热固性的聚合物泡沫及其制造方法与流程-k8凯发

文档序号:37023288发布日期:2024-02-09 13:18阅读:75来源:国知局
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热固性的聚合物泡沫及其制造方法与流程

本发明涉及一种用于制造热固性的聚合物泡沫的方法,包括在液相中的多元醇单体和多羧酸单体、或羟基羧酸单体,或多元醇单体和多羧酸单体和羟基羧酸单体的组合的步骤。


背景技术:

1、热固性的聚合物泡沫是本领域已知的。

2、wo2012052385描述了一种用于生产甘油-三羧酸聚酯泡沫的方法,该方法包括在液相中将甘油和三羧酸组合以提供反应混合物的步骤,以及从反应开始将反应混合物保持在80℃至130℃的温度,直到获得至少90%的转化率。

3、wo2013121033描述了一种用于制造甘油-三羧酸聚酯泡沫的方法,该方法包括将甘油和三羧酸组合以提供液体反应混合物以及在聚合条件下使反应混合物与底物接触的步骤,其中底物具有包含金属、金属氧化物和金属卤化物中的一种或多种的顶层。

4、wo2016207517描述了一种用于制造聚酯泡沫的方法,其中将包括选自甘油、双甘油和甘油低聚物的至少一种要素的多元醇组分、包括柠檬酸的多元酸组分、表面活性剂和酯化催化剂组合以及将混合物加热到不低于135℃,优选不低于175℃的温度,以使多元醇组分与多元酸组分反应,形成热固性聚酯泡沫块。据称,添加表面活性剂是为了减小泡孔尺寸,缩小泡孔尺寸分布,以及降低所获得泡沫的密度。指出,在一个实施方式中,表面活性剂是阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂的混合物。十二烷基硫酸钠(sds)和十四烷基三甲基溴化铵(ttab)的组合被指示是优选的。使用非离子表面活性剂如烷基聚葡萄糖苷被认为是一种替代方案。

5、wo2019122667描述了一种用于生产热固性聚酯泡沫的方法,包括制备多元醇、多元酸和催化剂的预聚合组合物,向该组合物中添加表面活性剂,以及将混合物加热到至少等于160℃的温度,以形成热固性聚酯泡沫。本文件提到了ttab/sds组合和上述烷基聚葡萄糖苷。它还提到了十六烷基三甲基溴化铵(ctab)和sds的组合。

6、虽然这些参考文献中描述的方法给出了令人感兴趣的结果,但需要一种方法,其中可以在使用较少表面活性剂的同时获得具有良好性能的泡沫。本发明提供了这样的方法。


技术实现思路

1、本发明涉及一种用于制造热固性的聚合物泡沫的方法,包括以下步骤:

2、对包含表面活性剂和预聚物的反应混合物进行搅拌步骤,所述预聚物通过聚合多元醇单体和多羧酸单体的组合、羟基羧酸单体、或多元醇单体和多羧酸单体与羟基羧酸单体的组合而获得,所述预聚物的聚合度为0.1至0.8,以及

3、将由此获得的反应混合物在没有搅拌的情况下进行固化步骤以获得热固性的聚合物泡沫,

4、其中表面活性剂包括两性表面活性剂,表面活性剂的总浓度在0.1wt.%至6wt.%的范围内。

5、已经发现,两性表面活性剂的使用使得可以用比wo2016207517或wo2019122667中所述更少的表面活性剂而获得具有良好性能的泡沫。本发明的发泡聚酯是“绿色”的、生物可降解的、无毒的,并且可以清洁地燃烧。它广泛应用于包装材料、绝缘材料和生命周期短的材料。

6、下面将更详细地讨论本发明的进一步优点及其具体实施方式。

7、在本发明中,使用两性表面活性剂。在本说明书的上下文中,两性表面活性剂被定义为在聚合和固化期间的普遍条件下在同一分子内具有正电荷和负电荷的表面活性剂。

8、表面活性剂的两性性质确保表面活性剂即使在反应混合物中的ph变化时也能保持其正电荷和负电荷。上面引用的参考文献中描述的表面活性剂没有显示出这种行为。不希望受理论约束,认为这种性质确保了表面活性剂在聚合反应期间作为表面活性剂在反应介质中具有最佳效果。

9、在一个实施方式中,两性表面活性剂包括在至少一个氮原子上的正电荷和在至少一个氧原子上的负电荷,例如在选自胺氧化物、羧酸盐、硫酸盐、磺酸盐、磷酸盐和膦酸盐的基团中。

10、更具体地,两性表面活性剂可能优选包括至少一个直链c8-c20烷基尾部;至少一个带正电荷的氮原子,例如在季铵基团中;和至少一个负电荷,例如在选自胺氧化物、羧酸盐、硫酸盐、磺酸盐、磷酸盐或膦酸盐的基团中。

11、合适的两性表面活性剂的示例如下:

12、式i的烷基甜菜碱

13、式i:r1r2r3n -ch2-coo-

14、式ii的烷基磺基甜菜碱

15、式ii:r1r2r3n -ch2-ch2-ch2-sooo-

16、式iii的烷基羟基磺基甜菜碱

17、式iii:r1r2r3n -ch2-c(oh)h-ch2-sooo-

18、式iv的胺氧化物

19、式iv:r1r2r3n o-

20、式v的烷基酰氨基甜菜碱

21、式v:r1-co-nh-ch2-ch2-ch2-r2r3n -ch2-coo-

22、其中在式i、ii、iii、iv和v中

23、r1含有8至20个碳原子,且r2和r3各自含有1-4个碳原子。

24、其他合适的表面活性剂包括酰基磷酸胆碱化合物、磷脂酰胆碱化合物、磷脂酰乙醇胺化合物、磷脂酰基肌醇化合物和卵磷脂。卵磷脂是优选的化合物。

25、已发现在本发明中具有吸引力的两性表面活性剂的示例包括椰油酰氨基丙基甜菜碱、椰油酰氨基丙基羟基磺基甜菜碱、椰油基甜菜碱、月桂酰两性基乙酸钠、月桂基磺基甜菜碱、月桂基羟基磺基甜菜碱和卵磷脂如大豆卵磷脂。

26、进一步合适的表面活性剂包括两亲性聚合物表面活性剂。聚合物表面活性剂包括两亲性聚合物、胶束聚合物、疏水改性的水溶性聚合物或缔合聚合物。如果亲水部分带电,它们可以属于聚两性电解质的聚合电解质类别。示例为两亲性共聚物(交替或统计)、可聚合表面活性剂的均聚物、两亲性二嵌段和多嵌段聚合物以及支化(接枝、梳形、星形)聚合物。

27、已经发现,当反应混合物进一步包含阴离子表面活性剂,特别是选自c8-c18烷基硫酸盐、c8-c18烷基醚硫酸盐、c8-c18烷基羧酸盐、c8-c18烷基醚羧酸盐、c8-c18烷基磺酸盐、c8-c18烷基醚磺酸盐、c8-c18烷基琥珀酸盐和c8-c18烷基醚琥珀酸盐的阴离子表面活性剂时,可以获得有吸引力的结果。c8-c18烷基醚羧酸盐如月桂醇聚醚-4-羧酸钠或钾被认为是优选的。

28、在使用两性表面活性剂和阴离子表面活性剂的组合的情况下,两性表面活性剂与阴离子表面活性剂的重量比优选在5:1至1:5的范围内,特别是在3:1至1:3的范围内。如果两性表面活性剂的相对量太低,则不能获得与该化合物的存在相关的优点,特别是表面活性剂总量可以保持相对较低的优点。另一方面,如果阴离子表面活性剂的量太低,则添加该化合物的益处很小。

29、在本发明中,当反应混合物在没有搅拌的情况下进行固化步骤时,反应混合物中表面活性剂的总浓度在0.1wt%至6wt%的范围内。表面活性剂总浓度是指系统中所有表面活性剂的总量,即两性表面活性剂、阴离子表面活性剂(若存在)以及可能存在的任何非离子或阳离子表面活性剂。应注意的是,如下文所述,尽管除了两性表面活性剂外,还优选存在阴离子表面活性剂,但不需要存在非离子或阳离子表面活性剂。

30、如果使用小于0.1wt.%的表面活性剂,则不能获得本发明的效果。如果使用大于6wt.%的表面活性剂,则可能发生过度发泡,成本将增加,并且不会获得额外的益处。在进行固化步骤时,反应混合物优选具有至少0.5wt.%,特别是至少1wt.%的总表面活性剂浓度。此外,表面活性剂总浓度优选为至多5wt.%,在一些实施方式中为至多4wt.%,特别是在一些实施方式中为至多3wt.%。表面活性剂浓度是根据不包括水的组合物的总重量计算的。

31、根据本发明的方法的第一步是将对包含表面活性剂和预聚物的反应混合物进行搅拌步骤,所述预聚物通过聚合多元醇单体和多羧酸单体的组合、羟基羧酸单体、或多元醇单体和多羧酸单体与羟基羧酸单体的组合而获得,所述预聚物的聚合度为0.1至0.8。

32、适用于本发明的多元醇单体包括具有2-15个碳原子的脂族多元醇。脂族多元醇不包含任何芳族部分、氮原子或硫原子。在一些实施方式中,脂族多元醇基本上由碳、氧和氢原子组成。脂族多元醇包含至少两个羟基,优选至少三个羟基。通常,羟基的数量将为10或更少,优选为8或更少,更优选为6或更少。脂族多元醇具有2至15个碳原子,优选3至10个碳原子。合适的脂族多元醇的示例是1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-乙二醇、1,4-丁二醇、甘油、山梨糖醇、木糖醇和甘露醇。甘油、山梨糖醇、木糖醇和甘露醇是合适的脂族多元醇的优选示例。甘油是合适的脂族多元醇的最优选示例。其中一个原因是甘油的熔点为20℃,这使得加工变得容易(与例如,木糖醇、山梨糖醇和甘露醇相比,它们的熔点都高于90℃)。此外,甘油是容易获得的,并产生具有所需性质的聚合物。因此,在一些实施方式中,脂族多元醇基本上由甘油组成。如本文所用,“基本上由...组成”是指其他组分(此处:其他脂族多元醇)可以以不会对材料的性能产生不利影响的量存在。

33、也可以使用不同脂族多元醇的混合物。脂族多元醇可以包含至少50mol%的甘油、山梨糖醇、木糖醇或甘露醇,优选至少70mol%,优选至少90mol%。优选地,余量是具有3至10个碳原子的脂族多元醇。多元醇优选包含至少70mol%的甘油,优选至少90mol%,更优选至少95mol%。

34、在一些实施方式中,脂族多元醇的羟基相对于碳原子数的比率为1:4(即,每四个碳原子一个羟基)至1:1(即,每个碳原子一个羟基)。羟基相对于碳原子数的比例优选为1:3至1:1,更优选为1:2至1:1,还更优选为1:1.5至1:1。其中羟基与碳原子之比为1:1的化合物被认为是尤其优选的。

35、用于本发明的合适的多羧酸单体包括具有3至15个碳原子,优选3至10个碳原子的脂族多羧酸。脂族多羧酸不包括芳族部分,或任何氮或硫原子。在一些实施方式中,脂族多羧酸由碳、氧和氢原子组成。脂族多羧酸包含至少两个羧酸基团,优选三个羧酸基团。通常,羧酸基团的数量将为10或更少,优选为8或更少,更优选为6或更少。

36、在一个实施方式中,脂族多羧酸包含至少10wt.%的三羧酸,以脂族多羧酸的总量计算。脂族多羧酸可以包含至少30wt.%的三羧酸,以酸的总量计算,优选为至少50wt.%,更优选为至少70wt.%,还更优选为至少90wt.%,最优选为95wt.%。在一些实施方式中,脂族多羧酸基本上由三羧酸组成,优选基本上由柠檬酸组成。

37、脂族多羧酸可以是酸的混合物,例如三羧酸和二羧酸的混合物。在一些实施方式中,脂族多羧酸包含至少2wt.%,优选至少5wt.%,更优选至少10wt.%的二羧酸和至少10wt.%,优选至少30wt.%,更优选至少70wt.%,还更优选至少90wt.%,最优选至少95wt.%的三羧酸的组合,以脂族多羧酸的总量计算。

38、二羧酸(如果使用)可以是具有两个羧酸基团且通常至多15个碳原子的任何二羧酸。合适的二羧酸的示例包括衣康酸、苹果酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、癸二酸、草酸、马来酸、富马酸、粘康酸、辛二酸和壬二酸。衣康酸和琥珀酸可为优选的。在一个实施方式中,使用三羧酸。三羧酸(若使用)可以是任何三羧酸,其具有三个羧酸基团且通常至多15个碳原子。示例包括柠檬酸、异柠檬酸、乌头酸(顺式和反式)和3-羧基-顺式,顺式-粘康酸。考虑到成本和可用性原因,柠檬酸被认为是优选的。在适用的情况下,酸也可以以其酸酐的形式提供,例如柠檬酸酐。

39、用于本发明的合适的羟基羧酸单体包括具有3至15个碳原子,特别是3-10个碳原子的脂族羟基羧酸单体。羟基羧酸单体具有至少一个羟基,优选1至3个羟基,和至少一个(优选1至3个)的羧基。在一个实施方式中,相对于至少一个羧酸基团,至少一个羟基存在于α位置。示例包括酒石酸、苹果酸、乳酸和乙醇酸。

40、在本发明的优选实施方式中,预聚物衍生自多元醇单体和多羧酸单体的组合,

41、多元醇单体优选选自具有2-15个碳原子的脂族多元醇,特别是具有至少三个羟基的多元醇,例如甘油、山梨糖醇、木糖醇和甘露醇,特别是甘油,

42、多羧酸单体优选选自具有3-15个碳原子的脂族多羧酸,特别是具有至少三个羧酸基团的多羧酸,例如柠檬酸、异柠檬酸、乌头酸(顺式和反式)和3-羧基-顺式,顺式-粘康酸,特别是柠檬酸。

43、本发明中使用的预聚物是通过聚合多元醇单体和多羧酸单体的组合、羟基羧酸单体、或多元醇单体和多羧酸单体与羟基羧酸单体的组合而获得的。

44、本发明中用作起始材料的预聚物是通过聚合多元醇单体和多羧酸单体的组合、羟基羧酸单体、或多元醇单体和多羧酸单体与羟基羧酸单体的组合而获得的。聚合可以通过将单体组合形成液相来进行。取决于化合物的性质,可以这样做,例如,通过将组分的混合物加热到其中酸溶于醇,特别是甘油的温度。根据化合物的性质,这可能是例如,在20-250℃,例如40-200℃,例如60-200℃或90-200℃的范围内的温度。在一个实施方式中,混合物可在80-200℃,特别是100-200℃,在一些实施方式中120-180℃的温度下加热并混合1分钟至2小时,更具体地5分钟至45分钟的时间段。如果需要,可以存在合适的溶剂,例如水。优选地,水的量将保持有限,因为其蒸发是耗能的。可优选地添加至多30wt.%的水,特别是至多20wt.%的水。

45、本发明方法的优点在于,聚合物制备步骤和发泡步骤可以分开,从而提高了加工灵活性。

46、任选地,可以使用合适的催化剂来制备聚酯。本领域已知用于制造聚酯的合适催化剂。优选的催化剂是不含重金属的那些催化剂。有用的催化剂是强酸,例如但不限于盐酸、氢碘酸(也表示为氢碘酸(hydriodic acid))和氢溴酸、硫酸(h2so4)、硝酸(hno3)、氯酸(hclo3)、硼酸、次磷酸钠、高氯酸(hclo4)、三氟乙酸、对甲苯磺酸、磺酸和三氟甲磺酸。也可以使用诸如丁醇钛、辛酸锡、乙酸锌和乙酸锰的催化剂,尽管他们可能不太优选。

47、表面活性剂可以添加到预聚物中,聚合前添加到单体中,或在聚合过程中添加到以形成预聚物。表面活性剂可以经一个或多个步骤上、分批或以任何顺序连续添加。它们可以任选地与有限量的预聚物预混合。

48、本发明中用作起始材料的预聚物的聚合度为0.1至0.8。在本说明书的上下文中,聚合度是已经反应的官能团的分数与能够反应的那些官能团的最大值的比率。聚合度可以通过酸值(特别是低于0.5的值)或重量分析法(特别是高于0.5的值)来确定。

49、显而易见的是,为了使用重量分析来确定由具有未知聚合度的脂族多元醇和脂族多羧酸衍生的聚合物的聚合度,将具有未知聚合度的聚合物样品在100℃至220℃的温度下固化,直到不再损失水为止。那么聚合物的聚合度为1,从而可以使用固化过程中损失的水来计算出取样聚合物的聚合度。

50、所需的聚合度将取决于许多因素。

51、特别地,在工艺的该阶段聚合度更高具有的优点是在该工艺中需要更少的进一步固化。另一方面,聚合度更高可以形成更粘性的预聚物组合物,这可能有害地影响搅拌步骤的有效性。在提供给搅拌步骤时,预聚物的聚合度可以优选为至少0.2,特别是至少0.3,特别是至少0.4,更特别是至少0.5。其可以优选为至多0.7。

52、将包含表面活性剂和预聚物的反应混合物进行搅拌步骤。已经发现,需要搅拌步骤来获得具有良好性能的泡沫。搅拌步骤的目的是使表面活性剂均匀分散在预聚物中。可以使用本领域已知的任何种类的搅拌方法,包括搅拌、混合、摇动。也可以使用静态混合。在一个实施方式中,使用高剪切混合器进行搅拌。高剪切混合设备为本领域所知,在此无需进一步说明。

53、根据聚合度,可能优选使组合物处于足够高的温度以确保混合物具有足够低的粘度以允许充分混合。

54、进行搅拌步骤所用的时间并不关键,只要表面活性剂均匀分散在预聚物中即可。

55、在搅拌步骤之后,将由此获得的反应混合物在没有搅拌的情况下进行固化步骤,以获得热固性的聚合物泡沫。在没有搅拌的情况下的固化步骤通常在模具中进行至少一部分时间,搅拌的混合物已经提供到模具中。模具的形状和尺寸并不关键,并且取决于要形成的泡沫物体的形状和尺寸。模具的形状和尺寸应选择为能够适应体积的增加。

56、固化步骤通常在至少80℃,特别是至少100℃,更特别是至少120℃,甚至更特别是至少130℃的内部温度下进行。内部温度非常高会导致副反应增加。因此,内部温度优选不要达到高于250℃的值。内部温度可优选在130-200℃的范围内。内部温度是在固化过程中或从固化装置(如烘箱或压机)中取出制品后立即测量的。

57、固化可使用本领域已知的加热技术中进行,例如,在烘箱温度为80℃至高达450℃的烘箱中。可以使用不同类型的烘箱,包括但不限于带式烘箱、对流烘箱、微波烘箱、红外线烘箱、热风烘箱、传统烘烤箱及其组合。真空烘箱也被认为很有吸引力。固化可以在一步中完成,或在多步中完成。固化时间在5秒至高达24小时的范围内,这取决于物体的大小和形状,以及使用的烘箱类型和温度。总固化时间优选为至少10分钟,特别是至少20分钟,并且至多12小时,特别是至多6小时。虽然较长的固化时间本身并非不利,但从经济角度来看,它可能不那么有吸引力。选择合适的固化条件在本领域技术人员的技术范围内。

58、为了允许受控的泡沫形成,固化步骤优选在烘箱温度缓慢升高的温度方案下进行。

59、如果需要,固化步骤可以分两个阶段进行,其中第一固化步骤在模具中进行,随后从模具中移除固化的发泡物体,并使固化的发泡物体经历第二固化步骤,也被指示为后固化步骤。如果需要,可以在固化的发泡物体从模具中取出之后、在进行后固化步骤之前和/或之后对其进行机加工步骤。

60、固化后,聚合度通常大于0.80,优选大于0.90。此外,在固化后立即测量,制品的含水量通常低于10wt.%(以制品的总重量计算),优选低于5wt.%,更优选低于2wt.%,最优选低于1wt.%。根据储存条件,制品的含水量在固化后可能增加。

61、根据本发明的方法可能优选在惰性气氛中进行,例如在氮气或氩气下进行,以防止与空气中的氧气发生反应,这可能导致聚合物变黄。

62、根据本发明的方法中的混合和固化步骤可以在大气压、超大气压和/或减压下进行,任选地在该方法的不同阶段期间应用不同的压力方案。在一个实施方式中,反应混合物在低于大气压的压力下保持至少部分反应时间。认为使用低于大气压的压力将产生密度较低的产物。在一个实施方式中,施加至多0.99巴、特别是至多0.8巴、更特别是至多0.5巴、特别是至多0.1巴的压力。也可以使用较低的压力,例如,至多50mbar的压力,或至多10mbar的压力。甚至可以施加至多1mbar的压力。当在减压下工作时,下限通常由所使用的设备决定。在减压下进行固化步骤可能特别有吸引力。

63、在一个实施方式中,固化速率可以通过在固化之前向反应混合物中添加颗粒材料来提高,例如以1-30wt.%,特别是1-20wt.%的量。已经发现,与在没有晶种的情况下制造的相应材料相比,晶种颗粒的使用导致具有更低密度的产物。正如本领域技术人员可以容易地确定的那样,颗粒应该足够大以容易地悬浮在反应混合物中,但要足够小以能够充当晶种。可以提及3mm的值作为平均粒径的合适最大值。0.025mm的值可以被提及为平均粒径的合适的最小值,尽管也可以使用更小的颗粒。在一个实施方式中,晶种的平均粒径可以小于2mm,特别是小于1mm,更特别是在0.1-0.7mm的范围内。考虑到以上情况,确定合适量的颗粒和合适的粒度在本领域技术人员的范围内。在一个实施方式中,颗粒是聚合物晶种颗粒,特别是聚酯晶种颗粒。在一个实施方式中,晶种是本文所述的聚合物。这样做的优点是所获得的材料具有均匀的化学组成。

64、本发明的方法导致热固性的聚合物泡沫的形成,所述热固性的聚合物泡沫包含通过聚合多元醇单体和多羧酸单体的组合、羟基羧酸单体、或多元醇单体和多羧酸单体与羟基羧酸单体的组合而获得的聚合物,和包含两性表面活性剂,表面活性剂总浓度在0.1-6wt.%的范围内,所述聚合物具有至少0.8的聚合度和至多850g/l的密度。

65、根据本发明的泡沫具有均匀的泡沫结构,具有小的泡孔。在一些实施方式中,它们在室温下是刚性的。

66、本发明的泡沫具有低于850g/l的密度。密度通常将高于5g/l。

67、在一个实施方式中,密度为10g/l至300g/l,特别是50g/l至250g/l。在另一个实施方式中,泡沫的密度为300g/l至700g/l。在另一个实施方式中,本发明涉及密度为500g/l至850g/l,特别是550g/l至700g/l的泡沫。低密度材料对包装应用具有吸引力。更高密度的材料可以具有更好的强度和更好的尺寸稳定性。

68、目标聚合物是通过聚合多元醇单体和多羧酸单体的组合、羟基羧酸单体、或多元醇单体和多羧酸单体与羟基羧酸单体的组合而获得的反应产物。反应介质中可以存在其他组分,但不能达到它们显著干扰反应产物性质的程度。特别地,它们不应干扰泡沫形成。可能存在的合适组分包括催化剂和着色剂(染料和颜料)。可用于本发明泡沫的聚合物加工中常规使用的其他组分包括无机填料、抗菌剂或抗真菌剂、阻燃剂、uv吸收剂和疏水剂。

69、通常,小于20wt.%的反应混合物应由其他组分组成,优选小于15wt.%,更优选小于10wt.%。在一些实施方式中,混合物优选含有小于5wt.%的附加组分,或甚至小于2wt.%。以上内容涉及存在于最终产物中的组分。从最终产物中蒸发的水和可以添加的其他气体组分(若有)不包括在本文中。

70、待生产的聚合物物体的实际尺寸没有进一步的限制,并且可以根据需要增大。如果需要,可以随后将其转换成合适的块。待通过聚合形成的物体的中心与物体的外部之间的最短距离可以是至少2mm,更特别至少4mm,这取决于用途。这种优选的原因是,如果物体的尺寸较大,则可以改进泡沫形成工艺。

71、如对本领域技术人员显而易见的是,除非它们是相互排斥的,否则本发明的不同实施方式可以组合。除非另有规定,否则本文中使用的所有百分比均为重量百分比。

72、当量、浓度、尺寸和其他参数以范围、优选范围、上限值、下限值或优选上限值和限值的形式表示时,应当理解,还具体公开了通过将任何上限或优选值与任何下限或优选值相结合而获得的任何范围,无论上下文中是否明确提及获得的范围。

73、通过以下实施例来说明本发明,但并不限于此。

74、实施例

75、预聚物母料的制造

76、预聚物母料的制造如下:将1.0kg的>99%纯的甘油和2.0kg的柠檬酸(纯度>99%)放入搅拌和加热的反应器中。还加入9g的硼酸(0.5m/m,纯度>99%)。在约15分钟内将混合物加热至135℃,并在该温度下保持15分钟,然后用自来水稀释至20%的含水量,并进一步冷却。所得预聚物的聚合度为0.4。用自来水进行稀释以获得具有适合于容易的下游处理的粘度的材料。

77、实施例1

78、本实施例的泡沫制造的一般说明

79、将所需量的上述预聚物母料搅拌并加热至140℃的温度,直到达到0.55的聚合度。加入表面活性剂,然后在相同温度下缓慢搅拌5分钟以获得第一次均质化。然后,进行剧烈混合以获得混合物的进一步均质化。剧烈混合花费时间为4-10分钟,取决于批次体积。当获得均匀混合物时,停止混合。然后将混合物转移到模具中,模具放置在烘箱中并经受实施例中规定的温度曲线。当实施例中所述的固化属性已经完成时,将包含泡沫的模具从烘箱中取出,从模具中取出,机加工成所需形状,并在实施例中指示的时间和温度下进行后固化步骤。

80、测试了以下表面活性剂(组合)。按照规定进行加热。

81、实施例a(比较例)

82、十六烷基三甲基溴化铵(ctab) 十二烷基硫酸钠(sds),表面活性剂总量为2.5wt.%,重量比2:1。烘箱温度顺序:温度为150-160-170-180-190℃,时间顺序为16-16-8-8-16分钟。后固化在180℃下进行120分钟。

83、实施例b(比较例)

84、十六烷基三甲基溴化铵(ctab) 十二烷基硫酸钠(sds),表面活性剂总量为5wt.%,重量比2:1。烘箱温度顺序为150-160-170-180-190℃,时间顺序为16-16-8-8-16分钟。后固化在180℃下进行120分钟。

85、实施例1(发明例)

86、月桂基羟基磺基甜菜碱(lhs) 月桂醇聚醚-4羧酸钾(plc),表面活性剂总量为2.5wt.%,重量比1:1。烘箱温度顺序为140-150-160-170-180℃,时间顺序为16-16-8-8-16分钟。后固化在180℃下进行120分钟。

87、所得泡沫在图1-3中示出。从这些图中可以看出,根据本发明的表面活性剂组合导致形成具有小的均匀泡孔和均匀泡沫分布轮廓的泡沫。该泡沫具有比比较例a的泡沫更好的性能,其中在比较例a中获得了不均匀的泡沫分布轮廓。它还具有比比较例b的泡沫更均匀的外观,比较例b是用更高的表面活性剂浓度获得的。因此,这些实施例表明,使用本发明的表面活性剂可以在使用较少表面活性剂的同时获得具有良好性能的泡沫。

88、实施例2

89、将600g的上述预聚物母料与2.5wt.%的表面活性剂(表面活性剂总浓度)混合,并如实施例1所述进行混合。

90、混合后,将300g的混合物倒入铝模具中,并根据以下固化曲线进行固化:140℃下15分钟,150℃下30分钟,160℃下15分钟,180℃下60分钟。然后,切开模具的侧面,并在180℃下进行120分钟的最终固化步骤。

91、为了比较在该制造方法中使用根据现有技术的阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂的组合,测试(1-十四烷基)三甲基溴化铵(ttab) 月桂醇聚醚-4-羧酸钾(plc)的组合(表面活性剂总量为2.5wt.%,重量比2:1)。此外,使用大豆卵磷脂作为两性表面活性剂的又一示例进行了实验。也在本制造方法中测试了上述实施例1中测试的月桂基羟基磺基甜菜碱(lhs) 月桂醇聚醚-4羧酸钾(plc)的组合(表面活性剂总量为2.5wt.%,重量比2:1)。

92、下表给出了实验结果:

93、

94、因此,从表中可以看出,与使用阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂的组合制备的泡沫相比,根据本发明制造的含有卵磷脂或lhs plc的两种泡沫具有更低的密度和更好的泡沫结构。

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