《通过碳迈克尔加成制造的非异氰酸酯硬质聚合物泡沫和发泡方法.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《通过碳迈克尔加成制造的非异氰酸酯硬质聚合物泡沫和发泡方法.pdf(23页珍藏版)》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 104024313 A (43)申请公布日 2014.09.03 CN 104024313 A (21)申请号 201280064473.7 (22)申请日 2012.12.20 61/580,288 2011.12.26 US C08J 9/00(2006.01) (71)申请人 陶氏环球技术有限责任公司 地址 美国密歇根州 (72)发明人 金鑫 SP克雷恩 DA舒特 KK帕坦克 MF索南夏因 (74)专利代理机构 北京市金杜律师事务所 11256 代理人 吴亦华 (54) 发明名称 通过碳 - 迈克尔加成制造的非异氰酸酯硬质 聚合物泡沫和发泡方法 (57) 摘要 。
2、聚合物泡沫由双组分泡沫体系制成。所述 泡沫体系包括 A 方组分, 其包含多官能迈克尔受 体和沸点温度在 -40至 +100范围内的发泡 剂。所述体系还包括 B 方组分, 其包含多官能 碳-迈克尔供体、 表面活性剂和沸点温度在-40 至 +100范围内的发泡剂。每个组分的粘度是 2,500cP 或更低。通过分别对所述组分加压、 然后 分别对它们减压使得它们各自至少部分膨胀来制 造泡沫。所述部分膨胀的材料然后在碳 - 迈克尔 反应催化剂存在下合并, 形成反应混合物, 反应混 合物固化形成聚合物泡沫。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.06.25 (86)PCT国际。
3、申请的申请数据 PCT/US2012/071069 2012.12.20 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/101682 EN 2013.07.04 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 20 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书20页 (10)申请公布号 CN 104024313 A CN 104024313 A 1/2 页 2 1. 制造聚合物泡沫的方法, 所述方法包括以下步骤 : 通过在至少 10温度下将 (1) 每分子具有多个迈克尔受体官能团的多官能迈克尔受 体与 (2) 多官能碳 - 迈克尔供体在 (3) 。
4、表面活性剂、 (4) 碳 - 迈克尔反应催化剂和 (5) 包 含沸点温度在 -40至 +100范围内的发泡剂的发泡剂组合物存在下合并, 从而形成至少 部分膨胀的反应混合物, 分配所述部分膨胀的反应混合物和 固化所述分配的反应混合物以形成聚合物泡沫。 2. 权利要求 1 的方法, 其中所述部分膨胀的反应混合物分配到基材上并在所述基材上 固化形成板料。 3. 权利要求 1 或 2 的方法, 其如下进行 : (a) 形成加压的 A 方组分, 其包含每分子具有多个迈克尔受体官能团的多官能迈克尔 受体、 和溶解在所述A-方组分中的包含沸点温度在-40至+100范围内的发泡剂的发泡 剂组合物 ; 其中所述。
5、 A- 方组分在 25时具有 5,000 厘泊或更低的布氏粘度 ; (b) 单独形成加压的 B- 方组分, 其包含多官能碳 - 迈克尔供体、 表面活性剂、 和溶解在 所述B-方组分中的包含沸点温度在-40至+100范围内的发泡剂的发泡剂组合物 ; 其中 所述 B- 方组分在 25时具有的布氏粘度是 A- 方组分的 0.2 至 5 倍, 但是不大于 2,500 厘 泊 ; (c) 分别对所述加压的 A- 方组分和所述加压的 B- 方组分减压, 使得所述 A- 方组分和 B- 方组分各自由于发泡剂组合物的膨胀而至少部分膨胀 ; (d)在碳-迈克尔反应催化剂存在下将所述至少部分膨胀的A-方组分和所述。
6、至少部分 膨胀的 B- 方组分合并, 形成反应混合物 ; 和 (e) 固化所述反应混合物以形成聚合物泡沫。 4. 权利要求 3 的方法, 其中步骤 (c) 通过将所述 A 方组分单独分配到单独的导管中进 行, 步骤 (d) 通过在混合室中将所述至少部分膨胀的 A 方组分和所述至少部分膨胀的 B 方 组分合并来进行, 并且所生成的反应混合物在步骤 (e) 之前通过喷嘴从所述混合室逐出。 5. 任一前述权利要求的方法, 其中所述多官能迈克尔受体是聚丙烯酸酯并且所述多官 能碳 - 迈克尔供体是至少一种包含一个或多个 - 二酮基或 - 氰基酮基基团的化合物。 6.权利要求5的方法, 其中所述多官能碳-。
7、迈克尔供体包含两个或更多个乙酰乙酸酯、 氰基乙酸酯、 乙酰乙酰胺或丙二酸酯基团。 7. 任一前述权利要求的方法, 其特征还在于所述多官能迈克尔受体是至少一种双官能 丙烯酸酯化合物和至少一种四官能丙烯酸酯化合物的混合物。 8. 权利要求 7 的方法, 其中所述至少一种双官能丙烯酸酯化合物和至少一种四官能丙 烯酸酯化合物的混合物包含 15 至 40 重量的一种或多种双官能迈克尔受体化合物, 并且 其余是三官能或更高官能的迈克尔受体化合物。 9. 任一前述权利要求的方法, 其特征还在于所述多官能迈克尔供体包含两个或更多个 乙酰乙酸酯基团。 10.任一前述权利要求的方法, 其中每当量碳-迈克尔供体官能。
8、团存在0.1至0.5摩尔 碳 - 迈克尔反应催化剂。 11. 任一前述权利要求的方法, 其中所述发泡剂组合物包含沸点温度在 -40至 +10 权 利 要 求 书 CN 104024313 A 2 2/2 页 3 范围内的发泡剂。 12. 权利要求 1-10 任一项的方法, 其中所述发泡剂组合物包含沸点温度在 -40至 +10范围内的发泡剂和沸点温度在 15至 +70范围内的发泡剂。 13. 聚合泡沫, 其根据权利要求 1-12 任一项的方法产生。 14.权利要求13的聚合泡沫, 其特征还在于密度为40千克/立方米或更低以及比抗压 强度为 3.5kNm/kg 或更高。 15. 聚合喷涂泡沫体系,。
9、 其包含 : (a)A 方组分, 其包含每分子具有多个迈克尔受体官能团的多官能迈克尔受体、 和溶解 在所述A-方组分中的包含沸点温度在-40至+100范围内的发泡剂的发泡剂组合物 ; 其 中所述 A- 方组分在 25时具有 2,500 厘泊或更低的布氏粘度 ; (b)单独的B-方组分, 其包含多官能碳-迈克尔供体、 表面活性剂、 和溶解在所述B-方 组分中的包含沸点温度在-40至+100范围内的发泡剂的发泡剂组合物 ; 其中所述B-方 组分在 25时具有的布氏粘度是 A- 方组分的 0.2 至 5 倍, 但是不大于 2,500 厘泊 ; 和 (c) 碳 - 迈克尔反应催化剂。 16. 权利要求。
10、 15 的聚合喷涂泡沫体系, 其中所述发泡剂组合物包含沸点温度在 -40 至 +10范围内的发泡剂。 17. 权利要求 15 的聚合喷涂泡沫体系, 其中所述发泡剂组合物包含沸点温度在 -40 至 +10范围内的发泡剂和沸点温度在 15至 +70范围内的发泡剂。 18. 聚合泡沫, 其是权利要求 15-17 任一项的聚合喷涂泡沫体系的反应产物。 19.权利要求18的聚合泡沫, 其特征还在于密度为40千克/立方米或更低以及比抗压 强度为 3.5kNm/kg 或更高。 权 利 要 求 书 CN 104024313 A 3 1/20 页 4 通过碳 - 迈克尔加成制造的非异氰酸酯硬质聚合物泡沫和 发泡。
11、方法 0001 本发明涉及以碳-迈克尔加成(carbon-Michael-addition)反应制造的低密度聚 合泡沫。 0002 聚氨酯泡沫的用途非常广泛。这些泡沫通过混合液体或低熔点前体材料、 它们同 时反应并膨胀形成聚合泡沫而产生。 所述前体材料包括端异氰酸酯化合物和至少一种异氰 酸酯反应性材料。所述异氰酸酯反应性材料通常包括醇、 伯氨基和 / 或仲氨基。 0003 聚氨酯泡沫的优点包括它们的低成本、 通用性和在很多情况下能够在需要所述泡 沫的时间和地点生产所述泡沫。 特别地, 聚氨酯泡沫属于少有的可以用于喷涂法的类型。 喷 涂法日益成为房屋和建筑业中生产聚合物泡沫的流行手段。 喷涂法可。
12、用于, 例如, 将绝缘和 /或密封聚合物泡沫施加到建筑结构中的空穴和开口、 裂缝和缝隙中。 当任何具体的位置需 要的聚合物泡沫量少时、 当聚合物泡沫是不规则成形并进入难以到达的空间时、 或当制造 过程不允许以前做好的泡沫经济或容易地安装时, 这些方法尤为有用。喷涂发泡法也可用 于将聚合物泡沫快速施加于大表面, 例如墙壁、 地板、 屋顶和天花板。喷涂法还用于生产产 品例如板料 (boardstock) 和层合制品的连续方法中。在这些连续方法中, 所述泡沫喷涂经 常被施加于基材, 所述基材在有些情况下可以是多孔的。 当基材是多孔的时, 喷涂法特别有 用, 因为所述材料如果以液体泡沫施加的话, 有渗。
13、过所述基材的趋势。 0004 所述喷涂发泡法包括将加压流体泡沫制剂通过喷嘴分配到需要泡沫的基材上。 所 述泡沫制剂在它已经施加之后, 然后膨胀并固化成硬质或半硬质泡沫。当所述泡沫制剂膨 胀时, 它在施加它的空间内体积增大。 0005 聚氨酯喷涂泡沫的问题在于它们包含异氰酸酯。 对于人类和动物暴露于异氰酸酯 化合物, 会存在顾虑。 因此, 期望开发一种包含很少或不含异氰酸酯的化合物的聚合喷涂泡 沫体系。 0006 美国专利No.7,919,540公开了硬质低密度泡沫, 其形成依靠碳-迈克尔化学而不 是聚氨酯化学。 US7,919,540的发明是泡沫, 其包含一种或多种多官能丙烯酸酯化合物(迈 克。
14、尔受体 ) 与选自乙酰 - 或氰基 - 乙酸酯化合物或乙酰乙酰胺的一种或多种多官能迈克尔 供体在碱和发泡剂存在下的反应产物。 US7,919,540中描述的泡沫制造法是就地浇注法, 其 中形成包含聚丙烯酸酯化合物、 氰基-或乙酰-乙酸酯化合物和发泡剂的液体混合物, 然后 与催化剂混合并注入空穴中以产生聚合泡沫。US7,919,540 中描述的液体混合物不容易适 应喷涂法, 并且不产生很低密度 ( 小于 40kg/m3) 的聚合物泡沫。 0007 通过开发一种聚合喷涂泡沫体系来发展喷涂泡沫技术, 所述聚合喷涂泡沫体系不 需要含异氰酸酯的化合物但是仍然适合于喷涂应用, 特别是适合于生产低密度喷涂聚。
15、合物 泡沫, 并且甚至更特别适合于生产还具有至少 3.5kNm/kg 的比抗压强度和 / 或主要具有 小的孔尺寸的闭孔的泡沫。 0008 在一个方面, 本发明是制造聚合物泡沫的方法, 所述方法包括以下步骤 : 0009 通过在至少 10温度下将 (1) 每分子具有多个迈克尔受体官能团的多官能迈克 尔受体与 (2) 多官能碳 - 迈克尔供体在 (3) 表面活性剂、 (4) 碳 - 迈克尔反应催化剂和 (5) 说 明 书 CN 104024313 A 4 2/20 页 5 包含沸点温度在 -40至 +100范围内的发泡剂的发泡剂组合物存在下合并, 形成至少部 分膨胀的反应混合物, 0010 分配所。
16、述部分膨胀的反应混合物和 0011 固化所述分配的反应混合物以形成聚合物泡沫。 0012 在某些优选实施方式中, 所述方法包括以下步骤 : 0013 (a) 形成加压的 A 方组分, 其包含每分子具有多个迈克尔受体官能团的多官能迈 克尔受体、 和溶解在所述A-方组分中的包含沸点温度在-40至+100范围内的发泡剂的 发泡剂组合物 ; 其中所述A-方组分在25时具有2,500厘泊或更低的布氏(Brookfi eld)粘 度 ; 0014 (b) 单独形成加压的 B- 方组分, 其包含多官能碳 - 迈克尔供体、 表面活性剂、 和溶 解在所述B-方组分中的包含沸点温度在-40至+100范围内的发泡剂。
17、的发泡剂组合物 ; 其中所述B-方组分在25时具有的布氏粘度是A-方组分的0.2至5倍, 但是不大于2,500 厘泊 ; 0015 (c) 分别对所述加压的 A- 方组分和所述加压的 B- 方组分减压, 使得所述 A- 方组 分和 B- 方组分各自由于发泡剂的膨胀而至少部分膨胀 ; 0016 (d)在碳-迈克尔反应催化剂存在下将所述至少部分膨胀的A-方组分和所述至少 部分膨胀的 B- 方组分合并, 形成反应混合物 ; 和 0017 (e) 固化所述反应混合物以形成聚合物泡沫。 0018 在另一个方面, 本发明是聚合喷涂泡沫体系, 其包含 : 0019 (a)A 方组分, 其包含每分子具有多个迈。
18、克尔受体官能团的多官能迈克尔受体、 和 溶解在所述 A- 方组分中的包含沸点温度在 -40至 +100范围内的发泡剂的发泡剂组合 物 ; 其中所述 A- 方组分在 25时具有 2,500 厘泊或更低的布氏粘度 ; 0020 (b) 单独的 B- 方组分, 其包含多官能碳 - 迈克尔供体、 表面活性剂、 和溶解在所述 B- 方组分中的包含沸点温度在 -40至 +100范围内的发泡剂的发泡剂组合物 ; 其中所述 B- 方组分在 25时具有的布氏粘度是 A- 方组分的 0.2 至 5 倍, 但是不大于 2,500 厘泊 ; 和 0021 (c) 碳 - 迈克尔反应催化剂。 0022 本发明提供了非异。
19、氰酸酯发泡法和适合在喷涂发泡法中使用的体系。 所述体系可 容易地通过喷涂或其它方法分配, 并且当如此分配时, 可以容易地产生具有 40kg/m3或更低 密度的泡沫。所述泡沫经常具有 3.5kNm/kg 或更高, 经常大于 5.0kNm/kg 的比抗压强 度, 同时主要具有闭孔, 通常尺寸 600m 或更小, 并且在某种实施方式中尺寸为 400m 或 更小, 或甚至 200m 或更小。 0023 就本发明而言,“多官能迈克尔受体” 是每分子具有多个迈克尔受体官能团的化合 物。 “迈克尔受体官能团” , 是指在羰基的 位具有脂族碳 - 碳双或三键 ( “烯酮” 基团 ) 的 活化烯烃, 或, 较不。
20、优选的在硝基的 位。所述多官能迈克尔受体具有至少两个、 优选 2 至 10 个、 更优选 2 至 6 个并且还更优选 2 至 4 个迈克尔受体官能团。优选的含烯酮的迈克尔 受体包括含有两个或更多个 ( 甲基 ) 丙烯酸酯残基的化合物。这些优选的多官能迈克尔受 体包括具有两个或更多个 ( 甲基 ) 丙烯酸酯或 ( 甲基 ) 丙烯酰胺 (meth)acrylate amide) 基团的化合物。 0024 所述多官能迈克尔受体可以具有每迈克尔受体官能团从 85 至 3,000 或更高的平 说 明 书 CN 104024313 A 5 3/20 页 6 均当量。在一些实施方式中, 该平均当量可以从 1。
21、00 至 1,000。当生产硬质泡沫时, 每迈克 尔受体官能团的平均当量可以从 100 至 500 或更优选从 100 至 300。 0025 合适的多官能迈克尔受体化合物的例子包括, 例如, 1,4- 丁二醇二丙烯酸酯, 1,6- 己二醇二丙烯酸酯, 新戊二醇二丙烯酸酯, 二乙二醇二丙烯酸酯, 三乙二醇二丙烯酸 酯, 四乙二醇二丙烯酸酯, 聚乙二醇二丙烯酸酯, 二丙二醇二丙烯酸酯, 三丙二醇二丙烯酸 酯, 环己烷二甲醇二丙烯酸酯, 烷氧基化己二醇二丙烯酸酯, 丙氧基化新戊二醇二丙烯酸 酯, 三羟甲基丙烷三丙烯酸酯, 乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯, 丙氧基化三羟甲基丙 烷, 丙烯酸化聚酯低聚。
22、物, 双酚A二丙烯酸酯, 丙烯酸化双酚A二缩水甘油醚, 乙氧基化双酚 A二丙烯酸酯, 三(2-羟乙基)异氰脲酸酯三丙烯酸酯, 丙烯酸化氨酯低聚物, 等等。 具有两 个或更多个丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯或酰胺基团的聚合物也是合适的。 0026 在一些实施方式中, 存在多官能迈克尔受体化合物的混合物。这样的混合物可以 包括, 例如, 最多 50 重量的一种或多种双官能迈克尔受体化合物, 和至少 50 重量的一 种或多种更高官能的迈克尔受体化合物。这种迈克尔受体化合物的混合物可以包含 10 至 50 重量、 优选 15 至 40 重量、 更优选 15 至 35 重量并还更优选 18 至 35 重量的双官。
23、 能迈克尔受体化合物, 其余是三官能或更高官能的迈克尔受体化合物。特别优选的混合物 是双官能迈克尔受体化合物与一种或多种四官能和 / 或六官能迈克尔受体化合物的混合 物, 其中所述双官能物质占所述混合物的 18 至 35 重量。 0027 就本发明而言,“多官能碳 - 迈克尔供体” 是包含一个或多个碳 - 迈克尔供体官 能团并可与两个或更多个碳 - 迈克尔受体官能团反应以形成碳 - 碳键连接至每个碳 - 迈 克尔受体官能团的物质。就本发明而言, 迈克尔供体官能团是在碳 - 迈克尔反应催化剂存 在下形成碳负离子的基团, 所述碳负离子与迈克尔受体基团的碳 - 碳双或三键反应以形成 碳 - 碳键连接。
24、至所述迈克尔受体基团。合适的迈克尔供体官能团包括两个或更多个 - 二 酮基和 - 氰基酮基部分, 即分别由以下结构表示的部分 : 0028 0029 具有 - 二酮基部分的合适的碳迈克尔供体包括含有一个或多个乙酰乙酸酯、 乙 酰乙酰胺和 / 或丙二酸单或二酯基团的化合物。具有 - 氰基酮基部分的合适的碳迈克尔 供体包括含有一个或多个氰基乙酸酯和 / 或氰基乙酰胺基团的化合物。 0030 一些碳 - 迈克尔供体官能团可与碳 - 迈克尔受体官能团双官能地反应。这样的官 能团的例子包括 - 二酮基和 - 氰基酮基部分, 例如具有以上结构的那些, 其中 R 是氢。 在这样的情况下, 仅需要在所述多官能。
25、碳-迈克尔供体上存在一个碳-迈克尔供体官能团。 如果碳 - 迈克尔供体官能团只能与单个碳 - 迈克尔受体官能团反应 ( 如在下面的结构中 R 不是氢的情况), 则所述碳-迈克尔供体需要每分子具有至少两个碳迈克尔供体官能团。 在 任一种情况下, 所述多官能碳迈克尔供体可以每分子具有2至10、 优选2至6并更优选2至 4 个碳迈克尔供体官能团。 说 明 书 CN 104024313 A 6 4/20 页 7 0031 有用的多官能碳 - 迈克尔供体的例子包括多元醇的乙酰乙酸酯、 氰基乙酸酯和丙 二酸酯, 所述多元醇例如乙二醇、 1,2- 或 1,3- 丙二醇、 1,4- 丁二醇、 1,2- 丁二醇。
26、、 1,6- 己 二醇、 新戊二醇、 2- 甲基 -1,3- 丙二醇、 二乙二醇、 三乙二醇、 二丙二醇、 三丙二醇、 聚 ( 丙二 醇 )、 聚 ( 乙二醇 )、 环己烷二甲醇、 三羟甲基丙烷、 三羟乙基丙烷、 季戊四醇、 丙三醇、 甘油、 二季戊四醇、 二 - 三羟甲基丙烷、 葡萄糖、 异山梨醇、 丁基乙基丙二醇等等。乙酰乙酸酯 - 官 能或氰基乙酸酯 - 官能的聚醚、 聚酯或聚酯酰胺也是有用的。 0032 所述多官能迈克尔供体可以具有每迈克尔供体官能团 85 至 3,000 或更高的平均 当量。在一些实施方式中, 该平均当量可以从 100 至 1,000。当生产硬质泡沫时, 每迈克尔 供。
27、体官能团的平均当量可以从 100 至 500 或更优选从 100 至 300。 0033 有用的多官能碳 - 迈克尔供体的其它例子包括具有两个或更多个胺氢原子的胺 化合物的乙酰乙酰胺和氰基乙酰胺, 所述胺化合物例如乙二胺、 三亚乙基二胺、 四亚乙基三 胺、 哌嗪、 异氟尔酮二胺、 己二胺、 1,4- 丁二胺、 二乙基甲苯二胺、 苯二胺、 各种聚合多胺等 等。乙酰乙酰胺官能和氰基乙酰胺官能的聚醚、 聚酯或聚酯酰胺也是有用的。 0034 优选选择迈克尔受体和碳 - 迈克尔供体化合物的量, 以提供至少一摩尔迈克尔受 体官能团 / 摩尔碳 - 迈克尔供体官能团。该比率优选不大于 3 摩尔迈克尔受体官能。
28、团 / 摩 尔多官能碳 - 迈克尔供体官能团, 特别是在所述碳 - 迈克尔供体与所述碳 - 迈克尔受体双 官能反应的情况下。优选的比率是从 1.2 至 2.5:1, 甚至更优选的比率是从 1.4 至 2.1:1。 0035 表面活性剂是稳定在所述发泡剂组合物膨胀时形成的气泡的材料, 并且有助于在 直至聚合物已经固化时防止气泡坍塌。理想的表面活性剂包括聚环氧烷和硅氧烷基界面 活性剂。聚环氧烷包括环氧乙烷和环氧丙烷或环氧乙烷和环氧丁烷的无规或嵌段共聚物。 一种理想的表面活性剂是聚环氧乙烷 - 共 - 环氧丁烷三嵌段有机表面活性剂, 当量为大约 3400, 标称粘度大约 3300 厘泊, 以商品名 。
29、VORASURFTM504(The Dow Chemical Company) 销售。 有用的有机硅氧烷表面活性剂的例子包括聚硅氧烷 / 聚醚共聚物, 例如 TegostabTM(Evonik Industries)、 B-8462 和 B8469, DABCOTMDC-198 表面活性剂 (Air Products and Chemicals)、 和 NiaxTML-5614 表面活性剂 (Momentive Performance Products)。 0036 表面活性剂的浓度可以为所述体系总重量的零直至 5的范围。表面活性剂可以 预先掺合到包含所述多官能迈克尔受体化合物的 A 方组分、。
30、 包含所述多官能碳 - 迈克尔供 体化合物的 B 方组分的任一方, 或二者中。理想地, 所述表面活性剂的浓度是总体系的至少 0.1 重量, 优选至少 0.5wt或更多, 还更优选 1.25wt或更多, 最多 5.0wt, 更优选最 多 2.5wt。 0037 所述发泡剂组合物包含至少一种沸点温度 ( 在一个大气压下 ) 在 -40至 +100 范围内的发泡剂。 0038 在某些实施方式中, 所述发泡剂组合物包含至少一种沸点温度在 -40至 +10 范围内的发泡剂。 优选沸点温度在该范围内的烃、 烷基醚、 氟烃、 氢氟烯烃和氢氟烃。 这样的 发泡剂的例子包括丙烷, 异丁烯, 正丁烷, 二甲醚, 。
31、R-32, R-125, R-152a, R-227ea, R-236fa, R-142b, R-134a, 全氟丁烷, 全氟丙烷, 出自DuPont的R-1234yf, R-1234ze(Honeywell)或混 合物, 例如 SuvaTM407C(DuPont), R-32、 R-125 和 R-134a 的混合物, 其中 R-134a 是优选的类 型。 0039 在其它实施方式中, 所述发泡剂组合物包括 ( 代替刚才描述的发泡剂, 或除其之 说 明 书 CN 104024313 A 7 5/20 页 8 外 ) 沸点温度 (1 大气压下 ) 大于 10并最高 100, 优选最高 70, 。
32、尤其是从 15至 70 的发泡剂。当结合沸点较低的发泡剂使用时, 存在这种较高沸点的发泡剂经常允许泡沫在 由所述第一种较低沸点的发泡剂引起的初始膨胀之后继续膨胀。 所述高沸点发泡剂通常需 要升高的温度来挥发和膨胀。所述升高的温度可以通过加热来提供, 但经常是由于所述多 官能迈克尔受体与所述迈克尔供体的放热反应产生的热所致。如前所述, 优选沸点温度在 该范围内的烃、 烷基醚、 氟烃、 氢氟烯烃和氢氟烃。这样的第二发泡剂的例子包括, 例如, 正 戊烷, 1,1,2,2,3- 五氟丙烷, 1,1,1,3,3- 五氟丙烷 (R-245fa), 1,1,1,3,3- 五氟丁烷, 全氟 戊烷, 出自Hon。
33、eywell的R-1233zdTM, 出自DuPont的R-1336mzz, 它们的掺合物, 低和高沸点 材料的掺合物例如出自 Solvay 的 SolkaneTM365/227, 等等, 其中 R-245fa 是与 R-134a 组合 的优选类型。 0040 所述发泡剂组合物通常将占所述体系总重量的 5 至 35 重量。优选的量是从 8 至 30, 还更优选的量是从 12 至 25。沸点温度从 -40至 +10、 优选 -40至 0的发 泡剂优选本身占所述体系的至少 5 重量。所述较高沸点的发泡剂 ( 如果存在的话 ) 优选 占体系总重量的 1 至 15、 更优选 3 至 8。在本发明的某些。
34、实施方式中, 所述发泡剂组合物 预先掺合在包含所述多官能迈克尔受体化合物的 A 方组分中。在其它实施方式中, 所述发 泡剂组合物预先掺合在包含所述多官能碳 - 迈克尔供体化合物的 B- 方组分中。在别的其 它实施方式中, 所述发泡剂组合物的一部分预先掺合在包含所述多官能迈克尔受体化合物 的 A 方组分中, 而所述发泡剂组合物的另一部分预先掺合在包含所述多官能碳 - 迈克尔供 体化合物的 B 方组分中。预先掺合在所述 A 方组分中的任何发泡剂组合物应该在其中是可 溶的。预先掺合在所述 B 方组分中的任何发泡剂组合物应该在其中是可溶的。 0041 合适的碳 - 迈克尔反应催化剂包括碱性化合物, 例。
35、如描述于例如美国公布的专 利申请 No.2005-0081994 中的。有用的反应催化剂包括叔胺化合物, 脒化合物, 季铵氢氧 化物, 碱金属氢氧化物, 碱金属醇盐, 碱金属乙酰丙酮化物, 季铵乙酰丙酮化物等等。叔 胺和脒化合物经常是优选的。一些合适的脒化合物包括, 例如, 胍和环状脒化合物, 例如 N,N,N,N- 四甲基胍 (TMG)、 1,8- 二氮杂双环 5.4.0 十一 -7- 烯 (DBU) 和 1,5- 二氮杂 双环 4.3.0 壬 -5- 烯 (DBE)。合适的铵化合物包括, 例如, 季铵氢氧化物例如四甲基氢 氧化铵、 四乙基氢氧化铵、 四丁基氢氧化胺、 和四辛基氢氧化铵。一些。
36、合适的胺化合物是, 例如, 三甲胺, 三乙胺, N- 甲基吗啉, N- 乙基吗啉, N,N- 二甲基苄胺, N,N- 二甲基乙醇胺, N,N,N,N-四甲基-1,4-丁二胺, N,N-二甲基哌嗪, 1,4-二氮杂双环-2,2,2-辛烷, 双(二 甲基氨乙基 ) 醚, 双 (2- 二甲基氨乙基 ) 醚, 吗啉, 4,4-( 氧二 -2,1- 乙二基 ) 双, 三亚乙 基二胺, 五甲基二亚乙基三胺, 二甲基环己胺, N- 鲸蜡基 N,N- 二甲胺, N- 椰油基 - 吗啉, N,N- 二甲基氨甲基 N- 甲基乙醇胺, N,N,N- 三甲基 -N- 羟乙基双 ( 氨乙基 ) 醚, N,N- 双 (3。
37、- 二甲基氨丙基 )N- 异丙醇胺, (N,N- 二甲基 ) 氨基 - 乙氧基乙醇, N,N,N,N - 四甲基己 二胺, N,N- 二吗啉基二乙醚, N- 甲基咪唑, 二甲基氨丙基二丙醇胺, 双 ( 二甲基氨丙基 ) 氨 基 -2- 丙醇, 四甲氨基双 ( 丙胺 ), ( 二甲基 ( 氨基乙氧基乙基 )( 二甲胺 ) 乙基 ) 醚, 三 ( 二甲氨基丙基 ) 胺, 二环己基甲胺, 双 (N,N- 二甲基 -3- 氨丙基 ) 胺, 1,2- 亚乙基哌啶和 甲基 - 羟乙基哌嗪。 0042 在固化步骤期间, 存在催化量的碳-迈克尔反应催化剂。 合适的量是0.01至1、 优 选从 0.1 至 0.。
38、5 并优选 0.1 至 0.25 摩尔的碳 - 迈克尔反应催化剂 / 当量碳 - 迈克尔供体 说 明 书 CN 104024313 A 8 6/20 页 9 官能团, 但是任何特定情况中的最佳量可以取决于具体的催化剂。某些胺和脒催化剂如果 在 B 方中的存在量大于约 0.25 摩尔催化剂 / 当量多官能碳 - 迈克尔供体的话, 可能倾向于 显著提高 B 方组分的粘度。 0043 所述反应混合物可以包含任选的成分, 例如一种或多种增塑剂、 一种或多种填充 剂、 一种或多种着色剂、 一种或多种防腐剂、 一种或多种掩味剂、 一种或多种阻燃剂、 一种或 多种杀生物剂、 一种或多种抗氧化剂、 一种或多种。
39、紫外稳定剂、 一种或多种抗静电剂、 一种 或多种泡孔成核剂等等。 0044 有用的阻燃剂包括溴化类型、 含磷类型、 及其组合。有用的溴化阻燃剂包括四溴 邻苯二甲酸二酯 / 醚二醇 ( 例如由 Albemarle Corporation 作为 SaytexTMRB79 销售或由 Chemtura Corporation 作为 PHT-4- 二醇销售的 ), 四溴双酚 A, 溴化聚苯乙烯, 溴化苯乙 烯 - 丁二烯聚合物, 溴化环氧树脂, 溴化烷烃例如 1- 溴丙烷, 溴化聚合物例如由 Chemtura 作为 Emerald3000 销售的, 或溴化丙烯酸单体或其聚合物。 0045 有用的含磷阻燃。
40、剂包括各种次膦酸、 磷酸和膦酸酯或盐化合物, 例如二乙基次膦 酸铝、 三 (2- 氯丙基 ) 磷酸酯、 磷酸三乙酯、 聚 ( 间亚苯基膦酸甲酯 )、 低聚乙基亚乙基磷酸 酯、 间苯二酚双 ( 磷酸二苯酯 ) 和双酚 A 双 ( 磷酸二苯酯 )。 0046 已经发现, 当存在阻燃剂时, 所述泡沫在燃烧试验中的性能与玻璃化转变温度相 关。 玻璃化转变温度低于约80的具有阻燃剂的泡沫倾向于在那些燃烧试验中比当所述泡 沫具有80或更高的玻璃化转变温度时表现得更差。 因此, 在优选实施方式中, 本发明的泡 沫包含至少一种含磷和/或溴的阻燃剂并具有至少80的玻璃化转变温度。 所述阻燃剂可 以为所述泡沫提供。
41、至少 0.5 重量、 优选 0.75 至 5 重量的磷和 / 或 1 至 10 重量、 优选 2 至 7 重量的溴。 0047 所述反应混合物应该包含不超过 0.25 重量的异氰酸酯化合物, 并优选不包含 它。 0048 在具体的方面, 本发明是聚合喷涂泡沫体系, 其包含 : 0049 (a)A 方组分, 其包含每分子具有多个迈克尔受体官能团的多官能迈克尔受体、 和 溶解在所述 A- 方组分中的包含沸点温度在 -40至 +10范围内的发泡剂的发泡剂组合 物 ; 其中所述 A- 方组分在 25时具有 2,500 厘泊或更低的布氏粘度 ; 0050 (b) 单独的 B- 方组分, 其包含多官能碳 。
42、- 迈克尔供体、 表面活性剂、 和溶解在所述 B- 方组分中的包含沸点温度在 -40至 +10范围内的发泡剂的发泡剂组合物 ; 其中所述 B- 方组分在 25时具有的布氏粘度是 A- 方组分的 0.2 至 5 倍, 但是不大于 2,500 厘泊 ; 和 0051 (c) 碳 - 迈克尔反应催化剂。 0052 在具体的实施方式中, 所述喷涂泡沫体系的特征在于具有以下特点, 其可以单独 或以两种或更多种的任何组合存在 : 0053 A. 所述 A 方和 B 方组分各自被加压, 尤其是其中所述 A 方和 B 方组分各自用溶解 度小于所述相应组分的 3,000 重量百万分率的气体推进剂加压。 0054。
43、 B. 所述多官能迈克尔受体是聚丙烯酸酯并且所述多官能碳 - 迈克尔供体是至少 一种包含一个或多个 - 二酮基或 - 氰基酮基基团的化合物。 0055 C. 所述多官能碳 - 迈克尔供体包含两个或更多个乙酰乙酸酯、 氰基乙酸酯、 乙酰 乙酰胺或丙二酸酯基团。 说 明 书 CN 104024313 A 9 7/20 页 10 0056 D. 所述多官能迈克尔受体是至少一种双官能丙烯酸酯化合物和至少一种四官能 丙烯酸酯化合物的混合物。 0057 E. 所述多官能迈克尔供体包含两个或更多个乙酰乙酸酯基团。 0058 F.A方组分和B方组分之一或二者中的发泡剂还包含至少一种沸点温度超过10摄 氏度并低。
44、于 70 摄氏度的发泡剂。 0059 G.B 方组分中的表面活性剂是硅氧烷表面活性剂。 0060 H.A 方组分包含表面活性剂。 0061 I.A 方组分具有 1000cP 或更低的布氏粘度。 0062 J. 在 A 方组分、 B 方组分或 A 方和 B 方组分二者中存在至少一种含磷化合物、 至少 一种含溴化合物、 或二者。 0063 K. 所述碳 - 迈克尔反应催化剂包含在 A 方组分、 B- 方组分、 或 A 方和 B 方组分二 者中。 0064 L. 所述碳 - 迈克尔反应催化剂是叔胺化合物。 0065 根据本发明的一个方面, 通过以下步骤来制造聚合物泡沫 : 在至少 10温度下, 将 。
45、(1) 每分子具有多个迈克尔受体官能团的多官能迈克尔受体与 (2) 多官能碳 - 迈克尔供 体在 (3) 表面活性剂、 (4) 碳 - 迈克尔反应催化剂和 (5) 含有沸点温度在 -40至 +10范 围内的发泡剂的发泡剂组合物存在下合并, 形成至少部分膨胀的反应混合物, 分配所述部 分膨胀的反应混合物并固化所述分配的反应混合物以形成聚合物泡沫。 0066 所述部分膨胀的反应混合物可以用多种方式制备。在一种实施方式中, 所述多官 能迈克尔受体和所述多官能碳 - 迈克尔供体在所述表面活性剂、 催化剂和发泡剂组合物存 在下合在一起, 然后部分膨胀、 分配并随后固化。 在这种实施方式中, 所述表面活性。
46、剂、 催化 剂和 / 或发泡剂组合物可以与所述多官能迈克尔受体 ( 为了形成配制的 A 方组分 ) 或所述 多官能碳 - 迈克尔供体 ( 为了形成配制的 B 方组分 ) 任一种预先掺合, 或掺入它们的每一 种中, 然后将所述迈克尔受体和碳 - 迈克尔供体合在一起。所述多官能迈克尔受体和多官 能碳 - 迈克尔供体在它们合在一起之前, 可以各自是至少部分膨胀的。或者, 可以不发生所 述膨胀, 直到所述迈克尔受体和碳 - 迈克尔供体合并之后。 0067 所述部分或完全膨胀通过调节温度和压力条件、 使得至少一些所述发泡剂组分形 成气体来方便地实现。优选地, 膨胀步骤期间的温度是至少 10并可以高达 1。
47、00。优选 的温度是 20 至 50, 更优选的温度是 20 至 40。所述发泡剂组分, 不管作为单独的流添 加还是配制到 A 方和 / 或 B 方组分中, 通常加压以保持它为液体, 直到例如需要 ( 反应混合 物或 A 或 B 方组分, 视情况而定 ) 膨胀时为止, 此时对所述发泡剂组分减压, 以允许它的一 部分或全部挥发并进行膨胀。 0068 所述膨胀形成其中夹带气泡的起泡的反应混合物。 形成的起泡反应混合物的密度 通常小于 700kg/m3, 优选小于 500kg/m3, 并更通常小于 250kg/m3。所述泡沫密度可以低至 100kg/m3, 低至 50kg/m3, 低至 25kg/m。
48、3, 或甚至更低。 0069 所述方法可以通过以下连续地进行 : 将所述多官能迈克尔受体和多官能碳 - 迈克 尔供体在所述其它成分存在下(所述其它成分可以预先掺合到所述迈克尔受体和碳-迈克 尔供体之一或二者中 ) 在超过 10的温度下连续地合并在一起, 并在基材上连续分配所生 成的至少部分膨胀的反应混合物。 在这样的情况下, 所述基材可以是, 例如, 聚合物膜、 牛皮 说 明 书 CN 104024313 A 10 8/20 页 11 纸、 金属化聚合膜、 金属膜、 胶合板或其它木制品、 纸板、 纤维毡 ( 包括, 例如, 连续粗纱、 织 造纤维、 或非织造纤维的毡)等等。 这样的连续方法可用。
49、于制造可具有例如12至150mm、 特 别是 25 至 150mm 厚度的板料产品。 0070 所述合并步骤可以利用任何合适的混合设备进行, 包括静态混合设备、 碰撞混合 设备、 或其它合适的混合设备。 0071 所述固化步骤是放热的并通常在室温或稍高的温度 ( 最高 50 ) 下进行。因此, 通常不一定向反应混合物加热来实现所述固化。然而, 如果想要更快固化的话, 可以加热。 可以使用高达 100或更高的固化温度。固化到消粘状态通常在几分钟左右发生。 0072 优选的发泡法包括以下步骤 : 0073 (a) 形成加压的 A 方组分, 其包含每分子具有多个迈克尔受体官能团的多官能迈 克尔受体、 和溶解在所。