Способ получения пенополиуретанов и пенополиуретан, получаемый им

Изобретение относится к области химии полимеров, а именно к способу получения пенополиуретанов, заключающемуся во взаимодействии а) полиольного компонента, содержащего, по крайней мере, один полиоксиалкиленовый полиэфирполиол, полученный в присутствии катализатора на основе фосфоната алюминия и имеющий средний эквивалентный вес от примерно 100 до примерно 10000, с b) органическим изоцианатом в присутствии с) в случае необходимости, одного или нескольких удлинителей, d) в случае необходимости, катализатора, вспенивающего агента и е) в случае необходимости, сшивающих агентов, поверхностно-активных веществ, антипиренов, наполнителей, пигментов, антиоксидантов и стабилизаторов. Описывается также пенополиуретан, получаемый вышеуказанным способом и содержащий катализатор на основе фосфоната алюминия, имеющий общую структурную формулу RPO-(OAlR'R")₂, или производные упомянутого катализатора на основе фосфоната алюминия, в которой Р означает пятивалентный фосфор; О означает кислород; Al означает алюминий; R означает водород, алкильную группу или арильную группу; и R' и R" независимо друг от друга представляют собой галоген, алкильную группу, арильную группу, арилоксильную группу и/или производные упомянутого фосфоната алюминия в количестве от примерно 0,001 до 5,0 вес.% от общего веса. В результате реализации способа получают пенопласты улучшенного качества с большей однородностью. 2 н.п. ф-лы, 3 табл.

 

Предшествующий уровень техники

Изобретение относится к изделиям из полиуретана, полученного из полиэфирполиолов в присутствии катализатора на основе фосфоната алюминия, а именно к использованию полиэфирполиолов, имеющих очень низкую ненасыщенность, для получения полиуретановых пенопластов, покрытий, адгезивов, герметиков, эластомеров и других изделий.

Полиоксиалкиленовые полиэфирполиолы являются широко известными соединениями, используемыми для получения разнообразных полиуретановых изделий, таких как пенополиуретаны, полиуретановые покрытия, адгезивы, герметики и эластомеры. В общем, эти полиолы получают полиоксиалкилированием молекулы инициатора этиленоксидом, пропиленоксидом, бутиленоксидом или их смесями. Молекулы инициатора содержат атомы водорода, химически активные по отношению к алкиленоксидам, такие как водород гидроксильных и аминогрупп. Как правило, такое оксиалкилирование проводят в присутствии катализатора. Наиболее известными катализаторами являются основные катализаторы на основе металлов, такие как гидроксид натрия, гидроксид калия или алкоксиды щелочных металлов. Преимущество таких основных катализаторов заключается в том, что они являются недорогими и легко доступными. Однако использование таких основных катализаторов связано с рядом проблем. Одна из главных проблем заключается в том, что оксиалкилирование с использованием пропиленоксида связано с конкурирующей (параллельной) перегруппировкой пропиленоксида в аллиловый спирт, которая непрерывно вводит молекулу с одной гидроксильной функциональной группой. Такая молекула с одной гидроксильной функциональной группой также способна к оксиалкилированию. Кроме того, она может действовать как обрыватель цепи в процессе реакции с изоцианатами для получения конечного полиуретанового соединения. Таким образом, в ходе реакции оксиалкилирования получают дополнительное количество этого соединения, которое обычно определяется по степени ненасыщенности полиола. Это приводит к пониженной функциональности полиола и расширению молекулярно-массового распределения конечной полиольной смеси. Степень ненасыщенности полиола может достигать 30-40%, при этом уровни ненасыщенности составляют 0,08 мэкв./г КОН и более.

С целью уменьшения степени ненасыщенности полиолов был разработан ряд других катализаторов. Одна такая группа катализаторов включает гидроксиды, полученные из рубидия, цезия, бария и стронция. Эти катализаторы также имеют ряд проблем. Эти катализаторы только незначительно уменьшают степень ненасыщенности, являются значительно более дорогими, а некоторые из них - токсичными. Известно, что, подобно катализаторам на основе гидроксида калия, эти гидроксидные катализаторы с более высоким молекулярным весом влияют на реакцию образования полиуретана, их, как правило, удаляют перед переработкой любого полиола при использовании в полиуретановых системах.

Другим направлением создания альтернативных катализаторов было получение катализаторов на основе цианидов двух металлов (ДМЦ). Эти катализаторы обычно основаны на гексацианокобальтате цинка. При использовании ДМЦ-катализаторов можно достигнуть ненасыщенности в интервале от 0,003 до 0,010 мэкв./г КОН. Несмотря на то что ДМЦ-катализаторы, как это представляется, должны быть крайне выгодными, их использование также сопряжено с рядом трудностей. Первая из таких трудностей состоит в том, что необходимость увеличения количества и утилизации ДМЦ-катализаторов связана с большими затратами. Катализаторы сами по себе имеют крайне высокую стоимость по сравнению с основными катализаторами. Процесс получения полиолов с использованием ДМЦ-катализаторов также отличается от реакций с использованием основных катализаторов. При использовании ДМЦ-катализаторов существует начальное значительное, и часто непредсказуемое, время запаздывания, перед тем как катализатор начинает катализировать реакцию. Другая сложность заключается в том, что при использовании ДМЦ-катализаторов этиленоксид присоединяется неравномерно к растущим цепям полимера. Передача цепи является медленной по сравнению с ростом цепи, таким образом, все молекулы этиленоксида присоединяются только к немногим полимерным цепям, оставляя остатки непрореагировавшими. В результате получается полиол такого низкого качества, что он не имеет промышленной ценности. Для того чтобы обеспечить присоединение этиленоксида к растущей цепи, ДМЦ-катализаторы должны быть заменены обычными основными катализаторами, что усложняет процесс за счет дополнительных стадий. Кроме того, обычно полагают, что ДМЦ-катализаторы должны быть удалены перед переработкой любого полиола для использования в полиуретановых системах. В конечном счете полиолы, полученные с использованием ДМЦ-катализаторов, не являются простыми "интегрированными" заместителями для полиолов одинакового размера и функциональности, полученных с использованием обычных основных катализаторов. В действительности было установлено, что часто полиолы, полученные с использованием ДМЦ-катализаторов, имеют свойства, очень отличающиеся от свойств аналогичных полиолов, полученных с использованием, например, гидроксида калия. В данной отрасли считается, что полиолы, полученные с использованием ДМЦ-катализаторов, содержат небольшие количества высокомолекулярных соединений, которые могут влиять на использование этих полиолов в полиуретановых системах, в частности, в образовании пенопласта. Так называемый высокомолекулярный хвост определяется в количествах, больших чем 100 ч/млн, и, как один из вариантов, описывается как полимер с молекулярным весом, большим чем 50000 Дальтон, см. патент US №5919988, на который дается ссылка. Присутствие так называемых высокомолекулярных отходов в количествах, превышающих 300, рассматривается как причина дестабилизации пенопласта и его разрушения.

Таким образом, существует необходимость в группе катализаторов, которые могут быть использованы для оксиалкилирования молекул инициатора алкиленоксидами и которые являются недорогими, способными обеспечивать получение полиолов с низкой степенью ненасыщенности, не требующими удаления из полиолов перед их использованием в полиуретановых системах, и которые обеспечивают получение полиолов с теми же или лучшими свойствами, чем у полиолов, полученных с использованием основных катализаторов. Новый класс катализаторов может быть использован преимущественно в существующих системах и оборудовании с применением стандартных условий производства.

Сущность изобретения

В общих чертах данное изобретение предусматривает полиэфирполиолы с низкой степенью ненасыщенности, полученные с использованием катализатора на основе фосфоната алюминия, а также их использование в получении полиуретанов.

Одной из форм выполнения настоящего изобретения является полиуретановый пенопласт (пенополиуретан), полученный согласно способу, включающему стадии: загрузки, по крайней мере, одного алкиленоксида; добавки, по крайней мере, одного инициатора, молекула которого имеет, по крайней мере, один атом водорода, реагирующий с алкиленоксидом; взаимодействия, по крайней мере, одного алкиленоксида, по крайней мере, с одной молекулой инициатора в присутствии катализатора на основе фосфоната алюминия с образованием полиэфирполиола, который подвергают взаимодействию, по крайней мере, с одним полиизоцианатом в присутствии вспенивающего агента для получения полиуретанового пенопласта.

Другой формой выполнения изобретения является композиция, содержащая полиуретановый материал, выбранный преимущественно из группы, состоящей из эластичного пенопласта, жесткого пенопласта, покрытий, адгезивов, герметиков, эластомеров и термопластов, и катализатор на основе фосфоната алюминия, имеющий общую структурную формулу RPO-(OAlR'R")₂, или производные упомянутого катализатора на основе фосфоната алюминия, в которых Р означает пятивалентный фосфор; О означает кислород; Al означает алюминий; R означает водород, алкильную группу или арильную группу; a R' и R" независимо представляют собой галогенид, алкильную группу, алкоксильную группу, арильную группу, арилоксильную группу и/или производные упомянутого фосфоната алюминия. В дальнейшем выполнении упомянутый фосфонат алюминия присутствует в количествах от приблизительно 0,001 до 5,0 вес.% от общего веса полиуретана. Производными упомянутого катализатора на основе фосфоната алюминия считаются алюминийфосфонатные соли, часто поперечно сшитые через связи алюминий-кислород.

В дальнейшем выполнении R означает метильную группу, a R' и R" независимо означают этильную группу, этоксигруппу, пропильную группу, пропоксигруппу, бутильную группу, бутоксигруппу, фенильную группу или феноксигруппу.

Другим объектом изобретения является полиуретановое изделие, содержащее больше, чем 0,001 вес.% катализатора на основе фосфоната алюминия и/или производных катализатора на основе фосфоната от общего веса полиуретанового изделия, упомянутый катализатор на основе фосфоната алюминия имеет общую структурную формулу RPO-(OAIR'R")₂, в которой: О означает кислород; Р означает пятивалентный фосфор; Al означает алюминий; R означает водород, алкильную группу или арильную группу, а R' и R" независимо друг от друга представляют собой галогенид, алкильную группу, алкоксильную группу, арильную группу или арилоксильную группу. В дальнейшем выполнении изобретения R означает метильную группу, а R' и R" независимо означают этильную группу, этоксигруппу, пропильную группу, пропоксигруппу, бутильную группу, бутоксигруппу, фенильную группу или феноксигруппу.

Другим объектом изобретения является полиуретановое изделие, полученное согласно способу, включающему стадии загрузки, по крайней мере, одного алкиленоксида; прибавления, по крайней мере, одного инициатора, молекула которого имеет, по крайней мере, один водород, реагирующий с алкиленоксидом; прибавления катализатора на основе фосфоната алюминия, описанного здесь, предпочтительно в количествах от 0,1 до 5,0 вес.% от общего веса полиэфирполиола; взаимодействия, по крайней мере, одного алкиленоксида, по крайней мере, с одной молекулой инициатора в присутствии катализатора на основе фосфоната алюминия с образованием полиэфирполиола D), имеющего реакционноспособные атомы водорода; прибавления, по крайней мере, одного органического полиизоцианата и/или изоцианатного предполимера Е), имеющего функциональные группы, химически активные по отношению к реакционноспособным атомам водорода упомянутого полиэфирполиола; взаимодействие Е) с D) и, необязательно, с дополнительными веществами, имеющими реакционноспособные атомы водорода, в присутствии катализатора, промотирующего образование уретановых связей; и, необязательно, пенообразующих веществ, сшивающих агентов, поверхностно-активных веществ, наполнителей, пигментов, антиоксидантов и стабилизаторов.

Другим объектом изобретения является способ получения полиуретанового продукта, который заключается во взаимодействии полиольного компонента, содержащего, по крайней мере, один полиоксиалкиленовый полиэфирполиол, полученный в присутствии катализатора на основе фосфоната алюминия и имеющий средний эквивалентный вес от приблизительно 100 до приблизительно 10000, и органического изоцианата в присутствии, в случае необходимости, катализатора, вспенивающего агента и, необязательно, сшивающих агентов, поверхностно-активных веществ, антипиренов, наполнителей, пигментов, антиоксидантов и стабилизаторов. Дальнейший объект охватывает способ, в котором упомянутый полиэфирполиол содержит дисперсию полиола с привитым полимером стирола-акрилонитрила, и пенопласт включает эластичный пенопласт или смесь, по крайней мере, одного стандартного полиэфирполиола и, по крайней мере, одной полиольной дисперсии привитого полимера, и пенопласт включает эластичный пенопласт.

Дальнейший объект изобретения охватывает изделия, полученные согласно описанному выше способу, которые выбраны из группы, включающей эластичные пенопласты, жесткие пенопласты, покрытия, адгезивы, герметики, эластомеры и термопласты.

Объектом изобретения является полиуретановый эластомер, представляющий собой продукт реакции органического полиизоцианата с полиольным компонентом, содержащим, по крайней мере, один полиэфирполиол, имеющий эквивалентный вес, по крайней мере, 900 и содержащий продукт реакции пропиленоксида и молекулы инициатора, содержащего две гидроксильные группы, в присутствии катализатора на основе фосфоната алюминия.

Объектом изобретения является способ получения полиуретанового эластомера, заключающийся во взаимодействии полиольного компонента, содержащего, по крайней мере, один полиоксиалкиленовый полиэфирполиол, полученный в присутствии катализатора на основе фосфоната алюминия, и органического изоцианата в присутствии, если это необходимо, одного или нескольких удлинителей цепи и, необязательно, катализатора, поверхностно-активного вещества, вспенивающего агента и эффективного количества антипирена, где общая функциональность полиольного компонента (а) и удлинителей цепи (с) является меньшей, чем 2,3, и продукт, полученный этим способом.

Объектом изобретения является способ получения полиуретанового адгезива, состоящий во взаимодействии полиольного компонента, содержащего, по крайней мере, один полиоксиалкиленовый полиэфирполиол, полученный в присутствии катализатора на основе фосфоната алюминия, и избытка органического изоцианата в присутствии, в случае необходимости, одного или нескольких удлинителей цепи и, необязательно, катализатора, поверхностно-активного вещества, вспенивающего агента и эффективного количества антипирена, и продукт, полученный этим способом.

Объектом изобретения является способ получения полиуретанового герметика, который заключается во взаимодействии полиольного компонента, содержащего, по крайней мере, один полиоксиалкиленовый полиэфирполиол, полученный в присутствии катализатора на основе фосфоната алюминия, и органического изоцианата в присутствии, в случае необходимости, одного или нескольких удлинителей цепи и, необязательно, катализатора, поверхностно-активного вещества, вспенивающего агента и эффективного количества антипирена, где общая функциональность полиольного компонента (а) и удлинителей цепи (с) составляет больше, чем 2,3 до 3,0, и продукт, полученный этим способом.

Объектом изобретения является способ получения изделия из термопластичного полиуретана, включающий взаимодействие соединений, являющихся реакционноспособными по отношению к изоцианатам, которые содержат полиольный компонент, состоящий, по крайней мере, из одного полиоксиалкиленового полиэфирполиола, полученного в присутствии катализатора на основе фосфоната алюминия, при этом упомянутый полиольный компонент имеет средний молекулярный вес от 500 до 8000, и органического изоцианата в присутствии, в случае необходимости, катализатора, вспенивающего агента и, необязательно, поверхностно-активного вещества, удлинителя цепи и эффективного количества антипирена, причем соотношение количества изоцианатных групп компонента (b) к общему количеству групп, реакционноспособных по отношению к изоцианату, компонентов (а) и, в случае использования, упомянутого удлинителя цепи составляет от примерно 1:0,9 до 1:1,1, а также продукт, полученный этим способом.

Эти и другие особенности и преимущества настоящего изобретения станут более понятны специалисту в данной отрасли из подробного описания предпочтительных вариантов выполнения.

Подробное описание предпочтительного варианта выполнения

Данное изобретение раскрывает использование катализаторов на основе фосфоната алюминия для катализирования процесса оксиалкилирования молекул инициатора. Использование такого катализатора делает возможным получение полиолов, имеющих очень низкую степень ненасыщенности по сравнению с таким же объемом полиола, полученного с использованием обычных основных катализаторов. При этом, кроме очень низкой степени ненасыщенности, эти полиолы имеют такие же или лучшие свойства, чем полиолы, полученные с использованием типичных основных катализаторов. Катализаторы на основе фосфоната алюминия могут быть синтезированы очень простым способом и являются недорогими по сравнению с другими катализаторами, способствующими получению полиолов с очень низкой степенью ненасыщенности. Было обнаружено, что катализаторы на основе фосфоната алюминия не обязательно должны удаляться после образования полиола перед его использованием в полиуретановых системах. Катализаторы на основе фосфонатов алюминия могут быть без труда заменены в существующих процессах оксиалкилирования полиуретанов, в которых используются основные катализаторы, такие как гидроксид калия, без существенного изменения самого процесса. В отличие от катализаторов ДМЦ-класса такие катализаторы на основе фосфоната алюминия не проявляют запаздывания во времени и способны участвовать в процессе оксиалкилирования с использованием этиленоксида.

Синтез катализаторов на основе фосфоната алюминия

Катализаторы на основе фосфоната алюминия согласно данному изобретению могут быть получены несколькими способами, один из которых детально описывается ниже. В общем, процесс включает взаимодействие кислоты пятивалентного фосфора с трехзамещенным соединением алюминия с получением фосфоната алюминия. Пригодные кислоты пятивалентного фосфора имеют общую структурную формулу RPO(OH)₂, в которой R представляет собой водород, алкильную группу или арильную группу; Р представляет собой пятивалентный фосфор; О представляет собой кислород; и Н представляет водород. Некоторые примеры включают фосфоновую кислоту, метилфосфоновую кислоту, этилфосфоновую кислоту, пропилфосфоновую кислоту, изо- трет- или втор-бутилфосфоновые кислоты и фенилфосфоновую кислоту. Трехзамещенные соединения алюминия имеют общую структурную формулу AlR'₃, где R" означает метильную группу, алкильную группу, алкоксигруппу, арильную группу или арилоксигруппу. Некоторые примеры включают триметилалюминий, триэтилалюминий, триэтоксиалюминий, три-н-пропилалюминий, три-н-пропоксиалюминий, три-изо-бутилалюминий, три-втор-бутилалюминий, три-трет-бутилалюминий, три-изо-бутоксиалюминий, три-втор-бутоксиалюминий, три-трет-бутоксиалюминий, трифенилалюминий и трифеноксиалюминий.

Катализатор на основе фосфоната алюминия согласно данному изобретению, а именно бис(диизобутилалюминий)метилфосфонат, синтезируют следующим образом. Раствор 6,25 г метилфосфоновой кислоты в 125 мл сухого тетрагидрофурана растворяют в 250-мл колбе Эрленмейера при температуре приблизительно 25°С при перемешивании магнитной мешалкой. С использованием стеклянного шприца переносят 100 мл триизобутилалюминия, 25 вес.% раствор в толуоле, в 500-мл 3-горлую круглодонную колбу, промытую азотом. Колба также оснащена термометром, магнитной мешалкой и делительной воронкой на 250 мл. Раствор триизобутилалюминия охлаждают до 0°С, используя баню с хлоридом натрия и ледяной водой. Колбу продувают азотом на всех этапах процесса. В делительную воронку прибавляют раствор метилфосфоновой кислоты и потом прибавляют его по каплям к раствору триизобутилалюминия в атмосфере азота при 0°С. Полученный раствор представляет собой прозрачный, бесцветный, гомогенный раствор, и процесс проходит как слегка экзотермическая реакция. После того как вся метилфосфоновая кислота прибавлена, реакционную смесь медленно нагревают до приблизительно 25°С и поддерживают при этой температуре в течение 1 часа при перемешивании. Через 1 час перемешивание останавливают, и смесь выдерживают в атмосфере азота приблизительно 12 часов. Затем подачу азота прекращают, и летучие вещества удаляют в вакууме, выпаривая в течение 3 часов при 25°С. После того как выпаривание в вакууме завершено, вакуум сбрасывают и прибавляют 75 г толуола. Толуольный раствор перемешивают в течение 1 часа и полученный прозрачный, бесцветный, гомогенный раствор используют, как описывается в деталях ниже. Этот путь синтеза подобен тому, который описан в статье Mark R.Mason и др. под названием "Alkylaluminophosphonate-catalyzed ring-opening homopolymerization of epichlorohydrin and propylene oxide" (Гомополимеризация эпихлоргидрина и пропиленоксида с раскрытием кольца, катализируемая алкилалюминийфосфонатом), Journal of Organometallic Chemistry 2000, 599, 200-207, включенной сюда как ссылка.

Получение полиолов для применения в полиуретановых системах с использованием полиоксиалкилирования молекулы инициатора алкиленоксидами хорошо известно в данной отрасли. Настоящие катализаторы на основе фосфоната алюминия могут быть использованы для замены основных катализаторов, по существу, во всех методиках, используемых для основных катализаторов, всего лишь с несколькими (если таковые имеются) модификациями. Например, катализаторы на основе фосфоната алюминия могут быть использованы для получения гомогенных продуктов полиоксиалкилирования, т.е. гомополимеров, гетерогенных продуктов полиоксиалкилирования, т.е. гетерогенных полиэфирполиолов, различных сополимеров, включая полимеры, имеющие сегменты различных композиций, например, блоксополимеры.

В отличие от основных катализаторов данные катализаторы на основе фосфоната алюминия являются чувствительными по отношению к воде. Преимущественно содержание воды всех компонентов, используемых в реакциях образования полиолов, составляет или находится ниже 0,1 вес.% от веса конкретного компонента, наиболее предпочтительно составляет или находится ниже 0,05 вес.%. Понятно, что любые минимальные изменения, требуемые для оптимизации процесса, использующего катализатор на основе фосфоната алюминия, например корректировка содержания воды или количеств компонентов, будут вполне доступны специалисту в данной области и не будут требовать обширного экспериментирования.

Молекулы инициатора, пригодные для целей настоящего изобретения, включают все инициаторы, имеющие, по крайней мере, один реакционноспособный водород алкиленоксида, такие как спирты, многоатомные спирты и аминовые соединения. Примеры спиртов включают алифатические и ароматические спирты, такие как лауриловый спирт, нонилфенол, октилфенол и C₁₂-C₁₈ жирные спирты. Примеры многоатомных спиртов включают диолы, триолы и спирты высших функциональностей, такие как сахароза и сорбит. Аминовые соединения включают диамины, такие как этилендиамин, толуолдиамин и другие полиамины. В предпочтительном выполнении такие инициаторы используют для получения олигомеров, имеющих среднечисловой молекулярный вес от примерно 200 до 1500. Такие олигомеры могут быть получены с использованием известных методов, например, используя автокаталитические инициаторы или основные катализаторы, путем прибавления большого количества алкиленоксидов к молекулам инициатора на предреакционной стадии. Молекулы олигомера затем могут быть использованы с катализаторами на основе фосфонатов алюминия согласно изобретению.

Катализаторы на основе фосфонатов алюминия согласно изобретению могут также быть использованы для модификации полиолов различных размеров. Такая модификация может представлять собой присоединение к готовому полиолу концевого блока этиленоксида, пропиленоксида, бутиленоксида, эпихлоргидрина или их смесей, а также других алкиленоксидов. Полиолы могут быть получены с использованием любого из известных катализаторов, и величина их среднечислового молекулярного веса может колебаться от 200 до 10000 Дальтон. Пример такого процесса модификации описан ниже в примере 5. В контексте данного описания и формулы изобретения термин "молекула инициатора" включает в себя обычные короткие молекулы инициаторов, олигомеры и полиолы, которые модифицируются как описано в настоящей заявке.

Конкретные примеры использования катализаторов на основе фосфоната алюминия согласно данному изобретению описаны в деталях ниже. Общая методика состоит во взаимодействии молекулы инициатора, по крайней мере, с одним алкиленоксидом или смесью алкиленоксидов в присутствии катализаторов на основе фосфоната алюминия. Типичные алкиленоксиды включают этиленоксид, пропиленоксид, бутиленоксид и эпихлоргидрин. Молекула инициатора и алкиленоксид или оксиды взаимодействуют в течение времени от 15 минут до 15 часов. Реакцию обычно проводят при температуре от 95°С до 150°С, наиболее предпочтительно при температуре между 105°С и 130°С. Реакции оксиалкилирования, проводимые в соответствии с настоящим изобретением, будут приводить к образованию полиолов, имеющих степень ненасыщенности менее чем 0,015 мэкв./г КОН. Наиболее предпочтительно процесс используют для получения полиолов, имеющих степень ненасыщенности менее чем 0,010 мэкв./г КОН.

Обычно катализаторы на основе фосфоната алюминия используют в количестве от 0,1 до 5,0 вес.% от общего веса конечного продукта, наиболее предпочтительно в количестве от 0,1 до 0,5 вес.%. Значительное различие между катализаторами на основе фосфоната алюминия согласно данному изобретению и ДМЦ-катализаторами состоит в том, что катализаторы на основе фосфоната алюминия не проявляют никакого запаздывания реакции во времени в течение процесса оксиалкилирования. Другое отличие состоит в отсутствии образования так называемого высокомолекулярного хвоста, обнаруженного в полиолах, полученных с использованием ДМЦ-катализаторов. Полученные согласно данному изобретению полиолы данного изобретения могут быть использованы в любых полиуретановых процессах, включая получение пен, покрытий, адгезивов, герметиков, эластомеров и полимеров полиолов, таких как привитые полиолы.

Нет необходимости удалять катализаторы данного изобретения после получения полиолов перед их использованием в полиуретановых системах. Однако в некоторых вариантах реализации может быть желательным удалять катализаторы на основе фосфоната алюминия перед дальнейшим использованием полиолов. Могут быть использованы любые, известные в данной отрасли, стандартные способы удаления основных катализаторов или ДМЦ-катализаторов. Предпочтительным методом удаления катализаторов на основе фосфоната алюминия является использование связующих для алюминия, таких как порошки силиката магния. Таким примером является Magnesol®, это соединение имеет кислотные участки, которые связывают алюминий. Связанный алюминий может быть затем отфильтрован от полиола перед его использованием. Полиолы данного изобретения могут содержать катализатор на основе фосфоната алюминия или его производные в количестве от примерно 0,05 до примерно 5,0 вес.% от конечного полиола в зависимости от количества используемого катализатора и любой обработки полиола с целью удаления из него катализатора на основе фосфоната алюминия.

Преимущество катализаторов на основе фосфоната алюминия согласно данному изобретению состоит в том, что, поскольку с их участием можно получать полиолы, имеющие такую низкую степень ненасыщенности, как, например, менее чем 0,008 мэкв./г КОН, можно получать полиолы с высокой функциональностью. Например, с использованием триольного инициатора можно получить триол с молекулярным весом 6000, в котором содержится 10-20% концевых этиленоксидных блоков с функциональностью 2,9. Как должно быть понятно специалисту, по мере увеличения размера полиола степень ненасыщенности соответственно увеличивается, поэтому даже очень низкая степень ненасыщенности может быть увеличена по мере возрастания размера полиола.

Данное изобретение охватывает полиуретановые изделия, такие как эластичные пенопласты, жесткие пенопласты, покрытия, адгезивы, герметики, эластомеры и термопласты, которые являются продуктами реакции полиолов, полученных с использованием катализаторов на основе фосфоната алюминия, которые имеют очень низкую степень ненасыщенности по сравнению с полиолами того же размера, полученными с использованием основных катализаторов, и не имеют хвоста с высоким молекулярным весом, как было обнаружено в полиолах, полученных с использованием ДМЦ-катализаторов. Сочетание свойств таких полиолов улучшает качество полиуретановых пенопластов, полученных с использованием полиолов. Низкая ненасыщенность обеспечивает большую однородность продукта, поскольку низкая ненасыщенность удаляет реакционноспособные места. Хвост с высоким молекулярным весом у полиолов, полученных с использованием ДМЦ-катализаторов, в данной отрасли считается общепризнанной причиной, мешающей производству пен хорошего качества, соответственно отсутствие хвоста в полиолах низкой степени ненасыщенности данного изобретения способствует получению полиуретанов более высокого качества.

Производство эластичных полуретановых пенопластов взаимодействием полиизоцианатов, например ароматических диизоцианатов, с соединениями, химически активными по отношению к изоцианатам, например полиэфирполиолами, в дальнейшем упоминаемыми как полиэтеролы, и, если необходимо, удлинителями цепи и/или сшивающими агентами в присутствии катализаторов, вспенивающих агентов и, если необходимо, антипиренов, вспомогательных веществ и/или добавок в целом известно. См. патенты США №№4554295; 4810729; 5830926 и 6228899, включенные сюда как ссылки. Обзор полиолов, их получения, свойств и применения в химии полиуретанов дан, например, в Kunststoff-Handbuch, том 7, Polyurethane, 3-е издание, 1993, под ред. G.Oertel, Carl-Hanser-Verlag, München.

Для получения эластичных полиуретановых пенопластов согласно изобретению органические модифицированные или немодифицированные полиизоцианаты подвергают взаимодействию с соединениями, химически активными по отношению к изоцианатам, содержащими полиэфирполиолы данного изобретения, в присутствии вспенивающих агентов катализаторов и, если необходимо, антипиренов, вспомогательных веществ и/или добавок при температуре от 0 до 100°С, предпочтительно от 15 до 80°С, в таком соотношении, что от 0,5 до 2, преимущественно от 0,8 до 1,3 и, в особенности, около одного реакционноспособного(ых) атома(ов) водорода находятся в связанной форме на соединениях, которые химически активны по отношению к изоцианатам, на NCO группу, и если как вспенивающий агент используется вода, то молярное соотношение эквивалентов воды к эквивалентам NCO групп составляет 0,5-5:1, преимущественно 0,7-0,95:1 и, в особенности, 0,75-0,85:1.

Эластичные полиуретановые пенопласты преимущественно производят одностадийным процессом путем смешивания двух компонентов А и В. В этом способе соединения, которые являются реакционноспособными по отношению к изоцианатам, антипирены, вспенивающие агенты, катализаторы и, в случае использования, вспомогательные вещества и/или добавки смешивают для получения компонента А, а полиизоцианаты, если необходимо, в смеси с антипиренами, вспомогательными веществами и/или добавками и инертными, физически действующими вспенивающими агентами используют как компонент В. Таким образом, перед производством эластичных полиуретановых пен компоненты А и В должны быть только интенсивно смешаны. Реакционная смесь может быть вспенена в открытых или закрытых формах и также может давать пенопласты в виде блоков.

Производство жестких полиуретановых пенопластов, основанных на изоцианатах, хорошо известно в данной отрасли и заключается в смешивании двух компонентов А и В. Как правило, соединения, которые являются химически активными по отношению к изоцианатам, антипирены, вспенивающие агенты, катализаторы и, в случае использования, вспомогательные вещества и/или добавки смешивают для получения компонентов А, а полиизоцианаты, если необходимо, в смеси с антипиренами, вспомогательными веществами и/или добавками и инертными, физически действующими вспенивающими агентами используют как компонент В. Различные изменения способов получения полиуретансодержащих пенопластов хорошо известны. Для справки касательно упомянутых способов и различных катализаторов, вспенивающих агентов, поверхностно-активных веществ, других добавок и полиизоцианатов см. патент США №4209609 и ссылки, упомянутые в нем; упомянутые ссылки и содержание патента США №4209609 включены сюда как справочная информация.

Важными химическими исходными материалами для получения жестких пенопластов являются полифункциональные изоцианаты. Химическими структурами, образованными из полиизоцианатов, могут быть полиуретаны, полимочевины, полиизоцианураты, а также другие изоцианатные аддукты. Типы таких структур контролируются веществами, вступающими в реакцию с изоцианатами, катализом и условиями реакции. Производство таких пенопластов описано, например, в патенте США №6284812, включенном сюда как справка, и в Kunststoff-Handbuch, том VII Polyurethane, 3-е издание, под ред. Gunter Oertel, Carl-Hanser-Verlag, München, Vienna, 1993.

Жесткие полиуретановые пенопласты, как правило, могут отличаться от эластичных пенопластов присутствием больших количеств изоцианурата в жестком пенопласте. Кроме того, в эластичных пенопластах обычно используется полимерный полиол как часть общего содержания полиола в композиции пенопласта, наряду с обычными триолами со среднечисловым молекулярным весом (М.в.) 4000-5000 и гидроксильным числом (ОН #) 28-35. В композициях жестких полиуретановых пенопластов обычно используют полиолы с М.в. 500-1000 и ОН # 160-700. Жесткий пенопласт может также отличаться от эластичного пенопласта изоцианатным индексом (NCO) пенной композиции. В композициях жестких пенопластов обычно используют NCO индекс, равный 100-300, в то время как в композициях эластичных пенопластов обычно используют NCO индекс, равный 70-115.

Известными и обычными полиолами для производства жестких пенопластов являются, например, полиэфирполиолы с 2-8 гидроксильными группами, предпочтительно имеющие функциональность, по крайней мере, 3, наиболее предпочтительно, по крайней мере, 3,5, и гидроксильное число, большее, чем 100 мг КОН/г, в частности большее, чем 300 мг КОН/г, которые могут быть получены прибавлением этиленоксида и/или, в особенности, пропиленоксида, по крайней мере, к трехфункциональным инициаторам, например, ароматическим аминам, таким как толуилендиамин или дифенилметандиамин, или к полифункциональным гидроксилсодержащим соединениям, таким как сорбит, сахароза, маннит, лигнин, конденсаты фенола и формальдегида.

Для жестких пенопластов полиольный компонент также включает удлинители цепи и/или сшивающие агенты. Используемыми удлинителями цепи являются бифункциональные, низкомолекулярные спирты, в частности такие, которые имеют молекулярный вес до 400, например этиленгликоль, пропиленгликоль, бутандиол, гександиол. Используемыми сшивающими агентами являются, по крайней мере, трехфункциональные низкомолекулярные спирты, например глицерин, триметилолпропан, пентаэритрит, сахароза или сорбит. В качестве полиизоцианатов а) используют обычные и хорошо известные алифатические и в особенности ароматические полиизоцианаты.

Способы получения покрытий, адгезивов, герметиков и эластомеров взаимодействием полиизоцианатов, например ароматических диизоцианатов, с соединениями, которые являются химически активными по отношению к изоцианатам, например полиэфирполиолами, в дальнейшем также упоминаемыми как полиэтеролы, и, в случае необходимости, удлинителями цепи и/или сшивающими агентами в присутствии катализаторов и, если это необходимо, вспенивающих агентов и антипиренов, вспомогательных веществ и/или добавок в целом известны. Для справки касательно упомянутых способов и различных полиолов, сшивающих агентов, удлинителей цепи, катализаторов, вспенивающих агентов, поверхностно-активных веществ, других добавок и полиизоцианатов см. патенты США №№6100363; 6103850; 6197839 и 6310114, а также ссылки, цитируемые в них; упомянутые ссылки и содержание упомянутых патентов включены сюда как справочная информация.

Типичные покрытия, адгезивы, герметики и эластомеры основаны на полиолах, имеющих диолы и/или триолы в качестве инициаторов, а используемыми изоцианатами являются полиизоцианаты, преимущественно ароматические диизоцианаты. Для получения различных свойств, желаемых в каждом из покрытий, адгезивов, герметиков и эластомеров, молекулярный вес изоцианатного реагента, например полиэфирполиола, изменяют, учитывая, что для улучшения эластичности обычно желательно использовать полиэтерол с более высоким молекулярным весом, в то время как для улучшения устойчивости к истиранию и жесткости желательно использовать полиол с повышенной функциональностью.

Эластомерные полиуретановые полимеры до недавнего времени использовались для компаундирования герметиков или адгезивов для соединения или склеивания различных материалов. Такие полиуретановые полимеры часто изготавливают таким образом, чтобы они имели концевые изоцианатные группы. Под воздействием атмосферной влаги изоцианатные группы реагируют с водой, образуя аминогруппы с выделением двуокиси углерода. Аминогруппы, образованные таким образом, в дальнейшем реагируют со свободными изоцианатными группами с образованием мочевинных связей, осуществляя таким образом отверждение полимера до герметика и соединяя материалы, которые необходимо склеить.

В общем случае эластомер получают взаимодействием полиоксиалкиленового полиэфирполиола с органическим изоцианатом в присутствии удлинителя цепи. Удлинителем цепи может быть диол или смесь триолов и диолов, такая, чтобы общая функциональность смеси в целом была меньше чем 2,3. Полиоксиалкиленовые полиэфирполиолы, используемые при получении эластомеров, как правило, имеют молекулярные веса в интервале от 2000 до 5000. Для получения герметиков удлинителями цепи могут быть триолы или смесь диолов, триолов и/или тетролов, такая, чтобы общая функциональность смеси варьировалась в пределах от больше 2,3 до 3,0.

Термопластичные полиуретаны (ТПУ) могут быть получены известными способами из изоцианатов, соединений, которые являются химически активными по отношению к изоцианатам, и, в случае необходимости, удлинителей цепи в присутствии или в отсутствии катализаторов и/или вспомогательных веществ и/или добавок, причем отношение количества изоцианатных групп изоцианатного компонента к сумме реагирующих с изоцианатом групп соединений, химически активных по отношению к изоцианатам, и, в случае использования, удлинителей цепи, обычно составляет от 1:0,9 до 1:1,1. Смотри, например, патенты США №6165399 и 6319985, которые включены сюда как ссылки.

Подходящими органическими изоцианатами преимущественно являются алифатические, циклоалифатические и в особенности ароматические диизоцианаты. Пригодными веществами, которые являются химически активными по отношению к изоцианатам, являются, например, полигидроксильные соединения, имеющие молекулярные веса от 500 до 8000, преимущественно полиэтеролы и полиэстеролы. Упомянутые полигидроксильные соединения могут быть использованы как индивидуальные компоненты или в форме смесей.

Смеси для приготовления ТПУ обычно основываются, по крайней мере, преимущественно на бифункциональных, вступающих во взаимодействие с изоцианатами веществах, т.е. средняя функциональность химически активного по отношению к изоцианатам компонента составляет предпочтительно от 1,8 до 2,6, особенно предпочтительно от 1,9 до 2,2. Таким образом, ТПУ являются преимущественно неразветвленными, т.е. преимущественно несшитыми. Для достижения заданных значений прочности и точки плавления ТПУ молярное соотношение образующих компонентов, то есть компонента, вступающего в реакцию с изоцианатом, и удлинителей цепи обычно изменяют в пределах от 1:0,8 до 1:10, при этом прочность и точка плавления ТПУ возрастают по мере увеличения содержания диола.

Для получения ТПУ предпочтение отдается использованию полиэтеролов, производных от 1,2-пропиленоксида и этиленоксида, в которых более чем 50%, преимущественно от 60 до 80%, ОН-групп являются первичными гидроксильными группами и в которых, по крайней мере, часть этиленоксида располагается как концевой блок. Полиэтеролы, которые по сути являются линейными, в случае ТПУ имеют молекулярные веса от 500 до 8000, предпочтительно от 600 до 6000 и, в особенности, от 800 до 3500. Они могут использоваться как индивидуально, так и в форме смесей одного с другим.

Квази-преполимеры могут также изготавливаться с использованием полиолов, полученных с применением катализаторов на основе фосфоната алюминия, и применяться для получения полиуретанов согласно настоящему изобретению. Такие квази-преполимеры получают взаимодействием избытка органического полиизоцианата или их смеси с соединением, содержащим активный водород, определяемый по хорошо известному методу Церевитиноффа, как описано в Kohler, Journal of the American Chemical Society, 49, 3181 (1927). Такие соединения и способы их получения хорошо известны в данной области. Использование любого конкретного соединения с активным атомом водорода не является критичным, скорее всего, может использоваться любое такое соединение. Как правило, квази-преполимеры имеют содержание свободных изоцианатных групп от 15 вес.% до 40 вес.%.

Таким образом, в заключение описания изобретения приведены следующие примеры в качестве его иллюстрации.

ПРИМЕР 1: Оксипропиленирование молекулы инициатора на основе диола

В автоклав объемом 1 галлон (3,785 л), промытый азотом, загружают при перемешивании 400 г полипропиленгликоля, имеющего среднечисловой молекулярный вес около 700, и 100 г 25% (по весу) раствора бис(диизобутилалюминий)метилфосфоната в толуоле и тетрагидрофуране. Растворитель удаляют отгонкой в вакууме при 110°С в течение 0,5 часов. Затем в автоклав подают 1886 г пропиленоксида со скоростью примерно 300 г/час при температуре 110°С и избыточном давлении, меньшем 90 ф/кв.дюйм. Содержимое подвергают взаимодействию до постоянного давления при температуре 110°С в течение примерно 5 часов. Автоклав затем откачивают до давления меньше 10 мм рт. ст. в течение 60 минут. Затем вакуум стравливают. Полученный полиэтерол представляет собой прозрачную жидкость, имеющую среднечисловой молекулярный вес 4655, гидроксильное число 24,1 мэкв./г КОН и ненасыщенность 0,005 мэкв./г КОН.

ПРИМЕР 2: Оксипропиленирование молекулы инициатора на основе триола

В автоклав объемом 5 галлонов (18,927 л), промытый азотом, загружают при перемешивании 1900 г олигомерного аддукта глицерина и пропиленоксида, имеющего среднечисловой молекулярный вес 700, и 220 г 25% (по весу) раствора бис(ди-втор-бутоксиалюминий)фенилфосфоната в толуоле и тетрагидрофуране. Растворитель удаляют отгонкой в вакууме при 110°С в течение 0,5 часов. Затем в автоклав подают 14100 г пропиленоксида со скоростью примерно 1000 г/час при температуре 110°С и избыточном давлении, меньшем 90 ф/кв.дюйм. Скорость подачи пропиленоксида регулируют при необходимости таким образом, чтобы поддерживать концентрацию непрореагировавшего пропиленоксида при или ниже 8%. Содержимое подвергают взаимодействию до постоянного давления при температуре 110°С в течение примерно 5 часов. Автоклав затем откачивают до давления меньше 10 мм рт. ст. в течение 60 минут. Вакуум затем ослабляют с помощью азота, содержимое охлаждают до 105°С и переносят в стандартный смесительный бак с фильтром для удаления катализатора. Содержимое обрабатывают 500 г Magnesol® и 120 г воды в течение 1 часа при температуре 105°С. Обработанное содержимое повторно пропускают через фильтровальный элемент пока фильтрат не перестанет быть мутным, что указывает на полное удаление частиц Magnesol® со связанным катализатором. Такие способы фильтрации хорошо известны и могут включать использование таких простых систем, как воронки Бюхнера с фильтровальной бумагой среднего веса, предназначенной для удаления частиц с интервалом размера от больше чем 50 до 100 микрон. Фильтрат затем нагревают до 105°С и отгоняют в вакууме при давлении менее 10 мм рт. ст. в течение 1 часа. Через 1 час вакуум ослабляют с помощью азота. Прозрачный жидкий полиэтерол имеет среднечисловой молекулярный вес 5744, гидроксильное число 29,3 мэкв./г КОН и ненасыщенность 0,008 мэкв./г КОН.

ПРИМЕР 3: Оксиалкиленирование молекулы инициатора на основе триола

В автоклав объемом 5 галлонов (18,927 л), промытый азотом, загружают при перемешивании 3528 г олигомерного аддукта глицерина и пропиленоксида, имеющего среднечисловой молекулярный вес 700, и 250 г 25% (по весу) раствора бис(диизобутилалюминий)метилфосфоната в толуоле и тетрагидрофуране. Растворитель удаляют отгонкой в вакууме при 110°С в течение 0,5 часов. Затем в автоклав подают смесь 8304 г пропиленоксида и 2010 г этиленоксида со скоростью примерно 1000 г/час при температуре 110°С и избыточном давлении, меньшем 90 ф/кв.дюйм. Содержимое подвергают взаимодействию до постоянного давления при температуре 110°С в течение примерно 3 часов. Автоклав затем вентилируют до избыточного давления 34 ф/кв.дюйм, и загружают в автоклав при температуре 110°С и избыточном давлении, меньшем 90 ф/кв.дюйм, 1780 г пропиленоксида при скорости 2000 г/час. Содержимое подвергают взаимодействию до постоянного давления при температуре 110°С в течение не более 5 часов. Автоклав затем откачивают до давления меньше 10 мм рт. ст. в течение 60 минут. Вакуум затем ослабляют с помощью азота и извлекают полиол. Прозрачный жидкий полиэтерол имеет среднечисловой молекулярный вес 2100, гидроксильное число 69,8 мэкв./г КОН и ненасыщенность 0,019 мэкв./г КОН.

ПРИМЕР 4: Оксиалкиленирование молекулы инициатора на основе триола

В автоклав объемом 1 галлон (3,785 л), промытый азотом, загружают при перемешивании 700 г олигомерного аддукта глицерина и пропиленоксида, имеющего среднечисловой молекулярный вес 700, и 100 г 25% (по весу) раствора бис(диизобутилалюминий)фенилфосфоната в толуоле и тетрагидрофуране. Растворитель удаляют отгонкой в вакууме при 110°С в течение 0,5 часов. Затем в автоклав подают 2020 г пропиленоксида со скоростью примерно 1000 г/час при температуре 110°С и избыточном давлении, меньшем 90 ф/кв.дюйм. Содержимое подвергают взаимодействию до постоянного давления при температуре 110°С в течение примерно 3 часов. Затем давление в автоклаве доводят до избыточного давления 34 ф/кв.дюйм и загружают в автоклав при температуре 110°С и избыточном давлении, меньшем 90 ф/кв.дюйм, 415 г этиленоксида со скоростью 400 г/час. Содержимое подвергают взаимодействию до постоянного давления при температуре 110°С в течение примерно 3 часов. Автоклав затем откачивают до давления меньше 10 мм рт. ст. в течение 60 минут. Вакуум затем ослабляют с помощью азота и извлекают полиол. Прозрачный жидкий полиэтерол имеет среднечисловой молекулярный вес 3255, гидроксильное число 51,7 мэкв./г КОН и ненасыщенность 0,011 мэкв./г КОН.

ПРИМЕР 5: Концевое присоединение блока этиленоксида к олигомерному триолу

В автоклав объемом 1 галлон (3,785 л), промытый азотом, загружают при перемешивании 2000 г олигомерного аддукта глицерина и пропиленоксида, имеющего среднечисловой молекулярный вес 3200, и 25 г примерно 40% (по весу) раствора бис(ди-втор-бутоксиалюминий)фенилфосфоната в толуоле и тетрагидрофуране. Растворитель удаляют отгонкой в вакууме при 125°С в течение 0,5 часов. Затем в автоклав загружают 360 г этиленоксида со скоростью примерно 600 г/час при температуре 130°С и избыточном давлении, меньшем 90 ф/кв.дюйм. Содержимое подвергают взаимодействию до постоянного давления при температуре 130°С в течение примерно 1 часа. Автоклав затем откачивают до давления меньше 10 мм рт. ст. в течение 60 минут. Затем содержимое охлаждают до 80°С, вакуум ослабляют с помощью азота и извлекают полиол. Прозрачный жидкий полиэтерол имеет среднечисловой молекулярный вес 4906 и гидроксильное число 34,3 мэкв./г КОН, что указывает на добавление приблизительно 38 единиц этиленоксида на один олигомер.

ПРИМЕР 6: Сравнение полиолов, полученных с помощью КОН-катализа, с полиолами, полученными с помощью катализаторов на основе фосфонатов алюминия

Ряд полиолов различных размеров получали используя в качестве инициатора триол, а в качестве катализатора КОН. Используя тот же самый инициатор, ряд полиолов того же размера получали согласно Примеру 2. Результаты представлены в Таблице 1 ниже.

Таблица 1
Катализатор, используемый для получения полиола	Среднечисловой молекулярный вес	Гидроксильное число, мэкв./г КОН	Ненасыщенность, мэкв./г КОН	Фактическая функциональность
КОН	3,366	50,0	0,028	2,81
КОН	4,808	35,0	0,050	2,57
КОН	6,327	26,6	0,090	2,17
Фосфонат алюминия	2,805	60,0	0,007	2,96
Фосфонат алюминия	5,884	28,6	0,007	2,92
Фосфонат алюминия	6,983	24,1	0,005	2,94

Результаты показывают необычные характеристики данных катализаторов. Полиолы, полученные с использованием катализаторов на основе фосфонатов алюминия, имеют гораздо большие значения функциональности и гораздо меньшие величины ненасыщенности для полиола того же размера. Катализаторы на основе фосфонатов алюминия могут использоваться для присоединения к полиолам концевого блока алкиленоксида. Пригодные алкиленоксиды среди прочих включают этиленоксид, пропиленоксид, бутиленоксид и эпихлоргидрин. В случае присоединения конечного блока этиленоксида количество концевых блоков преимущественно составляет от 5 до 80 вес.% от общего веса полиэтерола, более предпочтительно от 5 до 20 вес.%. В случае присоединения конечного блока пропиленоксида количество концевых блоков преимущественно составляет от 5 до 80 вес.% от общего веса полиэтерола, более предпочтительно от 5 до 15 вес.%.

ПРИМЕР 7: Сравнительное получение пенопласта

Методику Примера 2 используют для получения триольного полиола на основе смеси инициаторов глицерина и небольшого количества дипропиленгликоля согласно методике данного изобретения, триол обозначается как полиол А. Полиол А имеет среднечисловой молекулярный вес 2486, гидроксильное число 60,4 мэкв./г КОН и ненасыщенность 0,011 мэкв./г КОН. Катализатор на основе фосфоната алюминия не удаляют из полиола А. Используя ту же смесь инициаторов, полиол того же размера, обозначенный как полиол В, получают согласно стандартной методике, используя КОН в качестве катализатора. Полученный полиол имеет среднечисловой молекулярный вес 2600, гидроксильное число 57,6 мэкв./г КОН и ненасыщенность 0,032 мэкв./г КОН. Катализатор КОН удаляют из полиола В. Каждый полиол затем используют для получения полиуретанового пенопласта. Пенопласты получают используя обычные методики и компоненты, приведенные в Таблице 2 ниже. Количество катализатора на основе олова незначительно увеличено в пенопласте А в связи с кислотностью фосфонатного остатка.

Таблица 2
Компонент	Пенопласт А, количество в граммах	Пенопласт В, количество в граммах
Полиол А	400,00	0,00
Полиол В	0,00	400,00
DABCO® 33-LV амин	0,25	0,25
ВР-2370 поверхностно-активное вещество	1,00	1,00
Вода	4,00	4,00
Катализатор Т-10 на основе олова	0,60	0,45
Толуилендиизоцианат	212,20	210,30

Пенопласты А и В затем испытывались на прохождение потока воздуха, жесткость, разрыв, удлинение и сжатие. Результаты представлены ниже в Таблице 3. Все параметры проверялись согласно ASTM методу D 3574, за исключением метода по определению степени сжатия при высокой влажности. Используемый метод по определению степени сжатия при высокой влажности является таким же, как JIS К-6400 промышленных стандартов Японии. Метод будет включен как тест L метода ASTM D 3574 в 2002 г. Вкратце метод заключается в воздействии при 50°С в течение 22 часов 95% относительной влажности с последующим 30-минутным восстановительным периодом.

Таблица 3
Пенопласт	Поток воздуха, Кубический фут/минута	Жесткость, фунт/фут	Разрыв, Фунт/дюйм	Удлинение при разрыве, (тепловое старение) %	Степень сжатия при высокой влажности, %
Пенопласт А	4,67	70,48	1,60	136,62	3,41
Пенопласт В	3,88	74,64	1,75	129,34	3,09

Результаты показывают, что пенопласт А, изготовленный с использованием полиола А, полученного в соответствии с настоящим изобретением, имеет очень похожие и даже лучшие свойства по сравнению с пенопластом В, изготовленного из полиола В с использованием КОН катализатора. Кроме того, полиол А, полученный в соответствии с данным изобретением, имеет дополнительные преимущества, состоящие в значительно более низкой ненасыщенности и в отсутствии необходимости удалять катализатор перед получением пенопласта.

Настоящее изобретение описано в соответствии со стандартами действующего законодательства, таким образом, описание носит скорее иллюстративный, чем ограничивающий характер. Изменения и модификации к описанным вариантам выполнения могут быть абсолютно очевидными для специалиста и подпадают под объем изобретения. Соответственно объем правовой защиты, предоставляемый данным изобретением, может быть определен только следующей формулой изобретения.

1. Способ получения пенополиуретанов, заключающийся во взаимодействии

a) полиольного компонента, содержащего, по крайней мере, один полиоксиалкиленовый полиэфирполиол, полученный в присутствии катализатора на основе фосфоната алюминия и имеющий средний эквивалентный вес от примерно 100 до примерно 10000, с

b) органическим изоцианатом в присутствии

c) в случае необходимости, одного или нескольких удлинителей,

d) в случае необходимости, катализатора, вспенивающего агента, и

e) в случае необходимости, сшивающих агентов, поверхностно-активных веществ, антипиренов, наполнителей, пигментов, антиоксидантов и стабилизаторов.

2. Способ по п.1, в котором в случае применения удлинителей цепи (с) общая функциональность полиольного компонента (а) и удлинителей цепи (с) составляет менее 2,3.

3. Способ по п.1, в котором в случае применения удлинителей цепи (с) общая функциональность полиольного компонента (а) и удлинителей цепи (с) составляет больше чем 2,3 - 3,0.

4. Способ по одному из пп.1 - 3, в котором отношение количества изоцианатных групп компонента (b) к сумме групп компонента (а), реакционноспособных по отношению к изоцианатным группам, и, в случае применения, упомянутого удлинителя цепи составляет примерно 1:0,9 - 1:1,1.

5. Пенополиуретан, получаемый способом по п.1, содержащий катализатор на основе фосфоната алюминия, имеющий общую структурную формулу RPO-(OAlR'R")₂, или производные упомянутого катализатора на основе фосфоната алюминия, в которой Р означает пятивалентный фосфор; О означает кислород; Al означает алюминий; R означает водород, алкильную группу или арильную группу; R' и R" независимо друг от друга представляют собой галоген, алкильную группу, алкоксильную группу, арильную группу, арилоксильную группу и/или производные упомянутого фосфоната алюминия; в количестве примерно 0,001 - 5,0 вес.% от общего веса.

6. Пенополиуретан по п.5, в котором R означает метильную группу; R' и R" независимо представляют собой этильную группу, этоксигруппу, пропильную группу, пропоксигруппу, бутильную группу, бутоксигруппу, фенильную группу или феноксигруппу.

7. Пенополиуретан по п.5, представляющий собой эластичный пенопласт или жесткий пенопласт.