制備三聚氰胺/甲醛泡沫的方法
【專利說明】制備三聚氰胺/甲醛泡沬的方法
[0001] 本發(fā)明涉及制備三聚氰胺-甲醛泡沫的方法，所述方法包括以下步驟：
[0002] a)制備包含以下物質的含水混合物Ml)
[0003] 100重量份的至少一種三聚氰胺-甲醛預縮合物，
[0004] 2至4重量份的至少一種固化劑，
[0005] 0. 2至5重量份的表面活性劑混合物，
[0006] 0. 1至5重量份的至少一種無機酸鹽和/或至少一種有機羧酸鹽，
[0007] 1至40重量份的至少一種發(fā)泡劑，
[0008] 0至5重量份的至少一種染料和/或熒光增白劑，
[0009] 0至20重量份的一種或多種其它添加劑，以及
[0010] 25至60重量份的水，
[0011] b)使用微波輻射加熱和發(fā)泡所述混合物Ml)，
[0012] c)使用固化劑和微波輻射將所得的泡沫交聯(lián)和固化，
[0013] d)使用微波輻射干燥泡沫，以及
[0014] e)使用熱空氣對干燥的泡沫退火。
[0015] 本發(fā)明還涉及三聚氰胺-甲醛泡沫及其用途。
[0016] 基于三聚氰胺-甲醛樹脂的開孔彈性泡沫以及通過使用熱空氣、水蒸氣或微波輻 射加熱以發(fā)泡和將三聚氰胺-甲醛預縮合物分散體或含發(fā)泡劑的溶液交聯(lián)，然后進行干 燥和退火步驟來制備所述泡沫的方法是已知的，并記載于例如EP-A074593、EP-A017671、 EP-A017672和EP-A037470中。此類型的三聚氰胺-甲醛泡沫通常具有良好的機械性能和良 好的隔音和隔熱性能以及低可燃性。在濕熱條件下，通過合適的措施（例如WO 06/134083 中所記載的通過添加甲醛清除劑，或WO 01/94436和PCT/IB2011/053803(申請?zhí)枺┲兴?載的通過為三聚氰胺-甲醛預縮合物選擇合適的組合物和處理參數(shù)）可使從這些三聚氰 胺-甲醛泡沫中可能釋放出的甲醛最少。
[0017] 在所有這些已知的制備方法中，表面活性劑/乳化劑在發(fā)泡前被添加至三聚氰 胺-甲醛預縮合物中。陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑和非離子表面活性劑通常被 提及作為合適的表面活性劑/乳化劑。
[0018] 例如EP-A 017 671和EP-A 017 672也公開了適于制備所述三聚氰胺-甲醛泡沫 的陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑和非離子表面活性劑，實施例6各自使用多于90 重量％的陰離子表面活性劑和少于10重量％的以其他未詳細說明的低乙氧基化飽和醇形 式存在的非離子表面活性劑的混合物，各百分比均以所用表面活性劑的總重量計。實施例 8各自公開了以表面活性劑混合物方式使用所提及的27重量％的陰離子表面活性劑和73 重量％的非離子表面活性劑。引用文件中的所有其它實施例各自僅使用了陰離子表面活性 劑。
[0019] 已知的三聚氰胺-甲醛泡沫仍需對良好的機械性能和高的流動阻力（對應于良好 的噪音吸收）以及低密度的結合進行改善。
[0020] 本發(fā)明的目的是提供具有改善的機械/彈性性能和流動阻力（即聲學特性）的結 合的三聚氰胺-甲醛泡沫，以及制備其的方法。
[0021] 我們已發(fā)現(xiàn)，此目的可通過開篇描述的用于制備三聚氰胺-甲醛泡沫的方法來實 現(xiàn)，其中作為本發(fā)明的必要特征，所述混合物Ml)包含一種表面活性劑混合物，其含有50至 90重量％的陰離子表面活性劑和10至50重量％的非離子表面活性劑的混合物，其中所述 重量百分比各自以表面活性劑混合物的總重量計。
[0022] 本發(fā)明還提供通過本發(fā)明方法獲得的三聚氰胺-甲醛泡沫以及所述泡沫的用途。
[0023] 通過本發(fā)明方法獲得的三聚氰胺-甲醛泡沫展示了機械/彈性性能和流動阻力 (即聲學特性）的結合，其相比于此類型的已知泡沫得到改進。
[0024] 現(xiàn)將更詳細地描述本發(fā)明的方法、產品和用途。
[0025] 本發(fā)明所提供的用于制備三聚氰胺-甲醛泡沫的方法包括下文更詳細描述的步 驟：
[0026] a)制備含水混合物Ml)，
[0027] b)使用微波輻射加熱和發(fā)泡所述混合物Ml)，
[0028] c)使用固化劑和微波輻射將所得泡沫交聯(lián)和固化，
[0029] d)使用微波輻射干燥所述泡沫，以及
[0030] e)使用熱空氣對干燥的泡沫退火。
[0031] 步驟e)之后可進行另一步驟一一步驟f)，其中退火后的泡沫被一次或多次壓縮 和釋放。如果進行，所獲得的泡沫帶材（strand)優(yōu)選在步驟e)或步驟f)后被切割成泡沫 立方體。
[0032] 本發(fā)明的方法優(yōu)選以連續(xù)的方式進行。用于制備待發(fā)泡的混合物Ml)的方法步驟 a)必須在所有其他方法步驟之前進行。方法步驟b)、c)、d)和e)基本上以所述順序進行， 但實際上各個步驟并非彼此嚴格劃界；相反，它們彼此合并。因此，當步驟b)的發(fā)泡發(fā)生 時，按照步驟c)也發(fā)生一些輕微的交聯(lián)，然而，與此同時，一定量的甲醛和水按照步驟d)已 經(jīng)從泡沫中除去。此外，例如按照步驟e)進行干燥的泡沫的退火時，泡沫中的交聯(lián)過程仍 按照步驟c)進行，且水和甲醛的剩余物也仍在步驟d)的干燥過程中被除去。盡管存在各 個操作之間的連續(xù)過渡，本發(fā)明方法的顯著特征和特別重要的泡沫形成過程的時間程序可 以根據(jù)本發(fā)明方法的各個步驟a)至f)來描述。
[0033] 方法步驟a)包括制備含水混合物Ml)，其包括：
[0034] 100重量份的至少一種三聚氰胺-甲醛預縮合物，
[0035] 2至4重量份，優(yōu)選2. 2至3. 8重量份且更優(yōu)選2. 7至3. 3重量份的至少一種固化 劑，
[0036] 0. 2至5重量份，優(yōu)選0. 5至3重量份且更優(yōu)選1. 25至2. 3重量份的表面活性劑 混合物，
[0037] 0. 1至5重量份，優(yōu)選0. 5至4重量份且更優(yōu)選I. 1至3. 6重量份的至少一種無機 酸鹽或至少一種有機羧酸鹽，
[0038] 1至40重量份，優(yōu)選10至35重量份且更優(yōu)選15至21重量份的至少一種發(fā)泡劑，
[0039] 0至5重量份，優(yōu)選0至4重量份且更優(yōu)選0至3重量份的至少一種染料和/或熒 光增白劑，
[0040] 0至20重量份，優(yōu)選0至10重量份且更優(yōu)選0至5重量份的一種或多種其它添加 劑，以及
[0041] 25至60重量份，優(yōu)選30至50重量份且更優(yōu)選36至44重量份的水，
[0042] 其中作為本發(fā)明的必要特征，所述混合物Ml)包含一種表面活性劑混合物，其含 有50至90重量％，優(yōu)選65至90重量％且更優(yōu)選75至90重量％的陰離子表面活性劑和 10至50重量％，優(yōu)選10至35重量％且更優(yōu)選10至25重量％的非離子表面活性劑的混合 物，其中所述重量百分比各自以表面活性劑混合物的總重量計。
[0043] 本領域技術人員已知的且記載于文獻中的三聚氰胺和甲醛的任何縮合產物原則 上都可用作方法步驟a)中的三聚氰胺-甲醛預縮合物。優(yōu)選使用三聚氰胺：甲醛的摩爾 比在1:1. 5至1:4,優(yōu)選1:1. 6至1:3. 5且更優(yōu)選1:2至1:3范圍內的三聚氰胺-甲醛預縮 合物。優(yōu)選的三聚氰胺-甲醛預縮合物具有在200g/mol至1000g/mol，優(yōu)選200g/mol至 800g/mol且更優(yōu)選200g/mol至600g/mol范圍內的平均（數(shù)均）分子量M n。
[0044] 除了三聚氰胺和甲醛，三聚氰胺-甲醛預縮合物可含有多達50重量％、優(yōu)選多達 20重量％ (均以共縮合三聚氰胺的重量計）的其它熱固性形成物和多達50重量％且優(yōu)選 多達20重量％ (均以共縮合甲醛的重量計）的共縮合形式的其它醛。有用的熱固性形成 物包括例如：烷基-取代的和芳烷基-取代的三聚氰胺、脲、氨基甲酸酯、羧酰胺、雙氰胺、 胍、硫酰胺（sulfurylamide)、磺酰胺（sulfonamide)、脂族胺、二醇、苯酷及其衍生物。有用 的其它醛的實例包括乙醛、三羥甲基乙醛、丙烯醛、苯甲醛、糠醛、乙二醛、戊二醛、鄰苯二甲 醛和對苯二甲醛。但特別優(yōu)選除三聚氰胺外基本上不含任何其它熱固性形成物和除甲醛外 基本上不含其它醛的三聚氰胺-甲醛預縮合物（即，其它熱固性形成物和其它醛的水平各 自低于1重量％，以三聚氰胺-甲醛預縮合物的重量計）。市售可得的三聚氰胺-甲醛預 縮合物可用于多種應用領域，例如用于進一步加工成膠水。含有亞硫酸酯基團（名稱"亞 硫酸酯基團"通常用于文獻中且因此也保留于本申請中，盡管例如亞硫酸鹽、亞硫酸氫鹽、 焦亞硫酸鹽或連二亞硫酸鹽與三聚氰胺-甲醛縮合物的羥甲基基團的反應同樣能夠制備 氨基甲燒橫酸鹽基團，參見 Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry，第三卷， Hans Diem 等，"Amino Resins"，第 95-97 頁；Wiley-VCH Verlag GmbH&Co.KGaA，2010 年 10 月15日在線發(fā)表，DOI :10. 1002/14356007. a02_115.pub2)的三聚氰胺-甲醛預縮合物能 有利地應用于這些領域中的一些領域。這些含有亞硫酸酯基團的三聚氰胺-甲醛預縮合物 可以按照例如EP-B37470描述的方法獲得，其中在三聚氰胺和甲醛的縮合過程中引入1至 20重量％的亞硫酸氫鈉，從而獲得共縮合的亞硫酸酯基團。這些含有亞硫酸酯基團的三聚 氰胺-甲醛預縮合物也可用于本發(fā)明的方法中，在這種情況下，優(yōu)選的亞硫酸酯基團（被看 作-SO 3)的含量在0. 1至3重量％的范圍內，以三聚氰胺-甲醛預縮合物的總重量計。
[0045] 具有小于0. 1重量％的亞硫酸酯基團（被看作-SO3)含量的三聚氰胺-甲醛預縮 合物被視為不含亞硫酸酯基團，以三聚氰胺-甲醛預縮合物的總重量計。
[0046] 關于合適的三聚氰胺-甲醛預縮合物的其它細節(jié)見于例如 Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie，第 14/2 卷，1963,第 319-402 頁。
[0047] 發(fā)泡劑的乳化以及在本發(fā)明方法中泡沫的穩(wěn)定需要在步驟a)中加入表面活性 劑。根據(jù)本發(fā)明，混合物Ml)包含一種表面活性劑混合物，其含有50至90重量％，優(yōu)選65 至90重量％且更優(yōu)選75至90重量％的陰離子表面活性劑和10至50重量％，優(yōu)選10至 35重量％且更優(yōu)選10至25重量％的非離子表面活性劑的混合物，其中