制备聚氨酯泡沫的方法

制备聚氨酯泡沫的方法
【专利摘要】本发明提供制备适合作为植物生长介质的泡沫的方法，所述方法通过使多异氰酸酯、聚醚多元醇混合物及水以90到150的异氰酸酯指数反应来实施，其中，使用的所述多元醇混合物包含至少两种多元醇，并且其中，基于所述多元醇混合物的重量计算，所述多元醇混合物包含小于50重量%的氧乙烯。
【专利说明】制备聚氨酯泡沬的方法
[0001]本发明涉及制备聚氨酯泡沫的方法、包含此类泡沫的植物生长介质以及此类泡沫用作植物生长介质的用途。
[0002]已知包含聚氨酯泡沫的植物生长介质。
[0003]US 3798836公开其中分散有热塑性颗粒的水不溶性微孔开放性发泡聚氨酯基质。
[0004]US 3889417通过使预聚物与大量水反应制备亲水泡沫。这种泡沫可用于园艺应用。应用的水指数为1300-78000。类似方法已经公开于WO 96/16099中，其中未关于异氰酸酯指数及水指数给予特别指导；在实施例中，水指数大于1700，并且异氰酸酯指数小于
6。所用预聚物由具有至少1000的分子量的多元醇制备。
[0005]US 3970618公开了一种用于培养植物的基质，所述基质为通过使多异氰酸酯与多元醇以低NCO指数反应制备的低密度(18 kg/m3)亲水聚氨酯泡沫，多元醇具有900-1800的羟基值，并且多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)型多异氰酸酯。
[0006]US 5155931使用泡沫作为植物垫(plant mat)，所述泡沫通过使有机异氰酸酯(其优选为TDI)与多元醇以90-120的NCO指数反应而制得。
[0007]US 6479433公开了通过使预聚物与水在选择的填料材料存在下反应制备的园艺生长介质。
[0008]US 2005/0131095公开了以40-150的NCO指数制备聚氨酯泡沫的方法。未对水指数给予特别关注；在实施例中，NCO指数在85-106之间，并且水指数在93-120之间变化。然而，在这种方法中，使用的多元醇混合物具有总体高的氧乙烯含量(以重量计，50-90%)，并且不含具有中等氧乙烯含量(以重量计，小于50%)的多元醇。获得的如实施例中所说明的泡沫是具有至少60%的回弹率(resilience)及低于10 kPa的在40%下的压缩载荷挠度(compression load deflection, CLD)的柔性泡沫。
[0009]W02011/042284描述用作植物基质的柔性聚氨酯泡沫。这些泡沫具有25_70 kg/m3的密度、5-15 kPa的在40%下的压缩载荷挠度(CLD)及最多25%的在水饱和下的体积增加。这些泡沫以20-70的低异氰酸酯指数及200-400的高水指数制备，这意味着配制物中的异氰酸酯反应性组分之间对于与可利用的异氰酸酯组分反应存在巨大的竞争，这可导致在使用泡沫作为基质材料时起泡(排水)。
[0010]上述聚氨酯泡沫可具体地在以下方面进一步改善:吸水及保水特征(进一步表征为PFtl及PF1值)、泡沫稳定性及在100%水饱和下的膨胀，以及在低密度下的高压缩载荷挠度、防止起泡及防止具体地幼小植物(秧苗)的生长受抑制。
[0011]令人惊奇的是，已经发现，所有上述不希望的副作用(例如，起泡、生长抑制…)均可通过使用以在90到最多150范围内的异氰酸酯指数加上特定选择异氰酸酯及聚醚多元醇制造的聚氨酯泡沫避免。
[0012]此外，本发明的泡沫显示极佳的硬度，这使其具体地非常适于例如绿屋顶(greenroof)及景观美化应用。
[0013]此外，本发明的泡沫显示极佳的保水特征及在100%水饱和下低膨胀，这使其非常适合用作用于促进种子发芽及秧苗生长的植物生长基质。[0014]因此，本发明涉及聚氨酯泡沫，所述泡沫适于植物生长并且具有最多40%的回弹率、至少16 kPa的在40%下的压缩载荷挠度(CLD)、至少20 kg/m3的自由起发核心密度(free-rise core density)及最多25%的在水饱和下的体积增加。
[0015] 本发明的聚氨酯泡沫优选具有至少20 kPa并且更优选至少25 kPa的CLD、20 kg/m3到最大50 kg/m3的密度、最多30%的回弹率及最多20%的在水饱和下的体积增加。
[0016]本发明的聚氨酯泡沫具有特别好的吸水(absorption、uptake)及保水。聚氨酯泡沫的吸水并且具体地保水可通过测定PF值来测定，并且可借助保水曲线形象化，所述保水曲线是Y轴上的测得的泡沫中保留的体积水含量对X轴上的所施加减压的图(见图2A)。
[0017]本发明的聚氨酯泡沫优选具有至少70%、优选至少80%、更优选至少90%的PFtl值，其中，PFci值是在使具有100 mm X 120 mm X 75 mm尺寸的水饱和的泡沫样品经受O cmH2O柱的压力达30分钟之后测定。
[0018]本发明的聚氨酯泡沫可具有在10%到最大90%范围内的PF1值，其中，PF1值是在使100 mm X 120 mm X 75 mm的水饱和的泡沫样品经受-10 cm H2O柱的压力达24小时之后测定。
[0019]本发明的适于生长秧苗的聚氨酯泡沫优选具有至少50%、更优选至少60%并且最优选至少70%的PF1值，其中，PF1值是在使100 mm X 120 mm X 75 mm的水饱和的泡沫样品经受-10 cm H2O柱的压力达24小时之后测定。
[0020]本发明的具有在50%到高达大于75%范围内的PF1值的泡沫理想地适合作为用于生长秧苗的植物生长介质。本发明的适用于生长秧苗的植物生长介质可呈个别容器的形式，也称为种植(繁殖)方块2并且图解说明于图1A中。可将所述种植方块2放置在本发明的可呈厚平板I形式的较大的植物生长介质上。已知如图1B中所图解说明将若干个种植方块2放置到厚平板I上的植物生长系统的组合，并且尤其适于在温室中种植蔬菜、水果、花卉等。本发明的种植(繁殖)方块优选具有在50%到高达大于75%范围内的PF1值，而本发明的较大的植物生长介质(厚平板)优选具有在10%到最大50%范围内的PF1值。图2A图解说明厚平板及繁殖方块的优选pF特征。
[0021 ] 此外，本发明还涉及制备聚氨酯泡沫的方法。
[0022]可使用本发明中所公开的方法来制造由聚氨酯泡沫制成的上述植物生长介质。
[0023]本发明方法包括以90-150的异氰酸酯指数使以下物质反应:
-包含二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)及其具有3或更大的异氰酸酯官能度的同系物的多异氰酸酯，其中，基于二异氰酸酯及同系物的总量计算的二异氰酸酯的量为20重量％到80重量％，优选25重量％到70重量％，及
-第一聚氧乙烯聚氧丙烯多元醇，其具有2-6的平均标称羟基官能度、2000-12000的平均分子量、基于这种多元醇的重量计算大于50重量％的氧乙烯含量，及
-第二聚氧乙烯聚氧丙烯多元醇，其具有2-6的平均标称羟基官能度、2000-6000的平均分子量、基于这种多元醇的重量计算20重量％到45重量％的氧乙烯含量，及-2-7 pbw的水含量，并且
其中，所使用的第一多元醇与第二多元醇的重量比在60:40到20:80的范围内。
[0024]已经广泛公开泡沫及制备聚氨酯泡沫的方法。然而，本发明的泡沫及方法尚未公开。本发明的泡沫是独特的，因为它们既具有优良的保水性质，又具有极佳的泡沫特征，例如稳定性、硬度及在100%水饱和下有限的泡沫膨胀。
[0025]本发明的泡沫非常适合用作植物生长介质，因为它们具有优良的湿润、保水性及水释放性质。
[0026]用于制备多异氰酸酯(预聚物)的多异氰酸酯在本领域已知。它们广泛被称为聚合或粗MDI，及聚合或粗MDI与MDI的混合物。
[0027]聚合或粗MDI包含MDI及具有3或更大的异氰酸酯官能度的同系物，并且在本领域众所周知。它们通过苯胺及甲醛的酸缩合获得的多胺混合物的光气化制备。
[0028]多胺混合物及多异氰酸酯混合物两者的制造均为众所周知的。在强酸(例如，盐酸)存在下，苯胺与甲醛缩合得到含有二氨基二苯基甲烷与较高官能度的多亚甲基多亚苯基多胺的反应产物，精确组成以已知方式尤其取决于苯胺/甲醛比。多异氰酸酯通过多胺混合物的光气化制备，并且各种比例的二胺、三胺及高级多胺产生相关比例的二异氰酸酯、三异氰酸酯及高级多异氰酸酯。在此类粗或聚合MDI组合物中，二异氰酸酯、三异氰酸酯及高级多异氰酸酯的相对比例决定组合物的平均官能度，即每分子的异氰酸酯基团的平均数。通过改变原料比例，多异氰酸酯组合物的平均官能度可从几乎不大于2改变到3或甚至更高。然而，实际上，平均异氰酸酯官能度优选在2.3到2.8的范围内。这些聚合或粗MDI的NCO值至少为30重量 ％。聚合或粗MDI含有二苯基甲烷二异氰酸酯，其余部分为官能度大于2的多亚甲基多亚苯基多异氰酸酯。如果需要，这种聚合或粗MDI可与MDI混合，条件为多异氰酸酯具有所需量的二异氰酸酯及具有3或更大的异氰酸酯官能度的同系物。
[0029]用于本发明方法的多异氰酸酯包含20重量％到80重量％、优选25重量％到70重量％、更优选25重量％到55重量％的MDI及80重量％到20重量％、优选75重量％到30重量％并且更优选75重量％到45重量％的MDI同系物，所述同系物具有3或更大的异氰酸酯官能度，其中，两个量均基于多异氰酸酯的总量计算。
[0030]例如，此类多异氰酸酯可通过混合适当的相对量的SUPRASEC? MPR (购自Huntsman)及 SUPRASEC? 2185 (购自 Huntsman)而制备，SUPRASEC? MPR 是 4，4’- 二苯基甲烷二异氰酸酯，SUPRASEC? 2185是一种具有30.7重量％的NCO值并且包含约37.7重量％的二异氰酸酯的聚合MDI。还可使用含有约80重量份4，4’ -MDI及约20重量份2，4’ -MDI及小于 2 重量份 2，2’ -MDI 的 SUPRASEC? 2185 与 SUPRASEC? MI 20 (购自 Huntsman)的混合物。
[0031]使用具有3及更大的官能度的多异氰酸酯有益于制造具有高PF1值(PF1值> 50%)的用作植物生长基质的聚氨酯泡沫，因为具有3及更大的官能度的异氰酸酯产生具有相对更紧密的孔(微孔隔膜)并且因此具有较好的保水性质的泡沫。
[0032]可使用由上述多异氰酸酯制得的预聚物。预聚物优选具有10重量％到30重量％的NCO值，并且通过使多异氰酸酯与多元醇反应来制备，所述多异氰酸酯包含20重量％到80重量％ (优选25重量％到55重量％)的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)及80重量％到20重量％ (优选75重量％到45重量％)的这种二异氰酸酯的同系物，所述同系物具有3或更大的异氰酸酯官能度，两个量均基于多异氰酸酯的量计算，所述多元醇具有62-7000的平均分子量及2-6的平均标称羟基官能度。
[0033]适用于多异氰酸酯预聚物的多元醇具有62-7000的平均分子量及2_6的平均标称
羟基官能度。实例包括乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、丁二醇、甘油、三乙醇胺、三羟甲基丙烷、1，2，6-己三醇、季戊四醇、山梨糖醇、聚氧乙烯多元醇、聚氧丙烯多元醇、聚氧乙烯聚氧丙烯多元醇及其混合物。优选为在多官能引发剂(必要时)存在下通过氧化乙烯及任选地氧化丙烯的聚合获得的多元醇。适合的引发剂化合物含有多个活性氢原子，并且包括水、丁二醇、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、环己烷二甲醇、甘油、三羟甲基丙烷、1，2，6-己三醇、季戊四醇及山梨糖醇。可使用引发剂及/或环状氧化物的混合物。聚氧乙烯-聚氧丙烯多元醇通过将氧化乙烯及氧化丙烯同时或依次加到引发剂而获得，如现有技术中所充分描述。可使用无规共聚物、嵌段共聚物及其组合。优选的多元醇为在聚合物链的末端具有至少部分并且优选所有氧乙烯基团(封端(capped)或附于末端(tipped))的那些。也可使用所述多元醇的混合物。
[0034]适用于多异氰酸酯预聚物的优选多元醇为具有2-4并且最优选3的平均标称羟基官能度、250-1000的平均分子量及基于多元醇的重量计算至少50重量％的氧乙烯含量的聚氧乙烯多元醇及聚氧乙烯聚氧丙烯多元醇。此类多元醇市面有售。实例为购自Perstorp的 Polyol 3380。
[0035]此外，根据本发明，可使多元醇I及/或多元醇2的一部分与全部或一部分异氰酸酯预反应。因此，可使用多元醇I及/或2的一部分来制备多异氰酸酯预聚物组合物。因此，适合的预聚物可通过首先使本发明的多异氰酸酯与至少一部分第一多元醇及/或第二多元醇反应来制备。
[0036]本发明的多异氰酸酯预聚物通过将多异氰酸酯与多元醇组合及混合并使它们反应以已知方式制备。多 异氰酸酯与多元醇的比率使得在反应后获得具有10重量％到30重量％的NCO值的预聚物。如果需要，可使用促进氨基甲酸酯基团形成的催化剂。
[0037]优选地，使用多异氰酸酯预聚物制备本发明的泡沫。使用预聚物对于聚氨酯泡沫中交联的形成可为有益的，并且在这种情况下可获得较硬的泡沫。
[0038]可用作第一多元醇及第二多元醇的多元醇包括在多官能引发剂(必要时)存在下通过氧化乙烯及氧化丙烯的聚合获得的产物。适合的引发剂化合物含有多个活性氢原子，并且包括水、丁二醇、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、环己烷二甲醇、甘油、三羟甲基丙烷、1，2，6-己三醇、季戊四醇及山梨糖醇。也可使用引发剂的混合物。聚氧乙烯-聚氧丙烯多元醇通过将氧化乙烯及氧化丙烯同时或依次加到引发剂而获得，如现有技术中所充分描述。可使用具有指定量的氧乙烯基团的无规共聚物、嵌段共聚物及其组合。
[0039]用于制备本发明的泡沫的方法中的第一聚醚多元醇具有2-6的平均标称羟基官能度、2000-12000的平均分子量及基于这种多元醇的重量计算大于50重量％的氧乙烯含量。
[0040]根据一些实施方案，用于制备本发明的泡沫的方法中的第一聚醚多元醇优选具有2-4并且更优选3的平均标称羟基官能度、2000-8000并且更优选3000-6000的平均分子量
及基于这种多元醇的重量计算大于60重量％的氧乙烯含量。
[0041]根据一些实施方案，第一聚醚多元醇的不饱和含量可为最多0.03 meq/g，优选最多 0.02 meq/g,更优选最多 0.01 meq/g。
[0042]用于制备本发明的泡沫的方法中的第二聚醚多元醇具有2-6的平均标称羟基官能度、2000-6000的平均分子量及基于这种多元醇的重量计算20重量％到45重量％的氧乙
烯含量。
[0043]根据一些实施方案，用于制备本发明的泡沫的方法中的第二聚醚多元醇优选具有2-4并且更优选3的平均标称羟基官能度、2000-4000的平均分子量及基于这种多元醇的总重量计算20重量％到35重量％并且更优选25重量％到30重量％的氧乙烯含量。
[0044]根据一些实施方案，第一多元醇及第二多元醇中的氧乙烯基团是无规分布的。
[0045]根据一些实施方案，第二聚醚多兀醇的不饱和含量可为最多0.03 meq/g,优选最多 0.02 meq/g,更优选最多 0.01 meq/g。
[0046]根据一些实施方案，用于制备本发明的泡沫的方法中的第一多元醇对第二多元醇的重量比在60:40到20:80的范围内，优选在49:51到30:70的范围内。
[0047]根据一些实施方案，使用的第二聚醚多元醇的重量比基于第一聚醚多元醇及第二聚醚多元醇的总重量计算优选至少为50%，或者换句话说，使用的第一多元醇与第二多元醇的重量比在49:51到20:80的范围内，更优选在49:51到30:70的范围内。
[0048]总氧乙烯含量基于第一聚醚及第二聚醚的总重量计算优选低于50重量％。 [0049]根据一些实施方案，可首先将第一聚醚多元醇及第二聚醚多元醇混合以便形成稳定的聚醚多元醇分散物，随后将其添加到多异氰酸酯组合物中。
[0050]稳定的聚醚多元醇分散物中的氧乙烯内容物的平均重量比基于分散物的重量计算优选小于50%。
[0051]第一聚醚多元醇及第二聚醚多元醇在本领域已知及/或市面有售。第一类型的聚醚多元醇的实例是Daltocel? F442、F444及F555，所有均购自Huntsman并且具有大于60重量％的氧乙烯含量。第二类型的聚醚多元醇的实例是购自Huntsman的Jeffol? G11-56。Daltocel及Jeffol是Huntsman公司或其分公司的商标，已经在一个或一个以上国家但未在所有国家注册。
[0052]根据一些实施方案，制备本发明的泡沫的方法以95-120的异氰酸酯指数、更优选100-110的异氰酸酯指数实施。
[0053]此外，可添加具有60-1999的平均分子量的异氰酸酯反应性增链剂及/或交联剂。此类化合物的实例是丁二醇、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、环己烷二甲醇、甘油、三羟甲基丙烷、1，2，6-己三醇、季戊四醇、山梨糖醇及聚氧乙烯多元醇、聚氧丙烯多元醇、聚氧乙烯聚氧丙烯多元醇及其具有约200、600及1000的平均分子量的混合物，以及此类化合物的混合物。这些增链剂及/或交联剂的使用量为每100 pbw具有2000及更大的平均分子量的上述聚醚多元醇混合物最多20 pbw，并且优选最多10 pbwo
[0054]可向反应中添加水，其量应使得异氰酸酯指数在90-150 (优选95-120，更优选100-110)的范围内。用于本发明方法中的水的量(水含量)优选在2-7 pbw的范围内，并且更优选在3.5-6 pbw的范围内。
[0055]此外，可使用促进氨基甲酸酯基团形成的催化剂。优选地，以0.1重量％到2重量％的量使用(基于所有异氰酸酯反应性成分)。此类催化剂一般在本领域已知。实例是胺催化剂，如三亚乙基二胺、N，N-二甲基乙醇胺、双(N，N-二甲基氨基乙基)醚、2-(2-二甲基氨基乙氧基)乙醇、N，N，N’ -三甲基-N’ -羟基乙基双氨基乙基醚、N-(3-二甲基氨基丙基)-N，N-二异丙醇胺、N，N’ - 二乙基哌嗪及1-(双(3-二甲基-氨基丙基)氨基-2-丙醇；以及有机金属化合物，如辛酸亚锡及二月桂酸二丁基锡。也可使用催化剂的混合物。
[0056]任选地，可在聚氨酯领域中使用的添加剂及助剂存在下制备泡沫，此类添加剂及助剂例如阻燃剂、表面活性剂、其它发泡剂、防烟剂、着色剂、炭黑、抗微生物剂、抗氧化剂、脱模剂、填料及肥料。
[0057]通过组合及混合所有成分并允许反应发生而制备泡沫。可根据自由起发法、模制法、块料(slabstock)法、层压法或喷雾法制备泡沫。当在模具中制备泡沫时，使用最多100%、优选最多50%的过填充(overpack)。当使用模制法时，泡沫可显示有利的形态:当将两片相同的泡沫(两者均水饱和)一片在另一片之上放置时，则与在没有此过填充下制造的现有技术泡沫相比，下面的一片泡沫将从上面的泡沫吸收较少的水。
[0058]可将这些成分独立给料到发泡机的混合头。优选地，在与多异氰酸酯混合前，将异氰酸酯反应性成分预混合，任选与聚氨酯领域中使用的添加剂及助剂一起预混合。
[0059]通过本发明方法获得的泡沫具有至少20 kg/m3并且优选20-50 kg/m3的总体自由起发核心密度、最多40%并且优选最多30%的回弹率及最多25%并且优选最多20%的在水饱和下的体积增加。
[0060]通过本发明方法获得的泡沫优选具有至少16 kPa、更优选大于20 kPa的在40%下的压缩载荷挠度(CLD)。
[0061]通过本发明方法获得的泡沫可具有高达200 kPa的在40%下的压缩载荷挠度(CLD)。
[0062]通过本发明方法获得的泡沫进一步具有吸水性、一定程度的空气流动及微孔开放性，这使其特别适合用作植物生长介质。
[0063]通过本发明方法获得的泡沫可用于温室中以便种植花卉、水果、蔬菜及其它适合的植物，以及用于在绿墙及绿屋顶上种植适合的植物，以及与植物的水经济管理相关的其它应用。
[0064] 对于用于温室中，本发明的泡沫可进一步补充以滴灌系统，可向所述滴灌系统供应附加的营养物。
[0065]对于用于绿屋顶及景观覆盖，本发明的泡沫可进一步补充以基于纯聚脲(例如Tecnocoat P-2049)的防水系统。
[0066]对于用于绿屋顶，通过本发明获得的泡沫可改善建筑物的覆盖物的隔离。附加的隔热层可进一步提高能量效率并且可将供热及制冷的成本降低高达5%。
[0067]而且，在绿屋顶、绿墙及景观覆盖中使用本发明的泡沫由于包裹减弱声音而可降低声音污染，并且它将减少声音的混响可利用的“硬”表面的数量。
[0068]本发明的亲水基质泡沫的特征在于非常有效地管控及保留水的能力。泡沫可以各种厚度及轮廓使用以便满足终端用户的最终要求。
[0069]本发明的泡沫与现有的植物(种植)基质相比主要优点在于:
-本发明的泡沫可保持高达30倍于其重量的水，并且具有有限膨胀(〈25%)。
[0070]-本发明的泡沫具有与天然的植物生长介质(例如土壤)相当的保水特征。
[0071]-本发明的泡沫可充分地排出过载的水，同时使大于65%的水保留在泡沫中。
[0072]-本发明的泡沫容易处理及安装(可构造各种厚度及轮廓以便满足终端用户的最终要求)。
[0073]-由于重量较轻(20-50kg/m3)，本发明的泡沫理想地适用于具有较差结构性质的老式建筑物上的绿屋顶。
[0074]-使用本发明的泡沫可改善建筑物的隔热，并且因此将供热及制冷的成本降低高达5%。
[0075]在本申请案的背景下，以下术语具有以下含义:
I)异氰酸酯指数或NCO指数或指数:
NCO基团与配制物中存在的异氰酸酯反应性氢原子的比率，作为百分数给出:
【权利要求】
1.一种由聚氨酯泡沫制备的植物生长介质，所述聚氨酯泡沫具有最多40%的回弹率、至少16 kPa的在40%下的压缩载荷挠度(CLD)、至少20 kg/m3的自由起发核心密度及最多25%的在水饱和下的体积增加。
2.根据权利要求1所述的植物生长介质，其中，所述CLD至少为20kPa，优选至少为25kPa,所述自由起发核心密度为20 kg/m3到最大50 kg/m3,所述回弹率最多为30%,并且所述体积增加最多为20%。
3.根据前述权利要求所述的植物生长介质，其中，具有100mm X 120 mm X 75 mm大小的水饱和的并且经受O cm H2O柱的压力的所述泡沫中保留的水的体积(表示为PFtl)至少为70%，并且其中，具有100 mmX 120 mm X 75 mm大小的水饱和的并且经受-10 cm H2O的压力的所述泡沫中保留的水的体积(表示为PF1)为10%到90%，其中，pFQ及PF1进一步定义为
4.根据前述权利要求所述的植物生长介质，其中，PFtl优选至少为80%，更优选至少为90%。
5.根据前述权利要求所述的植物生长介质，其用作用于生长秧苗的植物基质及/或用作繁殖方块的用途，其中，PF1至少为50%，更优选至少为60%并且最优选至少为70%。
6.一种制备根据前述权利要求所述的聚氨酯泡沫的方法，所述方法包括以90到150的异氰酸酯指数使以下物质反应: -包含二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)及其具有3或更大的异氰酸酯官能度的同系物的多异氰酸酯，其中，基于所述二异氰酸酯及所述同系物的总量计算的二异氰酸酯的量在20重量％到80重量％的范围内，优选在25重量％到70重量％的范围内，及 -第一聚氧乙烯聚氧丙烯多元醇，其具有2到6的平均标称羟基官能度、2000到12000的平均分子量、基于所述多元醇的重量计算大于50重量％的氧乙烯含量，及 -第二聚氧乙烯聚氧丙烯多元醇，其具有2到6的平均标称羟基官能度、2000到6000的平均分子量、基于所述多元醇的重量计算20重量％到45重量％的氧乙烯含量，及-2到7 pbw的水含量，并且 其中，所使用的所述第一多元醇与所述第二多元醇的重量比在60:40到20:80的范围内。
7.根据权利要求6所述的制备泡沫的方法，其中，所述异氰酸酯指数优选为95到120，并且更优选为100到110。
8.根据权利要求6及7中任一项所述的制备泡沫的方法，其中，基于所述二异氰酸酯及所述同系物的总量计算的二异氰酸酯的量为25重量％到55重量％。
9.根据权利要求6到8中任一项所述的制备泡沫的方法，其中，所述多异氰酸酯是预聚物，所述预聚物具有10重量％到30重量％的NCO值并且通过首先使所述多异氰酸酯与多元醇反应而制备，所述多元醇具有62到7000并且优选250到1000的平均分子量、2到6、优选2到4并且更优选3的平均标称羟基官能度及至少50%的氧乙烯含量。
10.根据权利要求6到8中任一项所述的制备泡沫的方法，其中，所述多异氰酸酯是预聚物，所述预聚物具有10重量％到30重量％的NCO值并且通过首先使所述多异氰酸酯与所述第一多元醇及/或第二多元醇的至少一部分反应而制备。
11.根据前述权利要求6到10中任一项所述的制备泡沫的方法，其中，所述第一聚醚多元醇具有2到4并且优选3的平均标称羟基官能度、2000到8000并且优选3000到6000的平均分子量、基于所述多元醇的重量计算大于60重量％的氧乙烯含量，并且其中，所述第二聚氧乙烯聚氧丙烯多元醇具有2到4并且优选3的平均标称羟基官能度、2000到4000的平均分子量、基于所述多元醇的重量计算20重量％到35重量％的氧乙烯含量，并且其中，所述水含量是3.5 pbw到6 pbw,并且其中，所述第一多元醇及第二多元醇中的所述氧乙烯基团优选无规分布。
12.根据前述权利要求6到11中任一项所述的制备泡沫的方法，其中，基于所述第一聚醚及第二聚醚的总重量计算，所述总氧乙烯含量优选低于50重量％。
13.根据前述权利要求6到12中任一项所述的制备泡沫的方法，其中，使用的所述第一多元醇与所述第二多元醇的重量比优选在49:51到20:80的范围内，更优选在49:51到30:70的范围内。
14.根据前述权利要求6到13中任一项所述的制备泡沫的方法，其中，首先将所述第一聚醚多元醇与所述第二聚醚多元醇混合以便形成聚醚多元醇的稳定分散物，随后将其添加到所述多异氰酸酯中。
15.根据权利要求14所述的制备泡沫的方法，其中，基于所述分散物的重量计算，所述聚醚多元醇的稳定分散物中的所述氧乙烯含量的平均重量比小于50%。
16.根据前述权利要求6到15中任一项所述的制备泡沫的方法，所述方法进一步包括添加具有60到1999的平均分子量的异氰酸酯反应性增链剂及/或交联剂以及其它助剂及添加剂。
17.根据权利要求6到16中任一项所述的制备泡沫的方法，其中，所述泡沫在模具中制备，并且过填充最多为100%，优选最多50%。
18.根据前述权利要求6到17中任一项制备的泡沫，用于在温室、绿屋顶、绿墙及/或若干种景观美化特征中用作植物生长介质的用途。
【文档编号】C08G18/10GK103946257SQ201280052239
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2012年10月25日 优先权日:2011年10月28日
【发明者】J.A.S.马肯, L·莫罗, J.E.I.M.J.克莱林西, A.范德维尔德 申请人:亨茨曼国际有限公司