[發(fā)明專利]具有改進的質(zhì)量的聚合物多元醇

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380044832.7
• 申請日: 2013-08-22
• 公開（公告）號: CN104995227A
• 公開（公告）日: 2015-10-21
• 發(fā)明（設計）人: R·L·阿德金斯;S·查克;J·R·查倫
• 申請（專利權）人: 拜爾材料科學有限公司
• 主分類號: C08G18/32
• 分類號: C08G18/32;C08G18/28;C08G18/62;C08J9/04;C08F2/38
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 胡嘉倩;王穎

發(fā)明背景

本發(fā)明涉及高質(zhì)量聚合物多元醇和制備高質(zhì)量聚合物多元醇的方法。本發(fā)明還涉及由這些聚合物多元醇制備的聚氨酯泡沫材料和這些聚氨酯泡沫材料的制備方法。

聚合物多元醇組合物是可用于各種應用的市售產(chǎn)品，主要用作制備聚氨酯的組分。聚氨酯適用于制備涂料、粘合劑、密封劑、彈性體和軟質(zhì)、半軟質(zhì)和硬紙泡沫材料。聚合物多元醇的主要功能是提高聚氨酯的硬度或剛度，具體地，是提高聚氨酯泡沫材料的承重能力或能量吸收能力。聚氨酯泡沫的終端應用包括例如床墊，家具，地毯墊；封裝和能量管理，熱絕緣，和汽車座套，裝飾物(trim)，車頂內(nèi)襯(headliner)，隔音，防撞墊(crash?pad)等。

關于這種聚合物多元醇組合物的基本專利是Stamberger的美國專利Re.28,715(美國專利3,383,351的再版)和美國專利Re.29,118(美國專利3,304,273的再版)。如文中所述，可通過以下方法生產(chǎn)聚合物顆粒在多元醇中的穩(wěn)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(fā)生聚合。

起初，工業(yè)上可接受的主要聚合物多元醇組合物在其制造過程中使用丙烯腈。這些組合物中有許多具有對某些應用不利的高粘度。近來，在工業(yè)上已經(jīng)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(jīng)加強了諸多產(chǎn)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市場需求，包括對聚氨酯泡沫材料在穩(wěn)定性、過濾性和低粘度方面的嚴格要求和承重性能的提高。已知可增加聚合物或固體的含量和/或通過提高多元醇的官能度和羥值來得到承重性能得到提高的聚氨酯泡沫材料。因此，高固體含量即30至60重量％或更高的聚合物多元醇是符合需要的。但是，聚合物多元醇固體含量的增加通常會以聚合物多元醇的其它性質(zhì)(即，過濾性、穩(wěn)定性和粘度)為代價。理想的是聚合物多元醇具有高固體含量、相對低粘度和良好的過濾性。

通過現(xiàn)有實踐，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，以及在使用的泡沫材料處理設備中具有足夠的可加工性。由于額外使用復雜的混合系統(tǒng)，例如碰撞系統(tǒng)，造成聚合物多元醇粘度過高，成為主要問題。顯然需要低粘度的聚合物多元醇以滿足本領域中不斷上升的要求。

如文中所述，聚合物多元醇的穩(wěn)定性是聚氨酯制備者關注的問題。同時，在工業(yè)實踐中，起?；蜻^濾性(聚合物多元醇穩(wěn)定性的量度)不是主要問題。

但是，本領域中聚氨酯生產(chǎn)的進步，例如，高壓二氧化碳注入法，導致修改聚合物多元醇穩(wěn)定性和過濾性方面的標準。

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(tǒng)的工業(yè)發(fā)展，已經(jīng)提出對高穩(wěn)定性和低粘度的聚合物多元醇的需求。對聚合物多元醇有一些最低的要求，以在這種復雜泡沫材料設備中能良好地加工。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(nèi)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。

美國專利5,196,476和美國專利5,268,418公開了聚合物多元醇和用于制備這些聚合物多元醇的預制的穩(wěn)定劑體系。所描述的這些聚合物多元醇具有大于30重量％至高達約60重量％的固體含量，較低的粘度，優(yōu)異的產(chǎn)品穩(wěn)定性，以致于能100％通過150-目篩網(wǎng)，高固體含量聚合物多元醇的極高含量能通過700-目篩網(wǎng)，并描述了由這些聚合物多元醇制備的改進的聚氨酯。

較高固體含量的聚合物多元醇通常是多元醇市場需要的。隨著聚合物多元醇固體含量的增加，聚合物多元醇更容易有雜質(zhì)。由于可能在反應物的制備過程中形成作為副產(chǎn)物的雜質(zhì)，雜質(zhì)可能存在于一種或多種反應物中。

具體地，發(fā)現(xiàn)苯乙烯單體中的雜質(zhì)會影響聚合物多元醇的質(zhì)量，特別是可過濾性。苯乙烯單體是一種最常見的烯鍵式不飽和化合物，其用于制備聚合物多元醇。苯乙烯單體中的典型的雜質(zhì)包括，例如，含芳環(huán)的化合物，例如苯、乙苯、苯甲醛、苯基乙炔、二甲苯和聚苯乙烯。這些雜質(zhì)是制備苯乙烯單體的過程中產(chǎn)生的典型副產(chǎn)物。最常見的是聚苯乙烯和苯基乙炔。