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制备具有减少voc排放物的聚氨酯泡沫的方法

来源:老子有钱   发布时间:2019-11-26   点击量:136

制备具有减少voc排放物的聚氨酯泡沫的方法

提供了制备聚氨酯泡沫的方法,其包括在发泡剂的存在下和在足以形成聚氨酯泡沫的条件下,使多异氰酸酯和含活性氢组分,例如水和有机多元醇,以及有效量作为泡沫用稳定剂的硅氧烷基表面活性剂组合物反应,其中硅氧烷基表面活性剂组合物包含具有约2至约205个以下通式的硅氧烷重复单元的第一硅氧烷:M*tDxD*yMu,其中M*是R12RSiO0.5;D是R12SiO;D*是R1RSiO;M是R13SiO0.5R12R2SiO0.5;R1芳族或饱和脂族烃基团;R是二价烃部分,任选被甲氧基或乙氧基隔开,并具有羟基端基,t和u是0-2;t+u=2;x+y=1-200,t+y至少是1。

所用泡沫配方中包括的多异氰酸酯的量相对于配方中其它材料的量描述为术语“异氰酸酯指数”。“异氰酸酯指数”是指使用的多异氰酸酯实际量除以与反应混合物中全部活性氢反应所需的多异氰酸酯理论化学计量乘以一百(100)(参见例如Oertel,PolyurethaneHandbook,HanserPublishers,NewYork,NY.(1985))。用于本发明方法的反应混合物中异氰酸酯指数通常为60至140。更通常,异氰酸酯指数是:对于柔性TDI泡沫,通常为85至120;对于模塑的TDI泡沫,通常为90至105;对于模塑的MDI泡沫,最通常为70至90。

此处可以单独或以混合物使用的多元醇可以是任何下列非限定种类:

用于本发明聚氨酯泡沫形成方法的多异氰酸酯是有机多异氰酸酯化合物,其包含至少两个异氰酸酯基,并且通常是任何已知的芳香或脂肪族多异氰酸酯。合适的有机多异氰酸酯包括例如烃基二异氰酸酯、(例如亚烷基二异氰酸酯和亚芳基二异氰酸酯),例如亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)和2,4_和2,6_甲苯二异氰酸酯(TDI),以及已知的三异氰酸酯和多亚甲基多亚苯基多异氰酸酯,其又称为聚合或粗制MDI。对于半柔性和柔性泡沫,优选的异氰酸酯通常是例如2,4-甲苯二异氰酸酯和2,6_甲苯二异氰酸酯(TDI)按重量比分别为约80%和约20%、以及分别为约65%和约35%的混合物;TDI和聚合MDI的混合物,优选其重量比为约80%TDI和约20%的粗制聚合MDI至约5%TDI和约95%的粗制聚合MDI;和全部MDI型的多异氰酸酯的共混物。

可以使用上述硅氧烷基表面活性剂本身,或溶解在溶剂例如甘醇、豆油等中。对于HR泡沫,反应混合物通常包含约0.1至约3phpp硅氧烷基表面活性剂,优选约0.2至约1.5phpp。可以调节用量以获得所需泡沫孔眼结构和泡沫稳定。

O——Si—R2-OH

同的硅氧烷基表面活性剂以不同的含量在通常的MDI配方中的应用。该数据表明,与超出本发明范围的硅氧烷基表面活性剂,即表面活性剂C9、ClO和Cll相比,本发明的硅氧烷基表面活性剂给出类似的稳定作用(用FTC测量)。此外重要的是注意到相同的孔室结构,即实施例14-16的泡沫性能与一种商品相对应。

将硅氧烷基表面活性剂组合物用于例如一次发泡的技术中,出人意料地导致产生具有很少至没有VOC排放物的高回弹性(HR)柔性聚氨酯泡沫。据相信通过利用有效量的本发明硅氧烷基表面活性剂组合物,在形成聚氨酯期间硅氧烷基表面活性剂组合物将与多异氰酸酯反应,使得表面活性剂连接至所得到的聚氨酯聚合物网络,从而实现很小的挥发性至没有挥发性。用这样的方式,显著减少了聚氨酯泡沫的VOC排放物。使用硅氧烷基表面活性剂的另一个优点是表面活性剂的稳定作用导致产生稳定的并具有更多开口或更容易开口的泡沫。通过降低的破碎力(FTC)证明了该质量。产生具有更多开口或更容易开口的泡沫导致泡沫显示出更低的收缩量。

多种添加剂也可以用于制备泡沫,其用于提供不同的性能。可以将具有至少两个氢原子、能够与异氰酸酯反应的交联剂或扩链剂加入至反应混合物,例如具有羟基和/或氨基和/或羧基的化合物。可以加入填料例如粘土、硫酸钙、硫酸钡、磷酸铵等,以降低成本并赋予特定物理性能。可以加入染料用于染色,并可以加入玻璃纤维或合成纤维用于提高强度。此外,可以加入增塑剂、除臭剂、泡沫稳定剂、颜料、抗老化和耐候稳定剂、阻燃剂、抑霉剂和抑菌剂。

对于柔性泡沫,多羟基烷烃的环氧烷加成物的优选类型是脂肪族三羟基烷烃的环氧乙烷和环氧丙烷加成物。

g)聚草氨酸多元醇酯,衍生自草酸酯和二胺例如胼、乙二胺等在聚醚多醇中的直接反应;

对于柔性泡沫,多羟基烷烃的环氧烷加成物的优选类型是脂肪族三羟基烷烃的环氧乙烷和环氧丙烷加成物。

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