[发明专利]生产发泡弹性体的反应体系

说明书

本发明涉及生产发泡弹性体的反应体系，特别是生产用作鞋底的超低密度(200～350kg/m³)发泡弹性体的反应体系。

关于发泡弹性体生产的反应体系在先有技术中已有阐述。

欧洲专利EP-A358328中公布的预聚物组成包括聚酯和聚醚两类预聚物，适合于发泡弹性体的生产。

美国专利US-A4,559,366中公布了一种密度接近于400～700kg/m³的发泡聚氨酯弹性体。该弹性体用似预聚物、聚醚多元醇、链扩展剂和囟化发泡剂反应制得。尽管二次发泡时需要少许水作为发泡剂，但发泡效果还是在无水条件下比较理想。

美国专利US4374210提出用异氰酸酯预聚物和上述一种芳香二胺生产弹性体。

美国专利US4190711提出用预聚物、多元醇和二醇链扩展剂可生产热塑弹性体。但仅对固态弹性体做了举例。

值得惊讶的是业已发现：用以所述聚醚多元醇为基础的聚醚预聚物在作为发泡剂的水存在下与另一多元醇反应可制得低密度(200～350kg/m³)的发泡弹性体。

因此，本发明涉及的反应体系组成如下：

1)聚异氰酸酯组合物，其游离NCO-值为15～25％(重量)，含有异氰酸酯封端预聚物。该预聚物由过量有机异氰酸酯和聚醚多元醇反应制得。该聚醚多元醇平均标称羟基官能度为2～6，平均分子量为2000～6000，环氧乙烷占20～35％，在聚醚多元醇产物中环氧乙烷基不少于50％；

2)多元醇；

3)水。

本发明进一步还涉及可用上述原料反应制取发泡弹性体的方法并讨论了成模的反应制品和上述聚异氰酸酯组合物。

这里“平均标称羟基官能度”是指多元醇组合物的平均官能度(每个分子中所含的羟基个数)，它被假定为其制备过程中消耗的引发剂的平均官有度(每个分子中所含活泼氢个数)。当然因实际中因端基未饱和，其有效值比理论值略低。

本专利申请中“聚异氰酸酯组合物”可认为包括预聚物和游离聚异氰酸酯。如果聚异氰酸酯组合物的游离NCO值保持在上述设定水平，游离聚异氰酸酯也可直接加到预聚物中。

“反应体系”是指各组份总和。在这里聚异氰酸酯组份保留在容器中与异氰酸酯活性组份分开。

本发明中生产聚异氰酸酯组合物用有机聚异氰酸酯包括酯肪族、脂环族、芳脂族聚异氰酸酯。例如六次甲基二异氰酸酯，异佛尔酮二异氰酸酯，1，4-环乙烷二异氰酸酯、双环己基甲烷-4，4-二异氰酸酯和对二甲苯二异氰酸酯。当然聚异氰酸酯中，优选芳香族聚异氰酸酯。例如，苯二异氰酸酯，甲苯二异氰酸酯，1，5-萘-二异氰酸酯，特别是基于二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)的聚异氰酸酯：如MDI异构体。即所谓4，4，-二苯基甲烷二异氰酸酯，2，4-二苯基甲烷二异氰酸酯、或其混合物及2异氰酸酯官能以上的聚合MDI。而在生产聚异氰酸酯组合物时，二异氰酸酯是优选的聚异氰酸酯。必要时，也可用少量高官能度的聚异氰酸酯与二异氰酸酯混合物。

本技术领域中其它MDI衍生物已经公知，其中包括液态产物。该液态产物通过引入脲烷、水合硅酸盐、尿素、缩二脲、碳化二亚胺、脲亚胺和或异氰脲酸残余物反应生成。

用于生产预聚物的聚醚多元醇包括20～35％(重量)环氧乙烷，聚醚多元醇端基中环氧乙烷不少于50％，最好不少于75％(重量)。

这些聚醚多元醇平均标称官能度为2～6，最好为2～4。平均分子量为2000～6000更好，在3000～5000之间最好。

用于生产预聚物链端是异氰酸酯的聚醚多元醇包括环氧乙烷同另一环氧化物的聚合产物。例如，多官能引发剂存在下的环氧乙烷或四氢呋喃。适当的引发剂化合物含多个活泼氢原子，其中包括水和多元醇。例如，乙二醇、丙二醇、二甘醇、缩丙二醇、环己烷二甲醇、间二酚、双酚A、丙三醇、三羟甲基丙烷、1，2，6-已三醇、季戊四醇。也可用引发剂和/或环氧化物的混合物。

特别有用的聚醚多元醇包括聚(环氧乙烷一环氧丙烷)二醇和三醇。二醇和三醇通过完全按先有技术要求连续把环氧乙烷、丙烷加到双官能或三官能引发剂中反应制得。上述二醇和三醇的混合物也是有用的。其它有用的聚醚多元醇包括聚四亚甲基二醇，该醇是四氢呋喃聚合生成物。