專利名稱：物理性質(zhì)有改進的模制聚氨酯泡沫塑料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用預(yù)聚合物法制備的模制軟聚氨酯泡沫塑料。更具體地說，本發(fā)明涉及由過量的二異氰酸酯或多異氰酸酯與不飽和度小于0.03毫當(dāng)量不飽和度/克(meq/g)多元醇的多元醇或多元醇組分反應(yīng)得到的異氰酸酯端接的預(yù)聚合物制得的模制軟聚氨酯泡沫塑料。該模制泡沫塑料除了有極好的加工范圍外，還有改進的物理性質(zhì)。該泡沫塑料優(yōu)選是全水發(fā)泡的。
高回彈性(HR)聚氨酯泡沫塑料塊料現(xiàn)在是大噸位的商業(yè)產(chǎn)品。HR泡沫塑料塊料通常是全水發(fā)泡的，可用預(yù)聚合物法或一步法技術(shù)制備。但是，泡沫塑料塊料雖然很適合這樣一些應(yīng)用，如地毯襯底和家具的平減震材料，但它不適合需要異形部件的某些應(yīng)用，如汽車座位。對于這樣的應(yīng)用來說，通常使用模制聚氨酯泡沫塑料。在模制泡沫塑料中，將形成泡沫塑料的各組分混合，并注入一閉模中，可將閉模加熱到150-300℃(熱模制)或30-70℃(冷模制)。將多料流的混合物送入混合頭的方法稱為“一步法”。
因為模制泡沫塑料不能象泡沫塑料塊料那樣無限制起發(fā)，所以各自的配方是十分不同的。甚至用不同的配方，模制泡沫塑料的加工也要比泡沫塑料塊料的加工困難得多，常常產(chǎn)生高的邊角料率。模制泡沫塑料與泡沫塑料塊料的另一差別是，前者在完全固化前必需用人工或用輥或類似的設(shè)備機械破碎。另一方面，泡沫塑料可通過US4579700中公開的定時壓力釋放(TPR)，定時部分壓力釋放(TPPR)或TPR與US4717518中公開的機械破碎的組合方法就地“破碎”。上述TPR的專利已全世界轉(zhuǎn)讓。
預(yù)聚合物技術(shù)比一步法技術(shù)有一些優(yōu)點。由預(yù)聚合物技術(shù)制得的泡沫塑料由于使用比一步法泡沫塑料要少的反應(yīng)性化學(xué)料流，所以與加工有關(guān)的變化較小。在預(yù)聚合物泡沫塑料中，聚合物的結(jié)構(gòu)也更加可控。而且，預(yù)聚合物技術(shù)的應(yīng)用使泡沫塑料制造商可減少各組分的貯量。雖然在聚氨酯泡沫塑料技術(shù)方法的早期工作集中在預(yù)聚合物技術(shù)上，但目前大部分軟泡沫塑料仍用一步法技術(shù)生產(chǎn)。就模制泡沫塑料來說，實際上所有的體系都是一步法。預(yù)聚合物技術(shù)在模制泡沫塑料中不能廣泛應(yīng)用的原因與模制法與塊料法的性質(zhì)有關(guān)。
例如，在大家熟悉的聚氨酯專題論文中“聚氨酯化學(xué)和技術(shù)”，J.H.Sanders和K.C.Frisch，科學(xué)互聯(lián)出版社，N.Y.，99頁，作者指出甚至一步法技術(shù)也難用于模制泡沫塑料以及完全令人滿意的預(yù)聚合物體系完全沒有得到。不僅是上述的邊角料率高，特別是考慮到表面缺陷，而且在預(yù)聚合物制得的模制泡沫塑料中固化期特別長。一步法技術(shù)由于降低了邊角料率，使材料用量減少，勞動力費用下降以及不需很長的固化期。
R.E.Knox在“基于彈性氨基酸甲酸乙酯發(fā)泡體的預(yù)聚物模塑”，橡膠世界，1959年2月，第685-692頁中用資料證明了與預(yù)聚合物模制泡沫塑料有關(guān)的某些缺陷，特別是表面缺陷。所提及的有助于消除表面缺陷的方法是用表面活性劑刷涂或噴涂模表面。但是，這一方法涉及新增步驟，從而使制造費用增加。
為了克服通過預(yù)聚合物制得的模制聚氨酯泡沫塑料有關(guān)的問題所作的各種努力通常集中在調(diào)整這樣一些變量上，如催化劑類型、催化劑用量、催化劑組合、交聯(lián)劑的類型和數(shù)量、異氰酸酯組分的異構(gòu)體含量、聚醚多元醇共混物等。但是，雖然有時也可制得個別成功的體系，但這些體系在加工范圍以及在易于適應(yīng)在物理性質(zhì)如密度、泡沫塑料柔軟性等方面所需的變化以及缺乏柔軟性方面仍需改進。未提出預(yù)聚合物組分性質(zhì)方面的基本變化。
涉及上述的配方調(diào)整類型的一個例子在US5070114中公開，其中用含有2％(重量)2，4′-(MDI)異構(gòu)體的亞甲基二苯基二異氰酸酯(MDI)共混物得到的異氰酸酯端接的預(yù)聚合物來制備水發(fā)泡的模制聚氨酯泡沫塑料。但是，未例舉模制泡沫塑料，只生產(chǎn)了自由起發(fā)泡沫塑料。
在“不使用CFC生產(chǎn)軟嵌段泡沫體和TDI-基于冷固化-模塑的發(fā)泡體”，32屆聚氨酯技術(shù)銷售年會，1989年10月1-4日，G.F.Lunardon等人中，由分開的料流提供的甲苯二異氰酸酯為基礎(chǔ)的預(yù)聚合物和有高環(huán)氧乙烷含量的特殊聚醚多元醇來制備超軟模制泡沫塑料。有高含量末端氧亞乙基的聚醚多元醇由于有與高伯羥基含量(即通常大于70％(摩爾))有關(guān)的高反應(yīng)性，通常用于一步法模制泡沫塑料。但是，在潮濕環(huán)境中，顯著數(shù)量的高環(huán)氧乙烷含量的多元醇可能對許多物理性質(zhì)有不希望的影響。生成的泡沫塑料有相當(dāng)?shù)偷幕貜椥院透叩膲嚎s變形。
用于聚氨酯泡沫塑料生產(chǎn)的聚氧亞烷基聚醚多元醇通常使用環(huán)氧丙烷或環(huán)氧丙烷和環(huán)氧乙烷的混合物作為氧化烯，通過有2-8官能度的引發(fā)劑的堿催化烷氧基化來制備。對于需要高伯羥基含量即大于70％(摩爾)的一步法模制聚氨酯泡沫塑料來說，通過在烷氧基化的最后階段，單獨使用環(huán)氧乙烷的方法，用聚氧亞乙基殘基使多元醇封端。這樣的多元醇的使用常在潮濕環(huán)境中出現(xiàn)一些問題，在那里吸水使聚氨酯塑化。
在用堿催化制備聚氧亞丙基聚醚多元醇的過程中，環(huán)氧丙烷競爭性重排生成烯丙醇使反應(yīng)混合物中有不飽和的一元醇，它本身是單官能的引發(fā)劑分子。其結(jié)果是不斷使官能度下降，不斷生成更低分子量的聚氧亞烷基一元醇。因此，堿催化的多元醇的當(dāng)量重被限制到約2000道爾頓(Da)。甚至在適中的當(dāng)量重下，聚氧亞丙基二醇的官能度也可能從名義或理論官能度的2下降到1.5-1.7或更小范圍內(nèi)。產(chǎn)物可含有多達40-45％(摩爾)或更多一元醇，一元醇部分還有寬的分子量分布。
在60年代，開發(fā)了用于烯氧化聚合的雙金屬氰化物絡(luò)合物催化劑(DMC催化劑)。但是，由于與簡單的堿性催化劑相比，DMC催化劑的價格有相當(dāng)大的提高，以及有限的聚合速率，從而使這樣的催化劑未廣泛應(yīng)用，盡管它能生產(chǎn)低不飽和度和低一元醇含量的聚氧亞烷基多元醇。非化學(xué)計量的金屬氰化物絡(luò)合物催化劑，如在US5100997、4477589、5158922和5248833中公開的，與第一代的DMC催化劑相比有高的聚合速率，在約2000Da當(dāng)量重范圍的多元醇中有低的不飽和度，即0.015-0.018meq/g。但是，考慮到催化劑的價格，所需催化劑的數(shù)量仍相當(dāng)高。但是，最近本發(fā)明的代理人已開發(fā)了高效的雙金屬氰化物絡(luò)合催化劑，它不僅可使用比以前低得多的數(shù)量，而且還得到有極低不飽和度的聚氧亞烷基多元醇，即0.002-0.007meq/g。這樣的多元醇的測量官能度接近名義引發(fā)劑官能度。而且，這些多元醇有很窄的分子量分布，如多分散性(Mw/Mn)通常小于約1.2反映出的那樣。適合的制備方法在共同未決的美國專利申請書08/156534和08/302296中公開。上述專利和專利申請書在這里作為參考并入。
但是，就聚氧亞乙基封端的多元醇來說，雙金屬氰化物催化劑有一些缺點。已發(fā)現(xiàn)，用環(huán)氧乙烯中止DMC催化制備的烯化氧的聚合不是得到高伯羥基含量的氧亞乙基封端的多元醇，而是得到據(jù)認為含有相當(dāng)數(shù)量均聚聚氧乙烯的復(fù)雜產(chǎn)物。因此，用雙金屬氰化物催化劑制備環(huán)氧乙烷封端的聚醚需要用堿如氫氧化鉀改性雙金屬氰化物催化劑以及需要在常規(guī)的堿催化的烷氧基化中不斷加入環(huán)氧乙烷。這樣使多元醇制備方法的費用和復(fù)雜性顯著增加。
雖然許多好處可歸于使用DMC催化制得的聚氧亞烷基多元醇，但這樣的醇不能替代傳統(tǒng)催化制得的多元醇，原因還不完全清楚，但至少主要是由于一元醇含量、實際的官能度和分子量分布的差別，這些差別得到不同的聚合物微結(jié)構(gòu)。
例如，R.E.Bolin等在“氨基甲酸乙酯泡沫分子結(jié)構(gòu)的性質(zhì)”，化學(xué)工程數(shù)據(jù)雜志，第4卷，第3號，1959年7月第261-265頁中所述，更高分子量多元醇的使用使交聯(lián)聚氨酯結(jié)構(gòu)中分支點之間的分子量增加，從而使拉伸伸長率增加，而拉伸強度下降。同時，壓縮強度也下降，得到更軟更可延伸的泡沫塑料。因此，使用可通過DMC催化的烷氧基化制得的更高當(dāng)量重的多元醇將得到更軟更可延伸的泡沫塑料。但是，R.L.Mascioli在“用于新的高分子量多醇的氨基甲酸乙酯應(yīng)用”，32屆聚氨酯技術(shù)/銷售年會，1989年10月1-4日IV，pp.139-142中指出，在典型的軟泡沫塑料配方中，雙金屬氰化物絡(luò)合物催化制得的低不飽和度10000Da三元醇的替代，得到剛性的和硬性的泡沫塑料產(chǎn)物，而不是更軟的更可延伸的泡沫塑料。J.W.Reisch等在“具有優(yōu)異物理性質(zhì)的聚氨酯密封劑和澆鑄彈性體”33屆聚氨酯技術(shù)銷售年會，1990年9月30日-10月3日，第368頁中指出，低不飽和度聚醚多元醇對傳統(tǒng)的堿催化制得的更高不飽和度的多元醇的替代，使這樣的多元醇制備的彈性體有高的硬度。雖然并不針對本領(lǐng)域，通常在降低硬度為目的場合下，彈性體的這一高硬度可減少這種多元醇在聚氨酯泡沫塑料中的用量。而且，正如本發(fā)明人在下面公開的，在一步法模制聚氨酯泡沫塑料配方中，用DMC催化制得的有類似官能度(2.3)的二元醇/三元醇共混物替代傳統(tǒng)催化制得的測量官能度為2.2的三元醇使整個泡沫塑料癟泡。
希望將一種適合制備有可接受的加工時間和范圍的模制聚氨酯泡沫塑料的預(yù)聚合物組合物提供給聚氨酯泡沫塑料工業(yè)。還希望提供能得到改進物理性質(zhì)的模制泡沫塑料產(chǎn)物的泡沫塑料配方。還希望提供能利用雙金屬氰化物催化制得的聚氧亞烷基多元醇的獨特性質(zhì)而又不需要高的伯羥基含量的預(yù)聚合物泡沫塑料配方。
現(xiàn)在令人吃驚地發(fā)現(xiàn)，預(yù)聚合物為基礎(chǔ)的模制聚氨酯泡沫塑料可由基于低不飽和度的聚氧亞烷基多醇的異氰酸酯端接的預(yù)聚合物來制備。而且，還令人吃驚地發(fā)現(xiàn)，不僅這些預(yù)聚合物得到寬的加工范圍和短的固化期，而且如此制備的模制聚氨酯泡沫塑料實際上在所有的范疇都有優(yōu)良的物理性質(zhì)，包括大大改進的50％濕壓縮變形(濕變形)。很難在不犧性其他性質(zhì)的條件下提高泡沫塑料幾乎所有物理性質(zhì)。
用以下步驟制備本發(fā)明的預(yù)聚合物泡沫塑料將本發(fā)明的預(yù)聚合物配方與水和任選的輔助發(fā)泡劑和添加劑一起送入閉模中；使各反應(yīng)組分發(fā)泡；回收模制的發(fā)泡的聚氨酯產(chǎn)物。反應(yīng)組分的異氰酸酯指數(shù)優(yōu)選為70-130、更優(yōu)選90-110、最優(yōu)選約100。術(shù)語“閉?！敝敢环N防止泡沫塑料不限制起發(fā)的模。這樣的模可在聚氨酯反應(yīng)組分注入模腔以后在關(guān)閉條件合模；或者可打開模子，將反應(yīng)組分計量倒入，然后再將模子關(guān)閉。大多數(shù)這樣的模子有一個或多個放氣口，它們可用來監(jiān)測反應(yīng)的進程。正如熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員認為的，這樣的模子為閉模。
本發(fā)明的預(yù)聚合物用傳統(tǒng)的預(yù)聚合物技術(shù)制備，使用過量的二異氰酸酯或多異氰酸酯或其混合物，但使用測量不飽和度小于0.03、優(yōu)選小于0.02、最優(yōu)選小于0.01meq/g的多元醇組分作為多元醇組分，測量不飽和度用ASTM D-2849-69，“Testing of UrethaneFoam Polyol Raw Materials”測量。用于制備預(yù)聚合物的多元醇組分可如下文所述完全含聚氧亞烷基聚醚多元醇、聚氧亞烷基聚醚多元醇與聚合物改性的聚氧亞烷基聚醚多元醇的混合物，或含有少量其他羥基官能度的多元醇，如聚酯二醇、氨基端接的聚氧亞烷基聚醚多元醇，以及其他異氰酸酯反應(yīng)的多元醇。
聚氧亞烷基聚醚多元醇指由連位烯氧化加成聚合得到的多元醇。完全由非連位環(huán)狀氧化物如氧雜環(huán)丁烷和四氫呋喃制得的多元醇不是這里規(guī)定的聚氧亞烷基聚醚多元醇，雖然這樣的多元醇也可含在該多元醇組分中。多元醇組分的“測量不飽和度”僅是多元醇組分的聚氧亞烷基聚醚多元醇部分的測量值或測量值的重量平均值。
預(yù)聚合物多元醇組分的聚氧亞烷基聚醚多元醇優(yōu)選由適合的引發(fā)劑分子或其混合物的雙金屬氰化物絡(luò)合物催化烷氧基化來制備。適合的引發(fā)劑分子的非限制性例子是2-8個官能度的引發(fā)劑，如水、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、氫醌、雙酚A、新戊二醇、環(huán)己二醇、環(huán)己烷二甲醇、2，2，4-三甲基-1，5-戊二醇、甘油、三羥甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇、α-甲基-葡糖苷、山梨醇、甘露糖醇、蔗糖、含羥甲基的苯酚/甲醛縮合物等。
優(yōu)選的名義引發(fā)劑官能度為2-6、優(yōu)選2-4、最優(yōu)選2-3。特別是當(dāng)使用金屬環(huán)烷酸鹽或其他產(chǎn)生低不飽和度的催化劑時，也可使用含氨基的引發(fā)劑，如各種甲苯二胺異構(gòu)體，乙二胺，丙二胺，四[2-羥乙基-和2-羥丙基-]乙二胺，鏈烷醇胺如三乙醇胺、二乙醇胺和單乙醇胺，苯胺，亞甲基二苯胺，二亞乙基三胺等。因此，雖然用DMC催化作用來生產(chǎn)聚氧亞烷基聚醚多元醇是優(yōu)選的，但也可使用其他能生產(chǎn)低不飽和度多元醇的催化劑。也可使用引發(fā)劑分子共混物以及由單一引發(fā)劑或多種引發(fā)劑分別制備的聚氧亞烷基聚醚多元醇的共混物。用于制備本發(fā)明的異氰酸酯端接的預(yù)聚合物的多元醇組分的優(yōu)選總官能度為約2.3至約4、更優(yōu)選約2.5至3.5。
因為低分子量引發(fā)劑，特別是那些有連位羥基的低分子量引發(fā)劑在DMC催化劑催化烷氧基化時可能產(chǎn)生不希望的相當(dāng)長的誘導(dǎo)期和/或較低的烷氧基化速率，所以由上述引發(fā)劑或其他引發(fā)劑制得的聚氧亞烷基低聚物可優(yōu)選使用，而不是使用單體的低分子量引發(fā)劑本身。例如，當(dāng)量重為100-1000Da、優(yōu)選100-600Da的低聚聚氧亞烷基多元醇引發(fā)劑是優(yōu)選的。這樣的低聚聚氧亞烷基多元醇引發(fā)劑可用各自單體的低分子量引發(fā)劑的傳統(tǒng)的堿催化烷氧基化來制備，隨后除去堿性催化劑殘渣或用中和的方法使堿催化劑失活，用吸附劑如硅酸鎂處理，隨后過濾，用離子交換脫除等。制備低聚聚氧亞烷基多元醇引發(fā)劑的其他方法也是適用的。
引發(fā)劑分子的烷氧基化用一種或多種高碳烯化氧，任選與環(huán)氧乙烷混合來進行。高碳烯化氧指有3個或3個以上碳原子的烯化氧，例如環(huán)氧丙烷，1，2-和2，3-環(huán)氧丁烷、C5-C18α-烯化氧、表氯醇等。優(yōu)選的是環(huán)氧丙烷和環(huán)氧丁烷，前者是最優(yōu)選的。環(huán)氧乙烷與一種或多種高碳烯化氧的混合物的使用得到基本上無規(guī)的共聚物。在烷氧基化過程中，可改變高碳烯化氧與環(huán)氧乙烷的比例，以便生產(chǎn)含全部高碳烯化氧得到的殘基嵌段和/或一個或多個高碳烯化氧/環(huán)氧乙烯殘基嵌段的多嵌段多元醇。當(dāng)使用DMC催化作用時，應(yīng)避免只用環(huán)氧乙烷的聚合。
聚氧亞烷基多元醇優(yōu)選含有0-25、更優(yōu)選5-25、最優(yōu)選5-20％(重量)以無規(guī)形式或作為封端形式存在的氧亞乙基殘基。正如上面說明的，無規(guī)氧亞乙基殘基可通過在DMC催化劑或其他產(chǎn)生低不飽和度的催化劑存在下，在烷氧基化過程中，與高碳烯化氧一起簡單地加入環(huán)氧乙烷來引入。為了制備聚氧亞乙基封端的多元醇，必需用不同于DMC催化劑的催化劑，優(yōu)選但不限于堿性催化劑，如鈉或鉀的氫氧化物或烷氧化物來進行烷氧基化。
當(dāng)氧亞烷基封端的聚氧亞烷基多元醇是希望的，以及用DMC催化劑進行環(huán)氧丙烷或環(huán)氧丙烷/環(huán)氧乙烷混合物聚合時，如果需要，可在引入傳統(tǒng)的烷氧基化催化劑以前除去DMC催化劑或催化劑殘渣，但優(yōu)選在不除去DMC催化劑的條件下簡單地加入堿性催化劑。堿性催化劑使DMC催化劑失活，用氧亞乙基殘基封端，制得其伯羥基含量至多100％(摩爾)的聚氧亞烷基聚醚多元醇。但是，伯羥基含量優(yōu)選為0至約70、更優(yōu)選0-50、最優(yōu)選0-30％(摩爾)。最令人吃驚的是，由高碳烯化氧和環(huán)氧乙烷混合物DMC催化聚合制備的，沒有封端以及伯羥基含量小于50％(摩爾)、優(yōu)選小于30％(摩爾)的聚氧亞烷基聚醚多元醇適用于制備模制聚氨酯泡沫塑料，在沒有單獨的氧亞乙基封端步驟下制備多元醇。
不管制備方法如何，無論封端與否的聚氧亞烷基聚醚多元醇的重均測量不飽和度都小于0.03、優(yōu)選小于0.02、更優(yōu)選小于0.01meq/g，如用ASTM D-2849-69測量的。如果這里規(guī)定的多元醇組分的聚氧亞烷基聚醚多元醇部分的重均不飽和度不小于0.03meq/g，那么就不能制得有所需性質(zhì)的泡沫塑料。
聚合物改性的多元醇用于多元醇組分時，它們最優(yōu)由以前描述的低不飽和度聚氧亞烷基多元醇制備。優(yōu)選的聚合物改性的多元醇通過以前稱為“基礎(chǔ)”或“載體”的多元醇的聚氧亞烷基多元醇的一種或多種乙烯基單體原位聚合來制備。優(yōu)選的乙烯基單體是丙烯腈和苯乙烯，雖然也可使用其他單體，如各種丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯以及其他乙烯基單體。對于熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員來說，原位聚合的方法是大家熟悉的，例如US3383351、3953393和4119586公開的，它們在這里作為參考并入。當(dāng)測量或計算多元醇組分的聚氧亞烷基聚醚多元醇部分的平均不飽和度時，包括聚氧亞烷基聚醚基礎(chǔ)或載體多元醇。
除了上述的含聚乙烯基聚合物的聚合物改性的多元醇外，聚合物多元醇還可通過加入細研磨的聚合物顆?；蛟唤档洼^大顆粒的尺寸形成適合的分散液來制備。也可使用通過異氰酸酯與各種氨基官能的、羥基官能的或氨基/羥基官能的單體反應(yīng)形成所謂的PUD(聚脲分散液)多元醇、PID(多異氰酸酯分散液)多元醇、PIPA(異氰酸酯與鏈烷醇胺的反應(yīng)產(chǎn)物)、PHD多元醇等制備的分散液。所有這些多元醇都在文獻中有很好的描述。PHD和PIPA多元醇是商業(yè)產(chǎn)品。
多元醇組分的平均當(dāng)量重應(yīng)為1000-5000、優(yōu)選1500-5000、最優(yōu)選1500-3000Da。在這里以道爾頓(Da)表示的當(dāng)量重和分子量指數(shù)均重量，除非另加說明。多元醇組分的平均羥基數(shù)可為10-80、更優(yōu)選10-56、最優(yōu)選15-35。
多元醇組分可含有單一的聚氧亞烷基多元醇、聚氧亞烷基多元醇共混物、單一的聚氧亞烷基聚合物改性的多元醇或聚氧亞烷基多元醇和聚合物改性的聚氧亞烷基多元醇的共混物。多元醇組分還可含有羥基官能的聚酯、氨基官能的聚氧亞烷基多元醇等。多元醇組分的聚氧亞烷基多元醇無論是傳統(tǒng)的(未聚合物改性的)或是聚合物改性的多元醇，都優(yōu)選用催化劑來制備，以致使不飽和度降低。但是，可使用通過堿性催化作用或其他得到不飽和度大于0.03meq/g的催化作用方法制得的聚氧亞烷基多元醇或聚合物改性的聚氧亞烷基多元醇，條件是多元醇組分的聚氧亞烷基聚醚多元醇的總不飽和度小于以前規(guī)定的限制，即小于0.03meq/g、更優(yōu)選小于0.01meq/g。
用于制備本發(fā)明的異氰酸酯端接的預(yù)聚合物的異氰酸酯組分包括已知的芳族和脂族二異氰酸酯和多異氰酸酯，例如2，4-甲苯二異氰酸酯和2，6-甲苯二異氰酸酯及其混合物(TDIs)、2，2′-、2，4′-和4，4′-亞甲基二亞苯基二異氰酸酯及其混合物(MDIs)、聚亞甲基聚亞苯基多異氰酸酯(PMDIs)、1，6-己烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯以及這些異氰酸酯的混合物。也可使用其他異氰酸酯。通過二異氰酸酯或多異氰酸酯與異氰酸酯反應(yīng)的單體或低聚物或與它們本身反應(yīng)制備的所謂的改性異氰酸酯也是適用的。其例子是通過二異氰酸酯或多異氰酸酯或其混合物與一種或多種二元醇、三元醇、低聚聚氧亞烷基二元醇或多元醇或其混合物反應(yīng)制備的尿烷改性的異氰酸酯；通過異氰酸酯與二胺或氨基端接的聚氧亞烷基聚醚低聚物反應(yīng)制備的脲改性的異氰酸酯；以及通過異氰酸酯或改性的異氰酸酯與其本身在適合的催化劑存在下反應(yīng)制備的碳化二亞胺、多異氰脲酸酯、脲酮亞胺(uretonimine)、脲基甲酸酯和二氮丁酮改性的異氰酸酯。這樣的異氰酸酯和改性的異氰酸酯是很好的商業(yè)產(chǎn)品。特別優(yōu)選的二異氰酸酯和/或多異氰酸酯包括TDIs、MDIs、PMDIs及其混合物，特別是TDIs和MDIs的混合物，后者優(yōu)選主要含4，4′-異構(gòu)體。
本發(fā)明的預(yù)聚合物用傳統(tǒng)的方法，通過多元醇組分與異氰酸酯組分在尿烷助催化劑存在下或沒有尿烷助催化劑下反應(yīng)來制備，例如在聚氨酯手冊，昆特歐爾泰，漢莎出版社，慕尼黑1985，聚氨酯化學(xué)和技術(shù)，J.H.Saunders和K.C.Frisch，科學(xué)互聯(lián)出版社，紐約，1963和在US5070114中描述的，它們在這里作為參考并入。制備異氰酸酯端接的預(yù)聚合物的連續(xù)法和間歇法在“氨基甲酸乙酯發(fā)泡體預(yù)聚物的連續(xù)處理”，J.R.Wall，化學(xué)工程進展，V.57，No.10，第48-51頁；Sanders，op.cit.，第2部分II，第38-43頁；US5278274；歐洲專利申請書EP0 480588A2；和加拿大專利No.2088521中描述。
本發(fā)明預(yù)聚合物的游離異氰酸酯(NCO)基含量為5-35、優(yōu)選6-25、最優(yōu)選8-20％(重量)。
異氰酸酯端接的預(yù)聚合物含有模制聚氨酯泡沫塑料體系的A組分(生成異氰酸的組分)。本發(fā)明模制聚氨酯泡沫塑料體系的B組分(樹脂組分)使用異氰酸酯反應(yīng)組分、發(fā)泡劑、表面活性劑以及其他添加劑和輔助劑，例如鏈增長劑、交聯(lián)劑、催化劑、染料、顏料、填充劑等。在另一替代物中，一種或多種B組分可包括在A組分中。
催化劑通常是需要的。催化劑可選自傳統(tǒng)的尿烷助催化劑，如錫催化劑如二乙酸二丁基錫、二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫等；胺催化劑如NIAXA-1、二亞乙基三胺、1，4-二氮雜雙環(huán)[2.2、2]辛烷等。也可使用金屬催化劑和胺催化劑的混合物。胺催化劑是優(yōu)選的。熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員很容易確定催化劑的用量，按泡沫塑料的重量計，例如催化劑的用量可為0.1-5％(重量)。
適合的鏈增長劑包括各種亞烷基二醇和分子量至多約300Da的低聚聚氧亞烷基二醇，例如乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、二乙二醇、二丙二醇、三丙二醇等。可調(diào)節(jié)鏈增長劑的用量，以便使泡沫塑料有必需的加工性質(zhì)或物理性質(zhì)。優(yōu)選的是，只用最少量的鏈增長劑，例如按泡沫塑料的重量計，小于10、優(yōu)選小于5％(重量)。氨基官能的鏈增長劑如MOCA、甲苯二胺和受阻芳族胺也是適用的。
適合的交聯(lián)劑包括多羥基官能的單體化合物如甘油，但優(yōu)選鏈烷醇胺，如單乙醇胺、二乙醇胺(DEOA)和三乙醇胺(TEOA)。如鏈增長劑的情況一樣，交聯(lián)劑使用時，優(yōu)選使用最少的數(shù)量，例如按泡沫塑料的總重計，小于10、優(yōu)選小于5％(重量)。鏈增長劑和交聯(lián)劑都使用時，優(yōu)選將它們?nèi)苡谧鳛榘l(fā)泡劑的水中。
泡孔穩(wěn)定表面活性劑通常是需要的。適合的泡孔穩(wěn)定表面活性劑包括熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員所熟悉的各種有機聚硅氧烷和聚氧亞烷基有機聚硅氧烷。適合的表面活性劑包括航空產(chǎn)品公司提供的DC5043和OSi，Inc。提供的Y-10515。另外的表面活性劑由威克硅氧烷，安德利安，密歇根州和戈爾德史密德特股份公司，德國提供。也可使用表面活性劑的組合物，例如由聯(lián)合碳化學(xué)公司提供的Tergitol15-S-9和DC5043的共混物。表面活性劑的用量應(yīng)為有效避免泡沫塑料癟泡的數(shù)量，它很容易由熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員確定。按泡沫塑料的重量計，0.1至約5、優(yōu)選0.5至2％(重量)的數(shù)量可能是適合的。
B組分還可含有聚氧亞烷基多元醇和/或聚合物改性的聚氧亞烷基多元醇，其中多元醇的分子量為約300Da或更高，優(yōu)選當(dāng)量重為500-5000、更優(yōu)選1000-3000。與預(yù)聚合物相比，總的多元醇的至多約50％(重量)、優(yōu)選至多25％(重量)含在B組分中，因為含在預(yù)聚合物中的多元醇不必反應(yīng)，已經(jīng)結(jié)合在預(yù)聚合物中。更優(yōu)選的是，預(yù)聚合物含有超過90％的多元醇，特別是實際上全部為多元醇。由于相同的原因，對于任何B組分多元醇來說，高的伯羥基含量不是必要的。但是，B組分多元醇可優(yōu)選含有大于50、更優(yōu)選大于70％(摩爾)伯羥基。優(yōu)選沒有另外的聚氧亞烷基多元醇含在B組分配方中。
B組分含有一種或多種化學(xué)類型和/或物理類型發(fā)泡劑。優(yōu)選的發(fā)泡劑為水，它與異氰酸酯反應(yīng)生成脲鏈，同時釋放出二氧化碳氣體。也可單獨使用或與水一起使用物理發(fā)泡劑。另外的發(fā)泡劑的非限制性例子包括低碳烷烴，如丁烷、異丁烷、戊烷、環(huán)戊烷、己烷等；氯氟碳(CFCs)，如一氯三氟甲烷，二氯二氟甲烷等；氫氯氟碳(HCFCs)，如一氟二氯甲烷和一氯二氟甲烷；全氟化的C3-C8脂族的和環(huán)脂族的烴類(PFCs)以及基本上氟化的類似物(HPFCs)；氯化的烴類，二氯甲烷；液態(tài)CO2等。由于環(huán)境問題，最好避免使用CFC’s。如上所述，優(yōu)選的發(fā)泡劑為水，它最優(yōu)選單獨用作發(fā)泡劑。也可加入起沫劑，如CO2、N2和空氣。
這樣來選擇發(fā)泡劑的用量，以便得到的泡沫塑料密度為約1.0或更小至4.0或更大、更優(yōu)選1.0至3.0、最優(yōu)選約1.2至約2.8磅/立方呎。特別優(yōu)選每100份總的多元醇組分的水用量為1.0至7.0、優(yōu)選2.0至約6.0份。
用低壓或高壓混合頭，按傳統(tǒng)的方法使A組分和B組分混合，并送入任選并優(yōu)選保持在常溫以上的模子中。模溫可保持在適用于熱模制或冷模制的溫度下。?？申P(guān)閉，將生成泡沫塑料的組分送入適合的進料口，或者可打開模子，在加入泡沫塑料配方后關(guān)閉。泡沫塑料經(jīng)固化、脫模、定時壓力釋放和/或破碎，按傳統(tǒng)的方式固化。令人吃驚地發(fā)現(xiàn)，不僅本發(fā)明的泡沫塑料配方很好加工，而且與由類似的體系得到的傳統(tǒng)泡沫塑料相比，泡沫塑料有優(yōu)良的質(zhì)量。而且，這些結(jié)果可由各種多元醇得到，與生產(chǎn)模制泡沫塑料通常所需的伯羥基含量無關(guān)。
已一般地描述了本發(fā)明，可參考某些具體的實施例進一步了解本發(fā)明，這些實施例在這里僅用于說明，不打算用來限制本發(fā)明，除非另加說明。
對比例1和2兩種表1所示的“一步法”配方，一種在B組分中含有低一元醇含量的多元醇，第二種含有傳統(tǒng)的EO封端的、KOH催化制得的多元醇，它有高得多的不飽和度，但有類似的多元醇官能度。正如可看出的，低伯羥基含量的低不飽和度的多元醇不能生產(chǎn)出典型HR泡沫塑料。
表1泡沫塑料組成低不飽和度基礎(chǔ)多元醇74傳統(tǒng)的多元醇74聚合物多元醇26 26水 4.1 4.1DEOA1.2 1.2Niax A-107 0.200.20Niax A-33 0.400.40OSi Y-10515 1.001.00TDI 100指數(shù) 100指數(shù)多元醇性質(zhì)羥基數(shù)(mg KOH/g)28 28多元醇官能度2.3 2.2環(huán)氧乙烷含量(％(重量)) 15 15伯羥基含量(％(摩爾))22 75多元醇不飽和度(meq/g) 0.003 0.070泡沫塑料性質(zhì)低不飽和度 傳統(tǒng)不飽和度模制部件密度(磅/立方呎) 1.8回彈率(％) 6925％IFD(磅) 完全癟泡2450％IFD(磅) 4465％IFD(磅)68拉伸強度(Psi) 22斷裂伸長 186撕裂強度(磅/吋)1.5575％干壓縮變形(％) 750％濕態(tài)老化壓縮變形(％) 1850％濕壓縮變形(％) 32對比例1和2說明，僅DMC催化制得的低一元醇含量的低不飽和度多元醇替代傳統(tǒng)的聚氨酯模制多元醇(高伯羥基含量)，盡管有相同的總氧亞乙基含量，但得到這樣一種泡沫塑料體系，其中在一步法模制泡沫塑料中泡沫塑料完全癟泡。
實施例1和對比例3用有類似總官能度的低不飽和度和傳統(tǒng)不飽和度(高不飽和度、高一元醇含量)聚醚多元醇，用預(yù)聚合物法生產(chǎn)模制泡沫塑料。將兩種低一元醇含量、低不飽和度多元醇(一為三元醇，一為二元醇)共混，制成一種基礎(chǔ)多元醇組合物，其實際的官能度類似于對比多元醇。注意，實際的或測量的官能度為實際多元醇官能度的測量值，不是“名義”官能度，或多元醇原料(starter)的官能度，正如通常報道的。這些實施例比較了完全為低一元醇含量或傳統(tǒng)含量的泡沫塑料(即基礎(chǔ)多元醇和聚合物多元醇是低不飽和度的或傳統(tǒng)不飽和度的)。每種泡沫塑料的聚合物固體含量是相同的，聚合物多元醇含量的差別是固體含量歸一的結(jié)果(低不飽和度聚合物多元醇為43％(重量)固體，傳統(tǒng)聚合物多元醇為38％(重量)固體)。
下面的結(jié)果表明，當(dāng)使用由低不飽和度多元醇制備的預(yù)聚合物時，在堅固性、拉伸強度、伸長率、撕裂強度、干壓縮變形、濕態(tài)老化壓縮變形、濕變形和耐用性參數(shù)蠕變、負荷損失和高度損失方面有明顯地和令人吃驚地改進。在幾篇論文中討論了動態(tài)性質(zhì)的測試，包括“新的動態(tài)撓曲耐久性試驗.1”，K.D.Cavender，33屆聚氨酯技術(shù)銷售年會，1990年9月30日-10月3日，
pp.282-288；“有效時間發(fā)泡體行為試驗”，K.D.Cavender，34屆聚氨酯技術(shù)/銷售年會，1992年10月21-24，第260-265頁；和“用于自動座椅泡沫的有效時間試驗”，SAE國際會議與展覽，論文號930634，1993。
表2預(yù)聚合物 低不飽和度傳統(tǒng)多元醇多元醇低不飽和度基礎(chǔ)多元醇1(OH＝28) 73 -傳統(tǒng)基礎(chǔ)多元醇2(OH＝28) - 70Arcol 258044 4低不飽和度聚合物多元醇323-傳統(tǒng)聚合物多元醇5- 26TDI/MDI(80/20) 4242聚合物固體含量 ～10％～10％基礎(chǔ)多元醇官能度 ～2.3 ～2.2基礎(chǔ)多元醇不飽和度(meq/g)0.003 0.07泡沫塑料組成低不飽和度預(yù)聚合物(上述的) 100 -傳統(tǒng)聚合物(上述的)-100水 2.5 2.5OSi Niax A-1催化劑 0.25 0.25表面活性劑共混物(Tergitol 15-S-9/DC5043)1.1 1.1泡沫塑料性質(zhì)模制部件密度(磅/立方呎) 2.3 2.3回彈性(％) 616225％IFD(磅) 383350％IFD(磅) 625965％IFD(磅) 8483拉伸強度(psi) 20.2 14.7斷裂伸長(psi) 178 135撕裂強度(磅/吋)2.20 1.9150％干壓縮變形(％) 4.5 8.475％干壓縮變形(％) 3.1 6.850％濕態(tài)老化壓縮變形(％)8.0 11.150％濕壓縮變形(％) 9.0 24.1動態(tài)疲勞性質(zhì)蠕變，％8.0 9.2負荷損失，％ 15.6 21.8高度損失，％1.4 2.41由混合二元醇/三元醇DMC催化烷氧基化制備的含有15％
(重量)氧亞乙基殘基的聚氧亞丙基/聚氧亞乙基多元醇，不飽和度為約0.005meq/g伯羥基含量為約30％和官能度為2.3。
2一種堿(KOH)催化的聚氧亞丙基/聚氧亞乙基多元醇，不飽和度為0.07meq/g，測量官能度為2.2，含有15％(重量)氧亞乙基殘基作為封端。
3一種聚合物改性的多元醇，含有43重量％的分子量為6000Da m.w.聚氧亞丙基/聚氧亞乙基原位聚合的37/63丙烯腈/苯乙烯固體，含有15％無規(guī)氧亞乙基殘基的DMC催化的低不飽和度多元醇。
4一種泡孔擴孔多元醇，傳統(tǒng)催化的，有75％氧亞乙基和25％氧亞丙基殘基共進料(無規(guī)的)，羥基數(shù)為40。
5類似低不飽和度聚合物改性多元醇的聚合物改性的多元醇，但含有38％固體，基礎(chǔ)多元醇不飽和度為約0.04meq/g。
實施例1和對比例3說明與傳統(tǒng)的堿催化制得的多元醇得到的預(yù)聚合物相比，當(dāng)使用基于低不飽和度多元醇的預(yù)聚合物時，泡沫塑料的物理性質(zhì)得到意想不到和令人吃驚的提高。由用于預(yù)聚合物制備的聚合物改性的多元醇提供的兩種泡沫塑料配方有相同的固體含量。值得注意的是，25％IFD提高，拉伸強度(提高37％)和斷裂伸長率(提高32％)都有相當(dāng)大的改進。先有技術(shù)指出，可預(yù)計后兩種性質(zhì)之一的改進會使另一性質(zhì)下降。撕裂強度也提高，或許最值得注意的改進是干壓縮變形和濕態(tài)老化壓縮變形，特別是濕變形性能，后者有67％的改進！在暴露到熱的潮濕環(huán)境的地方，如在美國南部和熱帶地區(qū)的環(huán)境中，在模制座位例如汽車座位中濕變形是特別重要的。
除了上面討論的靜態(tài)性質(zhì)外，本發(fā)明的泡沫塑料還在動態(tài)疲勞性質(zhì)方面有明顯的改進，如抗蠕變、負荷損失和高度損失，并證明還有很好的復(fù)合材料耐用性。
實施例2由以下組分反應(yīng)制備的異氰酸酯端接的預(yù)聚合物來制備模制泡沫塑料73份甘油開始的聚氧亞丙基多元醇(不飽和度為0.003meq/g，含15％(重量)無規(guī)氧亞乙基部分和伯羥基含量為30％)；23份聚合物多元醇(有43％丙烯腈/苯乙烯(37/63)固體作為分散相，在其羥基數(shù)為35和氧亞乙基含量為19％的傳統(tǒng)催化的基礎(chǔ)多元醇中)；4份ARCOL2580聚醚多元醇(一種傳統(tǒng)催化的羥基數(shù)為40的75％氧亞乙基/25％氧亞丙基無規(guī)多元醇)；42份80/20TDI/MDI共混物。預(yù)聚合物與3.5份水、1.0份二乙醇胺、0.25份NIAXRA-1胺催化劑和1.0份Air Products DC 5043硅酮表面活性劑反應(yīng)。泡沫塑料試驗結(jié)果如入。
泡沫塑料結(jié)果模制部件密度(磅/立方呎)2.3回彈性(％) 6625％IFD(磅)3150％IFD(磅)5365％IFD(磅)77拉伸強度(psi) 16.9斷裂伸長(psi) 125撕裂強度(磅/吋)1.5250％干壓縮變形(％) 5.875％干壓縮變形(％) 5.350％濕態(tài)老化壓縮變形(％) 8.550％濕壓縮變形(％) 11.0實施例4和對比例6按類似實施例1公開的方法，將使用低不飽和度多元醇和類似官能度的堿催化的多元醇的另一些預(yù)聚合物配方用來生產(chǎn)模制泡沫塑料。配方和泡沫塑料的物理性質(zhì)列入下表4。
表4低不飽和度傳統(tǒng)預(yù)聚合物組成 多元醇 多元醇低不飽和度，28 OH三元醇136.5低不飽和度，28 OH二元醇236.5傳統(tǒng)多元醇，28 OH三元醇373Arcol 2580(40 OH多元醇) 44聚合物多元醇423 2380/20 TDI/MDI異氰酸酯共混物 42 42基礎(chǔ)多元醇官能度 ～2.5～2.5泡沫塑料配方低不飽和度多元醇100傳統(tǒng)多元醇預(yù)聚合物 100水 2.5 2.5OSi Niax A-1催化劑 0.18 0.18表面活性劑共混物(UCC Tergitol15-S-9/DC5043) 0.35 0.35泡沫塑料性質(zhì)模制密度(磅/立方呎3) 2.3 2.3表面活性劑共混物(UCC Tergitol 0.35 0.3515-S-9/DC 5043)泡沫塑料性質(zhì)模制密度(磅/立方呎)2.3 2.325％IFD(磅) 37 3765％IFD(磅) 84 82拉伸強度(psi) 20.218.0伸長率(％) 178 161撕裂強度(磅/吋) 2.201.8950％壓縮變形(％) 4.5 7.675％壓縮變形(％) 3.1 6.350％濕態(tài)壓縮變形(％) 8.011.250％濕變形(％) 9.030.31一種聚氧丙烯/聚氧乙烯，DMC催化制備的丙氧基化的甘油低聚物開始的無規(guī)共聚物，含15％(重量)氧亞乙烯殘基，伯羥基含量為30％(摩爾)，不飽和度為0.005meq/g。
2一種聚氧丙烯/聚氧乙烯，DMC催化劑備的丙氧基化的乙二醇低聚物開始的無規(guī)共聚物，含15％(重量)氧亞乙基殘基，伯羥基含量為30％(摩爾)，不飽和度為0.005meq/g。
3一種堿催化的(KOH)甘油開始的聚氧亞丙基/聚氧亞乙基三醇，不飽和度為0.07meq/g，官能度為2.2，含有15％(重量)氧亞乙基殘基作為封端。
4聚合物改性的多元醇，含43％固體，基礎(chǔ)多元醇的不飽和度為約0.04meq/g。
可以看出，與以前的實施例一致，當(dāng)模制泡沫塑料由低不飽和度多元醇得到的預(yù)聚合物制備時，泡沫塑料的性質(zhì)有相當(dāng)大的改進。
通過對本發(fā)明全面地描述，對于熟悉本專業(yè)的普通技術(shù)人員來說，在不違背這里所述的本發(fā)明的實質(zhì)或范圍的條件下，可對本發(fā)明作許多變化和改進是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種制備模制聚氨酯泡沫塑料的方法，該法包括在閉模中將含有以下組分的生成泡沫塑料的反應(yīng)混合物任選在有效數(shù)量的一種或多種促進a)與b)反應(yīng)的催化劑，對泡孔穩(wěn)定有效量的一種或多種表面活性劑以及一定數(shù)量足以使泡沫塑料密度為約1.0至4.0磅/立方呎的發(fā)泡劑存在下，反應(yīng)a)一種主要含異氰酸酯端接的預(yù)聚合物的異氰酸酯組分，按所述異氰酸酯端接的預(yù)聚合物的重量計，預(yù)聚合物含有約5至35％(重量)NCO基，所述的異氰酸酯端接的預(yù)聚合物通過化學(xué)計量過量的一種或多種二異氰酸酯或多異氰酸酯與含有聚氧亞烷基聚醚多元醇部分的多元醇組分反應(yīng)來制備，其不飽和度為每克聚氧亞烷基聚醚多元醇部分有小于0.03meg不飽和度，數(shù)均當(dāng)量重為約1500至約5000；b)一種或多種異氰酸酯反應(yīng)組分，異氰酸酯指數(shù)為70-130。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述多元醇組分的所述聚氧亞烷基聚醚部分的不飽和度為每克聚氧亞烷基聚醚多元醇部分有0.02meg不飽和度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述多元醇組分的所述聚氧亞烷基聚醚多元醇部分的不飽和度為每克聚氧亞烷基聚醚多元醇部分有0.01meg不飽和度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中大多數(shù)所述的多元醇組分含有一種或多種高碳聚氧亞烷基/聚氧亞乙基聚醚多元醇，其名義官能度為2-8，按所述的高碳聚氧亞烷基/聚氧亞乙基聚醚多元醇的重量計，平均伯羥基含量小于70％(摩爾)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中大多數(shù)所述的多元醇組分含有一種或多種聚氧亞烷基/聚氧亞乙基聚醚多元醇，其名義官能度為2-8，按所述的聚氧亞烷基/聚氧亞乙基聚醚多元醇計，平均伯羥基含量小于50％(摩爾)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中大多數(shù)所述的多元醇組分含有一種或多種聚氧亞丙基/聚氧亞乙基聚醚多元醇，每一種的不飽和度小于約0.015meq/g，每一種有至少一個含無規(guī)氧亞乙基和氧亞丙基殘基的末端嵌段，每一個的伯羥基含量小于約50％(摩爾)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中少量所述的多元醇組分含有聚氧亞乙基封端的聚氧亞丙基/聚氧亞乙基聚醚多元醇，以致所述的聚氧亞丙基/聚氧亞乙基聚醚多元醇的伯羥基含量大于50％(摩爾)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述的多元醇組分含有聚合物改性的多元醇。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述的異氰酸酯反應(yīng)組分含有一種或多種聚氧亞烷基多元醇。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述的至少一種或多種聚氧亞烷基多元醇一起的平均不飽和度小于0.03meq/g。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中一部分所述的一種或多種聚氧亞烷基多元醇的伯羥基含量大于約70％(摩爾)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述的異氰酸酯反應(yīng)組分含有還作為反應(yīng)發(fā)泡劑的水。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中水為唯一的發(fā)泡劑。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述的異氰酸酯反應(yīng)組分含有鏈增長劑和/或交聯(lián)劑。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中所述的交聯(lián)劑選自鏈烷醇胺類。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中交聯(lián)劑為二乙醇胺或三乙醇胺。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述的二異氰酸酯或多異氰酸酯選自TDI、MDI或其混合物；所述的多元醇組分其平均不飽和度小于0.02meq/g，主要部分為一種或多種聚氧亞丙基/聚氧亞乙基聚醚多元醇和/或聚合物改性的聚氧亞丙基/聚氧亞乙基聚醚多元醇，每一種的不飽和度小于0.01meq/g，伯羥基含量小于約50％(摩爾)；其中所述的異氰酸酯反應(yīng)組分含有水作為唯一的發(fā)泡劑，按泡沫塑料的重量計，還含有小于5％(重量)鏈烷醇胺交聯(lián)劑。
18.一種用以下方法制備的聚氨酯模制泡沫塑料，該法包括以下組分任選在有效數(shù)量的一種或多種促進a)與b)反應(yīng)的催化劑、使泡孔穩(wěn)定的有效數(shù)量的一種或多種表面活性劑以及一定數(shù)量足以使泡沫塑料的密度為約1.0至4.0磅/立方呎的發(fā)泡劑存在下反應(yīng)a)一種異氰酸酯組分，主要部分為異氰酸酯端接的預(yù)聚合物，按所述的異氰酸酯端接的預(yù)聚合物的重量計，其NCO基含量為約5至約35％(重量)，所述的異氰酸酯端接的預(yù)聚合物通過化學(xué)計量過量的一種或多種二異氰酸酯或多異氰酸酯與含有聚氧亞烷基聚醚多元醇部分的多元醇組分反應(yīng)來制備，其不飽和度為每克聚氧亞烷基聚醚多元醇部分有0.03meq/g不飽和度，數(shù)均當(dāng)量重為約1500至約5000；b)一種或多種異氰酸酯反應(yīng)組分，其異氰酸酯指數(shù)為70-130。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的泡沫塑料，其中所述的多元醇組分的所述聚氧亞烷基聚醚部分的平均不飽和度小于約0.02meq/g。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的泡沫塑料，其中大多數(shù)所述的多元醇組分含有一種或多種高碳聚氧亞烷基/聚氧亞乙基聚醚多元醇和/或聚合物改性的高碳聚氧亞烷基/聚氧亞乙基聚醚多元醇，每一種的不飽和度小于約0.01meq/g，名義官能度為2-8，數(shù)均當(dāng)量重為約800至5000Da，伯羥基含量小于約50％(摩爾)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的泡沫塑料，其中所述的一種或多種高碳聚氧亞烷基/聚氧亞乙基聚醚多元醇和/或聚合物改性的高碳聚氧亞烷基/聚氧亞乙基聚醚多元醇中至少一種的數(shù)均當(dāng)量重為約1500至3000Da。
22.根據(jù)權(quán)利要求18的泡沫塑料，其中所述的異氰酸酯反應(yīng)組分含有還用作反應(yīng)發(fā)泡劑的水。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的泡沫塑料，其中水為唯一的發(fā)泡劑。
24.根據(jù)權(quán)利要求22的泡沫塑料，其中所述的異氰酸酯反應(yīng)組分還含有一種或多種鏈增長劑或交聯(lián)劑，按所述的泡沫塑料的重量計，所述的鏈增長劑或交聯(lián)劑小于約5％(重量)。
25.根據(jù)權(quán)利要求18的泡沫塑料，其中所述的異氰酸酯反應(yīng)組分含有一種或多種其伯羥基含量為70％(摩爾)或更大的聚氧亞烷基多元醇。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的泡沫塑料，其中所述的伯羥基含量為70％(摩爾)或更大的聚氧亞烷基多元醇含有這樣一種聚氧亞丙基/聚氧亞乙基聚醚多元醇，它含有至少一種聚氧亞乙基末端嵌段。
27.根據(jù)權(quán)利要求18的泡沫塑料，其中濕變形小于約15％。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的泡沫塑料，其中濕變形小于約10％。
全文摘要
由低不飽和度的聚氧亞烷基聚醚多元醇制備的異氰酸酯端接的預(yù)聚合物適用于生產(chǎn)有極好物理性質(zhì)的聚氨酯模制泡沫塑料。優(yōu)選的是,泡沫塑料是全水發(fā)泡的,并很好加工。值得注意的是,該泡沫塑料同時提高了拉伸強度和伸長率,以及有極好的濕變形性和其他性質(zhì)。
文檔編號C08G101/00GK1203608SQ96198782
公開日1998年12月30日 申請日期1996年11月15日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月4日
發(fā)明者A·M·索姆普森 申請人:阿克奧化學(xué)技術(shù)有限公司