[发明专利]制备PU硬质泡沫材料的方法

说明书

本发明涉及一种制备聚氨酯（PU）硬质泡沫的方法，通过聚异氰酸酯与含有两个以上对异氰酸酯具有反应活性的氢原子的化合物在发泡剂的存在下反应而制备。

聚氨酯硬质泡沫早已已知并且主要用于热绝缘，例如在冷藏装置、热水存储系统、区域加热管或建筑构造中，例如在夹层元件中。例如Kunststoff–Handbuch，第7卷，Polyurethanes，第1版1966,由Dr.R.Vieweg和Dr.A.编著，和第2版1983,由Dr.Günter Oertel编著,以及第3版1993,由Dr.Günter Oertel编著,Carl Hanser Verlag,Munich,Vienna给出了异氰酸酯基硬质泡沫的制备和用途的综述。

异氰酸酯基硬质泡沫通常使用具有高官能度和相对短链的多元醇制备，以便可确保泡沫的最佳交联。优选的聚醚醇通常具有的官能度为4至8以及羟值为300mg KOH/g至600mg KOH/g并且更特别地400mg KOH/g至500mg KOH/g。已知具有非常高的官能度和羟值为300mg KOH/g至600mg KOH/g的多元醇具有非常高的粘度，因此其不能用于待在常规制造装置上加工的制剂中。还已知的是这种类型的多元醇极性很大并因此对烃类的溶解性差。为了弥补此缺陷，多元醇组分通常包含具有的官能度为2至4和羟值为250mg KOH/g至450mg KOH/g的聚醚醇。WO2008/058863描述了使用基于TDA（甲苯二胺）的聚醚醇制备的聚氨酯硬质泡沫。这种类型的多元醇以相对低的官能度著称并引起聚氨酯体系的后期固化。因此特别地，即使是存在于冷藏装置中这种类型的复杂腔室也可被其完全填充。已知基于高官能度的极性多元醇的多元醇组分的流动性并不总是令人满意的。

EP1138709公开了当具有两个以上对异氰酸酯具有反应活性的氢原子的化合物包含至少一种聚醚醇时，可获得具有良好流动性的硬质泡沫，所述聚醚醇具有的羟值为100mg KOH/g至250mg KOH/g并且可通过向含有2至4个活性氢原子的H官能性起始物质——更特别是乙二醇、三羟甲基丙烷、甘油、季戊四醇或TDA（甲苯二胺）——上加成环氧烷烃而获得。

通过所述方法获得的泡沫仍不满足所有的技术要求。

因此，本发明解决的问题是提供一种制备具有最佳流动特性并且多元醇组分具有低粘度的聚氨酯硬质泡沫的方法。此外，应当确保通常为非极性的发泡剂在体系中的高溶解度和所用多元醇之间的相容性。同时，应当获得高压缩强度以在结构性组分中实现低密度。

出人意料地，当使用三聚氰胺聚醚醇作为硬质泡沫制剂的组分时，该问题得到解决。

例如，如DE3412082A1中所描述的，三聚氰胺聚醚醇可例如通过环氧烷烃与三聚氰胺/共引发剂混合物的开环聚合而获得。

因此，本发明提供一种制备聚氨酯硬质泡沫的方法，其包括通过使用（b）至少一种发泡剂使（a）至少一种聚异氰酸酯与（c）各自含有两个以上对异氰酸酯具有反应活性的氢原子的三种以上不同化合物反应，其中（i）所述各自含有两个以上对异氰酸酯具有反应活性的氢原子的三种以上不同化合物中的一种为可通过使三聚氰胺和至少一种具有2至8的官能度的另外的羟基官能和/或氨基官能化合物的混合物与至少一种环氧烷烃反应获得的聚醚醇组分，并且（ii）各自含有两个以上对异氰酸酯具有反应活性的氢原子的三种以上不同化合物中的另一种为具有的羟值为300mg KOH/g至600mg KOH/g并且平均官能度为4至8的聚醚醇组分，并且（iii）各自含有两个以上对异氰酸酯具有反应活性的氢原子的三种以上不同化合物中的第三种为具有的羟值为100mg KOH/g至350mg KOH/g并且平均官能度为2至5、优选2至4的聚醚醇和/或聚酯醇组分。

羟值根据德国标准规范DIN53240进行测量；平均官能度与游离OH基团有关。

本发明还提供可通过本发明的方法获得的聚氨酯硬质泡沫，以及可通过本发明的方法获得的聚氨酯硬质泡沫在冷藏装置、热水存储系统、区域加热管或建筑构造中作为绝热材料的用途。

在本发明方法的一个实施方案中，聚醚醇组分（i）在不存在催化剂下获得。

在本发明方法的另一个实施方案中，聚醚醇组分（i）可通过使三聚氰胺和另外的羟基官能和/或氨基官能化合物的质量比为3:1至1:3且混合物官能度为4至6的混合物与至少一种环氧烷烃反应获得。

组分（i）是使用在该方法中与反应混合物中的环氧烷烃以及三聚氰胺反应的至少一种具有2-8、优选2-6官能度的另外的羟基官能和/或氨基官能化合物作为共引发剂化合物而获得。