邻位位置的，具有含氨烷基的一个或多个端基的分子。还通常存在的是四甲基联苯醌(TMDQ)端基，通常获得自其中，存在四甲基联苯醌副产物的，含2,6-二甲苯酚的反应混合物。聚(亚苯基醚)可以是均聚物、共聚物、接枝共聚物、离聚物、或嵌段共聚物、以及它们的组合的形式。
在一些实施方式中，聚(亚苯基醚)包含聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物。如本文所使用的，术语“聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物”是指包含至少一个聚苯醚嵌段和至少一个聚硅氧烷嵌段的嵌段共聚物。
在一些实施方式中，聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物是通过氧化共聚方法制备的。在此方法中，聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物是，包括氧化共聚包含一元酚的混合物与羟芳基封端的聚硅氧烷的方法的产物。在一些实施方式中，单体混合物包含基于一元酚和羟芳基封端的聚硅氧烷的总重量的70至99重量份的一元酚和1至30重量份的羟芳基封端的聚硅氧烷。羟芳基双封端的聚硅氧烷可以包含多个具有以下结构的重复单元
其中，每次出现的R8独立地是氢、C1-C12烃基或C1-C12卤代烃基；并且两个端基单元具有以下结构
其中，Y是氢、C1-C12烃基、C1-C12烃基氧基、或卤素，并且其中，每次出现的R9独立地是氢、C1-C12烃基或C1-C12卤代烃基。在非常特定的实施方式中，每次出现的R8和R9是甲基，并且Y是甲氧基。
在一些实施方式中，一元酚包含2,6-二甲苯酚、2,3,6-三甲苯酚，或它们的组合物，且羟芳基封端的聚硅氧烷具有以下结构
其中，n平均是5至100，特别地30至60。
氧化共聚方法产生聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物作为期望的产物，以及聚(亚苯基醚)(没有结合的聚硅氧烷嵌段)作为副产物。将聚(亚苯基醚)从聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物中分开是不必要的。因而聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物可以作为包括聚(亚苯基醚)和聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物两者的“反应产物”进行利用。特定的分离程序，如从异丙醇中沉淀，使得可以确保确保反应产物基本不含残余的羟芳基封端的聚硅氧烷起始材料。换言之，这些分离程序确保反应产物的聚硅氧烷含量基本全部处于聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物的形式。在Carrillo等人的美国专利第8,017,697号，以及Carrillo等人的美国专利申请公开号US 2012/0329961中描述了用于形成聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物的详细方法。
在一些实施方式中，聚(亚苯基醚)具有通过乌氏粘度计(Ubbelohde viscometer)在25℃在氯仿中测得的0.25至1分升每克的固有粘度。在此范围内，聚(亚苯基醚)的固有粘度可以是0.3至0.65分升每克，更特别地0.35至0.5分升每克，更加特别地0.4至0.5分升每克。
在一些实施方式中，聚(亚苯基醚)包含选自由2,6-二甲苯酚、2,3,6-三甲苯酚、和它们的组合组成的组中的单体的均聚物或共聚物。
在一些实施方式中，聚(亚苯基醚)包含聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物。在这些实施方式中，聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物可以，例如为整个组合物贡献0.05至2重量百分数、特别地0.1至1重量百分数、更特别地0.2至0.8重量百分数的硅氧烷基团。
颗粒聚(亚苯基醚)具有1至40微米的平均粒径。在此范围内，该平均粒径可以是1至20微米，特别地2至8微米。在一些实施方式中，颗粒聚(亚苯基醚)的颗粒体积分布的百分之90小于或等于23微米，特别地小于或等于17微米，更特别地为1至8微米。在一些实施方式中，颗粒聚(亚苯基醚)的颗粒体积分布的百分之五十小于或等于15微米，特别地小于或等于10微米，更特别地小于或等于6微米。在一些实施方式中，颗粒聚(亚苯基醚)的颗粒体积分布的百分之十小于或等于9微米，特别地小于或等于6微米，更特别地小于或等于4微米。在一些实施方式中，颗粒体积分布的小于百分之10，特别地小于百分之1，以及更特别地小于百分之0.1小于或等于38纳米。在一些实施方式中，颗粒聚(亚苯基醚)的颗粒具有1:1至2:1的平均长径比。确定粒径和形状特性的设备可商购为，例如，来自Retsch Technology的CAMSIZERTM和CAMSIZERTM XT动态图像分析系统，以及来自Sympatec的QICPICTM粒径和形状分析器。
颗粒聚(亚苯基醚)可以根据技术人员容易得到的方法，例如通过喷射碾磨、球磨、磨粉、空气碾磨(air milling)，或研磨商品级聚(亚苯基醚)获得。“分类(classification)”定义为颗粒的分布的筛选以达到期望的粒径均匀度。分类器通常与碾磨一同使用用于从碾磨的材料中连续提取细微颗粒。分类器可以是，例如研磨室(grinding chamber)壁上的某种网目尺寸的滤网。一旦碾磨的颗粒达到穿过滤网的足够小的尺寸，将它们除去。由滤网保留的较大的颗粒保留在碾磨室中用于另外的碾磨和尺寸缩减。
空气分类是另一种去除来自碾磨的较细颗粒的方法。空气分类器包括静电分类器(旋风分离器(cyclone))、动态分类器(单级、多级)、错流(cross-flow)分类器、和逆流分类器(淘析器，elutriator)。通常，将空气流动用于将颗粒从碾磨机运送至分类器，在此将细微颗粒进一步运送至收集器。将过重而不能由气流传送的粗颗粒返回至碾磨机用于进一步的研磨和尺寸缩减。在大规模操作中，空气分类是更高效的，同时在较小规模的操作中可以使用滤网。
聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫，基于该聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫的总重量(其相当于由其制备泡沫的反应混合物的总重量)，包含1至50重量百分数的量的颗粒聚(亚苯基醚)。在此范围内，颗粒聚(亚苯基醚)的量可以是3至40重量百分数，特别地5至30重量百分数。
聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫具有使用ASTM D1622-03在23℃测得的0.03至0.7克/立方厘米的芯密度。在此范围内，该芯密度可以是0.03至0.2克/立方厘米，特别地0.03至0.06克/立方厘米。
本领域技术人员应该理解聚氨酯和聚异氰脲酸酯泡沫之间存在连续(continuum)。两者均制备自聚异氰酸酯和多元醇。用于制备聚氨酯和聚异氰脲酸酯泡沫的反应混合物表征为根据以下等式计算的异氰酸酯指数
其中，摩尔NCO是反应混合物中异氰酸酯基团的摩尔数，摩尔OH是反应混合物中来自来源不是水的OH基团(包括来自醇和羧酸的OH基团)的摩尔数，摩尔HOH是反应混合物中来自水的OH基团的摩尔数，以及摩尔NH是反应混合物中的NH基团的摩尔数。当异氰酸酯基团与羟基的反应混合物摩尔比是1:1并且在反应混合物中不存在水或NH基团时，异氰酸酯指数是100，并且形成“纯”聚氨酯。具有100至125，特别地105至125的异氰酸酯指数的反应混合物的产物，通常表征为聚氨酯，而具有180至350的异氰酸酯指数的反应混合物的产物通常表征为聚异氰脲酸酯。异氰脲酯基团的形成不仅由高异氰酸酯指数支持，还由使用用于氰脲酸酯形成的催化剂，如N-羟烷基季铵羧酸酯支持。
在一些实施方式中，聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫是包括以下的方法的产物：使多元醇和异氰酸酯化合物在发泡剂和颗粒聚(亚苯基醚)存在下反应以形成聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫，其中，异氰酸酯化合物包含平均每分子至少两个异氰酸酯基团。多元醇可以包含平均每分子至少两个羟基，并且一般包含每分子三个以上羟基基团。
在该方法中有用的多元醇包括聚醚多元醇，其通过将包含每分子2至8个羟基基团，特别地每分子3至8个羟基基团的引发剂与烷氧基化剂，如环氧乙烷、环氧丙烷、或环氧丁烷反应制备。多元醇的特定的实例包括乙氧基化糖、丙氧基化糖、丁氧基化糖、乙氧基化丙三醇、丙氧基化丙三醇、丁氧基化丙三醇、乙氧基化二乙醇胺、丙氧基化二乙醇胺、丁氧基化二乙醇胺、乙氧基化三乙醇胺、丙氧基化三乙醇胺、丁氧基化三乙醇胺、乙氧基化三羟甲基丙烷、丙氧基化三羟甲基丙烷、丁氧基化三羟甲基丙烷、乙氧基化赤藓糖醇、丙氧基化赤藓糖醇、丁氧基化赤藓糖醇、乙氧基化季戊四醇、丙氧基化季戊四醇、丁氧基化季戊四醇，和它们的组合。在一些实施方式中，多元醇选自丙氧基化糖、丙氧基化丙三醇、丙氧基化二乙醇胺、丙氧基化三乙醇胺、丙氧基化三羟甲基丙烷、丙氧基化赤藓糖醇、丙氧基化季戊四醇，和它们的组合。多元醇进一步包括脂肪族聚酯二醇、芳香族聚酯多元醇，和它们的组合。在一些实施方式中，多元醇包含丙氧基化蔗糖、丙氧基化丙三醇、芳香族聚酯二醇，或它们的组合。
用于该方法的异氰酸酯化合物包括，例如1,4-四亚甲基二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、2,2,4-三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯、1,12-十二亚甲基二异氰酸酯、环己烷-1,3-二异氰酸酯、和环己烷-1,4-二异氰酸酯、1-异氰酰基-2-异氰酰基甲基环戊烷、1-异氰酰基-3-异氰酰基甲基-3,5,5-三甲基-环己烷、双(4-异氰酰基环己基)甲烷、2,4'-二环己基-甲烷二异氰酸酯、1,3-双(异氰酰基甲基)-环己烷、1,4-双(异氰酰基甲基)-环己烷、双(4-异氰酰基-3-甲基-环己基)甲烷、α,α,α',α'-四甲基-1,3-苯二甲基二异氰酸酯、α,α,α',α'-四甲基-1,4-苯二甲基二异氰酸酯、1-异氰酰基-1-甲基-4(3)-异氰酰基甲基环己烷、2,4-六氢甲苯二异氰酸酯、2,6-六氢甲苯二异氰酸酯、1,3-亚苯基二异氰酸酯、1,4-亚苯基二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、1,5-二异氰酰基萘、具有平均每分子大于2且小于或等于4个异氰酸酯基团的二苯基甲烷二异氰酸酯低聚物，或它们的组合。在一些实施方式中，异氰酸酯化合物包含具有平均每分子大于2且小于或等于4个异氰酸酯基团的二苯基甲烷二异氰酸酯低聚物。
用于本方法的发泡剂包括物理发泡剂、化学发泡剂、和它们的组合。物理发泡剂可以是，例如C3-C5氢氟烷烃和C3-C5氢氟烯烃。氢氟烷烃和氢氟烯烃发泡剂还可以包含一种或多种氟以外的氢原子和/或卤素原子。在一些实施方式中，氢氟烷烃和氢氟烯烃发泡剂在1个大气压下具有10至40℃的沸点。特定的物理发泡剂包括1,1-二氟乙烷、1,1,1,2-四氟乙烷、五氟乙烷、1,1,1,3,3-五氟丙烷、1,1,1,3,3-五氟丁烷、2-溴五氟丙烯、1-溴五氟丙烯、3-溴五氟丙烯、3,4,4,5,5,5-六氟-1-戊烯、3-溴-1,1,3,3-四氟丙烯、2-溴-1,1,3,3-四氟丙烯、1-溴-2,3,3,3-四氟丙烯、1,1,2,3,3,4,4-七氟丁-1-烯、2-溴-3,3,3-三氟丙烯、E-1-溴-3,3,3-三氟丙烯-1,(Z)-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯、3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)丙烯、1-氯-3,3,3-三氟丙烯、2-氯-3,3,3-三氟丙烯、1,1,1-三氟-2-丁烯，和它们的组合。物理发泡剂在使用时可以以基于反应混合物的总重量的2至20重量百分数存在。在此范围内，物理发泡剂的量可以是2.5至15重量百分数。
化学发泡剂包括水以及与异氰酸酯基团反应以释放二氧化碳的羧酸。当存在时，化学发泡剂，特别是水可以以基于反应混合物的总重量的0.2至5重量百分数的量使用。在此范围内，化学发泡剂的量可以是0.2至3重量百分数。
除了多元醇、异氰酸酯化合物、和发泡剂之外，反应混合物可以包含添加剂，如，例如催化剂、表面活化剂、阻燃剂、抑烟剂、除颗粒聚(亚苯基醚)之外的填料和/或增强填充料、抗氧化剂、UV稳定剂、抗静电剂、红外辐射吸收剂、降粘剂、颜料、染料、脱模剂、抗真菌剂、杀生物剂，和它们的组合。
催化剂包括氨基甲酸酯催化剂、异氰脲酸酯催化剂，和它们的组合。合适的催化剂包括叔胺催化剂，如二甲基环己胺、苄基二甲胺、N,N,N'N”,N”-五甲基二亚乙基三胺、2,4,6-三(二甲氨基甲基)-苯酚、三亚乙基二胺、N,N-二甲基乙醇胺，和它们的组合；有机金属化合物，如辛酸(2-乙基己酸)钾、乙酸钾、二月桂酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡，和它们的组合；季铵盐，如2-羟丙基三甲基甲酸铵；N-取代的三嗪，如N,N',N"-二甲基氨基丙基六氢化三嗪；和它们的组合。
合适的表面活性剂包括，例如聚有机硅氧烷、聚有机硅氧烷聚醚共聚物、苯酚烷氧基化物(如乙氧基化苯酚)、烷基苯酚烷氧基化物(如乙氧基化壬基苯酚)，和它们的组合。表面活性剂可以起乳化剂和/或泡沫稳定剂的作用。
颗粒聚(亚苯基醚)对泡沫的阻燃性有贡献。通过使用芳香族聚酯多元醇(当采用时)，和异氰脲酯基团(当形成时)，还增加了阻燃性。一种或多种另外的阻燃剂可以可选地包括在反应混合物中。这种另外的阻燃剂包括，例如有机磷化合物，如有机磷酸酯(包括磷酸三烷基酯，如磷酸三乙酯和三(2-氯丙基)磷酸酯，以及三芳基磷酸酯，如磷酸三苯脂和二苯基甲酚基磷酸酯)、亚磷酸酯(包括亚磷酸三烷酯、三芳基亚磷酸酯，和混合的烷基-芳基亚磷酸酯)、膦酸酯(包括乙基膦酸二乙酯、甲基膦酸二甲酯)、聚磷酸酯(包括聚磷酸三聚氰胺、聚磷酸铵)、多亚磷酸酯(polyphosphite)、聚膦酸酯、次膦酸酯(包括三(二乙基次膦酸)铝)；卤化阻燃剂，如四溴邻苯二甲酸酯和氯化石蜡；金属氢氧化物，如氢氧化镁、氢氧化铝、氢氧化钴，和前述金属氢氧化物的水合物；和它们的组合。阻燃剂可以是反应型阻燃剂(包括包含磷基团的多元醇、10-(2,5-二羟基苯基)-10H-9-氧杂-10-磷杂-菲-10-氧、包含磷的内酯改性的聚酯、乙二醇双(磷酸二苯酯)、新戊二醇双(磷酸二苯酯)、胺基和羟基官能化的硅氧烷低聚物)。这些阻燃剂可以单独或与其它阻燃剂结合使用。
当存在时，添加剂通常以基于反应混合物的总重量的0.01至30重量百分数的总量使用。在此范围内，添加剂总量可以是0.02至10重量百分数。
在聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫的非常特定的实施方式中，聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫具有使用ASTM D1622-03在23℃测得的0.02至0.06克/立方厘米的芯密度；颗粒聚(亚苯基醚)是颗粒聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)；颗粒聚(亚苯基醚)具有2至8微米的平均粒径；颗粒聚(亚苯基醚)具有这样的粒径分布，其中，颗粒体积分布的百分之90处于1至8微米范围内；聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫包含5至30重量百分数的颗粒聚(亚苯基醚)；聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫是包括以下的方法的产物：使多元醇和异氰酸酯化合物在发泡剂和颗粒聚(亚苯基醚)存在下反应以形成聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫，其中，异氰酸酯化合物包含平均每分子至少两个异氰酸酯基团；多元醇包含，其中，多元醇包含丙氧基化蔗糖、丙氧基化丙三醇、芳香族聚酯二醇，或它们的组合；并且异氰酸酯化合物包含具有平均每分子大于2和小于或等于4个异氰酸酯基团的二苯基甲烷二异氰酸酯低聚物。
聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫作为热绝缘材料是特别有用的。因此，一种实施方式是包含含有聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫的热绝缘材料的制品，该聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫包含基于该聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫的总重量的1至50重量百分数的，具有1至40微米平均粒径的颗粒聚(亚苯基醚)；其中，聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫具有在23℃使用ASTM D1622-03测得的0.03至0.7克/立方厘米的芯密度。上面描述的泡沫的所有变化同样适用于作为制品的组分的泡沫。可以利用所述聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫作为热绝缘材料的制品的特定的实例包括家用电器(如，家用或商用冰箱和冷冻机，以及热水箱)；建筑材料(如墙和屋顶板、来自块料(slab stock)的裁为特定尺寸的块，以及用于绝缘和密封的现场(in place)喷射泡沫)；热绝缘箱和容器、管道、加热管、冷却管，和冷藏库；以及用于道路和铁道的包括容器的热绝缘冷藏车。
一种实施方式是形成聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫的方法，该方法包括：使多元醇和异氰酸酯化合物在发泡剂和颗粒聚(亚苯基醚)存在下反应以形成聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫；其中，异氰酸酯化合物包含平均每分子至少两个异氰酸酯基团；其中，颗粒聚(亚苯基醚)具有1至40微米的平均粒径；并且其中，聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫包含1至50重量百分数的颗粒聚(亚苯基醚)。在上文的泡沫的方法限定的产品的实施方式中描述了多元醇、异氰酸酯化合物，和发泡剂。上述泡沫和方法的所有变化也适用于呈现形成聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫的方法。
在一些方法的实施方式中，多元醇、异氰酸酯化合物、和水，如果有的话，以足以提供180至350的异氰酸酯指数的量存在。
为制备聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫，将已经控制温度并提供有添加剂的多元醇组分和异氰酸酯组分充分混合在一起。在短时间后反应开始并伴随放热(heat development)进行。反应混合物通过释放的发泡气体不断膨胀，直至反应产物由于逐渐的交联达到固态，保持泡沫结构。
以下步骤是反应和发泡过程的特征。
混合时间表示混合反应物所需的时间。
乳白时间(cream time)是从开始混合反应物到第一次确切出现泡沫膨胀经过的时间。在许多情况下，这可以通过当反应混合物开始增加时的变色清楚地看出。对于反应较慢的混合物，这需要有经验的观察。
胶凝时间是混合反应物和形成非流动、半固体、凝胶状系统之间的时间间隔。这是当泡沫发展出足够的胶凝强度而尺寸稳定时的时间。在胶凝时间之后，泡沫增加的速度变慢。
上升时间是从混合开始直至目视可察觉的上升结束的时间。因此这是直至泡沫膨胀停止的时间。当上升过程完成时，泡沫的表面依旧是发粘的。
不粘手时间(tack-free time)是从混合开始，到当泡沫的表面已经充分固化从而其表面不再发粘或有粘性时所经过的时间。不发粘的时刻可以通过使用木棒反复测试泡沫表面确定。
在方法的特定实施方式中，聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫具有在23℃使用ASTM D1622-03测得的0.02至0.06克/立方厘米的芯密度；颗粒聚(亚苯基醚)是颗粒聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)；颗粒聚(亚苯基醚)具有2至8微米的平均粒径；颗粒聚(亚苯基醚)具有这样的粒径分布，其中，颗粒体积分布的百分之90处于1至8微米范围内；聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫包含5至30重量百分数的颗粒聚(亚苯基醚)；多元醇包含丙氧基化蔗糖、丙氧基化丙三醇、芳香族聚酯二醇，或它们的组合；并且异氰酸酯化合物包含具有平均每分子大于2和小于或等于4个异氰酸酯基团的二苯基甲烷二异氰酸酯低聚物。
本文公开的所有范围包括端点，并且端点是独立地彼此可组合的。本文所公开的每个范围构成了处于该公开的范围之内的任何点或子范围的公开。
本发明包括至少以下实施方式。
实施方式1：聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫，包含基于聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫的总重量的1至50重量百分数的，具有1至40微米平均粒径的颗粒聚(亚苯基醚)；其中，聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫具有在23℃使用ASTM D1622-03测得的0.03至0.7克/立方厘米的芯密度。
实施方式2：根据实施方式1所述的聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫具有在23℃使用ASTM D1622-03测得的0.03至0.06克/立方厘米的芯密度。
实施方式3：根据实施方式1或2所述的聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫，其中，聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫是由105至125的异氰酸酯指数表征的方法的产物的聚氨酯泡沫。
实施方式4：根据实施方式1或2所述的聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫，其中，聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫是由180至350的异氰酸酯指数表征的方法的产物的聚异氰脲酸酯泡沫。
实施方式5：根据实施方式1-4中任一项所述的聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫，其中，颗粒聚(亚苯基醚)是颗粒聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)。
实施方式6：根据实施方式1-5中任一项的聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫，其中，颗粒聚(亚苯基醚)具有2至8微米的平均粒径。
实施方式7：根据实施方式1-6中任一项所述的聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫，其中，颗粒聚(亚苯基醚)具有这样的粒径分布，其中，90体积百分数的粒径分布处于1至8微米范围内。
实施方式8：根据实施方式1-7中任一项所述的聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫，包含5至30重量百分数的颗粒聚(亚苯基醚)。
实施方式9：根据实施方式1-8中任一项所述的聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫，其中，聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫是包括以下的方法的产物：使多元醇和异氰酸酯化合物在发泡剂和颗粒聚(亚苯基醚)存在下反应以形成聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫；其中，异氰酸酯化合物包含平均每分子至少两个异氰酸酯基团。
实施方式10：根据实施方式9所述的聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫，其中，多元醇包含乙氧基化糖、丙氧基化糖、丁氧基化糖、乙氧基化丙三醇、丙氧基化丙三醇、丁氧基化丙三醇、乙氧基化二乙醇胺、丙氧基化二乙醇胺、丁氧基化二乙醇胺、乙氧基化三乙醇胺、丙氧基化三乙醇胺、丁氧基化三乙醇胺、乙氧基化三羟甲基丙烷、丙氧基化三羟甲基丙烷、丁氧基化三羟甲基丙烷、乙氧基化赤藓糖醇、丙氧基化赤藓糖醇、丁氧基化赤藓糖醇、乙氧基化季戊四醇、丙氧基化季戊四醇、丁氧基化季戊四醇、脂肪族聚酯二醇、芳香族聚酯多元醇，或它们的组合。
实施方式11：根据实施方式9所述的聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫，其中，多元醇包含丙氧基化蔗糖、丙氧基化丙三醇、芳香族聚酯二醇，或它们的组合。
实施方式12：根据实施方式9-11中任一项所述的聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫，其中，异氰酸酯化合物包含1,4-四亚甲基二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、2,2,4-三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯、1,12-十二亚甲基二异氰酸酯、环己烷-1,3-二异氰酸酯、和环己烷-1,4-二异氰酸酯、1-异氰酰基-2-异氰酰基甲基环戊烷、1-异氰酰基-3-异氰酰基甲基-3,5,5-三甲基-环己烷、双(4-异氰酰基环己基)甲烷、2,4'-二环己基-甲烷二异氰酸酯、1,3-双(异氰酰基甲基)-环己烷、1,4-双(异氰酰基甲基)-环己烷、双(4-异氰酰基-3-甲基-环己基)甲烷、α,α,α',α'-四甲基-1,3-苯二甲基二异氰酸酯、α,α,α',α'-四甲基-1,4-苯二甲基二异氰酸酯、1-异氰酰基-1-甲基-4(3)-异氰酰基甲基环己烷、2,4-六氢甲苯二异氰酸酯、2,6-六氢甲苯二异氰酸酯、1,3-亚苯基二异氰酸酯、1,4-亚苯基二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、1,5-二异氰酰基萘、具有平均每分子大于2个且小于或等于4个异氰酸酯基团的二苯基甲烷二异氰酸酯低聚物，或它们的组合。
实施方式13：根据实施方式9-11中任一项所述的聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫，其中，异氰酸酯化合物包含具有每分子平均大于2和小于或等于4个异氰酸酯基团的二苯基甲烷二异氰酸酯低聚物。
实施方式14：根据实施方式1的聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫，其中，聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫具有在23℃使用ASTM D1622-03测得的0.02至0.06克/立方厘米的芯密度；其中，颗粒聚(亚苯基醚)是颗粒聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)；其中，颗粒聚(亚苯基醚)具有2至8微米的平均粒径；其中，颗粒聚(亚苯基醚)具有这样的粒径分布，其中，颗粒体积分布的百分之90处于1至8微米范围内；其中，聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫包含5至30重量百分数的颗粒聚(亚苯基醚)；其中，聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫是包括以下的方法的产物：使多元醇和异氰酸酯化合物在发泡剂和颗粒聚(亚苯基醚)存在下反应以形成聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫，其中，异氰酸酯化合物包含平均每分子至少两个异氰酸酯基团；其中，多元醇包含丙氧基化蔗糖、丙氧基化丙三醇、芳香族聚酯二醇，或它们的组合；并且其中，异氰酸酯化合物包含具有平均每分子大于2和小于或等于4个异氰酸酯基团的二苯基甲烷二异氰酸酯低聚物。
实施方式14a：根据实施方式14所述的聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫，其中，聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫是聚氨酯泡沫，其是表征为105至125的异氰酸酯指数的方法的产物。
实施方式14b：根据实施方式14所述的聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫，其中，聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫是聚异氰脲酸酯泡沫，其是表征为180至350的异氰酸酯指数的方法的产物。
实施方式15：包含含有聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫的热绝缘材料的制品，所述聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫包含基于聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫的总重量的1至50重量百分数的，具有1至40微米平均粒径的颗粒聚(亚苯基醚)；其中，聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫具有在23℃使用ASTM D1622-03测得的0.03至0.7克/立方厘米的芯密度。
实施方式16：形成聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫的方法，所述方法包括：使多元醇和异氰酸酯化合物在发泡剂和颗粒聚(亚苯基醚)存在下反应以形成聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫；其中，异氰酸酯化合物包含平均每分子至少两个异氰酸酯基团；其中，颗粒聚(亚苯基醚)具有1至40微米的平均粒径；并且其中，聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫包含1至50重量百分数的颗粒聚(亚苯基醚)。
实施方式17：根据实施方式16的方法，其中，多元醇、异氰酸酯化合物，和可选的水以足以提供180至350的异氰酸酯指数的量存在。
实施方式18：根据实施方式16的方法，其中，在23℃使用ASTM D1622-03测得的聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫具有0.02至0.06克/立方厘米的芯密度；其中，颗粒聚(亚苯基醚)是颗粒聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)；其中，颗粒聚(亚苯基醚)具有2至8微米的平均粒径；其中，颗粒聚(亚苯基醚)具有这样的粒径分布，其中，颗粒体积分布的百分之90处于1至8微米的范围内；其中，聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫包含5至30重量百分数的颗粒聚(亚苯基醚)；其中，多元醇包含丙氧基化蔗糖、丙氧基化丙三醇、芳香族聚酯二醇，或它们的组合；并且其中，异氰酸酯化合物包含具有平均每分子大于2和小于或等于4个异氰酸酯基团的二苯基甲烷二异氰酸酯低聚物。
本发明进一步通过以下非限制性实施例进行说明。
实施例1-3，比较实施例A
用于工作实施例中的原材料总结在表1中。
表1
颗粒聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)是通过将作为PPOTM 640树脂获得自Sabic Innovative Plastics的商品级聚(亚苯基醚)喷射碾磨获得的。将压缩氮气引入至喷射碾磨机的喷嘴以产生超声研磨流(supersonic grinding stream)。在此研磨流中颗粒对颗粒的冲击碰撞导致显著的粒径缩减。通过离心力将较大的颗粒保持在研磨区，而向心力则驱动较细的颗粒朝向排出中心。然后线内(in-line)使用特定尺寸上限的筛子以回收具有精确粒径分布以及具有低于标称筛孔的直径的颗粒。将较大的颗粒再循环至尺寸缩减室用于进一步的研磨。通过使喷射碾磨颗粒通过具有6微米孔的滤网，分类颗粒聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)。表1中的粒径和形状特征是使用来自Retsch Technology GmbH的CAMSIZERTMXT，在空气扩散(air dispersion)模式下操作确定的。
使用高扭矩混合器(CRAFTSMANTM十英寸钻床，型号137.219000)以3,100转每分钟制备硬质泡沫。将泡沫系统的多元醇组分和异氰酸酯组分混合10秒。在乳白时间之前将获得的混合物转移至开口的饼状盒(cake box)中并且允许其自由增长。确定所有泡沫上的发泡数据，包括乳白时间、胶凝时间、上升时间、和不粘手时间。
在环境条件下熟化(老化，aging)一星期之后，剪切并检测所有的泡沫。使用以下方法测试硬质泡沫。以克/立方厘米表示的芯密度值在23℃下使用ASTM D1622-03和5.08厘米×5.08厘米×2.54厘米(2英寸×2英寸×1英寸)的样品尺寸进行确定。以兆帕表示的压缩强度值在23℃下使用ASTM D1621-00和5.08厘米×5.08厘米×2.54厘米(2英寸×2英寸×1英寸)的样品尺寸以及2.5毫米/分钟的头速度(head speed)进行确定。以毫米/分钟表示的水平位置的燃烧速度值根据ASTM D635-03，使用15.24厘米×5.08厘米×1.27厘米(6英寸×2英寸×0.5英寸)的样品尺寸进行确定。以百分比表示的吸水率值根据ASTM D2842-01，使用5.08厘米×5.08厘米×2.54厘米(2英寸×2英寸×1英寸)的样品尺寸，并且在25℃和1大气压下浸入水中96和168小时进行确定。
表2总结了其中，仅将颗粒聚(亚苯基醚)加入至聚氨酯制剂的多元醇组分的实施例。性能结果表明，各泡沫获得了相似的芯密度，但是相对于比较实施例A，本发明实施例1-3表现出更高的压缩强度值。
表2
实施例4-6、比较实施例B
为了最大化聚氨酯泡沫系统中颗粒聚(亚苯基醚)的量，将颗粒聚(亚苯基醚)通过泡沫系统的多元醇组分以及异氰酸酯组分二者加入。组成、方法、和性能总结于表3中。性能结果表明，相对于比较实施例B，具有颗粒聚(亚苯基醚)的本发明的实施例4-6表现出降低的可燃性和降低的吸水性。
表3
实施例7-9，比较实施例C
聚异氰脲酸酯泡沫系统的实例总结于表4中。通过泡沫系统的多元醇组分以及异氰酸酯组分二者加入颗粒聚(亚苯基醚)。性能结果表明，相对于比较实施例C，具有颗粒聚(亚苯基醚)的本发明实施例7-9表现出降低的可燃性和降低的吸水性。
表4