[發明專利]用于制備硬質聚氨酯泡沫和硬質聚異氰脲酸酯泡沫的方法

有效

• 申請號: 201380015646.0
• 申請日: 2013-03-19
• 公開（公告）號: CN104204016B
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: G·坎普夫
• 申請（專利權）人: 巴斯夫歐洲公司
• 主分類號: C08G18/40
• 分類號: C08G18/40;C08G18/42;C08G18/48;C08G18/76;C08J9/14;B32B5/20;C08K5/00;C08L83/00;C08G101/00
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司11285
• 代理人: 王媛,鐘守期

本發明涉及一種使用某些基于芳族二羧酸的聚醚酯多元醇制備硬質聚氨酯泡沫或硬質聚異氰脲酸酯泡沫的方法。本發明還涉及可由此獲得的硬質泡沫且還涉及其用于制備具有剛性或彈性外層的夾層元件的用途。本發明進一步涉及相關的多元醇組分。

已在許多專利及文獻出版物中已知且記載了以下制備硬質聚氨酯泡沫的方法：在聚氨酯催化劑、鏈增長劑和/或交聯劑、發泡劑和另外的助劑和摻合劑的存在下，通過有機或改性有機二異氰酸酯或多異氰酸酯與具有兩個或多于兩個活性氫原子的較高分子量化合物反應，特別是與得自環氧烷聚合反應的聚醚多元醇或得自醇與二羧酸的縮聚反應的聚酯多元醇反應。

在本公開的上下文中，術語“聚酯多元醇(polyester polyol)”、“聚酯醇(polyesterol)”、“聚酯醇(polyester alcohol)”和縮寫“PESOL”可互換使用。

常用的聚酯多元醇為芳族和/或脂族二羧酸與烷二醇和/或烷三醇或醚二醇的縮聚物。然而，也可處理聚酯廢料，特別是聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)和/或聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)廢料。為此，已知且已描述了一系列完整的方法。一些方法基于將聚酯轉化成對苯二甲酸的二酯，例如對苯二甲酸二甲酯。DE-A 1003714和US-A 5,051,528記載了使用甲醇和酯交換催化劑的這類酯交換反應。

還已知基于對苯二甲酸的酯就燃燒性能而言優于基于鄰苯二甲酸的酯，如例如WO 2010/043624中所述。

當基于芳族羧酸或其衍生物(如對苯二甲酸或鄰苯二甲酸酐)的聚酯多元醇用于制備硬質聚氨酯(PU)泡沫時，聚酯多元醇的高粘度通常具有顯著不利的影響，這是因為與聚酯的共混物的粘度升高，使得與異氰酸酯的混合明顯更加困難。

EP-A 1058701公開了低粘度的芳族聚酯多元醇，其通過使鄰苯二甲酸衍生物、二元醇、多元醇和疏水性脂肪類材料的混合物發生酯交換反應獲得。

此外，用于制備硬質PU泡沫的某些體系，例如采用甘油作為較高官能度醇類聚酯組分的體系可能導致由于不足的尺寸穩定性而在脫模后或在由雙帶法處理時加壓區段后所發泡的產物顯著變形的問題。

所有體系關于硬質PU泡沫在著火情況下的性能的難題迄今均未令人滿意地解決。例如，當使用三羥甲基丙烷(TMP)作為較高官能度醇類聚酯組分時，在著火的情況下可形成有毒化合物。

制備硬質泡沫的常見問題是形成表面缺陷，特別是在與金屬外層的界面處形成表面缺陷。這些泡沫表面缺陷致使夾層元件中形成不平的金屬表面，且因此常常導致產品的視覺不可接受性。對泡沫表面的改進可以減少該表面缺陷發生的頻率且因此導致夾層元件表面的視覺改善。

硬質聚氨酯泡沫在切割時常顯示高的脆性，其中就泡沫而言粉塵逸出嚴重且具有高敏感性，且在鋸切時也顯示高脆性，特別是鋸切具有金屬外層和聚異氰脲酸酯泡沫核的復合元件可能導致泡沫形成裂縫。

通常還需要提供具有非常高的自反應性的體系，以使催化劑的使用可最小化。

這些問題均可通過使用特定的聚醚醇作為用于制備聚酯多元醇的較高官能度的醇類聚酯組分來避免。

這些聚醚醇通常可通過OH-官能的起始分子的催化烷氧基化而制備。

所使用的標準烷氧基化催化劑為堿性化合物，特別是KOH。在某些情況下，也使用雙金屬氰化物(DMC)催化劑或碳烯。

KOH催化劑常用于OH-官能的化合物的烷氧基化，然而，在反應后需要后處理步驟以從產物中移除催化劑。該后處理通常采用中和且隨后過濾的形式。這常常使催化劑中的部分產物被移除，這降低了產物收率。

需要能夠省去聚醚醇的后處理(特別是鑒于多元醇的損失及花費在這部分設備的必要資金)。然后，常規選擇的KOH催化作用會在聚醚醇中留下堿性催化劑，阻礙了后續用于制備聚酯醇的酸催化的酯化反應。

因此，本發明的目的在于提供具有上述技術優勢的硬質PU泡沫，且用于此的材料，特別是用于此的基于特定聚醚醇的聚酯應在使成本和不便最小化下制備(特別是包括具有極少后處理和純化步驟)。

這一目的通過一種制備硬質聚氨酯泡沫或硬質聚異氰脲酸酯泡沫的方法來實現，該方法包括以下物質的反應：

A)至少一種多異氰酸酯，

B)至少一種聚醚酯多元醇，其可通過以下物質的酯化反應獲得：

b1)10至70mol％的二羧酸組合物，包括：

b11)50至100mol％的一種或多種芳族二羧酸或其衍生物，基于所述二羧酸組合物計，

b12)0至50mol％的一種或多種脂族二羧酸或其衍生物，基于所述二羧酸組合物b1)計，