[发明专利]在烃发泡剂存在下制备聚氨酯泡沫材料的方法

说明书

本发明涉及含脂环烷烃与脂族烷烃的烃混合物、含烃混合物的与异氰酸酯有反应活性的组合物以及有烃混合物存在下制造聚氨酯或聚氨酯-聚异氰脲酸酯泡沫材料的方法。

在卤化碳发泡剂存在下，使多异氰酸酯与含活性氢物料反应制造多孔聚氨酯是众所周知的。在制备软质聚氨酯泡沫材料时，为了产生供发泡的气体，卤化碳类发泡剂中常需补充水分。然而，卤化碳发泡剂在制备硬质泡沫材料中的用途是特别重要的。在硬质泡沫材料中卤化碳发泡剂还能附带提供隔热性能，并且，在制备硬质泡沫材料时卤化碳发泡剂常是发泡剂的主要成分。在卤化碳中，三氯氟甲烷(R-11)、二氯二氟甲烷(R-12)和三氯三氟乙烷(R-113)由于它们具有优良的隔热性能、稳定性及有利的沸点，因此是最具工业价值的。这些物质的缺点是它们被怀疑会消耗大气层中臭氧。因此，极需用其它不会对环境产生上述危害的发泡剂来取代卤化碳。预期的其它发泡剂包括烃类。

包括作为制备聚氨酯泡沫材料发泡剂的脂族和脂环烷烃的烃类，其一般用途是已知的。U．S．Patent 5182309和European PatentApplication EP-A-472080公开了包括戊烷的脂族烷烃作为聚氨酯发泡剂的用途。U．S．Patent 3586651公开了环戊烷／丙酮混合物作为制备硬质、闭孔聚氨酯泡沫材料发泡剂的用途。同样，U．S．Patent 5096933及5034424公开了采用环戊烷和／或环己烷与其它发泡剂的复配物来制备聚氨酯泡沫材料。U．S．Patent 5132332与5001164也公开了作为聚氨酯发泡剂的卤化碳类与烃类的复配物。虽然使用烃类作为发泡剂，对臭氧的消耗来说是更符合环境要求的体系，但这类发泡剂不能制造出具有长期实用价值的物理性能如隔热性和尺寸稳定性的泡沫材料。

因此，需要开发在不含卤素发泡剂的情况下制备聚氨酯泡沫材料的方法，并使制得的泡沫材料具有长期的隔热性和尺寸稳定性、更适应于目前的工业和环境要求。

本发明的一个方面涉及在物理发泡剂存在下使有机多异氰酸酯与含异氰酸酯反应活性氢的多活性氢化合物组合物反应制备聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫材料的方法，其特征在于：

a)用量为1-25份(以100份重量的多活性氢化合物计)的发泡剂是由ⅰ)与ⅱ)按下述比例组成的烃混合物(以ⅰ)和ⅱ)的总量计)：ⅰ)5-80mol％ C_5-6脂环烷烃或它们的混合物；及

ⅱ)95-20mol％异戊烷和正戊烷混合物，两者摩尔比为80∶20至20∶80；

b)每个分子平均具有2-3．5个异氰酸酯基团的多异氰酸酯，其用量为向每一与异氰酸酯反应的活性氢提供0．5-5个异氰酸酯基团。

本发明的另一方面涉及含多活性氢化合物、水和烃混合物的、用于制备聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫材料的、能与异氰酸酯反应的组合物，其特征在于：

a)多活性氢化合物含30-90份(以100份多活性氢化合物总重量计)芳族化合物引发的聚醚多元醇；

b)水的含量为1．5-10份(以100份多活性氢化合物总重量计)；及

c)烃混合物含量为1-25份(以100份多活性氢化合物计)，该烃混合物是由c1)与c2)按下述比例(以c1)和c2)总量计)所组成：

c1)5-80mol％ C_5-6脂环烷烃或它们的混合物；

c2)95-20mol％异戊烷和正戊烷混合物，两者摩尔比为80∶20至20∶80。

图1说明了用不同烃发泡剂混合物制备的聚氨酯泡沫材料(有关实施例在后叙述)的热导率随时间的变化。泡沫材料10代表本发明实施例，泡沫材料1、6及21代表对照实施例。

本发明的烃混合物作为物理发泡剂适用于制备聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫材料。发泡剂由第一组分：C_5-6脂环烷烃或它们的混合物和第二组分：以摩尔比为80∶20至20∶80的异戊烷与正戊烷混合物所组成。发泡剂含第一组分为5-80mol％，第二组分为95-20mol％(以第一组分与第二组分的总量计)。如果制得的泡沫材料用于设备上的话，根据长期隔热性和尺寸稳定性，发现异戊烷与含异构体的正戊烷这两种异构体的摩尔比为80∶20至60∶40是有利的。如果制得的泡沫材料是用于对设备有不同性能要求的结构上，则异戊烷与含异构体的正戊烷的摩尔比为40∶60至20∶80是有利的。