專利名稱：儲存穩(wěn)定的含有植物油基多元醇的異氰酸酯－活性組分的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及可用于制備聚氨酯泡沫材料和彈性體的儲存穩(wěn)定的組合物，更具體涉及儲存穩(wěn)定的含有植物油基多元醇的異氰酸酯-活性組分。
背景技術(shù)：
聚氨酯泡沫材料和彈性體已經(jīng)被廣泛用于許多工業(yè)和消費應用中。這種普及歸因于聚氨酯的各種機械性能和較易制造的性質(zhì)。例如，汽車包括許多聚氨酯部件，諸如座位、頭靠、儀表板和其它駕駛室內(nèi)部零件。聚氨酯泡沫材料傳統(tǒng)上分為軟質(zhì)泡沫材料、半硬質(zhì)泡沫材料或硬質(zhì)泡沫材料；軟質(zhì)泡沫材料通常比硬質(zhì)泡沫材料更柔軟、不那么致密、更易于彎曲以及更能在承受負荷以后發(fā)生結(jié)構(gòu)回彈。
聚氨酯泡沫材料的制備方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的。聚氨酯是通過NCO基與羥基的反應形成的。最常規(guī)的生產(chǎn)聚氨酯的方法是通過多元醇與異氰酸酯的反應來進行，所述反應形成主鏈氨基甲酸酯基。根據(jù)需要，聚氨酯配方中還可以包括交聯(lián)劑、發(fā)泡劑、催化劑和其它添加劑。如本領(lǐng)域技術(shù)人員普遍理解的，屬于聚氨酯類別的聚合物還可以包括其它成為聚合物主鏈一部分的異氰酸酯-活性物質(zhì)的反應產(chǎn)物。由胺和異氰酸酯反應形成的脲基是最普通的例子，特別常見于水發(fā)泡的氨基甲酸酯泡沫材料中。
在生產(chǎn)聚氨酯泡沫材料和彈性體時廣泛使用的方法是將大部分或全部異氰酸酯-活性反應物與配方中的添加劑混合在一起，然后將該異氰酸酯-活性組分儲存起來，直到其容易與異氰酸酯混合得到泡沫材料或彈性體產(chǎn)物為止。特別有利的是由熟悉混合工藝的技術(shù)人員在裝備精良的地方精確稱量和混合異氰酸酯活性組分，以對其進行小心配制。
按重量計，多元醇通常是用于生產(chǎn)聚氨酯的主要成分，它通常來源于石化產(chǎn)品，一般衍生自環(huán)氧丙烷、環(huán)氧乙烷和各種起始劑如乙二醇、丙二醇、丙三醇、蔗糖和山梨糖醇。聚酯多元醇和聚醚多元醇是聚氨酯生產(chǎn)中最常用的多元醇。對于半硬質(zhì)泡沫材料，一般使用分子量約為300至2000的聚酯多元醇或聚醚多元醇，而對于軟質(zhì)泡沫材料，通常使用的是分子量約為1000至10000的長鏈多元醇?？蛇x擇聚酯多元醇和聚醚多元醇，以使設(shè)計的特定的聚氨酯彈性體或泡沫材料最終具有所需的韌性、耐久性、密度、撓性、壓縮應變率和模量以及硬度性能。一般來說，高分子量的多元醇和低官能度的多元醇傾向于生成比低分子量的多元醇和高官能度多元醇更軟的泡沫材料。
但是，衍生自石油的組分如聚酯多元醇和聚醚多元醇具有若干缺點。使用此類聚酯或聚醚多元醇需要消耗石油，而石油是不可再生資源。而且，這類多元醇的生產(chǎn)需要投入大量的能量，因為用來制備多元醇的石油必須經(jīng)過鉆探、提煉，然后運送到精煉廠，石油在精煉廠被精煉、加工，生產(chǎn)出最終的多元醇。
隨著消費大眾越來越意識到這種制造鏈對環(huán)境造成的影響，消費者對“更綠色”的產(chǎn)品的需求將會不斷增長。越來越多的公司所宣稱的一個目標是使其一定百分比的產(chǎn)品基于可再生資源。優(yōu)先選擇基于可再生資源的產(chǎn)品開始出現(xiàn)在一些政府的法規(guī)政策中。這些因素以及不斷上升的石油基產(chǎn)品的成本促使人們加緊開發(fā)基于各種來自植物油的泡沫產(chǎn)品和彈性體產(chǎn)品。為了有助于減少石油的消耗，同時又能滿足消費者此類不斷增長的需求，最好用更通用、可再生并且更環(huán)保的組分來部分或全部替代聚氨酯泡沫材料和彈性體生產(chǎn)中所用的衍生自石油的聚酯多元醇或聚醚多元醇。
本領(lǐng)域的工作人員已經(jīng)做了一些嘗試，以實現(xiàn)該目的。已經(jīng)開發(fā)了使用衍生自植物油的脂肪酸三甘油酯所制造的塑料和泡沫材料，所述植物油包括大豆衍生物。作為可再生、通用和環(huán)境友好的資源，大豆已經(jīng)是并且將一直是用于塑料制造的理想成分。
但是，該方法的主要缺點是，當與其它聚氨酯配方組分混合時，衍生自植物油的多元醇往往會形成抵抗通過機械裝置分散的不相容層。迄今為止，這種不穩(wěn)定性阻礙了植物油基配劑在日常生產(chǎn)和運輸/儲存完全混合的樹脂組分中的應用。應注意，在正常的運輸、儲存和用于生產(chǎn)聚氨酯和彈性體的過程中，這些混合的組分需承受低至-10℃和高至60℃的溫度。
因此，本領(lǐng)域仍然需要儲存穩(wěn)定的含有植物油基多元醇的異氰酸酯-活性組分，該組分能夠在正常的運輸和儲存溫度下運輸和儲存數(shù)天、更優(yōu)選至少一周、最優(yōu)選達到一個月或一個月以上，仍然能得到日?？山邮艿呐菽牧?，從而有助于滿足聚氨酯泡沫材料和彈性體生產(chǎn)者對“更綠色”材料的需要。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提供一種異氰酸酯-活性組分，該組分含有以異氰酸酯-活性組分的重量為基準計，至少10重量％的植物油基多元醇；一種非離子乳化劑，其包含脂族醇乙氧基化物和脂族酚乙氧基化物中的一種，其中聚合的環(huán)氧乙烷含量為每當量醇或酚至少約25摩爾，HLB值大于17；一種或多種非植物油基多元醇；一種或多種聚硅氧烷(silicone)表面活性劑；和任選的水或其它發(fā)泡劑、催化劑、顏料和填料；其中異氰酸酯-活性組分能夠在-10℃至60℃的溫度穩(wěn)定儲存至少三天。
通過以下對本發(fā)明的詳細說明，本發(fā)明的這些優(yōu)點和其它優(yōu)點以及有利之處都將是顯而易見的。
具體實施例方式
現(xiàn)在為了說明而非限制的目的，對本發(fā)明進行描述。除了在操作實施例中或另有說明以外，說明書中所有表示量、百分數(shù)、OH值、官能度等的數(shù)字應理解為在所有情況下都用詞“約”進行修飾。除非另有說明，否則文中以道爾頓(Da)為單位給出的當量重量和分子量分別是數(shù)均當量重量和數(shù)均分子量。
本發(fā)明提供一種異氰酸酯-活性組分，該組分含有以異氰酸酯-活性組分的重量為基準計，至少10重量％的植物油基多元醇；一種非離子乳化劑，其包含脂族醇乙氧基化物和脂族酚乙氧基化物中的一種，其中聚合的環(huán)氧乙烷含量為每當量醇或酚至少25摩爾，HLB值大于17；一種或多種非植物油基多元醇；一種或多種聚硅氧烷表面活性劑；和任選的水或其它發(fā)泡劑、催化劑、顏料和填料；其中異氰酸酯-活性組分能夠在-10℃至60℃的溫度穩(wěn)定儲存至少三天。
本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)異氰酸酯-活性組分的方法，該方法包括混合以下組分以異氰酸酯-活性組分的重量為基準計，至少10重量％的植物油基多元醇；一種非離子乳化劑，其含有脂族醇乙氧基化物和脂族酚乙氧基化物中的一種，其中聚合的環(huán)氧乙烷含量為每當量醇或酚至少25摩爾，HLB值大于17；一種或多種非植物油基多元醇；一種或多種聚硅氧烷表面活性劑；和任選的水或其它發(fā)泡劑、催化劑、顏料和填料；其中異氰酸酯-活性組分能夠在-10℃至60℃的溫度穩(wěn)定儲存至少三天。
本發(fā)明還提供一種聚氨酯泡沫或彈性體，所述聚氨酯泡沫材料或彈性體是至少一種多異氰酸酯和異氰酸酯-活性組分的反應產(chǎn)物，所述異氰酸酯-活性組分含有以異氰酸酯-活性組分的重量為基準計，至少10重量％的植物油基多元醇；一種非離子乳化劑，其含有脂族醇乙氧基化物和脂族酚乙氧基化物中的一種，其中聚合的環(huán)氧乙烷含量為每當量醇或酚至少25摩爾，HLB值大于17；一種或多種非植物油基多元醇；一種或多種聚硅氧烷表面活性劑；和任選的水或其它發(fā)泡劑、催化劑、顏料和填料；其中異氰酸酯-活性組分能夠在-10℃至60℃的溫度穩(wěn)定儲存至少三天。
在本發(fā)明中，植物油基多元醇部分地替代生產(chǎn)聚氨酯泡沫材料或彈性體中常用的異氰酸酯-活性組分中常出現(xiàn)的石油衍生多元醇，從而有助于滿足聚氨酯彈性體和泡沫材料生產(chǎn)者對“綠色”組分的需要。植物油基多元醇的含量至少為10重量％，優(yōu)選至少為30重量％，更優(yōu)選至少為30重量％至40重量％，甚至超過40重量％，其中這些重量百分數(shù)是基于異氰酸酯-活性組分的重量。植物油基多元醇在本發(fā)明的異氰酸酯-活性組分中的含量可以在這些值的任意組合的范圍內(nèi)，包括所述的這些數(shù)值。
優(yōu)選用于本發(fā)明異氰酸酯-活性組分的植物油基多元醇是豆油，但是本發(fā)明人實際上也考慮了任何經(jīng)證實可用于本發(fā)明的其它植物油基多元醇，例如那些基于葵花油、低芥酸菜子油、亞麻籽油、棉籽油、桐油、棕櫚油、罌粟籽油、玉米油、蓖麻油和花生油的多元醇。
盡管本發(fā)明的異氰酸酯-活性組分含有至少10重量％至40重量％或者更多的植物油基多元醇，它仍然是儲存穩(wěn)定的。文中所用的術(shù)語“儲存穩(wěn)定的”指在至少3天、優(yōu)選至少7天、最優(yōu)選至少30天內(nèi)，異氰酸酯-活性組分不會或者幾乎不會表現(xiàn)出任何分離，少量分離能夠在略微攪拌下重新分散。文中所用的“不穩(wěn)定性”是指在分離后，混合物不能通過攪拌達到均一化的情況。本發(fā)明的異氰酸酯-活性組分的一些配劑在長達4個月內(nèi)保持儲存穩(wěn)定(表面有極少的油滴)。本發(fā)明的異氰酸酯-活性組分在“正常的運輸和使用溫度”下是儲存穩(wěn)定的，所述正常的運輸和使用溫度是指從最低-10℃至最高60℃，優(yōu)選從10℃至40℃，最優(yōu)選從15℃至35℃。
本發(fā)明的異氰酸酯-活性組分中包含的非離子乳化劑是脂族醇乙氧基化物或脂族酚乙氧基化物，其中聚合的環(huán)氧乙烷的含量為每當量醇或酚至少25摩爾，更優(yōu)選為每當量至少30摩爾，最優(yōu)選為每當量至少35摩爾。本發(fā)明的脂族醇或脂族酚的平均當量重量為90-300，更優(yōu)選為140-250，最優(yōu)選為180-230。本發(fā)明的異氰酸酯-活性組分包含的乳化劑的環(huán)氧乙烷含量和當量重量可以在這些數(shù)值的任意組合的范圍內(nèi)，包括這些數(shù)值。以異氰酸酯-活性組分的重量為基準計，非離子乳化劑在本發(fā)明的異氰酸酯-活性組分中的含量優(yōu)選至少為3重量％。
文中所用的術(shù)語“HLB”指表面活性分子中油溶性部分和水溶性部分之間的平衡，表示為“親水-親油平衡”。油溶性更高的乳化劑表現(xiàn)出較低的HLB，水溶性更高的乳化劑則相反。關(guān)于HLB體系的更多信息見Kirk-OthmerEncyclopedia of Chemical Technology，第3版，第8卷(1979)，第900頁。本發(fā)明的異氰酸酯-活性組分中包含的非離子乳化劑的HLB至少為17，更優(yōu)選至少為17.5，最優(yōu)選至少為18。本發(fā)明的異氰酸酯-活性組分中包含的乳化劑的HLB值可在這些數(shù)值的任意組合的范圍內(nèi)，包括這些數(shù)值。
本發(fā)明的異氰酸酯-活性組分還包含一種或多種非植物油基(即衍生自石化產(chǎn)品的)多元醇，諸如聚醚類、聚酯類、聚縮醛類、聚碳酸酯類、聚酯醚類、聚酯碳酸酯類、聚硫醚類、聚酰胺類、聚酯酰胺類、聚硅氧烷類、聚丁二烯類和聚丙酮類。非植物油基多元醇可通過本領(lǐng)域中已知的堿催化或雙金屬氰化物(DMC)催化來制備。聚醚多元醇和聚酯多元醇特別優(yōu)選用于本發(fā)明的異氰酸酯-活性組分。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，聚氨酯泡沫材料和彈性體是通過多異氰酸酯與異氰酸酯-活性組分(例如本發(fā)明所提供的那些)反應而形成的。合適的多異氰酸酯對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是已知的，包括未改性的異氰酸酯、改性的多異氰酸酯和異氰酸酯預聚物。這些有機多異氰酸酯包括脂族、脂環(huán)族、芳脂族、芳族多異氰酸酯，以及如W.Siefken在Justus Liebigs Annalen der Chemie，562，第75-136頁中描述的一類雜環(huán)族多異氰酸酯。這些多異氰酸酯的例子包括那些用通式Q(NCO)n表示的多異氰酸酯，其中，n是2-5的數(shù)字、優(yōu)選2-3，Q是含有2-18個、優(yōu)選6-10個碳原子的脂族烴基；含有4-15個、優(yōu)選5-10個碳原子的脂環(huán)族烴基；含有8-15個、優(yōu)選8-13個碳原子的芳脂族烴基；或含有6-15個、優(yōu)選6-13個碳原子的芳族烴基。
合適的異氰酸酯的例子包括1，2-乙二異氰酸酯；1，4-丁二異氰酸酯；1，6-己二異氰酸酯；1，12-十二烷二異氰酸酯；環(huán)丁烷-1，3-二異氰酸酯；環(huán)己烷-1，3-和-1，4-二異氰酸酯，以及這些異構(gòu)體的混合物；1-異氰酸基-3，3，5-三甲基-5-異氰酸甲酯基環(huán)己烷(異佛爾酮二異氰酸酯，例如，German Auslegeschrift 1202785和美國專利3401190)；2，4-和2，6-六氫甲苯二異氰酸酯和這些異構(gòu)體的混合物；二環(huán)己基甲烷-4，4’-二異氰酸酯(氫化的MDI或HMDI)；1，3-和1，4-苯二異氰酸酯；2，4-和2，6-甲苯二異氰酸酯和這些異構(gòu)體的混合物(TDI)；二苯基甲烷-2，4’-和/或-4，4’-二異氰酸酯(MDI)；1，5-萘二異氰酸酯；三苯基甲烷-4，4’，4”-三異氰酸酯；可通過苯胺與甲醛縮合，然后再進行光氣化反應得到的這類多苯基-多亞甲基-多異氰酸酯(粗MDI)，在例如GB 878430和GB 848671中有描述；降冰片烷二異氰酸酯，諸如美國專利3492330中所描述的；美國專利3454606中描述的這類間-和對-異氰酸基苯基磺?；惽杷狨?；例如美國專利3227138中描述的這類全氯芳基多異氰酸酯；美國專利3152162中描述的這類含有碳二亞胺基的改性的多異氰酸酯；例如美國專利3394164和3644457中描述的這類含有氨基甲酸酯基的改性的多異氰酸酯；例如GB 994890、BE761616和NL7102524中描述的這類含有脲基甲酸酯基的改性的多異氰酸酯；例如美國專利3002973、German Patentschriften 1022789、1222067和1027394以及GermanOffenlegungsschriften 1919034和2004048中描述的這類含有異氰脲酸酯基的改性的多異氰酸酯；German Patentschrift 1230778中描述的這類含有脲基的改性的多異氰酸酯；例如German Patentschrift 1101394、美國專利3124605和3201372以及GB 889050中描述的這類含有縮二脲基的多異氰酸酯；例如美國專利3654106中描述的這類通過調(diào)聚反應得到的多異氰酸酯；例如GB 965474和GB 1072956、美國專利3567763和German Patentschrift 1231688中描述的這類含有酯基的多異氰酸酯；German Patentschrift 1072385中描述的上述異氰酸酯與縮醛的反應產(chǎn)物；以及美國專利3455883中描述的這類含有聚合脂肪酸基團的多異氰酸酯。也可以使用在異氰酸酯工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)中所累積的含異氰酸酯的蒸餾殘渣，所述含異氰酸酯的蒸餾殘渣任選以上述一種或多種多異氰酸酯溶液的形式存在。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會認識到也可以使用上述這些多異氰酸酯的混合物。
一般來說，優(yōu)選使用容易得到的多異氰酸酯，諸如2，4-和2，6-甲苯二異氰酸酯和這些異構(gòu)體的混合物(TDI)；由苯胺與甲醛縮合、然后進行光氣化反應得到的這類多苯基—多亞甲基—多異氰酸酯(粗MDI)；和含有碳二亞胺基、氨基甲酸酯基、脲基甲酸酯基、異氰脲酸酯基、脲基或縮二脲基的多異氰酸酯(改性的多異氰酸酯)。
在用本發(fā)明的異氰酸酯-活性組分制備聚氨酯泡沫材料和彈性體時，還可以使用異氰酸酯封端的預聚物。預聚物可通過使過量的有機多異氰酸酯或它們的混合物與少量含活性氫的化合物反應來制備，含活性氫的化合物由眾所周知的Zerewitinoff測試法來確定，如Kohler在“Journal of the American ChemicalSociety”，49，3181(1927)中所描述的。這些化合物及其制備方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的。使用任何一種具體的活性氫化合物不是至關(guān)重要的；當用本發(fā)明的異氰酸酯-活性組分生產(chǎn)聚氨酯泡沫材料和彈性體時，可以使用任何此類化合物。
適用于本發(fā)明的異氰酸酯-活性組分的泡沫穩(wěn)定劑包括，例如，聚醚硅氧烷，優(yōu)選那些水溶性低的泡沫穩(wěn)定劑。此類化合物一般具有這樣的結(jié)構(gòu)，即環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的共聚物被連接在聚二甲基硅氧烷的殘基上。在例如美國專利2834748、2917480和3629308中描述了此類泡沫穩(wěn)定劑。優(yōu)選的聚硅氧烷穩(wěn)定劑是可用于泡沫生產(chǎn)的那些，諸如來自General Electric的NIAX SiliconesL-5614、L-626和L-6164。以異氰酸酯-活性組分的重量為基準計，這類聚硅氧烷表面活性劑在本發(fā)明的異氰酸酯-活性組分中的含量至少為0.3重量％。
可任選包括在本發(fā)明的異氰酸酯-活性組分中的其它合適的添加劑包括，例如，催化劑、泡孔(cell)調(diào)節(jié)劑、反應抑制劑、阻燃劑、增塑劑、顏料、填料等。
適合用在本發(fā)明的異氰酸酯-活性組分中的催化劑包括那些本領(lǐng)域已知的催化劑。這些催化劑包括，例如，叔胺，諸如三乙胺、三丁胺、N-甲基嗎啉、N-乙基嗎啉、N，N，N’，N’-四甲基乙二胺、五甲基二亞乙基三胺和高級同系物(例如，DE-A 2624527和2624528中所述的)、1，4-二氮雜二環(huán)(2.2.2)辛烷、N-甲基-N’-二甲基氨基乙基哌嗪、雙-(二甲基氨基烷基)哌嗪、N，N-二甲基芐基胺、N，N-二甲基環(huán)己基胺、N，N-二乙基芐胺、雙(N，N-二乙基氨基乙基)己二酸酯、N，N，N’N’-四甲基-1，3-丁二胺、N，N-二甲基-β-苯基乙基胺、1，2-二甲基咪唑、2-甲基咪唑、單環(huán)和二環(huán)胺以及雙(二烷基氨基)烷基醚，諸如2，2-雙(二甲基氨基乙基)醚。
可用于通過本發(fā)明的異氰酸酯-活性組分生產(chǎn)聚氨酯泡沫材料和彈性體的其它合適的催化劑包括，例如，有機金屬化合物，特別是有機錫化合物。合適的有機錫化合物包括含有硫的有機錫化合物。此類催化劑包括，例如，硫醇二正辛基錫。其它類型的合適的有機錫催化劑包括優(yōu)選的是羧酸錫(II)鹽，諸如乙酸錫(II)、辛酸錫(II)、乙基己酸錫(II)和/或月桂酸錫(II)；錫(IV)化合物，諸如氧化二丁錫、二氯二丁基錫、二乙酸二丁基錫、二月桂酸二丁基錫、馬來酸二丁基錫和/或二乙酸二辛基錫。
可任選地用于由本發(fā)明的異氰酸酯-活性組分制備軟質(zhì)聚氨酯泡沫材料中的合適的添加劑的其它例子可在例如Kunststoff-Handbuch，第VII卷、Vieweg&Hochtlen編，Carl Hanser Verlag，Munich 1993，第三版，第104-127頁中找到。該文獻還給出了關(guān)于這些添加劑的使用和作用方式的詳細內(nèi)容。
實施例通過以下的實施例對本發(fā)明進行進一步說明，但本發(fā)明不受這些實施例限制。除非有另有說明，所有以“份數(shù)”和“百分數(shù)”給出的量都應理解為是以重量計的。按照下表中所列的量混合以下組分來制備異氰酸酯-活性組分。
多元醇A環(huán)氧丙烷/環(huán)氧乙烷聚醚多元醇(80重量％PO/20重量％EO端嵌段)，羥值約為28毫克KOH/克；多元醇B豆油基多元醇，羥值約為54毫克KOH/克，可以商品名SOYOL R2-052-B從Urethane Soy Systems Co.購得；多元醇C固體含量為43重量％的聚合物多元醇，羥值約為20.2，其中固體是在堿多元醇中原位聚合的(30.9％)苯乙烯(64.3％)丙烯腈(4.8％)聚偏二氯乙烯混合物，所述堿多元醇的羥值約為36毫克KOH/克，通過丙三醇基聚醚(20％EO封端)的KOH催化烷氧基化反應制得；多元醇D聚醚多元醇，羥值約為37.0，通過丙三醇的KOH催化烷氧基化制得，具有環(huán)氧丙烷嵌段(在所有環(huán)氧化物中占4.9重量％)，然后是環(huán)氧乙烷(在所有環(huán)氧化物中占62.7重量％)和環(huán)氧丙烷(在所有環(huán)氧化物中占22.4重量％)的混合嵌段，最后是環(huán)氧乙烷(在所有環(huán)氧化物中占10重量％)嵌段；催化劑A凝膠化的三亞乙基二胺基催化劑，可以商品名NIAXA-33從GE Silicones購得；催化劑B胺催化劑，可以商品名NIAX A-1從GE Silicones購得；表面活性劑A聚醚聚硅氧烷表面活性劑，可以商品名NIAX L-626從General Electric購得；表面活性劑B不可水解的聚醚聚硅氧烷表面活性劑，可以商品名NIAXL-6 164從General Electric購得；乳化劑A可以商品名DABCO LK-221從Air Products購得的表面活性劑；乳化劑B可以商品名NIAX L-6884從General Electric購得的烴類表面活性劑；乳化劑C蓖麻子油乙氧基化物(40摩爾EO)，HLB為13.3，可以商品名SURFACTOL 365從CasChem Inc.購得；乳化劑D乙氧基化的壬基苯酚(4摩爾EO)，HLB為8.9，可以商品名TERGITOL NP-4從Dow Chemical購得；乳化劑E乙氧基化的壬基苯酚(10摩爾EO)，HLB為13.6，可以商品名TERGITOL NP-10從Dow Chemical購得；乳化劑F乙氧基化的壬基苯酚(40摩爾EO)，HLB為1 7.8，可以商品名TERGITOL NP-40從Dow Chemical購得(70％活性)；乳化劑G乙氧基化的三甲基壬醇(3摩爾EO)，HLB為8.1，可以商品名TERGITOL TMN-3從Dow Chemical購得；乳化劑H乙氧基化的三甲基壬醇(10摩爾EO)，HLB為16.1，可以商品名TERGITOL TMN-10從Dow Chemical購得(90％活性)；乳化劑IC11-C15仲醇乙氧基化物(3摩爾EO)，HLB為8.3，可以商品名TERGITOL 15-S-3從Dow Chemical購得；乳化劑JC11-C15仲醇乙氧基化物(9摩爾EO)，HLB為13.3，可以商品名TERGITOL 15-S-9從Dow Chemical購得；乳化劑K環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷共聚物，可以商品名TERGITOL XH從Dow Chemical購得；乳化劑L蓖麻子油乙氧基化物(5摩爾EO)，HLB為3.6，可以商品名SURFACTOL 318從CasChem Inc.購得；乳化劑MC11-C15仲醇乙氧基化物(41摩爾EO)，HLB為18，可作為TERGITOL 15-S-40從Dow Chemical購得(70％活性)。
測試以下乳化劑的效力，但是在儲存2-3天內(nèi)發(fā)生完全的相分離(數(shù)據(jù)未列出)，無法進一步評價。
乳化劑N蓖麻油乙氧基化物(30摩爾EO)，可以商品名SURFONICCO-30從Huntsman購得；乳化劑O山梨聚糖三油酸酯(多山梨酸酯85)，HLB為11，可以商品名TWEEN 85從Aldrich購得；乳化劑P環(huán)氧丙烷和環(huán)氧乙烷的嵌段共聚物，HLB為30，可以商品名PLURONIC F38從BASF購得(70％活性)；乳化劑Q環(huán)氧丙烷和環(huán)氧乙烷的嵌段共聚物，HLB為14，可以商品名PLURONIC L10從BASF購得；乳化劑R環(huán)氧丙烷和環(huán)氧乙烷的嵌段共聚物，HLB為19，可以商品名PLURONIC L35從BASF購得；乳化劑SC11-C15仲醇乙氧基化物(20摩爾EO)，HLB為16.3，可以商品名TERGITOL 15-S-20從Dow Chemical購得；乳化劑T聚氧乙烯(20)單月桂酸酯，HLB為16.7，可以商品名TWEEN 20從Aldrich購得；乳化劑U乙氧基化的壬基苯酚(15摩爾EO)，HLB為15，可以商品名SURFONIC N150從Huntsman購得。
測試以下乳化劑的效力，但是在儲存24小時內(nèi)發(fā)生完全的相分離(數(shù)據(jù)未列出)，無法進一步評價。
乳化劑V環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷共聚物，可以商品名TERGITOL XD從Dow Chemical購得。
表I總結(jié)了含有植物油基多元醇的異氰酸酯-活性組分中乳化劑A-M的儲存穩(wěn)定性的測試結(jié)果。
對于各乳化劑，共300克的異氰酸酯-活性組分在1夸脫杯中混合10分鐘，然后倒入8盎司的玻璃瓶中，在室溫下(18-24℃)儲存一個月。在儲存過程中玻璃瓶是密封的。在表中所示的時間作定性觀察。
實施例C-1和實施例C-16含有相同量的相同物質(zhì)，但是實施例C-16在混合過程中加熱到30℃。在實施例8、10和15中，乳化劑的加入量為提供5php活性物質(zhì)以直接與其它乳化劑相比所需的量。
參考表I可以看出，乳化劑F(乙氧基化的壬基苯酚(40摩爾EO)，HLB為17.8)和乳化劑M(C11-C15仲醇乙氧基化物(41摩爾EO)，HLB為18)給出最有前景的結(jié)果。
表I

表I(續(xù))

表II

進一步測試了乳化劑F對儲存穩(wěn)定性的影響。這些評價的結(jié)果列于上表II中。從表II中可以看出，當乳化劑F的用量為7.1php(5php活性)時，該乳化劑對含有40php多元醇B的異氰酸酯-活性組分提供良好的穩(wěn)定作用。還觀察了乳化劑F的用量較低(低至1.4php(1php活性))時的穩(wěn)定作用。
為了說明而非限制性的目的給出本發(fā)明的上述實施例。對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，文中所述的實施方式可以各種方式在不背離本發(fā)明精神和范圍的前提下進行修改或變化。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種異氰酸酯-活性組分，其包含以異氰酸酯-活性組分的重量為基準計，至少約10重量％的植物油基多元醇；非離子乳化劑，其包含脂族醇乙氧基化物和脂族酚乙氧基化物中的一種，其中聚合的環(huán)氧乙烷的含量為每當量醇或酚至少約25摩爾，HLB值大于約17；一種或多種非植物油基多元醇；一種或多種聚硅氧烷表面活性劑；和任選的水或其它發(fā)泡劑、催化劑、顏料和填料；所述異氰酸酯-活性組分在約-10℃至60℃的溫度下穩(wěn)定儲存至少約三天。
2.如權(quán)利要求1所述的異氰酸酯-活性組分，其特征在于，所述植物油選自葵花油、低芥酸菜子油、亞麻籽油、棉籽油、桐油、棕櫚油、罌粟籽油、玉米油、蓖麻油、花生油或豆油。
3.如權(quán)利要求1所述的異氰酸酯-活性組分，其特征在于，所述植物油是豆油。
4.如權(quán)利要求1所述的異氰酸酯-活性組分，其特征在于，以所述異氰酸酯-活性組分的重量為基準計，包含約30重量％至40重量％的植物油基多元醇。
5.如權(quán)利要求1所述的異氰酸酯-活性組分，其特征在于，以所述異氰酸酯-活性組分的重量為基準計，包含至少約40重量％的植物油基多元醇。
6.如權(quán)利要求1所述的異氰酸酯-活性組分，其特征在于，所述非植物油基多元醇選自聚醚、聚酯、聚縮醛、聚碳酸酯、聚酯醚、聚酯碳酸酯、聚硫醚、聚酰胺、聚酯酰胺、聚硅氧烷、聚丁二烯或聚丙酮。
7.如權(quán)利要求1所述的異氰酸酯-活性組分，其特征在于，所述非植物油基多元醇是聚醚多元醇。
8.如權(quán)利要求1所述的異氰酸酯-活性組分，其特征在于，所述非植物油基多元醇是聚酯多元醇。
9.如權(quán)利要求1所述的異氰酸酯-活性組分，其特征在于，所述非離子乳化劑的聚合的環(huán)氧乙烷含量為每當量醇或酚至少約為30摩爾，HLB值大于約17.5。
10.如權(quán)利要求1所述的異氰酸酯-活性組分，其特征在于，所述非離子乳化劑的聚合的環(huán)氧乙烷含量為每當量醇或酚至少約為35摩爾，HLB值大于約18，醇或酚的當量重量約為140至250。
11.如權(quán)利要求1所述的異氰酸酯-活性組分，其特征在于，以所述異氰酸酯-活性組分的重量為基準計，包含至少約3重量％的非離子乳化劑。
12.如權(quán)利要求1所述的異氰酸酯-活性組分，其特征在于，以所述異氰酸酯-活性組分的重量為基準計，包含至少約0.3重量％的一種或多種聚硅氧烷表面活性劑。
13.如權(quán)利要求1所述的異氰酸酯-活性組分，其特征在于，具有至少約7天的儲存穩(wěn)定性。
14.如權(quán)利要求1所述的異氰酸酯-活性組分，其特征在于，具有至少約30天的儲存穩(wěn)定性。
15.如權(quán)利要求1所述的異氰酸酯-活性組分，其特征在于，所述異氰酸酯-活性組分在約10℃至40℃的溫度下穩(wěn)定儲存至少約3天。
16.如權(quán)利要求1所述的異氰酸酯-活性組分，其特征在于，所述異氰酸酯-活性組分在約15℃至35℃的溫度下穩(wěn)定儲存至少約3天。
17.一種生產(chǎn)異氰酸酯-活性組分的方法，所述方法包括合并以下組分以異氰酸酯-活性組分的重量為基準計，至少約10重量％的植物油基多元醇；非離子乳化劑，其包含脂族醇乙氧基化物和脂族酚乙氧基化物中的一種，其中聚合的環(huán)氧乙烷的含量為每當量醇或酚至少約25摩爾，HLB值大于約17；一種或多種非植物油基多元醇；一種或多種聚硅氧烷表面活性劑；和任選的水或其它發(fā)泡劑、催化劑、顏料和填料；其中所述異氰酸酯-活性組分在約-10℃至60℃的溫度下穩(wěn)定儲存至少約三天。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述植物油選自葵花油、低芥酸菜子油、亞麻籽油、棉籽油、桐油、棕櫚油、罌粟籽油、玉米油、蓖麻油、花生油或豆油。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述植物油是豆油。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，以所述異氰酸酯-活性組分的重量為基準計，所述異氰酸酯-活性組分包含約30重量％至40重量％的植物油基多元醇。
21.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，以所述異氰酸酯-活性組分的重量為基準計，所述異氰酸酯-活性組分包含至少約40重量％的植物油基多元醇。
22.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述非植物油基多元醇選自聚醚、聚酯、聚縮醛、聚碳酸酯、聚酯醚、聚酯碳酸酯、聚硫醚、聚酰胺、聚酯酰胺、聚硅氧烷、聚丁二烯或聚丙酮。
23.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述非植物油基多元醇是聚醚多元醇。
24.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述非植物油基多元醇是聚酯多元醇。
25.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述非離子乳化劑的聚合的環(huán)氧乙烷含量為每當量醇或酚至少約為30摩爾，HLB值大于約17.5。
26.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述非離子乳化劑的聚合的環(huán)氧乙烷含量為每當量醇或酚至少約為35摩爾，HLB值大于約18，醇或酚的當量重量約為140至250。
27.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，以所述異氰酸酯-活性組分的重量為基準計，所述異氰酸酯-活性組分包含至少約3重量％的非離子乳化劑。
28.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，以所述異氰酸酯-活性組分的重量為基準計，所述異氰酸酯-活性組分包含至少約0.3重量％的一種或多種聚硅氧烷表面活性劑。
29.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述異氰酸酯-活性組分具有至少約7天的儲存穩(wěn)定性。
30.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述異氰酸酯-活性組分具有至少約30天的儲存穩(wěn)定性。
31.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述異氰酸酯-活性組分能夠在約10℃至40℃的溫度穩(wěn)定儲存至少約3天。
32.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述異氰酸酯-活性組分能夠在約15℃至35℃的溫度穩(wěn)定儲存至少約3天。
33.一種聚氨酯泡沫材料或彈性體，其包含至少一種多異氰酸酯和異氰酸酯-活性組分的反應產(chǎn)物，其中，所述異氰酸酯-活性組分包含以異氰酸酯-活性組分的重量為基準計，至少約10重量％的植物油基多元醇；非離子乳化劑，其包含脂族醇乙氧基化物和脂族酚乙氧基化物中的一種，其中聚合的環(huán)氧乙烷的含量為每當量醇或酚至少約25摩爾，HLB值大于約17；一種或多種非植物油基多元醇；一種或多種聚硅氧烷表面活性劑；和任選的水或其它發(fā)泡劑、催化劑、顏料和填料；其中所述異氰酸酯-活性組分在約-10℃至60℃的溫度下穩(wěn)定儲存至少約三天。
34.如權(quán)利要求33所述的聚氨酯泡沫材料或彈性體，其特征在于，所述至少一種多異氰酸酯選自1，2-乙二異氰酸酯、1，4-丁二異氰酸酯、1，6-己二異氰酸酯、1，12-十二烷二異氰酸酯、環(huán)丁烷-1，3-二異氰酸酯、環(huán)己烷-1，3-和-1，4-二異氰酸酯、1-異氰酸基-3，3，5-三甲基-5-異氰酸甲酯基環(huán)己烷(異佛爾酮二異氰酸酯)、2，4-和2，6-六氫甲苯二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷-4，4’-二異氰酸酯(氫化的MDI或HMDI)、1，3-和1，4-苯二異氰酸酯、2，4-和2，6-甲苯二異氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷-2，4’-和/或-4，4’-二異氰酸酯(MDI)、1，5-萘二異氰酸酯、三苯基甲烷-4，4’，4”-三異氰酸酯、多苯基-多亞甲基-多異氰酸酯(粗MDI)、降冰片烷二異氰酸酯、間-和對-異氰酸基苯基磺酰基異氰酸酯、全氯芳基多異氰酸酯、碳二亞胺改性的多異氰酸酯、氨基甲酸酯改性的多異氰酸酯、脲基甲酸酯改性的多異氰酸酯、異氰脲酸酯改性的多異氰酸酯、脲改性的多異氰酸酯、含縮二脲的多異氰酸酯、異氰酸酯封端的預聚物或它們的混合物。
35.如權(quán)利要求33所述的聚氨酯泡沫材料或彈性體，其特征在于，所述植物油選自葵花油、低芥酸菜子油、亞麻籽油、棉籽油、桐油、棕櫚油、罌粟籽油、玉米油、蓖麻油、花生油或豆油。
36.如權(quán)利要求33所述的聚氨酯泡沫材料或彈性體，其特征在于，所述植物油是豆油。
37.如權(quán)利要求33所述的聚氨酯泡沫材料或彈性體，其特征在于，以所述異氰酸酯-活性組分的重量為基準計，所述異氰酸酯-活性組分包含約30重量％至40重量％的植物油基多元醇。
38.如權(quán)利要求33所述的聚氨酯泡沫材料或彈性體，其特征在于，以所述異氰酸酯-活性組分的重量為基準計，所述異氰酸酯-活性組分包含至少約40重量％的植物油基多元醇。
39.如權(quán)利要求33所述的聚氨酯泡沫材料或彈性體，其特征在于，所述非植物油基多元醇選自聚醚、聚酯、聚縮醛、聚碳酸酯、聚酯醚、聚酯碳酸酯、聚硫醚、聚酰胺、聚酯酰胺、聚硅氧烷、聚丁二烯或聚丙酮。
40.如權(quán)利要求33所述的聚氨酯泡沫材料或彈性體，其特征在于，所述非植物油基多元醇是聚醚多元醇。
41.如權(quán)利要求33所述的聚氨酯泡沫材料或彈性體，其特征在于，所述非植物油基多元醇是聚酯多元醇。
42.如權(quán)利要求33所述的聚氨酯泡沫材料或彈性體，其特征在于，所述非離子乳化劑的聚合的環(huán)氧乙烷含量為每當量醇或酚至少約為30摩爾，HLB值大于約17.5。
43.如權(quán)利要求33所述的聚氨酯泡沫材料或彈性體，其特征在于，所述非離子乳化劑的聚合的環(huán)氧乙烷含量為每當量醇或酚至少約為35摩爾，HLB值大于約18，醇或酚的當量重量約為140至250。
44.如權(quán)利要求33所述的聚氨酯泡沫材料或彈性體，其特征在于，以所述異氰酸酯-活性組分的重量為基準計，所述異氰酸酯-活性組分包含至少約3重量％的非離子乳化劑。
45.如權(quán)利要求33所述的聚氨酯泡沫材料或彈性體，其特征在于，以所述異氰酸酯-活性組分的重量為基準計，所述異氰酸酯-活性組分包含至少約0.3重量％的一種或多種聚硅氧烷表面活性劑。
46.如權(quán)利要求33所述的聚氨酯泡沫材料或彈性體，其特征在于，所述異氰酸酯-活性組分具有至少約7天的儲存穩(wěn)定性。
47.如權(quán)利要求33所述的聚氨酯泡沫材料或彈性體，其特征在于，所述異氰酸酯-活性組分在約10℃至40℃的溫度下穩(wěn)定儲存至少約3天。
48.如權(quán)利要求33所述的聚氨酯泡沫材料或彈性體，其特征在于，所述異氰酸酯-活性組分在約15℃至35℃的溫度下穩(wěn)定儲存至少約3天。
全文摘要
本發(fā)明提供一種異氰酸酯－活性組分，該組分含有以異氰酸酯－活性組分的重量為基準計，至少10重量％的植物油基多元醇；一種非離子乳化劑，其包含脂族醇乙氧基化物和脂族酚乙氧基化物中的一種，其中聚合的環(huán)氧乙烷含量為每當量醇或酚至少約25摩爾，HLB值大于17；一種或多種非植物油基多元醇；一種或多種聚硅氧烷表面活性劑；和任選的水或其它發(fā)泡劑、催化劑、顏料和填料；其中異氰酸酯－活性組分能夠在－10℃至60℃的溫度穩(wěn)定儲存至少三天。本發(fā)明的異氰酸酯－活性組分能夠在正常的運輸和儲存溫度下運輸和儲存，仍然得到日?？山邮艿呐菽牧?，從而有助于滿足聚氨酯泡沫材料和彈性體生產(chǎn)者對“綠色”材料的要求。
文檔編號C08G18/48GK101054433SQ200710097149
公開日2007年10月17日 申請日期2007年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月11日
發(fā)明者B·L·尼爾, M·N·摩爾, S·L·哈格, R·A·卡特 申請人:拜爾材料科學有限公司