[发明专利]环境友好驱动的聚氨酯喷涂泡沫体系

说明书

本发明涉及一种制备聚氨酯泡沫材料的方法，其中使混合成异氰酸酯组分(A)的(a)聚合MDI和卤代烃化合物(d1)与多元醇组分(b)反应形成聚氨酯泡沫材料，其中聚合MDI具有含量小于40重量％的二官能MDI，其中卤代烃化合物(d1)由2‑5个碳原子、至少一个氢原子和至少一个氟和/或氯原子构成，且化合物(d1)包含至少一个碳碳双键。本发明还涉及可通过所述方法获得的聚氨酯泡沫材料，以及异氰酸酯组分(A)用于制备聚氨酯泡沫材料的用途。

技术领域

本发明涉及聚氨酯喷涂泡沫体系的结构、其制备的工业方法以及用于制备基于所述喷涂泡沫体系的硬质聚氨酯泡沫或硬质聚异氰脲酸酯泡沫的方法。

技术背景

专利文献和其他文献中的许多出版物描述了已知的聚氨酯泡沫、特别是硬质聚氨酯泡沫的制备，所述制备在聚氨酯催化剂、增链剂和/或交联剂、发泡剂和其他助剂和添加物质的存在下通过多异氰酸酯与具有至少两个反应性氢原子的相对高分子量化合物、特别是与来自环氧烷聚合的聚醚多元醇或与来自醇与二羧酸的缩聚的聚酯多元醇的反应进行。

聚氨酯喷涂泡沫是通过喷涂直接原位施用的聚氨酯泡沫。这还允许例如应用于垂直区域，以及“顶部(overhead)”应用。聚氨酯喷涂泡沫的主要应用见于建筑工业，例如屋顶绝缘。

对聚氨酯喷涂泡沫的重要要求是低热导率、良好的耐火性能、良好的流动性、泡沫在各种各样基材上的足够的附着力和良好的机械性能。聚氨酯泡沫通常通过所谓的两组分方法制备，其中将含异氰酸酯的异氰酸酯组分和含有对异氰酸酯具有反应性的组分的多元醇组分混合。此处通常将其他起始材料例如发泡剂和催化剂添加至所述组分之一中。

众所周知，聚氨酯泡沫工业使用化学发泡剂和/或物理发泡剂以使聚合物在形成时发泡。化学发泡剂是与异氰酸酯官能起反应形成气体的发泡剂，而物理发泡剂的沸点低，因此通过反应热转化为气态。通常将此处的化学发泡剂以及物理发泡剂添加到多元醇组分中。

迄今为止主要使用的物理发泡剂包括氯氟烃。然而，由于它们在破坏臭氧层中的作用，目前在世界许多地方已被禁止使用。现今主要使用的物理发泡剂包括氟化烃、HFC和低沸点烃如戊烷。相应组分的贮存期限在此处是一个标准。

烃、主要是戊烷是非极性的，因此这些发泡剂在聚氨酯体系中的溶解度是有限的。因此，在许多聚氨酯体系中，多元醇组分易于混合，因此有利的是将发泡剂的添加延迟直至发泡过程之前不久，以允许载有发泡剂的组分具有短的贮存期限。

使用烷烃作为发泡剂的另一个问题是它们的可燃性。这种可燃性使含烷烃的多元醇组分即使在烷烃含量较低的情况下也高度可燃；这对加工条件提出了特殊要求。此外，在发泡过程中，戊烷可在某种程度上逸出。由此产生的爆炸危险要求安全设备的高资本支出。

的所述安全设备的资本支出过多而无法允许使用烃作为物理发泡剂时，或没有合适的设备可用时，使用氟化烃(HFC)。HFC相对于烃类具有另一个优势：它们可以为泡沫提供更大的绝缘效果。然而，HFC由于它们对全球变暖的贡献(即它们高的“全球变暖潜力”)的环境原因而受到批评，因此在2022年底之前还将在欧盟逐步淘汰。

因此，优选的物理发泡剂具有低的全球变暖潜能。这是被称为HFO的卤化烯烃的优势。含HFO的多元醇组分、特别是含特定HFO例如HFO-1234ze和/或HCFO-1233zd的那些多元醇组分的一个缺点是多元醇组分的贮存寿命：即使短暂贮存含HFO的多元醇组分也可导致反应曲线发生显著变化，并且导致泡沫质量下降到泡沫崩塌为止。此处的短贮存期限是由多元醇组分中发泡剂的分解引起的。这在WO 2009048807中通过示例进行了描述。HFO发泡剂的降解反应可以通过使用特定的催化剂(例如咪唑衍生物)来延缓，但是这限制了制剂的自由度，并且催化的优化变得非常困难，即使并非不可能。而且，降解反应被延缓，但是不能完全防止。这在欧洲专利申请EP 17153938.0中进行了描述。

发明内容