可發泡的低粘度混合物制造技術

本發明專利技術涉及一種可發泡混合物，其含有至少一種烷氧基硅烷封端的預聚物和至少一種發泡劑，所述烷氧基硅烷封端的預聚物可由下述物質制備：ａ）至少一種異氰酸基官能化的烷氧基硅烷，其可以由至少一種羥基官能和／或氨基官能的烷氧基硅烷和至少一種二異氰酸酯或聚異氰酸酯合成，和ｂ）至少一種含有至少一個ＯＨ基的化合物，其特征在于所述可發泡混合物在２３℃下的動態粘度為１００到２５，０００ｍＰａｓ，優選５００到１０，０００ｍＰａｓ。本發明專利技術還涉及制備所述可發泡混合物的方法。根據本發明專利技術的可發泡混合物適于密封、隔熱和安裝接頭、屋頂表面、窗戶和門或用于填充空腔。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】可發泡的低粘度混合物本專利技術涉及可發泡的低粘度混合物，該混合物可以進一步加工成泡沫塑料。本專利技術意義上的泡沫塑料是由一次性加壓容器在它們的使用地點制備的，因此它 們也稱作原位泡沫(Ortschaum) (DIN 18159)。這些特別是濕固化的單組份體系。將發泡的 組合物通常在一次性加壓容器Einweg-DruckbehSltem (氣溶膠罐)中。這些可噴射的 泡沫特別用于建筑領域，例如密封、隔熱和安裝接頭、屋頂表面、窗戶和門或用于填充空腔。 作為優異的隔熱材料，它們在泡沫狀態產生良好的隔熱作用。此外，其他的應用領域包括管 路的隔熱或在工業設備和機器中用泡沫填充空腔。迄今已使用的主要的建筑泡沫是聚氨酯泡沫(PU泡沫)，其在未交聯狀態由具有 高濃度的游離異氰酸酯基的預聚物組成。即使在室溫下，這些異氰酸酯基能夠通過合適的 反應劑進入加成反應，從而在應用后實現噴涂泡沫的固化。泡沫結構通過將高度揮發性發 泡劑加入尚未交聯的原料中來制備，和/或通過二氧化碳來制備，后者通過異氰酸酯與水 的反應形成。由于發泡劑的固有壓力，所述泡沫通常從一次性加壓容器(加壓罐或氣溶膠 罐)中排出。具有兩個或更多OH基的醇(特別是帶支鏈的和不帶支鏈的多元醇)或水可以用 作用于異氰酸酯的反應物。如上所述，水與異氰酸酯反應，釋放出二氧化碳，以形成伯胺，其 可以直接加成至另一個尚未消耗的異氰酸酯基。這形成氨基甲酸乙酯單元和/或脲單元， 它們可以在固化的材料中形成部分結晶的亞結構，因為它們具有高極性并且它們能夠形成 氫橋鍵，因此得到具有高硬度、抗壓強度和抗拉強度的泡沫。除了二氧化碳，即使在相對較低的壓力下也可以冷凝并因此可以以液體形式加入 至預聚物混合物中，而不使噴射罐暴露于過高壓力下的氣體通常用作發泡劑。因此，PU噴涂泡沫作為所謂單組份和雙組份泡沫制備。所述單組份泡沫僅由于含 異氰酸酯的預聚物混合物與大氣濕度接觸而固化。此外，單組份泡沫的固化反應期間釋放 的二氧化碳可以支持發泡。所述雙組份泡沫含有異氰酸酯組分和多元醇組分，它們必須在 發泡前即刻一起充分混合，并由于多元醇與異氰酸酯的反應而固化。雙組份體系的優點是 固化時間非常短，在一些情況下僅幾分鐘就可完全固化。然而，它們的缺點是它們需要具有 兩個腔室的復雜設計的加壓罐，并且相比于單組份體系非常不方便處理。固化的PU泡沫的特征特別在于它們的優異的機械性能和隔熱性能。它們還對于 建筑領域中的大量的基材具有非常好的粘合作用，并且它們在干燥和UV保護的條件下具 有幾乎無限制的穩定性。其他優點包括一旦所有異氰酸酯基特別是單體異氰酸酯已經完全 反應，固化泡沫的毒理學安全性好。它們在非常短的時間內固化并且易于處理。由于這些 性質，已證明PU泡沫在實踐中非常成功。除了相對高分子量的聚合物之外，基于聚異氰酸 酯和多元醇并用于加壓罐中以制備泡沫的預聚物混合物通常含有完全未反應或僅僅反應 形成低分子量預聚物的聚異氰酸酯。預聚物混合物的這些組分形成實際的潛在風險，因為 它們具有較高的揮發性，因此是不理想的，因為異氰酸酯特別是單體異氰酸酯由于它們的 高反應性和高蒸汽壓還非常容易灼傷且有毒。因此，未交聯的噴涂泡沫化合物在它們完全固化之前在毒理學上是不安全的。除4了所述預聚物直接與皮膚接觸外，在泡沫的應用期間可以形成氣溶膠或低分子量化合物 (即，單體異氰酸酯)的蒸發也很關鍵。這導致在毒理學上不能采用的化合物通過空氣被吸 入。此外，異氰酸酯非常容易引起過敏癥和敏化，并能引起哮喘發作。而實際上，PU噴涂泡 沫經常不是由訓練有素的使用者使用，而是由一般工作人員或喜歡自己動手的人使用，從 而并不總能保證適當的處理，這更加劇了這些危險。在許多情況下，人們懷疑由于單體二異氰酸酯與過量水的反應而形成的胺是致癌 物。如果處理得當，該潛在風險應被分級為低風險，然而，對于很多用戶來說這里存在 一個接受度的問題(Akz印tanzproblem)，因為需要說明這些產品有毒的，并且在一些國家 (比如德國)，將空的或部分空的容器分類為特殊廢物，所述特殊廢物必須通過成本高昂的 回收體系使其可以再利用，這加劇了所述接受度的問題。為了克服這些缺點，例如在W096/061M中已經描述了用于噴涂泡沫的預聚物，其 僅含有非常低濃度的單體異氰酸酯或根本不含單體異氰酸酯。然而，這種體系的一個缺點 是這樣制備的預聚物仍然具有反應性異氰酸酯基，從而即使從毒理學觀點來看，這種PU噴 涂泡沫比傳統泡沫分級更有利，但它們仍然是不安全的。對于接受度和廢物問題，這種泡沫 體系也不能提供充分令人滿意的方案。WO 2000/04069描述了用于制備密封和隔熱泡沫的預聚物共混物，其含有預聚物 組分、發泡氣體組分和制備泡沫所需的常用添加劑。所述預聚物組分應當是在分子中具有 至少兩個Si (OR)x(R)3_x基團的硅烷封端的聚氨酯預聚物，其中R表示具有1-6個碳原子的 烷基，χ是1-3的整數。這種預聚物組分常常具有非常高的粘度，大于1，000，OOOmPas,并且 在罐裝泡沫生產中會引起嚴重的問題，這是它們常常必須在高溫下填充的原因。粘性預聚 物與其他組分的混溶性也不能令人滿意。因此，在制備和填充加壓罐的過程中，這種可發泡 混合物難以處理。WO 2002/066532公開了不含異氰酸酯的可發泡混合物，其含有不含異氰酸酯的烷 氧基硅烷封端的預聚物和發泡劑，其中所述預聚物具有下面通式的硅烷端基權利要求1.可發泡混合物，其包含至少一種烷氧基硅烷封端的預聚物，其可以由以下物質合成a)至少一種異氰酸基官能化的烷氧基硅烷，其可以由至少一種羥基-和/或氨基官能 的烷氧基硅烷和至少一種二異氰酸酯或聚異氰酸酯合成，和b)至少一種含有至少一個OH基的化合物；和至少一種發泡劑，其中所述可發泡混合物在23°C下的動態粘度為100到25，OOOmPas (在用相同重量的重 量比為40 60的甲縮醛/戊烷混合物代替所述發泡劑后使用ARES轉動流變儀進行測量； 30Hz ；錐-板(錐角 0.5° ))。2.根據權利要求1所述的可發泡混合物，其中所述異氰酸基官能化的烷氧基硅烷由至 少一種二異氰酸酯或聚異氰酸酯和至少一種式(I)的氨基-和/或羥基官能的烷氧基硅烷 合成3.根據權利要求2所述的可發泡混合物，其中對于R3是共價鍵的情況，R5是羥烷基。4.根據權利要求2或3所述的可發泡混合物，其中m為0或1。5.根據權利要求1-4任一項所述的可發泡混合物，其中殘余NCO含量小于1。6.根據權利要求1-5任一項所述的可發泡混合物，其中使用二醇或多元醇，特別是平 均分子量Mn為400到2000的二醇或三醇作為所述至少一種含有至少一個OH基的化合物。7.根據權利要求1-6任一項所述的可發泡混合物，其含有至少一種反應性稀釋劑，所 述反應性稀釋劑選自甲基_、乙烯基-和苯基三甲氧基硅烷和/或它們的部分水解產物以及 它們的混合物。8.根據權利要求1-7任一項所述的可發泡混合物，相對于所述混合物的總重量，其含 有10-30重量％的發泡劑。9.根據權利要求1-8任一項所述的可發泡混合物，其中所述發泡劑選自各具有1到5 個碳原子的烴和氟代烴、二甲基醚(DME)以及它們的混合物。10.根據權利要求1-9任一項所述的可發泡混合物，其本文檔來自技高網...

【技術保護點】
可發泡混合物，其包含：至少一種烷氧基硅烷封端的預聚物，其可以由以下物質合成：ａ）至少一種異氰酸基官能化的烷氧基硅烷，其可以由至少一種羥基－和／或氨基官能的烷氧基硅烷和至少一種二異氰酸酯或聚異氰酸酯合成，和ｂ）至少一種含有至少一個ＯＨ基的化合物；和至少一種發泡劑，其中所述可發泡混合物在２３℃下的動態粘度為１００到２５，０００ｍＰａｓ（在用相同重量的重量比為４０∶６０的甲縮醛／戊烷混合物代替所述發泡劑后使用ＡＲＥＳ轉動流變儀進行測量；３０Ｈｚ；錐－板（錐角０．５°））。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：W·許布納，
申請(專利權)人：漢高股份有限及兩合公司，
類型：發明
國別省市：DE