[发明专利]制备含酰亚胺基团的聚合物泡沫的方法

说明书

本发明涉及一种制备聚合物泡沫的方法，包括使组分A至C在组分D和任选地E的存在下反应或者使组分A和B的异氰酸酯官能预聚物与组分C在组分D和任选地E的存在下反应，组分总量为100重量％，(A)35至75重量％的至少一种多异氰酸酯组分A，其中10至100重量％的组分A为含聚酰亚胺基团并通过使至少一种多异氰酸酯组分与至少一种每分子具有至少3个COOH基团的多元羧酸或其酸酐缩合而获得的缩合产物，(B)5至50重量％的至少一种多元醇组分B，(C)1至10重量％的水作为组分C，和(D)0.01至3重量％的至少一种路易斯碱组分D，(E)0至5重量％的至少一种泡沫稳定剂组分E，其中所述反应发生时释放二氧化碳。

技术领域

本发明涉及制备含酰亚胺基团的聚合物泡沫的方法、由此可获得的聚合物泡沫、含酰亚胺基团的多异氰酸酯在其制备中的使用及其用途。

背景技术

聚合物泡沫，例如基于二异氰酸酯或多异氰酸酯的聚氨酯和聚氨酯-聚脲泡沫是众所周知的。与硬质聚酰胺相相比，硬质聚氨酯相具有明显更低的熔融温度，这对在高温下使用材料具有决定性影响。

使羧酸与异氰酸酯反应形成混合的氨基甲酸酐，其中部分进一步反应形成酰胺，也是已知的。反应和反应机理例如由R.W.Hoffman描述于Synthesis 2001，第2期，243-246中以及由I.Scott描述于Tetrahedron Letters，卷27，第11期，第1251–1254页，1986年中。

来自二异氰酸酯和二羧酸之间的反应的低聚化合物由K.Onder描述于RubberChemistry and Technology，卷59，第615-622页以及由T.O.Ahn描述于Polymer，卷39，第2期，第459-456页，1998年中。

EP 0 527 613 A2描述了包含酰胺基团的泡沫的制备。它们使用有机多异氰酸酯和多官能有机酸制备。泡沫利用加成反应通过使有机多异氰酸酯与聚氧化烯和有机多元羧酸组分的反应产物反应制备。两个异氰酸酯基团与产生二氧化碳的化合物反应。该化合物是聚氧化烯多胺或多元醇组分与有机多元羧酸组分的反应产物。聚氧化烯多胺或多元醇组分的平均分子量为200至5000g/mol。反应的起始温度为至少150℃，而反应时间为半小时至12小时。

DE 42 02 758 A1描述了一种含氨基甲酸酯和酰胺基团的泡沫，其可通过使用链长为8至200个碳原子的多羟基羧酸获得。这些多羟基羧酸方便地通过使用含羟基的化合物(如水、醇或羟基羧酸)对环氧化不饱和脂肪酸进行开环而制备。泡沫密度范围为33至190kg/m³。

已知的聚氨酯-聚酰胺泡沫是不利的，因为原料要么仅在相当高的温度下反应，要么不完全反应，并且它们的密度不符合标准聚氨酯规范。

WO 2011/147723描述了包含至少一种橡胶和至少一种聚酰亚胺的建筑材料，其中所述聚酰亚胺是至少一种每分子平均具有多于两个异氰酸酯基团的多异氰酸酯和至少一种每分子具有至少三个羧基的多元羧酸或其酸酐的支化缩合产物。该聚酰亚胺用于改善聚氨酯对橡胶的附着。

发明内容

本发明的目的在于提供聚合物泡沫以及它们的制作方法，所述聚合物泡沫即使在高温下在湿气的存在下和/或在高压下也具有尺寸稳定性，因此它们甚至可用于发动机、传动装置或排气环境。所述聚合物泡沫还应在破碎强度、刚度、弹性和压缩应力方面具有有利的性能。本发明的目的还在于提供一种具有脲基的聚合物泡沫，此时二异氰酸酯组分与水的反应产生二氧化碳，理想地消除了对额外发泡剂的任何需要。泡沫中不存在额外的发泡剂也应当在泡沫燃烧时产生优势，例如火焰气体和/或残余物的毒性较低。

我们已经发现，根据本发明，这些目的通过一种制备聚合物泡沫的方法实现，所述方法包括：使组分A至C在组分D和任选地E的存在下反应或者使组分A和B的异氰酸酯官能预聚物与组分C在组分D和任选地E的存在下反应，组分总量为100重量％，