专利名称：含硅酮的聚异氰脲酸酯泡沫的制作方法
含硅酮的聚异氰脲酸酯泡沬本发明涉及基于有机硅化合物的可发泡组合物、低密度的含硅酮的聚异氰脲酸酯泡沫以及它们的制备方法。尽管近几十年来在改进聚合物泡沫的阻燃性能方面存在相当多的科学研究工作，但还是没能实现市场上供应高效阻燃的PU泡沫。一个相对成功的实现阻燃聚氨酯泡沫制备的方法是聚异氰脲酸酯化学。所述泡沫的典型制备包含多异氰酸酯与带有能够与异氰酸酯基团反应的氢原子的化合物如具有异氰酸酯指数至少为180的聚丙二醇之间的反应。这个反应中，在三聚催化剂存在下，氨基甲酸酯结构的形成也伴随着异氰脲酸酯结构的形成。所得到的聚异氰脲酸酯(PIR)泡沫是典型的闭孔硬质泡沫，其在所有类型聚氨酯泡沫中就阻燃性而论表现出最佳的燃烧性能。一般来说，在硬质聚异氰脲酸酯泡沫的制备中，所使用的催化剂不仅包含发泡剂 和通常为胺的胶凝催化剂，而且也包含三聚催化剂。此外，在前人的研究工作中也发现由不同催化剂的混合物所组成的催化剂体系。这些硬质的PIR泡沫通常使用物理和化学发泡剂制备。所使用的物理发泡剂包括如含氟氯烃(CFC)、氢氟烃(HFC)、烃以及液态二氧化碳，所使用的化学发泡剂主要是水和羧酸。尽管硬质PIR泡沫已经具有相对好的阻燃性能，但仍有改进的强烈需要，因为要想得到最优的阻燃性能需要高级别的添加阻燃剂。这些阻燃剂会对所得到泡沫的力学性能产生不利影响，此外，这些阻燃剂不都是无毒的。因此，希望制备一种硬质泡沫，其特征在于改进的阻燃性能、在低泡沫密度的同时具有好的力学性能、以及不需添加有毒的阻燃剂就可以使用。一种得到阻燃PU泡沫的路线是采用硅酮-聚氨酯泡沫。在这种泡沫中，采用难燃的、OH基封端的硅氧烷代替通常PU泡沫中使用的高度可燃的多元醇组分。通过使用硅酮-聚氨酯共聚物，也就是还包含聚氨酯单元和/或脲单元的聚硅氧烷，能够开发这种具有新的性能组合正好适合特殊应用的耐火泡沫材料。这种路线的证明可以如专利WO 2009130194A1所示，其描述了硬质硅酮-PIR泡沫从超支化的、烷基羟基封端的硅油开始的制备，被称为“一步法”。然而，这里不足的是当泡沫密度低于70kg ·πΓ3时泡沫结构不再完全是闭孔的。这个趋势随着降低泡沫密度而越来越大，从而这些泡沫丧失了它们的绝缘作用。本发明提供可发泡组合物，其包含式⑴所示的硅氧烷(A)、⑶和(G) V- (NHC (O) R1R2) p_m_n (NHC (O) R1R4 [SiR2O] [SiR2R4R1H) m (NHC (O) NR52) n (I)其中V为p价的可以包含杂原子的烃基，R在每次出现时可以是相同的或是不同的，为一价的任选经取代的烃基，R1在每次出现时可以是相同的或是不同的，为-O-、-S-或-NR3-，R2在每次出现时可以是相同的或是不同的，代表氢原子和一价的任选经取代的烃基，R3为氢原子或一价的任选经取代的烃基，
R4在每次出现时可以是相同的或是不同的，为可被杂原子中断的二价的任选经取代的烃基，R5在每次出现时可以是相同的或是不同的，为氢原子或任选经取代的烃基，a为不小于I的整数，优选在fiooo的范围内，更优选在5 500的范围内，进一步优选在1(Γ100的范围内，P为不小于2的整数，优选在2 20的范围内，更优选为3或者4，m为不小于I的整数，优选在f 19的范围内，更优选在广3的范围内，η为不小于I的整数，优选在f 19的范围内，更优选在f 3的范围内，
条件为P不小于m+n，(B)多异氰酸酯，以及(G)三聚催化剂。R的例子是烧基，如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戍基、异戊基、新戊基、叔戊基；己基，如正己基；庚基，如正庚基；辛基，如正辛基和异辛基，如2，2，4-三甲基戊基；壬基，如正壬基；癸基，如正癸基；十二烷基，如正十二烷基；烯基，如乙稀基和稀丙基；环烧基，如环戍基、环己基、环庚基和甲基环己基；芳基，如苯基和奈基；烧芳基，如邻-、间-、对-甲苯基、二甲苯基和乙基苯基；芳烷基，如苯甲基、α-和β-苯乙基。取代的烃基R的例子是烷氧基亚烷基，如甲氧基亚甲基和乙氧基亚甲基；羟基亚烷基，如2-羟基亚乙基以及氨基亚烷基，如二甲基氨基亚甲基、二乙基氨基亚甲基、2-氨基亚乙基和N-甲基氨基亚乙基。基团R优选包括一价的、任选经取代的具有f 40个碳原子的烃基，更优选具有广6个碳原子的烃基，特别优选包括甲基。R3的例子是氢原子以及为基团R所列举的例子。R3基团优选为氢原子。R1优选包括-O-。R2基团的例子是氢原子以及为基团R所提及的例子。R2基团优选包括具有f 6个碳原子的烃基，更优选包括甲基。R4基团的例子是亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、甲基氧代亚乙基，即基团-ch2-o-ch2ch2-、亚甲苯基、亚甲基二亚苯基、亚苯基、亚萘基、亚环己基和异佛尔酮基团。R4基优选包括可被杂原子中断的二价脂族烃基，更优选包括亚丙基、亚甲基和甲基氧代亚乙基，更特别优选包括亚甲基和甲基氧代亚乙基，最特别优选包括亚甲基。R5的例子是为R所列举的例子。R5优选包括氢原子和任选被羟基取代的烃基，更优选包括任选被羟基取代的烃基，更特别优选包括具有1飞个碳原子的烷基和具有1飞个碳原子的羟烷基。基团V的例子是任何希望的、已公知的可以包括杂原子的多价脂肪族或芳香族烃基，如I, 3，4-苯基、1，3，5-氰脲酸酯基、N, N, N’ -缩二脲基、4，4’，4〃-三苯甲烷基团和多((4-苯基)共聚甲醛)基团。基团V优选包括具有f 50个碳原子的多价基团，更优选具有6 30个碳原子。V优选包括多价芳香族的、任选包含杂原子的烃基，更优选包括多价芳香族的、任选包含氮、氧和磷的烃基，更特别优选多价芳香族的、具有6 30个碳原子的任选包含氮和
氧的烃基。在依照本发明使用的如式⑴所示的硅氧烷㈧中，m+n的总和优选等于P。依照本发明所使用的如式(I)所示的硅氧烷(A)具有按照标准ASTM D4283在25。C下测量优选为10(Tl0000mPas、更优选为50(T5000mPas的粘度。依照本发明所使用的硅氧烷(A)优选为超支化的。依照本发明所使用的硅氧烷㈧的例子为
权利要求
1.一种可发泡组合物，其包含下式的(A)硅氧烷、(B)多异氰酸酯和(G)三聚催化剂 V-(NHC(O)R1R2)p_m_n(NHC(O)R1R4[SiR2O],-SiR2R4R1H)m(NHC(O)NR52)n (I)其中， V为可以包含杂原子的P价烃基， R在毎次出现时可以是相同的或是不同的，为ー价的任选经取代的烃基， R1在每次出现时可以是相同的或是不同的，为-O-、-S-或-NR3-， R2在毎次出现时可以是相同的或是不同的，代表氢原子和一价的任选经取代的烃基， R3为氢原子或一价的任选经取代的烃基， R4在毎次出现时可以是相同的或是不同的，为可被杂原子中断的ニ价的任选经取代的烃基， R5在毎次出现时可以是相同的或是不同的，为氢原子或任选经取代的烃基， a为不小于I的整数， P为不小于2的整数， m为不小于I的整数， η为不小于I的整数， 条件为P不小于m+n。
2.依照权利要求I的可发泡组合物，特征在于P与m+n相等。
3.依照权利要求I或2的可发泡组合物，特征在于多异氰酸酯(B)具有如下的通式 Q(NCO)b(V) 其中 Q为b官能的、任选经取代的烃基，以及 b为至少是2的整数。
4.依照权利要求f3之一的可发泡组合物，特征在于使用羧酸盐作为组分(G)。
5.依照权利要求f4之一的可发泡组合物，特征在于基于本发明可发泡制备物总重量，三聚催化剂(G)的用量为O. Γ10. O重量％。
6.依照权利要求f5之一的可发泡组合物，特征在于它包含 (A)式⑴的硅氧烷， (B)多异氰酸酷， 任选存在的(C)填料， 任选存在的(D)乳化剤， 任选存在的(E)物理发泡剂， 任选存在的(F)加速泡沫形成的催化剂， (G)三聚催化剂， 任选存在的(H)化学发泡剂，以及 任选存在的(I)添加剤， 其中，本发明的制备物包含三个或多个异氰酸酯基团，并且包含至少ー种选自组分(E)和⑶的发泡剂。
7.一种用于制备含硅酮的聚异氰脲酸酯泡沫的方法，特征在于将硅氧烷(A)、多异氰酸酷⑶和三聚催化剂(G)以及至少ー种发泡剂混合，并且使其反应。
8.—种通过硅氧烷(A)、多异氰酸酯(B)和三聚催化剂(G)与至少ー种发泡剂反应而得到的泡沫。
全文摘要
本发明涉及一种可发泡制备物，其包含下式的(A)硅氧烷V-(NHC(O)R1R2)p-m-n(NHC(O)R1R4[SiR2O]a-SiR2R4R1H)m(NHC(O)NR52)n(I)、(B)多异氰酸酯和(G)三聚催化剂，式中的基团和指数具有权利要求1中的含义，涉及低密度的含硅聚氨酯泡沫，以及涉及其制备方法。
文档编号C08G18/61GK102844347SQ201180016075
公开日2012年12月26日 申请日期2011年3月16日 优先权日2010年3月30日
发明者J·克雷默 申请人:瓦克化学股份公司