[发明专利]基于芳族二羧酸的聚酯多元醇以及由其制备的硬质聚氨酯泡沫

说明书

本发明涉及基于芳族二羧酸的聚酯多元醇及其用于制备硬质聚氨酯泡沫的用途。

通过有机的或改性有机的二异氰酸酯或多异氰酸酯与含有至少两个活泼氢原子的较高分子量的化合物——特别是与由环氧烷烃聚合得到的聚醚多元醇或由醇与二羧酸缩聚得到的聚酯多元醇——在聚氨酯催化剂、增链剂和/或交联剂、发泡剂以及其他助剂和添加剂的存在下反应来制备硬质聚氨酯泡沫是已知的并且记载于许多专利和文献出版物中。

可提及例如由R.Vieweg博士和A.博士所编的Kunststoffhandbuch,第VII卷,Polyurethane,Carl-Hanser-Verlag,Munich,第1版1966以及由G.Oertel博士所编的第2版1983和第3版1993。适当地选择形成组分及其比例使得能够制备具有极好机械性能的聚氨酯泡沫。

在本公开文本的上下文中，同义地使用术语“聚酯多元醇”（“polyester polyol”）、“聚酯多元醇”（“polyesterol”）、“聚酯醇”（“polyester alcohol”）和缩写“PESOL”。缩写“PEOL”意指聚醚多元醇（polyetherol），其等同于聚醚醇（polyether alcohol）。“多元醇”指的是含有至少两个游离OH基团的化合物。

当使用聚酯多元醇时，通常使用芳族二羧酸和/或脂族二羧酸与链烷二醇和/或链烷三醇或醚二醇的缩聚物。然而，也可加工聚酯废料，特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）或聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）废料。用于此目的的整个系列的方法是已知的并且已有记载。一些方法基于聚酯向对苯二甲酸二酯（例如对苯二甲酸二甲酯）的转化。DE-A1003714和US-A5,051,528记载了这种利用甲醇和酯交换催化剂的酯交换反应。

US3,138,562涉及“多孔聚氨酯塑料（Cellular Polyurethane Plastics）”，其公开了一种制备聚酯多元醇的方法，其中使用了三官能的醇（TMP）。其并未记载如何制备原料，例如聚醚醇（丙氧基化甘油）。

还已知基于对苯二甲酸的酯在燃烧性能方面优于基于邻苯二甲酸的酯。这一点例如在WO2010/043624中示出。

聚醚多元醇还可用于制备聚氨酯以及作为形成聚酯多元醇的组分。

通常，这些聚醚多元醇通过OH官能的起始物的催化烷氧基化来制备。

所用的烷氧基化催化剂为常规的碱性化合物，特别是KOH。在一些情况下也可使用双金属氰化物（DMC）催化剂或卡宾（carbene）。

但是，就通常用于OH官能的化合物的烷氧基化作用的KOH催化剂而言，该反应需要随后进行后处理步骤以从产物中分离出催化剂。所述后处理通常通过中和以及随后的过滤来进行。但是，在待分离的催化剂中通常残留少量产物，这降低了产物收率。

能够无需进行聚醚多元醇的后处理将是合乎需要的（特别是由于多元醇的损耗以及该部分设备所需的投入）。但是，对常规利用的KOH催化作用而言，碱性催化剂将残留在聚醚多元醇中并且可妨碍随后用于制备聚酯多元醇的酸催化的酯化反应。

当用胺催化剂代替KOH时，可避免额外耗时的后处理的处理步骤。这些胺催化剂通常可留在产物中。

但是，如果聚醚多元醇产物与例如二羧酸将通过酯化反应进一步反应获得聚酯多元醇，则留在聚醚多元醇中的胺催化剂也可引发问题，这是因为其妨碍了通常由Lewis酸催化的酯化反应。

此外，已知胺化合物通常降低聚酯多元醇的水解稳定性。

因此，本发明的一个目的是提供一种聚酯多元醇，其特别由聚醚多元醇构建并且可以极少的费用（即，特别以极少的后处理和纯化步骤）制备，此外其还可毫无疑问地用于聚氨酯（PU）制备并生产优良的PU。

出人意料地，上述目的能够通过使用一种聚醚多元醇组分实现，所述聚醚多元醇组分可通过官能度大于或等于2的多元醇——特别是聚醚多元醇——与至少一个环氧烷烃在所述聚酯多元醇中的胺催化剂的存在下反应来制备。

因此，本发明提供一种聚酯多元醇，其包含以下化合物的酯化产物

a．10mol%至70mol%的二羧酸组合物，其含有

a1）50mol%至100mol%含量的芳族二羧酸或芳族二羧酸的混合物，基于二羧酸组合物a）计，

a2）0mol%至50mol%含量的一种或多种脂族二羧酸，基于二羧酸组合物a）计，

b．2mol%至30mol%的一种或多种脂肪酸和/或脂肪酸衍生物，