可任选的多孔性聚氨基甲酸酯和/或 聚氨酯-脲的制备方法 人们已知,对于膨胀泡沫塑料,为利用与聚异氰酸酯反应中形成的CO2而要在少量水存在下制备聚氨基甲酸酯泡沫体。
因为特别是和常规形成泡沫塑料的活化作用相关的很少量的水将导致放出大量的CO2,所以仅能使用化学计量很小量的水。添加大量的水通常产生不稳定、不均匀或通常不实用即不满意的加工产品。
在DE-OS 4,414,331和4,438,409中描述了可选择的多孔性聚氨基甲酸酯和/或聚脲。这些参考文献描述在水溶液中成膜铝-磷酸盐-链烷醇胺配合物和聚异氰酸酯、碱性多元醇以及辅助材料和其它添加剂反应以形成在技术上有意义的耐火聚氨基甲酸酯/聚脲泡沫塑料。但是这些配方或反应混合物含大量的、非化学计量的水,对常用作膨胀的目的而言,这些水是过量的。
这些方法的特征是在水溶液中利用大量的成膜金属磷酸盐-链烷醇胺配合物。惊奇的是,根据本发明,这些成膜金属磷酸盐-链烷醇胺配合物在水溶液中能用来形成PU泡沫塑料,由此进行的制备方法没有大量的水而防止有效泡沫塑料地形成或通过消耗存在的聚异氰酸酯产生不希望的CO2的巨烈释放。
目前认定成膜金属磷酸盐配合物的存在对于由上述方法形成的有效泡沫塑料是必须的。这可能是因为它们明显的类似聚合物的特性,或因为金属时异氰酸盐有控制作用,或者作为未知的原因,这些配合物的浓缩液特别适用于这些方法。
意外的是现已确认,在类似的制备技术上有意义的泡沫塑料的方法中也能使用粘的或浓缩的如75%糖水溶液、蛋白质水解产物,甚至是其它聚羟基化合物,不伴随使用本身已知的有机金属或胺催化剂。
借助本发明,今后在上述已知的常规PU泡沫配方中水溶的、不溶的所谓再生原料都能以很简单的方法用来制备泡沫塑料,这种泡沫塑料具有变化的技术用途、良好的生物降解性和/或耐火性。所述再生原料的例子包括蔗糖、水溶淀粉、糊精、葡聚糖和从纤维素或淀粉获得的类似的碳水化合物或水解产物、所谓的葡萄糖浆或蔗糖浆或含蛋白质溶液。
本发明提供一种制备可选择的多孔性聚氨基甲酸酯和/或聚氨酯-脲的方法。本方法包括至少一种聚异氰酸盐和一种异氰酸盐活性混合物反应,其含有:
A)一种或几种非碱性化合物,分子量是62-10,000,有至少两个羟基,和
B)至少是一种选自以下的组分:
1)碱性多羟基化合物的混合物,包括
i)至少一种化合物选自单链烷醇胺、二链烷醇胺、三链烷醇胺及其混合物,和
ii)至少是一种OH数目在300-800之间的化合物,所述化合物是a)烯化氧和b)一种选自氨、链烷醇胺、二胺和聚胺组成的化合物的反应产物,
2)至少一种酸及其盐,其中酸是碳原子数少于8的一种有机酸或一种无机酸;和
C)至少一种选自由下列组成的成分,
1)至少一种碳原子数多于8的脂肪酸,
2)至少一种上述脂肪酸的盐。
聚异氰酸盐与异氰酸盐活性混合物间的反应温度是0-150℃,优选10-60℃,有成分A存在,其量至少是50重量%,优选60-95重量%的水溶液。
异氰酸盐活性混合物和聚异氰酸盐间的反应在以下成份混合存在下发生:
D)常规的稳定剂,E)发泡剂,F)其它辅助物质,G)填料。
优选的是:—含非碱性多羟基的化合物A)是选自聚醇、糖、N-羟甲基化合物、C-羟甲基化合物、磷酸和/或硼酸与碱性醇(乙醇胺)的反应产物以及蛋白质溶液或蛋白质水解溶液。这些化合物特别适合作为PH值是5-8的水溶液,优选PH是6-7.0(在水溶液中测量)。—碱性多羟基化合物B)1)是i)至少一种单链烷醇胺、二链烷醇胺、三链烷醇胺及其混合物与ii)OH数目是400-600、最优选450-550的至少一种化合物的混合物,且是a)烯化氧、最优选环氧乙烷和/或环氧丙烷与b)氨、(聚)亚烷基二胺和/或(聚)亚烷基聚胺的反应产物。优选的(聚)亚烷基二胺包括乙二胺和/或六亚甲基二胺,优选的(聚)亚烷基聚胺包括聚乙烯聚胺,特别优选的是三乙醇胺。所有碱性多羟基化合物中最优选的混合物是i)三乙醇胺和ii)OH数目为400-600、特别是450-550的三乙醇胺的丙氧基化产物。—酸B)2)选自有机酸例如优选少于8个碳原子的低级羧酸类,和/或无机酸例如HCl或HBr,最优选正磷酸,—脂肪酸C)1)选自有多于8个碳原子的羧酸,特别是碳原子数是9-24的脂族、长链、饱和和/或不饱和羧酸,最优选12-24个碳原子。特别优选是油酸。—脂肪酸的值C)2)优选由脂肪酸和碱金属化合物反应形成的盐,和/或由脂肪酸和上述碱性聚羟基化合物反应形成的盐,—稳定剂D)优选聚氨基甲酸酯化学领域已知的聚醚聚硅氧烷,—发泡剂E)优选聚氨基甲酸酯化学领域已知的发泡剂,优选碳氟化合物和/或CFCs和/或碳氢化合物,优选环戊烷,—辅助物质F)用脲作为操作剂,以及常规的有机金属和/或胺活化剂,表面活性剂、孔大小和类型调节剂、生物杀伤剂、保存剂、抗氧化剂、技术上常规的含卤和/或无卤耐火剂、其它活化剂、颜料、气味物质和/或隔离剂,—辅助物质F)是30-50wt%碱性氢氧化物溶液,优选NaOH,或50-88wt%H3PO4溶液。混合物的反应速度和所形成的泡沫塑料的孔结构及稳定性受添加这些溶液的影响。—由此方法得到的产物分别在0-150℃温度下干燥,优选是在0-100℃,—借助常规技术方法加工所得的产物,例如在扁平的或在敞口或封闭的、加热或未加热的模具中,铸造、离心或喷雾加工,不采用压力或在很高压力,连续或分批操作。
根据本发明,优选经上述方法得到的泡沫塑料在温度从约0-150℃下制造,优选10-60℃,最优选从15-50℃。
本方法的产品优选用作模型制品、颗粒材料、模槽的填料、密封材料、粘合剂、冲击吸收材料、包装材料、遮盖剂、涂料、真空板、夹心和/或结构元件、绝热和/或绝声材料、水液和其它液体的吸收剂、活性物质和微生物的载体、气体和/或灰尘和液体的过滤材料。
除上述方法外,本发明还有另一个目的是提供由本方法制备的产品。这些产品优选是泡沫塑料,可用于上述领域。
根据本发明从起始原料制备优选的多孔性聚氨基甲酸酯和/或聚氨酯-脲适合于用聚氨基甲酸酯化学中已知的连续或分批加工技术进行。
在这一方面有意义的是,在很多情况下通过添加高达50%、优选5-25%脲(基于起始原料构成的水溶液中的固体物质)可明显地降低本发明所用水溶液的粘度。为提高反应混合物中的混溶性或加工性能和分散性,推荐向A)中添加5-0.5wt%、优选30-3wt%(基于固体组分A)的作为操作剂的脲)。另外,值得注意的是,在很多情况脲添加剂都有塑化作用。
可由本方法得到的产品,特别是根据本发明优选的泡沫塑料,它们每单位体积的重量在15-300g/l之间,大部分是细孔及有均匀的作用性能。根据配方和/或制备方法,它们有大量开放的孔或大量封闭的孔。在很多情况下,它们表现出半刚性至刚性泡沫的特征,具有良好至很好的吸收水或其它水溶液的性能。在很多时候,它们较大程度上可生物降解,这显然是由于其中所含的天然物质,如必要的话,这也使其适于作为微生物的可降解载体,例如在生物滤池或废水处理厂。
由于能得到刚性泡沫的特性,从这些方法的产品能容易地获得模型制品或结构元件。在本发明的这一方面,有利的是本发明所得的泡沫塑料常能借助热塑成形方法制备,例如,温度范围是100-200℃下模制或多维成型。
下面叙述有关合适的起始原料:—每个配方实施例中所用的每个配方组成的百分含量值到100%—在水溶液中利用M&N Tritest L-PH测量纸确定PH值。
合适的聚异氰酸盐或可选的聚异氰酸盐混合物包括现有技术已知的脂族、芳脂族和/或芳族、改性和/或未改性的聚异氰酸盐,它们记载在例如DE-OS 4,309,691(第2和第3栏)和DE-OS 2,832,253(第10和11页)中。由于易于得到和低蒸汽压而优选以苯胺-甲醛缩合物为基础的工业MDI类型。
聚异氰酸盐以12-60wt%、优选15-40wt%的量混入本方法产物中。
含有至少两个羟基的多元醇A)的分子量是62-10,000。可以使用合适的多羟基化合物的混合物。这些多羟基化合物优选以水溶液重量的50-98wt%、特别是60-95wt%的形式存在,也可选择以在溶液、胶态分布和/或分散的混合形式。
主要合适的多元醇A)水溶液是从能大量获得的单-、二-、寡-和/或聚糖制备的。它们包括化合物例如木糖、石旋糖、果糖、葡萄糖、乳糖或蔗糖,或借助发醇、酶或水解方法从纤维素或淀粉获得的糖混合物例如所谓的糖浆或葡萄糖浆或可选择的浓缩植物汁如压榨的糖甘蔗汁或压榨的制糖甜菜汁。特别优选含蔗糖的溶液。
下列物质也适用:糖醇,例如山梨糖醇、甘露糖醇或木糖醇,以及糖酸、乳清浓缩物、植物胶、糊精、葡聚糖、分解或衍生的淀粉和纤维素(大部分水溶),例如羟乙基纤维素、羟乙基淀粉、硫酸纤维素、乙烯基醇的聚合物和共聚物,和甲醛、所谓的甲醛聚糖,以及主要低级的多羟基化合物例如甘油、羟甲基丙烷、季戊四醇和它们的优选的水溶缩合物或烷氧基化产物和得自各种多羟基化合物的硼酸加成物。
根据本发明,合适的多羟基化合物A)也包括含有OH的水溶聚合物或缩聚物,例如分子量很低的聚乙烯基醇类、丙烯酰胺聚合物、酒石酸聚酯、和蛋白质或浸渍蛋白质或蛋白质水解产物、乳清浓缩物或聚丙烯腈水解产物以及胶原蛋白、明胶和植物胶(聚糖)。
根据本发明,合适的组分A)还有例如为N-羟甲基化合物的化合物,它们优选溶于水但也可任选形成分散体和/或胶体,例如脲、缩二脲或聚脲、胍、聚酰胺、聚丙烯酰胺、双氰胺、尿唑、密胺的羟甲基化合物,后者像前者一样优选以水溶性的形式,可商购的尿素树脂或密胺-用醛树脂,以后还有C-羟甲基化合物,例如水溶酚醛树脂、间苯二酚甲醛树脂前体或酮-甲醛树脂前体或甘油、三羟甲基丙烷和它们的缩合物,可任意与柠檬酸或酒石酸混合。
用作多元醇A)的合适的化合物,特别是用于制备本方法的耐火产品的化合物,可任意和其它多羟基化合物A)和/或脲混合,它们是硼酸、优选是正硼酸和/或磷酸例如聚磷酸、特别是例如正磷酸与链烷醇胺的反应产物。例如,在15-150℃ 85%工业正磷酸特别是与单乙醇胺、供选择的和/或二乙醇胺和/或三乙醇胺反应得到这些产物。而且合适的反应产物是1摩尔正-硼酸与1摩尔或2摩尔或3摩尔单乙醇胺、任选的和/或二乙醇胺和/或三乙醇胺反应产物。优选用正磷酸调节这些反应产物的PH值在6-7之间。
作为多元醇A)所使用的特别优选的化合物存在于PH5-8、优选6-7的水溶液或供选择的胶体和/或分散体中,它们是蔗糖、得自淀粉或纤维素的所谓糖浆以及密胺羟甲基化合物或脲羟甲基化合物,和正硼酸和/或正-磷酸与链烷醇胺的反应产物。特别优选的是正-硼酸和/或正-磷酸与任何/全部三种乙醇胺(单、二和三)的反应产物。同时优选这些组分A)和上述化合物的混合运用。
上述的任何多元醇A)可单独使用或几种混合使用。
根据本发明方法的产物含有掺入其中的30-70wt%、优选50-65wt%的这些多元醇A)。
适用的组分B)1)是碱性多羟基化合物的混合物。这些混合物包括i)链烷醇胺例如三乙醇胺、二乙醇-丙醇胺、乙醇-二丙醇胺、和/或三丙醇胺,与OH数目在300-800间、优选在400-700之间的化合物ii)混合,这些化合物是a)烯化氧如环氧乙烷、优选环氧丙烷与b)氨、链烷醇胺、二胺或聚胺、特别优选的是链烷醇胺的反应产物。
i)三乙醇胺和ii)具有OH数目400-600、特别是450-550的三乙醇胺丙氧基化产物的混合物特别有意义,因为它们有特别的用途。
合适的i)链烷醇胺也可以是单乙醇胺、单丙醇胺、二乙醇胺、二丙醇胺和乙醇-丙醇胺。适用的组分ii)是单乙醇胺、单丙醇胺、二乙醇胺、二丙醇胺和乙醇-丙醇胺(其中OH数目在上述范围内)的烷氧基化产物,特别是乙氧基化产物、丙氧基化产物或混合的烷氧基化产物。另外合适的是以下化合物的烷氧基化产物例如氨、乙二胺、丙二胺、N-二甲基乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺和/或六亚甲基二胺。
特别适合作为组分B)2)的是酸或酸的混合物,例如磷酸特别是正磷酸,但也可任选甲基膦酸,次膦酸,聚磷酸及酸性磷酸烷基酯如磷酸二丁基酯,硼酸如正-硼酸,磷酸如H2SO4和/或(有机)磺酸、氨基磺酸,HCl、HBr、碳酸或低级单和/或聚羧酸和/或其部分酯例如膦酰基羧酸、甲酸、乙酸、马来酸、马来酸半酯、乳酸或柠檬酸。同时合适作为组分B)2)的是上述酸的盐。
于本发明方法的产物中存在的碱性多羟基化合物B)1)和/或酸B)2)或酸B)2)的盐的量是3-35wt%,优选5-25wt%。
合适的脂肪酸C)1)包括单独或混合的芳族、芳脂族、环状或脂族脂肪酸。它们是优选的脂族、含氟或无氟磺酸,羧酸,优选单羧酸或羧酸混合物,它们在0-45℃、优选在10-25℃液化,例如烷基磺酸、来自大豆油、橄榄油、葵花油、亚麻子油、松香油、根油、木浆浮油、蓖麻油、鱼油、菜油、棕榈坚果油的脂肪酸。特别适用的是油酸。下列化合物也适用作脂肪酸:(异)硬脂酸、褐煤脂肪酸、Collophonium acid、苯基烷基羧酸、供选择的烷氧基化的苯基羰酸、烷基苯-磺、烷基苯-羧酸、或长链脂肪醇的苯二甲酸或马来酸半酯。
优选的是,以上脂肪酸的盐C)2)是上述脂肪酸的碱金属盐。最优选的是脂肪酸的钠(Na)盐或钾(K)盐。而且,这些脂肪酸与碱性多羟在化合物B)1)的反应产物和脂肪酸盐一样适用。可能的话也可以使用脂肪酸的铵盐、其它金属盐或胺盐。
优选脂肪酸的用量小于对应全部反应混合物中碱性组分的化学计算量,混合物的PH值也可低于7。
脂肪酸C)1)以及盐C)2)掺入本发明方法产物中的含量是0-10wt%,优选1-6.5wt%。但是,原则上可掺入较多的脂肪酸。
原则上,脂肪酸C)1)并不是绝对必须存在,但是这些脂肪酸的存在增加有用泡沫塑料的形成,使之达到未预料的显著效果。当使用优选量时这一效果特别可靠,所以可无条件推荐使用这些附随物质。
除了作为操作剂的脲之外,合适的辅助物质F)还包括常规用于聚氨基甲酸酯泡沫塑料技术中的活性或催化活性的单独胺和有机金属化合物,例如锡、铅和锌的化合物。尽管已充分认定可伴随使用这些活性/催化物质,但我们惊奇地发现根据本发明这些物质一般能被分配,而没有对形成泡沫塑料产生不利的影响。这可看作是本发明的技术进步。
另外证明成功地作为耐火剂的物质除可供选择用于水溶液中的金属卤化物和/或铵卤化物、特别是氯化物、溴化物和磷酸卤烷基酯之外,还包括无卤酯、金属盐或铵盐和/或胺盐,优选聚合形式和/或正形式的磷酸和/或硼酸,例如碱金属聚磷酸盐、聚磷酸铵、磷酸二苯基羧甲苯基酯或磷酸三乙基酯。
供选择用于与反应混合物混合的合适的填料G)包括例如在聚氨基甲酸酯泡沫塑料技术中已知的大部分粉状的、也可以是任选的纤维状或小片状的填料。它们例如是:粉碎的岩石如白垩、白云石、重晶石、硅石,硅酸盐,粘土,灰分,磷灰石、烧石膏、氢氧化镁或氢氧化铝或砂子、玻璃、氧化铁或可行的淀粉、纤维素粉、锯屑、面粉、奶粉、合成树脂粉、金属粉、红磷、焦炭、硬碳粉、木素粉、碳黑、石墨、膨松石墨、纤维、(空心)球或泡沫珠,或热塑粉或热固塑料粉,例如以密胺氨基塑料和/或脲氨基塑料为基础。
特别有意义的是,根据本发明用作填料的还可以是:水状填料制剂如胶态溶液、溶胶或例如硅石和/或塑料的分散物。这些分散物的例子包括聚丙烯腈、聚苯乙烯/丙烯腈、聚苯乙烯/丁二烯、聚乙酸乙烯酯橡胶胶乳、聚(甲基)丙烯酸酯橡胶胶乳、聚烯烃橡胶胶乳、粘土分散物或蒙脱石分散物或硅石溶胶。优选的是固体含量多于45wt%、在0-50℃优选在10-35℃温度下成膜。
在这种意义上,可行的是:在很多情况下多羟基化合物A)和碱性多羟基化合物B)1)的混合物例如甘蔗糖和/或三乙醇胺能溶解在填料的水分散体中。这避免/防止因水而过分稀释反应体系。
在本发明方法产物中的填料的固体含量在0-60wt%、优选在0-30wt%变化。
根据本发明制备泡沫塑料一般在起始原料温度10-100℃、优选15-50℃下进行。由于在自加速期间反应混合物中有时含有大量的水,所以必须经后者加热异氰酸盐反应,可借助用微波、IR照射或在炉中,或在有低热分散或装有加热器的模具中不时地有利地对反应组分进行充分或优选部分地预加热和/或连续加热反应混合物。
另一方面,借助把制备的泡沫塑料加热到30至150℃、优选达到120℃、最优选高达100℃通常有益于使新制备的泡沫塑料达到最终反应并使其干燥。
本方法的产品既可连续也可间歇获得,即在常压或升压下通常高压和/或低压混合,为制备珠粒,借助聚氨基甲酸酯泡沫技术中的常规方法例如二维喷雾、注上或注入、在模槽或模具或如双输送带单元或喷雾塔中起泡。
各种组分可单独或混合、也可供选择地以新制得的预混合物形式注入混合机或反应室中。例如,为制备有高密度表面层的模型制品,也可选择调和或绝缘反应室。利用喷嘴混合器压头和/或搅拌混合器压头和/或静态混合器也被认为是合适的。
借助添加碱性氢氧化物水溶液(较快)或正磷酸(较慢)可容易地调节混合物反应速度满足加工要求。
借助添加脲来调节混合物粘度或将其降低至一定限度。
根据本发明所得的产品优选是多孔的,即是开孔和/或封闭的孔。在压力1-150bar之间、省略发泡剂E)下得到的非多孔性产物或含很少孔的产物不是优选的。
本发明方法优选的产物每单位体积干重是15-300g/l,优选18-100g/l,最优选是20-50g/l。但是,每单位体积较高的重量以及每单位体积较低的重量也是可获得的。
根据本发明方法的产物优选用作绝声、绝热和/或机械绝缘之目的,在很多情况下,作为模槽的填料或作为有可选择多个外层的夹心结构,它们能透过蒸汽但不能透过空气或气体。如果外层能透过水蒸汽,产品可确保有特别好的环境空气条件,这是由于取决于大气湿度的水平衡。
但是,这些产品也适用作真空板,作为冲击吸收材料、气体介质优选液体介质、特别是水液的吸收物,以及作为制备任意的生物可降解容器或物质,例如在微生物技术、植物育种或形成任意有贮藏作用的活性物质。其它领域的用途前面已经提到。
下面的实施例进一步详细阐述本发明的方法。本发明上述所公开的内容不受这些实施例实质或范围的限制。本领域的技术人员容易理解到可利用以下方法条件的已知变换。除非另有注释,全部温度是摄氏度,所有百分数是重量百分比。
实施例起始原料如下所述:多元醇A)的水溶液:
A/1:75%商购的六羟甲基密胺树脂水溶液(从Casella作为MaduritMW550商购到)
A/2:75%商购的脲羟甲基树脂水溶液(从BASF以Urecoll237商购到)
A/3:75%蔗糖水溶液
A/4:约80%葡萄糖浆水溶液(作为Dormanix从Pfeiffer &Langen商购到)
A/5:1mol正硼酸和1mol单乙醇胺的反应产物,在80℃下制备,随后用85%正磷酸水溶液调节PH值是6.3。
A/6:85%正磷酸水溶液和75%三乙醇胺水溶液调节PH为6.5的反应产物,制法是:在90℃,缓慢搅拌三乙醇胺到预先置于接收器中的磷酸里,添加10%脲(参照总量),在此反应温度下再搅拌1小时。
A/7:商购的含有约25%水的浓缩压榨制糖甜菜汁,即制糖甜菜浆。
A/8:在18℃下400份水中的300份商购家用小麦粉的分散液。
A/9:酶法得到的约70%糖浆(作为Dormadex98/70从Pfeiffer & Langen商购到)碱性多元醇B):
B/1:三乙醇胺
B/2:丙氧基化的三乙醇胺,OH数目为500
B/3:丙氧基化的三亚乙基四胺,OH数目是580
B/4:与等份环氧乙烷和环氧丙烷的混合物烷氧基化的氨,OH数目是420无机酸C):
C/5:85%工业正-磷酸
脂肪酸D)1):
D/1:油酸
D/2:蓖麻油酸
D/3:亚麻子油的脂肪酸
D/4:木浆浮油的脂肪酸稳定剂F):
F/1:以聚醚聚硅氧烷为基础的泡沫稳定剂(以AC 3408由Bayer AG商购)发泡剂G):
G/1:环戊烷聚异氰酸盐P):
P/1:以苯胺-甲醛缩合物为基础的工业MDI-类型(Desmodur44V20;Bayer AG)
P/2:工业二异氰酸用代亚苯基酯(DesmodurT80;BayerAG)
P/3:工业二异氰酸六亚甲基酯三聚酯(DesmodurN100:Bayer AG)注释:全部PH值都在10%水溶液中测量。实施例1
a)制备如下混合物:300份A/1,25份B/2;14份D/1;20份B/1;2份F/1;以及10份C/5和30(份G/1;然后在室温下直接和110份P/1混合。随后,进料放在装于刚性泡沫盒中的由包装纸制的盒式模子里,使之膨化。得到膨化良好的稳定的泡沫,约3分钟后固化。泡沫在90℃干燥后,确定每单位体积重量是35g/l。该泡沫塑料有均匀的孔结构及脆性硬质泡沫特性,在耐火试验中得到等级是B2。实施例2
a)按照如实施例1a)所述的方法,配方相同,除了在混合其它组分前把30份脲附加溶解在溶液A/1中。此反应混合物得到的泡沫可与实施例1的泡沫相当,但是具有较细的孔结构,每单位体积重量为28g/l。
b)按照如实施例1a)所述的方法,配方相同,但等份量A/2和A/3的混合物代替A/1。此混合物在室温下干燥后制得细孔泡沫塑料,每单位体积重量是30g/l,达到耐火等级B2。实施例3
a)在80℃下制备于6,108份单乙醇胺中的6,180份正硼酸溶液。3,072份此溶液用上述(1,380份)C/5调节PH值到6.5。
b)实施例3a)制备的300份溶液与25份B/2、20份B/1、12.5份D/1、10份C/5、2份F/1和30份G/1充分搅拌,然后在室温下直接和110份P/1混合。反应混合物转移到如上所述的盒式模具中,使之膨化。形成细孔、稳定和均匀的作用泡沫。干燥后,泡沫每单位体积重量是42g/l。耐火试验中达到等级B2。实施例4
a)按照实施例3b所述的方法,配方相同,差别是用2份50%NaOH水溶液代替10份℃/5,并搅拌。自此,该反应混合物更快地显著膨胀且具有较细的孔,每单位体积干重是33g/l。
b)按照实施例4a)所述的方法,但来用90份P/1和40份P/3的混合物代替110份P/1,于90℃干燥后,得到细孔泡沫塑料,每单位体积重量为30g/l,耐火等级是B2。实施例5
a)在75℃下,61.8份正-硼酸溶解在123份单乙醇胺中。在80℃,2575.2份该溶液和1778份C/5充分搅拌。所得溶液PH值是6.3。
b)实施例5a)制备的600份溶液与50份B/2、20份B/1、30份D/1、20份C/5、5份F/1和62份G/1搅拌,然后在室温下直接与230份P/1混合。在盒式模具中膨化的反应混合物形成非常细的孔及稳定的泡沫塑料,其在约3分钟后固化。泡沫在90℃干燥后,确定每单位体积重量30g/l,得到耐火等级B2。实施例6
a)在90℃ 61.8份邻-硼酸溶解在149份三乙醇胺中。向此溶液中加入57.5份C/5,混合物在75℃搅拌2小时。随后在所得的80份溶液中溶解10份脲和10份A/7。最终溶液的PH值是6.4。
b)实施例6a)制备的溶液是按实施例5b)进一步加工的。90℃干燥后得到稳定的细孔泡沫,每单位体积重量是38g/l,得到耐火等级B2。实施例7
200份A/6、100份A/3、40份B/2、20份B/1、15份D/3、5份D/1、3.5份F/1和30份G/1一起搅拌,在18℃立即和125份P/1混合。然后反应混合物在盒式模具中膨化,在45℃干燥。得到均匀作用的细孔泡沫塑料,其每单位体积重量是40g/l。此泡沫塑料耐火等级是B2。实施例8
a)在45℃下,于150份A/8中溶解150份实施例5a)制备的溶液和60份A/7。
b)300份实施例8a)制备的溶液和例3b)所述的相同配方混合(但是上述溶液代替实施例3a)制备的溶液),混合物按实施例3b)所述加工成泡沫塑料。干燥后,得到均匀作用的泡沫塑料,每单位体积重量是45g/l。得到的耐火等级是B2。实施例9
150份A/4和150份A/7直接与3份50%NaOH、30份B/2、25份B/3、20份B/1、17份D/4、3份F/1、35份G/1搅拌,然后直接和160份P/1混合,放入盒式模具中。此盒式模具立即转换到50℃的热室中,在其中完成反应。干燥后,得到每单位体积重量33g/l的均匀细孔泡沫塑料。此泡沫具有半刚性特性,非常适合冲击吸收或作为包装材料的目的。实施例10
450份A/3与40份B/2、30份B/1、15份D/1、2.5份F/1、25份G/1一起搅拌,然后在16℃下直接和100份P/2混合。由此得到的反应混合物在盒式模具中膨化。在75℃干燥后,得到平均孔径1.0mm的均匀作用泡沫塑料。实施例11
a)100份A/4、100份A/5、100份A/7与25份B/2、25份B/4、20份B/1以及15份D/2、2.5份F/1、32份G/1一起搅拌,然后在室温下直接和150份P/1混合。在40℃下,强制空气炉中,反应混合物于盒式模具中发泡。干燥后,得到无气泡的细孔泡沫塑料,其单位体积重量是34g/l,耐火等级是B2。
b)按照实施例11a)所述的方法,配方相同,但A/9代替A/4。得到的泡沫塑料和实施例11a)的泡沫塑料外观相似。实施例12
借助以下实施方案,针对改变从本发明水溶液中制备泡沫塑料的方法说明一些可行的例子。
a)强烈搅拌300份A/3、3份50%NaOH水溶液、12.5份D/1、20份B/1、25份B/2、2份F/1、30份G/1。在约18℃下,该预混合物直接和110份P/1混合约60秒钟,放于盒式模具中。反应混合物膨化形成均匀的孔非常细的泡沫,在80℃干燥。确定生成产物单位体积重量是33g/l。由于糖的含量高,所得泡沫很难在水中膨胀,但容易吸收水和非水液体。自然,它们是高度可燃的,具有半刚性特征,例如适合作为包装目的。
b)按照实施例12a)所述的方法,但使用400份A/3和150份P/1代替上述用量。得到的泡沫每单位体积重量是35g/l,恰巧很象a)中得到的泡沫塑料。
c)按照实施例12a)所述的方法,但现利用500份A/3、30份B/1和165份P/1代替其中所述的用量。得到的泡沫很象实施例12a)和12b)中制备的类型。此泡沫塑料单位体积重量是37g/l,含有掺入的63%的糖,但机械性能很稳定,例如适合制成模型部件、容器或包装材料。
d)按照实施例12a)所述的方法。但不加D/1。得到的泡沫塑料不均匀、很硬,有大孔,单位体积重量约60g/l。此实施例说明加入脂肪酸能大大改善效果。
e)按照实施例12a)所述的方法,配方相同,但使用脂肪酸的量超过优选的限量,例如40份脂肪酸,得到不均匀作用的含气泡的反应产物,这种产物被认为不是有用的泡沫塑料。
f)按照实施例12a)所述的方法,配方相同,但D/2代替D/1。得到稳定的细孔泡沫塑料,实际上和实施例12a)方法的产物相同。
g)按照实施例12a)所述的方法,配方相同,但12.5份乙酸代替D/1。仅得到很小膨化的反应混合物,它是不均匀的含气泡的物质,单位体积重量是220g/l,不是有用的泡沫塑料。此实施例说明长链脂肪酸有重要的作用。
h)按照实施例12a)所述的方法,但是组份B/2不加到配方中。由于不使用B/1和较高烷氧基化产物的混合物,得到无用的泡沫塑料。
j)按照实施例12a)所述的方法,但组分B/1不加到配方中。仅得到中档的泡沫塑料。因为配方中没有链烷醇胺,塑料趋于收缩且无强度。
k)按照实施例12a)所述的方法,但配方含有60份B/1,膨化的反应混合物转移到放在80℃强制空气炉里的盒式模具中。得到的泡沫塑料孔很细且均匀,单位体积干重28g/l,强度良好。
1)按照实施例12a)所述的方法,但配方变成如下:400份A/3代替300份,3份F/1代替2份,80份B/1代替20份,50份B/2代替25份。剩余组分和预混物中的重量份数与实施例12a)一样。此预混物直接和170份P/1(代替110份)混合。得到孔特别细的均匀膨化泡沫塑料,机械强度非常好,单位体积干重25g/l。
m)按照实施例12a)所述的方法,除配方改变成双倍的F/1和P/1。以反应混合物进料的盒式模具放在60℃强制空气炉中。得到稳定的泡沫,平均孔径扩大到约1mm,单位体积重量是18g/l,性能近似于柔性泡沫、此产物合适作为吸收液体的室内装饰器和包装材料。
n)按照实施例12a)所述的方法,但配方改变,于80份A/3中的20份脲溶液代替实施例12a)中的A/3。尽管固体浓度较高,A/3中脲溶液的粘度低于A/3的粘度。得到很均匀作用的细孔泡沫塑料,单位体积重量是26g/l,与实施例12a)的产物相比,具有半刚性特性,的确较柔韧且可延展。此泡沫塑料例如用作包装目的。
o)按照实施例12a)所述的方法,但配方含有代替A/3的1份50%苯乙烯/丁二烯聚合物胶乳(以BaystalK 8525由BayerAG商购)中的2份蔗糖溶液得到的泡沫塑料单位体积重量是38g/l,有半刚性特性。
p)按照实施例12a)所述的方法,但用1份50%聚氨基甲酸酯胶乳(作为ImpranilDLN从Bayer AG商购)中的2份蔗糖溶液代替A/3,配方中仅加入1.1份50%NaOH。得到的泡沫塑料单位体积重量是33g/l,具有半刚性特性。
q)按照实施例12a)所述的方法,但是不用A/3而利用含有在1份50%硅石溶胶(作为Baykisol200从Bayer AG商购)中的2份蔗糖溶液,和4份F/1的配方。得到的细孔泡沫塑料单位体积重量是31g/l,适合于冲击吸收目的。
r);s);t)按照实施例12a)所述的方法,但在每个例子中,分别以70%、65%或60%甜菜糖水溶液代替配方中的A/3。在所有三个例子中,得到的细孔泡沫塑料大致类似于a),单位体积重量是30g/l。这些泡沫塑料可用作例如绝缘、吸收剂和冲击吸收的包装材料。
u)按照实施例12a)所述的方法,P/2代替P/1,并用3份F1。得到很脆的轻泡沫塑料,单位体积重量是19g/l。该材料可用作模槽的填料或夹心内层。这些夹心层也可覆上气密塑料层并抽空,使其适用作绝缘材料。
v)按照实施例12a)所述的方法,但是聚异氰酸盐是70份P/1、10份P/2和20份P/3的混合物,并用3份F/1。得到单位体积重量是26g/l的细孔泡沫塑料,它们用作绝缘材料。
w)按照实施例12a)所述的方法,但配方含有A/9代替A/3。得到和实施例12a)相似的稳定的细孔延性泡沫。这些泡沫用作冲击吸收包装材料和绝缘材料。
尽管本发明为说明起见在上面已作出详细描述,但应理解,这些细节仅作为说明之间,本领域的技术人员能够做出不脱离本发明实质和范围的变动,除非受权利要求的限制。