可任选的多孔性聚甲酸酯和/或聚氨酯-脲的制备方法

申请号 CN96107351.9 申请日 1996-03-20 公开(公告)号 CN1139677A 公开(公告)日 1997-01-08
申请人 拜尔公司; 发明人 W·冯邦宁; H·P·米勒; M·卡普斯;
摘要 由本 发明 的方法制备可任选的多孔聚 氨 基 甲酸 酯和/或聚氨酯一脲。该方法由至少一种聚异氰酸盐和一种特定反应混合物的反应构成。该反应混合物含有:A)分子量是62-10,000并含有至少两个羟基的非 碱 性化合物;B)至少一种组分选自:B)1)碱性多羟基化合物和B)2)酸或其盐;C)至少一种组分选自:C)1) 脂肪酸 和C)2)脂肪酸的盐。反应在 温度 0-150℃下发生,所用的组分A)是至少50wt%的 水 溶液。
权利要求

1.一种制备可任选的多孔聚甲酸酯和/或聚氨酯-脲的方 法,包括至少一种聚异氰酸盐和包含以下组分的混合物反应:
A)一种或几种非性化合物,分子量是62-10,000,有至少两 个羟基,和
B)至少是一种选自以下的组分:
  1)碱性多羟基化合物的混合物,包括
    i)至少一种化合物选自单链烷醇胺、二链烷醇胺、三链 烷醇胺及其混合物,和
    ii)至少是一种OH数目在300-800之间的化合物,所述化 合物是a)烯化和b)一种选自由氨、链烷醇胺、二胺和聚胺组成 的化合物的反应产物,
  2)至少一种酸及其盐,其中酸是原子数少于8的一种有机 酸或一种无机酸;和
C)至少一种选自由下列组成的成分
  1)至少一种碳原子数多于8的脂肪酸
  2)至少一种上述脂肪酸的盐。 其中上述反应温度是0-150℃,组分A)以至少50wt%溶液存在。
2.权利要求1的方法,其中所述反应温度是10-60℃,组分A )以60-95wt%水溶液存在。
3.权利要求1的方法,其中所述混合物另外包含至少一种选 自由下列组成的成分
D)常规稳定剂,
E)发泡剂,
F)辅助物质,和
G)填料。
4.权利要求1的方法,其中所述非碱性化合物分子量是62- 10,000,含有至少两个羟基,选自由聚醇、糖、N-羟甲基化合物、 C-羟甲基化合物组成的化合物、磷酸和碱性多元醇的反应产物、 酸和碱性多元醇的反应产物、蛋白质溶液、蛋白质水解物溶液 和它们的混合物,其中所述碱性多元醇在水溶液中测量的PH值是 5-8。
5.权利要求4的方法,其中所述碱性多元醇在水溶液中测量 的PH值是6-7。
6.权利要求1的方法,其中所述碱性多羟基化合物B)1)包括:
  i)至少一种三链烷醇胺
  ii)至少一种OH数目是400-600的化合物,该化合物是以下 物质的反应产物:
a)环氧乙烷、环氧丙烷或它们的混合物和
b)一种化合物选自氨、三链烷醇胺、乙二胺、六亚甲基二胺 和聚乙烯聚胺。
7.权利要求6的方法,其中B)1)i)所述三链烷醇胺包含三乙 醇胺。
8.权利要求6的方法,其中B)1)ii)包含至少一种OH数目是 450-500的化合物,所述化合物是a)环氧丙烷和b)三乙醇胺的反应 产物。
9.权利要求1的方法,其中所述组分B)2)选自由包含低级脂 族羧酸有机酸和包含正-磷酸的无机酸组成的组分。
10.权利要求1的方法,其中所述脂肪酸C)1)包括至少一种选 自由下列组成的化合物i)具有9-24个碳原子的脂族、长链、饱和 羧酸和ii)具有9-24个碳原子的脂族、长链、不饱和羧酸。
11.权利要求10的方法,其中i)所述脂族、长链、饱和羧酸 含有12-24个碳原子,ii)脂族、长链、不饱和羧酸含有12-24个碳 原子。
12.权利要求10的方法,其中所述脂肪酸C)1)包含油酸。
13.权利要求1的方法,其中组分C)2)所述脂肪酸的盐包括i )所述脂肪酸和一种碱金属化合物的反应产物,或ii)所述脂肪酸 和碱性多羟基化合物B)1)的反应产物。
14.权利要求3的方法,其中所述稳定剂D)包括聚醚聚氧烷 稳定剂。
15.权利要求3的方法,其中所述发泡剂E)包括至少一种选自 由碳氟化合物、碳氟氯化合物和碳氢化合物组成的化合物。
16.权利要求15的方法,其中所述发泡剂包括环戊烷。
17.权利要求3的方法,其中所述辅助物质F)包括作为操作剂 的脲和任选一种或几种选自由活化剂、表面活性剂、孔大小和类 型的调节剂、生物杀伤剂、保存剂、耐火剂、颜料、气味物质和 隔离剂组成的化合物。
18.由权利要求1的方法制备的泡沫塑料。

说明书全文

人们已知,对于膨胀泡沫塑料,为利用与聚异氰酸酯反应中 形成的CO2而要在少量存在下制备聚甲酸酯泡沫体。

因为特别是和常规形成泡沫塑料的活化作用相关的很少量的 水将导致放出大量的CO2,所以仅能使用化学计量很小量的水。添 加大量的水通常产生不稳定、不均匀或通常不实用即不满意的加 工产品。

在DE-OS 4,414,331和4,438,409中描述了可选择的多孔性聚氨 基甲酸酯和/或聚脲。这些参考文献描述在水溶液中成膜-磷酸 盐-链烷醇胺配合物和聚异氰酸酯、性多元醇以及辅助材料和其 它添加剂反应以形成在技术上有意义的耐火聚氨基甲酸酯/聚脲泡 沫塑料。但是这些配方或反应混合物含大量的、非化学计量的水, 对常用作膨胀的目的而言,这些水是过量的。

这些方法的特征是在水溶液中利用大量的成膜金属磷酸盐-链 烷醇胺配合物。惊奇的是,根据本发明,这些成膜金属磷酸盐-链 烷醇胺配合物在水溶液中能用来形成PU泡沫塑料,由此进行的制 备方法没有大量的水而防止有效泡沫塑料的形成或通过消耗存在 的聚异氰酸酯产生不希望的CO2的巨烈释放。

目前认定成膜金属磷酸盐配合物的存在对于由上述方法形成 的有效泡沫塑料是必须的。这可能是因为它们明显的类似聚合物 的特性,或因为金属时异氰酸盐有控制作用,或者作为未知的原 因,这些配合物的浓缩液特别适用于这些方法。

意外的是现已确认,在类似的制备技术上有意义的泡沫塑料的 方法中也能使用粘的或浓缩的如75%糖水溶液、蛋白质水解产物, 甚至是其它聚羟基化合物,不伴随使用本身已知的有机金属或胺 催化剂。

借助本发明,今后在上述已知的常规PU泡沫配方中水溶的、 不溶的所谓再生原料都能以很简单的方法用来制备泡沫塑料,这 种泡沫塑料具有变化的技术用途、良好的生物降解性和/或耐火性。 所述再生原料的例子包括蔗糖、水溶淀粉、糊精、葡聚糖和从纤 维素或淀粉获得的类似的水化合物或水解产物、所谓的葡萄糖 浆或蔗糖浆或含蛋白质溶液。

本发明提供一种制备可选择的多孔性聚氨基甲酸酯和/或聚氨 酯-脲的方法。本方法包括至少一种聚异氰酸盐和一种异氰酸盐活 性混合物反应,其含有:

A)一种或几种非碱性化合物,分子量是62-10,000,有至少两 个羟基,和

B)至少是一种选自以下的组分:

  1)碱性多羟基化合物的混合物,包括

    i)至少一种化合物选自单链烷醇胺、二链烷醇胺、三链 烷醇胺及其混合物,和

    ii)至少是一种OH数目在300-800之间的化合物,所述化 合物是a)烯化和b)一种选自氨、链烷醇胺、二胺和聚胺组成的 化合物的反应产物,

2)至少一种酸及其盐,其中酸是碳原子数少于8的一种有机酸 或一种无机酸;和

C)至少一种选自由下列组成的成分,

  1)至少一种碳原子数多于8的脂肪酸

  2)至少一种上述脂肪酸的盐。

聚异氰酸盐与异氰酸盐活性混合物间的反应温度是0-150℃, 优选10-60℃,有成分A存在,其量至少是50重量%,优选60-95重 量%的水溶液。

异氰酸盐活性混合物和聚异氰酸盐间的反应在以下成份混合 存在下发生:

D)常规的稳定剂,E)发泡剂,F)其它辅助物质,G)填料。

优选的是: —含非碱性多羟基的化合物A)是选自聚醇、糖、N-羟甲基化合 物、C-羟甲基化合物、磷酸和/或酸与碱性醇(乙醇胺)的反应产 物以及蛋白质溶液或蛋白质水解溶液。这些化合物特别适合作为 PH值是5-8的水溶液,优选PH是6-7.0(在水溶液中测量)。 —碱性多羟基化合物B)1)是i)至少一种单链烷醇胺、二链烷醇 胺、三链烷醇胺及其混合物与ii)OH数目是400-600、最优选450- 550的至少一种化合物的混合物,且是a)烯化氧、最优选环氧乙烷 和/或环氧丙烷与b)氨、(聚)亚烷基二胺和/或(聚)亚烷基聚胺的 反应产物。优选的(聚)亚烷基二胺包括乙二胺和/或六亚甲基二胺, 优选的(聚)亚烷基聚胺包括聚乙烯聚胺,特别优选的是三乙醇胺。 所有碱性多羟基化合物中最优选的混合物是i)三乙醇胺和ii)OH数 目为400-600、特别是450-550的三乙醇胺的丙氧基化产物。 —酸B)2)选自有机酸例如优选少于8个碳原子的低级羧酸类,和 /或无机酸例如HCl或HBr,最优选正磷酸, —脂肪酸C)1)选自有多于8个碳原子的羧酸,特别是碳原子数是 9-24的脂族、长链、饱和和/或不饱和羧酸,最优选12-24个碳原 子。特别优选是油酸。 —脂肪酸的值C)2)优选由脂肪酸和碱金属化合物反应形成的盐, 和/或由脂肪酸和上述碱性聚羟基化合物反应形成的盐, —稳定剂D)优选聚氨基甲酸酯化学领域已知的聚醚聚氧烷, —发泡剂E)优选聚氨基甲酸酯化学领域已知的发泡剂,优选碳氟 化合物和/或CFCs和/或碳氢化合物,优选环戊烷, —辅助物质F)用脲作为操作剂,以及常规的有机金属和/或胺活 化剂,表面活性剂、孔大小和类型调节剂、生物杀伤剂、保存剂、 抗氧化剂、技术上常规的含卤和/或无卤耐火剂、其它活化剂、颜 料、气味物质和/或隔离剂, —辅助物质F)是30-50wt%碱性氢氧化物溶液,优选NaOH,或 50-88wt%H3PO4溶液。混合物的反应速度和所形成的泡沫塑料的孔 结构及稳定性受添加这些溶液的影响。 —由此方法得到的产物分别在0-150℃温度下干燥,优选是在0 -100℃, —借助常规技术方法加工所得的产物,例如在扁平的或在敞口 或封闭的、加热或未加热的模具中,铸造、离心或喷雾加工,不 采用压或在很高压力,连续或分批操作。

根据本发明,优选经上述方法得到的泡沫塑料在温度从约0- 150℃下制造,优选10-60℃,最优选从15-50℃。

本方法的产品优选用作模型制品、颗粒材料、模槽的填料、 密封材料、粘合剂、冲击吸收材料包装材料、遮盖剂、涂料、 真空板、夹心和/或结构元件、绝热和/或绝声材料、水液和其它 液体的吸收剂、活性物质和微生物的载体、气体和/或灰尘和液体 的过滤材料。

除上述方法外,本发明还有另一个目的是提供由本方法制备 的产品。这些产品优选是泡沫塑料,可用于上述领域。

根据本发明从起始原料制备优选的多孔性聚氨基甲酸酯和/或 聚氨酯-脲适合于用聚氨基甲酸酯化学中已知的连续或分批加工技 术进行。

在这一方面有意义的是,在很多情况下通过添加高达50%、优 选5-25%脲(基于起始原料构成的水溶液中的固体物质)可明显地降 低本发明所用水溶液的粘度。为提高反应混合物中的混溶性或加 工性能和分散性,推荐向A)中添加5-0.5wt%、优选30-3wt%(基于 固体组分A)的作为操作剂的脲)。另外,值得注意的是,在很多情 况脲添加剂都有塑化作用。

可由本方法得到的产品,特别是根据本发明优选的泡沫塑料, 它们每单位体积的重量在15-300g/l之间,大部分是细孔及有均匀 的作用性能。根据配方和/或制备方法,它们有大量开放的孔或大 量封闭的孔。在很多情况下,它们表现出半刚性至刚性泡沫的特 征,具有良好至很好的吸收水或其它水溶液的性能。在很多时候, 它们较大程度上可生物降解,这显然是由于其中所含的天然物质, 如必要的话,这也使其适于作为微生物的可降解载体,例如在生 物滤池或废水处理厂。

由于能得到刚性泡沫的特性,从这些方法的产品能容易地获 得模型制品或结构元件。在本发明的这一方面,有利的是本发明 所得的泡沫塑料常能借助热塑成形方法制备,例如,温度范围是 100-200℃下模制或多维成型。

下面叙述有关合适的起始原料: —每个配方实施例中所用的每个配方组成的百分含量值到100% —在水溶液中利用M&N Tritest L-PH测量纸确定PH值。

合适的聚异氰酸盐或可选的聚异氰酸盐混合物包括现有技术 已知的脂族、芳脂族和/或芳族、改性和/或未改性的聚异氰酸盐, 它们记载在例如DE-OS 4,309,691(第2和第3栏)和DE-OS 2,832, 253(第10和11页)中。由于易于得到和低蒸汽压而优选以苯胺-甲 缩合物为基础的工业MDI类型。

聚异氰酸盐以12-60wt%、优选15-40wt%的量混入本方法产物 中。

含有至少两个羟基的多元醇A)的分子量是62-10,000。可以使 用合适的多羟基化合物的混合物。这些多羟基化合物优选以水溶 液重量的50-98wt%、特别是60-95wt%的形式存在,也可选择以在 溶液、胶态分布和/或分散的混合形式。

主要合适的多元醇A)水溶液是从能大量获得的单-、二-、寡 -和/或聚糖制备的。它们包括化合物例如木糖、石旋糖、果糖、 葡萄糖、乳糖或蔗糖,或借助发醇、酶或水解方法从纤维素或淀 粉获得的糖混合物例如所谓的糖浆或葡萄糖浆或可选择的浓缩植 物汁如压榨的糖甘蔗汁或压榨的制糖甜菜汁。特别优选含蔗糖的 溶液。

下列物质也适用:糖醇,例如山梨糖醇、甘露糖醇或木糖醇, 以及糖酸、乳清浓缩物、植物胶、糊精、葡聚糖、分解或衍生的 淀粉和纤维素(大部分水溶),例如羟乙基纤维素、羟乙基淀粉、 硫酸纤维素、乙烯基醇的聚合物和共聚物,和甲醛、所谓的甲醛 聚糖,以及主要低级的多羟基化合物例如甘油、羟甲基丙烷、季 戊四醇和它们的优选的水溶缩合物或烷氧基化产物和得自各种多 羟基化合物的硼酸加成物。

根据本发明,合适的多羟基化合物A)也包括含有OH的水溶聚 合物或缩聚物,例如分子量很低的聚乙烯基醇类、丙烯酰胺聚合物、 酒石酸聚酯、和蛋白质或浸渍蛋白质或蛋白质水解产物、乳清浓 缩物或聚丙烯腈水解产物以及胶原蛋白、明胶和植物胶(聚糖)。

根据本发明,合适的组分A)还有例如为N-羟甲基化合物的化 合物,它们优选溶于水但也可任选形成分散体和/或胶体,例如脲、 缩二脲或聚脲、胍、聚酰胺、聚丙烯酰胺、双氰胺、尿唑、密胺 的羟甲基化合物,后者像前者一样优选以水溶性的形式,可商购 的尿素树脂或密胺-用醛树脂,以后还有C-羟甲基化合物,例如水 溶酚醛树脂、间苯二酚甲醛树脂前体或-甲醛树脂前体或甘油、 三羟甲基丙烷和它们的缩合物,可任意与柠檬酸或酒石酸混合。

用作多元醇A)的合适的化合物,特别是用于制备本方法的耐 火产品的化合物,可任意和其它多羟基化合物A)和/或脲混合,它 们是硼酸、优选是正硼酸和/或磷酸例如聚磷酸、特别是例如正磷 酸与链烷醇胺的反应产物。例如,在15-150℃ 85%工业正磷酸特 别是与单乙醇胺、供选择的和/或二乙醇胺和/或三乙醇胺反应得 到这些产物。而且合适的反应产物是1摩尔正-硼酸与1摩尔或2摩 尔或3摩尔单乙醇胺、任选的和/或二乙醇胺和/或三乙醇胺反应产 物。优选用正磷酸调节这些反应产物的PH值在6-7之间。

作为多元醇A)所使用的特别优选的化合物存在于PH5-8、优选 6-7的水溶液或供选择的胶体和/或分散体中,它们是蔗糖、得自 淀粉或纤维素的所谓糖浆以及密胺羟甲基化合物或脲羟甲基化合 物,和正硼酸和/或正-磷酸与链烷醇胺的反应产物。特别优选的 是正-硼酸和/或正-磷酸与任何/全部三种乙醇胺(单、二和三)的 反应产物。同时优选这些组分A)和上述化合物的混合运用。

上述的任何多元醇A)可单独使用或几种混合使用。

根据本发明方法的产物含有掺入其中的30-70wt%、优选50 -65wt%的这些多元醇A)。

适用的组分B)1)是碱性多羟基化合物的混合物。这些混合物 包括i)链烷醇胺例如三乙醇胺、二乙醇-丙醇胺、乙醇-二丙醇胺、 和/或三丙醇胺,与OH数目在300-800间、优选在400-700之间的化 合物ii)混合,这些化合物是a)烯化氧如环氧乙烷、优选环氧丙烷 与b)氨、链烷醇胺、二胺或聚胺、特别优选的是链烷醇胺的反应 产物。

i)三乙醇胺和ii)具有OH数目400-600、特别是450-550的三乙 醇胺丙氧基化产物的混合物特别有意义,因为它们有特别的用途。

合适的i)链烷醇胺也可以是单乙醇胺、单丙醇胺、二乙醇胺、 二丙醇胺和乙醇-丙醇胺。适用的组分ii)是单乙醇胺、单丙醇胺、 二乙醇胺、二丙醇胺和乙醇-丙醇胺(其中OH数目在上述范围内)的 烷氧基化产物,特别是乙氧基化产物、丙氧基化产物或混合的烷 氧基化产物。另外合适的是以下化合物的烷氧基化产物例如氨、 乙二胺、丙二胺、N-二甲基乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四 胺和/或六亚甲基二胺。

特别适合作为组分B)2)的是酸或酸的混合物,例如磷酸特别 是正磷酸,但也可任选甲基膦酸,次膦酸,聚磷酸及酸性磷酸烷 基酯如磷酸二丁基酯,硼酸如正-硼酸,磷酸如H2SO4和/或(有机) 磺酸、氨基磺酸,HCl、HBr、碳酸或低级单和/或聚羧酸和/或其 部分酯例如膦酰基羧酸、甲酸、乙酸、来酸、马来酸半酯、乳 酸或柠檬酸。同时合适作为组分B)2)的是上述酸的盐。

于本发明方法的产物中存在的碱性多羟基化合物B)1)和/或 酸B)2)或酸B)2)的盐的量是3-35wt%,优选5-25wt%。

合适的脂肪酸C)1)包括单独或混合的芳族、芳脂族、环状或脂 族脂肪酸。它们是优选的脂族、含氟或无氟磺酸,羧酸,优选单 羧酸或羧酸混合物,它们在0-45℃、优选在10-25℃液化,例如烷 基磺酸、来自大豆油橄榄油、葵花油、亚麻子油、松香油、根 油、木浆浮油、蓖麻油、鱼油、菜油、棕榈坚果油的脂肪酸。特 别适用的是油酸。下列化合物也适用作脂肪酸:(异)硬脂酸、褐 脂肪酸、Collophonium acid、苯基烷基羧酸、供选择的烷氧基 化的苯基羰酸、烷基苯-磺、烷基苯-羧酸、或长链脂肪醇的苯二 甲酸或马来酸半酯。

优选的是,以上脂肪酸的盐C)2)是上述脂肪酸的碱金属盐。 最优选的是脂肪酸的钠(Na)盐或(K)盐。而且,这些脂肪酸与碱 性多羟在化合物B)1)的反应产物和脂肪酸盐一样适用。可能的话 也可以使用脂肪酸的铵盐、其它金属盐或胺盐。

优选脂肪酸的用量小于对应全部反应混合物中碱性组分的化 学计算量,混合物的PH值也可低于7。

脂肪酸C)1)以及盐C)2)掺入本发明方法产物中的含量是0 -10wt%,优选1-6.5wt%。但是,原则上可掺入较多的脂肪酸。

原则上,脂肪酸C)1)并不是绝对必须存在,但是这些脂肪酸 的存在增加有用泡沫塑料的形成,使之达到未预料的显著效果。 当使用优选量时这一效果特别可靠,所以可无条件推荐使用这些 附随物质。

除了作为操作剂的脲之外,合适的辅助物质F)还包括常规用 于聚氨基甲酸酯泡沫塑料技术中的活性或催化活性的单独胺和有 机金属化合物,例如、铅和锌的化合物。尽管已充分认定可伴 随使用这些活性/催化物质,但我们惊奇地发现根据本发明这些物 质一般能被分配,而没有对形成泡沫塑料产生不利的影响。这可 看作是本发明的技术进步。

另外证明成功地作为耐火剂的物质除可供选择用于水溶液中 的金属卤化物和/或铵卤化物、特别是氯化物、溴化物和磷酸卤烷 基酯之外,还包括无卤酯、金属盐或铵盐和/或胺盐,优选聚合形 式和/或正形式的磷酸和/或硼酸,例如碱金属聚磷酸盐、聚磷酸铵、 磷酸二苯基羧甲苯基酯或磷酸三乙基酯。

供选择用于与反应混合物混合的合适的填料G)包括例如在聚 氨基甲酸酯泡沫塑料技术中已知的大部分粉状的、也可以是任选 的纤维状或小片状的填料。它们例如是:粉碎岩石如白垩、白 石、重晶石、硅石,硅酸盐,粘土,灰分,磷灰石、烧石膏、 氢氧化镁或氢氧化铝或砂子、玻璃、氧化或可行的淀粉、纤维 素粉、锯屑、面粉、奶粉、合成树脂粉、金属粉、红磷、焦炭、 硬碳粉、木素粉、碳黑、石墨、膨松石墨、纤维、(空心)球或泡 沫珠,或热塑粉或热固塑料粉,例如以密胺氨基塑料和/或脲氨基 塑料为基础。

特别有意义的是,根据本发明用作填料的还可以是:水状填 料制剂如胶态溶液、溶胶或例如硅石和/或塑料的分散物。这些分 散物的例子包括聚丙烯腈、聚苯乙烯/丙烯腈、聚苯乙烯/丁二烯、 聚乙酸乙烯酯橡胶胶乳、聚(甲基)丙烯酸酯橡胶胶乳、聚烯橡 胶胶乳、粘土分散物或蒙脱石分散物或硅石溶胶。优选的是固体 含量多于45wt%、在0-50℃优选在10-35℃温度下成膜。

在这种意义上,可行的是:在很多情况下多羟基化合物A)和 碱性多羟基化合物B)1)的混合物例如甘蔗糖和/或三乙醇胺能溶解 在填料的水分散体中。这避免/防止因水而过分稀释反应体系。

在本发明方法产物中的填料的固体含量在0-60wt%、优选在0 -30wt%变化。

根据本发明制备泡沫塑料一般在起始原料温度10-100℃、优 选15-50℃下进行。由于在自加速期间反应混合物中有时含有大量 的水,所以必须经后者加热异氰酸盐反应,可借助用微波、IR照 射或在炉中,或在有低热分散或装有加热器的模具中不时地有利 地对反应组分进行充分或优选部分地预加热和/或连续加热反应混 合物。

另一方面,借助把制备的泡沫塑料加热到30至150℃、优选达 到120℃、最优选高达100℃通常有益于使新制备的泡沫塑料达到 最终反应并使其干燥。

本方法的产品既可连续也可间歇获得,即在常压或升压下通 常高压和/或低压混合,为制备珠粒,借助聚氨基甲酸酯泡沫技术 中的常规方法例如二维喷雾、注上或注入、在模槽或模具或如双 输送带单元或喷雾塔中起泡。

各种组分可单独或混合、也可供选择地以新制得的预混合物 形式注入混合机或反应室中。例如,为制备有高密度面层的模 型制品,也可选择调和或绝缘反应室。利用喷嘴混合器压头和/或 搅拌混合器压头和/或静态混合器也被认为是合适的。

借助添加碱性氢氧化物水溶液(较快)或正磷酸(较慢)可容易 地调节混合物反应速度满足加工要求。

借助添加脲来调节混合物粘度或将其降低至一定限度。

根据本发明所得的产品优选是多孔的,即是开孔和/或封闭的 孔。在压力1-150bar之间、省略发泡剂E)下得到的非多孔性产物 或含很少孔的产物不是优选的。

本发明方法优选的产物每单位体积干重是15-300g/l,优选 18-100g/l,最优选是20-50g/l。但是,每单位体积较高的重量以 及每单位体积较低的重量也是可获得的。

根据本发明方法的产物优选用作绝声、绝热和/或机械绝缘之 目的,在很多情况下,作为模槽的填料或作为有可选择多个外层 的夹心结构,它们能透过蒸汽但不能透过空气或气体。如果外层 能透过水蒸汽,产品可确保有特别好的环境空气条件,这是由于 取决于大气湿度的水平衡。

但是,这些产品也适用作真空板,作为冲击吸收材料、气体 介质优选液体介质、特别是水液的吸收物,以及作为制备任意的 生物可降解容器或物质,例如在微生物技术、植物育种或形成任 意有贮藏作用的活性物质。其它领域的用途前面已经提到。

下面的实施例进一步详细阐述本发明的方法。本发明上述所 公开的内容不受这些实施例实质或范围的限制。本领域的技术人 员容易理解到可利用以下方法条件的已知变换。除非另有注释, 全部温度是摄氏度,所有百分数是重量百分比。

                     实施例 起始原料如下所述: 多元醇A)的水溶液:

A/1:75%商购的六羟甲基密胺树脂水溶液(从Casella作为 MaduritMW550商购到)

A/2:75%商购的脲羟甲基树脂水溶液(从BASF以Urecoll 237商购到)

A/3:75%蔗糖水溶液

A/4:约80%葡萄糖浆水溶液(作为Dormanix从Pfeiffer & Langen商购到)

A/5:1mol正硼酸和1mol单乙醇胺的反应产物,在80℃下制备, 随后用85%正磷酸水溶液调节PH值是6.3。

A/6:85%正磷酸水溶液和75%三乙醇胺水溶液调节PH为6.5的 反应产物,制法是:在90℃,缓慢搅拌三乙醇胺到预先置于接收 器中的磷酸里,添加10%脲(参照总量),在此反应温度下再搅拌1 小时。

A/7:商购的含有约25%水的浓缩压榨制糖甜菜汁,即制糖甜 菜浆。

A/8:在18℃下400份水中的300份商购家用小麦粉的分散液。

A/9:酶法得到的约70%糖浆(作为Dormadex98/70从 Pfeiffer & Langen商购到) 碱性多元醇B):

B/1:三乙醇胺

B/2:丙氧基化的三乙醇胺,OH数目为500

B/3:丙氧基化的三亚乙基四胺,OH数目是580

B/4:与等份环氧乙烷和环氧丙烷的混合物烷氧基化的氨,OH数目是420 无机酸C):

C/5:85%工业正-磷酸

脂肪酸D)1):

D/1:油酸

D/2:蓖麻油酸

D/3:亚麻子油的脂肪酸

D/4:木浆浮油的脂肪酸 稳定剂F):

F/1:以聚醚聚硅氧烷为基础的泡沫稳定剂(以AC 3408由 Bayer AG商购) 发泡剂G):

G/1:环戊烷 聚异氰酸盐P):

P/1:以苯胺-甲醛缩合物为基础的工业MDI-类型(Desmodur 44V20;Bayer AG)

P/2:工业二异氰酸用代亚苯基酯(DesmodurT80;Bayer AG)

P/3:工业二异氰酸六亚甲基酯三聚酯(DesmodurN100: Bayer AG) 注释:全部PH值都在10%水溶液中测量。 实施例1

a)制备如下混合物:300份A/1,25份B/2;14份D/1;20份 B/1;2份F/1;以及10份C/5和30(份G/1;然后在室温下直接和 110份P/1混合。随后,进料放在装于刚性泡沫盒中的由包装纸制 的盒式模子里,使之膨化。得到膨化良好的稳定的泡沫,约3分钟 后固化。泡沫在90℃干燥后,确定每单位体积重量是35g/l。该泡 沫塑料有均匀的孔结构及脆性硬质泡沫特性,在耐火试验中得到 等级是B2。 实施例2

a)按照如实施例1a)所述的方法,配方相同,除了在混合其它 组分前把30份脲附加溶解在溶液A/1中。此反应混合物得到的泡沫 可与实施例1的泡沫相当,但是具有较细的孔结构,每单位体积重 量为28g/l。

b)按照如实施例1a)所述的方法,配方相同,但等份量A/2和 A/3的混合物代替A/1。此混合物在室温下干燥后制得细孔泡沫塑 料,每单位体积重量是30g/l,达到耐火等级B2。 实施例3

a)在80℃下制备于6,108份单乙醇胺中的6,180份正硼酸溶液。 3,072份此溶液用上述(1,380份)C/5调节PH值到6.5。

b)实施例3a)制备的300份溶液与25份B/2、20份B/1、12.5份 D/1、10份C/5、2份F/1和30份G/1充分搅拌,然后在室温下直接和 110份P/1混合。反应混合物转移到如上所述的盒式模具中,使之 膨化。形成细孔、稳定和均匀的作用泡沫。干燥后,泡沫每单位 体积重量是42g/l。耐火试验中达到等级B2。 实施例4

a)按照实施例3b所述的方法,配方相同,差别是用2份 50%NaOH水溶液代替10份℃/5,并搅拌。自此,该反应混合物更快 地显著膨胀且具有较细的孔,每单位体积干重是33g/l。

b)按照实施例4a)所述的方法,但来用90份P/1和40份P/3的混 合物代替110份P/1,于90℃干燥后,得到细孔泡沫塑料,每单位 体积重量为30g/l,耐火等级是B2。 实施例5

a)在75℃下,61.8份正-硼酸溶解在123份单乙醇胺中。在80℃, 2575.2份该溶液和1778份C/5充分搅拌。所得溶液PH值是6.3。

b)实施例5a)制备的600份溶液与50份B/2、20份B/1、30份D /1、20份C/5、5份F/1和62份G/1搅拌,然后在室温下直接与230份 P/1混合。在盒式模具中膨化的反应混合物形成非常细的孔及稳定 的泡沫塑料,其在约3分钟后固化。泡沫在90℃干燥后,确定每单 位体积重量30g/l,得到耐火等级B2。 实施例6

a)在90℃ 61.8份邻-硼酸溶解在149份三乙醇胺中。向此溶液 中加入57.5份C/5,混合物在75℃搅拌2小时。随后在所得的80份 溶液中溶解10份脲和10份A/7。最终溶液的PH值是6.4。

b)实施例6a)制备的溶液是按实施例5b)进一步加工的。90℃ 干燥后得到稳定的细孔泡沫,每单位体积重量是38g/l,得到耐火 等级B2。 实施例7

200份A/6、100份A/3、40份B/2、20份B/1、15份D/3、5份D/1、 3.5份F/1和30份G/1一起搅拌,在18℃立即和125份P/1混合。然后 反应混合物在盒式模具中膨化,在45℃干燥。得到均匀作用的细 孔泡沫塑料,其每单位体积重量是40g/l。此泡沫塑料耐火等级是 B2。 实施例8

a)在45℃下,于150份A/8中溶解150份实施例5a)制备的溶液 和60份A/7。

b)300份实施例8a)制备的溶液和例3b)所述的相同配方混合( 但是上述溶液代替实施例3a)制备的溶液),混合物按实施例3b)所 述加工成泡沫塑料。干燥后,得到均匀作用的泡沫塑料,每单位 体积重量是45g/l。得到的耐火等级是B2。 实施例9

150份A/4和150份A/7直接与3份50%NaOH、30份B/2、25份B/3、 20份B/1、17份D/4、3份F/1、35份G/1搅拌,然后直接和160份 P/1混合,放入盒式模具中。此盒式模具立即转换到50℃的热室中, 在其中完成反应。干燥后,得到每单位体积重量33g/l的均匀细孔 泡沫塑料。此泡沫具有半刚性特性,非常适合冲击吸收或作为包 装材料的目的。 实施例10

450份A/3与40份B/2、30份B/1、15份D/1、2.5份F/1、25份 G/1一起搅拌,然后在16℃下直接和100份P/2混合。由此得到的反 应混合物在盒式模具中膨化。在75℃干燥后,得到平均孔径1.0mm 的均匀作用泡沫塑料。 实施例11

a)100份A/4、100份A/5、100份A/7与25份B/2、25份B/4、20 份B/1以及15份D/2、2.5份F/1、32份G/1一起搅拌,然后在室温下 直接和150份P/1混合。在40℃下,强制空气炉中,反应混合物于 盒式模具中发泡。干燥后,得到无气泡的细孔泡沫塑料,其单位 体积重量是34g/l,耐火等级是B2。

b)按照实施例11a)所述的方法,配方相同,但A/9代替A/4。 得到的泡沫塑料和实施例11a)的泡沫塑料外观相似。 实施例12

借助以下实施方案,针对改变从本发明水溶液中制备泡沫塑 料的方法说明一些可行的例子。

a)强烈搅拌300份A/3、3份50%NaOH水溶液、12.5份D/1、20份 B/1、25份B/2、2份F/1、30份G/1。在约18℃下,该预混合物直接 和110份P/1混合约60秒钟,放于盒式模具中。反应混合物膨化形 成均匀的孔非常细的泡沫,在80℃干燥。确定生成产物单位体积 重量是33g/l。由于糖的含量高,所得泡沫很难在水中膨胀,但容 易吸收水和非水液体。自然,它们是高度可燃的,具有半刚性特 征,例如适合作为包装目的。

b)按照实施例12a)所述的方法,但使用400份A/3和150份P/1 代替上述用量。得到的泡沫每单位体积重量是35g/l,恰巧很象a) 中得到的泡沫塑料。

c)按照实施例12a)所述的方法,但现利用500份A/3、30份B /1和165份P/1代替其中所述的用量。得到的泡沫很象实施例12a) 和12b)中制备的类型。此泡沫塑料单位体积重量是37g/l,含有掺 入的63%的糖,但机械性能很稳定,例如适合制成模型部件、容器 或包装材料

d)按照实施例12a)所述的方法。但不加D/1。得到的泡沫塑料 不均匀、很硬,有大孔,单位体积重量约60g/l。此实施例说明加 入脂肪酸能大大改善效果。

e)按照实施例12a)所述的方法,配方相同,但使用脂肪酸的 量超过优选的限量,例如40份脂肪酸,得到不均匀作用的含气泡 的反应产物,这种产物被认为不是有用的泡沫塑料。

f)按照实施例12a)所述的方法,配方相同,但D/2代替D/1。 得到稳定的细孔泡沫塑料,实际上和实施例12a)方法的产物相同。

g)按照实施例12a)所述的方法,配方相同,但12.5份乙酸代 替D/1。仅得到很小膨化的反应混合物,它是不均匀的含气泡的物 质,单位体积重量是220g/l,不是有用的泡沫塑料。此实施例说 明长链脂肪酸有重要的作用。

h)按照实施例12a)所述的方法,但是组份B/2不加到配方中。 由于不使用B/1和较高烷氧基化产物的混合物,得到无用的泡沫塑 料。

j)按照实施例12a)所述的方法,但组分B/1不加到配方中。仅 得到中档的泡沫塑料。因为配方中没有链烷醇胺,塑料趋于收缩 且无强度。

k)按照实施例12a)所述的方法,但配方含有60份B/1,膨化的 反应混合物转移到放在80℃强制空气炉里的盒式模具中。得到的 泡沫塑料孔很细且均匀,单位体积干重28g/l,强度良好。

1)按照实施例12a)所述的方法,但配方变成如下:400份A/3 代替300份,3份F/1代替2份,80份B/1代替20份,50份B/2代替25 份。剩余组分和预混物中的重量份数与实施例12a)一样。此预混 物直接和170份P/1(代替110份)混合。得到孔特别细的均匀膨化泡 沫塑料,机械强度非常好,单位体积干重25g/l。

m)按照实施例12a)所述的方法,除配方改变成双倍的F/1和P /1。以反应混合物进料的盒式模具放在60℃强制空气炉中。得到 稳定的泡沫,平均孔径扩大到约1mm,单位体积重量是18g/l,性 能近似于柔性泡沫、此产物合适作为吸收液体的室内装饰器和包 装材料。

n)按照实施例12a)所述的方法,但配方改变,于80份A/3中的 20份脲溶液代替实施例12a)中的A/3。尽管固体浓度较高,A/3中 脲溶液的粘度低于A/3的粘度。得到很均匀作用的细孔泡沫塑料, 单位体积重量是26g/l,与实施例12a)的产物相比,具有半刚性特 性,的确较柔韧且可延展。此泡沫塑料例如用作包装目的。

o)按照实施例12a)所述的方法,但配方含有代替A/3的1份 50%苯乙烯/丁二烯聚合物胶乳(以BaystalK 8525由BayerAG商 购)中的2份蔗糖溶液得到的泡沫塑料单位体积重量是38g/l,有半 刚性特性。

p)按照实施例12a)所述的方法,但用1份50%聚氨基甲酸酯胶 乳(作为ImpranilDLN从Bayer AG商购)中的2份蔗糖溶液代替 A/3,配方中仅加入1.1份50%NaOH。得到的泡沫塑料单位体积重量 是33g/l,具有半刚性特性。

q)按照实施例12a)所述的方法,但是不用A/3而利用含有在1 份50%硅石溶胶(作为Baykisol200从Bayer AG商购)中的2份蔗 糖溶液,和4份F/1的配方。得到的细孔泡沫塑料单位体积重量是 31g/l,适合于冲击吸收目的。

r);s);t)按照实施例12a)所述的方法,但在每个例子中, 分别以70%、65%或60%甜菜糖水溶液代替配方中的A/3。在所有三 个例子中,得到的细孔泡沫塑料大致类似于a),单位体积重量是 30g/l。这些泡沫塑料可用作例如绝缘、吸收剂和冲击吸收的包装 材料。

u)按照实施例12a)所述的方法,P/2代替P/1,并用3份F1。得 到很脆的轻泡沫塑料,单位体积重量是19g/l。该材料可用作模槽 的填料或夹心内层。这些夹心层也可覆上气密塑料层并抽空,使 其适用作绝缘材料。

v)按照实施例12a)所述的方法,但是聚异氰酸盐是70份P/1、 10份P/2和20份P/3的混合物,并用3份F/1。得到单位体积重量是 26g/l的细孔泡沫塑料,它们用作绝缘材料。

w)按照实施例12a)所述的方法,但配方含有A/9代替A/3。得 到和实施例12a)相似的稳定的细孔延性泡沫。这些泡沫用作冲击 吸收包装材料和绝缘材料。

尽管本发明为说明起见在上面已作出详细描述,但应理解, 这些细节仅作为说明之间,本领域的技术人员能够做出不脱离本 发明实质和范围的变动,除非受权利要求的限制。

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