耐曲挠性改善的泡沫聚氨酯的制作方法_2

文档序号:8538067阅读:来源:国知局
0%的量用作末端亚乙基氧嵌段("E0末端")以使形成的多元醇 含有70%以上的末端伯OH基团。
[0020] 合适的引发剂分子为水或二元醇或三元醇,例如乙二醇、1,2-丙二醇和1,3-丙 二醇、二甘醇、双丙甘醇、1,4-丁二醇、甘油或三羟甲基丙烷,优选乙二醇、1,2-丙二醇和 1,3-丙二醇、二甘醇、双丙甘醇、三丙二醇和1,4- 丁二醇。
[0021] 所述聚醚多元醇一优选聚氧丙烯聚氧乙烯多元醇一的平均官能度为从1. 7至4、 特别优选从1. 8至3、特别是从1. 9至2. 5,其分子量为从1000至12 000g/mol、优选从1400 至8000g/mol、特别优选从1700至6000g/mol。特别地,所用的聚醚多元醇为从双官能的引 发剂开始通过DMC催化制备的那些。
[0022] 聚四氢呋喃也优选用作聚醚多元醇。其官能度通常为从1. 8至3、优选从1. 9至 2. 5、特别优选为约2,且数均分子量通常为从500至4000g/mol、优选从750至3000g/mol、 特别优选从800至2500g/mol、特别是约2000g/mol。
[0023] 聚酯多元醇可以例如由含有2至12个碳原子的有机二元羧酸(优选含有4至6个 碳原子的脂族二元羧酸)和含有2至12个碳原子(优选2至6个碳原子)的多元醇一一 优选二元醇一一制备。合适的二元羧酸的实例有:琥珀酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、 癸二酸、十二烷二酸、马来酸、富马酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸。所述二元羧 酸可单独使用,也可以混合物形式使用。除了游离的二元羧酸,还可以使用相应的二元羧酸 衍生物,例如含有1至4个碳原子的醇的二羧酸酯或二羧酸酐。优选使用包含重量份比例 为例如20-35:50-20:20-32的琥珀酸、戊二酸和己二酸的二元羧酸混合物,特别是优选使 用己二酸。二元醇和多元醇--特别是二元醇--的实例有:乙二醇、二甘醇、1,2-丙二醇 或1,3-丙二醇、双丙甘醇、1,4- 丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,10-癸二醇、甘油和三 羟甲基丙烷。优选使用乙二醇、二甘醇、1,4_ 丁二醇、1,5_戊二醇和1,6_己二醇。此外可 使用由内酯(如ε-己内酯)或羟基羧酸(如ω-羟基己酸)获得的聚酯多元醇。
[0024] 为制备所述聚酯多元醇,可将所述有机一一例如芳香族并优选脂族一一多元羧酸 和/或多元羧酸衍生物和多元醇在以下条件下进行缩聚至所需的酸值,其中所述酸值优选 小于10,特别优选小于2 :在不存在催化剂的情况下或优选在酯化催化剂的存在下,合适地 在包含惰性气体例如氮气、一氧化碳、氦气、氩气等的环境下,以150至250°C、优选180至 220°C的温度的熔体的形式,如果合适在降低的压力下。根据一种优选实施方案,将所述酯 化混合物在以下条件下进行缩聚至酸值从80至30、优选从40至30 :在上述温度下,在大气 压力下并接下来在低于500毫巴的压力下、优选从50至150毫巴的压力下。合适的酯化催 化剂有,例如金属、金属氧化物或金属盐形式的铁、镉、钴、铅、锌、锑、镁、钛和锡催化剂。但 所述缩聚也可以以液相在稀释剂和/或用于共沸蒸馏掉缩合水的夹带剂一一例如苯、甲苯、 二甲苯或氯苯一一的存在下进行。为制备所述聚酯多元醇,所述有机多元羧酸和/或多元 羧酸衍生物与多元醇有利地以1:1-1. 8、优选1:1. 05-1. 2的摩尔比进行缩聚。
[0025] 得到的聚酯多元醇优选具有从1. 8至4、特别优选从1. 9至3、特别是从2. 0至2. 5 的官能度,以及从480至5000g/l、优选从1000至4500g/l、特别是从1600至4500g/l的分 子量。
[0026] 包含聚醚醇和聚酯醇的混合物优选用作相对高分子量化合物b)。
[0027] 对本发明而言必要的是所述包含对异氰酸酯有反应活性的基团的相对高分子量 化合物的平均官能度小于2. 5。优选,所述包含对异氰酸酯有反应活性的基团的相对高分子 量化合物的平均官能度小于2. 2。包含正好两个对异氰酸酯基团有反应活性的基团的相对 高分子量化合物一一所谓的二元醇一一的比例大于50重量%、特别优选大于80重量%、特 别是100重量%,基于所述包含对异氰酸酯基团有反应活性的基团的相对高分子量化合物 b)的总重量计。
[0028] 合适的固体颗粒c)为具有增强效果的所有固体。其优选包含平均粒子直径为从 0.001至100 μ m,优选从(λ 01至50 μ m,特别优选从(λ 1至10 μ m的颗粒。颗粒大小分布 可以是单模态(monomodal)或双模态(bimodal)或多模态(multimodal)的。固体颗粒c) 包含无机和有机固体。可使用的无机固体有,例如硫酸钡、硫酸钙、碳酸钙、硅酸盐如热解 法二氧化硅,或甲硅烷基化的硅酸盐。使用的甲硅烷基化的硅酸盐优选为烷基甲硅烷基化 的硅酸盐,所述一个或多个烷基基团优选具有1至18个碳原子。可使用的有机固体有,例 如聚合物聚醚醇、聚脲分散体、环氧化物分散体和多异氰酸酯聚加合多元醇。此类固体及 其制备方法描述于,例如 Mihail Ionescu,Chemistry and Technology of Polyols for Polyurethanes,Rapra Technology Ltd. ,2005, ISBN:185957_491_2 中。
[0029] 固体颗粒优选含有至少一个对异氰酸酯基团有反应活性的基团。特别优选地,所 述固体颗粒c)分散存在于至少一种所述相对高分子量化合物b)中。如果分散介质为这样 的聚醚醇或聚酯醇,其中包含通过自由基聚合得到的聚合物的固体颗粒以分散相存在,那 么该分散体也被称作聚合物多元醇。
[0030] 在本发明中,使用聚合物多元醇是特别优选的。除了分散介质,添加另外的包含对 异氰酸酯有反应活性的基团的相对高分子量化合物b)也可省去。
[0031] 通常,聚合物多元醇是已知的并且市售可得。聚合物多元醇通过以下方式制备: 使用一种自由基引发剂(通常为偶氮化合物或过氧化合物)使单体(优选丙烯腈、苯乙烯 和如果合适其他单体)、大分子单体,以及如果合适缓和剂(moderator)在作为连续相的聚 醚醇或聚酯醇中进行自由基聚合。构成连续相从而构成分散介质的聚醚醇或聚酯醇也常 被称为载体多元醇。专利 US 4568705、US 5830944、EP 163188、EP 365986、EP 439755、EP 664306、EP 622384、EP 894812和WO 00/59971在此处可以制备聚合物多元醇的实例的方 式被提及。
[0032] 这通常为丙烯腈、苯乙烯或优选地苯乙烯和丙烯腈的混合物一一例如重量比为从 90:10至10:90、优选从70:30至30:70--的原位聚合。
[0033] 合适的载体多元醇为在b)中描述的所有多元醇。大分子单体也称为稳定剂,是分 子量多lOOOg/mol的直链或支链聚醚醇,其含有至少一个末端的、反应性稀属不饱和基团。 所述烯属不饱和基团可通过与以下物质反应而连接至存在的多元醇:羧酸如丙烯酸,羧酰 卤如丙烯酰氯,羧酸酐如马来酸酐,富马酸,丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯衍生物,烯属不饱和 环氧化物如1-乙烯基环己烯-3, 4-环氧化物、1- 丁二烯单氧化物、乙烯基缩水甘油醚、甲 基丙烯酸缩水甘油酯和烯丙基缩水甘油醚,以及异氰酸酯衍生物如3-异丙烯基-1,1-二甲 基苯甲基异氰酸酯或甲基丙烯酸异氰酸乙酯基酯。另一种方法是通过使用具有羟基且为烯 属不饱和的引发剂分子使环氧丙烷和环氧乙烷发生烷氧基化而制备多元醇。此类大分子单 体的实例描述于文献 US 4390645、US 5364906、EP 0461800、US 4997857、US 5358984、US 5990232、WO 01/04178 和 US 6013731 中。
[0034] 在自由基聚合过程中,所述大分子单体也被纳入聚合物链中。由此形成具有聚醚 嵌段和聚丙烯腈-苯乙烯嵌段的共聚物,所述共聚物起连续相和分散相之间界面的相媒介 的作用,并抑制聚合物多元醇颗粒的集聚。大分子单体的比例可最高达90重量%以上、通 常为从1至60重量%、优选从1至40重量%、特别优选从1至15重量%,各自基于用于制 备聚合物多元醇的单体的总重量计。
[0035] 为制备聚合物多元醇,通常使用缓和剂,也称为链转移剂。缓和剂通过使正在增长 的自由基发生链转移而降低形成的共聚物的分子量,由此降低聚合物分子间的交联,交联 会影响聚合物多元醇的粘度和分散稳定性以及过滤性。缓和剂的比例,基于用于制备聚合 物多元醇的单体的总重量计,通常为0. 5至25重量%。通常用于制备聚合物多元醇的缓和 剂为醇类,例如1-丁醇、2-丁醇、异丙醇、乙醇或甲醇;环己烷;甲苯类;硫醇类,例如乙硫 醇、1-庚硫醇、2-辛硫醇、1-十二烷硫醇、苯硫酚;巯基乙酸2-乙基己酯、巯基乙酸甲酯或 环己基硫醇;以及烯
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