制备三聚氰胺/甲醛泡沫的方法
【专利说明】制备三聚氰胺/甲醛泡沬的方法
[0001] 本发明涉及制备三聚氰胺-甲醛泡沫的方法，所述方法包括以下步骤：
[0002] a)制备包含以下物质的含水混合物Ml)
[0003] 100重量份的至少一种三聚氰胺-甲醛预缩合物，
[0004] 2至4重量份的至少一种固化剂，
[0005] 0. 2至5重量份的表面活性剂混合物，
[0006] 0. 1至5重量份的至少一种无机酸盐和/或至少一种有机羧酸盐，
[0007] 1至40重量份的至少一种发泡剂，
[0008] 0至5重量份的至少一种染料和/或荧光增白剂，
[0009] 0至20重量份的一种或多种其它添加剂，以及
[0010] 25至60重量份的水，
[0011] b)使用微波辐射加热和发泡所述混合物Ml)，
[0012] c)使用固化剂和微波辐射将所得的泡沫交联和固化，
[0013] d)使用微波辐射干燥泡沫，以及
[0014] e)使用热空气对干燥的泡沫退火。
[0015] 本发明还涉及三聚氰胺-甲醛泡沫及其用途。
[0016] 基于三聚氰胺-甲醛树脂的开孔弹性泡沫以及通过使用热空气、水蒸气或微波辐 射加热以发泡和将三聚氰胺-甲醛预缩合物分散体或含发泡剂的溶液交联，然后进行干 燥和退火步骤来制备所述泡沫的方法是已知的，并记载于例如EP-A074593、EP-A017671、 EP-A017672和EP-A037470中。此类型的三聚氰胺-甲醛泡沫通常具有良好的机械性能和良 好的隔音和隔热性能以及低可燃性。在湿热条件下，通过合适的措施（例如WO 06/134083 中所记载的通过添加甲醛清除剂，或WO 01/94436和PCT/IB2011/053803(申请号）中所记 载的通过为三聚氰胺-甲醛预缩合物选择合适的组合物和处理参数）可使从这些三聚氰 胺-甲醛泡沫中可能释放出的甲醛最少。
[0017] 在所有这些已知的制备方法中，表面活性剂/乳化剂在发泡前被添加至三聚氰 胺-甲醛预缩合物中。阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂通常被 提及作为合适的表面活性剂/乳化剂。
[0018] 例如EP-A 017 671和EP-A 017 672也公开了适于制备所述三聚氰胺-甲醛泡沫 的阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂，实施例6各自使用多于90 重量％的阴离子表面活性剂和少于10重量％的以其他未详细说明的低乙氧基化饱和醇形 式存在的非离子表面活性剂的混合物，各百分比均以所用表面活性剂的总重量计。实施例 8各自公开了以表面活性剂混合物方式使用所提及的27重量％的阴离子表面活性剂和73 重量％的非离子表面活性剂。引用文件中的所有其它实施例各自仅使用了阴离子表面活性 剂。
[0019] 已知的三聚氰胺-甲醛泡沫仍需对良好的机械性能和高的流动阻力（对应于良好 的噪音吸收）以及低密度的结合进行改善。
[0020] 本发明的目的是提供具有改善的机械/弹性性能和流动阻力（即声学特性）的结 合的三聚氰胺-甲醛泡沫，以及制备其的方法。
[0021] 我们已发现，此目的可通过开篇描述的用于制备三聚氰胺-甲醛泡沫的方法来实 现，其中作为本发明的必要特征，所述混合物Ml)包含一种表面活性剂混合物，其含有50至 90重量％的阴离子表面活性剂和10至50重量％的非离子表面活性剂的混合物，其中所述 重量百分比各自以表面活性剂混合物的总重量计。
[0022] 本发明还提供通过本发明方法获得的三聚氰胺-甲醛泡沫以及所述泡沫的用途。
[0023] 通过本发明方法获得的三聚氰胺-甲醛泡沫展示了机械/弹性性能和流动阻力 (即声学特性）的结合，其相比于此类型的已知泡沫得到改进。
[0024] 现将更详细地描述本发明的方法、产品和用途。
[0025] 本发明所提供的用于制备三聚氰胺-甲醛泡沫的方法包括下文更详细描述的步 骤：
[0026] a)制备含水混合物Ml)，
[0027] b)使用微波辐射加热和发泡所述混合物Ml)，
[0028] c)使用固化剂和微波辐射将所得泡沫交联和固化，
[0029] d)使用微波辐射干燥所述泡沫，以及
[0030] e)使用热空气对干燥的泡沫退火。
[0031] 步骤e)之后可进行另一步骤一一步骤f)，其中退火后的泡沫被一次或多次压缩 和释放。如果进行，所获得的泡沫带材（strand)优选在步骤e)或步骤f)后被切割成泡沫 立方体。
[0032] 本发明的方法优选以连续的方式进行。用于制备待发泡的混合物Ml)的方法步骤 a)必须在所有其他方法步骤之前进行。方法步骤b)、c)、d)和e)基本上以所述顺序进行， 但实际上各个步骤并非彼此严格划界；相反，它们彼此合并。因此，当步骤b)的发泡发生 时，按照步骤c)也发生一些轻微的交联，然而，与此同时，一定量的甲醛和水按照步骤d)已 经从泡沫中除去。此外，例如按照步骤e)进行干燥的泡沫的退火时，泡沫中的交联过程仍 按照步骤c)进行，且水和甲醛的剩余物也仍在步骤d)的干燥过程中被除去。尽管存在各 个操作之间的连续过渡，本发明方法的显著特征和特别重要的泡沫形成过程的时间程序可 以根据本发明方法的各个步骤a)至f)来描述。
[0033] 方法步骤a)包括制备含水混合物Ml)，其包括：
[0034] 100重量份的至少一种三聚氰胺-甲醛预缩合物，
[0035] 2至4重量份，优选2. 2至3. 8重量份且更优选2. 7至3. 3重量份的至少一种固化 剂，
[0036] 0. 2至5重量份，优选0. 5至3重量份且更优选1. 25至2. 3重量份的表面活性剂 混合物，
[0037] 0. 1至5重量份，优选0. 5至4重量份且更优选I. 1至3. 6重量份的至少一种无机 酸盐或至少一种有机羧酸盐，
[0038] 1至40重量份，优选10至35重量份且更优选15至21重量份的至少一种发泡剂，
[0039] 0至5重量份，优选0至4重量份且更优选0至3重量份的至少一种染料和/或荧 光增白剂，
[0040] 0至20重量份，优选0至10重量份且更优选0至5重量份的一种或多种其它添加 剂，以及
[0041] 25至60重量份，优选30至50重量份且更优选36至44重量份的水，
[0042] 其中作为本发明的必要特征，所述混合物Ml)包含一种表面活性剂混合物，其含 有50至90重量％，优选65至90重量％且更优选75至90重量％的阴离子表面活性剂和 10至50重量％，优选10至35重量％且更优选10至25重量％的非离子表面活性剂的混合 物，其中所述重量百分比各自以表面活性剂混合物的总重量计。
[0043] 本领域技术人员已知的且记载于文献中的三聚氰胺和甲醛的任何缩合产物原则 上都可用作方法步骤a)中的三聚氰胺-甲醛预缩合物。优选使用三聚氰胺：甲醛的摩尔 比在1:1. 5至1:4,优选1:1. 6至1:3. 5且更优选1:2至1:3范围内的三聚氰胺-甲醛预缩 合物。优选的三聚氰胺-甲醛预缩合物具有在200g/mol至1000g/mol，优选200g/mol至 800g/mol且更优选200g/mol至600g/mol范围内的平均（数均）分子量M n。
[0044] 除了三聚氰胺和甲醛，三聚氰胺-甲醛预缩合物可含有多达50重量％、优选多达 20重量％ (均以共缩合三聚氰胺的重量计）的其它热固性形成物和多达50重量％且优选 多达20重量％ (均以共缩合甲醛的重量计）的共缩合形式的其它醛。有用的热固性形成 物包括例如：烷基-取代的和芳烷基-取代的三聚氰胺、脲、氨基甲酸酯、羧酰胺、双氰胺、 胍、硫酰胺（sulfurylamide)、磺酰胺（sulfonamide)、脂族胺、二醇、苯酷及其衍生物。有用 的其它醛的实例包括乙醛、三羟甲基乙醛、丙烯醛、苯甲醛、糠醛、乙二醛、戊二醛、邻苯二甲 醛和对苯二甲醛。但特别优选除三聚氰胺外基本上不含任何其它热固性形成物和除甲醛外 基本上不含其它醛的三聚氰胺-甲醛预缩合物（即，其它热固性形成物和其它醛的水平各 自低于1重量％，以三聚氰胺-甲醛预缩合物的重量计）。市售可得的三聚氰胺-甲醛预 缩合物可用于多种应用领域，例如用于进一步加工成胶水。含有亚硫酸酯基团（名称"亚 硫酸酯基团"通常用于文献中且因此也保留于本申请中，尽管例如亚硫酸盐、亚硫酸氢盐、 焦亚硫酸盐或连二亚硫酸盐与三聚氰胺-甲醛缩合物的羟甲基基团的反应同样能够制备 氨基甲烧横酸盐基团，参见 Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry，第三卷， Hans Diem 等，"Amino Resins"，第 95-97 页；Wiley-VCH Verlag GmbH&Co.KGaA，2010 年 10 月15日在线发表，DOI :10. 1002/14356007. a02_115.pub2)的三聚氰胺-甲醛预缩合物能 有利地应用于这些领域中的一些领域。这些含有亚硫酸酯基团的三聚氰胺-甲醛预缩合物 可以按照例如EP-B37470描述的方法获得，其中在三聚氰胺和甲醛的缩合过程中引入1至 20重量％的亚硫酸氢钠，从而获得共缩合的亚硫酸酯基团。这些含有亚硫酸酯基团的三聚 氰胺-甲醛预缩合物也可用于本发明的方法中，在这种情况下，优选的亚硫酸酯基团（被看 作-SO 3)的含量在0. 1至3重量％的范围内，以三聚氰胺-甲醛预缩合物的总重量计。
[0045] 具有小于0. 1重量％的亚硫酸酯基团（被看作-SO3)含量的三聚氰胺-甲醛预缩 合物被视为不含亚硫酸酯基团，以三聚氰胺-甲醛预缩合物的总重量计。
[0046] 关于合适的三聚氰胺-甲醛预缩合物的其它细节见于例如 Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie，第 14/2 卷，1963,第 319-402 页。
[0047] 发泡剂的乳化以及在本发明方法中泡沫的稳定需要在步骤a)中加入表面活性 剂。根据本发明，混合物Ml)包含一种表面活性剂混合物，其含有50至90重量％，优选65 至90重量％且更优选75至90重量％的阴离子表面活性剂和10至50重量％，优选10至 35重量％且更优选10至25重量％的非离子表面活性剂的混合物，其中