专利名称：储存稳定的含有植物油基多元醇的异氰酸酯－活性组分的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及可用于制备聚氨酯泡沫材料和弹性体的储存稳定的组合物，更具体涉及储存稳定的含有植物油基多元醇的异氰酸酯-活性组分。
背景技术：
聚氨酯泡沫材料和弹性体已经被广泛用于许多工业和消费应用中。这种普及归因于聚氨酯的各种机械性能和较易制造的性质。例如，汽车包括许多聚氨酯部件，诸如座位、头靠、仪表板和其它驾驶室内部零件。聚氨酯泡沫材料传统上分为软质泡沫材料、半硬质泡沫材料或硬质泡沫材料；软质泡沫材料通常比硬质泡沫材料更柔软、不那么致密、更易于弯曲以及更能在承受负荷以后发生结构回弹。
聚氨酯泡沫材料的制备方法是本领域技术人员所熟知的。聚氨酯是通过NCO基与羟基的反应形成的。最常规的生产聚氨酯的方法是通过多元醇与异氰酸酯的反应来进行，所述反应形成主链氨基甲酸酯基。根据需要，聚氨酯配方中还可以包括交联剂、发泡剂、催化剂和其它添加剂。如本领域技术人员普遍理解的，属于聚氨酯类别的聚合物还可以包括其它成为聚合物主链一部分的异氰酸酯-活性物质的反应产物。由胺和异氰酸酯反应形成的脲基是最普通的例子，特别常见于水发泡的氨基甲酸酯泡沫材料中。
在生产聚氨酯泡沫材料和弹性体时广泛使用的方法是将大部分或全部异氰酸酯-活性反应物与配方中的添加剂混合在一起，然后将该异氰酸酯-活性组分储存起来，直到其容易与异氰酸酯混合得到泡沫材料或弹性体产物为止。特别有利的是由熟悉混合工艺的技术人员在装备精良的地方精确称量和混合异氰酸酯活性组分，以对其进行小心配制。
按重量计，多元醇通常是用于生产聚氨酯的主要成分，它通常来源于石化产品，一般衍生自环氧丙烷、环氧乙烷和各种起始剂如乙二醇、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产中最常用的多元醇。对于半硬质泡沫材料，一般使用分子量约为300至2000的聚酯多元醇或聚醚多元醇，而对于软质泡沫材料，通常使用的是分子量约为1000至10000的长链多元醇。可选择聚酯多元醇和聚醚多元醇，以使设计的特定的聚氨酯弹性体或泡沫材料最终具有所需的韧性、耐久性、密度、挠性、压缩应变率和模量以及硬度性能。一般来说，高分子量的多元醇和低官能度的多元醇倾向于生成比低分子量的多元醇和高官能度多元醇更软的泡沫材料。
但是，衍生自石油的组分如聚酯多元醇和聚醚多元醇具有若干缺点。使用此类聚酯或聚醚多元醇需要消耗石油，而石油是不可再生资源。而且，这类多元醇的生产需要投入大量的能量，因为用来制备多元醇的石油必须经过钻探、提炼，然后运送到精炼厂，石油在精炼厂被精炼、加工，生产出最终的多元醇。
随着消费大众越来越意识到这种制造链对环境造成的影响，消费者对“更绿色”的产品的需求将会不断增长。越来越多的公司所宣称的一个目标是使其一定百分比的产品基于可再生资源。优先选择基于可再生资源的产品开始出现在一些政府的法规政策中。这些因素以及不断上升的石油基产品的成本促使人们加紧开发基于各种来自植物油的泡沫产品和弹性体产品。为了有助于减少石油的消耗，同时又能满足消费者此类不断增长的需求，最好用更通用、可再生并且更环保的组分来部分或全部替代聚氨酯泡沫材料和弹性体生产中所用的衍生自石油的聚酯多元醇或聚醚多元醇。
本领域的工作人员已经做了一些尝试，以实现该目的。已经开发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。作为可再生、通用和环境友好的资源，大豆已经是并且将一直是用于塑料制造的理想成分。
但是，该方法的主要缺点是，当与其它聚氨酯配方组分混合时，衍生自植物油的多元醇往往会形成抵抗通过机械装置分散的不相容层。迄今为止，这种不稳定性阻碍了植物油基配剂在日常生产和运输/储存完全混合的树脂组分中的应用。应注意，在正常的运输、储存和用于生产聚氨酯和弹性体的过程中，这些混合的组分需承受低至-10℃和高至60℃的温度。
因此，本领域仍然需要储存稳定的含有植物油基多元醇的异氰酸酯-活性组分，该组分能够在正常的运输和储存温度下运输和储存数天、更优选至少一周、最优选达到一个月或一个月以上，仍然能得到日常可接受的泡沫材料，从而有助于满足聚氨酯泡沫材料和弹性体生产者对“更绿色”材料的需要。
发明内容
因此，本发明提供一种异氰酸酯-活性组分，该组分含有以异氰酸酯-活性组分的重量为基准计，至少10重量％的植物油基多元醇；一种非离子乳化剂，其包含脂族醇乙氧基化物和脂族酚乙氧基化物中的一种，其中聚合的环氧乙烷含量为每当量醇或酚至少约25摩尔，HLB值大于17；一种或多种非植物油基多元醇；一种或多种聚硅氧烷(silicone)表面活性剂；和任选的水或其它发泡剂、催化剂、颜料和填料；其中异氰酸酯-活性组分能够在-10℃至60℃的温度稳定储存至少三天。
通过以下对本发明的详细说明，本发明的这些优点和其它优点以及有利之处都将是显而易见的。
具体实施例方式
现在为了说明而非限制的目的，对本发明进行描述。除了在操作实施例中或另有说明以外，说明书中所有表示量、百分数、OH值、官能度等的数字应理解为在所有情况下都用词“约”进行修饰。除非另有说明，否则文中以道尔顿(Da)为单位给出的当量重量和分子量分别是数均当量重量和数均分子量。
本发明提供一种异氰酸酯-活性组分，该组分含有以异氰酸酯-活性组分的重量为基准计，至少10重量％的植物油基多元醇；一种非离子乳化剂，其包含脂族醇乙氧基化物和脂族酚乙氧基化物中的一种，其中聚合的环氧乙烷含量为每当量醇或酚至少25摩尔，HLB值大于17；一种或多种非植物油基多元醇；一种或多种聚硅氧烷表面活性剂；和任选的水或其它发泡剂、催化剂、颜料和填料；其中异氰酸酯-活性组分能够在-10℃至60℃的温度稳定储存至少三天。
本发明还提供一种生产异氰酸酯-活性组分的方法，该方法包括混合以下组分以异氰酸酯-活性组分的重量为基准计，至少10重量％的植物油基多元醇；一种非离子乳化剂，其含有脂族醇乙氧基化物和脂族酚乙氧基化物中的一种，其中聚合的环氧乙烷含量为每当量醇或酚至少25摩尔，HLB值大于17；一种或多种非植物油基多元醇；一种或多种聚硅氧烷表面活性剂；和任选的水或其它发泡剂、催化剂、颜料和填料；其中异氰酸酯-活性组分能够在-10℃至60℃的温度稳定储存至少三天。
本发明还提供一种聚氨酯泡沫或弹性体，所述聚氨酯泡沫材料或弹性体是至少一种多异氰酸酯和异氰酸酯-活性组分的反应产物，所述异氰酸酯-活性组分含有以异氰酸酯-活性组分的重量为基准计，至少10重量％的植物油基多元醇；一种非离子乳化剂，其含有脂族醇乙氧基化物和脂族酚乙氧基化物中的一种，其中聚合的环氧乙烷含量为每当量醇或酚至少25摩尔，HLB值大于17；一种或多种非植物油基多元醇；一种或多种聚硅氧烷表面活性剂；和任选的水或其它发泡剂、催化剂、颜料和填料；其中异氰酸酯-活性组分能够在-10℃至60℃的温度稳定储存至少三天。
在本发明中，植物油基多元醇部分地替代生产聚氨酯泡沫材料或弹性体中常用的异氰酸酯-活性组分中常出现的石油衍生多元醇，从而有助于满足聚氨酯弹性体和泡沫材料生产者对“绿色”组分的需要。植物油基多元醇的含量至少为10重量％，优选至少为30重量％，更优选至少为30重量％至40重量％，甚至超过40重量％，其中这些重量百分数是基于异氰酸酯-活性组分的重量。植物油基多元醇在本发明的异氰酸酯-活性组分中的含量可以在这些值的任意组合的范围内，包括所述的这些数值。
优选用于本发明异氰酸酯-活性组分的植物油基多元醇是豆油，但是本发明人实际上也考虑了任何经证实可用于本发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、亚麻籽油、棉籽油、桐油、棕榈油、罂粟籽油、玉米油、蓖麻油和花生油的多元醇。
尽管本发明的异氰酸酯-活性组分含有至少10重量％至40重量％或者更多的植物油基多元醇，它仍然是储存稳定的。文中所用的术语“储存稳定的”指在至少3天、优选至少7天、最优选至少30天内，异氰酸酯-活性组分不会或者几乎不会表现出任何分离，少量分离能够在略微搅拌下重新分散。文中所用的“不稳定性”是指在分离后，混合物不能通过搅拌达到均一化的情况。本发明的异氰酸酯-活性组分的一些配剂在长达4个月内保持储存稳定(表面有极少的油滴)。本发明的异氰酸酯-活性组分在“正常的运输和使用温度”下是储存稳定的，所述正常的运输和使用温度是指从最低-10℃至最高60℃，优选从10℃至40℃，最优选从15℃至35℃。
本发明的异氰酸酯-活性组分中包含的非离子乳化剂是脂族醇乙氧基化物或脂族酚乙氧基化物，其中聚合的环氧乙烷的含量为每当量醇或酚至少25摩尔，更优选为每当量至少30摩尔，最优选为每当量至少35摩尔。本发明的脂族醇或脂族酚的平均当量重量为90-300，更优选为140-250，最优选为180-230。本发明的异氰酸酯-活性组分包含的乳化剂的环氧乙烷含量和当量重量可以在这些数值的任意组合的范围内，包括这些数值。以异氰酸酯-活性组分的重量为基准计，非离子乳化剂在本发明的异氰酸酯-活性组分中的含量优选至少为3重量％。
文中所用的术语“HLB”指表面活性分子中油溶性部分和水溶性部分之间的平衡，表示为“亲水-亲油平衡”。油溶性更高的乳化剂表现出较低的HLB，水溶性更高的乳化剂则相反。关于HLB体系的更多信息见Kirk-OthmerEncyclopedia of Chemical Technology，第3版，第8卷(1979)，第900页。本发明的异氰酸酯-活性组分中包含的非离子乳化剂的HLB至少为17，更优选至少为17.5，最优选至少为18。本发明的异氰酸酯-活性组分中包含的乳化剂的HLB值可在这些数值的任意组合的范围内，包括这些数值。
本发明的异氰酸酯-活性组分还包含一种或多种非植物油基(即衍生自石化产品的)多元醇，诸如聚醚类、聚酯类、聚缩醛类、聚碳酸酯类、聚酯醚类、聚酯碳酸酯类、聚硫醚类、聚酰胺类、聚酯酰胺类、聚硅氧烷类、聚丁二烯类和聚丙酮类。非植物油基多元醇可通过本领域中已知的碱催化或双金属氰化物(DMC)催化来制备。聚醚多元醇和聚酯多元醇特别优选用于本发明的异氰酸酯-活性组分。
如本领域技术人员已知的，聚氨酯泡沫材料和弹性体是通过多异氰酸酯与异氰酸酯-活性组分(例如本发明所提供的那些)反应而形成的。合适的多异氰酸酯对本领域技术人员来说是已知的，包括未改性的异氰酸酯、改性的多异氰酸酯和异氰酸酯预聚物。这些有机多异氰酸酯包括脂族、脂环族、芳脂族、芳族多异氰酸酯，以及如W.Siefken在Justus Liebigs Annalen der Chemie，562，第75-136页中描述的一类杂环族多异氰酸酯。这些多异氰酸酯的例子包括那些用通式Q(NCO)n表示的多异氰酸酯，其中，n是2-5的数字、优选2-3，Q是含有2-18个、优选6-10个碳原子的脂族烃基；含有4-15个、优选5-10个碳原子的脂环族烃基；含有8-15个、优选8-13个碳原子的芳脂族烃基；或含有6-15个、优选6-13个碳原子的芳族烃基。
合适的异氰酸酯的例子包括1，2-乙二异氰酸酯；1，4-丁二异氰酸酯；1，6-己二异氰酸酯；1，12-十二烷二异氰酸酯；环丁烷-1，3-二异氰酸酯；环己烷-1，3-和-1，4-二异氰酸酯，以及这些异构体的混合物；1-异氰酸基-3，3，5-三甲基-5-异氰酸甲酯基环己烷(异佛尔酮二异氰酸酯，例如，German Auslegeschrift 1202785和美国专利3401190)；2，4-和2，6-六氢甲苯二异氰酸酯和这些异构体的混合物；二环己基甲烷-4，4’-二异氰酸酯(氢化的MDI或HMDI)；1，3-和1，4-苯二异氰酸酯；2，4-和2，6-甲苯二异氰酸酯和这些异构体的混合物(TDI)；二苯基甲烷-2，4’-和/或-4，4’-二异氰酸酯(MDI)；1，5-萘二异氰酸酯；三苯基甲烷-4，4’，4”-三异氰酸酯；可通过苯胺与甲醛缩合，然后再进行光气化反应得到的这类多苯基-多亚甲基-多异氰酸酯(粗MDI)，在例如GB 878430和GB 848671中有描述；降冰片烷二异氰酸酯，诸如美国专利3492330中所描述的；美国专利3454606中描述的这类间-和对-异氰酸基苯基磺酰基异氰酸酯；例如美国专利3227138中描述的这类全氯芳基多异氰酸酯；美国专利3152162中描述的这类含有碳二亚胺基的改性的多异氰酸酯；例如美国专利3394164和3644457中描述的这类含有氨基甲酸酯基的改性的多异氰酸酯；例如GB 994890、BE761616和NL7102524中描述的这类含有脲基甲酸酯基的改性的多异氰酸酯；例如美国专利3002973、German Patentschriften 1022789、1222067和1027394以及GermanOffenlegungsschriften 1919034和2004048中描述的这类含有异氰脲酸酯基的改性的多异氰酸酯；German Patentschrift 1230778中描述的这类含有脲基的改性的多异氰酸酯；例如German Patentschrift 1101394、美国专利3124605和3201372以及GB 889050中描述的这类含有缩二脲基的多异氰酸酯；例如美国专利3654106中描述的这类通过调聚反应得到的多异氰酸酯；例如GB 965474和GB 1072956、美国专利3567763和German Patentschrift 1231688中描述的这类含有酯基的多异氰酸酯；German Patentschrift 1072385中描述的上述异氰酸酯与缩醛的反应产物；以及美国专利3455883中描述的这类含有聚合脂肪酸基团的多异氰酸酯。也可以使用在异氰酸酯工业规模生产中所累积的含异氰酸酯的蒸馏残渣，所述含异氰酸酯的蒸馏残渣任选以上述一种或多种多异氰酸酯溶液的形式存在。本领域技术人员将会认识到也可以使用上述这些多异氰酸酯的混合物。
一般来说，优选使用容易得到的多异氰酸酯，诸如2，4-和2，6-甲苯二异氰酸酯和这些异构体的混合物(TDI)；由苯胺与甲醛缩合、然后进行光气化反应得到的这类多苯基—多亚甲基—多异氰酸酯(粗MDI)；和含有碳二亚胺基、氨基甲酸酯基、脲基甲酸酯基、异氰脲酸酯基、脲基或缩二脲基的多异氰酸酯(改性的多异氰酸酯)。
在用本发明的异氰酸酯-活性组分制备聚氨酯泡沫材料和弹性体时，还可以使用异氰酸酯封端的预聚物。预聚物可通过使过量的有机多异氰酸酯或它们的混合物与少量含活性氢的化合物反应来制备，含活性氢的化合物由众所周知的Zerewitinoff测试法来确定，如Kohler在“Journal of the American ChemicalSociety”，49，3181(1927)中所描述的。这些化合物及其制备方法是本领域技术人员所熟知的。使用任何一种具体的活性氢化合物不是至关重要的；当用本发明的异氰酸酯-活性组分生产聚氨酯泡沫材料和弹性体时，可以使用任何此类化合物。
适用于本发明的异氰酸酯-活性组分的泡沫稳定剂包括，例如，聚醚硅氧烷，优选那些水溶性低的泡沫稳定剂。此类化合物一般具有这样的结构，即环氧乙烷和环氧丙烷的共聚物被连接在聚二甲基硅氧烷的残基上。在例如美国专利2834748、2917480和3629308中描述了此类泡沫稳定剂。优选的聚硅氧烷稳定剂是可用于泡沫生产的那些，诸如来自General Electric的NIAX SiliconesL-5614、L-626和L-6164。以异氰酸酯-活性组分的重量为基准计，这类聚硅氧烷表面活性剂在本发明的异氰酸酯-活性组分中的含量至少为0.3重量％。
可任选包括在本发明的异氰酸酯-活性组分中的其它合适的添加剂包括，例如，催化剂、泡孔(cell)调节剂、反应抑制剂、阻燃剂、增塑剂、颜料、填料等。
适合用在本发明的异氰酸酯-活性组分中的催化剂包括那些本领域已知的催化剂。这些催化剂包括，例如，叔胺，诸如三乙胺、三丁胺、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、N，N，N’，N’-四甲基乙二胺、五甲基二亚乙基三胺和高级同系物(例如，DE-A 2624527和2624528中所述的)、1，4-二氮杂二环(2.2.2)辛烷、N-甲基-N’-二甲基氨基乙基哌嗪、双-(二甲基氨基烷基)哌嗪、N，N-二甲基苄基胺、N，N-二甲基环己基胺、N，N-二乙基苄胺、双(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、单环和二环胺以及双(二烷基氨基)烷基醚，诸如2，2-双(二甲基氨基乙基)醚。
可用于通过本发明的异氰酸酯-活性组分生产聚氨酯泡沫材料和弹性体的其它合适的催化剂包括，例如，有机金属化合物，特别是有机锡化合物。合适的有机锡化合物包括含有硫的有机锡化合物。此类催化剂包括，例如，硫醇二正辛基锡。其它类型的合适的有机锡催化剂包括优选的是羧酸锡(II)盐，诸如乙酸锡(II)、辛酸锡(II)、乙基己酸锡(II)和/或月桂酸锡(II)；锡(IV)化合物，诸如氧化二丁锡、二氯二丁基锡、二乙酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、马来酸二丁基锡和/或二乙酸二辛基锡。
可任选地用于由本发明的异氰酸酯-活性组分制备软质聚氨酯泡沫材料中的合适的添加剂的其它例子可在例如Kunststoff-Handbuch，第VII卷、Vieweg&Hochtlen编，Carl Hanser Verlag，Munich 1993，第三版，第104-127页中找到。该文献还给出了关于这些添加剂的使用和作用方式的详细内容。
实施例通过以下的实施例对本发明进行进一步说明，但本发明不受这些实施例限制。除非有另有说明，所有以“份数”和“百分数”给出的量都应理解为是以重量计的。按照下表中所列的量混合以下组分来制备异氰酸酯-活性组分。
多元醇A环氧丙烷/环氧乙烷聚醚多元醇(80重量％PO/20重量％EO端嵌段)，羟值约为28毫克KOH/克；多元醇B豆油基多元醇，羟值约为54毫克KOH/克，可以商品名SOYOL R2-052-B从Urethane Soy Systems Co.购得；多元醇C固体含量为43重量％的聚合物多元醇，羟值约为20.2，其中固体是在碱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，所述碱多元醇的羟值约为36毫克KOH/克，通过丙三醇基聚醚(20％EO封端)的KOH催化烷氧基化反应制得；多元醇D聚醚多元醇，羟值约为37.0，通过丙三醇的KOH催化烷氧基化制得，具有环氧丙烷嵌段(在所有环氧化物中占4.9重量％)，然后是环氧乙烷(在所有环氧化物中占62.7重量％)和环氧丙烷(在所有环氧化物中占22.4重量％)的混合嵌段，最后是环氧乙烷(在所有环氧化物中占10重量％)嵌段；催化剂A凝胶化的三亚乙基二胺基催化剂，可以商品名NIAXA-33从GE Silicones购得；催化剂B胺催化剂，可以商品名NIAX A-1从GE Silicones购得；表面活性剂A聚醚聚硅氧烷表面活性剂，可以商品名NIAX L-626从General Electric购得；表面活性剂B不可水解的聚醚聚硅氧烷表面活性剂，可以商品名NIAXL-6 164从General Electric购得；乳化剂A可以商品名DABCO LK-221从Air Products购得的表面活性剂；乳化剂B可以商品名NIAX L-6884从General Electric购得的烃类表面活性剂；乳化剂C蓖麻子油乙氧基化物(40摩尔EO)，HLB为13.3，可以商品名SURFACTOL 365从CasChem Inc.购得；乳化剂D乙氧基化的壬基苯酚(4摩尔EO)，HLB为8.9，可以商品名TERGITOL NP-4从Dow Chemical购得；乳化剂E乙氧基化的壬基苯酚(10摩尔EO)，HLB为13.6，可以商品名TERGITOL NP-10从Dow Chemical购得；乳化剂F乙氧基化的壬基苯酚(40摩尔EO)，HLB为1 7.8，可以商品名TERGITOL NP-40从Dow Chemical购得(70％活性)；乳化剂G乙氧基化的三甲基壬醇(3摩尔EO)，HLB为8.1，可以商品名TERGITOL TMN-3从Dow Chemical购得；乳化剂H乙氧基化的三甲基壬醇(10摩尔EO)，HLB为16.1，可以商品名TERGITOL TMN-10从Dow Chemical购得(90％活性)；乳化剂IC11-C15仲醇乙氧基化物(3摩尔EO)，HLB为8.3，可以商品名TERGITOL 15-S-3从Dow Chemical购得；乳化剂JC11-C15仲醇乙氧基化物(9摩尔EO)，HLB为13.3，可以商品名TERGITOL 15-S-9从Dow Chemical购得；乳化剂K环氧乙烷/环氧丙烷共聚物，可以商品名TERGITOL XH从Dow Chemical购得；乳化剂L蓖麻子油乙氧基化物(5摩尔EO)，HLB为3.6，可以商品名SURFACTOL 318从CasChem Inc.购得；乳化剂MC11-C15仲醇乙氧基化物(41摩尔EO)，HLB为18，可作为TERGITOL 15-S-40从Dow Chemical购得(70％活性)。
测试以下乳化剂的效力，但是在储存2-3天内发生完全的相分离(数据未列出)，无法进一步评价。
乳化剂N蓖麻油乙氧基化物(30摩尔EO)，可以商品名SURFONICCO-30从Huntsman购得；乳化剂O山梨聚糖三油酸酯(多山梨酸酯85)，HLB为11，可以商品名TWEEN 85从Aldrich购得；乳化剂P环氧丙烷和环氧乙烷的嵌段共聚物，HLB为30，可以商品名PLURONIC F38从BASF购得(70％活性)；乳化剂Q环氧丙烷和环氧乙烷的嵌段共聚物，HLB为14，可以商品名PLURONIC L10从BASF购得；乳化剂R环氧丙烷和环氧乙烷的嵌段共聚物，HLB为19，可以商品名PLURONIC L35从BASF购得；乳化剂SC11-C15仲醇乙氧基化物(20摩尔EO)，HLB为16.3，可以商品名TERGITOL 15-S-20从Dow Chemical购得；乳化剂T聚氧乙烯(20)单月桂酸酯，HLB为16.7，可以商品名TWEEN 20从Aldrich购得；乳化剂U乙氧基化的壬基苯酚(15摩尔EO)，HLB为15，可以商品名SURFONIC N150从Huntsman购得。
测试以下乳化剂的效力，但是在储存24小时内发生完全的相分离(数据未列出)，无法进一步评价。
乳化剂V环氧乙烷/环氧丙烷共聚物，可以商品名TERGITOL XD从Dow Chemical购得。
表I总结了含有植物油基多元醇的异氰酸酯-活性组分中乳化剂A-M的储存稳定性的测试结果。
对于各乳化剂，共300克的异氰酸酯-活性组分在1夸脱杯中混合10分钟，然后倒入8盎司的玻璃瓶中，在室温下(18-24℃)储存一个月。在储存过程中玻璃瓶是密封的。在表中所示的时间作定性观察。
实施例C-1和实施例C-16含有相同量的相同物质，但是实施例C-16在混合过程中加热到30℃。在实施例8、10和15中，乳化剂的加入量为提供5php活性物质以直接与其它乳化剂相比所需的量。
参考表I可以看出，乳化剂F(乙氧基化的壬基苯酚(40摩尔EO)，HLB为17.8)和乳化剂M(C11-C15仲醇乙氧基化物(41摩尔EO)，HLB为18)给出最有前景的结果。
表I
表I(续)
表II
进一步测试了乳化剂F对储存稳定性的影响。这些评价的结果列于上表II中。从表II中可以看出，当乳化剂F的用量为7.1php(5php活性)时，该乳化剂对含有40php多元醇B的异氰酸酯-活性组分提供良好的稳定作用。还观察了乳化剂F的用量较低(低至1.4php(1php活性))时的稳定作用。
为了说明而非限制性的目的给出本发明的上述实施例。对本领域技术人员显而易见的是，文中所述的实施方式可以各种方式在不背离本发明精神和范围的前提下进行修改或变化。本发明的范围由所附权利要求限定。
权利要求
1.一种异氰酸酯-活性组分，其包含以异氰酸酯-活性组分的重量为基准计，至少约10重量％的植物油基多元醇；非离子乳化剂，其包含脂族醇乙氧基化物和脂族酚乙氧基化物中的一种，其中聚合的环氧乙烷的含量为每当量醇或酚至少约25摩尔，HLB值大于约17；一种或多种非植物油基多元醇；一种或多种聚硅氧烷表面活性剂；和任选的水或其它发泡剂、催化剂、颜料和填料；所述异氰酸酯-活性组分在约-10℃至60℃的温度下稳定储存至少约三天。
2.如权利要求1所述的异氰酸酯-活性组分，其特征在于，所述植物油选自葵花油、低芥酸菜子油、亚麻籽油、棉籽油、桐油、棕榈油、罂粟籽油、玉米油、蓖麻油、花生油或豆油。
3.如权利要求1所述的异氰酸酯-活性组分，其特征在于，所述植物油是豆油。
4.如权利要求1所述的异氰酸酯-活性组分，其特征在于，以所述异氰酸酯-活性组分的重量为基准计，包含约30重量％至40重量％的植物油基多元醇。
5.如权利要求1所述的异氰酸酯-活性组分，其特征在于，以所述异氰酸酯-活性组分的重量为基准计，包含至少约40重量％的植物油基多元醇。
6.如权利要求1所述的异氰酸酯-活性组分，其特征在于，所述非植物油基多元醇选自聚醚、聚酯、聚缩醛、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.如权利要求1所述的异氰酸酯-活性组分，其特征在于，所述非植物油基多元醇是聚醚多元醇。
8.如权利要求1所述的异氰酸酯-活性组分，其特征在于，所述非植物油基多元醇是聚酯多元醇。
9.如权利要求1所述的异氰酸酯-活性组分，其特征在于，所述非离子乳化剂的聚合的环氧乙烷含量为每当量醇或酚至少约为30摩尔，HLB值大于约17.5。
10.如权利要求1所述的异氰酸酯-活性组分，其特征在于，所述非离子乳化剂的聚合的环氧乙烷含量为每当量醇或酚至少约为35摩尔，HLB值大于约18，醇或酚的当量重量约为140至250。
11.如权利要求1所述的异氰酸酯-活性组分，其特征在于，以所述异氰酸酯-活性组分的重量为基准计，包含至少约3重量％的非离子乳化剂。
12.如权利要求1所述的异氰酸酯-活性组分，其特征在于，以所述异氰酸酯-活性组分的重量为基准计，包含至少约0.3重量％的一种或多种聚硅氧烷表面活性剂。
13.如权利要求1所述的异氰酸酯-活性组分，其特征在于，具有至少约7天的储存稳定性。
14.如权利要求1所述的异氰酸酯-活性组分，其特征在于，具有至少约30天的储存稳定性。
15.如权利要求1所述的异氰酸酯-活性组分，其特征在于，所述异氰酸酯-活性组分在约10℃至40℃的温度下稳定储存至少约3天。
16.如权利要求1所述的异氰酸酯-活性组分，其特征在于，所述异氰酸酯-活性组分在约15℃至35℃的温度下稳定储存至少约3天。
17.一种生产异氰酸酯-活性组分的方法，所述方法包括合并以下组分以异氰酸酯-活性组分的重量为基准计，至少约10重量％的植物油基多元醇；非离子乳化剂，其包含脂族醇乙氧基化物和脂族酚乙氧基化物中的一种，其中聚合的环氧乙烷的含量为每当量醇或酚至少约25摩尔，HLB值大于约17；一种或多种非植物油基多元醇；一种或多种聚硅氧烷表面活性剂；和任选的水或其它发泡剂、催化剂、颜料和填料；其中所述异氰酸酯-活性组分在约-10℃至60℃的温度下稳定储存至少约三天。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述植物油选自葵花油、低芥酸菜子油、亚麻籽油、棉籽油、桐油、棕榈油、罂粟籽油、玉米油、蓖麻油、花生油或豆油。
19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述植物油是豆油。
20.如权利要求17所述的方法，其特征在于，以所述异氰酸酯-活性组分的重量为基准计，所述异氰酸酯-活性组分包含约30重量％至40重量％的植物油基多元醇。
21.如权利要求17所述的方法，其特征在于，以所述异氰酸酯-活性组分的重量为基准计，所述异氰酸酯-活性组分包含至少约40重量％的植物油基多元醇。
22.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述非植物油基多元醇选自聚醚、聚酯、聚缩醛、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.如权利要求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.如权利要求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.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述非离子乳化剂的聚合的环氧乙烷含量为每当量醇或酚至少约为30摩尔，HLB值大于约17.5。
26.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述非离子乳化剂的聚合的环氧乙烷含量为每当量醇或酚至少约为35摩尔，HLB值大于约18，醇或酚的当量重量约为140至250。
27.如权利要求17所述的方法，其特征在于，以所述异氰酸酯-活性组分的重量为基准计，所述异氰酸酯-活性组分包含至少约3重量％的非离子乳化剂。
28.如权利要求17所述的方法，其特征在于，以所述异氰酸酯-活性组分的重量为基准计，所述异氰酸酯-活性组分包含至少约0.3重量％的一种或多种聚硅氧烷表面活性剂。
29.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述异氰酸酯-活性组分具有至少约7天的储存稳定性。
30.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述异氰酸酯-活性组分具有至少约30天的储存稳定性。
31.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述异氰酸酯-活性组分能够在约10℃至40℃的温度稳定储存至少约3天。
32.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述异氰酸酯-活性组分能够在约15℃至35℃的温度稳定储存至少约3天。
33.一种聚氨酯泡沫材料或弹性体，其包含至少一种多异氰酸酯和异氰酸酯-活性组分的反应产物，其中，所述异氰酸酯-活性组分包含以异氰酸酯-活性组分的重量为基准计，至少约10重量％的植物油基多元醇；非离子乳化剂，其包含脂族醇乙氧基化物和脂族酚乙氧基化物中的一种，其中聚合的环氧乙烷的含量为每当量醇或酚至少约25摩尔，HLB值大于约17；一种或多种非植物油基多元醇；一种或多种聚硅氧烷表面活性剂；和任选的水或其它发泡剂、催化剂、颜料和填料；其中所述异氰酸酯-活性组分在约-10℃至60℃的温度下稳定储存至少约三天。
34.如权利要求33所述的聚氨酯泡沫材料或弹性体，其特征在于，所述至少一种多异氰酸酯选自1，2-乙二异氰酸酯、1，4-丁二异氰酸酯、1，6-己二异氰酸酯、1，12-十二烷二异氰酸酯、环丁烷-1，3-二异氰酸酯、环己烷-1，3-和-1，4-二异氰酸酯、1-异氰酸基-3，3，5-三甲基-5-异氰酸甲酯基环己烷(异佛尔酮二异氰酸酯)、2，4-和2，6-六氢甲苯二异氰酸酯、二环己基甲烷-4，4’-二异氰酸酯(氢化的MDI或HMDI)、1，3-和1，4-苯二异氰酸酯、2，4-和2，6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷-2，4’-和/或-4，4’-二异氰酸酯(MDI)、1，5-萘二异氰酸酯、三苯基甲烷-4，4’，4”-三异氰酸酯、多苯基-多亚甲基-多异氰酸酯(粗MDI)、降冰片烷二异氰酸酯、间-和对-异氰酸基苯基磺酰基异氰酸酯、全氯芳基多异氰酸酯、碳二亚胺改性的多异氰酸酯、氨基甲酸酯改性的多异氰酸酯、脲基甲酸酯改性的多异氰酸酯、异氰脲酸酯改性的多异氰酸酯、脲改性的多异氰酸酯、含缩二脲的多异氰酸酯、异氰酸酯封端的预聚物或它们的混合物。
35.如权利要求33所述的聚氨酯泡沫材料或弹性体，其特征在于，所述植物油选自葵花油、低芥酸菜子油、亚麻籽油、棉籽油、桐油、棕榈油、罂粟籽油、玉米油、蓖麻油、花生油或豆油。
36.如权利要求33所述的聚氨酯泡沫材料或弹性体，其特征在于，所述植物油是豆油。
37.如权利要求33所述的聚氨酯泡沫材料或弹性体，其特征在于，以所述异氰酸酯-活性组分的重量为基准计，所述异氰酸酯-活性组分包含约30重量％至40重量％的植物油基多元醇。
38.如权利要求33所述的聚氨酯泡沫材料或弹性体，其特征在于，以所述异氰酸酯-活性组分的重量为基准计，所述异氰酸酯-活性组分包含至少约40重量％的植物油基多元醇。
39.如权利要求33所述的聚氨酯泡沫材料或弹性体，其特征在于，所述非植物油基多元醇选自聚醚、聚酯、聚缩醛、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.如权利要求33所述的聚氨酯泡沫材料或弹性体，其特征在于，所述非植物油基多元醇是聚醚多元醇。
41.如权利要求33所述的聚氨酯泡沫材料或弹性体，其特征在于，所述非植物油基多元醇是聚酯多元醇。
42.如权利要求33所述的聚氨酯泡沫材料或弹性体，其特征在于，所述非离子乳化剂的聚合的环氧乙烷含量为每当量醇或酚至少约为30摩尔，HLB值大于约17.5。
43.如权利要求33所述的聚氨酯泡沫材料或弹性体，其特征在于，所述非离子乳化剂的聚合的环氧乙烷含量为每当量醇或酚至少约为35摩尔，HLB值大于约18，醇或酚的当量重量约为140至250。
44.如权利要求33所述的聚氨酯泡沫材料或弹性体，其特征在于，以所述异氰酸酯-活性组分的重量为基准计，所述异氰酸酯-活性组分包含至少约3重量％的非离子乳化剂。
45.如权利要求33所述的聚氨酯泡沫材料或弹性体，其特征在于，以所述异氰酸酯-活性组分的重量为基准计，所述异氰酸酯-活性组分包含至少约0.3重量％的一种或多种聚硅氧烷表面活性剂。
46.如权利要求33所述的聚氨酯泡沫材料或弹性体，其特征在于，所述异氰酸酯-活性组分具有至少约7天的储存稳定性。
47.如权利要求33所述的聚氨酯泡沫材料或弹性体，其特征在于，所述异氰酸酯-活性组分在约10℃至40℃的温度下稳定储存至少约3天。
48.如权利要求33所述的聚氨酯泡沫材料或弹性体，其特征在于，所述异氰酸酯-活性组分在约15℃至35℃的温度下稳定储存至少约3天。
全文摘要
本发明提供一种异氰酸酯－活性组分，该组分含有以异氰酸酯－活性组分的重量为基准计，至少10重量％的植物油基多元醇；一种非离子乳化剂，其包含脂族醇乙氧基化物和脂族酚乙氧基化物中的一种，其中聚合的环氧乙烷含量为每当量醇或酚至少约25摩尔，HLB值大于17；一种或多种非植物油基多元醇；一种或多种聚硅氧烷表面活性剂；和任选的水或其它发泡剂、催化剂、颜料和填料；其中异氰酸酯－活性组分能够在－10℃至60℃的温度稳定储存至少三天。本发明的异氰酸酯－活性组分能够在正常的运输和储存温度下运输和储存，仍然得到日常可接受的泡沫材料，从而有助于满足聚氨酯泡沫材料和弹性体生产者对“绿色”材料的要求。
文档编号C08G18/48GK101054433SQ200710097149
公开日2007年10月17日 申请日期2007年4月10日 优先权日2006年4月11日
发明者B·L·尼尔, M·N·摩尔, S·L·哈格, R·A·卡特 申请人:拜尔材料科学有限公司