[發(fā)明專利]一種聚氨酯泡沫材料及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 02134631.3
• 申請日: 2002-08-30
• 公開（公告）號: CN1400229A
• 公開（公告）日: 2003-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉保華;陳立班;張敏
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院廣州化學(xué)研究所
• 主分類號: C08G18/44
• 分類號: C08G18/44
• 代理公司: 廣州科粵專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 余炳和

?????????????????????????????????技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新型的以二氧化碳作為起始合成原料的高碳酸酯含量的脂肪族聚碳酸酯型聚氨酯泡沫材料及其制備方法。

????????????????????????????????技術(shù)背景

以二氧化碳作為起始原料制備聚氨酯材料是最近幾年發(fā)展起來的一項新技術(shù)，所得到的聚氨酯材料屬于脂肪族聚碳酸酯型聚氨酯。該類聚氨酯材料具有很多獨特的性能，如同聚醚型聚氨酯材料相比，其機械強度和耐磨性要好的多；同聚酯型聚氨酯材料相比，它具有更好的低溫柔順性，耐水解性及抗氧化性。另外，某些品種的該類聚氨酯材料還具有良好的生物降解性。過去，脂肪族聚碳酸酯型聚氨酯材料主要是以脂肪族或芳香族小分子碳酸酯作為原料，通過酯交換法或環(huán)狀碳酸酯開環(huán)聚合法等制備出脂肪族聚碳酸酯多醇，再通過交聯(lián)，擴鏈等得到。由于該過程采用的小分子碳酸酯價格較高，同時生產(chǎn)過程中產(chǎn)生污染也較大，嚴重阻礙了該類材料的大規(guī)模應(yīng)用。有關(guān)該類聚氨酯材料的報道主要集中于彈性體，涂料，粘合劑等方面。

我們以高分子負載雙金屬氰化物(ZL?89100701)作為催化劑，以二氧化碳和環(huán)氧丙烷作為原料，通過調(diào)節(jié)聚合得到分子中碳酸酯基團分數(shù)(摩爾分數(shù))在0.2～0.5的液態(tài)低粘的多羥基脂肪族聚碳酸酯樹脂(ZL?91109459)，并以該樹脂作為原料，合成出性能優(yōu)良的脂肪族聚碳酸酯型聚氨酯彈性體(彭漢等.化學(xué)世界，1995，8：426-428)，該聚氨酯彈性體中碳酸酯基團含量(％，w)較高，一般在15％～30％之間。

Kuyper等(US4826953)以小分子雙金屬氰絡(luò)合物作為催化劑，采用上述類似方法得到多羥基脂肪族聚碳酸酯樹脂，以該樹脂作為原料，制備出脂肪族聚碳酸酯聚氨酯泡沫。然而，Kuyper所得到的聚氨酯泡沫中碳酸酯基團含量(％，w)較低，在3％～7％左右，接近于聚醚型而非聚碳酸酯型聚氨酯泡沫。

???????????????????????????發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種以二氧化碳作為起始合成原料的高碳酸酯基團含量的脂肪族碳酸酯型聚氨酯泡沫材料，它與通用聚氨酯泡沫相比，具有強度高、燃燒熱低、耐磨性、耐水解性好的特點，某些品種，如聚碳酸亞乙酯型聚氨酯泡沫材料具有良好生物降解性。可用作家具材料，汽車材料、絕熱材料、建筑材料，包裝材料等。

本發(fā)明的另一個目的是提供該聚氨酯泡沫材料的制備方法。

本發(fā)明提供的聚氨酯泡沫材料，是以二氧化碳作為起始原料合成的脂肪族聚碳酸酯型聚氨酯泡沫材料，其中碳酸酯基團含量(％，w)在15％～30％之間。

該脂肪族聚碳酸酯型聚氨酯泡沫材料是采用二氧化碳和環(huán)氧化物通過分子量調(diào)節(jié)劑合成的數(shù)均分子量不超過10000，羥基官能度為2，3或更高，分子中碳酸酯基團的摩爾分數(shù)在0.2～0.5之間的脂肪族聚碳酸酯多醇；再由所述脂肪族聚碳酸酯多醇與異氰酸酯指數(shù)在60-200之間的二異氰酸酯和/或聚合異氰酸酯，在催化劑、發(fā)泡劑、交聯(lián)或擴鏈劑、泡沫穩(wěn)定劑和其他助劑的存在下反應(yīng)合成的。

本發(fā)明中由二氧化碳和環(huán)氧化物制備脂肪族聚碳酸酯多醇，所用的原料環(huán)氧化物、分子量調(diào)節(jié)劑等都可以是現(xiàn)有技術(shù)所采用的原料。

其中與二氧化碳反應(yīng)的環(huán)氧化物優(yōu)選環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷和環(huán)氧丁烷中的一種或者幾種的混和物。

所用的分子量調(diào)節(jié)劑優(yōu)選羥基官能度≥2的脂肪族或芳香族多醇、多酚、低分子量(分子量小于1000)的聚醚多醇、聚酯多醇、脂肪族聚碳酸酯多醇等中的一種或者幾種的混合物。

二氧化碳和環(huán)氧化物合成的脂肪族聚碳酸酯多醇中碳酸酯的摩爾分數(shù)在0.2～0.5之間，最好在0.20-0.45之間。其數(shù)均分子量小于10000，最好是500-5000之間。所述脂肪族聚碳酸酯多醇優(yōu)選脂肪族聚碳酸亞丙酯多醇、脂肪族聚碳酸亞乙酯多醇。