具有低導熱性和良好的熱穩定性的pu硬質泡沫的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種聚氨酯泡沫，其可通過使作為組分(A)的至少一種聚醚多元醇、作為組分(B)的基于至少一種胺的至少一種聚醚多元醇、作為組分(C)的至少一種聚酯多元醇和作為組分(D)的至少一種聚異氰酸酯，在至少一種選自具有1至20個碳原子的羧酸鹽的催化劑、作為組分(E)的含胺化合物及其混合物和作為組分(F)的至少一種發泡劑存在下反應而獲得，其中OCN基團與OH基團的比例(ISO指數)為140至180。此外，本發明涉及制備該聚氨酯泡沫的方法，涉及其用于絕緣、特別是用于管絕緣的用途，以及涉及包含本發明聚氨酯泡沫的絕緣管。
【專利說明】具有低導熱性和良好的熱穩定性的PU硬質泡沬
[0001]本發明涉及一種聚氨酯泡沫，其通過使作為組分(A)的至少一種聚醚多元醇、作為組分(B)的基于至少一種胺的至少一種聚醚多元醇、作為組分(C)的至少一種聚酯多元醇和作為組分(D)的至少一種聚異氰酸酯，在至少一種選自具有I至20個碳原子的羧酸鹽的催化劑、作為組分(E)的含胺化合物及其混合物和作為組分(F)的至少一種發泡劑存在下反應獲得，其中OCN基團與OH基團的比例(ISO指數)為140至180。本發明還涉及制備所述聚氨酯泡沫的方法，其用于絕緣，特別是用于管絕緣的用途，以及包括本發明聚氨酯泡沫的絕緣管。
[0002]可以用于管絕緣的聚氨酯泡沫是現有技術所已知的。
[0003]US 2006/0052467公開了適于用合適的聚異氰酸酯加工以得到泡沫的多元醇組合物。
[0004]DE 10 2004 001 317 Al公開了用于管絕緣的聚氨酯泡沫。這些聚氨酯泡沫可以由異氰酸酯組分(a)與多元醇混合物(b)反應而獲得，其中多元醇混合物包含羥基值大于70mg KOH/g且粘度小于3000mPa*s (在20°C下，根據DIN 53019測定)的多元醇。該文件一般性地公開了具有至少兩個對異氰酸酯具有反應活性的基團的化合物可以作為多元醇。實施例為具有OH基團、SH基團和/或NH2基團的化合物。
[0005]EP I 288 239 Al公開了制備固體氨基甲酸乙酯-多異氰脲酸酯泡沫的方法。所述泡沫包括多種多元醇聚醚。
[0006]WO 98/37116同樣公開了通過聚異氰酸酯組分與多元醇組分混合物反應制備固體聚氨酯泡沫的方法。根據該文件，聚異氰酸酯組分是聚亞甲基聚苯基聚異氰酸酯化合物或其衍生物。多元醇組分的混合物包括通過使烯化氧連接至脂族胺獲得的多元醇和通過使烯化氧連接至芳族胺獲得的芳族聚醚多元醇。
[0007]US 2003/0134923A1 同樣公開了包括有機聚異氰酸酯與聚酯多元醇的反應產物的聚氨酯泡沫。
[0008]WO 2005/090432A1公開了通過有機聚異氰酸酯組合物與對異氰酸酯基團具有反應活性的混合物反應制備異氰酸酯指數為Iio至120的固體聚氨酯泡沫的方法。除聚酯多元醇外，基于芳族胺的聚醚醇也可以存在于所述反應混合物中。
[0009]EP I 735 365 BI公開了聚氨酯及其制備方法。為此，有機聚異氰酸酯組合物與對異氰酸酯基團具有反應活性并且包含例如聚醚多元醇或聚酯多元醇多元醇的組合物反應。
[0010]WO 00/63276A1公開了用于制備硬質聚氨酯泡沫的多元醇混合物。該混合物包括烯化氧加成至芳族二胺或多胺的加成產物。聚酯多元醇多元醇還可以作為對異氰酸酯基團具有反應活性的化合物而存在。
[0011]現有技術已知的聚氨酯泡沫就導熱性及其熱性能而言仍需要改進。特別地，現有技術的聚氨酯泡沫的導熱性可降低，同時不損害其熱穩定性。
[0012]鑒于現有技術，因此本發明的一個目的在于提供就導熱性和熱穩定性而言具有特別平衡且因而有利的特性分布的聚氨酯泡沫。由于本發明的聚氨酯泡沫將用作例如絕緣材料，特別是作為絕緣管，因此，應當提供具有特別低的導熱性的聚氨酯泡沫。除低的導熱性外，本發明的聚氨酯泡沫應當具有良好的熱穩定性。
[0013]根據本發明，這些目的通過可由以下物質反應得到的聚氨酯泡沫而實現:
[0014](A)作為組分(A)的至少一種聚醚多元醇，
[0015](B)作為組分(B)的基于至少一種胺的至少一種聚醚多元醇，
[0016](C)作為組分(C)的至少一種聚酯多元醇，和
[0017](D)作為組分(D)的至少一種聚異氰酸酯
[0018]在至少一種選自具有I至20個碳原子的羧酸鹽的催化劑、作為組分(E)的含胺化合物及其混合物以及作為組分(F)的至少一種發泡劑存在下反應，其中OCN基團與OH基團的比例(ISO指數)為140至180。
[0019]此外，所述目的通過用于制備本發明聚氨酯泡沫的方法實現，所述方法至少包括以下步驟:
[0020](I)使組分(A)、⑶、(C)、⑶、(E)和(F)接觸以得到反應產物并且
[0021](II)使步驟(I)中獲得的反應產物發泡。
[0022]所述目的還通過本發明聚氨酯泡沫用于絕緣的用途實現，以及通過包含本發明聚氨酯泡沫的絕緣管實現。
[0023]以下詳細記載了本發明聚氨酯泡沫的各個組分:
[0024]組分 ⑷:
[0025]至少一種聚醚多元醇作為組分(A)存在于本發明的聚氨酯泡沫中。為本發明的目的，本領域技術人員所已知的所有聚醚多元醇通常均適于作為組分(A)。
[0026]優選使用基于至少一種多元醇的聚醚多元醇作為組分(A)。
[0027]根據本發明，優選將具有至少兩個對異氰酸酯具有反應活性的氫原子的聚醚多元醇、優選具有的OH值范圍為100至1200mg KOH/g的聚醚多元醇用作組分(A)。
[0028]優選使用的聚醚多元醇的官能度范圍為例如2至8，特別是3至8。
[0029]優選用作組分(A)的聚醚多元醇通過本領域技術人員所已知的方法制備，例如通過烯化氧在催化劑、優選堿金屬氫氧化物存在下的陰離子聚合制備。
[0030]作為烯化氧，通常使用環氧乙烷和/或環氧丙烷，優選純的1，2-環氧丙烷。
[0031]使用的起始分子特別是在分子中具有至少2個，優選3至8個羥基的化合物。
[0032]作為在分子中具有至少2個、優選3至8個羥基的起始分子，優選使用三羥甲基丙烷；丙三醇；季戊四醇；糖化合物，如葡萄糖、山梨糖醇、甘露醇和蔗糖；多元酚；酚醛樹脂，如苯酚與甲醛的低聚縮合產物，和苯酚、甲醛和二鏈烷醇胺以及三聚氰胺的Mannich縮合物。
[0033]因此，本發明優選提供本發明的聚氨酯泡沫，其中至少一種聚醚多元醇(組分(A))基于至少一種選自以下的化合物:三羥甲基丙烷；丙三醇；季戊四醇；糖化合物，如葡萄糖、山梨糖醇、甘露醇和蔗糖；多元酚；酚醛樹脂，如苯酚與甲醛的低聚縮合產物，以及苯酚、甲醛和二鏈烷醇胺以及三聚氰胺的Mannich縮合物；以及其混合物。
[0034]用作組分(A)的聚醚多元醇的官能度優選為3至8。此外，用作組分(A)的聚醚多元醇的羥基值優選為IOOmg KOH/g至1200mg KOH/g并且特別是240mg KOH/g至570mgK0H/gο
[0035]在一個優選的實施方案中，在例如使用的起始分子和/或烯化氧方面不同的2、3、4或5種聚醚多元醇的混合物用作組分(A)。
[0036]例如，包含作為組分(al)的基于多糖的至少一種聚醚多元醇的混合物用作組分(A)。多糖優選為蔗糖。
[0037]在一個優選的實施方案中，用作組分(al)的聚醚多元醇不是僅基于至少一種多糖，而是取而代之地將例如選自季戊四醇和/或二甘醇的多種多元醇用作基礎物質。
[0038]用作組分(al)的聚醚多元醇的OH值為例如100至700mg KOH/g，優選200至600mgKOH/g，特別優選300至500mg KOH/g，非常特別優選350至450mg KOH/g。
[0039]在另一個優選的實施方案中，用作組分(al)的聚醚多元醇的平均官能度為例如2至6，優選3至5，特別優選3.5至4.5。
[0040]在優選用作組分(A)的聚醚多元醇的混合物中，優選存在基于至少一種單糖的其他聚醚多元醇(a2)。
[0041]組分(a2)所基于的單糖為例如山梨糖醇。
[0042]用作組分(a2)的聚醚多元醇的OH值為例如200至800mg KOH/g，優選300至700mgK0H/g，特別優選為400至600mg K0H/g，非常特別優選為450至550mg K0H/g。
[0043]在另一個優選的實施方案中，用作組分(a2)的聚醚多元醇的平均官能度為例如3至7，優選4至6，特別優選4.5至5.5。
[0044]作為其他聚醚多元醇，其存在于優選用作組分(A)的聚醚多元醇的混合物中，基于至少一種至少二元的醇的至少一種聚醚多元醇優選在混合物中作為組分(a3)而存在。
[0045]在組分(a3)中存在的至少二元的醇可以為二元、三元、四元或五元的，即其每個分子可以包括兩個、三個、 四個或五個羥基。
[0046]在組分(a3)中存在的特別優選的至少二元的醇為例如丙三醇。
[0047]在另一個優選的實施方案中，用作組分(a3)的聚醚多元醇的OH值為例如500至IlOOmg ΚΟΗ/g，優選 600 至 IOOOmg ΚΟΗ/g，特別優選為 700 至 900mg K0H/g。
[0048]在另一個優選的實施方案中，用作組分(a3)的聚醚多元醇的平均官能度為例如I至5，優選2至4，特別優選2.5至3.5。
[0049]在一個特別優選的實施方案中，包括基于多糖的至少一種聚醚多元醇(al)、基于單糖的至少一種聚醚多元醇(a2)和基于至少一種至少二元的醇的至少一種聚醚多元醇(a3)的混合物用作本發明聚氨酯泡沫中的組分(A)。
[0050]因此，本發明優選提供包括基于多糖的至少一種聚醚多元醇(al)、基于單糖的至少一種聚醚多元醇(a2)和基于至少一種至少二元的醇的至少一種聚醚多元醇(a3)的混合物用作組分(A)的本發明的聚氨酯泡沫。
[0051]在本發明聚氨酯泡沫中，組分(K)通常以10至60重量％、優選20至50重量％、特別優選25至45重量％的量存在，每種情況下均基于組分(A)、(B)、(C)和(E)的總和計。如果多種聚醚多元醇的混合物用作組分(A)，則所具體指定的量基于該混合物計。
[0052]根據本發明，組分㈧、⑶、(C)和(E)的總和總是100重量％。
[0053]組分⑶:
[0054]基于至少一種胺的至少一種聚醚多元醇作為組分(B)存在于本發明的聚氨酯泡沫中。為本發明的目的，滿足所具體指定的條件的所有聚醚多元醇通常適于作為組分(B)。
[0055]存在于組分⑶中的胺為，例如選自分子中具有至少兩個伯氨基的胺，優選使用芳族二胺和/或多胺，例如苯二胺、2，3-甲苯二胺、2，4-甲苯二胺、3，4-甲苯二胺和2，6-甲苯二胺或4，4’ - 二氨基二苯甲烷、2，4’ - 二氨基二苯甲烷和2，2’ - 二氨基二苯甲烷，以及脂族二胺和多胺，例如乙二胺。
[0056]甲苯二胺(TDA)優選用作組分(B)的起始分子，能夠使用提及的異構體的一種或提及的異構體的混合物。
[0057]因此，本發明優選提供組分⑶中的至少一種胺為甲苯二胺(TDA)的本發明聚氨酯泡沫。
[0058]本發明聚氨酯泡沫的組分(B)例如通過烯化氧與上述胺反應而獲得，所述烯化氧例如選自四氫呋喃、環氧乙烷、環氧丙烷、1，2-環氧丁烷或2，3-環氧丁烷、氧化苯乙烯及其混合物，優選環氧乙烷和環氧丙烷的混合物。該反應的反應條件本身是本領域技術人員所已知的。
[0059]在另一個優選的實施方案中，用作組分(B)的聚醚多元醇的OH值為例如100至700mg KOH/g,優選200至600mg KOH/g,特別優選300至500mg KOH/g,非常特別優選350至 450mg KOH/g。
[0060]在另一個優選的實施方案中，用作組分(B)的聚醚多元醇的平均官能度為例如I至6，優選2至5，特別優選3至4.5。
[0061]組分⑶在本發明聚氨酯泡沫中通常以10至50重量％、優選20至40重量％、特別優選25至35重量％的量存在，每種情況下均基于組分(A)、(B)、(C)和(E)的總量計。
[0062]組分(C): [0063]至少一種聚酯多元醇在本發明的聚氨酯泡沫中作為組分(C)而存在。
[0064]用作組分(C)的聚酯多元醇優選通過具有2至12個碳原子、優選具有2至6個碳原子的多官能醇(優選為二醇)與具有2至12個碳原子的多官能羧酸縮合制備，所述多官能醇例如乙二醇、二甘醇、丁二醇、三羥甲基丙烷、丙三醇或季戊四醇，所述多官能羧酸例如琥珀酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、癸烷二羧酸、馬來酸、富馬酸并且優選鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、回收的聚對苯二甲酸乙二醇酯和萘二羧酸或其酸酐的異構體。
[0065]特別優選為聚酯多元醇，其由鄰苯二甲酸酐和/或對苯二甲酸和/或回收的聚對苯二甲酸乙二醇酯制備。作為制備聚酯的其他原料，還可以同時使用疏水材料。疏水材料是包括非極性有機基團以及還具有至少一個選自羥基、羧酸、羧酸酯及其混合物的反應活性基團的水不溶性材料。疏水材料的當量范圍為130至lOOOg/mol。例如，可以使用脂肪酸如硬脂酸、油酸、棕櫚酸、月桂酸或亞油酸，以及脂肪和油類，如蓖麻油、玉米油、向日葵油、椰子油、橄欖油或妥爾油。如果聚酯包括疏水材料，則基于聚酯醇的全部單體含量計的疏水材料的比例優選為I至30mol%，特別優選為4至15mol%。
[0066]在特別優選的實施方案中，由鄰苯二甲酸酐、二甘醇和油酸制備的聚酯多元醇作為組分(C)而存在。
[0067]根據本發明用作組分(C)的聚酯多元醇的官能度通常為1.5至8，優選1.5至5，特別優選1.5至3。
[0068]根據本發明用作組分(C)的聚酯多元醇的羥基值通常為100mgK0H/g至850mgK0H/g，優選 IOOmg ΚΟΗ/g 至 400mg ΚΟΗ/g 并且特別是 150mg ΚΟΗ/g 至 300mg K0H/g。[0069]本發明聚氨酯泡沫中組分(C)通常以10至50重量％、優選20至40重量％、特別優選25至35重量％的量存在，每種情況下均基于組分(A)、(B)、(C)和(E)的總量計。
[0070]組分⑶:
[0071]至少一種聚異氰酸酯作為組分(D)存在于本發明的聚氨酯泡沫中。為本發明的目的，常規的脂族、脂環族以及特別是芳族二異氰酸酯和/或聚異氰酸酯均可以用作聚異氰酸酯。
[0072]可以提及的具體實例為甲代亞苯基2，4_ 二異氰酸酯(TDI)和甲代亞苯基2，6_ 二異氰酸酯(TDI)以及相應的異構體混合物；二苯基甲烷4，4’-二異氰酸酯(MDI)、二苯基甲烷2，4’ -二異氰酸酯(MDI)和二苯基甲烷2，2’ -二異氰酸酯(MDI)以及相應的異構體混合物；二苯基甲烷4，4’ - 二異氰酸酯和二苯基甲烷2，4’ - 二異氰酸酯的混合物；聚苯基聚亞甲基聚異氰酸酯；二苯基甲烷4，4’ - 二異氰酸酯、二苯基甲烷2，4’ - 二異氰酸酯和二苯基甲烷2，2’ - 二異氰酸酯以及聚亞苯基聚亞甲基聚異氰酸酯(粗MDI)的混合物；以及粗MDI和甲代亞苯基二異氰酸酯的混合物。有機二異氰酸酯和多異氰酸酯可以單獨使用或以混合物形式使用。
[0073]通常還使用改性多官能異氰酸酯，即通過有機二異氰酸酯和/或聚異氰酸酯的化學反應獲得的產物。可以提及的實例為二異氰酸酯和/或包括異氰脲酸酯和/或氨基甲酸乙酯基團的聚異氰酸酯。改性聚異氰酸酯可以任選地彼此混合或與未改性的有機聚異氰酸酯如二苯基甲烷2，4’ - 二異氰酸酯、二苯基甲烷4，4’ - 二異氰酸酯、粗MD1、甲代亞苯基2，
4-二異氰酸酯和/或 甲代亞苯基2，6_ 二異氰酸酯混合。
[0074]此外，還可以使用多官能異氰酸酯與多羥基多元醇的反應產物以及其與其他二異氰酸酯和聚異氰酸酯的混合物。
[0075]現已發現，NCO含量為29至33重量％的粗MDI特別適于用作有機聚異氰酸酯。
[0076]在一個優選的實施方案中，選擇聚異氰酸酯以使其根據DIN 53019在20°C下測量的粘度小于IOOOmPas,優選為100至IOOOmPas,特別優選為120至lOOOmPas。
[0077]在另一個優選的實施方案中，用作組分⑶的聚異氰酸酯的平均官能度為I至6，優選2至4，特別優選2.5至3.5。
[0078]在一個特別優選的實施方案中，具有較高官能度的低聚物和異構體(粗MDI)的二苯基甲烷1，4' -二異氰酸酯的混合物作為組分(D)而存在，所述混合物的NCO含量為20至40質量％，優選25至35質量％，例如31.5質量％，并且平均官能度為2至4，優選2.5至3.5，例如約2.7。
[0079]本發明聚氨酯泡沫中組分⑶通常以100至250重量％、優選160至200重量％、特別優選170至190重量％的量存在，每種情況下均基于組分(A)、(B)、(C)和(E)的總量計。
[0080]組分(E):
[0081]本發明的聚氨酯泡沫通過上述組分(A)、(B)、(C)和(D)在至少一種選自具有I至20個碳原子的羧酸鹽的催化劑、作為組分(E)的含胺化合物及其混合物存在下反應而獲得。
[0082]作為催化劑提及的化合物本身是本領域技術人員所已知的并且是市售可得的。
[0083]在本發明聚氨酯泡沫的一個實施方案中，優選催化交聯反應以形成脲基甲酸酯、縮二脲或催化三聚反應以形成異氰脲酸酯的具有I至20個碳原子的羧酸鹽作為制備泡沫的催化劑。
[0084]合適的鹽的實例為相應羧酸的金屬鹽，特別是銨鹽；堿金屬鹽，例如Li鹽、Na鹽、K鹽、Rb鹽或Cs鹽；或堿土金屬鹽，例如Be鹽、Mg鹽、Ca鹽、Sr鹽或Ba鹽。優選使用具有I至20個碳原子的直鏈或支鏈、取代或未取代，飽和或不飽和、脂族或芳族羧酸的鹽，所述羧酸例如選自甲酸、乙酸、辛酸、酒石酸、檸檬酸、油酸、硬脂酸、蓖麻油酸及其混合物，或具有6至20個碳原子的取代或未取代芳族羧酸，例如選自苯甲酸、水楊酸及其混合物。合適的取代基為，例如羥基和/或氣基。
[0085]該實施方案的特別優選的催化劑選自甲酸鉀、乙酸鉀、辛酸鉀、辛酸銨、2-羥基-N，N, N-三甲基-1-丙烷甲酸銨、三甲基羥基丙基甲酸銨及其混合物。
[0086]在本發明的另一實施方案中，可以使用同樣催化反應以形成脲基甲酸酯、縮二脲或催化三聚反應以形成異氰脲酸酯的含胺化合物作為催化劑。本發明優選的含胺化合物例如選自N，N’，N”-三(二甲基氨基丙基)六氫三嗪(CAS 15875-13-5)、三-3-二甲基氨基丙基胺、五甲基二乙三胺、五甲基二丙三胺、三甲基氨基乙基乙醇胺、二甲基氨基乙氧基乙醇、2，4，6_三(二甲基氨基乙基)酚及其混合物。
[0087]在該實施方案中，特別優選為N，N’，N”-三(二甲基氨基丙基)六氫三嗪。
[0088]因此，本發明特別優選提供本發明的聚氨酯泡沫，其中用作組分(E)的至少一種催化劑選自甲酸鉀、乙酸鉀、辛酸鉀、辛酸銨、2-羥基-N，N，N-三甲基-1-丙烷甲酸銨、三甲基羥丙基甲酸銨、N，N’，N”_三(二甲基氨基丙基)六氫三嗪、三-3-二甲基氨基丙胺、五甲基二乙三胺、五甲基二丙三胺、三甲基氨基乙基乙醇胺、二甲基氨基乙氧基乙醇、2，4，6_三(二甲基氨基乙基)苯酚及其混合物。
[0089]根據本發明，除上述催化劑(組分(E))外，還可以另外使用大大加速異氰酸酯基團與對異氰酸酯基團具有反 應活性的基團的反應的其他催化劑。該催化劑為，例如強堿性胺，如脂族叔胺、咪唑、脒和烷醇胺。
[0090]本發明聚氨酯泡沫中組分(E)通常以0.1至5重量％、優選0.2至3重量％、特別優選0.3至2重量％的量存在，每種情況下均基于組分(A)、(B)、(C)和(E)的總量計。如果使用催化劑的混合物，則以所具體指定的量用于該混合物。
[0091]對于本發明目的而言重要的是，本發明的聚氨酯泡沫在具體指定的催化劑存在下制備。通過此方法以及通過特定組分(A)、(B)、(C)和(D)配合特定的ISO指數進行相互作用而實現了低導熱性與良好熱穩定性的特別有利的結合。
[0092]組分(F):
[0093]根據本發明，本領域技術人員已知的發泡劑——例如水和/或羧酸，特別是與異氰酸酯基團反應以消除二氧化碳的甲酸——通常可用作發泡劑(組分(F))。還可以與水結合使用物理發泡劑或者使用物理發泡劑代替水。所述物理發泡劑為對起始組分為惰性并且在室溫下通常為液體且在氨基甲酸乙酯反應的條件下汽化的化合物。這些化合物的沸點優選低于50°C。物理發泡劑還包括在室溫下為氣態并且在壓力下引入至起始組分或溶解于其中的化合物，例如二氧化碳、低沸點烷烴和氟代烷烴。所述化合物通常選自具有至少4個碳原子的烷烴和/或環烷烴、二烷基醚、酯、酮、縮醛、具有I至8個碳原子的氟代烷烴，和在烷基鏈中具有I至3個碳原子的四烷基硅烷，特別是四甲基硅烷。可以提及的實例為丙烷、正丁烷、異丁烷和環丁烷、正戊烷、異戊烷和環戊烷、環己烷、二甲醚、甲基乙基醚、甲基丁基醚、甲酸甲酯、丙酮，以及可以在對流層中降解并因此不危害臭氧層的氟代烷烴，例如三氟甲烷、二氟甲烷、1,1,1,3，3-五氟丁烷、1，1，1，3，3-五氟丙烷、1，1，1，2-四氟乙烷、二氟乙烷和七氟丙烷。提及的物理發泡劑可以單獨使用或彼此任意結合使用。
[0094]本發明聚氨酯泡沫中組分(F)通常以2至25重量％、優選10至20重量％的量存在，每種情況下均基于組分(A)、(B)、(C)和(E)的總量計。
[0095]除上述組分外，本發明聚氨酯泡沫可以任選地包含本領域技術人員本身已知的其他添加劑，例如交聯劑。根據本發明，交聯劑為分子量為60至400g/mol并且具有至少3個對異氰酸酯具有反應活性的氫原子的化合物。該化合物的實例為丙三醇。
[0096]交聯劑通常使以I至10重量％、優選2至6重量％的量使用，基于組分㈧、⑶、(C)和(E)的總量計。在另一個實施方案中，本發明的聚氨酯泡沫可以包含至少一種擴鏈劑。為本發明的目的，擴鏈劑為分子量為60至400g/mol并且具有2個對異氰酸酯具有反應活性的氫原子的化合物。該化合物的實例為丁二醇、二甘醇、二丙甘醇和乙二醇。
[0097]擴鏈劑通常以2至20重量％的量使用，基于組分㈧、⑶、(C)和(E)的總量計。
[0098]交聯劑和擴鏈劑可以單獨使用或結合使用。
[0099]其他添加劑為，例如選自表面活性物質、穩定劑例如泡沫穩定劑、單元調節劑、填料、染料、顏料、阻燃劑、抗靜電劑、水解抑制劑、真菌抑制物質和細菌抑制物質，及其混合物。
[0100]合適的阻燃劑通常為由現有技術已知的阻燃劑，例如溴化醚(Ixol);溴化醇，如二溴新戊醇、三溴新戊醇和PHT-4-二醇；以及氯代磷酸酯，如三(2-氯乙基)磷酸酯、三(2-氯異丙基)磷酸酯(TCPP)、三(1，3-二氯異丙基)磷酸酯、三(2，3-二溴丙基)磷酸酯和四(2-氯乙基)亞乙基二磷酸酯。
[0101]作為其他不含鹵素的液體阻燃劑，可以使用乙基磷酸二乙酯(DEEP)、磷酸三乙酯(TEP)、丙基磷酸二甲酯(DMPP)、甲苯基磷酸二苯基酯(DPC)和其他不含鹵素的液體阻燃劑。
[0102]為本發明的目的，阻燃劑以O至65重量％、優選O至60重量％、更優選O至50重量％的量使用，基于組分(A)、(B)、(C)和(E)的總量計。根據本發明，如果存在阻燃劑，則這些阻燃劑以2至65重量％、優選5至60重量％、更優選5至50重量％的量使用，基于組分㈧、⑶、(C)和(E)的總量計。
[0103]對于本發明目的而言還重要的是，在用于制備本發明聚氨酯泡沫的反應混合物中OCN基團與OH基團的比例(稱為ISO指數)為140至180，優選145至165，特別優選150至160。與對本發明重要的其他具體指定的特征結合的該特定ISO指數使得能夠得到低導熱性與熱穩定性特別有利地結合的聚氨酯泡沫。
[0104]本發明還提供制備本發明聚氨酯泡沫的方法，所述方法至少包括以下步驟:
[0105](I)使組分(A)、(B)、(C)、(D)、(E)和(F)接觸以得到反應產物并且
[0106](II)使步驟(I)中獲得的反應產物發泡。
[0107]對本領域技術人員而言，制備聚氨酯泡沫的方法是本領域技術人員本身已知的。例如，本發明的聚氨酯泡沫可以通過預聚物方法分批地或連續地制備或優選借助于已知的混合設備通過一步法(步驟(I)和(II))制備。[0108]現已發現特別有利的是，使用雙組分法并且使步驟(I)中形成性組分(A)、(B)、(C)、(E)和(F)混合以得到多元醇組分，在步驟(II)中使多元醇組分與聚異氰酸酯(D)反應并且使該混合物發泡。聚氨酯泡沫的制備方及其在復合元件中用作覆蓋層或優選用作芯層的用途及其作為冷卻和加熱技術中的絕緣層的用途的概要已公開于例如 Kunststoffhandbuch, volume 7 “Polyurethane”，edited by Giinter Oertel,Carl-Hanser-Verlag Munich,1st edition,1966,2nd edition,1983 and 3rd edition,1993的相應的章節中。
[0109]此外，本發明還包括本發明的聚氨酯泡沫用于絕緣的用途，特別是用于管絕緣的用途。
[0110]本發明的聚氨酯泡沫優選用于管的絕緣,例如區域供熱管(district heatingpipe)的絕緣。
[0111]在一個優選的實施方案中，本發明的聚氨酯體系用于根據DIN EN 253的鋪設于地下的區域供熱網絡的絕緣復合套管的絕緣。
[0112]本發明還提供包含本發明聚氨酯泡沫的絕緣管。本發明的絕緣管例如由以下制成:
[0113]i)用于介質的管，
[0114]ii)包含本發明聚氨酯泡沫的絕緣材料層，和
[0115]iii)外管。
[0116]用于介質的管(i) 通常為外徑為I至120cm、優選4至IlOcm并且長度為I至24米、優選6至16米的鋼管。
[0117]包含本發明聚氨酯泡沫的絕緣材料層(ii)置于用于介質的管的外部。該層厚度通常為I至IOcm,優選2至5cm。
[0118]在一個優選的實施方案中，絕緣材料層的總堆積密度小于90kg/m3，優選為70至87kg/m3。為本發明的目的，總堆積密度是沿管橫截面和管長度方向的堆積密度分布。
[0119]在另一個優選的實施方案中，包含本發明聚氨酯泡沫的絕緣材料層(ii)的根據EN ISO 8497測量的導熱性系數低于27mW/mK，優選為22至26.9mW/mK。
[0120]外管(iii)圍繞絕緣材料層并且通常包括塑料例如聚乙烯，并且厚度通常為I至30_。外管的內徑通常為6至140cm,優選10至120cm。
[0121]外管(iii)可以任選地包括在擠出操作中結合的多個層。其實例為在聚氨酯泡沫與PE套管之間引入的多層膜，所述膜包括至少一層金屬層以提高阻隔作用。合適的該類外管記載于EP-A-960 723。
[0122]在一個特別優選的實施方案中，所述絕緣管為用于鋪設于地下的區域供暖網絡的絕緣復合套管，該管符合DIN EN 253的要求。
實施例
[0123]通過以下實施例闡明本發明。
[0124]配方1-2是本發明的配方，3-5是對比配方。
【權利要求】
1.一種聚氨酯泡沫，所述聚氨酯泡沫可以通過以下物質反應獲得: (A)作為組分(A)的至少一種聚醚多元醇， (B)作為組分(B)的基于至少一種胺的至少一種聚醚多元醇， (C)作為組分(C)的至少一種聚酯多元醇，和 (D)作為組分(D)的至少一種聚異氰酸酯， 在至少一種選自具有I至20個碳原子的羧酸鹽的催化劑、作為組分(E)的含胺化合物及其混合物以及作為組分(F)的至少一種發泡劑存在下反應，其中OCN基團與OH基團的比例(ISO指數)為140至180。
2.權利要求1的聚氨酯泡沫，其中至少一種聚醚多元醇(組分(A))基于至少一種選自以下的化合物:三羥甲基丙烷；丙三醇；季戊四醇；糖化合物，如葡萄糖、山梨糖醇、甘露醇和蔗糖；多元酚；酚醛樹脂，如苯酚與甲醛的低聚縮合產物，以及苯酚、甲醛和二鏈烷醇胺以及三聚氰胺的Mannich縮合物；及其混合物。
3.權利要求1或2的聚氨酯泡沫，其中組分(B)中的至少一種胺為甲苯二胺(TDA)。
4.權利要求1至3中任一項的聚氨酯泡沫，其中，包含基于多糖的至少一種聚醚多元醇(al)、基于單糖的至少一種聚醚多元醇(a2)和基于至少一種至少二元的醇的至少一種聚醚多元醇(a3)的混合物用作組分(A)。
5.制備權利要求1至4中任一項的聚氨酯泡沫的方法，所述方法至少包括以下步驟: (I)使組分㈧、⑶、(C)、⑶、(E)和(F)接觸以得到反應產物并且 (II)使步驟(I)中獲得的反應產物發泡。
6.權利要求1至4中任一項的聚氨酯泡沫用于絕緣的用途。
7.權利要求6的用途，其中所述絕緣是管絕緣。
8.包含權利要求1至4中任一項的聚氨酯泡沫的絕緣管。
【文檔編號】C08G18/40GK103459450SQ201280014905
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年3月21日 優先權日:2011年3月22日
【發明者】G·托馬西, C·格萊瑟-施密茨, L·溫德勒, C·埃勒西克, G·坎普夫 申請人:巴斯夫歐洲公司