[發明專利]由烷氧基化植物油羥基化物制得的聚氨酯泡沫材料

無效

• 申請號: 201110410044.8
• 申請日: 2006-04-05
• 公開（公告）號: CN102585200A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: Y·-L·肖;R·G·斯科彭斯基;B·D·考施瓦;K·G·麥克丹尼爾;J·F·帕索斯;S·L·哈格;K·W·海德
• 申請（專利權）人: 拜爾材料科學有限公司
• 主分類號: C08G65/28
• 分類號: C08G65/28;C08G18/48;C08G18/36;C07C69/708;C07C67/30
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 樊云飛

本申請是申請人于2006年4月5日提交的申請號為200610073753.0、發明名稱為“由烷氧基化植物油羥基化物制得的聚氨酯泡沫材料”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明一般涉及聚氨酯，更具體涉及聚氨酯泡沫材料和彈性體，其中，至少一部分衍生自石油的多元醇被烷氧基化植物油羥基化物所替代。

發明背景

聚氨酯泡沫材料和彈性體已經被廣泛用于許多工業用品和消費品中。這種普及性歸因于聚氨酯的寬泛機械性能和比較易于制造的能力。例如，汽車包括許多聚氨酯部件，諸如座位、儀表板和其它駕駛室內部零件。聚氨酯泡沫材料傳統上被分類為軟質泡沫材料(或半硬質泡沫材料)或硬質泡沫材料；軟質泡沫材料通常比硬質泡沫材料更柔軟、不那么致密、更易于彎曲以及更能在承受負荷以后發生結構回彈。

聚氨酯泡沫材料的制備方法是本領域技術人員所熟知的。聚氨酯是通過NCO基與羥基反應形成的。最常規的生產聚氨酯的方法是通過多元醇與異氰酸酯的反應來進行，所述反應形成主鏈氨基甲酸酯基。根據需要，聚氨酯配方中還可以包括交聯劑、發泡劑、催化劑和其它添加劑。

用在聚氨酯生產中的多元醇通常來自石化產品，一般衍生自環氧丙烷、環氧乙烷和各種起始劑如乙二醇、丙二醇、丙三醇、蔗糖和山梨醇。聚酯多元醇和聚醚多元醇是聚氨酯生產中最常用的多元醇。對于半硬質泡沫材料，一般使用分子量約為300至2000的聚酯多元醇或聚醚多元醇，而對于軟質泡沫材料，通常使用的是分子量約為1000至10000的長鏈多元醇。可選擇聚酯多元醇和聚醚多元醇，以使特定的聚氨酯彈性體或泡沫材料在工程學上具有所需的最終韌性、耐久性、密度、撓性、壓縮變定率和模量以及硬度性質。一般來說，高分子量的多元醇和低官能度的多元醇傾向于生成比低分子量的多元醇和高官能度的多元醇更軟的泡沫材料。

衍生自石油的組分如聚酯多元醇和聚醚多元醇造成若干缺點。使用此類聚酯或聚醚多元醇需要消耗石油，而石油是不可再生能源。而且，多元醇的生產需要投入大量的能量，因為用來制備多元醇的石油必須經過鉆探、提煉，然后運送到精煉廠，在此石油被精煉、加工，產出最終的多元醇。隨著大眾消費者越來越意識到這種制造鏈對環境造成的影響，消費者對“更綠色”的產品的需求將會不斷增長。為了有助于減少石油的消耗，同時又能滿足消費者不斷增長的此類要求，最好用更通用、可再生并且對環境更負責的組分來部分或全部地替代聚氨酯彈性體和泡沫材料生產中所用的衍生自石油的聚酯多元醇或聚醚多元醇。

本領域工作人員已經做了一些嘗試，以實現這種替代。已經開發了使用衍生自植物的脂肪酸三甘油酯所制造的塑料和泡沫材料，這些脂肪酸三甘油酯包括大豆衍生物。作為可再生的、通用和環境友好的資源，大豆已經是并且將一直是用于塑料制造的理想成分。

例如，授予Daute等人的美國專利5221433中描述了烷氧基化豆油的應用，這種烷氧基化豆油是通過使豆油環氧化、然后在鎳催化劑上氫化而制得的。使用氫氧化鉀催化劑和用于脫墨的產品來使羥基官能的油被烷氧基化。但是，Daute等人沒有提到這些油在制備聚氨酯泡沫材料或彈性體中的應用。

Daute等人在美國專利5512134中提供了一種在脫墨化學品存在下從印刷廢紙上除去印刷油墨的方法。在該方法中使用氧化油的烷氧基化物作為脫墨化學品。在其所述的烷氧基化物中，有如魚油、菜籽油和豆油之類的氧化油的烷氧基化物，其中，氧化烯的組分占20重量％至95重量％，優選50重量％至80重量％。Daute等人沒有提到這些烷氧基化物在制備聚氨酯中的應用。

授予Schneider等人的美國專利5516853中公開了烷氧基化豆油可以被用在不飽和聚酯的生產中。該專利中描述了這些物質在水稀釋性粘合劑和水稀薄性漆料中的用途。Schneider等人沒有描述或提到在聚氨酯中的應用。

Kurth在包括6180686、6465569和6624244的許多美國專利中描述了未改性(氧化的)豆油作為多元醇在聚氨酯材料生產中的應用。用空氣對這種油進行鼓吹，以使其氧化，但是對使用此氧化豆油作為石油基多元醇的替代品之前的任何其它改性處理沒有進行說明。