[发明专利]生产聚氨酯硬质泡沫材料的方法

说明书

本发明涉及一种生产硬质聚氨酯泡沫材料的方法，其中使多异氰酸酯与b)具有至少两个对异氰酸酯基团呈反应性的氢原子的化合物反应。

硬质聚氨酯泡沫材料长时间以来是已知的，并且主要用于热和冷保温，例如用于制冷设备中，用于热水储存中，用于区域加热管中或用于建筑和构筑中，例如用于夹心元件中。关于硬质聚氨酯泡沫材料的生产和使用的综述例如可以参见Kunststoff-Handbuch，第7卷，聚氨酯（Polyurethane），1966年第1版，Dr.R.Vieweg和Dr.A.编辑；1983年第2版，Dr.Günter Oertel编辑；以及1993年第3版，Dr.Günter Oertel编辑，Carl Hanser Verlag，Munich，Vienna。

硬质聚氨酯泡沫材料通常通过多异氰酸酯与具有至少两个对异氰酸酯基团呈反应性的氢原子的化合物在催化剂、发泡剂以及助剂和/或添加剂的存在下反应来制备。

硬质聚氨酯泡沫材料必须满足的重要需求是低的热导率、优良的流动性、泡沫材料对覆盖层的满意粘合性，以及优良的机械性能。

硬质聚氨酯泡沫材料必须满足的另一个需求是优良的燃烧性能。这尤其在建筑领域的应用中是重要的，特别是在含有金属覆盖层和由聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫材料组成的芯的复合材料元件的情况下。术语“聚异氰脲酸酯泡沫材料”通常表示不仅含有氨基甲酸酯基团、而且含有异氰脲酸酯基团的泡沫材料。在下文中，术语“硬质聚氨酯泡沫材料”也包括聚异氰脲酸酯泡沫材料。

聚异氰脲酸酯泡沫材料尤其通常显示对金属覆盖层的粘合性不能令人满意。为了弥补此缺陷，通常在覆盖层和泡沫材料之间施用粘合剂，例如参见WO99/00559。

WO2005090432描述了一种制备硬质聚氨酯泡沫材料的方法，其中使用基于芳族羧酸的聚酯醇和至少一种基于芳族胺的聚醚醇的混合物。据说使用聚酯醇降低了泡沫材料的热导率，并且改进了与发泡剂之间的相容性。通过此方法生产的泡沫材料优选用于冷冻设备中。

另一个在硬质聚氨酯泡沫材料的应用中总是存在的挑战是改进泡沫材料的阻燃性。为此，通常向泡沫材料加入阻燃剂。阻燃剂的添加可以改变泡沫材料的机械性能和加工性能。此外，希望在硬质聚氨酯泡沫材料的生产中限制阻燃剂的使用，尤其是基于卤素的那些阻燃剂，特别是溴。

另一个目前的需求是改进泡沫材料对覆盖层的粘合性，尤其是需要减少或完全避免使用粘合剂。

所以，本发明的一个目的是开发一种生产硬质聚氨酯泡沫材料的方法，其具有优良的机械性能、优良的对覆盖层的粘合性以及优良的阻燃性，具有优良的与发泡剂和阻燃剂的之间相容性，并且是易于加工的。

此目的惊奇地能通过一种生产硬质聚氨酯泡沫材料的方法实现，其中使

a)多异氰酸酯与

b)具有至少两个对异氰酸酯基团呈反应性的氢原子的化合物

在c)发泡剂的存在下反应，

其中具有至少两个对异氰酸酯基团呈反应性的氢原子的化合物b)包含至少一种芳族聚酯醇bi)，至少一种具有4-8的官能度和在300-600mg KOH/g范围内的羟值的聚醚醇bii)。

因此，本发明提供一种生产硬质聚氨酯泡沫材料的方法，其中使：

a)多异氰酸酯与

b)具有至少两个对异氰酸酯基团呈反应性的氢原子的化合物

在c)发泡剂的存在下反应，

其中具有至少两个对异氰酸酯基团呈反应性的氢原子的化合物b)包含至少一种芳族聚酯醇bi)，至少一种具有4-8的官能度和在300-600mg KOH/g范围内的羟值的聚醚醇bii)。

羟值按照DIN 53240测量。

组分b)的羟值优选是至少175mg KOH/g，尤其是至少225mg KOH/g。

此外，组分b)的羟值优选不超过325mg KOH/g，特别优选不超过300mg KOH/g，尤其是不超过290mg KOH/g。

聚酯醇bi)优选具有2-3的官能度和具有200-300mg KOH/g的羟值。

聚酯醇bi)通常通过羧酸和/或其衍生物、尤其是其酯和酸酐与醇反应来制备。羧酸和/或醇、优选这两者是多官能的。

在本发明的一个实施方案中，聚酯醇bi)是使用至少一种脂肪酸或脂肪酸衍生物、优选脂肪酸制备的。

脂肪酸可以含有羟基。此外，脂肪酸可以含有双键。

在本发明的一个实施方案中，脂肪酸不含任何羟基。在本发明的另一个实施方案中，脂肪酸不含任何双键。