[发明专利]聚异氰酸酯加聚多元醇制造方法和产物

说明书

PIPA多元醇在两步法中制造。在第一步中，使基础聚醚多元醇与聚异氰酸酯反应形成含有未反应的基础多元醇、未反应的聚异氰酸酯和基础多元醇与聚异氰酸酯的加成物的混合物。接着添加低当量重量多元醇并且在第二步中反应形成分散液。所述方法出乎意料地产生细微PIPA粒子于基础多元醇中的稳定分散液，甚至当基础多元醇主要含有仲羟基时。所述方法还允许通过增加或减少第一步的反应程度而调节产物粘度。

技术领域

本发明涉及一种用于制造聚异氰酸酯加聚粒子于多元醇中的分散液的方法，所述分散液适用于生产软质聚氨基甲酸酯泡沫。

背景技术

不同类型的“聚合物多元醇”广泛用作制造软质聚氨基甲酸酯泡沫和其它聚氨基甲酸酯产物的原材料。其具有由另一种聚合物以小粒子形式分散于其中的一种或多种具有多个羟基的化合物(即“基础多元醇”)组成的连续相。当聚合物多元醇用于制造聚氨基甲酸酯泡沫时，分散的聚合物粒子有助于形成开放泡孔并且增加泡沫的承载。

工业上生产数种不同类型的聚合物多元醇。一种类型被称为“聚异氰酸酯加聚”多元醇或“PIPA”多元醇，其是在基础多元醇存在下通过低当量重量多元醇与聚异氰酸酯的反应来制造。分散的聚合物相是聚氨基甲酸酯或聚氨基甲酸酯-脲聚合物。

所有聚合物多元醇产物的重要属性是分散液随时间推移的稳定性。分散的聚合物相具有从液相分离出的强烈趋势。因此，需要一些稳定方式。

接枝方法极常用于稳定分散液。接枝使得分散相粒子结合至基础多元醇分子，其有助于使粒子维持在悬浮状态。PIPA多元醇是通过使低当量重量多元醇与聚异氰酸酯反应而形成。就地进行这一形成分散相的反应，同时将反应物分散或溶解于基础多元醇中。由于基础多元醇具有与异氰酸酯基反应的羟基，所以基础多元醇可以在一定程度上与低当量重量多元醇竞争与异氰酸酯基反应。基础多元醇与聚异氰酸酯之间的反应可以产生一些接枝。

然而，重要的是低当量重量多元醇与聚异氰酸酯之间的反应占主导。另外，基础多元醇与聚异氰酸酯的反应形成含有极少或无分散的聚合物相的高粘性产物。因此，为生产适用产物，形成分散相的反应必须仔细与接枝反应平衡。这主要经由基础多元醇和低当量重量多元醇的选择来实现。低当量重量多元醇需要比基础多元醇具有对异氰酸酯基的更高反应性。

另一方面，如果基础多元醇反应太慢，那么将发生不充分的接枝并且PIPA聚合物粒子将无法稳定在基础多元醇中。这是当基础多元醇主要含有仲羟基时的情况。仲羟基在PIPA制造方法中与异氰酸酯基反应太慢而无法产生所需接枝。

出于这个原因，当前可商购的PIPA多元醇是使用主要以伯羟基封端的基础多元醇来制造。

这是对可以生产的PIPA多元醇产物的类型和可以使用那些PIPA多元醇的应用的极其显著的限制。到目前为止，商业上最重要的聚氨基甲酸酯制造方法是常规软质块状泡沫。常规聚氨基甲酸酯泡沫以使用主要含有仲羟基的多元醇为主。这些仲羟基的较慢反应性(与伯羟基相比)非常符合大体积软质块状泡沫生产所需的反应性概况。主要具有伯羟基的多元醇极少用于这一应用，因为那些多元醇太具反应性，并且因为其表现对配制品中锡催化剂的含量极其敏感。许多商用块状泡沫生产线不能够在使用伯羟基封端的聚醚时所需极其紧密的时机内维持锡催化剂含量。

使用主要仲羟基封端的基础多元醇生产稳定PIPA多元醇的困难实际上使PIPA多元醇排除在此极其广泛的市场外。因此，当前可商购的PIPA多元醇主要用于制造高回弹性泡沫，其在可以容许PIPA多元醇的较高反应性的方法中制造。