專(zhuān)利名稱(chēng)：由水性聚氨酯分散體組成的泡沫體的干燥方法
由水性聚氨酯分散體組成的泡沬體的干燥方法 本發(fā)明涉及泡沫體的微波干燥，該泡沫體優(yōu)選是從水性聚氨酯(PU)分散體獲得的。 基材的涂層越來(lái)越多地使用水性粘結(jié)劑，尤其聚氨酯分散體。 聚氨酯分散體特別地適合用于軟墊家具、勞動(dòng)保護(hù)和汽車(chē)內(nèi)部設(shè)備的領(lǐng)域，這歸 因于它們具有優(yōu)異的發(fā)泡性并且從該分散體生產(chǎn)的泡沫體和涂層具有有利性質(zhì)，如良好的 耐磨性，抗劃性，抗彎性和耐水解性。例如，有可能在僅僅一個(gè)操作過(guò)程中生產(chǎn)具有較高層 厚度的泡沫體覆蓋層，否則的話(huà)這些僅可用包含溶劑的高固含量涂料組合物來(lái)獲得(DE 10 2004 060 139)。 因?yàn)榛谒跃郯滨シ稚Ⅲw的泡沫體另外基本不含有機(jī)溶劑和異氰酸酯單體，它 們無(wú)需進(jìn)一步預(yù)處理或提純也能夠用于化妝品和醫(yī)用應(yīng)用中。 由水性聚氨酯分散體組成的泡沫體典型地通過(guò)發(fā)泡，在背襯上施加所得泡沫，和 后續(xù)物理干燥來(lái)生產(chǎn)。為了加速干燥，通常使用熱空氣。這一干燥技術(shù)然而僅僅適合于至 多3mm的泡沫體厚度，基于所要干燥的濕泡沫體層計(jì)。更大厚度的層所遇到的問(wèn)題是該泡 沫體只在表面上還干燥，并且更大量的濕氣可從內(nèi)部逸出。這導(dǎo)致一種干燥狀態(tài)，它是不均 勻的且有時(shí)十分延遲。 因此需求用于干燥由水性聚氨酯分散體組成的泡沫體的方法，即使對(duì)于大于3mm 的濕泡沫體厚度，該方法仍然在合理的時(shí)間內(nèi)得到均勻的(即跨越整個(gè)泡沫體橫截面是均 勻的)干燥泡沫體且保持了泡沫體的結(jié)構(gòu)。 水性涂層、尤其基于水性聚氨酯分散體的涂層利用微波輻射進(jìn)行的干燥例如已公 開(kāi)在EP-A 880 OOl，DE-A 4 121 203或US2004/0253452中。然而，在這里總是牽涉到層厚 度是至多100 i！ m的涂層膜，這些通常是不含氣泡的，即沒(méi)有任何類(lèi)型的泡沫結(jié)構(gòu)。
令人吃驚地，現(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)微波輻射也適合于干燥從水性聚氨酯分散體生產(chǎn)的泡 沫，其中同時(shí)保留了這些分散體的泡沫體結(jié)構(gòu)，并且這里有可能跨越整個(gè)泡沫體橫截面實(shí) 現(xiàn)泡沫體的均勻干燥。 本發(fā)明因此提供了干燥水濕的泡沫體、優(yōu)選可通過(guò)發(fā)泡法從水性聚氨酯分散體和 如果合適的話(huà)其它成分獲得的那些泡沫體的方法，其中濕的泡沫體接受微波輻射。
在本發(fā)明范圍中，干燥指降低被干燥的泡沫體的水含量。 在本發(fā)明的背景中，"水濕"是指至少10重量％ ，優(yōu)選15-60重量％ ，特別優(yōu)選 35-60重量％的水含量，基于整個(gè)泡沫體計(jì)。 在本發(fā)明的范圍中，微波輻射指在300MHz到300GHz的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的電磁輻 射。在2.0-3.0GHz以及0.8-1.5GHz的頻率范圍中的輻射是優(yōu)選的。特別優(yōu)選的頻 率是2. 2-2. 6GHz，以及0. 85-1. OGHz。非常特別優(yōu)選的是頻率2. 45GHz (±0. lGHz)和 0. 915GHz(士0. 05GHz)。 作為所要干燥的泡沫體的基礎(chǔ)的合適水性聚氨酯分散體是所屬技術(shù)領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè) 人員本身已知的在含水介質(zhì)中的聚氨酯和/或聚氨酯-聚脲的所有分散體。
聚氨酯-聚脲分散體是優(yōu)選的。
聚氨酯分散體的固體含量?jī)?yōu)選是40-63重量％ 。
這些聚氨酯分散體優(yōu)選可通過(guò)以下過(guò)程獲得
A)制備由以下組分組成的異氰酸酯官能化預(yù)聚物
al)脂族或脂環(huán)族多異氰酸酯 a2)具有400-8000g/mol的數(shù)均分子量和1. 5_6的OH官能度的聚合物多元醇，
a3)如果合適的話(huà)，羥基官能化的離子或潛離子和/或非離子親水化試劑，
B)然后使預(yù)聚物的游離NCO基團(tuán)與以下組分完全地或部分地反應(yīng)，發(fā)生擴(kuò)鏈
bl)具有32-400g/mol的摩爾質(zhì)量的氨基官能化化合物和/或
b2)氨基官能化的離子或潛離子親水化試劑 然后在步驟B)之前、之中或之后將預(yù)聚物分散在水中，其中，如果合適的話(huà)，所存
在的潛離子基團(tuán)能夠通過(guò)與中和劑的部分或完全反應(yīng)被轉(zhuǎn)化成離子形式。 異氰酸酯反應(yīng)活性基團(tuán)的例子是氨基，羥基或硫醇基。 典型地用于al)中的材料是1，6-己二異氰酸酯，異氟爾酮二異氰酸酯，異構(gòu)的雙 (4，4 '-異氰酸根環(huán)己基)甲烷，和它們的混合物。 同樣地有可能使用具有脲二酮，異氰脲酸酯，脲烷，脲基甲酸酯，縮二脲，亞胺基噁 二嗪二酮和/或噁二嗪三酮結(jié)構(gòu)的改性二異氰酸酯，并且還有可能使用具有大于2個(gè)NCO 基團(tuán)/每分子的非改性多異氰酸酯，例子是4-異氰酸根甲基-1 ， 8-辛烷二異氰酸酯(壬烷 三異氰酸酯)或三苯基甲烷4，4 '，4 '-三異氰酸酯。 組分al)的化合物特別優(yōu)選是上述類(lèi)型的多異氰酸酯或多異氰酸酯混合物，其僅 僅具有脂族和/或環(huán)脂族鍵接的異氰酸酯基團(tuán)和具有從2到4，優(yōu)選從2到2. 6和特別優(yōu)選 從2到2. 4的混合物的平均NCO官能團(tuán)。 用于a2)中的組分是聚合物多元醇，其數(shù)均分子量是400-6000g/mol，特別優(yōu)選 600-3000g/mol。這些優(yōu)選具有1. 8到3，特別優(yōu)選1. 9到2. 1的OH官能度。
在聚氨酯涂料技術(shù)中本身已知的這種聚合物多元醇是聚酯多元醇，聚碳酸酯多元 醇，聚醚多元醇，聚丙烯酸酯多元醇，聚酯聚碳酸酯多元醇和聚醚碳酸酯多元醇。這些能夠 單獨(dú)或以彼此的任意混合物用于a2)中。 上述類(lèi)型的所使用的聚合物多元醇優(yōu)選是具有脂族基礎(chǔ)骨架的那些。優(yōu)選使用脂 族聚碳酸酯多元醇，聚酯多元醇，聚醚多元醇，或它們的任意混合物。 優(yōu)選使用的聚氨酯分散體的優(yōu)選實(shí)例包括，作為組分a2)，由聚碳酸酯多元醇和聚 丁二醇多元醇組成的混合物，其中在混合物中聚丁二醇多元醇的比例是3 5-70重量％，聚 碳酸酯多元醇的比例是30-65重量％，前提條件是聚碳酸酯多元醇和聚丁二醇多元醇的重 量百分比的總和是100重量％。 羥基官能化的離子或潛離子親水化試劑a3)指具有至少一個(gè)異氰酸酯反應(yīng)活 性羥基以及至少 一 個(gè)官能團(tuán)如-COOY、 -S03Y、 -PO (OY) 2 (Y的例子是H+、 NH4+、金屬陽(yáng)離 子)、-NR2、NR3+(R = H，烷基，芳基)的全部化合物，其在與含水介質(zhì)相互作用之后得到pH依 賴(lài)性的離解平衡并且因此可具有負(fù)電荷或正電荷，或沒(méi)有電荷。 對(duì)應(yīng)于組分a3)的定義的合適離子或潛離子親水化化合物的例子是單_和二羥 基羧酸，單-和二羥基磺酸，以及單-和二羥基膦酸和它們的鹽，例如已描述在例如DE-A 2 446 440(第5-9頁(yè)，通式I-ni)中的二羥甲基丙酸，二羥甲基丁酸，羥基特戊酸，蘋(píng)果酸，擰檬酸，乙醇酸，乳酸，由2- 丁烯二醇和NaHS03組成的丙氧基化加合物，以及含有作為親水性 結(jié)構(gòu)組分的可轉(zhuǎn)化成陽(yáng)離子基團(tuán)的單元(例如胺型單元)的化合物，例子是N-甲基二乙醇 胺。 組分a3)的優(yōu)選的離子或潛離子親水化試劑是上述類(lèi)型的那些，它們的親水化作 用是陰離子型的，優(yōu)選借助于羧基或羧酸根和/或磺酸根。 特別優(yōu)選的離子或潛離子親水化試劑是含有羧基和/或磺酸根基團(tuán)作為陰離子 或潛陰離子基團(tuán)的那些，例子是二羥甲基丙酸或二羥甲基丁酸的鹽。 組分a3)的合適非離子型親水化化合物的例子是聚環(huán)氧烷醚，其含有至少一個(gè)羥 基作為異氰酸酯反應(yīng)活性基團(tuán)。 例子是單羥基官能化聚環(huán)氧烷聚醚醇，其具有統(tǒng)計(jì)平均數(shù)為5-70個(gè)，優(yōu)選7-55個(gè) 環(huán)氧乙烷單元/每分子，按照本身已知的方式可通過(guò)合適起始劑分子的烷氧基化獲得(例 如在UllmannsEncyclopadiedertechnischen Chemie，第4版，第19巻，Verlag Chemie， Weinheim第31-38頁(yè))。 這些是純聚環(huán)氧烷醚或混合聚環(huán)氧烷醚，它們含有至少30mol^、優(yōu)選至少 40mol%的環(huán)氧烷單元，以所存在的全部環(huán)氧烷單元為基礎(chǔ)計(jì)。 特別優(yōu)選的非離子化合物是具有40-100mol^的環(huán)氧乙烷和0-60mol^的環(huán)氧丙 烷單元的單官能的混合聚環(huán)氧烷聚醚。 這些非離子型親水化試劑的合適起始劑分子是飽和一元醇，如甲醇，乙醇，正丙 醇，異丙醇，正丁醇，異丁醇，仲丁醇，異構(gòu)的戊醇，己醇，辛醇和壬醇，正癸醇，正十二醇， 正十四醇，正十六醇，正十八醇，環(huán)己醇，異構(gòu)的甲基環(huán)己醇，或羥基甲基環(huán)己烷，3_乙 基_3-羥基甲基氧雜環(huán)丁烷或四氫糠醇，二甘醇單烷基醚，例如二甘醇單丁醚，不飽和醇， 如烯丙醇，1， 1- 二甲基烯丙基醇或油醇，芳族醇類(lèi)，如苯酚，異構(gòu)的甲酚，或甲氧基苯酚，芳 脂族醇，如芐醇，茴香醇，或肉桂醇，仲一元胺，如二甲基胺，二乙基胺，二丙基胺，二異丙基 胺，二丁基胺，雙(2-乙基己基)胺，N-甲基-和N-乙基環(huán)己基胺或二環(huán)己基胺，以及雜環(huán) 仲胺，如嗎啉，吡咯烷，哌啶或lH-吡唑。優(yōu)選的起始劑分子是上述類(lèi)型的飽和一元醇。特 別優(yōu)選使用二甘醇單丁醚或正丁醇作為起始劑分子。 特別適合于烷氧基化反應(yīng)的環(huán)氧烷是環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷，它們?cè)谕檠趸磻?yīng) 中可按照任意順序或以混合物形式使用。 作為組分bl)可以使用二胺或多胺，如1，2_乙二胺，l，2-和1，3-二氨基丙烷，1， 4_ 二氨基丁烷，1 ， 6- 二氨基己烷，異佛爾酮二胺，2， 2， 4-和2， 4， 4-三甲基六亞甲基二胺的 異構(gòu)體混合物，2-甲基五亞甲基二胺，二亞乙基三胺，和4， 4-二氨基二環(huán)己基甲烷和/或二 甲基乙二胺。 作為組分bl)另外還可以使用不僅具有伯氨基而且具有仲氨基的，或不僅具有 氨基(伯或仲)而且具有0H基團(tuán)的化合物。這里的例子是伯胺/仲胺，如二乙醇胺， 3_氨基-1-甲基氨基丙烷，3-氨基-1-乙基氨基丙烷，3-氨基-1-環(huán)己基氨基丙烷，3-氨 基-1-甲基氨基丁烷，和鏈烷醇胺，如N-氨基乙基乙醇胺，乙醇胺，3-氨基丙醇，新戊醇胺。
作為組分bl)另外還可以使用單官能的胺化合物，如甲基胺，乙基胺，丙基胺，丁 基胺，辛基胺，月桂基胺，硬脂基胺，異壬基氧基丙基胺，二甲基胺，二乙基胺，二丙基胺，二 丁基胺，N-甲基氨基丙基胺，二乙基(甲基)氨基丙基胺，嗎啉，哌啶，和它們的合適的取代衍生物，由二伯胺和單羧酸組成的酰胺胺，二伯胺的Monoketime,以及伯/叔胺，如N， N_ 二
甲基氨基丙基胺。 優(yōu)選使用1，2_乙二胺，l，4-二氨基丁烷，異佛爾酮二胺和二亞乙基三胺。
術(shù)語(yǔ)"組分b2)的離子或潛離子親水化化合物"指具有至少一個(gè)異氰酸酯反應(yīng)活 性氨基和至少一個(gè)官能團(tuán)如_C00Y、-S03Y、-P0(0Y)2(Y的例子是H+， NH4+，金屬陽(yáng)離子)的全 部化合物，所述官能團(tuán)在與含水介質(zhì)相互作用時(shí)導(dǎo)致pH值依賴(lài)性離解平衡并且因此具有 正電荷或負(fù)電荷，或沒(méi)有電荷。 合適的離子或潛離子親水化化合物的例子是單_和二氨基羧酸，單_和二氨基磺 酸，以及單_和二氨基膦酸和它們的鹽。這些離子或潛離子親水化試劑的例子是N_(2-氨 基乙基)-13 -丙氨酸，2- (2-氨基乙基氨基)乙烷磺酸，乙二胺丙基_或丁基磺酸，1 ， 2-或 1 ， 3-丙二胺-13 -乙基磺酸，甘氨酸，丙氨酸，牛磺酸，賴(lài)氨酸，3， 5- 二氨基苯甲酸以及IPDI 和丙烯酸的加成物(EP-A 0 916 647，實(shí)施例1)。此外，W0-A 01/88006中的環(huán)己基氨基丙 磺酸(CAPS)也能夠用作陰離子或潛在陰離子親水化試劑。 優(yōu)選的離子或潛離子親水化試劑b2)是含有羧基和/或磺酸根基團(tuán)作為陰離子或
潛陰離子基團(tuán)的那些，例子是N- (2-氨基乙基)_ 13 _丙氨酸的鹽，或2- (2-氨基乙基氨基)
乙烷磺酸的鹽，或IPDI和丙烯酸的加成物(EP-A 0 916 647，實(shí)施例1)的鹽。 為進(jìn)行親水化，優(yōu)選使用由陰離子或潛陰離子親水化試劑以及非離子的親水化試
劑組成的混合物。 在NC0官能化預(yù)聚物的制備中，組分a)的化合物的NC0基團(tuán)與組分a2)到a3)的 NC0反應(yīng)活性基團(tuán)的比率是1. 2到3. O，優(yōu)選1. 3到2. 5。 在步驟B)中氨基官能化化合物的用量應(yīng)使得這些化合物的異氰酸酯反應(yīng)活性氨
基與預(yù)聚物的游離異氰酸酯基團(tuán)的當(dāng)量比是50_125%，優(yōu)選60-120%。 —個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案使用陰離子和非離子型親水化聚氨酯分散體，其制備使用下
列量的組分al)到a3)和bl)到b2)，其中各個(gè)量相加達(dá)到總共100重量％ : 10-30重量％的組分al)， 65-85重量％的a2)， 0. 5-14重量X的組分bl)， 0. 1-13. 5重量％的組分a3)和b2)之和，其中使用0. 5-3. 0重量％的陰離子或潛 陰離子親水化試劑，基于組分al)到a3)的總量計(jì)。 聚氨酯分散體(I)的特別優(yōu)選的實(shí)施方案包括，作為組分al)，異氟爾酮二異氰酸 酯和/或l，6-己二異氰酸酯和/或異構(gòu)的雙(4，4 '-異氰酸根環(huán)己基)甲烷，以及相結(jié)合 使用的a2)由聚碳酸酯多元醇和聚丁二醇多元醇組成的混合物。 這些聚氨酯分散體能夠在一個(gè)或多個(gè)階段中在均相中制備或?qū)τ诙嚯A段反應(yīng)的 情況在一定程度上在分散相中制備。在由al至a3)的加聚完全或部分進(jìn)行后，進(jìn)行分散體、 乳液或溶液(聚合)步驟。如果合適的話(huà)，然后在分散相中進(jìn)行進(jìn)一步加聚或改性。
現(xiàn)有技術(shù)中已知的全部方法都能夠在這里使用，例如預(yù)聚物混合方法，丙酮方法， 或熔融分散方法。優(yōu)選的是按丙酮方法進(jìn)行。 對(duì)于采用丙酮方法的制備，常用方法是成分a2)到a3)(它們不允許具有任何伯 或仲氨基)以及用于異氰酸酯官能化聚氨酯預(yù)聚物的制備的多異氰酸酯組分al)全部或部分用作初始投料，以及如果合適的話(huà)用可與水混溶但對(duì)異氰酸酯基惰性的溶劑稀釋?zhuān)⑶?加熱到在50-12(TC范圍的溫度。為了促進(jìn)該異氰酸酯加成反應(yīng)，能夠使用在聚氨酯化學(xué)中 已知的催化劑。 合適的溶劑是常用的脂族、酮官能化的溶劑，如丙酮或2-丁酮，其不僅能夠在制
備開(kāi)始時(shí)添加，而且如果合適的話(huà)還可以部分在以后添加。丙酮和2- 丁酮是優(yōu)選的。 在適當(dāng)情況下在反應(yīng)開(kāi)始時(shí)尚未添加的組分al)到a3)然后被計(jì)量加入。 進(jìn)行組分al)到a3)的部分或完全反應(yīng)而得到預(yù)聚物，但優(yōu)選進(jìn)行完全反應(yīng)。這
能夠在本體中或在溶液中獲得含有游離異氰酸酯基團(tuán)的聚氨酯預(yù)聚物。 隨后，在另一工藝步驟中，如果這沒(méi)有發(fā)生或僅僅在一定程度上發(fā)生，則將所得預(yù)
聚物借助于脂族酮如丙酮或2- 丁酮來(lái)進(jìn)行溶解。 如果合適的話(huà)，胺組分bl)和b2)能夠單獨(dú)或作為混合物以水稀釋或溶劑稀釋的 形式用于本發(fā)明的方法中，并且原則上任何添加序列這里都是可能的。 如果伴隨使用水或有機(jī)溶劑作為稀釋劑，則在擴(kuò)鏈的B)步驟中使用的組分中的 稀釋劑含量?jī)?yōu)選是30-95重量％。 分散優(yōu)選跟在擴(kuò)鏈之后進(jìn)行。為此，適當(dāng)時(shí)將溶解和擴(kuò)鏈的聚氨酯聚合物通過(guò)強(qiáng) 剪切作用(例如用強(qiáng)烈攪拌)引入分散水中，或反之將分散水?dāng)嚢璧綌U(kuò)鏈的聚氨酯聚合物 溶液中。優(yōu)選將水添加到溶解的擴(kuò)鏈聚氨酯聚合物中。 在分散步驟之后仍保留在分散體中的溶劑然后通常通過(guò)蒸餾被除去。同樣有可能 在分散過(guò)程之中進(jìn)行該溶劑除去步驟。 在本發(fā)明的關(guān)鍵分散體中有機(jī)溶劑的殘留含量典型地低于1. 0重量％，優(yōu)選低于 0. 3重量％ ，基于整個(gè)分散體計(jì)。 對(duì)于本發(fā)明重要的分散體的pH值典型地低于9. O，優(yōu)選低于8. 0。 生產(chǎn)待干燥的泡沫體時(shí)，除聚氨酯分散體之外，也可同時(shí)使用發(fā)泡助劑(II)，增稠
劑(III)和其它助劑和添加劑(IV)。 合適的發(fā)泡助劑(II)是市場(chǎng)上買(mǎi)得到的穩(wěn)定劑，如水溶性脂肪酸酰胺，磺基琥珀 酰胺，烴磺酸鹽，烴硫酸鹽或脂肪酸鹽，其中親油性基團(tuán)優(yōu)選含有12到24個(gè)碳原子，烷基聚 糖苷，等等。 優(yōu)選的發(fā)泡助劑(II)是在烴基中具有12-22個(gè)碳原子的鏈烷烴磺酸鹽或鏈烷烴 硫酸鹽，在烴基中具有14到24個(gè)碳原子的烷基苯磺酸鹽或烷基苯硫酸鹽，或具有12到24 個(gè)碳原子的脂肪酸酰胺或脂肪酸鹽。 上述脂肪酸酰胺優(yōu)選是單_或二 (C2-3-鏈烷醇)胺的脂肪酸酰胺。脂肪酸鹽可 例如是堿金屬鹽，胺鹽或未被取代的銨鹽。 這些脂肪酸衍生物典型地是基于脂肪酸，如月桂酸，肉豆蔻酸，棕櫚酸，油酸，硬脂 酸，十二羥油酸，山俞酸或花生酸，椰子油脂肪酸，牛油脂肪酸，大豆脂肪酸和它們的氫化產(chǎn)
PR o 特別優(yōu)選的發(fā)泡助劑(II)是十二烷基硫酸鈉，磺基琥珀酰胺和硬脂酸銨，以及它 們的混合物。 在本發(fā)明范圍內(nèi)，增稠劑(III)是這樣的化合物，它允許調(diào)節(jié)由I-IV所得的混 合物的粘度，使得有利于本發(fā)明泡沫體的生產(chǎn)和加工。合適的增稠劑是市售的增稠劑，如天然有機(jī)增稠劑，例如糊精或淀粉，有機(jī)性地改性的天然物質(zhì)，例如纖維素醚或羥乙基纖維 素，完全通過(guò)有機(jī)合成制備的增稠劑，例如聚丙烯酸，聚乙烯吡咯烷酮，聚(甲基)丙烯酸 系化合物，或聚氨酯(締合增稠劑)，以及無(wú)機(jī)增稠劑，例如膨潤(rùn)土或硅石。優(yōu)選使用完全 通過(guò)有機(jī)合成制得的增稠劑。特別優(yōu)選的是使用丙烯酸酯增稠劑，如果合適的話(huà)其在添加 之前進(jìn)一步用水稀釋。優(yōu)選的商購(gòu)增稠劑的例子是MirOX AM(BGB Stockhausen GmbH， Krefeld，德國(guó))，Walocel MT 6000 PV(Wolff Cellulosics Gmb服Co KG， Walsrode，德 國(guó))，Rheolate 255 (Elementies Specialities, Gent，比利時(shí))，Collacml VL (BASF AG， Ludwigshafen，德國(guó))，Aristoflex AVL(Clariant， Sulzbach，德國(guó))。
在組分(IV)中任選地存在的助劑和添加劑能夠例如是表面活性物質(zhì)，磨料 蠟，內(nèi)脫模劑，填料，染料，顏料，阻燃劑，水解穩(wěn)定劑，殺微生物劑，流動(dòng)助劑，抗氧化劑 如2， 6- 二 -叔丁基-4-甲基苯酚，2-羥基苯基苯并三唑型的UV吸收劑或在氮原子上未
被取代的或被取代的HALS化合物型的光穩(wěn)定齊U，例子是Tinuvin⑧292和Tinuvin⑧
770DF(Ciba Spezialitaten GmbH， Lampertheim，德國(guó))，或其它商購(gòu)的穩(wěn)定劑，該商購(gòu)穩(wěn)定 劑例如描述在"Lichtschutzmittel fiir Lacke，， (A. Valet， Vincentz Verlag， Hanover， 1996， 禾口 "Stabilization of PolymericMaterials" (H. Zweifel， Springer Verlag， Berlin, 1997， Appendix 3， pp. 181-213)，或這些化合物的任意混合物。
泡沫體生產(chǎn)通常使用80-99. 5重量％的聚氨酯分散體，0_10重量％的組分(II)， 和0_10重量％的組分(III)，其中所述的量是基于相應(yīng)無(wú)水組分(I)到(in)計(jì)，并且全部 的無(wú)水各組分相加達(dá)到100重量％。 泡沫體生產(chǎn)優(yōu)選使用80-99.5重量％的聚氨酯分散體，0.1-10重量％的組分 (II)，和0. 1_10重量％的組分(III)，其中所述的量是基于相應(yīng)無(wú)水組分(I)到(in)計(jì)， 并且全部的無(wú)水各組分相加達(dá)到100重量％。 該泡沫體能夠通過(guò)空氣的引入和/或相應(yīng)的剪切能量(例如機(jī)械攪拌)的作用或 借助于商購(gòu)的發(fā)泡劑來(lái)生產(chǎn)。優(yōu)選的是在相應(yīng)的剪切能量作用的情況下引入空氣。
發(fā)泡的組合物能夠以各種各樣的方式施加于各種各樣的表面上，或施加在模具 中，這些方式的例子是澆鑄，刀涂，輥涂，鋪展，注射或噴霧；利用擠壓法的成形同樣是可能 的。 在干燥之前發(fā)泡材料的優(yōu)選的泡沫密度是200-900g/l，特別優(yōu)選250_600g/l，而 在干燥之后所形成的密度泡沫體的密度優(yōu)選是50-700g/l，特別優(yōu)選200-550g/l。
實(shí)際的干燥是通過(guò)在上述頻率范圍內(nèi)的微波輻射作用來(lái)進(jìn)行的。
在上述的頻率下引入的功率優(yōu)選是每千克的所要干燥的泡沫體250到6000W，特 別優(yōu)選500到4000W。 除了使用微波輻射之外，另外還有可能使用由微波輻射和常規(guī)的熱干燥組成的結(jié) 合方式，通過(guò)使用IR輻射和/或熱空氣來(lái)加熱所要干燥的泡沫體。在這里兩種類(lèi)型的干燥 方式是彼此平行還是相繼地使用是不重要的。在采用微波輻射和熱處理的相繼干燥的情況 下，優(yōu)選的是首先利用微波輻射進(jìn)行干燥和然后進(jìn)行熱處理。 本發(fā)明的方法能夠?qū)ψ罡哌_(dá)50mm的高度的泡沫體進(jìn)行均勻干燥，這里術(shù)語(yǔ)"高 度"涉及其中泡沫體具有最小尺寸的空間方向。 該方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案能夠干燥可利用澆鑄法生產(chǎn)的高度最高達(dá)30mm的泡沫塑料板。 同樣優(yōu)選的是優(yōu)選在擠出方法中獲得的泡沫體條材的干燥，其中條材的高度和寬 度均是l-30mm，優(yōu)選的是5-30mm的高度和l_30mm的寬度。 此外優(yōu)選的是能夠通過(guò)模具澆鑄方法獲得的泡沫體的干燥，其中相對(duì)于高度、寬 度和長(zhǎng)度中的每一種而言泡沫體的尺寸是l-30mm。 本發(fā)明的泡沫體也能夠以多個(gè)層(例如為了生產(chǎn)特別高的泡沫體覆蓋物)施加到 各種各樣的基材上，或能夠澆鑄在模具中。 另外，本發(fā)明的發(fā)泡組合物也能夠與其它襯底材料例如紡織品背襯材、紙等等相 結(jié)合使用，例如借助于在先的施涂(例如涂覆)。 當(dāng)用于干燥的泡沫體具有l(wèi)-30mm，優(yōu)選l_20mm的高度時(shí)獲得最佳干燥結(jié)果，例子 是能夠利用刀涂、澆鑄或擠出法生產(chǎn)的泡沫體。 本發(fā)明的方法使一系列新的施涂模式成為可能，例子是澆鑄成形和擠出，如果合 適的話(huà)后面有切削。此外，通過(guò)將未干燥的泡沫體在粉末模具(例如淀粉或硅石)中澆鑄 和然后在微波中干燥，獲得特別良好的泡沫體。 為了生產(chǎn)較高泡沫體厚度，還有可能將這些以多個(gè)層施加于各種各樣的基材上或 將它們澆鑄在模具中。
實(shí)施例 全部的百分?jǐn)?shù)是以重量為基礎(chǔ)的，除非另有說(shuō)明。
固體含量是根據(jù)DIN-EN ISO 3251測(cè)定的。 NCO含量是根據(jù)DIN-EN ISO 11909以容量法測(cè)定，除非特意另有說(shuō)明。
所使用的物質(zhì)和縮寫(xiě): 二氨基磺酸鹽NH2-CH2CH2-NH-CH2CH2-S03Na(在水中45%強(qiáng)度)Desmophen C2200 :聚碳酸酯多元醇，OH值56mgK0H/g，數(shù)均分子量2000g/
mo 1 (Bayer MaterialScience AG， Leverkusen，德國(guó)) PolyTHF 2000 :聚丁二醇多元醇，0H值56mgK0H/g，數(shù)均分子量2000g/mo1 (BASF AG， Ludwigshafen，德國(guó)) PolyTHF 1000 :聚丁 二醇多元醇，OH值112mgK0H/g，數(shù)均分子量lOOOg/ mol (BASF AG， Ludwigshafen，德國(guó)) Polyether LB 25 :基于環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷的單官能化聚醚，數(shù)均分子量2250g/
mol， OH值25mgK0H/g (Bayer MaterialScience AG， Leverkusen，德國(guó)) Stokal STA :在水中30%的硬脂酸銨，泡沫穩(wěn)定劑(Bozzetto GmbH， Krefeld，德
國(guó)) Aristoflex AVL :聚合物磺酸和乳化劑在辛酸/癸酸三酸甘油酯中的分散體 (Clariant， Muttenz，瑞士 ) Loxanol K12P :十二烷基硫酸鈉(Cognis， Diisseldorf ，德國(guó)) 聚氨酯分散體的平均顆粒尺寸(所述值是數(shù)均的)是利用激光相關(guān)光譜法(設(shè)
備Malvern Zetasizer 1000， Malvern Inst. Limited)測(cè)定的。
輔你l 1 :驗(yàn)蕭制本( I) 761. 3g的 Desmophen C2200，987.0g的 PolyTHF 2000，375.4g的
PolyTHF 1000和53. 2g的Polyether LB 25被加熱至70°C 。然后在5分鐘的時(shí)間中在7(TC下添加由237. 0g的1，6-己二異氰酸酯和313. 2g的異氟爾酮二異氰酸酯組成的混合物，該混合物在回流下攪拌，直至獲得理論NCO值為止。將所制備的預(yù)聚物在5(TC下溶解在4850g的丙酮中，然后在10分鐘的時(shí)間內(nèi)計(jì)量加入由1. 8g 25. lg的乙二胺，61. 7g的二氨基磺酸鹽，116. 5g的異佛爾酮二胺和1030g的水組成的溶液。攪拌繼續(xù)進(jìn)行10分鐘。之后通過(guò)添加1061g的水進(jìn)行分散。然后通過(guò)在真空中蒸餾除去溶劑，得到貯存穩(wěn)定的分散體，它的固體含量是60%。 實(shí)施例2到7 :本發(fā)明的泡沫體的牛產(chǎn) 10000g的從實(shí)施例1獲得的分散體(I)與90g的Loxanol K12P(11)，150 g的Stokal STA(II)，和150 g的Aristoflex AVL(III)混合，然后借助于HansamixerTop_Mix_K(Hansa Industrie Mixer GmbH， Heiligenrode，德國(guó))通過(guò)弓|入空氣進(jìn)行發(fā)泡。所形成的泡沫體的密度是500g/l。將該泡沫以3，5，8，10，13和15 mm的層，15cm寬度，施加于隔離紙上(VEZ Mat, S即pi， Brilssel，比利時(shí))。最終，將所形成的泡沫在EL-AVerfahrenstechnik公司(Heidelberg,德國(guó))的麗T k/l，2_3 LK reg.實(shí)驗(yàn)室微波系統(tǒng)中在微波基座以上的5 cm處施涂到多孔紡織品(Sefar Propyltex05-1000/45mm網(wǎng)幅寬度，Sefar GmbH， Wasserburg，德國(guó))上，在30%功率大小(在最大功率下3. 6 kW)下干燥30分鐘。

圖1表明，不管層厚度，所要干燥的泡沫體發(fā)現(xiàn)在30分鐘后具有恒重。與濕泡沫
材料相比，這里引起的重量損失對(duì)應(yīng)于因所存在的水而預(yù)期的值。 實(shí)施例8到13 :對(duì)比實(shí)施例 將10000g的從實(shí)施例1獲得的分散體(I)與90g的LoxanolK12P(II)，150g的Stokal STA(II)，和150g的Aristoflex AVL(IV)混合，然后借助于HansamixerTop_Mix_K(Hansa Industrie Mixer GmbH， Heiligenrode,德國(guó))通過(guò)弓l入空氣進(jìn)行發(fā)泡。所形成的泡沫體的密度是500g/1。將該泡沫以3，5，8，10，13和15 mm的層，15cm寬度，施加于隔離紙上(VEZ Mat, S即pi， Brilssel，比利時(shí))。然后在對(duì)流烘箱中通過(guò)使用60°C (30分鐘)，90°C (30分鐘)和ll(TC (15分鐘)的溫度分布來(lái)干燥該材料。
從圖2能夠看出，在75分鐘之后只有在3mm的層厚度時(shí)才可能獲得干燥材料。在全部其它情況下，75分鐘后尚不足以獲得恒重，或因水含量而預(yù)期的干泡沫體最終重量。不管干燥的程度，全部的泡沫體具有不規(guī)則的泡沫體結(jié)構(gòu)(例如空腔和氣泡)。
實(shí)施例14 :本發(fā)明的實(shí)施例(擠出) 10000g的從實(shí)施例1獲得的分散體(I)與90g的Loxanol K12P(H) ， 150g的Stokal STA(II)，和150g的Aristoflex AVL(IV)混合，然后借助于HansamixerTop_Mix_K(Hansa Industrie Mixer GmbH， Heiligenrode,德國(guó))通過(guò)弓l入空氣進(jìn)行發(fā)泡。所形成的泡沫體的密度是500g/l。 470克的發(fā)泡的漿料然后借助于直徑15mm的管子以線(xiàn)條形式施加于隔離紙(VEZ， Mat, Sa卯i， Briissel，比利時(shí))上，然后在EL-AVerfahrenstechnik (Heidelberg,德國(guó))公司的麗T k/l，2_3 LK reg.實(shí)驗(yàn)室微波系統(tǒng)中在微波基座以上的5cm處施加于多孔紡織品(Sefar Propylex05-1000/45mm網(wǎng)幅寬度，Sefar GmbH，Wasserburg，德國(guó))上，然后在30%功率大小(在最大功率下3. 6 kW)下干燥30分鐘。
這里所測(cè)量的重量損失是188g(40重量％ )，對(duì)應(yīng)于最初在泡沫體中存在的水的量。該泡沫體具有精細(xì)均勻結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
泡沫體的干燥方法，其中對(duì)水濕的泡沫體進(jìn)行微波輻射。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于所要干燥的水濕泡沫體的水含量是15-60重量％ 。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，特征在于所使用的微波輻射為電磁輻射，后者的頻率是 在2. 0-3. 0GHz或0. 8-1. 5GHz范圍。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任何一項(xiàng)的方法，特征在于與利用微波輻射的干燥相平行、在 該干燥之前或在該干燥之后另外進(jìn)行熱干燥。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1到4中任何一項(xiàng)的方法，特征在于所要干燥的水濕的泡沫體可通過(guò) 發(fā)泡法從水性聚氨酯分散體和如果合適的話(huà)其它成分獲得。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的方法，特征在于聚氨酯分散體是聚氨酯分散體或聚氨酯-聚脲分 散體，它們的固體含量為40-63重量％。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6的方法，特征在于所述聚氨酯分散體可通過(guò)以下過(guò)程獲得A) 制備由以下組分組成的異氰酸酯官能化預(yù)聚物 al)脂族或脂環(huán)族多異氰酸酯，a2)具有400-8000g/mo1的數(shù)均分子量和1. 5_6的0H官能度的聚合物多元醇， a3)如果合適的話(huà)，羥基官能化的離子或潛離子和/或非離子親水化試劑，B) 然后使該預(yù)聚物的游離NCO基團(tuán)與以下組分完全地或部分地反應(yīng)，發(fā)生擴(kuò)鏈 bl)具有32-400g/mo1的分子量的氨基官能化化合物，和/或b2)氨基官能化的離子或潛離子親水化試劑，然后在步驟B)之前、期間或之后將預(yù)聚物分散在水中，其中，如果合適的話(huà)，所存在的 潛離子基團(tuán)能夠通過(guò)與中和劑的部分或完全反應(yīng)被轉(zhuǎn)化成離子形式。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7的方法，特征在于，在聚氨酯分散體的制備過(guò)程中，所使用的組分 al)為異氟爾酮二異氰酸酯和/或1，6-己二異氰酸酯和/或異構(gòu)的雙(4，4'-異氰酸根環(huán) 己基)甲烷，與a2)由聚碳酸酯多元醇和聚丁二醇多元醇組成的混合物相結(jié)合使用。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1到8中任何一項(xiàng)的方法，特征在于在干燥之前水濕泡沫體的泡沫密 度是250-600g/l，在干燥之后它們的密度是200-550g/l。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1到8中任何一項(xiàng)的方法，特征在于水濕的泡沫體是高度至多為 30mm的泡沫塑料板，高度為5-30mm和寬度為l-30mm的條形泡沫體，或相對(duì)于長(zhǎng)度、寬度和 高度中的每一種而言尺寸為l-30mm的模制品。
全文摘要
本發(fā)明涉及利用微波輻射干燥的泡沫體方法，其中該泡沫體是從水性聚氨酯分散體獲得的。
文檔編號(hào)F26B3/347GK101730827SQ200880023979
公開(kāi)日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2008年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月11日
發(fā)明者H·肯普克斯, J·赫珀?duì)? M·尼斯坦, S·多爾, S·霍法克, T·克拉默, T·里謝 申請(qǐng)人:拜爾材料科學(xué)股份公司