[发明专利]由含羟甲基的聚酯多元醇和含叔胺的多元醇制成的聚氨酯泡沫材料

说明书

本申请要求2006年9月25提交的美国临时申请60/846,936的权益。

本发明涉及由含羟甲基的聚酯多元醇制成的软质聚氨酯泡沫材料。

WO 04/096882和WO 04/096883描述了含羟甲基的特定聚酯多元醇。 这些多元醇通过多步法由动物脂肪或植物油制成，在该多步法中使原料脂 肪或油进行酯交换、羟甲酰化(hydroxyformylated)、还原，并与引发剂化合 物反应。该含羟甲基的聚酯多元醇是生产软质聚氨酯泡沫材料的有用原料。

已经发现，使用这些含羟甲基的聚酯多元醇制成的板状泡沫材料 (slabstock foam)有时表现出比使用聚醚多元醇制成的常规聚氨酯泡沫材料 低的回弹性。在某些情形中，拉伸强度、撕裂强度以及伸长率也较低。

期望提供一种方法，通过该方法可以改善由含羟甲基的聚酯多元醇制 成的软质聚氨酯泡沫材料的回弹性、拉伸强度、撕裂强度和/或伸长率。

在一个方面，本发明是制备聚氨酯泡沫材料的方法，其包括：在发泡 剂和表面活性剂存在下，在使得多异氰酸酯与多元醇组分反应且发泡剂产 生气体的条件下，使有机多异氰酸酯与含有高当量多元醇的混合物的多元 醇组分接触，形成多孔聚氨酯和/或聚脲聚合物；其中(1)所述高当量多元醇 的至少10wt％是一种或多种含羟甲基的聚酯多元醇，所述含羟甲基的聚酯 多元醇是通过以下方式制备的：使具有12～26个碳原子的含羟甲基的脂肪 酸或该含羟甲基的脂肪酸的酯与具有平均至少2个羟基、伯胺和/或仲胺基 团的多元醇或多胺引发剂化合物进行反应，使得该含羟甲基的聚酯多元醇 平均具有至少1.3个来源于该含羟甲基的脂肪酸或酯的重复单元，相对于引 发剂化合物上的羟基、伯胺和仲胺基团的总数，且该含羟甲基的聚酯多元 醇的当量为至少400至最大15,000；和(2)所述高当量多元醇的至少3wt％ 是至少一种含有至少一个叔胺基团的聚醚或聚酯多元醇。

使用含有叔胺的多元醇通常在相当密度下提供在回弹性、拉伸强度、 撕裂强度和/或伸长率方面的改善。

多元醇组分含有一种或多种高当量多元醇。术语“高当量多元醇”，是 指多元醇的原子质量为多元醇分子上的羟基、伯胺基团和仲胺基团的总数 的至少400倍。该高当量多元醇的至少10wt％由一种或多种含羟甲基的多 元醇构成。

含羟甲基的聚酯多元醇每分子具有的羟基、伯胺和仲胺基团之和平均 为至少2个、优选至少2.5个、更优选至少2.8，至约12个、优选至约6个、 更加优选至约5个。该含羟甲基的聚酯多元醇的当量为至少400如至少约 600、至少约650、至少约700或至少约725，至约15,000如至约6000、至 约3500、至约1700、至约1300或至约1000。当量等于分子的数均分子量 除以羟基、伯胺和仲胺基团数之和。

含羟甲基的聚酯多元醇通常由以下方式制成：使具有12～26个碳原子 的含羟甲基的脂肪酸或该羟甲基化的脂肪酸的酯与多元醇、羟基胺或多胺 引发剂化合物反应，该引发剂化合物每分子具有平均至少2个羟基、伯胺 和/或仲胺基团。选择原料的比例以及反应条件，使得对于引发剂化合物中 的每个羟基、伯胺和仲胺基团，所得到的含羟甲基的聚酯多元醇含有平均 至少1.3个来源于该含羟甲基的脂肪酸或其酯的重复单元，且该含羟甲基的 聚酯多元醇的当量为至少400至至多约15,000。

该含羟甲基的聚酯多元醇有利地是具有如下平均结构的化合物的混合 物：

[H-X]_(n-p)-R-[X-Z]_p  (I)

其中R为具有n个羟基和/或伯胺或仲胺基团的引发剂化合物的残基， 其中n为至少2；X各自独立地为-O-，-NH-或-NR’-，其中R’为惰 性取代的烷基、芳基、环烷基或芳基烷基；p为1～n的数，表示每个所述含 羟甲基的聚酯多元醇分子的[X-Z]基团的平均数；Z为含有一个或多个A 基团的直链或支链，条件是每分子的A基团的平均数≥1.3×n，A各自独立 地选自A1、A2、A3、A4和A5，条件是至少一些A基团为A1、A2或A3。

A1为：

其中B为H或结合另一A基团的羰基碳原子的共价键；m为大于3的 数，n大于或等于0，且m+n为8～22，特别是为11～19。

A2为：