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CN108602933B - 基于聚醚碳酸酯多元醇的聚氨酯泡沫材料 - Google Patents

基于聚醚碳酸酯多元醇的聚氨酯泡沫材料 Download PDF

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Abstract

本发明涉及通过使异氰酸酯组分与包含至少一种聚醚碳酸酯多元醇的异氰酸酯反应性组分反应而制备聚氨酯泡沫材料的方法,且其中所述反应在组分K存在下进行,其中所述组分K选自下列的一种或多种化合物:K1一元或多元羧酸的酯,该一元或多元羧酸的(一级)离解具有0.5至4.0的pKa值,K2单官能和多官能醇的单磺酸酯、二磺酸酯和多磺酸酯,和K3一种或多种化合物,其选自K 3.1磷酸、膦酸、亚磷酸、次膦酸、亚膦酸和三价膦酸的酯,其中这些酯各自不含P‑OH基团,K3.2通式(II)的低聚磷酸烷基酯,其中a是1至10的整数,b是1至10的整数,R1、R2、R3和R4是具有至少一个碳原子的烷基,其中R1、R2、R3和R4相同或彼此独立地不同,且R5是具有至少2个碳原子的直链亚烷基或具有至少3个碳原子的支化亚烷基,和K3.3通式(III)的低聚磷酸烷基酯,其中a是1至10的整数,b是1至10的整数,R1、R4、R5是具有至少2个碳原子的直链亚烷基或具有至少3个碳原子的支化亚烷基,其中R1、R4和R5相同或彼此独立地不同,且R2、R3是具有至少一个碳原子的烷基,其中R2和R3相同或彼此独立地不同。本发明还涉及通过本发明的方法制成的聚氨酯泡沫材料及其用途。
Figure 100004_DEST_PATH_IMAGE001
(II)

Description

基于聚醚碳酸酯多元醇的聚氨酯泡沫材料
本发明涉及通过异氰酸酯组分与包含至少一种聚醚碳酸酯多元醇的异氰酸酯反应性组分的反应而制备聚氨酯泡沫材料,优选聚氨酯软质泡沫材料的方法,且其中所述反应在下文更详细描述的组分K存在下进行。本发明还涉及通过本发明的方法制成的聚氨酯泡沫材料及其用途。
在生产方法的环保指向下,通常希望使用相对大量的CO2基原材料,例如以聚醚碳酸酯多元醇的形式。通过氧化烯(环氧化物)和二氧化碳在H-官能起始剂化合物(“起始剂”)存在下的催化反应而制备聚醚碳酸酯多元醇作为大量研究的课题已超过40年(例如Inoue等人, Copolymerization of Carbon Dioxide and Epoxide with OrganometallicCompounds;Die Makromolekulare Chemie 130, 210-220, 1969)。这种反应示意性显示在图式(I)中,其中R是有机基团,如烷基、烷基芳基或芳基,它们各自还可含有杂原子,如O、S、Si等,且其中e、f和g是整数,且其中在此显示在图式(I)中的聚醚碳酸酯多元醇的产物应被理解为仅是指具有所示结构的嵌段原则上可在所得聚醚碳酸酯多元醇中重新找到,但嵌段的顺序、数量和长度以及这种起始剂的OH官能度可变并且不限于图式(I)中所示的聚醚碳酸酯多元醇。这种反应(见图式(I))从生态角度看非常有利,因为这种反应代表温室气体如CO2反应成为聚合物。形成的进一步产物,实际上是副产物,是图式(I)中所示的环状碳酸酯(例如在R = CH3时,碳酸亚丙酯,下文也称作cPC,或在R = H时,碳酸亚乙酯,下文也称作cEC)。
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE001
基于聚醚碳酸酯多元醇和异氰酸酯的聚氨酯泡沫材料的制备是已知的(例如WO2012/130760 A1、EP-A 0 222 453)。已经发现,当使用聚醚碳酸酯多元醇制备聚氨酯泡沫材料时,所得产物含有可以例如通过对聚氨酯软质泡沫材料的排放测量检测的环状碳酸亚丙酯。
因此本发明的目的是提供制备聚氨酯泡沫材料的方法,其产生具有降低的环状碳酸亚丙酯排放的聚氨酯泡沫材料。
令人惊讶地,已经通过一种通过下列组分的反应制备聚氨酯泡沫材料,优选聚氨酯软质泡沫材料的方法实现这一目的,
组分A,其含有具有≥ 20 mg KOH/g至≤ 120 mg KOH/g的根据DIN 53240的羟基值的聚醚碳酸酯多元醇(组分A1),
B 任选的
B1) 催化剂,和/或
B2) 辅助剂和添加剂
C 水和/或物理发泡剂
D 二异氰酸酯和/或多异氰酸酯,
其中所述制备在≥ 90至≤ 120的指数下进行,
其特征在于所述制备在组分K存在下进行,其中组分K选自下列的一种或多种化合物
K1 一元或多元羧酸的酯,所述一元或多元羧酸的(一级)离解具有0.5至4.0的pKa值,
K2 单官能和多官能醇的单磺酸酯、二磺酸酯和多磺酸酯,和
K3 一种或多种化合物,其选自
K 3.1 磷酸、膦酸、亚磷酸、次膦酸、亚膦酸和三价膦酸(Phosphinigsäure)的酯,其中这些酯在每种情况下不含P-OH基团,
K3.2 通式(II)的低聚磷酸烷基酯,
Figure 689094DEST_PATH_IMAGE002
(II)
其中
a是1至10的整数,
b是1至10的整数,
R1、R2、R3、R4是具有至少一个碳原子的烷基,优选C1-C6-烷基,其中R1、R2、R3、R4相同或彼此独立地不同,且
R5是具有至少2个碳原子的直链亚烷基或具有至少3个碳原子的支化亚烷基,优选具有2至10个碳原子的直链亚烷基或具有3至10个碳原子的支化亚烷基,
K3.3 通式(III)的低聚磷酸烷基酯,
Figure DEST_PATH_IMAGE003
(III),
其中
a是1至10的整数,
b是1至10的整数,
R1、R4、R5是具有至少2个碳原子的直链亚烷基或具有至少3个碳原子的支化亚烷基,优选具有2至10个碳原子的直链亚烷基或具有3至10个碳原子的支化亚烷基,其中R1、R4、R5相同或彼此独立地不同,
R2、R3是具有至少一个碳原子的烷基,优选C1-C6-烷基,其中R2和R3相同或彼此独立地不同,
且其中组分K优选以≥ 1.0至≤ 5.0重量份,特别优选≥ 2.0至≤ 5.0重量份的量使用,其中组分K的所有重量份数值基于组分A1 + A2的重量份之和 = 100重量份计。
本发明优选提供通过下列组分的反应制备聚氨酯泡沫材料,优选聚氨酯软质泡沫材料的方法
A1 ≥ 40至≤ 100重量份,优选≥ 60至≤ 100重量份,特别优选≥ 80至≤ 100重量份的一种或多种具有≥ 20 mg KOH/g至≤ 120 mg KOH/g的根据DIN 53240的羟基值的聚醚碳酸酯多元醇,
A2 ≤ 60至≥ 0重量份,优选≤ 40至≥ 0重量份,特别优选≤ 20至≥ 0重量份的一种或多种具有≥ 20 mg KOH/g至≤ 250 mg KOH/g的根据DIN 53240的羟基值和≥ 0至≤ 60重量%的环氧乙烷含量的聚醚多元醇,其中所述聚醚多元醇A2不含碳酸酯单元,
A3 基于组分A1和A2的重量份之和计,≤ 20至≥ 0重量份的一种或多种具有≥20 mg KOH/g至≤ 250 mg KOH/g的根据DIN 53240的羟基值和> 60重量%的环氧乙烷含量的聚醚多元醇,其中所述聚醚多元醇A3不含碳酸酯单元,
A4 基于组分A1和A2的重量份之和计,≤ 40至≥ 0重量份的一种或多种聚合物多元醇、PHD多元醇和/或PIPA多元醇,
A5 基于组分A1和A2的重量份之和计,≤ 40至≥ 0重量份的不归入组分A1至A4的定义的多元醇
B 任选的
B1) 催化剂,和/或
B2) 辅助剂和添加剂
C 水和/或物理发泡剂,
D 二异氰酸酯和/或多异氰酸酯,
其中所述制备在≥ 90至≤ 120的指数下进行,
其中将组分A1、A2、A3、A4、A5的所有重量百分比数值标准化,以使所述组合物中的A1 + A2的重量份之和为100,
其特征在于所述制备在组分K存在下进行。
组分A1至A5在每种情况下涉及所述化合物的“一种或多种”。当使用一个组分的多种化合物时,所示量相当于这些化合物的重量份之和。
在一个特别优选的实施方案中,组分A含有
A1 ≥ 65至≤ 75重量份,最优选≥ 68至≤ 72重量份的一种或多种具有≥ 20mg KOH/g至≤ 120 mg KOH/g的根据DIN 53240的羟基值和优选15至25重量%的CO2含量的聚醚碳酸酯多元醇,和
A2 ≤ 35至≥ 25重量份,最优选≤ 32至≥ 28重量份的一种或多种具有≥ 20mg KOH/g至≤ 250 mg KOH/g的根据DIN 53240的羟基值和≥ 0至≤ 60重量%的环氧乙烷含量的聚醚多元醇,其中所述聚醚多元醇A2不含碳酸酯单元,
其中组分A优选不含组分A3和/或A4。
在另一实施方案中,组分A包含
A1 ≥ 65至≤ 75重量份,优选≥ 68至≤ 72重量份的一种或多种具有≥ 20 mgKOH/g至≤ 120 mg KOH/g的根据DIN 53240的羟基值和优选15至25重量%的CO2含量的聚醚碳酸酯多元醇,和
A2 ≤ 35至≥ 25重量份,优选≤ 32至≥ 28重量份的一种或多种具有≥ 20 mgKOH/g至≤ 250 mg KOH/g的根据DIN 53240的羟基值和≥ 0至≤ 60重量%的环氧乙烷含量的聚醚多元醇,其中所述聚醚多元醇A2不含碳酸酯单元,
A3 基于组分A1和A2的重量份之和计,≤ 20至≥ 2重量份,优选≤ 10至≥ 2重量份的一种或多种具有≥ 20 mg KOH/g至≤ 250 mg KOH/g的根据DIN 53240的羟基值和>60重量%的环氧乙烷含量的聚醚多元醇,其中所述聚醚多元醇A3不含碳酸酯单元,
其中组分A优选不含组分A4。
在进一步实施方案中,组分A包含
A1 ≥ 40至≤ 100重量份,优选≥ 60至≤ 100重量份,特别优选≥ 80至≤ 100重量份,最优选≥ 65至≤ 75重量份的一种或多种具有≥ 20 mg KOH/g至≤ 120 mg KOH/g的根据DIN 53240的羟基值和优选15至25重量%的CO2含量的聚醚碳酸酯多元醇,和
A2 ≤ 60至≥ 0重量份,优选≤ 40至≥ 0重量份,特别优选≤ 20至≥ 0重量份,最优选≤ 35至≥ 25重量份的一种或多种具有≥ 20 mg KOH/g至≤ 250 mg KOH/g的根据DIN 53240的羟基值和≥ 0至≤ 60重量%的环氧乙烷含量的聚醚多元醇,其中所述聚醚多元醇A2不含碳酸酯单元,
A4 基于组分A1和A2的重量份之和计,≤ 40至≥ 0.01重量份,优选≤ 20至≥0.01重量份,特别优选≤ 20至≥ 1重量份,最优选≤ 20至≥ 2重量份的一种或多种聚合物多元醇、PHD多元醇和/或PIPA多元醇,
A5 基于组分A1和A2的重量份之和计,≤ 40至≥ 0重量份的不归入组分A1至A4的定义的多元醇,
其中组分A优选不含组分A3。
在此,组分A1、A2、A4和A5的所示范围和优选范围可以自由地互相组合。
下面更详细描述本发明的方法中所用的组分。
组分A1
组分A1包含具有≥ 20 mg KOH/g至≤ 120 mg KOH/g,优选≥ 20 mg KOH/g至≤100 mg KOH/g,特别优选≥ 25 mg KOH/g至≤ 90 mg KOH/g的根据DIN 53240的羟基值(OH值)并可通过二氧化碳、一种或多种氧化烯在一种或多种H-官能起始剂分子存在下的共聚获得的聚醚碳酸酯多元醇,其中该聚醚碳酸酯多元醇优选具有15至25重量%的CO2含量。组分A1优选包含可通过≥ 2重量%至≤ 30重量%的二氧化碳和≥ 70重量%至≤ 98重量%的一种或多种氧化烯在一种或多种具有≥ 1至≤ 6,优选≥ 1至≤ 4,特别优选≥ 2至≤ 3的平均官能度的H-官能起始剂分子存在下的共聚获得的聚醚碳酸酯多元醇。对本发明而言,术语“H-官能”被理解为是指具有对于烷氧基化而言反应性的H原子的起始剂化合物。
二氧化碳和一种或多种氧化烯的共聚优选在至少一种DMC催化剂(双金属氰化物催化剂)存在下进行。
根据本发明使用的聚醚碳酸酯多元醇优选还具有在碳酸酯基团之间的醚基团,这示意性显示在式(IV)中。在根据式(IV)的图式中,R是有机基团,如烷基、烷基芳基或芳基,它们各自还可含有杂原子,如O、S、Si等;e和f是整数。根据式(IV)的图式中所示的聚醚碳酸酯多元醇应被理解为仅是指具有所示结构的嵌段原则上可在聚醚碳酸酯多元醇中重新找到,但嵌段的顺序、数量和长度可变并且不限于式(IV)中所示的聚醚碳酸酯多元醇。在式(IV)的情况下,这是指e/f比优选为2:1至1:20,特别优选1.5:1至1:10。
Figure 531148DEST_PATH_IMAGE004
可以由1H NMR谱中的特征信号的评估确定聚醚碳酸酯多元醇中的并入CO2的含量(“源自二氧化碳的单元”;“CO2含量”)。下列实例例示在1,8-辛二醇起始的CO2/环氧丙烷-聚醚碳酸酯多元醇中源自二氧化碳的单元的含量的测定。
可以借助1H NMR(合适的仪器来自Bruker,DPX 400仪器,400 MHz;脉冲程序zg30,延迟时间d1: 10s,64次扫描)测定并入聚醚碳酸酯多元醇中的CO2含量以及碳酸亚丙酯与聚醚碳酸酯多元醇的比率。将样品各自溶解在氘化氯仿中。1H-NMR中的相关共振(基于TMS= 0 ppm)如下:
具有在4.5 ppm的共振的环状碳酸酯(其作为副产物形成);具有在5.1至4.8 ppm的共振的由并入聚醚碳酸酯多元醇中的二氧化碳产生的碳酸酯;具有在2.4 ppm的共振的未反应的环氧丙烷(PO);具有在1.2至1.0 ppm的共振的聚醚多元醇(即没有并入的二氧化碳);具有在1.6至1.52 ppm的共振的作为起始剂分子(如果存在)并入的1,8-辛二醇。
根据式(V)计算反应混合物中的聚合键合的碳酸酯的重量含量(重量%)(LC'),
Figure DEST_PATH_IMAGE005
(V)
其中根据式(VI)计算N的值(“分母”N):
Figure 926358DEST_PATH_IMAGE006
(VI)
在此适用下列缩写:
F(4.5) = 环状碳酸酯的在4.5 ppm的共振面积(对应于一个H原子)
F(5.1-4.8) = 聚醚碳酸酯多元醇和环状碳酸酯的一个H原子的在5.1-4.8 ppm的共振面积
F(2.4) = 游离的未反应PO的在2.4 ppm的共振面积
F(1.2-1.0) = 聚醚多元醇的在1.2-1.0 ppm的共振面积
F(1.6-1.52) = 1,8辛二醇(起始剂)(如果存在)的在1.6至1.52 ppm的共振面积。
因数102获自CO2(摩尔质量44 g/mol)和环氧丙烷(摩尔质量58 g/mol)的摩尔质量总和,因数58获自环氧丙烷的摩尔质量,因数146获自所用起始剂1,8-辛二醇(如果存在)的摩尔质量。
根据式(VII)计算反应混合物中的环状碳酸酯的重量含量(重量%)(CC'),
Figure DEST_PATH_IMAGE007
(VII)
其中根据式(VI)计算N的值。
为了由反应混合物的组成值计算基于聚合物成分的组成(由聚醚多元醇(其在无CO2条件下进行的活化步骤过程中由起始剂和环氧丙烷制成)和聚醚碳酸酯多元醇(其在CO2存在下进行的活化步骤过程中和在共聚过程中由起始剂、环氧丙烷和二氧化碳制成)构成),以计算方式消除该反应混合物的非聚合成分(即环状碳酸亚丙酯以及任选存在的未反应的环氧丙烷)。借助因数F = 44/(44+58)将聚醚碳酸酯多元醇中的碳酸酯重复单元的重量含量换算成二氧化碳的重量含量。该聚醚碳酸酯多元醇中的所示CO2含量相对于在共聚和任选的在CO2存在下的活化步骤中形成的聚醚碳酸酯多元醇分子的含量标准化(即在此不考虑由起始剂(1,8-辛二醇,如果存在)和由起始剂与在无CO2条件下加入的环氧化物的反应产生的聚醚碳酸酯多元醇分子的含量)。
例如,根据A1的聚醚碳酸酯多元醇的制备包括:
(α) 最初装载H-官能起始剂化合物或至少两种H-官能起始剂化合物的混合物,并任选借助升高的温度和/或减压除去水和/或其它易挥发性化合物(“干燥”),其中在干燥之前或之后将DMC催化剂添加到H-官能起始剂化合物或至少两种H-官能起始剂化合物的混合物中,
(β) 将部分量(基于活化和共聚中所用量的氧化烯的总量)的一种或多种氧化烯添加到获自步骤(α)的混合物中以实现活化,其中部分量的氧化烯的这种添加任选可以在CO2存在下进行,并且其中随后分别等待由于后续放热化学反应而出现的热点和/或反应器中的压降,并且其中活化步骤(β)也可以多次进行,
(γ) 将一种或多种氧化烯和二氧化碳添加到获自步骤(β)的混合物中,其中步骤(β)中所用的氧化烯可以与步骤(γ)中所用的氧化烯相同或不同。
一般而言,可以使用具有2至24个碳原子的氧化烯(环氧化物)制备聚醚碳酸酯多元醇A1。具有2至24个碳原子的氧化烯是例如选自环氧乙烷、环氧丙烷、1-环氧丁烷、2,3-环氧丁烷、2-甲基-1,2-环氧丙烷(环氧异丁烷)、1-环氧戊烷、2,3-环氧戊烷、2-甲基-1,2-环氧丁烷、3-甲基-1,2-环氧丁烷、1-环氧己烷、2,3-环氧己烷、3,4-环氧己烷、2-甲基-1,2-环氧戊烷、4-甲基-1,2-环氧戊烷、2-乙基-1,2-环氧丁烷、1-环氧庚烷、1-环氧辛烷、1-环氧壬烷、1-环氧癸烷、1-环氧十一烷、1-环氧十二烷、4-甲基-1,2-环氧戊烷、一氧化丁二烯、一氧化异戊二烯、环氧环戊烷、环氧环己烷、环氧环庚烷、环氧环辛烷、氧化苯乙烯、氧化甲基苯乙烯、氧化蒎烯、单或多重环氧化脂肪(以甘油单酯、甘油二酯和甘油三酯的形式)、环氧化脂肪酸、环氧化脂肪酸的C1-C24酯、表氯醇、缩水甘油和缩水甘油衍生物,例如甲基缩水甘油醚、乙基缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯以及环氧官能的烷氧基硅烷,例如3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三丙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基乙基二乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三异丙氧基硅烷的一种或多种化合物。优选使用环氧乙烷和/或环氧丙烷和/或1,2-环氧丁烷,特别优选环氧丙烷作为氧化烯。
在本发明的一个优选实施方案中,所用环氧丙烷和环氧乙烷的总量中的环氧乙烷含量为≥ 0至≤ 90重量%,优选≥ 0至≤ 50重量%,特别优选不含环氧乙烷。
作为合适的H-官能起始剂化合物,可以使用具有对于烷氧基化而言活性的H原子的化合物。对于烷氧基而言活性的具有活性H原子的基团是例如-OH、-NH2(伯胺)、-NH-(仲胺)、-SH和-CO2H,优选-OH和–NH2,特别优选-OH。作为H-官能起始剂化合物,使用例如选自水、一元或多元醇、多胺、多元硫醇、氨基醇、含硫醇(Thioalkohole)、羟基酯、聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚酯醚多元醇、聚醚碳酸酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚碳酸酯、聚乙烯亚胺、聚醚胺(例如来自Huntsman的所谓的Jeffamines®,例如D-230、D-400、D 2000、T-403、T-3000、T-5000或来自BASF的相应产品,例如聚醚胺D230、D400、D200、T403、T5000)、聚四氢呋喃(例如来自BASF的PolyTHF®,例如PolyTHF® 250、650S、1000、1000S、1400、1800、2000)、聚四氢呋喃胺(BASF产品聚四氢呋喃胺1700)、聚醚硫醇、聚丙烯酸酯多元醇、蓖麻油、蓖麻油酸的甘油单酯或甘油二酯、脂肪酸的甘油单酯、脂肪酸的化学改性的甘油单酯、甘油二酯和/或甘油三酯,和每分子含有平均至少2个OH基团的脂肪酸C1-C24烷基酯的一种或多种化合物。例如,每分子含有平均至少2个OH基团的脂肪酸C1-C24烷基酯是如Lupranol Balance®(来自BASF AG)、Merginol®型(来自Hobum Oleochemicals GmbH)、Sovermol®型(来自Cognis Deutschland GmbH & Co. KG)和Soyol®TM型(来自USSC Co.)之类的商品。
作为单官能起始剂化合物,可以使用醇、胺、硫醇和羧酸。作为单官能醇,可以使用:甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、叔丁醇、3-丁烯-1-醇、3-丁炔-1-醇、2-甲基-3-丁烯-2-醇、2-甲基-3-丁炔-2-醇、炔丙醇、2-甲基-2-丙醇、1-叔丁氧基-2-丙醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、1-己醇、2-己醇、3-己醇、1-庚醇、2-庚醇、3-庚醇、1-辛醇、2-辛醇、3-辛醇、4-辛醇、苯酚、2-羟基联苯、3-羟基联苯、4-羟基联苯、2-羟基吡啶、3-羟基吡啶、4-羟基吡啶。可考虑的单官能胺是:丁胺、叔丁胺、戊胺、己胺、苯胺、氮丙啶、吡咯烷、哌啶、吗啉。作为单官能硫醇,可以使用:乙烷硫醇、1-丙烷硫醇、2-丙烷硫醇、1-丁烷硫醇、3-甲基-1-丁烷硫醇、2-丁烯-1-硫醇、苯硫酚。作为单官能羧酸,可以提到:甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、脂肪酸如硬脂酸、棕榈酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、苯甲酸、丙烯酸。
适合作为H-官能起始剂化合物的多元醇是例如二元醇(例如乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,4-丁烯二醇、1,4-丁炔二醇、新戊二醇、1,5-戊二醇、甲基戊二醇(例如3-甲基-1,5-戊二醇)、1,6-己二醇;1,8-辛二醇、1,10-癸二醇、1,12-十二烷二醇、双(羟甲基)环己烷(例如1,4-双(羟甲基)环己烷)、三乙二醇、四乙二醇、聚乙二醇、二丙二醇、三丙二醇、聚丙二醇、二丁二醇和聚丁二醇);三元醇(例如三羟甲基丙烷、甘油、异氰脲酸三羟乙酯、蓖麻油);四元醇(例如季戊四醇);多元醇(例如山梨糖醇、己糖醇、蔗糖、淀粉、淀粉水解产物、纤维素、纤维素水解产物、羟基官能化脂肪和油,尤其是蓖麻油)以及这些上述醇与不同量的ε-己内酯的所有改性产物。在H-官能起始剂的混合物中也可以使用三元醇,例如三羟甲基丙烷、甘油、异氰脲酸三羟乙酯和蓖麻油。
该H-官能起始剂化合物也可选自聚醚多元醇类别,特别是分子量Mn为100至4000g/mol,优选250至2000 g/mol的那些。优选的是由重复环氧乙烷和环氧丙烷单元构成的聚醚多元醇,其优选具有35至100%环氧丙烷单元含量,特别优选具有50至100%环氧丙烷单元含量。这些可以是环氧乙烷和环氧丙烷的无规共聚物、梯度共聚物、交替共聚物或嵌段共聚物。合适的由重复环氧丙烷和/或环氧乙烷单元构成的聚醚多元醇是例如Desmophen®、Acclaim®、Arcol®、Baycoll®、Bayfill®、Bayflex®、Baygal®、PET®和来自CovestroDeutschland AG的聚醚多元醇(例如Desmophen® 3600Z、Desmophen® 1900U、Acclaim®Polyol 2200、Acclaim® Polyol 4000I、Arcol® Polyol 1004、Arcol® Polyol 1010、Arcol® Polyol 1030、Arcol® Polyol 1070、Baycoll® BD 1110、Bayfill® VPPU 0789、Baygal®K55、PET® 1004、Polyether® S180)。其它合适的均聚环氧乙烷是例如来自BASF SE的Pluriol® E产品,合适的均聚环氧丙烷是例如来自BASF SE的Pluriol® P产品;环氧乙烷和环氧丙烷的合适的混合共聚物是例如来自BASF SE的Pluronic® PE或Pluriol® RPE产品。
该H-官能起始剂化合物也可选自聚酯多元醇类别,特别是分子量Mn为200至4500g/mol,优选400至2500 g/mol的那些。使用至少双官能聚酯作为聚酯多元醇。聚酯多元醇优选由交替的酸和醇单元构成。所用酸组分是例如琥珀酸、马来酸、马来酸酐、己二酸、邻苯二甲酸酐、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐或所述酸和/或酸酐的混合物。所用醇组分是例如乙二醇、丙-1,2-二醇、丙-1,3-二醇、丁-1,4-二醇、戊-1,5-二醇、新戊二醇、己-1,6-二醇、1,4-双(羟甲基)环己烷、二乙二醇、二丙二醇、三羟甲基丙烷、甘油、季戊四醇或所述醇的混合物。使用二元或多元聚醚多元醇作为醇组分,以产生同样可充当用于制备聚醚碳酸酯多元醇的起始剂化合物的聚酯醚多元醇。如果使用聚醚多元醇制备聚酯醚多元醇,具有150至2000 g/mol的数均分子量Mn的聚醚多元醇是优选的。
此外,可以使用例如通过光气、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯或碳酸二苯酯和双官能和/或多官能醇或聚酯多元醇或聚醚多元醇的反应制成的聚碳酸酯多元醇(例如聚碳酸酯二醇),特别是分子量Mn为150至4500 g/mol,优选500至2500的那些作为H-官能起始剂化合物。聚碳酸酯多元醇的实例可见于例如EP-A 1359177。例如,可以使用来自CovestroDeutschland AG的Desmophen® C型,例如Desmophen® C 1100或Desmophen® C 2200作为聚碳酸酯二醇。
同样可以使用聚醚碳酸酯多元醇作为H-官能起始剂化合物。特别使用通过上述方法制成的聚醚碳酸酯多元醇。为此预先在单独反应步骤中制备用作H-官能起始剂化合物的这些聚醚碳酸酯多元醇。
优选的H-官能起始剂化合物是通式(VIII)的醇
HO-(CH2)x-OH (VIII)
其中x为1至20的数,优选2至20的偶数。式(VIII)的醇的实例是乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、1,10-癸二醇和1,12-十二烷二醇。另外优选的H-官能起始剂化合物是新戊二醇、三羟甲基丙烷、甘油、季戊四醇、式(IV)的醇与ε-己内酯的反应产物,例如三羟甲基丙烷与ε-己内酯的反应产物、甘油与ε-己内酯的反应产物以及季戊四醇与ε-己内酯的反应产物。也优选使用水、二乙二醇、二丙二醇、蓖麻油、山梨糖醇和由重复聚氧化烯单元构成的聚醚多元醇作为H-官能起始剂化合物。
该H-官能起始剂化合物特别优选是选自乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、2-甲基丙-1,3-二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、二乙二醇、二丙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、双官能和三官能聚醚多元醇(其中该聚醚多元醇由二-或三-H-官能起始剂物质和环氧丙烷或由二-或三-H-官能起始剂物质、环氧丙烷和环氧乙烷形成)的一种或多种化合物。该聚醚多元醇优选具有62至4500 g/mol的数均分子量Mn,特别是62至3000 g/mol的数均分子量Mn,非常特别优选62至1500 g/mol的分子量。该聚醚多元醇优选具有≥ 2至≤ 3的官能度。
在本发明的一个优选实施方案中,聚醚碳酸酯多元醇A1可通过二氧化碳和氧化烯在使用多金属氰化物催化剂(DMC催化剂)的情况下加成到H-官能起始剂化合物上获得。通过氧化烯和CO2在使用DMC催化剂的情况下加成到H-官能起始剂化合物上来制备聚醚碳酸酯多元醇是例如EP-A 0222453、WO-A 2008/013731和EP-A 2115032中已知的。
DMC催化剂原则上在现有技术中已知用于环氧化物的均聚(参见例如US-A 3 404109、US-A 3 829 505、US-A 3 941 849和US-A 5 158 922)。例如US-A 5 470 813、EP-A700 949、EP-A 743 093、EP-A 761 708、WO-A97/40086、WO-A98/16310和WO-A00/47649中描述的DMC催化剂在环氧化物均聚中具有极高活性并能在极低催化剂浓度(25 ppm或更低)下制备聚醚多元醇和/或聚醚碳酸酯多元醇。典型实例是EP-A 700 949中描述的高活性DMC催化剂,其除双金属氰化物化合物(例如六氰钴(III)酸锌)和有机络合配体(例如叔丁醇)外还含有数均分子量Mn大于500 g/mol的聚醚。
DMC催化剂通常以≤ 1重量%的量,优选以≤ 0.5重量%的量,特别优选以≤ 500ppm的量,特别以≤ 300 ppm的量使用,在每种情况下基于聚醚碳酸酯多元醇的重量计。
在本发明的一个优选实施方案中,聚醚碳酸酯多元醇A1具有≥ 2.0至≤ 30.0重量%,优选≥ 5.0至≤ 28.0重量%,特别优选≥ 10.0至≤ 25.0重量%的作为CO2计算的碳酸酯基团(“源自二氧化碳的单元”)含量。
在本发明的方法的另一个实施方案中,A1的一种或多种聚醚碳酸酯多元醇具有≥20 mg KOH/g至≤ 250 mg KOH/g的羟基值并可通过≥ 2.0重量%至≤ 30.0重量%的二氧化碳和≥ 70重量%至≤ 98重量%的环氧丙烷在羟基官能起始剂分子,例如三羟甲基丙烷和/或甘油和/或丙二醇和/或山梨糖醇存在下的共聚获得。可以根据DIN 53240测定羟基值。
在另一个实施方案中,使用含有式(IV)的嵌段的聚醚碳酸酯多元醇A1,其中e/f比为2: 1至1:20。
Figure 52314DEST_PATH_IMAGE008
在本发明的另一个实施方案中,组分A1以100重量份的量使用。
组分A2
组分A2包含具有≥ 20 mg KOH/g至≤ 250 mg KOH/g,优选≥ 20至≤ 112 mgKOH/g,特别优选≥ 20 mg KOH/g至≤ 80 mg KOH/g的根据DIN 53240的羟基值并且不含碳酸酯单元的聚醚多元醇。可以通过一种或多种氧化烯催化加成到H-官能起始剂化合物上进行化合物A2的制备。
作为氧化烯(环氧化物),可以使用具有2至24个碳原子的氧化烯。具有2至24个碳原子的氧化烯是例如选自环氧乙烷、环氧丙烷、1-环氧丁烷、2,3-环氧丁烷、2-甲基-1,2-环氧丙烷(环氧异丁烷)、1-环氧戊烷、2,3-环氧戊烷、2-甲基-1,2-环氧丁烷、3-甲基-1,2-环氧丁烷、1-环氧己烷、2,3-环氧己烷、3,4-环氧己烷、2-甲基-1,2-环氧戊烷、4-甲基-1,2-环氧戊烷、2-乙基-1,2-环氧丁烷、1-环氧庚烷、1-环氧辛烷、1-环氧壬烷、1-环氧癸烷、1-环氧十一烷、1-环氧十二烷、4-甲基-1,2-环氧戊烷、一氧化丁二烯、一氧化异戊二烯、环氧环戊烷、环氧环己烷、环氧环庚烷、环氧环辛烷、氧化苯乙烯、氧化甲基苯乙烯、氧化蒎烯、单或多重环氧化脂肪(以甘油单酯、甘油二酯和甘油三酯的形式)、环氧化脂肪酸、环氧化脂肪酸的C1-C24酯、表氯醇、缩水甘油和缩水甘油衍生物,例如甲基缩水甘油醚、乙基缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯以及环氧官能烷氧基硅烷,例如3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三丙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基-甲基-二甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基乙基二乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三异丙氧基硅烷的一种或多种化合物。优选使用环氧乙烷和/或环氧丙烷和/或1,2-环氧丁烷作为氧化烯。特别优选使用过量环氧丙烷和/或1,2-环氧丁烷。这些氧化烯可以独立、在混合物中或相继地引入反应混合物中。该共聚物可以是无规或嵌段共聚物。如果相继地计量加入氧化烯,制成的产物(聚醚多元醇)含有具有嵌段结构的聚醚链。
该H-官能起始剂化合物具有≥ 2至≤ 6的官能度并优选是羟基官能(OH官能)的。羟基官能的起始剂化合物的实例是丙二醇、乙二醇、二乙二醇、二丙二醇、丁-1,2-二醇、丁-1,3-二醇、丁-1,4-二醇、己二醇、戊二醇、3-甲基戊-1,5-二醇、十二烷-1,12-二醇、甘油、三羟甲基丙烷、三乙醇胺、季戊四醇、山梨糖醇、蔗糖、氢醌、邻苯二酚、间苯二酚、双酚F、双酚A、1,3,5-三羟基苯、甲醛和苯酚或三聚氰胺或脲的含羟甲基的缩合产物。这些也可以作为混合物使用。优选使用1,2-丙二醇和/或甘油和/或三羟甲基丙烷和/或山梨糖醇作为起始剂化合物。
A2的聚醚多元醇具有≥ 0至≤ 60重量%,优选≥ 0至≤ 40重量%,特别优选≥ 0至≤ 25重量%的环氧乙烷含量。
组分A3
组分A3包含具有≥ 20 mg KOH/g至≤ 250 mg KOH/g,优选≥ 20至≤ 112 mgKOH/g,特别优选≥ 20 mg KOH/g至≤ 80 mg KOH/g的根据DIN 53240的羟基值的聚醚多元醇。
组分A3的制备原则上以类似于组分A2的方式进行,但其中设定 > 60重量%,优选>65重量%的聚醚多元醇中的环氧乙烷含量。
可考虑的氧化烯和H-官能起始剂化合物与对组分A2所述的相同。
但是,优选可考虑具有≥ 3至≤ 6,特别优选3的官能度的H-官能起始剂化合物,以形成聚醚三醇。优选的具有官能度3的起始剂化合物是甘油和/或三羟甲基丙烷,特别优选的是甘油。
在一个优选实施方案中,组分A3是具有68至73重量%的环氧乙烷含量和35至40 mgKOH/g的OH值的甘油起始的三官能聚醚。
组分A4
组分A4包含聚合物多元醇、PHD多元醇和PIPA多元醇。
聚合物多元醇是含有一定含量的通过合适单体,如苯乙烯或丙烯腈在基础多元醇,例如聚醚多元醇和/或聚醚碳酸酯多元醇中的自由基聚合制成的固体聚合物的多元醇。
PHD(聚脲分散体)多元醇例如通过异氰酸酯或异氰酸酯混合物与二胺和/或肼在多元醇,优选聚醚多元醇中的原位聚合制备。该PHD分散体优选通过由75至85重量%的甲苯2,4-二异氰酸酯(2,4-TDI)和15至25重量%的甲苯2,6-二异氰酸酯(2,6-TDI)构成的异氰酸酯混合物与二胺和/或肼在通过三官能起始剂(例如甘油和/或三羟甲基丙烷)的烷氧基化(在聚醚碳酸酯多元醇的情况下在二氧化碳存在下)制备的聚醚多元醇,优选聚醚多元醇和/或聚醚碳酸酯多元醇中的反应制备。制备PHD分散体的方法描述在例如US 4,089,835和US 4,260,530中。
PIPA多元醇是通过多异氰酸酯加聚用烷醇胺改性,优选用三乙醇胺改性的聚醚多元醇和/或聚醚碳酸酯多元醇,其中该聚醚(碳酸酯)多元醇具有2.5至4的官能度和≥ 3 mgKOH/g至≤ 112 mg KOH/g的羟基值(分子量500至18000)。该聚醚多元醇优选“EO封端”,即该聚醚多元醇具有末端环氧乙烷基团。PIPA多元醇详细描述在GB 2 072 204 A、DE 31 03757 A1和US 4 374 209 A中。
组分A5
作为组分A5,可以使用本领域技术人员已知的不归入组分A1至A4的定义并优选具有> 1.5的平均OH官能度的所有多羟基化合物。
这些可以是例如低分子量二醇(例如1,2-乙二醇、1,3-或1,2-丙二醇、1,4-丁二醇)、三醇(例如甘油、三羟甲基丙烷)和四醇(例如季戊四醇)、聚酯多元醇、聚硫醚多元醇或聚丙烯酸酯多元醇以及不归入组分A1至A4的定义的聚醚多元醇或聚碳酸酯多元醇。也可以使用例如乙二胺-和三乙醇-起始的聚醚。这些化合物不属于根据组分B2的定义的化合物。
组分B
作为组分B1的催化剂,优选使用
a) 脂族叔胺(例如三甲基胺、四甲基丁二胺、3-二甲基氨基丙基胺、N,N-双(3-二甲基氨基丙基)-N-异丙醇胺)、脂环族叔胺(例如1,4-二氮杂[2.2.2]双环辛烷)、脂族氨基醚(例如双(二甲基氨基乙基)醚、2-(2-二甲基氨基乙氧基)乙醇和N,N,N-三甲基-N-羟乙基-双氨基乙基醚)、脂环族氨基醚(例如N-乙基吗啉)、脂族脒、脂环族脒、脲和脲的衍生物(例如氨基烷基脲,参见例如EP-A 0 176 013,特别是(3-二甲基氨基丙基氨基)脲)和/或
b) 羧酸的锡(II)盐。
特别使用羧酸的锡(II)盐,其中基体羧酸在每种情况下具有2至24个碳原子。例如,使用选自2-乙基己酸的锡(II)盐(即2-乙基己酸锡(II)或辛酸锡)、2-丁基辛酸的锡(II)盐、2-己基癸酸的锡(II)盐、新癸酸的锡(II)盐、异壬酸的锡(II)盐、油酸的锡(II)盐、蓖麻油酸的锡(II)盐和月桂酸锡(II)的一种或多种化合物作为羧酸的锡(II)盐。
在本发明的一个优选实施方案中,使用至少一种式(IX)的锡(II)盐
Sn(CxH2x+1COO)2 (IX)
其中x是8至24,优选10至20,特别优选12至18的整数。在式(IX)中,该羧酸盐的烷基链CxH2x+1特别优选是支化碳链,即CxH2x+1是异烷基。
最优选使用选自2-丁基辛酸的锡(II)盐(即2-丁基辛酸锡(II))、蓖麻油酸的锡(II)盐(即蓖麻油酸锡(II))和2-己基癸酸的锡(II)盐(即2-己基癸酸锡(II))的一种或多种化合物作为羧酸的锡(II)盐。
在本发明的另一优选实施方案中,使用
B1.1 基于组分A1和A2的重量份之和计,≥ 0.05至≤ 1.5 重量份的脲和/或脲衍生物,和
B1.2 基于组分A1和A2的重量份之和计,≥ 0.03至≤ 1.5重量份的不同于组分B1.2的催化剂,其中组分B1.2中的胺催化剂含量允许为组分B1的最大50重量%
作为组分B1。
组分B1.1包含脲和脲衍生物。脲衍生物的实例是:氨基烷基脲,例如(3-二甲基氨基丙基胺)脲和1,3-双[3-(二甲基氨基)丙基]脲。也可以使用脲和脲衍生物的混合物。优选在组分B1.1中仅使用脲。组分B1.1以基于组分A1至A2的重量份之和计≥ 0.05至≤ 1.5重量份,优选≥ 0.1至≤ 0.5重量份,特别优选≥ 0.25至≤ 0.35重量份的量使用。
组分B1.2以基于组分A1至A2的重量份之和计≥ 0.03至≤ 1.5重量份,优选≥0.03至≤ 0.5重量份,特别优选≥ 0.1至≤ 0.3重量份,非常特别优选≥ 0.2至≤ 0.3重量份的量使用。
组分B1.2中的胺催化剂的含量优选为组分B1.1的最大50重量%,特别优选组分B1.1的最大25重量%。组分B1.2非常特别优选不含胺催化剂。
可以使用例如上述羧酸锡(II)盐作为组分B1.2的催化剂。
作为少量(见上文)任选附带使用的胺催化剂,可以提到:脂族叔胺(例如三甲基胺、四甲基丁二胺、3-二甲基氨基丙基胺、N,N-双(3-二甲基氨基丙基)-N-异丙醇胺)、脂环族叔胺(例如1,4-二氮杂[2.2.2]双环辛烷)、脂族氨基醚(例如双二甲基氨基乙基醚、2-(2-二甲基氨基乙氧基)乙醇和N,N,N-三甲基-N-羟乙基-双氨基乙基醚)、脂环族氨基醚(例如N-乙基吗啉)、脂族脒和脂环族脒。
在B1.2中提及的“胺催化剂”不包括脲或其衍生物。
本发明因此还提供制备聚氨酯泡沫材料的方法,其特征在于
使含有具有≥ 20 mg KOH/g至≤ 120 mg KOH/g的根据DIN 53240的羟基值的聚醚碳酸酯多元醇(组分A1)的组分A
在非碱性介质中与
C 水和/或物理发泡剂,和
D 二异氰酸酯和/或多异氰酸酯
反应,其中所述制备在≥ 90至≤ 120的指数下进行,
其特征在于所述制备在组分K存在下进行。
优选地,通过使用脲和/或脲衍生物作为组分B1的催化剂并且不使用胺催化剂,可以实现非碱性介质。
本发明因此优选提供制备聚氨酯泡沫材料的方法,其特征在于
A1 一种或多种具有≥ 20 mg KOH/g至≤ 120 mg KOH/g的根据DIN 53240的羟基值的聚醚碳酸酯多元醇,
B1 在脲和/或脲衍生物存在下和在不存在胺催化剂的情况下与
C 水和/或物理发泡剂,和
D 二异氰酸酯和/或多异氰酸酯
在非碱性介质中反应,其中所述制备在≥ 90至≤ 120的指数下进行,
其特征在于所述制备在组分K存在下进行。
作为组分B2,使用辅助剂和添加剂,如
a) 表面活性添加剂,如乳化剂和泡沫稳定剂,特别是具有低排放的那些,例如Tegostab® LF2系列的产品,
b) 添加剂,如反应延迟剂(例如起酸性反应的物质,如盐酸或有机酰基卤)、泡孔调节剂(例如石蜡或脂肪醇或二甲基聚硅氧烷)、颜料、染料、阻燃剂(不同于组分K3;例如聚磷酸铵)、其它抗老化和风化影响的稳定剂、抗氧化剂、增塑剂、抑真菌和抑细菌物质、填料(例如硫酸钡、硅藻土、炭黑白垩或白垩粉)和发泡剂。
例如在EP-A 0 000 389,第18-21页中描述了任选附带使用的这些辅助剂和添加剂。在Kunststoff-Handbuch, 第VII卷, G. Oertel编辑, Carl-Hanser-Verlag, München第3版, 1993中,例如在104-127页中描述了任选根据本发明附带使用的辅助剂和添加剂的其它实例和关于这些辅助剂和添加剂的使用和作用模式的细节。
组分C
使用水和/或物理发泡剂作为组分C。作为物理发泡剂,使用例如二氧化碳和/或挥发性有机物质作为发泡剂。优选使用水作为组分C。
组分D
合适的二异氰酸酯和/或多异氰酸酯是如例如W. Siefken在Justus LiebigsAnnalen der Chemie, 562, 第75至136页中描述的脂族、脂环族、芳脂族、芳族和杂环多异氰酸酯,例如式(X)的那些
Q(NCO)n (X)
其中
n = 2 – 4,优选2 – 3,
Q是具有2 - 18,优选6 - 10个碳原子的脂族烃基、具有4 - 15,优选6 - 13个碳原子的脂环族烃基或具有8 - 15,优选8 - 13个碳原子的芳脂族烃基。
这是例如如EP-A 0 007 502,第7-8页中描述的多异氰酸酯。通常优选的是工业上易得的多异氰酸酯,例如甲苯2,4-和2,6-二异氰酸酯和这些异构体的任意混合物(“TDI”);如通过苯胺-甲醛缩合和随后光气化制成的多苯基多亚甲基多异氰酸酯(“粗制MDI”),和具有碳二亚胺基团、氨基甲酸酯基团、脲基甲酸酯基团、异氰脲酸酯基团、脲基团或缩二脲基团的多异氰酸酯(“改性多异氰酸酯”),尤其是衍生自甲苯2,4-和/或2,6-二异氰酸酯或衍生自二苯甲烷4,4'-和/或2,4'-二异氰酸酯的改性多异氰酸酯。优选使用选自甲苯2,4-和2,6-二异氰酸酯、二苯甲烷4,4'-和2,4'-和2,2'-二异氰酸酯和多苯基多亚甲基多异氰酸酯(“多环MDI”)的一种或多种化合物作为多异氰酸酯。特别优选使用甲苯2,4-和/或2,6-二异氰酸酯。
在本发明的方法的另一个实施方案中,异氰酸酯组分B包含由55至90重量%的2,4-TDI和10至45重量%的2,6-TDI构成的甲苯二异氰酸酯异构体混合物。
在本发明的方法的另一个实施方案中,异氰酸酯组分D包含100%的甲苯2,4-二异氰酸酯。
在本发明的方法的一个实施方案中,该指数为≥ 90至≤ 120。该指数优选为≥100至≤ 115,特别优选≥ 102至≤ 110。该指数(指数)说明实际使用的异氰酸酯量与异氰酸酯基团(NCO)的化学计算量(即对OH当量的反应计算出的量)的百分比。
指数 = (异氰酸酯用量):(异氰酸酯计算量) • 100 (XI)。
组分K
组分K选自下述组分K1、K2和K3中的一种或多种化合物。
组分K1
作为组分K1,使用一元或多元羧酸的酯,其中该羧酸的(一级)离解的pKa 值为0.5至4.0,优选1.0至3.0。在水溶液中测定该羧酸的(一级)离解的pKa 值。可考虑的酸组分是例如烷基单羧酸如甲酸、芳基单羧酸如α-萘甲酸、烷基多羧酸如草酸、丙二酸、马来酸、富马酸、柠檬酸和芳基多羧酸如邻苯二甲酸、偏苯三酸、苯均四酸的异构体和烷基取代衍生物、萘二甲酸的异构体和α-羟基羧酸如扁桃酸或乳酸的环状二酯。优选使用饱和或不饱和的C2-C4-烷基多羧酸,特别优选的是草酸。可考虑的醇组分是例如脂族一元醇和多元醇,如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、乙二醇、1,2-和1,3-丙二醇、丁二醇的异构体、2-丁烯-1,4-二醇、2-丁炔-1,4-二醇、新戊二醇、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇,作为芳基醇的酚及其烷基取代衍生物,萘酚及其烷基取代衍生物、氢醌、间苯二酚和三羟基苯。优选的是脂族一元醇,特别是甲醇、乙醇、正丙醇或异丙醇、正丁醇、异丁醇或叔丁醇。特别优选使用草酸和/或丙二酸的甲基和乙酯,最优选草酸二乙酯作为组分K1。
组分K2
组分K2包含单官能和多官能醇的单磺酸酯、二磺酸酯和多磺酸酯。
优选使用单官能和多官能醇的单磺酸酯、二磺酸酯和多磺酸酯作为组分K2,其中该磺酸酯基团衍生自甲苯磺酸、取代的苯磺酸和甲苯磺酸、烷基磺酸或萘基磺酸的异构体。该磺酸酯基团优选衍生自甲磺酸或甲苯磺酸,特别是对甲苯磺酸。该单磺酸酯、二磺酸酯和多磺酸酯的合适醇组分是单官能、双官能、三官能、四官能和更高官能的醇和/或多元醇。因此,可以使用例如脂族一元醇和多元醇,如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇或叔丁醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、丁二醇的异构体、2-丁烯-1,4-二醇、2-丁炔-1,4-二醇、新戊二醇、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、具有100-2000 g/mol,优选200至600 g/mol的摩尔质量的聚乙二醇和聚丙二醇、芳基醇如苯酚及其烷基取代衍生物、萘酚及其烷基取代衍生物、氢醌、间苯二酚、双酚(例如双酚A)和三羟基苯。优选使用脂族一元醇,特别是甲醇、乙醇、正丙醇或异丙醇、正丁醇、异丁醇或叔丁醇。
合适的组分K2还包括(C10–C21)烷磺酸苯基酯的混合物,其例如可以商品名Mesamoll和Mesamoll II购得。
特别优选使用对甲苯磺酸甲酯和/或(C10–C21)烷磺酸苯基酯混合物作为组分K2,最优选使用对甲苯磺酸甲酯。
组分K3
组分K3选自下述组分K3.1、K3.2和K3.3中的一种或多种化合物。
作为组分K3.1,使用磷酸、膦酸、亚磷酸、次膦酸、亚膦酸和三价膦酸的酯,其中这些酯各自不含P-OH基团。组分K3.1优选选自膦酸与单官能和/或双官能醇的酯、磷酸与单官能和/或双官能醇的酯和烷氧基化磷酸中的至少一种酯,其中这些酯在每种情况下不含P-OH基团。
组分K3.1特别优选选自磷酸与单官能和/或双官能脂族醇的酯和乙氧基化磷酸中的至少一种酯,其中这些酯在每种情况下不含P-OH基团。
合适的磷酸酯是例如与具有1至30个碳原子的醇的磷酸的三酯、焦磷酸(二磷酸)的四酯以及聚磷酸的四酯或聚酯,其中这些酯在每种情况下不含P-OH基团。适合作为组分K3.1的化合物的实例如下:磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丙酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、磷酸三(2-乙基己基)酯、磷酸三(2-丁氧基乙基)酯、磷酸三(2-氯异丙基)酯(TCPP)、磷酸环丙基甲基-二乙基酯、磷酸-二乙基-3-丁烯基酯、磷酸三苯酯和磷酸三甲苯酯。
还优选使用烷氧基化磷酸。烷氧基化磷酸是磷酸与氧化烯,优选与环氧乙烷和/或环氧丙烷,特别优选与环氧乙烷的反应产物。烷氧基化磷酸优选通过在不添加催化剂的情况下磷酸与氧化烯的直接反应获得,其中该磷酸可以以纯形式或作为水溶液(例如85重量%溶液的形式)使用。
作为组分K3.2,使用通式(II)的低聚磷酸烷基酯,
Figure DEST_PATH_IMAGE009
(II),
其中
a是1至10的整数,
b是1至10的整数,
R1、R2、R3、R4是具有至少一个碳原子的烷基,优选C1-C6-烷基,其中R1、R2、R3、R4相同或彼此独立地不同,且
R5是具有至少2个碳原子的直链亚烷基或具有至少3个碳原子的支化亚烷基,优选具有2至10个碳原子的直链亚烷基或具有3至10个碳原子的支化亚烷基。
优选使用的上述通式(II)的低聚磷酸烷基酯是例如可作为商品获得的阻燃剂FyrolTM PNX(ICL Industrial Products)。
作为组分K3.3,使用通式(III)的低聚磷酸烷基酯,
Figure 874777DEST_PATH_IMAGE010
(III),
其中
a是1至10的整数,
b是1至10的整数,
R1、R4、R5是具有至少2个碳原子的直链亚烷基或具有至少3个碳原子的支化亚烷基,优选具有2至10个碳原子的直链亚烷基或具有3至10个碳原子的支化亚烷基,其中R1、R4、R5相同或彼此独立地不同,且
R2、R3是具有至少一个碳原子的烷基,优选C1-C6-烷基,其中R2和R3相同或彼此独立地不同。
优选使用的上述通式(III)的低聚磷酸烷基酯是例如可作为商品获得的阻燃剂Exolit® OP 550(Clariant)。
组分K可以以≥ 0.5至≤ 8.0重量份,优选≥ 1.0至≤ 5.0重量份,特别优选≥2.0至≤ 5.0重量份的量使用,其中组分K的重量份数值基于组分A1 + A2的重量份之和 =100重量份计。已经发现,过多量的组分K与0值(无组分K)相比在不合意的程度上影响软质泡沫材料的机械性质。出于经济考量,组分K的较高含量也倾向于不利。
为了制备聚氨酯泡沫材料,通过本身已知的单步法使反应组分反应,其中通常使用机械装置,例如EP-A 355 000中描述的那些。在Kunststoff-Handbuch, 第VII卷,Vieweg和Höchtlen编辑, Carl-Hanser-Verlag, München 1993中,例如在139至265页上描述了根据本发明也可考虑的加工装置的细节。
该聚氨酯泡沫材料优选为聚氨酯软质泡沫材料的形式并可作为模制或块状泡沫材料,优选作为块状泡沫材料制备。本发明因此提供制备聚氨酯泡沫材料的方法、通过这些方法制成的聚氨酯泡沫材料、通过这些方法制成的聚氨酯软质块状泡沫材料或聚氨酯软质模制泡沫材料、该聚氨酯软质泡沫材料用于制备模制品的用途和模制品本身。
可根据本发明获得的聚氨酯泡沫材料,优选聚氨酯软质泡沫材料用于例如下列用途:家具软垫、织物嵌入物、床垫、汽车座椅、头枕、扶手、海绵、用于汽车部件,例如车顶内衬、门饰板、座垫和结构元件的泡沫材料薄膜。
本发明的软质泡沫具有≥ 16至≤ 60 kg/m3,优选≥ 20至≤ 50 kg/m3的根据DINEN ISO 3386-1-98的体积密度(Rohdichte)。
在第一实施方案中,本发明相应地提供通过下列组分的反应制备聚氨酯泡沫材料的方法
组分A,其含有具有≥ 20 mg KOH/g至≤ 120 mg KOH/g的根据DIN 53240的羟基值的聚醚碳酸酯多元醇(组分A1),
B 任选的
B1) 催化剂,和/或
B2) 辅助剂和添加剂
C 水和/或物理发泡剂
D 二异氰酸酯和/或多异氰酸酯,
其中所述制备在≥ 90至≤ 120的指数下进行,
其特征在于所述制备在组分K存在下进行,其中组分K选自下列的一种或多种化合物
K1 一元或多元羧酸的酯,所述一元或多元羧酸的(一级)离解具有0.5至4.0的pKa值,
K2 单官能和多官能醇的单磺酸酯、二磺酸酯和多磺酸酯,和
K3 一种或多种化合物,其选自
K 3.1 磷酸、膦酸、亚磷酸、次膦酸、亚膦酸和三价膦酸的酯,其中这些酯在每种情况下不含P-OH基团,
K3.2 通式(II)的低聚磷酸烷基酯,
Figure DEST_PATH_IMAGE011
(II)
其中
a是1至10的整数,
b是1至10的整数,
R1、R2、R3、R4是具有至少一个碳原子的烷基,其中R1、R2、R3、R4相同或彼此独立地不同,且
R5是具有至少2个碳原子的直链亚烷基或具有至少3个碳原子的支化亚烷基,
K3.3 通式(III)的低聚磷酸烷基酯,
Figure 204127DEST_PATH_IMAGE012
(III),
其中
a是1至10的整数,
b是1至10的整数,
R1、R4、R5是具有至少2个碳原子的直链亚烷基或具有至少3个碳原子的支化亚烷基,其中R1、R4、R5相同或彼此独立地不同,且
R2、R3是具有至少一个碳原子的烷基,其中R2和R3相同或彼此独立地不同,
且其中组分K优选以≥ 1.0至≤ 5.0重量份,特别优选≥ 2.0至≤ 5.0重量份的量使用,其中组分K的所有重量份数值基于组分A1 + A2的重量份之和 = 100重量份计。
在第二实施方案中,本发明提供根据第一实施方案的方法,其中组分A具有下列组成:
A1 ≥ 40至≤ 100重量份的一种或多种具有≥ 20 mg KOH/g至≤ 120 mg KOH/g的根据DIN 53240的羟基值的聚醚碳酸酯多元醇,
A2 ≤ 60至≥ 0重量份的一种或多种具有≥ 20 mg KOH/g至≤ 250 mg KOH/g的根据DIN 53240的羟基值和≥ 0至≤ 60重量%的环氧乙烷含量的聚醚多元醇,其中所述聚醚多元醇A2不含碳酸酯单元,
A3 基于组分A1和A2的重量份之和计,≤ 20至≥ 0重量份的一种或多种具有≥20 mg KOH/g至≤ 250 mg KOH/g的根据DIN 53240的羟基值和> 60重量%的环氧乙烷含量的聚醚多元醇,其中所述聚醚多元醇A3不含碳酸酯单元,
A4 基于组分A1和A2的重量份之和计,≤ 40至≥ 0重量份的一种或多种聚合物多元醇、PHD多元醇和/或PIPA多元醇,
A5 基于组分A1和A2的重量份之和计,≤ 40至≥ 0重量份的不归入组分A1至A4的定义的多元醇,
其中将组分A1、A2、A3、A4、A5的所有重量份数值标准化,以使所述组合物中的A1 +A2的重量份之和为100。
在第三实施方案中,本发明提供根据第一或第二实施方案的方法,其中组分K以≥0.5至≤ 8.0重量份,优选≥ 1.0至≤ 5.0重量份,特别优选≥ 2.0至≤ 5.0重量份的量使用,其中组分K的所有重量份基于组分A1 + A2的重量份之和 = 100重量份计。
在第四实施方案中,本发明提供根据实施方案1至3任一项的方法,其中使用
B1 催化剂,如
a) 脂族叔胺、脂环族叔胺、脂族氨基醚、脂环族氨基醚、脂族脒、脂环族脒、脲和脲衍生物和/或
b) 羧酸的锡(II)盐,和
B2)任选的辅助剂和添加剂
作为组分B。
在第五实施方案中,本发明提供根据实施方案1至3任一项的方法,其中使用
B1 催化剂和
B2)任选的辅助剂和添加剂
作为组分B,
其中使用
B1.1 基于组分A1和A2的重量份之和计,≥ 0.05至≤ 1.5重量份的脲和/或脲衍生物,和
B1.2 基于组分A1和A2的重量份之和计,≥ 0.03至≤ 1.5重量份的不同于组分B1.2的催化剂,其中组分B1.2中的胺催化剂含量允许为组分B1的最大50重量%
作为组分B1。
在第六实施方案中,本发明提供根据实施方案2至5任一项的方法,其中组分A不含组分A3和/或A4。
在第七实施方案中,本发明提供根据实施方案1至6任一项的方法,其中组分A包含:
A1 ≥ 65至≤ 75重量份的一种或多种具有≥ 20 mg KOH/g至≤ 120 mg KOH/g的根据DIN 53240的羟基值的聚醚碳酸酯多元醇,和
A2 ≤ 35至≥ 25重量份的一种或多种具有≥ 20 mg KOH/g至≤ 250 mg KOH/g的根据DIN 53240的羟基值和≥ 0至≤ 60重量%的环氧乙烷含量的聚醚多元醇,其中所述聚醚多元醇A2不含碳酸酯单元。
在第八实施方案中,本发明提供根据实施方案1至7任一项的方法,其中组分A1包含可通过二氧化碳、一种或多种氧化烯在一种或多种H-官能起始剂分子存在下的共聚获得的聚醚碳酸酯多元醇,其中所述聚醚碳酸酯多元醇优选具有15至25重量%的CO2含量。
在第九实施方案中,本发明提供根据实施方案1至8任一项的方法,其中组分K选自下列的一种或多种化合物
K1 草酸的甲酯、草酸的乙酯、丙二酸的甲酯和/或丙二酸的乙酯,
K2 对甲苯磺酸甲酯,和/或(C10–C21)烷磺酸苯基酯的混合物,
K3.1 与具有1至30个碳原子的醇的磷酸的三酯、焦磷酸的四酯、聚磷酸的四酯或聚酯,其中这些酯在每种情况下不含P-OH基团;或烷氧基化磷酸,
K3.2 通式(II)的低聚磷酸烷基酯,其中
a是1至10的整数,
b是1至10的整数,
R1、R2、R3、R4是C1-C6-烷基,其中R1、R2、R3、R4相同或彼此独立地不同,且
R5是具有2至10个碳原子的直链亚烷基或具有3至10个碳原子的支化亚烷基,
K3.3 通式(III)的低聚磷酸烷基酯,其中
a是1至10的整数,
b是1至10的整数,
R1、R4、R5是具有2至10个碳原子的直链亚烷基或具有3至10个碳原子的支化亚烷基,其中R1、R4、R5相同或彼此独立地不同,且
R2、R3是C1-C6-烷基,其中R2和R3相同或彼此独立地不同。
在第十实施方案中,本发明提供根据实施方案1至8任一项的方法,其中
K3.1选自磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丙酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、磷酸三(2-乙基己基)酯、磷酸三(2-丁氧基乙基)酯、磷酸三(2-氯异丙基)酯(TCPP)、磷酸环丙基甲基-二乙基酯、磷酸二乙基3-丁烯基酯、磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯以及磷酸与环氧乙烷和/或环氧丙烷的反应产物中的一种或多种化合物。
在第十一实施方案中,本发明提供根据实施方案1至10任一项的方法,其中使用含有至少一种式(IX)的锡(II)盐的组分B
Sn(CxH2x+1COO)2 (IX),
其中x是8至24,优选10至20,特别优选12至18的整数。
在第十二实施方案中,本发明提供根据实施方案1至11任一项的方法,其中使用2,4-和/或2,6-TDI作为组分C中的异氰酸酯组分。
在第十三实施方案中,本发明提供可通过根据实施方案1至12任一项的方法获得的聚氨酯泡沫材料。
在第十四实施方案中,本发明提供根据第十三实施方案的聚氨酯泡沫材料,其中所述聚氨酯泡沫材料是聚氨酯软质泡沫材料。
在第十五实施方案中,本发明提供根据实施方案13或14的聚氨酯泡沫材料用于制造家具软垫、织物嵌入物、床垫、汽车座椅、头枕、扶手、海绵、用于汽车部件,如车顶内衬、门饰板、座垫和结构元件的泡沫材料薄膜的用途。
实施例
测量方法:
实验测定的OH值(羟基值)通过DIN 53240的方法测定。
实验测定的酸值通过DIN 53402的方法测定。
排放测定:环状碳酸亚丙酯和次要组分:
软质泡沫试样中的环状碳酸亚丙酯的顶空GC和顶空GC/MS:
将称重至大约± 0.3 mg内的大约100 mg的软质泡沫试样引入22毫升顶空玻璃管瓶中,用硅酮隔片小心密封并在顶空自动取样器(PerkinElmer Turbomatrix,序列号M41L0505273)的预热炉中在140℃下调温15分钟。随后将蒸气空间在2.35巴的压力下在氦气料流中注射到气相色谱仪(Thermo Scientific,Trace-GC-Ultra,序列号6201252621)的注射器模块中。将该注射体积分配到两个相同的Rxi-5Sil MS型非极性柱(Restek,20 m长,0.15 mm内径,2.0 µm层厚度)。炉温度在45℃下2分钟并以12℃/min达到150℃和以45℃/min达到310℃。一个柱通向火焰电离检测器(FID)。另一个柱终结于具有70 eV电子碰撞电离的直接耦合的四极质谱仪(Thermo Scientific,ISQ-MS,序列号ISQ121046)。借助FID响应定量检测环状碳酸亚丙酯(CAS号108-32-7)并通过GC/MS证实其身份。
实施例1
乙氧基化磷酸组分K3.1-1的制备:
将290克磷酸(85%浓度水溶液)预先置于2升压力反应器中并在搅拌的同时加热至55℃。在0.1至3.0巴(绝对)的范围内氮气-真空-交换5次后,借助氮气将反应器中的压力设定至2.1巴(绝对)。随后在55℃下在6.5小时内将1816克环氧乙烷计量加入到反应器中。在55℃下3小时的反应后时间后,在90℃下在真空(10毫巴(绝对))下蒸馏出易挥发性成分30分钟,然后将反应混合物冷却至室温。获得具有下列性质的在聚乙二醇中的乙氧基化磷酸:
OH值:353 mg KOH/g
酸值:0.0 mg KOH/g。
借助下列实施例阐述本发明,但不限于此。含义为:
A1-1: 三官能聚醚碳酸酯多元醇,OH值56 mg KOH/g,通过80重量%环氧丙烷和20重量%二氧化碳在作为H-官能起始剂化合物的甘油中在双金属氰化物催化剂存在下的共聚制备。
A2-1: 基于甘油并具有48 mg KOH/g的羟基值的三官能聚醚多元醇,通过12重量%环氧乙烷与88重量%环氧丙烷的共聚获得。
B1-1: Niax催化剂A-1: 来自Momentive Performance Materials GmbH,Leverkusen的商品,基于双[2-(N,N'-二甲基氨基)乙基]
B1-2: DABCO T-9,来自Air Products GmbH, Hamburg的商品,2-乙基己酸锡
B1-3: Kosmos EF,蓖麻油酸锡(II)制品,来自Evonik Nutrition & Care GmbH,Essen
B2-1: Tegostab BF 2370,商品,来自Evonik Nutrition & Care GmbH, Essen
C-1: 水
D-1:Desmodur T 80,甲苯2,4'-二异氰酸酯和甲苯2,6'-二异氰酸酯的比率为80/20的混合物,Covestro AG, Leverkusen
D-2:Desmodur T 65,甲苯2,4'-二异氰酸酯和甲苯2,6'-二异氰酸酯的比率为65/35的混合物,Covestro AG, Leverkusen
K1-1: 草酸二乙酯,来自Sigma-Aldrich Chemie GmbH, München
K2-1: 对甲苯磺酸甲酯,来自Sigma-Aldrich Chemie GmbH, München
K3.1-1: 乙氧基化磷酸,根据实施例1中制备
K3.2-1: Fyrol PNX-LE,低聚磷酸烷基酯,来自ICL-IP Bitterfeld GmbH,Bitterfeld。
使用没有浮盖并具有1 m x 1 m的底面积(Grundriss)的工业常规不连续发泡设备制造表1和2中所述的聚氨酯软质泡沫材料。泡沫材料块的高度为大约80 cm。
借助在金属筒中的搅拌器进行组分的混合,该金属筒在加入异氰酸酯后从泡沫模具中机械移除。
根据DIN EN ISO 3386-1测定泡沫材料的压缩硬度(Stauchhärte)和体积密度。
如上所示进行用于测定环状聚碳酸亚丙酯的排放测定。
结果:
无组分K时,所得软质泡沫材料表现出相对高的环状碳酸亚丙酯排放(对比例2);当使用组分K时,在排放测定中发现环状碳酸亚丙酯的较低值。特别是在1.0重量份组分K的量以上时,在使用2.0和5.0重量份组分K的实验时还更显著,发现了排放测定中的环状碳酸亚丙酯的值进一步降低。
表1
组分\实施例 2 (对比) 3 4 5 6 7
A1-1 [重量份] 70 70 70 70 70 70
A2-1 [重量份] 30 30 30 30 30 30
C-1 [重量份] 4.50 4.50 4.50 4.50 4.50 4.50
B2-1 [重量份] 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
B1-1 [重量份] 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12
B1-2 [重量份] 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 -
B1-3 [重量份] - - - - - 0.60
K1-1 [重量份] - - 2.0 - - -
K2-1 [重量份] - - - 2.0 - -
K3.1-1 [重量份] - - - - 2.0 2.0
K3.2-1 [重量份] - 2.0 - - - -
D-1 [重量份] 56.0 56.0 56.0 56.0 57.2 57.2
指数 108 108 108 108 108 108
体积密度 kg m<sup>-3</sup> 21.6 21.6 21.2 22.3 21.4 21.5
在40%压缩下的压缩硬度 KPa 4.46 3.93 2.81 3.40 5.31 4.22
环状碳酸亚丙酯 [mg m<sup>-3</sup>] 130 16 17 6 50 28
表2
组分\实施例 8 9 10 11 12 13
A1-1 [重量份] 70 70 70 70 70 70
A2-1 [重量份] 30 30 30 30 30 30
C-1 [重量份] 4.50 4.50 4.50 4.50 4.50 4.50
B2-1 [重量份.] 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
B1-1 [重量份] 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12
B1-2 [重量份] 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 -
B1-3 [重量份] - - - - - 0.60
K2-1 [重量份] - - - - - -
K3.1-1 [重量份] - - - - 5.0 -
K3.2-1 [重量份] 0.2 0.5 1.0 5.0 - 2.0
K1-1 [重量份] - - - - - -
D-1 [重量份] 56.0 56.0 56.0 56.0 29.4 56.0
D-2 29.4 -
指数 108 108 108 108 108 108
体积密度 kg m<sup>-3</sup> 21.3 21.1 21.1 21.6 22.5 22.1
在40%压缩下的压缩硬度 kPa 3.89 3.82 3.40 3.86 3.80 3.31
环状碳酸亚丙酯 [mg m<sup>-3</sup>] 120 110 16 7 4 10

Claims (19)

1.通过下列组分的反应制备具有≥ 16且≤ 60 kg/m3的根据DIN EN ISO 3386-1-98的体积密度的聚氨酯软质泡沫材料的方法,
组分A,其含有通过二氧化碳、一种或多种氧化烯在一种或多种H-官能起始剂分子存在下的共聚获得且具有≥ 20 mg KOH/g且≤ 120 mg KOH/g的根据DIN 53240的羟基值的聚醚碳酸酯多元醇作为组分A1,和任选一种或多种具有≥ 20 mg KOH/g且≤ 250 mg KOH/g的根据DIN 53240的羟基值和≥ 0且≤ 60重量%的环氧乙烷含量的聚醚多元醇作为组分A2,其中所述聚醚多元醇A2不含碳酸酯单元,
B 任选的
B1) 催化剂和/或
B2) 辅助剂和添加剂
C 水和/或物理发泡剂,
D 二异氰酸酯和/或多异氰酸酯,
其中所述制备在≥ 90且≤ 120的指数下进行,其中该指数说明实际使用的异氰酸酯量与异氰酸酯基团(NCO)的化学计算量,即对OH当量的反应计算出的量,的百分比:
指数 = (异氰酸酯用量):(异氰酸酯计算量) • 100 (XI),
其特征在于所述制备在组分K存在下进行,其中组分K选自下列的一种或多种化合物
K1 一元或多元羧酸的酯,所述一元或多元羧酸的一级离解具有0.5至4.0的pKa值,
K2 单官能和多官能醇的单磺酸酯、二磺酸酯和多磺酸酯,和
K3 一种或多种化合物,其选自
K 3.1 磷酸、膦酸、亚磷酸、次膦酸、亚膦酸和次亚膦酸的酯,其中这些酯在每种情况下不含P-OH基团,
K3.2 通式(II)的低聚磷酸烷基酯,
Figure DEST_PATH_IMAGE001
(II)
其中
a是1至10的整数,
b是1至10的整数,
R1、R2、R3、R4是具有至少一个碳原子的烷基,其中R1、R2、R3、R4相同或彼此独立地不同,且
R5是具有至少2个碳原子的直链亚烷基或具有至少3个碳原子的支化亚烷基,
K3.3 通式(III)的低聚磷酸烷基酯,
Figure DEST_PATH_IMAGE002
(III),
其中
a是1至10的整数,
b是1至10的整数,
R1、R4、R5是具有至少2个碳原子的直链亚烷基或具有至少3个碳原子的支化亚烷基,其中R1、R4、R5相同或彼此独立地不同,且
R2、R3是具有至少一个碳原子的烷基,其中R2和R3相同或彼此独立地不同,
且其中组分K以≥ 1.0且≤ 5.0重量份的量使用,其中组分K的所有重量份数值基于组分A1 + A2的重量份之和为100重量份计。
2.如权利要求1中所述的方法,其中组分A具有下列组成:
A1 ≥ 40且≤ 100重量份的一种或多种具有≥ 20 mg KOH/g且≤ 120 mg KOH/g的根据DIN 53240的羟基值的聚醚碳酸酯多元醇,
A2 ≤ 60且≥ 0重量份的一种或多种具有≥ 20 mg KOH/g且≤ 250 mg KOH/g的根据DIN 53240的羟基值和≥ 0且≤ 60重量%的环氧乙烷含量的聚醚多元醇,其中所述聚醚多元醇A2不含碳酸酯单元,
A3 基于组分A1和A2的重量份之和计,≤ 20且≥ 0重量份的一种或多种具有≥20 mgKOH/g且≤ 250 mg KOH/g的根据DIN 53240的羟基值和> 60重量%的环氧乙烷含量的聚醚多元醇,其中所述聚醚多元醇A3不含碳酸酯单元,
A4 基于组分A1和A2的重量份之和计,≤ 40且≥ 0重量份的一种或多种聚合物多元醇,
A5 基于组分A1和A2的重量份之和计,≤ 40且≥ 0重量份的不归入组分A1至A4的定义的多元醇,
其中将组分A1、A2、A3、A4、A5的所有重量份数值标准化,以使所述组合物中的A1 + A2的重量份之和为100。
3.如权利要求1或2中所述的方法,其中组分A4为基于组分A1和A2的重量份之和计,≤40且≥ 0重量份的一种或多种PHD多元醇和/或PIPA多元醇。
4.如权利要求1或2中所述的方法,其中组分K以≥ 2.0且≤ 5.0重量份的量使用,其中组分K的所有重量份数值基于组分A1 + A2的重量份之和为100重量份计。
5.如权利要求1或2所述的方法,其中使用
B1 催化剂,选自
a) 脂族叔胺、脂族氨基醚、脂族脒、脲和脲衍生物,和/或
b) 羧酸的锡(II)盐,和
B2 任选的辅助剂和添加剂
作为组分B。
6.如权利要求1或2所述的方法,其中使用选自脂环族叔胺、脂环族氨基醚和脂环族脒的B1 催化剂作为组分B。
7.如权利要求1或2所述的方法,其中使用
B1 催化剂,和
B2 任选的辅助剂和添加剂
作为组分B,
其中使用
B1.1 基于组分A1和A2的重量份之和计,≥ 0.05且≤ 1.5重量份的脲和/或脲衍生物,和
B1.2 基于组分A1和A2的重量份之和计,≥ 0.03且≤ 1.5重量份的不同于组分B1.1的催化剂,其中组分B1.2中的胺催化剂含量允许为组分B1的最大50重量%
作为组分B1。
8.如权利要求2所述的方法,其中组分A不含组分A3和/或A4。
9.如权利要求1或2所述的方法,其中组分A包含:
A1 ≥ 65且≤ 75重量份的一种或多种具有≥ 20 mg KOH/g且≤ 120 mg KOH/g的根据DIN 53240的羟基值的聚醚碳酸酯多元醇,和
A2 ≤ 35且≥ 25重量份的一种或多种具有≥ 20 mg KOH/g且≤ 250 mg KOH/g的根据DIN 53240的羟基值和≥ 0且≤ 60重量%的环氧乙烷含量的聚醚多元醇,其中所述聚醚多元醇A2不含碳酸酯单元。
10.如权利要求1所述的方法,其中所述聚醚碳酸酯多元醇具有15至25重量%的CO2含量。
11.如权利要求1或2所述的方法,其中组分K选自下列的一种或多种化合物
K1 草酸的甲酯、草酸的乙酯、丙二酸的甲酯和/或丙二酸的乙酯,
K2 对甲苯磺酸甲酯,和/或(C10–C21)烷磺酸苯基酯的混合物,
K3.1 与具有1至30个碳原子的醇的磷酸的三酯、焦磷酸的四酯、聚磷酸的四酯或聚酯,其中这些酯在每种情况下不含P-OH基团;或烷氧基化磷酸,
K3.2 通式(II)的低聚磷酸烷基酯,其中
a是1至10的整数,
b是1至10的整数,
R1、R2、R3、R4是C1-C6-烷基,其中R1、R2、R3、R4相同或彼此独立地不同,且
R5是具有2至10个碳原子的直链亚烷基或具有3至10个碳原子的支化亚烷基,
K3.3 通式(III)的低聚磷酸烷基酯,其中
a是1至10的整数,
b是1至10的整数,
R1、R4、R5是具有2至10个碳原子的直链亚烷基或具有3至10个碳原子的支化亚烷基,其中R1、R4、R5相同或彼此独立地不同,且
R2、R3是C1-C6-烷基,其中R2和R3相同或彼此独立地不同。
12.如权利要求1或2所述的方法,其中
K3.1选自磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丙酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、磷酸三(2-乙基己基)酯、磷酸三(2-丁氧基乙基)酯、磷酸三(2-氯异丙基)酯(TCPP)、磷酸-环丙基甲基-二乙基酯、磷酸-二乙基-3-丁烯基酯、磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯以及磷酸与环氧乙烷和/或环氧丙烷的反应产物中的一种或多种化合物。
13.如权利要求1或2所述的方法,其中使用含有至少一种式(IX)的锡(II)盐的组分B
Sn(CxH2x+1COO)2 (IX)
其中x是8至24的整数。
14.如权利要求13所述的方法,其中x是10至20的整数。
15.如权利要求13所述的方法,其中x是12至18的整数。
16.如权利要求1或2所述的方法,其中使用2,4-和/或2,6-TDI作为组分D中的异氰酸酯组分。
17.通过权利要求1至16任一项中所述的方法获得的具有≥ 16且≤ 60 kg/m3的根据DIN EN ISO 3386-1-98的体积密度的聚氨酯软质泡沫材料。
18.如权利要求17中所述的具有≥ 16且≤ 60 kg/m3的根据DIN EN ISO 3386-1-98的体积密度的聚氨酯软质泡沫材料用于制造家具软垫、织物嵌入物、汽车座椅、头枕、扶手、海绵、用于汽车部件的泡沫材料薄膜的用途。
19.如权利要求17中所述的具有≥ 16且≤ 60 kg/m3的根据DIN EN ISO 3386-1-98的体积密度的聚氨酯软质泡沫材料用于制造床垫、用于车顶内衬、门饰板、座垫和结构元件的泡沫材料薄膜的用途。
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