專利名稱：基于mdi－tdi的軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的制造技術(shù)
本申請(qǐng)要求美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)60/222,446的35 U.S.C.Section 119(e)的權(quán)利，該申請(qǐng)?zhí)峤挥?000年8月1日，題目是“基于MDI-TDI的輕質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的制造(Manufacture of MDI-TDIBased Flexible Polyurethane Foams)”，其內(nèi)容在此引入作為參考。
背景技術(shù)：
通過(guò)塊狀泡沫塑料法制造基于TDI的聚氨酯泡沫已經(jīng)50多年了。TDI已經(jīng)是選擇作為該片斷的異氰酸酯，由于它通過(guò)適當(dāng)選擇制劑成分產(chǎn)生非常低密度的泡沫塑料并且是很寬范圍的泡沫塑料。有一種用于聚醚軟質(zhì)塊狀泡沫塑料制造的TDI 8020組合物(80％2，4’/20％2，6’)，且有時(shí)TDI 6535(65％2，4’/35％2，6’)與TDI 8020共混來(lái)制造聚酯塊狀泡沫塑料。選擇TDI作為塊狀泡沫塑料材料的兩個(gè)特征是它的低密度潛力和以密度比水含量表示的非常線性的和可預(yù)測(cè)的響應(yīng)。
基于MDI的聚氨酯泡沫塑料已經(jīng)主要用于硬質(zhì)泡沫塑料、彈性體和模制軟質(zhì)泡沫塑料市場(chǎng)，卻未顯著地進(jìn)入塊狀泡沫塑料軟質(zhì)市場(chǎng)。雖然MDI軟質(zhì)泡沫塑料不能產(chǎn)生TDI所能產(chǎn)生的高質(zhì)量的低密度和軟質(zhì)泡沫塑料，但MDI產(chǎn)生了向更高密度的軟質(zhì)和硬質(zhì)泡沫塑料的極好介質(zhì)。對(duì)于軟質(zhì)泡沫塑料有很多商業(yè)MDI組合物，由于改變其組合物的必要性依賴于制劑成分和更重要地依賴于水含量?；诟咚降?，4’MDI的MDI組合物通常導(dǎo)致泡沫崩塌。本領(lǐng)域中眾所周知，泡沫工藝穩(wěn)定性可以通過(guò)提高2，4’MDI水平和組合物中多官能的MDI類而達(dá)到。人們也知道，最佳2，4’MDI水平和全部的MDI官能度是制劑水含量的直接函數(shù)。一種給定的MDI組合物只能夠包括一個(gè)適中的水含量范圍，盡管仍然產(chǎn)生所需的性能可加工性(穩(wěn)定的但開(kāi)孔的泡沫)和物理性質(zhì)。很多MDI專利舉例說(shuō)明和解釋由全MDI制造穩(wěn)定的低密度泡沫塑料的問(wèn)題，也證明使用許多組合物的需要。參見(jiàn)例如U.S.4,365,025；5,621,016；5,089,534和5,491,252。
MDI異氰酸酯類在TDI塊狀泡沫塑料市場(chǎng)沒(méi)有得到廣泛接受是由于兩個(gè)原因1)它要求至少2種和更可能3種MDI產(chǎn)品組合物以對(duì)于變化的軟質(zhì)泡沫級(jí)別可以迅速(on-the-fly)調(diào)節(jié)異氰酸酯組合物。全MDI方法將要求復(fù)式的容器和計(jì)量裝置用于實(shí)際的塊狀泡沫塑料制造，使得這種方法與TDI相比很不經(jīng)濟(jì)和難以控制；2)基于MDI的軟質(zhì)泡沫的復(fù)雜的非線性行為相關(guān)于其相對(duì)于水含量的密度產(chǎn)量，使其難以進(jìn)行可預(yù)期的調(diào)節(jié)。
MDI/TDI預(yù)混合物已經(jīng)廣泛地成功應(yīng)用于模制的應(yīng)用領(lǐng)域，并且到目前為止有限地成功應(yīng)用于塊狀泡沫塑料領(lǐng)域。很多先有技術(shù)涉及MDI/TDI共混物的制備、加工和性質(zhì)，但是沒(méi)有一種對(duì)與TDI共混的單獨(dú)特定的MDI組合物涵蓋了基于軟質(zhì)聚醚多元醇的泡沫塑料的所有級(jí)別和類型的問(wèn)題進(jìn)行闡述。例如參加U.S.3,492,251；5,674,920；5,132,334；5,436,277；5,459,221；5,491,252；5,607,982；5,500,452；5,232,956和4,803,220。
現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一種改良的方法用于軟質(zhì)泡沫塑料的連續(xù)或半連續(xù)生產(chǎn)，其中MDI是主要成分，TDI是次要成分。這種方法基本上避免了上面描述的缺點(diǎn)并允許使用某些優(yōu)選的二異氰酸二苯甲酯和低聚物多異氰酸多苯基多亞甲基酯(polyphenyl-polymethylenepolyisocyanates)與TDI 8020或TDI 6535的混合物。高質(zhì)量、穩(wěn)定但開(kāi)孔的泡沫(泡沫不會(huì)崩塌或收縮)能夠通過(guò)使用單一MDI組合物獲得寬范圍的密度。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及一種制備軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料方法，使用至少三種活性化學(xué)成分流，其中各成分分別供應(yīng)給一個(gè)混合裝置；其中至少一種成分基本上由TDI系列的異氰酸酯組合物組成，一種成分主要包括(即至少50重量％)MDI系列的異氰酸酯成分(基于重量)，第三種成分可以包括多元醇或另一種MDI或TDI。最優(yōu)選的是，第三種成分包括一種多元醇成分。
在本發(fā)明的一方面，總異氰酸酯組合物(所有異氰酸酯物流的總和)包括(I)1重量％～40重量％的甲苯二異氰酸酯，和(II)大約60％～99％的二苯甲烷二異氰酸酯和多苯基亞甲基多異氰酸酯類混合物，包括
(1)51重量％～87重量％的4，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯(2)0.5重量％～16重量％的2，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯(3)12.5重量％～33重量％的每個(gè)分子含有3個(gè)或更多個(gè)NCO集團(tuán)的多苯基多亞甲基多異氰酸酯類，其中(1)、(2)和(3)的總和共是100％。
更優(yōu)選多異氰酸酯混合物中的組分(II)包括(1)59重量％～81重量％的4，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯(2)1重量％～13重量％的2，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯(3)18重量％～28重量％的多苯基亞甲基多異氰酸酯最優(yōu)選多異氰酸酯混合物中的組分(II)包括(1)65重量％～81重量％的4，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯(2)1重量％～7重量％的2，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯(3)18重量％～28重量％的多苯基多亞甲基多異氰酸酯類按照本發(fā)明在異氰酸酯成分(II)中2，4’-MDI含量很低，所以，來(lái)自異氰酸酯物流(I)的附加TDI對(duì)于獲得穩(wěn)定但開(kāi)孔的軟質(zhì)泡沫是必要的。與使用更高水平的2，4’MDI的另外可供選擇的辦法相比，TDI的添加改善了這些主要基于MDI的泡沫塑料的加工和物理性質(zhì)。
本發(fā)明的一方面是通過(guò)分別計(jì)量到一個(gè)混合裝置而完全控制MDI/TDI共混比。將一些TDI與MDI預(yù)共混或主共混不是優(yōu)選的方法，但是當(dāng)MDI組合物的2，4’MDI含量極低時(shí)可以這樣進(jìn)行，以改善MDI組合物的室溫流動(dòng)性。
為支持本發(fā)明，設(shè)計(jì)了一種新方法確定TDI的水平，以用于特殊的MDI組合物。一個(gè)指標(biāo)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算允許對(duì)于任何的MDI/TDI比計(jì)算總穩(wěn)定系數(shù)。對(duì)于一種給定的制劑，這個(gè)穩(wěn)定系數(shù)是水含量的函數(shù)，需要隨著水含量的增加而提高。這個(gè)方法滿足使主要基于MDI的軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料更可預(yù)言的需要，像基于全TDI的泡沫塑料一樣。另人驚訝的是，這個(gè)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ突诘那疤崾?，4’MDI能夠在等摩爾量基礎(chǔ)上由TDI(2，4’和2，6’異構(gòu)體類)代替，以獲得穩(wěn)定的軟質(zhì)泡沫。
本發(fā)明主要涉及在全部的異氰酸酯組合物中主要包含MDI的軟質(zhì)泡沫組合物。在這方面，本發(fā)明的目的是改進(jìn)和改善主要基于MDI軟質(zhì)泡沫塑料的性能，因而使這些混合的MDI/TDI泡沫塑料在性能上與基于TDI的泡沫塑料完全相等。
發(fā)明詳述對(duì)用于本發(fā)明的軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料生產(chǎn)的活性化學(xué)成分物流進(jìn)行詳述。全部的異氰酸酯組合物包括至少2種異氰酸酯物流(I)和(II)，分別供應(yīng)給一個(gè)混合裝置。
異氰酸酯物流(I)可以是任何市售形式的甲苯二異氰酸酯(TDI)。對(duì)于塊狀泡沫塑料工業(yè)最普通的是TDI 8020(80％2，4’和20％2，6’異構(gòu)體)，但是對(duì)于聚酯塊狀泡沫塑料，TDI 6535(65％2，4’和35％2，6’異構(gòu)體)經(jīng)常與TDI 8020共混。
異氰酸酯流(II)是二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)和通?？傻玫亩啾交淄槎喈惽杷狨?PMDI)的特定混合物。適當(dāng)?shù)腗DI可以是純4，4’MDI或4，4’-MDI和2，4’-MDI異構(gòu)體的混合物。MDI異構(gòu)體的混合物將優(yōu)選包含少于5重量％的2，2’-MDI。PMDI由二苯基甲烷二異氰酸酯異構(gòu)體、三異氰酸酯和更高的低聚體的混合物組成。這樣的PMDI將包含大約35重量％～45重量％的MDI異構(gòu)體、15重量％～25重量％三異氰酸酯和35重量％～50重量％的更高的低聚體(＞3官能的)。
上面描述的MDI和PMDI成分以一定方式混合，使得異氰酸酯物流(II)包括(1)51重量％～87重量％的4，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯(2)0.5重量％～16重量％的2，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯(3)12.5重量％～33重量％的3或更大NCO官能度的多苯基多亞甲基多異氰酸酯。
更優(yōu)選異氰酸酯物流(II)包括(1)59重量％～81重量％的4，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯(2)1重量％～13重量％的2，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯(3)18重量％～28重量％的3或更大NCO官能度的多苯基多亞甲基多異氰酸酯。
最優(yōu)選異氰酸酯物流(II)包括(1)65重量％～81重量％的4，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯(2)1重量％～7重量％的2，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯(3)18重量％～28重量％的3或更大NCO官能度的多苯基多亞甲基多異氰酸酯。
可以任選地進(jìn)一步改進(jìn)異氰酸酯物流(II)為包含氨基甲酸乙酯、脲基甲酸酯類、縮二脲類、uretoniimine-碳二亞胺或異氰酸酯鏈。應(yīng)當(dāng)理解，如上面解釋的物流(II)的組成的限制不包括任何改進(jìn)的結(jié)構(gòu)，但是只涉及所述的基本MDI結(jié)構(gòu)的百分比。
異氰酸酯物流(II)可以與包含多羥基的多元醇反應(yīng)以主要是為了改善流動(dòng)性(即在室溫的耐凝固性)的目的。典型地，包含多羥基的多元醇將是聚氧化烯聚醚多元醇，但是聚酯多元醇類也在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。最優(yōu)選使用在500～3000當(dāng)量重量范圍內(nèi)的二醇或三元醇。異氰酸酯共混物可以反應(yīng)釋放大于16％～30％的％NCO。
本發(fā)明最優(yōu)選的一個(gè)方面是維持異氰酸酯成分(I)和(II)作為單獨(dú)的物流，以完全控制TDI(I)和MDI(II)物流的混合比。然而，當(dāng)成分(II)包含7％或更少的2，4’MDI時(shí)，那么(II)可以包含5％～10％TDI的共混物，以改善產(chǎn)品流動(dòng)性。當(dāng)確定制劑中TDI的總水平時(shí)，與MDI預(yù)共混的TDI水平必須予以考慮。
本發(fā)明提供一種方法，確定與MDI成分(II)共混的TDI(I)的適當(dāng)?shù)牧恳援a(chǎn)生寬范圍含水量的、穩(wěn)定但開(kāi)孔的軟質(zhì)泡沫。由于發(fā)現(xiàn)2，4’MDI和TDI 8020在摩爾基礎(chǔ)上產(chǎn)生大約相同的泡沫穩(wěn)定性，因此導(dǎo)出一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式用于預(yù)言泡沫穩(wěn)定性。該公式被稱為“異氰酸酯不對(duì)稱系數(shù)”(IAF)，因?yàn)樗?jì)算二異氰酸酯結(jié)構(gòu)(2，4’-MDI、2，4’-TDI、2，6’-TDI)的相對(duì)水平，該結(jié)構(gòu)通過(guò)破壞4，4’-MDI聚脲硬塊狀結(jié)構(gòu)而有助于泡沫穩(wěn)定性IAF＝((2，4’-MDI重量份/125.2當(dāng)量)+(TDI重量份/87當(dāng)量))×100/總NCO當(dāng)量其中總NCO當(dāng)量是在(I)+(II)異氰酸酯混合物中所有異氰酸酯結(jié)構(gòu)的自由NCO當(dāng)量之和，包括2，4’-MDI、4，4’-MDI、聚低聚MDI、2，4’-TDI和2，6’-TDI。
IAF也描述為在最后MDI和TDI混合中2，4’-MDI加上TDI的總當(dāng)量％。
產(chǎn)生不崩塌或收縮的、穩(wěn)定但開(kāi)孔的軟質(zhì)泡沫塑料的IAF值是全部制劑組合物、多元醇類型和水含量的函數(shù)。軟質(zhì)泡沫的穩(wěn)定性通常是在組合物變量的一些范圍內(nèi)起作用的連續(xù)體。雖然軟質(zhì)泡沫的不穩(wěn)定性、理想穩(wěn)定性或過(guò)穩(wěn)定性是許多組分變量包括使用的多元醇類型的函數(shù)，但典型的指標(biāo)IAF的值相對(duì)于水含量列于以下水，pphp指標(biāo)IAF0.5～2.010～202.0～3.020～303.0～4.030～404.0～8.040～50提高總MDI-TDI組合物或(I)和(II)異氰酸酯混合物流中的TDI水平，就增大IAF值。還已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，增大IAF值導(dǎo)致增大的發(fā)泡效率——從而導(dǎo)致更低密度的泡沫塑料同時(shí)也是更軟的泡沫塑料。由于本發(fā)明所允許的低2，4’MDI水平，TDI水平當(dāng)然在泡沫軟化和密度降低中起主要作用。更低密度的穩(wěn)定但開(kāi)孔的軟質(zhì)泡沫及更軟泡沫塑料由本發(fā)明一起實(shí)現(xiàn)，這提供一個(gè)獲得可變等級(jí)泡沫塑料(即密度和硬度)的新穎方法，塊狀泡沫塑料法中要求所述可變等級(jí)的泡沫塑料。泡沫等級(jí)的變化能夠通過(guò)簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)異氰酸酯流(I)與(II)之比而迅速實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明主要涉及連續(xù)的塊狀泡沫塑料工藝，包括最大泡沫(maxfoam)、常規(guī)澆注、vertifoam、變壓發(fā)泡、Cardio和其他液體CO2加工設(shè)備。本發(fā)明不只限于塊狀泡沫塑料，也能夠應(yīng)用于其他聚氨酯工藝。這樣的加工工藝可以是連續(xù)的、半連續(xù)或間歇的，像軟質(zhì)泡沫塑料、微孔彈性體、半剛性泡沫塑料和剛性泡沫塑料的反應(yīng)注模(RIM)一樣。然而，完全連續(xù)的塊狀泡沫塑料工藝是本發(fā)明的最優(yōu)選將本發(fā)明中使用的單獨(dú)異氰酸酯物流(I)和(II)供給一個(gè)混合裝置并使其與一種多元醇物流(物流III)和任何其他理想的軟質(zhì)泡沫塑料添加劑物流反應(yīng)，以產(chǎn)生一種軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料。在本發(fā)明的一方面，利用了50種物流。在一個(gè)實(shí)施方案中，一種多羥基多元醇可以用于與所述異氰酸酯物流反應(yīng)。一般地，這樣的多羥基多元醇的當(dāng)量重量為約500～約3000，且其環(huán)氧乙烷含量約少于30％。優(yōu)選當(dāng)量重量是約1000～約2000，更優(yōu)選為約1500～約2500，并且多元醇(或多元醇共混物)有約2～約4的官能度，優(yōu)選約2.5～約3。當(dāng)量重量，如本領(lǐng)域中眾所周知，由測(cè)定的羥基數(shù)目確定。羥基數(shù)目是由一克多元醇制備的全乙?；苌锿耆馑璧臍溲趸浀暮量藬?shù)。
在本發(fā)明中能夠使用的多元醇類包括聚醚型和聚酯型多元醇兩者?？梢允褂玫木勖讯嘣碱惏ǖ哪切├缁?1)多羥基烷烴類的環(huán)氧烷烴加成物類；(2)非還原糖類和糖衍生物類的環(huán)氧烷烴加成物類；(3)多酚類的環(huán)氧烷烴加成物類；(4)多胺類和多羥基胺類的環(huán)氧烷烴加成物類；和(5)磷和多磷酸類的環(huán)氧烷烴加成物類。
適當(dāng)?shù)木?環(huán)氧烷)多元醇類包括那些HR或高反應(yīng)性類型以及傳統(tǒng)的低反應(yīng)性類型，如塊狀泡沫塑料工業(yè)指定的。這樣的多元醇類具有2或更大的平均(公稱的)官能度和約500～約2500的當(dāng)量重量。更優(yōu)選的是，聚(環(huán)氧烷)多元醇類具有約2至3的平均官能度、大約1000～2500的當(dāng)量重量。HR型多元醇類具有大于約60％的伯羥基官能度，和小于約30重量％的環(huán)氧乙烷含量。更優(yōu)選HR型多元醇類具有大于約75％的伯羥基官能度，和小于約25重量％的環(huán)氧乙烷，特別是低于約20重量％的環(huán)氧乙烷。傳統(tǒng)的塊狀泡沫塑料多元醇類基本上具有＞99％的仲羥基官能度。這樣的多元醇類包括約5％～15％的環(huán)氧乙烷混合到聚氧丙烯鏈中。
適當(dāng)?shù)亩嗔u基烷烴類的環(huán)氧烷烴加成物類的多元醇類包括丙三醇、1，2，4-三羥基丁烷、1，2，6-三羥基己烷、1，1，1-三羥甲基乙烷、1，1，1-三羥甲基丙烷、季戊四醇、木糖醇、阿拉伯糖醇、山梨糖醇、甘露醇等的環(huán)氧烷烴加成物。
適當(dāng)?shù)姆沁€原性糖類和糖衍生物的環(huán)氧烷烴加成物類包括蔗糖、烷基糖苷類如甲基糖苷、乙基糖苷，等等；二醇糖苷類如乙二醇糖苷、丙二醇糖苷、丙三醇糖苷、1，2，6-己三醇糖苷，等等。
適當(dāng)?shù)亩喾宇惖沫h(huán)氧烷烴加成物類的多元醇類包括苯酚與甲醛縮合產(chǎn)物的環(huán)氧烷烴加成物、酚醛清漆塑脂的加成物類和雙酚類如雙酚A的加成物類。1，2，3-三(羥苯基)丙烷的環(huán)氧烷烴加成物類和1，1，2，2-四(羥苯基)乙烷的環(huán)氧烷烴加成物類等同樣是適當(dāng)?shù)摹?br> 其他適當(dāng)?shù)亩嘣碱惏ń又Χ嘣碱?，如其中乙烯基單體為接枝共聚的聚醚三醇。苯乙烯和丙烯腈是乙烯基單體通常的選擇。第二種類型即聚脲改性的多元醇是包含通過(guò)二胺和TDI反應(yīng)而形成的聚脲分散體的多元醇。因?yàn)檫^(guò)量使用TDI，一些TDI可以與多元醇和二胺都反應(yīng)。第三種類型是多異氰酸酯加聚產(chǎn)物，是由在二醇和與MDI和TDI反應(yīng)的氨基多元醇的原料多元醇中的分散體形成的。
適當(dāng)?shù)亩嘣际嵌喟奉惡投嗔u基胺類的環(huán)氧烷烴加成物，包括乙二胺、丙二胺、單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二異丙醇胺、二乙醇單異丙醇胺，等等。
適當(dāng)?shù)亩嘣碱愂橇缀投嗔姿犷惖沫h(huán)氧烷烴加成物，包括磷酸、磷酸、烷基膦酸等的加成物。
最優(yōu)選環(huán)氧烷烴是環(huán)氧丙烷和環(huán)氧乙烷。
可以使用的聚酯多元醇類包括例如通過(guò)使多元羧酸或酐與多元醇反應(yīng)而制備的那些。多元羧酸可以是脂族、環(huán)脂族、芳香族和/或雜環(huán)類并且可以是取代的(例如用鹵素原子)和/或未取代的。適當(dāng)?shù)聂人岷汪膶?shí)例包括丁二酸；己二酸；辛二酸；壬二酸；癸二酸；鄰苯二甲酸；間苯二甲酸；對(duì)苯二甲酸；偏苯三酸；鄰苯二甲酸酐；四氫化鄰苯二甲酸酐；六氫化鄰苯二甲酸酐；四氯鄰苯二甲酸酐；內(nèi)亞甲基四氯鄰苯二甲酸酐；戊二酸酐；馬來(lái)酸；馬來(lái)酸酐；反丁烯二酸；和二聚和三聚脂肪酸類，如油酸的那些，其可以與單體脂肪酸類混合。也可以使用簡(jiǎn)單的多元羧酸的酯類，如對(duì)苯二甲酸二甲酯、對(duì)苯二甲酸雙乙二醇酯和其混合物。
多元醇可以包括交聯(lián)劑和增鏈劑。適當(dāng)?shù)慕宦?lián)劑和增鏈劑包括與異氰酸酯基團(tuán)反應(yīng)的化合物，尤其是含有羥基和/或伯胺或仲胺基團(tuán)的化合物，包括(1)三或更高官能的交聯(lián)化合物，當(dāng)量重量小于大約200，和(2)雙官能增鏈化合物，當(dāng)量重量小于大約100。優(yōu)選的是，交聯(lián)劑和增鏈劑主要被伯羥基終止。
適當(dāng)?shù)慕宦?lián)劑包括甘油、烷氧基化甘油、季戊四醇、蔗糖、三羥甲基丙烷、山梨糖醇、烷氧基化多胺和鏈烷醇胺類，交聯(lián)劑的官能度范圍可以為大約3到8，優(yōu)選約3到約4，并且數(shù)均分子量可以在約62到約750間變化。
優(yōu)選交聯(lián)劑包括數(shù)均分子量為約200到約750的烷氧基化甘油衍生物、甘油和其混合物。其他優(yōu)選交聯(lián)劑包括二乙醇胺和三乙醇胺。
適當(dāng)?shù)脑鲦渼┚哂行∮诩s750的數(shù)均分子量，優(yōu)選為約62到約750，并且官能度為約2。這些增鏈劑可以選自多元醇類，如乙二醇、二乙二醇、丁二醇、雙丙甘醇和三丙二醇；脂族和芳香二胺，如在每一N原子鄰位帶有低級(jí)烷基取代基的4，4’-二苯胺基甲烷；和某些亞氨基官能的化合物如那些公開(kāi)于EPA 284 253和359 456的，和某些烯氨基官能的化合物，如那些每分子含有2個(gè)異氰酸酯活性基團(tuán)的公開(kāi)于EPA 359 456的。
交聯(lián)劑和增鏈劑，當(dāng)使用時(shí)，每100份多元醇成分的用量可在約0.1至5重量份之間，優(yōu)選在0.5和2重量份之間。
多元醇成分和/或異氰酸酯類可包括表面活性劑。可以使用廣泛用于聚氨酯泡沫塑料工業(yè)的硅氧烷表面活性劑，特別是用于傳統(tǒng)的(軟質(zhì))、半剛性、剛性和聚酯基聚氨酯泡沫塑料產(chǎn)品的那些。包括在這樣的表面活性劑的種類之內(nèi)的是有機(jī)聚硅氧烷聚合物類和共聚物，最普通的是聚硅氧烷-聚氧化烯共聚物，其中聚硅氧烷包含大于約10個(gè)硅原子。可以使用的表面活性劑的實(shí)例包括TEGOSTABB 4690，得自Goldschmidt。這樣的表面活性劑的用量基于總反應(yīng)混合物計(jì)約為0.2重量％至最高約1.0重量％。
多元醇也可以包括催化劑。有用的催化劑包括叔胺和有機(jī)金屬聚氨酯催化劑。特定泡沫塑料所需的催化劑用量對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯然的。典型的量是從約0.05％到1.0％，基于A-側(cè)(異氰酸酯類)和B-側(cè)(多元醇和制劑添加劑)的組合重量計(jì)。
適當(dāng)?shù)氖灏反呋瘎┌p(2，2’-二甲基氨乙基)醚、三甲胺、N-甲基嗎啉、N-乙基嗎啉、N，N-二甲基芐胺、N，N-二甲基乙醇胺、N，N，N’，N’-四甲基-1，3-丁二胺、五甲基二丙三胺、三乙二胺、氧化吡啶等等。
適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)金屬催化劑包括含有金屬如堿金屬、堿土金屬、Al、Sn、Pb、Mn、Co、Bi和Cu的有機(jī)酸類的鹽，例如包括乙酸鈉、月桂酸鉀、己酸鈣、醋酸亞錫、辛酸亞錫、油酸亞錫、辛酸鉛、金屬干燥劑類如環(huán)烷酸錳和環(huán)烷酸鈷等等；四價(jià)錫、三價(jià)和五價(jià)As、Sb和Bi的有機(jī)金屬衍生物，及鐵和鈷的羰基金屬。有機(jī)錫化合物類是優(yōu)選的金屬催化劑。金屬錫化合物的實(shí)例包括羧酸的二烷基錫鹽，例如，二乙酸二丁錫、二月桂酸二丁錫、馬來(lái)酸二丁錫、二乙酸二月桂錫、二乙酸二辛錫、二丁錫-雙(4-甲胺苯甲酸)、二月桂基硫醇二丁錫、二丁錫-雙(6-甲氨基己酸鹽)、三烷基錫氫氧化物、二烷基錫氧化物、二烷基錫二醇鹽，或二烷基錫二氯化合物、三甲基錫氫氧化物、三丁基錫氫氧化物、三辛基錫氫氧化物、二丁基錫氧化物、二辛基錫氧化物、二月桂基錫氧化物、二丁基錫-雙(異丙氧化物)、二丁基錫-雙(2-二甲氨基戊酸鹽(pentylate))、二丁基錫二氯化物、二辛基錫二氯化物，等等。
其他所知的聚氨酯催化劑可與上述的胺和有機(jī)金屬催化劑組合使用。例如，強(qiáng)堿類如堿和堿土金屬氫氧化物類、醇鹽類和酚鹽類；強(qiáng)酸類的酸性金屬酸鹽如三氯化鐵、氯化亞錫、三氯化銻、硝酸鉍和氯化鉍，等等；各種金屬的螯合物類如那些能從下列獲得的乙酰丙酮、苯甲酰丙酮、三氟乙酰丙酮、乙酰乙酸乙酯、水楊醛、環(huán)戊酮-2-羧酸酯、乙酰丙酮亞胺、雙-乙酰丙酮亞烷基二亞胺、水楊醛亞胺，等等，含有不同金屬如Be、Mg、Zn、Cd、Pb、Ti、Zr、Sn、As、Bi、Cr、Mo、Mn、Fe、Co、Ni或離子類如MoO2++、UO2++，等等；不同金屬的醇化物類和酚鹽類如Ti(OR)4、Sn(OR)4、Sn(OR)2、Al(OR)3，等等，其中R是烷基或芳基，和醇化物類與羧酸類、β-二酮類和2(N，N-二烷基氨基)鏈烷醇類的反應(yīng)產(chǎn)物，如眾所周知的通過(guò)這種或等效的程序獲得的鈦的螯合物；所有這些都能使用于本發(fā)明的方法。
多元醇成分也可以包括發(fā)泡劑類。適當(dāng)?shù)陌l(fā)泡劑類包括活性發(fā)泡劑如水；和物理發(fā)泡劑類如液化氣，比如氮、二氧化碳和空氣；含氯氟烴類和烴類；化學(xué)發(fā)泡劑，如羥基官能的環(huán)脲類，物理聚氨酯發(fā)泡劑如二氯甲烷、丙酮和戊烷。還有其他化學(xué)發(fā)泡劑包括熱不穩(wěn)定化合物，其在加熱時(shí)釋放氣體，如N，N’-二甲基-N，N’-二亞硝基對(duì)苯二甲酰胺。水是最優(yōu)選的發(fā)泡劑，因?yàn)樗€產(chǎn)生聚脲類以組成軟質(zhì)泡沫塑料的硬鏈段。
發(fā)泡劑的用量可以最高為約15％，優(yōu)選約10％到5％，更優(yōu)選約5％到0.5％，基于B-側(cè)的總重量計(jì)。發(fā)泡劑的量將隨諸如在泡沫產(chǎn)品中所期望的密度等因素變化。優(yōu)選使用水作為唯一發(fā)泡劑，其量為約0.5％至最高約8.0％，基于B-側(cè)的總重量計(jì)。
為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的多種附加的添加劑也可以包括在A-側(cè)或B-側(cè)中，優(yōu)選B-側(cè)。這些添加劑包括阻燃劑、著色劑、礦物填料和其他材料。
可以包括在B-側(cè)中的適當(dāng)?shù)奶砑觿┌?，例如，常?guī)添加劑如著色劑和阻燃劑。有用的阻燃劑類包括有機(jī)膦酸鹽類、亞磷酸鹽類和磷酸鹽類，如三-2-(氯代異丙基)磷酸鹽(TCPP)、二甲基甲基膦酸酯和不同的在本領(lǐng)域中已知的環(huán)磷酸酯和膦酸酯；在本領(lǐng)域中已知的含有鹵素的化合物類如溴化二苯醚和其他溴化芳族化合物；三聚氰胺；氧化銻類如五氧化二銻和三氧化銻；鋅化合物類如氧化鋅；鋁化合物類如三氫化鋁；和鎂化合物類如氫氧化鎂和無(wú)機(jī)磷化合物類如多磷酸銨。阻燃劑類可以以對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的適當(dāng)量使用。例如，阻燃劑類可以以B-側(cè)總重量的0-55％的量使用。一般在本領(lǐng)域中使用的其他常規(guī)添加劑也可以使用于B-側(cè)。這些添加劑類的實(shí)例包括填料如碳酸鈣、硅土、云母、鈣硅石、木屑、三聚氰胺、玻璃或礦物纖維類、玻璃球等等；顏料類；表面活性劑類；和增塑劑。由本公開(kāi)內(nèi)容，這樣的添加劑可以以本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的適當(dāng)量使用。
本發(fā)明現(xiàn)在將參照下列非限制性的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，其中所有的量，除非另外詳細(xì)說(shuō)明，均是重量份。
術(shù)語(yǔ)表1.TEGOSTABB 4690 是一種聚二甲基硅氧烷表面活性劑，自Goldschmidt.
2.DABCO33LV是在雙丙甘醇中的33％三亞乙基二胺，自Air Products3.DPG 是雙丙甘醇，自Quaker City4.NIAXA-1 是在雙丙甘醇中的70％5雙-(2-二甲基氨乙基)醚，自Witco-O.S.T.公司5.NIAXC-183 是75％的Dabco 33LV和25％Niax A-1，自Witco-O.S.T.公司6.PLURACOL1117是一種25OH#和約14％SAN固體的聚醚HR接枝多元醇，自BASF公司7.R7300 是一種約2.2官能度含有26.0％NCO的MDI異氰酸酯預(yù)聚物，自HuntsmanPolyurethanes8.R8700 是一種約2.7官能含有31.5％NCO的聚合MDI，自Huntsman Polyurethanes9.RUBINOLF428是標(biāo)稱6000 MW 280H#的聚醚三元醇，自Huntsman Polyurethanes10.TDI 8020 是80％2，4’TIDI/20％2，6’TDI，自Huntsman Polyurethanes11.T-9 是辛酸亞錫、錫催化劑，自Air Products公司表1和2的實(shí)施例1～16和表5的實(shí)施例28～33的聚氨酯泡沫塑料通過(guò)將上述成分在室溫下人工攪拌制備。在B-側(cè)多元醇成分的制備中，將RUBINOLF428多元醇、TEGOSTABB 4690表面活性劑和NIAXC-183或其他任選的胺催化劑稱量到2L的容器中。加入T-9錫催化劑，然后將預(yù)共混的MDI/TDI異氰酸酯組合物快速加入到B-側(cè)多元醇成分中。立即開(kāi)始混合，同時(shí)通過(guò)注射器添加水。使3英寸的高剪切Conn &Company混合葉片以約2400rpm運(yùn)轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)均勻混合。混合10秒的時(shí)間后，將得到的泡沫塑料混合物快速倒入一個(gè)8L的聚乙烯payliner(容器)中。進(jìn)行發(fā)泡反應(yīng)并且使泡沫自由起發(fā)。在切割和按照ASTM D3574-91測(cè)試之前，在室溫下熟化泡沫塑料最少24小時(shí)。
在一個(gè)小規(guī)模多成分Martin Sweets機(jī)上制備表3和表4的實(shí)施例17～27的聚氨酯泡沫塑料。按照本發(fā)明的優(yōu)選工藝方式分別計(jì)量MDI和TDI，以便按照制劑的需要容易地調(diào)整含有MDI的TDI的不同水平。將約為30磅/分鐘的總制劑輸出計(jì)量到一個(gè)300cc自由體積的樞軸(pin)攪拌器中(以4000rpm運(yùn)行)，以產(chǎn)生均勻高質(zhì)量混合。在25℃下傾出20英寸×20英寸×20英寸的箱式泡沫塑料并使之自由起發(fā)。箱式泡沫塑料在室溫下熟化最少24小時(shí)，然后切割泡沫塑料樣品，以按照ASTM D 3574-91進(jìn)行物理測(cè)試。泡沫塑料的性質(zhì)示于表3A和表4A。
表1和表2的軟質(zhì)泡沫塑料實(shí)施例示出了寬范圍的泡沫塑料硬度和密度通過(guò)增加含MDI的TDI量能夠獲得。表1和表2的實(shí)施例是人工攪拌的比較，其分別在優(yōu)選MDI成分范圍(表1中的高4，4’MDI)之內(nèi)和在優(yōu)選MDI成分范圍(表2中的高2，4’MDI)之外。表3和表4是機(jī)制泡沫塑料，使用的是在本發(fā)明范圍之內(nèi)的MDI組合物。表3示出低水含量的膠乳狀泡沫塑料，其利用低含量的附加TDI制備穩(wěn)定但開(kāi)孔的泡沫塑料。表4顯示更高水含量時(shí)的中等密度高彈性(HR)泡沫塑料。表4示出了使用更高量添加的TDI用于泡沫塑料穩(wěn)定性和改善泡沫塑料彈性(球回彈)以及伸長(zhǎng)和撕裂。表5示出全MDI制劑和本發(fā)明的新穎MDI/TDI制劑的比較，顯示了在彈性、拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度方面的顯著改善。
表1和表1A示出在本發(fā)明之內(nèi)的實(shí)施例，其中基本上全4，4’MDI用于異氰酸酯預(yù)聚物。在表1的實(shí)施例中，使用了被標(biāo)為MDI-A的異氰酸酯預(yù)聚物。MDI-A的原料MDI組合物是78％4，4’-MDI、0.8％2，4’-MDI和21.8％聚低聚MDI(≥3NCO重量份每分子)。MDI-A預(yù)聚物具有％NCO＝28.4和平均官能度2.19。通過(guò)58重量份4，4’-MDI與12重量份RUBINOLF428多元醇反應(yīng)制備MDI-A預(yù)聚物。然后該預(yù)聚物與30重量份聚合MDI(平均官能度2.7)共混。以示于表1中的量使MDI-A異氰酸酯預(yù)聚物與TDI共混，并且制備的泡沫塑料以每Formcalc恒定約30％聚脲硬化嵌段水平在HR類型軟質(zhì)配制劑中。
在表1A中，實(shí)施例1和實(shí)施例3的泡沫塑料(分別為10％和20％TDI)是不穩(wěn)定的，需要添加交聯(lián)劑甘油，如實(shí)施例2和實(shí)施例4所示。實(shí)施例5～8包括20％到50重量％TDI是完全穩(wěn)定的。如表1和表1A所示，不定密度和硬度的不同泡沫塑料等級(jí)可通過(guò)共混TDI到一種優(yōu)選MDI組合物中而獲得?？勺兊燃?jí)的自由起發(fā)泡沫塑料可以通過(guò)密度減少最多約25％和通過(guò)泡沫聚合物軟化(即標(biāo)準(zhǔn)化硬度)最多約50％并提高TDI水平而獲得。能夠達(dá)到極佳的63％到66％的球回彈，表明高度彈性。對(duì)于表1A中的實(shí)施例1～8計(jì)算出IAF值為約26％到63％。對(duì)于這一配制劑，IAF值約35對(duì)于穩(wěn)定的、非崩塌的泡沫塑料是必需的。
1.99％純甘油
*IAF＝在ISO共混物中的當(dāng)量％TDI+當(dāng)量％2，4’MDI 在表2和表2A中，實(shí)施例9～16示出的MDI組合物含有高含量的2，4’-MDI，該量在本發(fā)明的范圍之外。使用于表2實(shí)施例中的異氰酸酯成分是一種異氰酸酯預(yù)聚物標(biāo)定為MDI-C。對(duì)于MDI-C預(yù)聚物的MDI主要成分是60.8％4，4’-MDI、22.6％2，4’-MDI和16.6％聚低聚MDI(≥3NCO每分子)。MDI-C預(yù)聚物具有28.6％NCO和平均官能度2.14。制備MDI-C預(yù)聚物是通過(guò)64.5重量份30％/70％2，4’-/4，4’-MDI與12重量份RUBINOLF428多元醇反應(yīng)，然后將其與23.5重量份聚合MDI(2.7官能度)共混。因?yàn)镸DI組合物含有高2，4’MDI含量，用于產(chǎn)生約相同IAF的TDI量大大少于在表1和1A的實(shí)施例中使用的TDI量。對(duì)于高4，4’MDI系列，IAF值大約分別相同，而且泡沫塑料性能在崩塌或穩(wěn)定性和密度方面也大約相同。
表2泡沫塑料的物理性質(zhì)示于表2A。這些泡沫塑料具有明顯更低的彈性(球回彈)，但具有隨IAF增加而硬度降低的大約相同關(guān)系。這個(gè)數(shù)據(jù)顯示，通過(guò)使用更高水平的TDI與一種4，4’MDI而不是2，4’MDI含量很高的MDI組合物組合，更優(yōu)選達(dá)到給定的IAF值。
1.99％純甘油
表3和表3A的實(shí)施例17～21中，制備的泡沫塑料為低水含量(1.5～1.65重量份)，相應(yīng)于在最后的發(fā)泡中約15％聚脲硬化嵌段。在這些水含量時(shí)，MDI-D預(yù)聚物具有足夠的穩(wěn)定性以生產(chǎn)一種不添加TDI的可接受的泡沫塑料。然而，添加TDI有助于降低自由起發(fā)密度和軟化泡沫塑料。
制備表3的泡沫塑料，使用一種標(biāo)定為MDI-D的含有％NCO為28.7％和官能度約為2.16的異氰酸酯預(yù)聚物。制備MDI-D是通過(guò)使61.4重量份的15％/85％2，4’/4，4’MDI與11.8重量份RUBINOLF428多元醇反應(yīng)，然后將得到的MDI預(yù)聚物與26.8重量份的聚合MDI共混。對(duì)于MDI-D預(yù)聚物，MDI組成是69.9％4，4’-MDI、11.1％2，4’-MDI和19.0％聚低聚MDI(≥3NCO每分子)。在多成分Martin Sweets機(jī)上分別計(jì)量MDI-D預(yù)聚物和TDI 8020，并且相應(yīng)于低水含量只需要低含量的TDI以制造穩(wěn)定但開(kāi)孔的、更高密度的軟質(zhì)泡沫塑料。IAF值11.5到31.6都能制造合意的泡沫塑料；但是，對(duì)于高球回彈性＞60，需要IAF值在20以上。
在表4和表4A的實(shí)施例22～27中，用MDI-D預(yù)聚物和增加含量的TDI 8020制備泡沫塑料，但水含量為2.9重量份。需要16重量％～22.5重量％的TDI量以制造穩(wěn)定但開(kāi)孔的泡沫塑料和影響等級(jí)變化降低密度和制造更軟的泡沫塑料。機(jī)制泡沫塑料如表3的實(shí)施例17～21。
泡沫塑料的性質(zhì)示于表4A中。如表4A所示，在使用的TDI范圍內(nèi)，隨著TDI水平減少，自由起發(fā)密度減少約20％并且聚合物硬度(標(biāo)準(zhǔn)化硬度)減少約26％。對(duì)于這種更高水的泡沫塑料系列，需要IAF值為約33～40。在這些高水平的TDI共混時(shí)，物理性質(zhì)極好。這些結(jié)果又一次支持4，4’-MDI高且2，4’-MDI非常低的MDI組合物。特別值得注意的是300到320N/m的撕裂強(qiáng)度，這是用全MDI基泡沫塑料不可能達(dá)到的。所有泡沫塑料是高彈性的，具有球回彈性為58到63。
表5和表5A比較按照發(fā)明的MDI/TDI組合物(MDI-D預(yù)聚物)與全MDI基組合物。在表5中所有實(shí)施例中，以大約相同的密度和硬度比較泡沫塑料。
在表5中，實(shí)施例28和29比較了用全MDI A-側(cè)組合物制備的高密度泡沫塑料與用MDI/TDI A-側(cè)組合物制備的高密度泡沫塑料。實(shí)施例29使用MDI/TDI A-側(cè)組合物，具有大約增加了30％的撕裂強(qiáng)度。
實(shí)施例30和31比較了用全MDI A-側(cè)組合物制備的中等密度泡沫塑料與用MDI/TDI A-側(cè)組合物制備的中等密度泡沫塑料。實(shí)施例31使用MDI-D預(yù)聚物/TDI A-側(cè)組合物，具有約增高4％的球回彈性、約增高6％的恢復(fù)性和一個(gè)約增高60％的撕裂強(qiáng)度。
實(shí)施例32和33比較了用全MDI A-側(cè)組合物制備的低密度泡沫塑料與用MDI/TDI A-側(cè)組合物制備的低密度泡沫塑料。實(shí)施例32需要2MDI以制造合意的穩(wěn)定的低密度泡沫塑料，泡沫塑料物理性質(zhì)不好。實(shí)施例33使用MDI-D預(yù)聚物/TDI A-側(cè)組合物，具有約增高7％的球回彈性、約110％到130％改善的伸長(zhǎng)率、約增高50％的拉伸強(qiáng)度和一個(gè)約200％更高的撕裂強(qiáng)度。
權(quán)利要求
1.一種制備軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的方法，由下列步驟組成A)提供一種能夠計(jì)量和混合至少三種單獨(dú)的活性化學(xué)成分流的混合設(shè)備；B)提供基本上由TDI系列異氰酸酯組合物組成的第一活性化學(xué)成分流；C)提供基于重量計(jì)主要包括MDI系列異氰酸酯組合物的第二活性化學(xué)成分流；D)提供包括至少一種多元醇的第三活性化學(xué)成分流；和E)通過(guò)使用混合設(shè)備在適于產(chǎn)生軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的條件下，同時(shí)計(jì)量和混合第一、第二和第三活性化學(xué)成分流。
2.權(quán)利要求1的方法，其中該方法是一種連續(xù)方法。
3.權(quán)利要求1的方法，其中所述軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料是在自由起發(fā)的條件下生產(chǎn)的。
4.權(quán)利要求1的方法，其中使用水作為發(fā)泡劑。
5.權(quán)利要求4的方法，其中使用水作為唯一的發(fā)泡劑。
6.權(quán)利要求4的方法，其中水與至少一種多元醇混合。
7.權(quán)利要求1的方法，其中第二活性化學(xué)成分基本上由MDI系列異氰酸酯組成。
8.權(quán)利要求6的方法，其中第三活性化學(xué)成分還包括預(yù)混于其中的至少一種催化劑用于異氰酸酯類與活性的氫化合物的反應(yīng)。
9.權(quán)利要求1的方法，其中使用3到50個(gè)單獨(dú)的活性化學(xué)成分流。
10.權(quán)利要求1的方法，其中MDI系列異氰酸酯占用于制備軟質(zhì)泡沫塑料的全部異氰酸酯的60-99重量％。
11.權(quán)利要求10的方法，其中MDI系列異氰酸酯包括4，4’-；2，4’-；和2，2’-二苯基甲烷二異氰酸酯異構(gòu)體和更高官能度的多苯基多亞甲基多異氰酸酯的組合物。
12.權(quán)利要求11的方法，其中4，4’-；2，4’-；和2，2’-二苯基甲烷二異氰酸酯異構(gòu)體組合物包含少于5重量％的2，2’-MDI異構(gòu)體。
13.權(quán)利要求12的方法，其中MDI系列異氰酸酯組合物包含少于16重量％的2，4’-MDI異構(gòu)體，基于MDI系列異氰酸酯組合物的總重量計(jì)。
14.權(quán)利要求13的方法，其中MDI系列異氰酸酯組合物包含少于13重量％的2，4’-MDI異構(gòu)體，基于MDI系列異氰酸酯組合物的總重量計(jì)。
15.權(quán)利要求14的方法，其中MDI系列異氰酸酯組合物包含少于7重量％的2，4’-MDI異構(gòu)體，基于MDI系列異氰酸酯組合物的總重量計(jì)。
16.權(quán)利要求13的方法，其中MDI系列異氰酸酯組合物包含51-87重量％的4，4’-MDI異構(gòu)體，基于MDI系列異氰酸酯組合物的總重量計(jì)。
17.權(quán)利要求14的方法，其中MDI系列異氰酸酯組合物包含59-81重量％的4，4’-MDI異構(gòu)體，基于MDI系列異氰酸酯組合物的總重量計(jì)。
18.權(quán)利要求15的方法，其中MDI系列異氰酸酯組合物包含65-81重量％的4，4’-MDI異構(gòu)體，基于MDI系列異氰酸酯組合物的總重量計(jì)。
19.權(quán)利要求1的方法，其中TDI系列異氰酸酯是基本上由65-80％的2，4’-TDI異構(gòu)體和35-20％的2，6-TDI異構(gòu)體組成的混合物。
20.權(quán)利要求1的方法，其中所述至少一種多元醇包括至少一種選自當(dāng)量為500至3000的聚醚多元醇、當(dāng)量為500到3000的聚酯多元醇和其混合物的多元醇。
21.按照權(quán)利要求1的方法制備的一種軟質(zhì)泡沫塑料。
22.權(quán)利要求21的軟質(zhì)泡沫塑料，其中泡沫塑料的密度范圍為23.55kg/m3至92.3kg/m3。
23.權(quán)利要求1的方法，其中MDI系列異氰酸酯組合物是改性的MDI異氰酸酯組合物，包含至少一種選自氨基甲酸乙酯、脲基甲酸酯、縮二脲、uretonimines、碳二亞胺和異氰脲酸酯的組分；另外其中所述改性的MDI異氰酸酯組合物還包含16-30重量％的異氰酸酯(NCO)基團(tuán)。
24.權(quán)利要求1的方法，其中第二活性化學(xué)成分基本上由MDI異氰酸酯組合物組成。
25.權(quán)利要求24的方法，還包括基本上由水組成的發(fā)泡劑，并且其中MDI系列異氰酸酯組合物占用于制備軟質(zhì)泡沫塑料的全部異氰酸酯的60-99重量％。
26.權(quán)利要求25的方法，其中在軟質(zhì)泡沫塑料制劑組合物中水量范圍為0.5至8.0重量份，以在泡沫塑料配制劑中每100重量份的所有多元醇(pphp)計(jì)。
27.權(quán)利要求26的方法，其中按照公式I計(jì)算的泡沫塑料配制劑的異氰酸酯不對(duì)稱系數(shù)(IAF)符合下列
a)IAF范圍為10到20，當(dāng)配制劑的水含量范圍為0.5到2.0pphp時(shí)；b)IAF范圍為20到30，當(dāng)配制劑的水含量范圍為2.0到3.0pphp時(shí)；c)IAF范圍為30到40，當(dāng)配制劑的水含量范圍為3.0到4.0pphp時(shí)；d)IAF范圍為40到50，當(dāng)配制劑的水含量范圍為4.0到8.0pphp時(shí)；其中IAF＝100[(配制劑中2，4’-MDI的重量份)/125.2+(配制劑中TDI的重量份)/87]/[在配制劑中的總-NCO當(dāng)量]；公式I。
28.權(quán)利要求27的方法，其中軟質(zhì)泡沫塑料制備中所用的MDI系列異氰酸酯與TDI系列異氰酸酯之比能夠改變，而無(wú)需使用任何新化學(xué)成分流和無(wú)需改變?nèi)魏维F(xiàn)有的化學(xué)成分流的組合物。
29.按照權(quán)利要求28的方法制備的一種泡沫塑料，其在發(fā)泡期間不呈現(xiàn)崩塌和收縮，該泡沫塑料在達(dá)到不脫落狀態(tài)時(shí)主要含有開(kāi)孔。
30.權(quán)利要求1的方法，其中使用一種發(fā)泡劑組合物，該組合物基本上由水和一種或多種物理發(fā)泡劑組成，該物理發(fā)泡劑選自二氧化碳、氮、空氣、丙酮和戊烷。
31.權(quán)利要求30的方法，其中一種或多種物理發(fā)泡劑溶解或分散于一種或多種所述的活性單體成分流中。
32.一種制備軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的方法，包括下列步驟A)提供一種能夠計(jì)量和混合至少三種單獨(dú)活性化學(xué)成分流的混合設(shè)備；B)提供基本上由TDI系列異氰酸酯組合物組成的第一活性化學(xué)成分流；C)提供基本上由MDI系列異氰酸酯組合物組成的第二活性化學(xué)成分流，基于重量；D)提供包括至少一種多元醇的第三活性化學(xué)成分流；和E)通過(guò)使用混合設(shè)備在適于生成軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的條件下同時(shí)計(jì)量和混合第一、第二和第三活性化學(xué)成分流；其中，MDI系列異氰酸酯基本上由4，4’-；2，4’-；和2，2’-二苯基甲烷二異氰酸酯異構(gòu)體加上更高官能度的多苯基多亞甲基多異氰酸酯的混合物組成，其中二苯基甲烷二異氰酸酯異構(gòu)體混合物包含少于5重量％的2，2’-MDI異構(gòu)體，相對(duì)于總二苯基甲烷二異氰酸酯異構(gòu)體組合物計(jì)；少于16重量％的2，4’-MDI異構(gòu)體，相對(duì)于總基體MDI異氰酸酯組合物計(jì)；并且基體MDI異氰酸酯包含51-87重量％的4，4’-MDI異構(gòu)體，相對(duì)于總基體MDI異氰酸酯組合物計(jì)。
全文摘要
通過(guò)單獨(dú)的和可變成分混和的至少三種單獨(dú)成分流而制備軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的方法，其中所述流中的至少一種流是TDI，而另一種流優(yōu)選是MDI組合物。另外還提供一個(gè)經(jīng)驗(yàn)方法，用于在寬水含量范圍和制劑成分差異范圍內(nèi)測(cè)定TDI含量水平。
文檔編號(hào)C08G18/76GK1444611SQ01813351
公開(kāi)日2003年9月24日 申請(qǐng)日期2001年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月1日
發(fā)明者R·J·洛克伍德 申請(qǐng)人:亨茨曼國(guó)際有限公司