[發明專利]含有仲醇基團的聚酯型多元醇及其在制備如柔性聚氨酯泡沫的聚氨酯中的應用

有效

• 申請號: 200680014603.0
• 申請日: 2006-04-27
• 公開（公告）號: CN101166776A
• 公開（公告）日: 2008-04-23
• 發明（設計）人: Z·利森科;D·A·巴布;K·J·斯塔特;R·普朗格;張民;A·K·施羅克
• 申請（專利權）人: 陶氏環球技術公司
• 主分類號: C08G63/06
• 分類號: C08G63/06;C08G63/664;C08G63/685;C08G18/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 戈泊

本申請要求2005年4月29日提出的美國臨時申請No.60/676,348的權益。

技術領域

本發明涉及聚酯型多元醇(polyester?polyols)，制備聚酯型多元醇的方法，以及由聚酯型多元醇制備的聚氨酯聚合物。

背景技術

聚氨酯是通過聚異氰酸酯和多元醇反應制得的。通過使用由二醇或多元醇與二羧酸的酯縮合反應得到的聚酯型多元醇制備柔性泡沫(flexible?foams)，進行了聚氨酯的第一次大規模商業生產。由于聚醚型多元醇的低成本和制備較廣范圍多元醇的能力，聚酯型多元醇被聚醚型多元醇(polyether?polyols)代替。通過在含有活性氫起始化合物(starting?compounds)(如低分子量的多元醇和多胺)的引發劑化合物存在的條件下，聚合衍生自石油原料的環氧化物(環氧乙烷)制得聚醚。

引起關注的是，以衍生自年可再生資源(annually?renewableresources)如植物油或動物脂的多元醇產品代替石油基多元醇。由于地理政治事務(geopolitical?issues)和越來越多的全球需求引起的石油價格的易變性、農業大國變得更少依靠進口原料的需要和建立更可持續的經濟的需要，而驅動了這種關注。

已嘗試了多種從植物油制備多元醇方法。如，已由“吹制”大豆油制備了用于柔性聚氨酯泡沫的多元醇。吹制大豆油由其制備工藝得名，其中用空氣氧化大豆油以形成反應性羥基基團。然后，用低分子量的多元醇如丙三醇或蔗糖對被氧化的材料酯交換。所得聚醚型多元醇傾向于具有余臭、暗色和油狀感(oily?feel)。由那些多元醇制備的聚氨酯泡沫傾向于具有不良的物理性質。只有通過將它們以較小比例與常規聚醚型多元醇摻和才能由這些多元醇制得品質良好的泡沫。

最近，已研發出衍生自脂肪酸的高官能度聚酯型多元醇材料，如WO04/096882和WO04/096883所述，兩者均并入本文作為參考，這些聚酯型多元醇均通過使多羥基引發劑和某些羥甲基化的(hydroxymethylated)脂肪酸反應制得。這些多元醇可用于柔性泡沫和其他聚氨酯應用中。然而，制備這些多元醇需要多個工藝步驟。因此需要更簡單的制備方法。此外，這些多元醇主要具有伯羥基基團，其活性大于在某些聚氨酯應用上所需的活性。結論是，使用這些多元醇可能在某些情況下導致窄加工窗口(narrow?processing?windows)。這有時表現在配方中對錫催化劑用量的靈敏度上，在那些情況下，錫催化劑的用量必須控制在很小的范圍內以制得合格的泡沫產品。在很多商業發泡環境中很難達到那樣的催化劑用量的精確控制。

硬質聚氨酯泡沫(Rigid?polyurethane?foams)由蓖麻油或蓖麻油副產物制得。

因此，需要提供基于可再生資源、能夠容易的制備并可用于多種聚氨酯應用的多元醇。尤其需要提供能夠在柔性聚氨酯泡沫配方中用作主要或甚至唯一的高當量多元醇組分的多元醇，以提供具有良好性能的泡沫。更需要的是，能用基于可再生資源的多元醇提供形成聚氨酯泡沫的組分，且其允許相當寬的加工范圍(processing?latitude)。

發明內容

一方面，本發明為液體共聚多酯，其具有(a)引發劑鏈段，該引發劑鏈段為從具有至少兩個羥基、伯氨基或仲氨基基團且非丙三醇的化合物中除去羥基和氨基氫原子所得的殘基，和(b)每個共聚多酯分子平均至少3個酯單元，該酯單元衍生自具有7個或7個以上碳原子阿含有羥基的脂肪酸或兩種或兩種以上所述脂肪酸的混合物，其中至少部分含有羥基的脂肪酸含有從脂肪酸的酸根上的羰基碳移開至少5個碳原子的仲羥基基團。本發明的另一方面包括通過使這種液體共聚多酯與聚異氰酸酯反應形成的聚氨酯，以及制備這種聚氨酯的方法。

在第一方面的優選具體實施方案中，引發劑鏈段為聚醚。

“衍生的”在本文用作速記術語(shorthand?term)，意思是所討論的酯單元對應于在脂肪酸或其酯參與酯化(或對于酯，酯交換)反應以形成共聚多酯多元醇之后得到的殘基。該殘基相當于分別從脂肪酸或酯中除去-OH基團或-OR基團得到的殘基，和除了酯單元形成分子的末端部分的情況以外從脂肪酸或酯上的任意羥基基團除去氫原子得到的殘基。