[发明专利]生产硬聚氨酯泡沫材料的方法

说明书

本发明涉及一种通过使多异氰酸酯与具有至少两个对异氰酸酯基有反 应性的氢原子的化合物反应生产硬聚氨酯泡沫材料的方法。

硬聚氨酯泡沫材料长久以来是已知的，并且主要用于热和冷的隔绝， 例如用于制冷器具、热水贮存、局部加热管道或建筑和建造，例如夹层构 件。硬聚氨酯泡沫材料的生产和应用的简要综述可以例如参见 Kunststoff-Handbuch，第7卷，聚氨酯，1966年由Dr.R.Vieweg和 Dr.A.编著的第一版，1983年由Dr.Günter Oertel编著的第二版， 和1993年由Dr.Günter Oertel编著的第三版，Carl Hanser，Munich， Vienna。

在硬聚氨酯泡沫材料的使用中，重要的是达到对于相关应用而言最佳 的性能。

在硬聚氨酯泡沫材料的生产和应用中，最经常使用具有至少两个对异 氰酸酯基有反应性的氢原子的化合物。

特别对于制冷应用，通过将环氧烷加成到芳族胺上获得的聚醚醇通常 用作具有至少两个对异氰酸酯基有反应性的氢原子的化合物。在芳族胺中， 甲苯二胺(TDA)的异构体是特别重要的。这些产品导致在泡沫材料的生 产中最佳的流动性能以及泡沫材料的低热导率。

基于TDA的聚醚醇和这些产物的制备方法也是公知的。因此，EP 747 411描述了基于邻-TDA的聚醚醇，称为邻位TDA。在这些聚醚醇的制备 中，在第一个工艺步骤中在不使用催化剂的情况下加成纯环氧乙烷，并且 在第二个工艺步骤中使用碱性催化剂加成纯环氧丙烷。

以此方式制得的聚醚醇具有较低的官能度，并导致聚氨酯体系的晚固 化。所以可能存在甚至复杂的中空空间，特别在要完全填充的制冷应用中 出现。在聚醚醇中的高含量环氧乙烷导致与多异氰酸酯之间的相容性差， 从而导致更差的固化和泡沫材料的更大脱模厚度。

WO 05/044889也描述了使用基于TDA的聚醚醇制备的硬聚氨酯泡沫 材料。其中，在第一个反应步骤中加成环氧乙烷和环氧丙烷的混合物，并 在第二步中加成纯环氧丙烷。基于聚醚醇计，环氧乙烷的比例是2-25重量 ％。

在硬质泡沫材料的许多应用中，尤其在制冷装置的绝热中，一个重要 的因素是所用体系的固化行为，这对装置生产中的循环时间有关键影响。

本发明的目的是提供一种生产硬聚氨酯泡沫材料的方法，此方法导致 优良的热导率，并显示发泡剂在体系中的高溶解度，以及最佳的流动时间 和固化时间。另外，所用的多元醇应当彼此相容。

此目的惊奇地通过使用一种能通过芳族胺与环氧乙烷和环氧丙烷反应 制备的多元醇来实现，其中在第一个工艺步骤中先加成环氧丙烷和随后加 成环氧乙烷，并且在第二个工艺步骤中加成环氧丙烷。

据此，本发明提供一种生产硬聚氨酯泡沫材料的方法，其中在c)发泡 剂的存在下使

a)多异氰酸酯，与

b)具有至少两个对异氰酸酯基有反应性的氢原子的化合物反应，

其中具有至少两个对异氰酸酯基有反应性的氢原子的化合物含有至 少一种聚醚醇bi)，所述聚醚醇bi)可以通过芳族胺、优选甲苯二胺与环 氧乙烷和环氧丙烷反应来制备，其中在第一个工艺步骤中先加成环氧丙烷、 随后加成环氧乙烷或环氧乙烷和环氧丙烷的混合物，并且在第二个工艺步 骤中加成剩余量的环氧丙烷。

本发明还提供聚醚醇bi)，以及通过将环氧乙烷和环氧丙烷加成到芳 族胺上制备聚醚醇bi)的方法，其中在第一个工艺步骤中先加成环氧丙烷、 随后加成环氧乙烷或环氧乙烷和环氧丙烷的混合物，并且在第二个工艺步 骤中使用碱性催化剂加成剩余量的环氧丙烷。

甲苯二胺的氨基先与环氧丙烷进行反应是特别有利的。这形成仲羟基。 随后环氧乙烷的进一步加成反应优先在剩余的氨基上进行，并主要与这些 氨基键合。这导致游离氨基的进一步减少，从而进一步降低聚醚醇的固有 反应性。在已经加入环氧丙烷之后，如上所述优选加入纯环氧乙烷。也可 以加入环氧乙烷和环氧丙烷的混合物，在这种情况下在此混合物中的环氧 丙烷含量应当不超过20重量％，基于此混合物计。