[发明专利]制备硬聚氨酯泡沫塑料有方法

说明书

本发明涉及制备硬聚氨酯泡沫塑料的方法，更具体地说，本发明涉及改进硬聚氨酯泡沫塑料物理性能的方法。

人们一直使用如下方法制备硬聚氨酯泡沫塑料：在胺催化剂、金属催化剂等存在下，使用发泡剂，使多官能异氰酸酯与诸如聚酯多元醇、聚醚多元醇之类的多元醇反应。有用的硬泡沫塑料通常具有好的绝热和轻质结构性能。因此，硬泡沫塑料可广泛用作热绝缘材料、建筑材料、结构材料等。

以前在制备硬聚氨酯泡沫塑料时，用诸如CFC-11或CFC-12之类的氯氟烃和水作发泡剂。近来，从破坏环境的角度考虑，已限制氯氟烃的使用。所希望的是：发泡剂只包括水，或者在发泡剂为氯氟烃和水的混合物时，含大量的水和最少量的氯氟烃。

然而，当用水单独作发泡剂或发泡剂中含大量水时，水占据优势地与异氰酸酯反应形成高结晶的脲结合，而不是进行所期望的异氰酸酯与多元醇的反应。这导致多种性能例如尺寸稳定性、脆性、绝热性和粘结性的劣化。为解决这些问题，在JP90/281021、JP91/287639和JP92/239516中公开了使用聚合物多元醇的方法，所述聚合物多元醇是通过在多元醇中将烯不饱和单体聚合来制备的；但这些方法对物理性能劣化的阻止仍不能令人满意。

本发明涉及在催化剂、发泡剂并任选地在表面活性剂存在下，通过多元醇与多异氰酸酯反应制备硬聚氨酯泡沫塑料的方法。通过采用包含有乳化或分散形式的烯不饱和单体的聚合物的水作为发泡剂，可制得具有极佳物理性能的硬聚氨酯泡沫塑料，有利地避免用水作发泡剂而引起的物理性能的劣化。

因而，本发明提供一种方法，该方法能减轻用水作发泡剂制备硬聚氨酯泡沫塑料时所引起的物理性能的劣化。

本发明涉及在制备硬泡沫塑料过程中通过采用包含有烯不饱和单体的聚合物的水性聚合物乳液作发泡剂来改进硬聚氨酯泡沫塑料的性能。

借助于制备硬聚氨酯泡沫塑料的常规装置可容易地进行本发明的工艺过程，只是在用水作发泡剂的硬聚氨酯泡沫塑料的通常制备方法中，用包含烯不饱和单体的聚合物的水性聚合物乳液代替水进行制备。

用在本发明中的适合的水性聚合物乳液可按照熟知的乳液聚合技术制备，即，将用乳化剂例如表面活性剂或保护胶体在水中乳化或分散的烯不饱和单体聚合。例如，乳液聚合可容易地按如下方式进行，在0.1至10重量份乳化剂(每100重量份单体)存在下，将至少一种可乳化单体以20％-70％(重量)的浓度分散于水中，接着加入1至2重量份引发剂(每100重量份单体)。

聚合反应通常在40-90℃温度下进行，聚合所需时间一般在2至10小时范围内。在使用高蒸气压单体时，也可在加压下进行反应，如果需要的话，可使用pH调节剂、聚合调节剂和其它熟知的添加剂进行反应。或者，用在本发明中的包含有烯不饱和单体聚合物的水性聚合物乳液可通过将烯不饱和单体在有机溶剂中聚合，然后用表面活性剂将所得到的聚合物在水中乳化或分散来制备。

对于所使用的烯不饱和单体的种类没有特别限制，只要它是能够形成包含聚合物的水性聚合物乳液的单体。由此，通过适当选择单体，用水作发泡剂制得的硬聚氨酯泡沫塑料的物理性能的劣化可得到改进。