[发明专利]乳液和它们在制备基于异氰酸酯的泡沫中的用途

说明书

本发明涉及用于制备基于异氰酸酯的泡沫的稳定的乳液，包含至少三种多元醇A1a、A1b和A1c和至少一种物理发泡剂T，其中A1a是通过将环氧化物加成到选自碳水化合物和二官能或更高官能的醇的起始化合物上获得的聚醚多元醇，A1b是在芳族胺上起始的聚醚多元醇，A1c是通过将环氧化物加成到芳族二羧酸衍生物和二官能或更高官能的醇的酯化产物上获得的聚酯聚醚多元醇。本发明进一步涉及通过这些乳液与异氰酸酯的反应制备泡沫的方法和以这种方式可获得的泡沫以及它们用于绝热目的的用途。

已知在使用物理发泡剂由异氰酸酯组分和包含多元醇的异氰酸酯反应性组分制备泡沫中，如果物理发泡剂在异氰酸酯反应性组合物中以细小液滴的形式乳化，那么其对于待制备的泡沫的绝热效果具有正面的影响。该对于待制备的泡沫的绝热效果的正面的影响由以下事实导致：形成的乳液液滴对于后续发泡过程起成核剂的作用。存在的液滴更多和这些液滴更细小，那么在随后的泡沫中存在更多的孔（cell）并且最重要的是这些孔越小。该事实对于以这种方式获得的泡沫的绝热性能具有直接的影响，因为形成的发泡孔越小，这些性能就越好。良好的绝热性能反映在低热导率上。然而制造和加工这些乳液的难点是它们的稳定性。该稳定性通过在数小时至数天的时段内没有另外的外部负载的普通条件下简单储存该乳液，直至通过温度影响和增加的压力和剪切力的影响的负载下，多元醇配方和物理发泡剂不分离来定义。因此，只有至少在普通条件下但优选也在涉及温度变化、压力变化和/或剪切力的条件下准确提供这种稳定性的乳液才由此在工业上有实用性。这些熟化过程通常通过将粘度急剧升高至液体多元醇相的粘度的二倍来抵消。然而，由于在任何情况下乳液非牛顿行为会使它们的加工变得更加困难，粘度上过度上升是不合乎人意的。

　EP0905160A1描述了稳定的乳液，其含有发泡剂并且在多元醇组分中混合了具有大于1.5的官能度和10-100mgKOH/g的羟值的聚醚醇作为反应性乳液稳定剂（参见[0014]段），用于制备基于异氰酸酯的硬质泡沫（参见[0001]段）。该乳液含有聚醚醇，其通过将低级环氧烷，优选环氧乙烷和/或环氧丙烷加成到OH-和/或NH-官能的起始物质，例如糖醇和芳族胺上制备（参见[0025]段）。优选地将由多官能的羧酸和多官能醇制备的聚酯醇也加入到聚醚醇中（参见[0026]段）。所述发泡剂在多元醇混合物中乳化并且获得了稳定的乳液（参见[0021]段）。然而也可以将发泡剂在混合头中或紧接在混合头前加入到多元醇混合物中。然而在该文献中未公开在引言中提及的三种多元醇A1a、A1b和A1c的具体组合。特别是，没有公开聚酯聚醚多元醇。

　US2002/0169228A1要求保护一种相稳定的多元醇混合物，包含由蔗糖和二丙烯共起始的环氧丙烷-聚醚多元醇，聚酯多元醇和具有4-6个碳原子的烃作为发泡剂，其在至少24小时内是相稳定的（参见权利要求1）。也可以另外地将由甲苯二胺起始的具有3.5-4.5之间的OH官能度的环氧丙烷-聚醚多元醇添加到混合物中（参见[0020]段）。聚酯多元醇由邻苯二甲酸酐起始（参见权利要求3）并且优选为STEPANPOL 2352，其是基于邻苯二甲酸酐和二乙二醇的（参见[0022]段）。可以将环戊烷用作发泡剂（参见[0029]段），其在多元醇混合物中以微乳液的形式存在（参见[0006]段），紧接在混合头之前添加到多元醇混合物中或作为独立的料流进料到混合头中（参见[0027]段）。该多元醇混合物与有机聚异氰酸酯反应形成聚氨酯泡沫（参见权利要求17）。在该申请的涵义内术语“微乳液”意味着发泡剂溶解在多元醇混合物中，参见[0006]段。在[0013]段中这也变得明显，其中其公开了如果多元醇混合物具有“浑浊的外观”那么其不再归类为相稳定的。多元醇组合物必须保持相稳定至少24小时（参见[0006]段）的陈述表明术语“微乳液”在该申请中被错误的使用。真微乳液是热力学最小态并且因而是无限期稳定的，条件是组成和温度不变化。不像这种微乳液，乳液首先是温度敏感的，而且是物质敏感的。加热并且随后将它们冷却至起始温度通常导致分散结构中不可逆的变化，其可以导致乳液破坏。因此保持如本发明中的“真正”乳液的稳定性比在“微乳液”的情况下困难的多。

申请US2002/0169228A1一致地涉及在多元醇混合物中发泡剂的溶液。根据该文献所有不利影响发泡剂的溶解性的因素均应当避免，这就是为什么在制备聚醚多元醇中仅使用了环氧丙烷（参见[0018]段）。