[發明專利]用于制備基于聚脲的阻燃型多孔材料的方法

在審

• 申請號: 201280013819.0
• 申請日: 2012-03-08
• 公開（公告）號: CN103429647A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: M·弗力可;M·埃爾賓
• 申請（專利權）人: 巴斯夫歐洲公司
• 主分類號: C08J9/00
• 分類號: C08J9/00;C08J9/28;C08K5/00;C08G18/32
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司 11285
• 代理人: 侯婧;鐘守期

本發明涉及一種用于制備阻燃型多孔材料的方法，其包括以下步驟：

（a）至少一種多官能異氰酸酯（a1）與至少一種多官能芳族胺（a2）在有機溶劑中任選地在作為組分（a3）的水的存在下以及任選地在至少一種催化劑（a5）的存在下反應；并且然后

（b）移除有機溶劑以獲得有機多孔材料，

其中步驟（a）在至少一種作為組分（a4）的有機阻燃劑的存在下進行，其中所述阻燃劑可溶于所述溶劑中。

本發明還涉及可由此獲得的多孔材料，以及所述多孔材料用于隔熱的用途。

基于理論考慮，具有幾微米或明顯更小的尺寸范圍的孔和至少70%的高孔隙率的多孔材料（例如聚合物泡沫）是特別良好的熱絕緣體。

這些具有小平均孔徑的多孔材料可以例如有機干凝膠(xerogel)的形式存在。在整個文獻中，并非統一使用術語干凝膠。術語干凝膠通常意指通過溶膠凝膠法所制備的多孔材料，其中液相通過在低于臨界溫度和臨界壓力下（次臨界條件）干燥所述液相而從凝膠中移除。與此相反，當從凝膠中移除液相是在超臨界條件下進行時，通常使用術語氣凝膠。

在溶膠凝膠法中，首先制備基于活性有機凝膠前驅體的溶膠，然后通過交聯反應使溶膠凝膠化從而得到凝膠。為了從凝膠獲得多孔材料（例如干凝膠），必須移除液體。在后文中用簡化術語干燥表示該步驟。

WO-2008/138978描述了包含30重量%至90重量%至少一種多官能異氰酸酯和10重量%至70重量%至少一種多官能芳族胺的干凝膠，其中其體積平均孔徑至多為5微米。

但是，從現有技術已知的方法中的干燥法（特別是在次臨界條件下的干燥法）伴隨著收縮（shrinkage），孔隙率下降且密度增加。

現有技術已知并基于異氰酸酯和胺的制劑所存在的另一個問題是對許多應用而言阻燃性能不足。

因此一個目的是避免上述缺點。具體而言，本發明將提供一種不具有上述缺點或使其程度降低的多孔材料。所述多孔材料意指在真空中具有有利的熱導率。另一個目的是所述多孔材料還在高于真空范圍的壓力下（特別是在壓力范圍約1毫巴至約100毫巴內）具有低熱導率。這是必要的，因為在真空面板中于一段時間內壓力會增加。另一個目的是該多孔材料還在充氣條件下（即在大氣壓力下）具有有利的熱導率。另一個目的是該多孔材料同時具有高孔隙率、低密度和足夠高的機械穩定性，以及有利的阻燃性能。

所述目的是探索一種產生具有改進的阻燃性能的多孔有機材料的方法。同時，所述目的為該材料具有有利的孔結構，以保留上述優點。應當使得從所得凝膠產物中移除溶劑而發生的收縮最小化，特別是當在次臨界條件下移除溶劑時。

因此已發現本發明的方法和由此所得的多孔材料。

本發明用于制備多孔材料的方法包括以下步驟：

（a）至少一種多官能異氰酸酯（a1）與至少一種多官能芳族胺（a2）在有機溶劑中任選地在作為組分（a3）的水的存在下以及任選地在至少一種催化劑（a5）的存在下反應；并且然后

（b）移除有機溶劑以獲得有機多孔材料，

其中步驟（a）在至少一種作為組分（a4）的有機阻燃劑的存在下進行，其中阻燃劑可溶于所述溶劑中。

有機阻燃劑為同時為阻燃劑的有機化合物。有機化合物為包含至少一個碳原子的化合物。

阻燃劑為提高所得多孔材料的阻燃性能的一種化合物或多種化合物的混合物。為了本發明的目的，阻燃性能通過BKZ測試表征。術語BKZ測試意指燃燒指數（fire?index）（可燃性等級和煙霧等級）的測定，如在Vereinigung?Kantonaler?Feuerversicherungen(VKF)[Association?of?Swiss?Cantonal?Fire?Insurers]的“Wegleitung?für?Feuerpolizeivorschriften:Baustoffe?und?Bauteile”[Guidelines?for?Fire?Authority?Regulations:Construction?Materials?and?Components],Part?B:Prüfbestimmungen[Test?Procedures],1988版(1990、1994和1995增補版)中。阻燃劑優選特征在于其導致所得多孔材料在BKZ測試中的燃燒性能等級為5。

優選的實施方案可見于權利要求和說明書中。優選實施方案的組合位于本發明的范圍內。以下首先闡述所用組分的優選實施方案。