[發明專利]可用于生產聚合物多元醇的預制穩定劑以及由此生產的聚合物多元醇

有效

• 申請號: 201380020929.4
• 申請日: 2013-04-12
• 公開（公告）號: CN104487469B
• 公開（公告）日: 2016-11-23
• 發明（設計）人: J·英格蘭;R·L·阿德金斯;B·L·尼爾;W·A·吉爾
• 申請（專利權）人: 拜爾材料科學有限公司
• 主分類號: C08F265/04
• 分類號: C08F265/04;C08F20/10;C08F2/38;C08G63/00;C08G65/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 王穎

發明背景

本發明涉及可用于生產聚合物多元醇的預制穩定劑，由這些預制穩定劑生產的聚合物多元醇，以及生產這些預制穩定劑和聚合物多元醇的方法。本發明還涉及由本發明的預制穩定劑生產的聚合物多元醇制備聚氨酯泡沫材料的方法，以及得到的泡沫材料。

適用于生產聚氨酯泡沫材料、彈性體等的聚合物多元醇組合物是本領域技術人員熟知的。這類聚合物多元醇組合物用于生產兩種主要類型的聚氨酯泡沫材料，即板狀泡沫材料和模塑泡沫材料。板狀泡沫材料用于地毯、家具和寢具工業中。板狀泡沫材料的主要用途是作為地毯墊和家具墊。高回彈性(HR)模塑泡沫材料是常規制備的模塑泡沫材料類型。HR模塑泡沫材料用于汽車工業中，應用的范圍從模塑座位到吸能墊。

美國專利Re.28,715(美國專利3,383,351的再公告)和美國專利Re.29,118(美國專利3,304,273的再公告)中描述了一些早期的聚合物多元醇組合物。這些文獻中描述到，可通過以下方法生產聚合物顆粒在多元醇中的穩定分散體：在存在自由基催化劑的條件下，使溶解或分散在多元醇中的一種或多種烯鍵式不飽和單體發生聚合。

使用丙烯腈生產第一商品聚合物多元醇組合物。許多這些基于丙烯腈的組合物具有非常高的粘度，以致于它們不利于某些應用。近來，在工業上已經使用丙烯腈-苯乙烯單體混合物制備聚合物多元醇的聚合物組分。對聚合物多元醇不斷增加的需求已經加強了諸多產品要求，這帶來了額外的技術進步。

由這種高苯乙烯單體混合物得到的聚合物多元醇似乎不能滿足日益增長的對泡沫材料穩定性和承載性質的市場要求。可通過增加聚合物多元醇的聚合物或固體含量來得到承載性質提高的聚合物多元醇。理想的固體含量是等于或高于30-60重量％。但是，現有技術還未揭示具有增加的固體含量但其穩定性未下降且粘度沒有不利的增加的聚合物多元醇。

使用高苯乙烯單體混合物和高固體含量聚合物多元醇通常得到具有不利的高粘度的聚合物多元醇。聚合物多元醇的粘度應該足夠低，這樣在其制備過程中容易操作。另外，粘度應該便于運輸，操作，以及最終在使用的泡沫材料處理設備中具有足夠的可加工性。額外使用復雜的混合系統，例如碰撞系統，造成聚合物多元醇粘度過高，成為主要問題。因此，需要能滿足本領域中增加的要求的較低粘度的聚合物多元醇。

如上所述，聚合物多元醇的穩定性是聚氨酯制備者關注的問題。同時，在工業實踐中，起粒或過濾性(聚合物多元醇穩定性的量度)不是主要問題。但是，聚氨酯生產領域目前的發展已經使聚合物多元醇穩定性標準發生變化，尤其是在模塑泡沫材料領域中。

隨著用于聚氨酯形成組分的操作、混合和反應的復雜的高速大容積設備和系統的工業發展，已經提出對高穩定性和低粘度的聚合物多元醇的需求。聚合物多元醇必須滿足在這些復雜泡沫設備中滿意加工的一些最低要求。通常，最主要的要求是聚合物多元醇具有足夠小的顆粒，這樣在較短的時間內過濾器、泵等不會被堵塞或淤塞。

盡管在降低粘度和提高聚合物多元醇固體含量方面已有進步，仍然需要改善粘度降低和增加固體含量。必須進一步降低粘度，以符合市場需求，并且市場也要求更有效地增加固體含量。更重要的是，聚合物多元醇技術中需要最大程度降低粘度，同時提供可行的機理獲得較高的固體含量。

在聚合中使用穩定劑前體的一般概念參見例如美國專利4,454,255和4,458,038。這些專利中的大分子單體可通過使多元醇與具有反應性烯鍵式不飽和度的化合物(例如馬來酸酐或富馬酸)反應得到。這種技術的其它描述可參見例如，美國專利號4,460,715。美國專利4,460,715中描述的穩定劑中的反應性不飽和度由丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯部分提供。

美國專利4,242,249揭示了使用某些預制的分散劑或預制的穩定劑制備的改善的聚合物多元醇。這些聚合物多元醇提供滿足工業生產的穩定性，并且使用以下所列中的至少一種：(1)當制備丙烯腈共聚物聚合物多元醇時，較高量的苯乙烯或其它共聚單體，(2)較高的聚合物含量或(3)較低分子量的多元醇。

其它描述用于聚合物多元醇的穩定劑前體(或大分子單體)的文獻包括例如美國專利4,550,194、4,652,589和4,997,857。美國專利4,997,857的穩定劑前體具有以下四點特征：(1)它們由官能度大于4的起始多元醇制備；(2)它們具有至少60％的殘余不飽和度；(3)它們具有在25℃大于2000厘泊的粘度；和(4)起始多元醇被環氧乙烷封端，以及/或者在起始多元醇和反應性不飽和化合物之間形成的加合物被環氧乙烷封端。