[發(fā)明專利]生產(chǎn)聚氨酯泡沫塑料的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 00104550.4
• 申請日: 2000-01-05
• 公開（公告）號: CN1267674A
• 公開（公告）日: 2000-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: H·埃爾戈巴賴;L·穆勒
• 申請（專利權(quán)）人: CK韋特科公司
• 主分類號: C08G18/18
• 分類號: C08G18/18;C08G18/40;//;10100)
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 馬崇德,楊九昌

本發(fā)明涉及生產(chǎn)聚氨酯泡沫塑料的方法。本發(fā)明尤其適合于用一步發(fā)泡法，半預(yù)聚物法和預(yù)聚物法來制造聚氨酯泡沫塑料。本發(fā)明具體涉及使用叔胺與具有任意羥基官能度芳氧基取代的羧酸的反應(yīng)產(chǎn)物，作為用于促進(jìn)在聚氨酯泡沫塑料，優(yōu)選一步法聚氨酯泡沫塑料，特別是軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的生產(chǎn)中涉及的反應(yīng)的催化劑。

聚氨酯泡沫塑料一般是在催化劑，硅酮基的表面活性劑和其它助劑的存在下將二異氰酸酯或聚異氰酸酯與含有兩個或多個活潑氫的化合物反應(yīng)制得的。含活潑氫的化合物一般是多元醇，伯聚胺和仲聚胺以及水。在聚氨酯泡沫塑料的制備過程中通過反應(yīng)物中的催化劑將兩個主要反應(yīng)加速。為了產(chǎn)生具有所希望的物理性能的聚氨酯泡沫塑料，這些反應(yīng)必須同時并且在生產(chǎn)期間以競爭性的平衡速率進(jìn)行。

在異氰酸酯和多元醇或聚胺之間的反應(yīng)通常稱為凝膠反應(yīng)，該反應(yīng)會形成高分子量的聚合物。在僅用低沸點的有機化合物進(jìn)行發(fā)泡的泡沫塑料的生產(chǎn)中這是一主要反應(yīng)。反應(yīng)的進(jìn)行增加了混合物的粘度，這一般有助于與多官能的多元醇形成交聯(lián)。第二個主要反應(yīng)發(fā)生在異氰酸酯和水之間。該反應(yīng)增加了氨基甲酸酯聚合物的增長，它對于產(chǎn)生用于促進(jìn)發(fā)泡的二氧化碳?xì)怏w是很重要的。因此，這一反應(yīng)通常稱為發(fā)泡反應(yīng)。該發(fā)泡反應(yīng)對于避免或減少助發(fā)泡劑的使用是必不可少的。

凝膠和發(fā)泡反應(yīng)均發(fā)生在用二氧化碳?xì)怏w進(jìn)行部分或全部發(fā)泡的泡沫塑料中。實際上由發(fā)泡反應(yīng)現(xiàn)場產(chǎn)生的二氧化碳“一步法”水發(fā)泡制備聚氨酯泡沫塑料中起著重要的作用。水發(fā)泡的聚氨酯泡沫塑料，特別是軟質(zhì)泡沫塑料可通過模塑方法和塊料發(fā)泡法來生產(chǎn)。

如上所述，為了獲得優(yōu)良的氨基甲酸酯泡沫結(jié)構(gòu)，凝膠反應(yīng)和發(fā)泡反應(yīng)必須同時并且要以最佳的平衡速率進(jìn)行。例如，如果與凝膠反應(yīng)相比二氧化碳釋放太快的話，泡沫就會有破裂的傾向。另一方面，如果與產(chǎn)生二氧化碳的發(fā)泡反應(yīng)相比凝膠的擴(kuò)展反應(yīng)太快的話，泡沫的增加就會受到限制，結(jié)果就會形成高密度的泡沫塑料。此外，不良平衡的交聯(lián)反應(yīng)將對泡沫塑料的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利地影響。實際上，這兩個反應(yīng)的平衡是靠該方法中使用的助催化劑和催化劑，一般是胺和/或有機金屬化合物的性質(zhì)來控制的。

通常的軟質(zhì)和硬質(zhì)泡沫塑料的配方包括有多元醇，聚異氰酸酯，水，任選的低沸點有機或惰性氣體(CO₂)，硅酮型表面活性劑和催化劑。軟質(zhì)泡沫塑料一般是開孔型材料，而硬質(zhì)泡沫塑料通常是閉孔占很高的比例。????

歷來生產(chǎn)聚氨酯泡沫塑料的催化劑是兩種通用的類型：叔胺(單和多)和有機錫化合物。有機金屬錫催化劑主要對凝膠反應(yīng)起作用，而胺催化劑使發(fā)泡/凝膠平衡的范圍更加不同。在軟質(zhì)泡沫塑料配方中使用錫催化劑還可增加閉孔的數(shù)量，而這直接影響著泡沫塑料的緊度。叔胺作為催化劑對擴(kuò)鏈反應(yīng)也是有效的并且它可與有機錫催化劑結(jié)合使用。例如，在軟質(zhì)的塊狀泡沫塑料的制備中，使用“一步法”，其中用三乙烯二胺促進(jìn)水-異氰酸酯的反應(yīng)和交聯(lián)反應(yīng)。而在增效性配方中使用有機錫化合物以促進(jìn)擴(kuò)鏈反應(yīng)。

軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料在商業(yè)上可以塊狀泡沫塑料來制備或在模具中制備。一些塊狀泡沫塑料是通過將混合的反應(yīng)物倒入一大的盒體中來生產(chǎn)(不連續(xù)法)，而另一些泡沫塑料則是以連續(xù)的方式通過將反應(yīng)混合物在紙襯傳送機上的淀積來制備的。隨著傳送機的前進(jìn)泡沫起發(fā)并固化，然后當(dāng)它從發(fā)泡機中出來時泡沫塑料被切成大的塊料。一些軟質(zhì)塊狀聚氨酯泡沫塑料的用途包括：家具墊，床上用品和地毯。

在不連續(xù)法中，反應(yīng)的引發(fā)必須被延遲以便使反應(yīng)混合物能均勻的擱置并使在反應(yīng)物混合期間夾入的多余空氣能夠溢出。否則，由于夾入空氣的緩慢釋放會引起泡沫塑料的開裂。在此情況下，可使用延遲性催化劑以實現(xiàn)所要求的反應(yīng)性分布曲線。這一問題在具有較短傳送機的機器上用連續(xù)法生產(chǎn)塊狀泡沫塑料時也是很嚴(yán)重的。在此情況下，當(dāng)泡沫塑料到達(dá)切割機時為了能充分地固化配方必須是具有高催化作用的。因此，為了使放置均勻不僅需要延遲作用，而且一旦激活，快速的催化作用也是很關(guān)鍵的。

生產(chǎn)模塑泡沫塑料的方法一般包括用聚氨酯泡沫塑料制造機將初始材料進(jìn)行混合，當(dāng)材料從混合頭出來時，將反應(yīng)混合物倒入模具中。軟質(zhì)模塑聚氨酯泡沫塑料的主要用途是：汽車坐墊；汽車的彈性頭墊和扶手；也可以將其用在家具墊上。一些半軟質(zhì)模塑泡沫塑料的用途包括汽車儀表盤，保溫泡沫塑料和吸聲泡沫塑料。