用于水發泡聚氨酯噴涂泡沫的無NPE乳化劑制造技術

本發明專利技術公開了烷基乙氧基化醇或平均HLB值在10和15之間的烷基醇乙氧基化物的混合物作為基本上不含壬基酚乙氧基化物的水發泡聚氨酯泡沫制劑的增容劑。HLB定義為親水性增容劑的平均結構質量百分數除以5。所述增容劑被混入聚氨酯制劑的B方中。所述噴涂泡沫制劑的B方包含多元醇、水、胺催化劑、和本發明專利技術的增容劑，使得水占B方制劑的約2重量％至約30重量％，而所述增容劑占所述B方制劑的約1重量％至約30重量％。所述制劑的B方可以進一步包含金屬催化劑、阻燃劑、硅氧烷表面活性劑、開孔劑、抗氧化劑、以及其他添加劑。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】用于水發泡聚氨酯噴涂泡沬的無NPE乳化劑
技術介紹
本申請要求2010年8月13日提交美國臨時專利申請N0.61/373，419的權益。N0.61/373，419申請的公開內容在此通過引用并入。本專利技術的主題涉及水發泡或水共發泡的聚氨酯泡沫(例如在建筑應用中內墻和天花板中的氣障或聲障)，和用于空間填充應用例如包裝泡沫的泡沫前體、內墻中噴涂的聲障和氣障、噴涂的屋頂絕緣泡沫、就地澆注式泡沫、和其他建筑應用。本專利技術還提供了用于制造水發泡或水共發泡聚氨酯(PUR)泡沫、尤其是低密度噴涂PUR泡沫的方法。在常規的聚氨酯泡沫制造方法中，低密度水發泡聚氨酯制劑的異氰酸酯部分被稱為A方，而異氰酸酯反應性部分被稱為B方。在噴涂的PUR制劑中，A方和B方分開儲存，并通常在通過高壓噴涂應用設備施加的時候合并。B方通常包含水、多元醇、阻燃劑、抗氧化齊IJ、硅氧烷表面活性劑、開孔劑及其他添加劑，它們全部預先混合在一起。這類材料應用的制劑在B方中包含的水量為約2%至約30重量％。所述水既通過與異氰酸酯反應產生C02氣體充當化學發泡劑，又通過借助聚氨酯與聚脲形成化學反應的熱作為蒸汽釋放而充當物理發泡劑。制劑中這種相對高百分比的水可以導致相不穩定性，其中水不再完全可溶于B方的其他組分中。對于在55加侖桶中制備、儲存和運輸B方預混物的配制者而言，相分離可能成為問題。該領域的噴涂器無法看到鋼桶內部來觀察相分離，該領域中的材料混合可能很困難，并且總是不知道是否已經達到了完全混合。組分的相分離可能導致噴涂PUR泡沫的反應性、孔結構、物理性質以及稠度的差異。為了解決這些問題，可以向制劑中添加乳化劑。乳液一般定義為兩種或更多種不溶混的或不可摻混液體的穩定混合物?，F有技術描述了稱為壬基酚乙氧基化物、或NPE(NPE的通用結構顯示在圖1中)的化合物類別的乳化劑。U.S.1139510、U.S.1001946和U.S.886636以及WO 00/46266`說明了 NPE乳化劑并描述了制備聚氨酯的一般方法，所述方法可以包括摻入各種添加劑，所述添加劑包括表面活性劑例如乙氧基化脂肪烷基酚(NPE類)、乙氧基化脂肪醇(烷基乙氧基化醇)、泡沫穩定劑例如硅氧烷聚醚、以及其它常規添加劑和試劑。現有技術沒有教導如何使用表面活性劑、表面活性劑的HLB范圍、哪些結構在高水體系中更有效、或者不含或基本不含NPE的制劑。前面所述的專利和專利申請的公開內容在此通過引用并入。近年來，已經提高了對一些NPE可以表現出弱的雌激素樣性質的擔憂，雖然這種性質遠遠弱于天然存在的雌激素雌二醇，或者可能是內分泌干擾劑。雖然在美國目前還沒有使用限制，但環境保護局(Environmental Ptotection Agency)正通過新的化學作用計劃(Chemical Action Plan, CAP)項目對NP和NPE進行評價。因此，本
對無NPE的噴涂泡沫制劑存在需求。專利技術簡述本專利技術通過提供不含或基本上不含NPE的發泡組合物，解決了與常規泡沫和泡沫前體相關的問題?！盎旧喜缓笔侵窷PE以質量計占乳化劑的小于約5%、并且在某些情況下約0%。本專利技術的組合物可以用于本專利技術的方法中，所述方法包括將至少一種多異氰酸酯與異氰酸酯反應性混合物在約30至約200的異氰酸酯指數下接觸，所述異氰酸酯反應性混合物包含至少一種多元醇、水、催化劑和計算HLB值在約10與約15之間的乳化劑，所生成的泡沫具有約6至約32Kg/m3的密度。所述異氰酸酯反應性混合物有以質量計約2%至約30%的水和以質量計約1%至約30%乳化劑，并且不含或基本上不含壬基酚乙氧基化物(NPE)。本專利技術的乳化劑包含至少一種烷基醇乙氧基化物或烷基醇乙氧基化物的混合物。本專利技術的一個方面涉及包含異氰酸酯反應性混合物的組合物，所述異氰酸酯反應性混合物包含至少一種多元醇、水、至少一種催化劑和至少一種計算HLB值在約10和約15之間的烷基醇乙氧基化物乳化劑，異氰酸酯指數為約30至約200。本專利技術的另一個方面涉及利用基本上不含NPE的烷基醇乙氧基化物，在水發泡或水共發泡聚氨酯制劑中穩定B方的方法。此外，本專利技術的某些方面具有意想不到的優點，即烷基醇乙氧基化物與NPE相比，在乳化所述制劑的B方組分時更有效、并且需要的用量較低。本專利技術的再一方面涉及制造聚氨酯泡沫的方法，所述方法包括將至少一種異氰酸酯與包含至少一種多元醇、水、至少一種胺催化劑和至少一種乳化劑的異氰酸酯反應性混合物在30-200的異氰酸酯指數下接觸，所生成的泡沫具有約6至約32kg/m3的密度；其中所述異氰酸酯反應性混合物具有以質量計約2%至約30%的水、以質量計約1%至約30%的乳化劑、并且基本上不含壬基酚乙氧基化物(NPE)，并且所述乳化劑包含至少一種烷基醇乙氧基化物并具有約10至約15之間的平均計算HLB值。本專利技術的另一個方面涉及可發泡的組合物，制造低密度和水發泡或水共發泡的泡沫和聚氨酯泡沫的方法?！暗兔芏取笔侵概菽拿芏葹榧s6kg/m3至約16kg/m3?！八l泡或水共發泡”是指泡沫包含水作為發泡劑或者水與輔助發泡劑例如氫氟烴的組合，使得制劑的B方中總水量為約2%至約30%。附圖說明`圖1示出了 NPE的化學結構。圖2示出了本專利技術乳化劑的化學結構。圖3是說明相穩定性測量的圖片。圖4是表示NPE-9的相穩定性百分比的圖形。圖5是表示本專利技術乳化劑的相穩定性百分比的圖形。專利技術詳述本專利技術廣義上涉及泡沫、泡沫前體和制造泡沫的方法，其中使用不含或基本上不含NPE的乳化劑。本專利技術的組合物和方法可以制造即使沒有消除，也減少了與NPE相關的問題的聚氨酯泡沫，同時還能夠減少制造泡沫所必需的乳化劑量。本專利技術的方法包括將至少一種多異氰酸酯(A方)與異氰酸酯反應性混合物(B方)在約30至約200的異氰酸酯指數下接觸，所述異氰酸酯反應性混合物包含至少一種多元醇、水、催化劑和計算HLB值在約10與約15之間的乳化劑，所生成的泡沫具有約6至約32Kg/m3密度。該B方具有以質量計約2%至約30%的水和以質量計約1%至約30%的乳化劑，并且基本上不含壬基酚乙氧基化物(NPE)。所述乳化劑包含至少一種烷基醇乙氧基化物或烷基醇乙氧基化物的混合物。為了本專利技術的目的，異氰酸酯指數由下面的方程表示:異氰酸酯指數=(Eq NCO/活性氫的Eq)xl00，其中Eq NCO是多異氰酸酯中NCO官能團的數量，活性氫的Eq是活性氫原子的當量數(number of equivalent active hydrogen atoms)。以約 30 至約 200 的異氰酸酯指數制造的PUR泡沫產物在本專利技術的范圍之內。異氰酸酯A方與異氰酸酯反應性B方的體積比典型地為以體積計約0.5/1至1.5/1，并且最典型為以體積計1/1。雖然可以使用任何合適的異氰酸酯，但適合用于本專利技術的異氰酸酯的實例包括選自六亞甲基二異氰酸酯、異氟爾酮二異氰酸酯、亞苯基二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯(TDI)、二苯甲烷二異氰酸酯異構體(MDI)、水合MDI和1，5-萘二異氰酸酯中的至少一種。例如，2，4-TD1、2，6-TDI及其混合物，可以容易地用于本專利技術。二異氰酸酯的其他合適混合物包括但不限于本領域中被稱為粗MDI或PAPI的那些，它們包含4，4’_ 二苯甲烷二異氰本文檔來自技高網...

【技術保護點】
用于制造聚氨酯泡沫的方法，所述方法包括將至少一種異氰酸酯與包含至少一種多元醇、水、至少一種催化劑和至少一種乳化劑的異氰酸酯反應性混合物在約30至約200的異氰酸酯指數下接觸，所生成的泡沫具有約6至約32kg/m3的密度；其中所述異氰酸酯反應性混合物具有以質量計約2％至約30％的水、以質量計約1％至約30％的乳化劑、并且基本上不含壬基酚乙氧基化物(NPE)，并且所述乳化劑包含至少一種烷基醇乙氧基化物并具有約10至約15之間的平均計算HLB值。

【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：G·D·安德魯，J·L·文森特，T·J·米勒，G·扎科夫，
申請(專利權)人：氣體產品與化學公司，
類型：發明
國別省市：美國;US