Неизоцианатные жесткие полимерные пены, получаемые по реакции присоединения углерода по михаэлю, и способ пенообразования

Неизоцианатные жесткие полимерные пены, получаемые по реакции присоединения углерода по михаэлю, и способ пенообразования

Реферат

Изобретение относится к полимерным пенам низкой плотности, получаемым в ходе реакции присоединения углерода по Михаэлю.

Полиуретановые пены находят широкое применение. Такие пены получают смешением жидких или легкоплавких веществ-предшественников, которые одновременно реагируют и вспениваются с образованием полимерной пены. Вещества-предшественники охватывают соединение, содержащее на концах изоцианатные группы, и, по меньшей мере, одно способное взаимодействовать с изоцианатными группами вещество. Такое способное взаимодействовать с изоцианатными группами вещество, как правило, содержит спиртовую группу, первичную аминогруппу и/или вторичную аминогруппу.

Среди преимуществ полиуретановых пен находится их низкая себестоимость, универсальность и во многих случаях способность образовывать пену в тот момент времени и в том месте, в котором такая пена необходима. В частности, полиуретановые пены находятся среди немногих типов пен, которые можно применять при процессах распыления. Процессы распыления становятся в возрастающей степени популярным способом получения полимерных пен в строительной и конструкционной области производства. Способы распыления полезны, например, для нанесения изолирующей и/или герметизирующей полимерной пены в пустоты и отверстия, трещины и щели в строительных сооружениях. Такие способы в особенности полезны в том случае, когда количество полимерной пены, которая необходима в каком-либо конкретном месте, является небольшим, когда полимерную пену применяют для труднодоступных областей сложной формы или когда производственные процессы не обеспечивают возможности поместить предварительно изготовленную пену экономично или легко. Способы нанесения пены распылением также полезны в случае полимерной пены, быстро наносимой на обширные поверхности, такие как стены, полы, крыши и потолки. Способы распыления, кроме того, используют при непрерывных процессах для изготовления продуктов, таких как заготовки панелей и ламинаты. При этих непрерывных процессах струю пены из распылителя часто наносят на субстрат, который в ряде случаев может являться пористым. Способ распыления в особенности полезен в том случае, когда субстрат является пористым, поскольку вещества проявляют тенденцию выделяться через поры субстрата при нанесении в пене жидкости.

Способ нанесения пены распылением включает дозирование находящейся под давлением жидкой рецептуры пены через форсунку на субстрат, на который требуется нанести пену. Рецептура пены затем вспенивается и отверждается с образованием жесткой или полужесткой пены после своего нанесения. При вспенивании рецептуры пены она увеличивается в объеме в пределах пространства, куда ее наносят.

Проблема, которая возникает в случае наносимых распылением полиуретановых пен, заключается в том, что они содержат изоцианаты. Могут возникать опасения из-за воздействия изоцианатных соединений на человека и животных. Поэтому желательно разработать наносимую распылением полимерную пеносистему, которая включает в свой состав небольшие количества содержащих изоцианатные группы соединений или не включает их вовсе.

В патенте US 7919540 раскрыта жесткая пена низкой плотности, образование которой происходит вследствие химической реакции присоединения углерода по Михаэлю, а не химической реакции образования полиуретанов. Изобретением патента US 7919540 является пена, представляющая собой реакционный продукт одного или нескольких многофункциональных акрилатных соединений (акцепторы в реакции Михаэля) с одним или несколькими многофункциональными донорами в реакции Михаэля, выбираемыми из числа ацето- или цианоацетатных соединений или ацетоацетамидов в присутствии основания и вспенивающего реагента. Процесс изготовления пены, описанный в патенте US 7919540, представляет собой метод «налей-в-нужное-место», при котором получают жидкую смесь, содержащую полиакрилатное соединение, циано- или ацетоацетатное соединение и вспенивающий реагент, затем ее смешивают с катализатором и наливают в полость для формирования полимерной пены. Жидкие смеси, описанные в патенте US 7919540, нельзя с легкостью приспособить к требованиям процесса распыления и с их помощью невозможно получить полимерные пены с очень низкой плотностью (менее 40 кг/м³).

Разработка наносимой распылением полимерной пеносистемы, для которой не требуется содержащих изоцианатные группы соединений, но которая все еще являлась бы подходящей для нанесений распылением, в особенности для получения наносимых распылением полимерных пен низкой плотности, а в еще более особенной степени для получения пен, которые, кроме того, обладают значениями удельной прочности при сжатии, составляющими, по меньшей мере, 3,5 кН⋅м/кг, и/или в основном закрытыми порами небольшого размера, способствовало бы продвижению в области наносимых распылением пен.

В одном аспекте данное изобретение представляет собой способ получения полимерной пены, включающий в себя стадии:

получения, по меньшей мере, частично вспененной реакционной смеси смешением при температуре, по меньшей мере, 10°C (1) многофункционального акцептора в реакции Михаэля, который обладает множеством в расчете на одну молекулу являющихся акцепторами в реакции Михаэля функциональных групп, с (2) многофункциональным донором углерода в реакции Михаэля в присутствии (3) поверхностно-активного вещества, (4) катализатора реакции присоединения углерода по Михаэлю и (5) композиции вспенивающего реагента, содержащей вспенивающий реагент, температура кипения которого находится в диапазоне от -40°C до +100°C,

дозирования частично вспененной реакционной смеси и

отверждения дозированной реакционной смеси с образованием полимерной пены.

При некоторых предпочтительных вариантах осуществления данный способ включает в себя приведенные ниже стадии:

(a) получение находящегося под давлением компонента А, содержащего многофункциональный акцептор в реакции Михаэля, который обладает несколькими в расчете на одну молекулу являющимися акцепторами в реакции Михаэля функциональными группами, и растворенную в компоненте А композицию вспенивающего реагента, содержащую вспенивающий реагент, температура кипения которого находится в диапазоне от -40°C до +100°C, где вязкость по Брукфильду при температуре 25°C компонента А составляет 2500 сантипуаз или менее,

(b) отдельное получение находящегося под давлением компонента B, содержащего многофункциональный донор углерода в реакции Михаэля, поверхностно-активное вещество и растворенную в компоненте В композицию вспенивающего реагента, содержащую вспенивающий реагент, температура кипения которого находится в диапазоне от -40°C до +100°C, где вязкость по Брукфильду компонента В при температуре 25°C составляет от 0,2 до 5-кратной величины вязкости компонента А, но не превышает 2500 сантипуаз;

(c) раздельный сброс давления для находящегося под давлением компонента А и находящегося под давлением компонента В так, что каждый из компонента А и компонента В, по меньшей мере, частично расширяется благодаря расширению вспенивающего реагента;

(d) смешение, по меньшей мере, частично вспененного компонента А и, по меньшей мере, частично вспененного компонента В в присутствии катализатора реакции присоединения углерода по Михаэлю для получения реакционной смеси: и

(e) отверждение реакционной смеси с образованием полимерной пены.

В другом аспекте данное изобретение является наносимой распылением полимерной пеносистемой, включающей в свой состав:

(a) компонент А, содержащий многофункциональный акцептор в реакции Михаэля, который обладает несколькими в расчете на одну молекулу являющимися акцепторами в реакции Михаэля функциональными группами, и растворенную в компоненте А композицию вспенивающего реагента, содержащую вспенивающий реагент, температура кипения которого находится в диапазоне от -40°C до +100°C, где вязкость по Брукфильду компонента А при температуре 25°C составляет 2500 сантипуаз или менее;

(b) отдельный компонент В, содержащий многофункциональный донор углерода в реакции Михаэля, поверхностно-активное вещество и растворенную в компоненте В композицию вспенивающего реагента, содержащую вспенивающий реагент, температура кипения которого находится в диапазоне от -40°C до +100°C, где вязкость по Брукфильду компонента В при температуре 25°C составляет от 0,2 до 5-кратной величины вязкости компонента А, но не превышает 2500 сантипуаз; и

(c) катализатор реакции присоединения углерода по Михаэлю.

Данное изобретение предоставляет способ получения неизоцианатных пен и систему, которая является подходящей для применения при способах получения пен распылением. Такую систему можно с легкостью дозировать распылением или другими методами и, дозированная таким образом, она может с легкостью образовывать пену с плотностью 40 кг/м³ или менее. Данные пены часто обладают значениями удельной прочности при сжатии 3,5 кН⋅м/кг или более, часто превышающими 5,0 кН⋅м/кг, обладая при этом в основном закрытыми ячейками, размер которых, как правило, составляет 600 мкм или менее, а в одном из вариантов осуществления составляет 400 мкм или менее либо даже 200 мкм или менее.

В контексте данного изобретения «многофункциональный акцептор в реакции Михаэля» представляет собой соединение с несколькими в расчете на одну молекулу функциональными группами, являющимися акцепторами в реакции Михаэля. Под термином «являющаяся акцептором в реакции Михаэля функциональная группа» подразумевают активированный алкен с алифатической углерод-углеродной двойной или тройной связью в альфа-положении по отношению к карбонилу («еноновая» группа) или, менее предпочтительно, нитрогруппу. Многофункциональный акцептор в реакции Михаэля включает в свой состав, по меньшей мере, две, предпочтительно от 2 до 10, желательнее от 2 до 6, а еще предпочтительнее от 2 до 4 функциональных групп, являющихся акцепторами в реакции Михаэля. Предпочтительные енонсодержащие акцепторы в реакции Михаэля охватывают соединения, содержащие два или более (мет)акрилатных остатка. Такие предпочтительные многофункциональные акцепторы в реакции Михаэля включают соединения с двумя или более (мет)акрилатными сложноэфирными или (мет)акрилатными амидными группами.

Средняя эквивалентная масса в расчете на одну являющуюся акцептором в реакции Михаэля функциональную группу многофункционального(ых) акцептора(ов) в реакции Михаэля может составлять от 85 до 3000 или более. При некоторых вариантах осуществления данная средняя эквивалентная масса может находиться в диапазоне от 100 до 1000. При изготовлении жесткой пены средняя эквивалентная масса в расчете на одну являющуюся акцептором в реакции Михаэля функциональную группу может составлять от 100 до 500 или предпочтительнее от 100 до 300.

Примеры подходящих многофункциональных, являющихся акцепторами в реакции Михаэля соединений охватывают, например, 1,4-бутандиолдиакрилат, 1,6-гександиолдиакрилат, неопентилгликольдиакрилат, диэтиленгликольдиакрилат, триэтиленгликольдиакрилат, тетраэтиленгликольдиакрилат, полиэтиленгликольдиакрилат, дипропиленгликольдиакрилат, трипропиленгликольдиакрилат, циклогександиметанолдиакрилат, алкоксилированный гександиолдиакрилат, пропоксилированный неопентилгликольдиакрилат, триметилолпропантриакрилат, этоксилированный триметилолпропантриакрилат, пропоксилированный триметилолпропан, акрилированный сложнополиэфирный олигомер, бисфенол A диакрилат, акрилированный бисфенол A диглицидиловый эфир, этилоксилированный бисфенол A диакрилат, трис(2-гидроксиэтил)изоцианураттриакрилат, акрилированный уретановый олигомер и им подобные. Кроме того, подходящими являются полимеры с двумя или более акрилатными или метакрилатными сложноэфирными либо амидными группами.

При некоторых вариантах осуществления присутствует смесь являющихся многофункциональными акцепторами в реакции Михаэля соединений. Подобная смесь может содержать, например, вплоть до 50 весовых % одного или нескольких являющихся бифункциональными акцепторами в реакции Михаэля соединений и, по меньшей мере, 50 весовых % одного или нескольких являющихся акцепторами в реакции Михаэля соединений с более высокой функциональностью. Подобная смесь являющихся акцепторами в реакции Михаэля соединений может содержать от 10 до 50%, предпочтительно от 15 до 40%, желательнее от 15 до 35%, еще предпочтительнее от 18 до 35 весовых % являющихся бифункциональными акцепторами в реакции Михаэля соединений, причем остаток представляет собой соединения, являющиеся трифункциональными акцепторами в реакции Михаэля, или являющиеся акцепторами в реакции Михаэля соединения более высокой функциональности. В особенности, предпочтительная смесь представляет собой смесь являющегося бифункциональным акцептором в реакции Михаэля соединения с одним или несколькими тетрафункциональными и/или гексафункциональными являющимися акцепторами в реакции Михаэля соединениями, в которых бифункциональные вещества составляют от 18 до 35 весовых % такой смеси.

В контексте данного изобретения «многофункциональный донор углерода в реакции Михаэля» представляет собой вещество, которое содержит одну или несколько являющихся донорами углерода в реакции Михаэля функциональных групп и может реагировать с двумя или более являющихся акцепторами углерода в реакции Михаэля функциональными группами с образованием углерод-углеродной связи с каждой из являющихся акцепторами углерода в реакции Михаэля функциональных групп. В рамках данного изобретения являющиеся донорами в реакции Михаэля функциональные группы являются группами, которые в присутствии катализатора реакции присоединения углерода по Михаэлю образуют карбанион, который взаимодействует с углерод-углеродной двойной или тройной связью являющейся акцептором в реакции Михаэля группой с образованием углерод-углеродной связи с являющейся акцептором в реакции Михаэля группой. Подходящие являющиеся донорами в реакции Михаэля функциональные группы охватывают две или более β-дикетогруппы и β-цианокетогруппы, то есть функциональные группы, представляемые структурами:

соответственно. Среди подходящих доноров углерода в реакции Михаэля, обладающих β-дикетогруппами, находятся соединения, содержащие одну или несколько ацетоацетатных сложноэфирных, ацетоцетамидных, и/или малонат моно- или бисложноэфирных групп. Среди подходящих доноров углерода в реакции Михаэля, обладающих β-цианокетогруппами, находятся соединения, содержащие одну или несколько цианоацетатных сложноэфирных и/или цианоацетамидных групп.

Некоторые являющиеся донорами углерода в реакции Михаэля функциональные группы могут бифункционально взаимодействовать с являющимися акцепторами углерода в реакции Михаэля функциональными группами. Примеры подобных функциональных групп охватывают β-дикетогруппы и β-цианокетогруппы, такие как те, которые обладают вышеуказанными структурами, в которых R представляет собой атом водорода. В подобном случае необходимым является только то, чтобы одна являющаяся донором углерода в реакции Михаэля функциональная группа присутствовала бы в многофункциональном доноре углерода в реакции Михаэля. Если являющаяся донором углерода в реакции Михаэля функциональная группа способна взаимодействовать только с одной являющейся акцептором углерода в реакции Михаэля функциональной группой (как в случае, когда R представляет собой отличный от атома водорода заместитель в нижеуказанных структурах), то необходимо, чтобы донор углерода в реакции Михаэля обладал, по меньшей мере, двумя являющимися донорами углерода в реакции Михаэля функциональными группами в расчете на одну молекулу. И в том и в другом случае многофункциональный донор углерода в реакции Михаэля может содержать от 2 до 10, предпочтительно от 2 до 6, а желательнее от 2 до 4 функциональных групп являющихся донорами углерода в реакции Михаэля в расчете на одну молекулу.

Примеры пригодных многофункциональных доноров углерода в реакции Михаэля охватывают ацетоацетатные сложные эфиры, цианоацетатные сложные эфиры и сложные эфиры малоновой кислоты с многоатомными спиртами, такими как этиленгликоль, 1,2- или 1,3-пропандиол, 1,4-бутандиол, 1,2-бутандиол, 1,6-гександиол, неопентилгликоль, 2-метил-1,3-пропандиол, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, дипропиленгликоль, трипропиленгликоль, полипропиленгликоль, полиэтиленгликоль, циклогександиметанол, триметилолпропан, триэтилолпропан, пентаэритритол, глицерин, дипентаэритритол, дитриметилолпропан, глюкоза, изосорбид, бутилэтилпропандиол и им подобные. Ацетоацетатные функциональные или цианоацетатные функциональные простые полиэфиры, сложные полиэфиры или сложные полиэфирамиды также являются пригодными.

Средняя эквивалентная масса многофункционального(ых) донора(ов) в реакции Михаэля в расчете на одну являющуюся донором в реакции Михаэля функциональную группу может составлять от 85 до 3000 или более. При некоторых вариантах осуществления эта средняя эквивалентная масса может составлять от 100 до 1000. При изготовлении жесткой пены средняя эквивалентная масса на одну являющуюся донором в реакции Михаэля функциональную группу может составлять от 100 до 500 или предпочтительнее от 100 до 300.

Дополнительные примеры пригодных многофункциональных доноров углерода в реакции Михаэля охватывают ацетоацетамиды и цианоацетамиды аминосодержащих соединений с двумя или более атомами водорода в аминогруппах, такие как этилендиамин, триэтилендиамин, тетраэтилентриамин, пиперазин, изофорондиамин, гексаметилендиамин, 1,4-бутандиамин, диэтилтолуолдиамин, фенилендиамин, разнообразные полимерные полиамины и им подобные. Ацетоацетамидные функциональные и цианоацетамидные функциональные простые полиэфиры, сложные полиэфиры или сложные полиэфирамиды также являются пригодными.

Предпочтительно, когда количества являющегося акцептором в реакции Михаэля и являющегося донором углерода в реакции Михаэля соединений выбирают так, чтобы обеспечить, по меньшей мере, один моль функциональных групп акцептора в реакции Михаэля на один моль функциональных групп донора углерода в реакции Михаэля. Предпочтительно, когда это отношение составляет не более 3 молей функциональных групп акцептора в реакции Михаэля на один моль функциональных групп многофункционального донора углерода в реакции Михаэля, в частности в случае, в котором донор углерода в реакции Михаэля взаимодействует бифункционально с акцептором углерода в реакции Михаэля. Предпочтительное отношение составляет от 1,2 до 2,5:1, а еще более желательное отношение составляет от 1,4 до 2,1:1.

Поверхностно-активное вещество представляет собой соединение, которое стабилизирует газовые пузырьки, которые образуются при вспенивании композиции вспенивающего реагента, и способствует предотвращению коллапса газовых пузырьков до того, как произошло отверждение полимера. Желательные поверхностно-активные вещества охватывают полиалкиленоксиды и снижающие межфазное натяжение реагенты на основе кремнийорганических соединений. Полиалкиленоксиды представляют собой статистические или блочные сополимеры этиленоксида и пропиленоксида или этиленоксида и бутиленоксидов. Одно из желательных поверхностно-активных веществ представляет собой триблочное органическое поверхностно-активное вещество полиэтиленоксид-со-бутиленоксид, эквивалентная масса которого составляет приблизительно 3400, а номинальная вязкость равна приблизительно 3300 сантипуаз, продаваемое под торговым названием VORASURF™ 504 (The Dow Chemical Company). Примеры подходящих кремнийорганических поверхностно-активных соединений охватывают сополимеры полисилоксан/простой полиэфир, такие как Tegostab™ (Evonik Industries), B-8462 и B8469, поверхностно-активное вещество DABCO™ DC-198 (Air Products and Chemicals) и поверхностно-активное вещество Niax™ L-5614 (Momentive Performance Products).

Концентрация поверхностно-активного вещества может находиться в диапазоне от нуля вплоть до 5% от общей массы системы. Поверхностно-активное вещество можно предварительно примешивать либо к компоненту А, который содержит являющееся(являющиеся) многофункциональным(и) акцептором(ами) в реакции Михаэля соединение(ия), компоненту В, который содержит являющееся многофункциональным донором углерода в реакции Михаэля соединение, либо к ним обоим. Желательно, когда концентрация поверхностно-активного вещества составляет, по меньшей мере, 0,1 весового % от общей массы системы, предпочтительно, по меньшей мере, 0,5 весового % или более, еще желательнее 1,25 весового % или более, вплоть до 5,0 весовых %, предпочтительнее вплоть до 2,5 весовых %.

Композиция вспенивающего реагента содержит, по меньшей мере, один вспенивающий реагент, температура кипения которого (при давлении в одну атмосферу) находится в диапазоне от -40°C до +100°C.

При некоторых вариантах осуществления композиция вспенивающего реагента содержит, по меньшей мере, один вспенивающий реагент, температура кипения которого находится в диапазоне от -40°C до +10°C. Углеводороды, простые алкиловые эфиры, фтороуглероды, гидрофторолефины и фтороуглеводороды с температурами кипения в этом диапазоне являются предпочтительными. Примеры подобных вспенивающих реагентов охватывают пропан, изобутен, н-бутан, диметиловый эфир, R-32, R-125, R-152a, R-227ea, R-236fa, R-142b, R-134a, перфторбутан, перфторпропан, R-1234yf от фирмы DuPont, R-1234ze (Honeywell) или смеси, такие как Suva™ 407C (DuPont) смесь R-32, R-125 и R-134a, причем R-134a является предпочтительным видом вспенивающего реагента.

При других вариантах осуществления композиция вспенивающего реагента содержит (вместо вспенивающего реагента или дополнительно к нему, как только что описано) вспенивающий реагент, температура кипения которого (при давлении в 1 атмосферу) превышает 10°C и составляет вплоть до 100°C, предпочтительно вплоть до 70°C, а в особенности от 15°C до 70°C. При использовании в сочетании с вспенивающим реагентом, обладающим более низкой температурой кипения, присутствие такого более высококипящего вспенивающего реагента часто позволяет пене продолжать расширяться после изначального расширения, которое вызвано первым, более низкокипящим вспенивающим реагентом. Для испарения и расширения высококипящего вспенивающего реагента, как правило, необходима повышенная температура. Повышенную температуру можно создать, подводя тепло, но часто это достигается благодаря теплу, выделяемому при экзотермической реакции многофункционального акцептора в реакции Михаэля с донором в реакции Михаэля. Как и ранее, углеводороды, простые алкиловые эфиры, фторуглероды, гидрофторолефины и фторуглеводороды с температурой кипения в данном диапазоне являются предпочтительными. Примеры подобных вторых вспенивающих реагентов охватывают, например, н-пентан, 1,1,2,2,3-пентафторпропан, 1,1,1,3,3-пентафторпропан (R-245fa), 1,1,1,3,3-пентафторбутан, перфторпентан, R-1233zd™ от фирмы Honeywell, R-1336mzz от фирмы DuPont, их смеси, смеси низко- и высококипящих веществ, такие как Solkane™ 365/227 от фирмы Solvay, и им подобные, причем R-245fa является предпочтительным видом вспенивающего реагента в комбинации с R-134a.

Композиция вспенивающего реагента, как правило, составляет от 5 до 35 весовых % от общей массы системы. Предпочтительное количество составляет от 8 до 30%, а еще более желательное количество составляет от 12 до 25%. Желательно, чтобы вспенивающий(ие) реагент(ы), температура кипения которых составляет от -40°C до +10°C, предпочтительно от -40°C до 0°C сам(и) по себе составлял(и), по меньшей мере, 5 весовых % от общей массы системы. Желательно, когда более высококипящий вспенивающий реагент, если он присутствует, составляет от 1 до 15, предпочтительнее от 3 до 8% от общей массы системы. При некоторых вариантах осуществления данного изобретения композицию вспенивающего реагента предварительно примешивают к компоненту А, который содержит соединение(ия), являющееся(являющиеся) многофункциональным(и) акцептором(ами) в реакции Михаэля. При других вариантах осуществления композицию вспенивающего реагента предварительно примешивают к компоненту В, который содержит соединение(ия), являющееся(являющиеся) многофункциональным(и) донором(ами) углерода в реакции Михаэля. При следующих вариантах осуществления часть композиции вспенивающего реагента предварительно примешивают к компоненту А, который содержит соединение, являющееся многофункциональным акцептором в реакции Михаэля, а оставшуюся часть композиции вспенивающего реагента предварительно примешивают к компоненту В, который содержит соединение(я), являющееся(являющиеся) многофункциональным(и) донором(ами) углерода в реакции Михаэля. Любая композиция вспенивающего реагента, которую предварительно примешивают к компоненту А, должна в нем растворяться. Любая композиция вспенивающего реагента, которую предварительно примешивают к компоненту В, должна в нем растворяться.

Подходящие катализаторы реакции присоединения углерода по Михаэлю охватывают основные соединения, такие как те, которые описаны, например, в патентной заявке US 2005-0081994. Среди пригодных катализаторов данной реакции находятся соединения с третичными аминогруппами, амидиновые соединения, гидроксиды четвертичного аммония, гидроксиды щелочных металлов, алкоксиды щелочных металлов, ацетилацетонаты щелочных металлов, ацетилацетонаты четвертичного аммония и им подобные. Соединения с третичными аминогруппами и амидиновые соединения часто являются предпочтительными. Некоторые подходящие амидиновые соединения охватывают, например, гуанидин и циклические амидиновые соединения, такие, например, как Ν,Ν,Νʹ,Νʹ-тетраметилгуанидин (TMG), 1,8-диазабицикло[5.4.0]ундец-7-ен (DBU) и 1,5-диазабицикло[4.3.0]нон-5-ен (DBE). Среди пригодных аммониевых соединений находятся, например, гидроксиды четвертичного аммония, такие, например, как тетраметиламмоний гидроксид, тетраэтиламмоний гидроксид, тетрабутиламмоний гидроксид и тетраоктиламмоний гидроксид. Некоторые подходящие аминосодержащие соединения представляют собой, например, триметиламин, триэтиламин, N-метилморфолин, N-этилморфолин, N,N-диметилбензиламин, Ν,Ν-диметилэтаноламин, Ν,Ν,Νʹ,Νʹ-тетраметил-1,4-бутандиамин, Ν,Ν-диметилпиперазин, 1,4-диазобицикло-2,2,2-октан, бис(диметиламиноэтил)овый эфир, бис(2-диметиламиноэтил)овый эфир, морфолин, 4,4ʹ-(оксиди-2,1-этандиил)бис, триэтилендиамин, пентаметилдиэтилентриамин, диметилциклогексиламин, N-цетил-Ν,Ν-диметиламин, N-коко-морфолин, N,N-диметиламинометил-N-метилэтаноламин, простой N,N,Nʹ-триметил-Nʹ-гидроксиэтил-бис(аминоэтил)овый эфир, N,N-бис(3-диметиламинопропил)N-изопропаноламин, (N,N-диметил)аминоэтоксиэтанол, N,N,Nʹ,Nʹ-тетраметилгександиамин, простой N,N-диморфолинодиэтиловый эфир, N-метилимидазол, диметиламинопропилдипропаноламин, бис(диметиламинопропил)амино-2-пропанол, тетраметиламино-бис(пропиламин), простой (диметил(аминоэтоксиэтил))((диметиламино)этил)овый эфир, трис(диметиламинопропил)амин, дициклогексилметиламин, бис(N,N-диметил-3-аминопропил)амин, 1,2-этиленпиперидин и метилгидроксиэтилпиперазин.

Каталитическое количество катализатора реакции присоединения углерода по Михаэлю присутствует в ходе стадии отверждения. Подходящее количество составляет от 0,01 до 1, предпочтительно от 0,1 до 0,5, а желательно от 0,1 до 0,25 моля катализатора реакции присоединения углерода по Михаэлю в расчете на эквивалент функциональных групп донора углерода в реакции Михаэля, хотя оптимальные количества в каждом конкретном случае могут зависеть от конкретного катализатора. Некоторые содержащие аминогруппы и амидиновые катализаторы могут проявлять тенденцию повышать в значительной степени вязкость компонента В, если они присутствуют в нем в количествах, превышающих примерно 0,25 моля катализатора в расчете на эквивалент многофункционального донора углерода в реакции Михаэля.

Реакционная смесь может содержать добавляемые по желанию ингредиенты, такие как один или несколько пластификаторов, один или несколько наполнителей, один или несколько красителей, один или несколько консервантов, один или несколько модификаторов запаха, одно или несколько препятствующих возгоранию веществ, одно или несколько биоцидных соединений, один или несколько антиоксидантов, один или несколько УФ-стабилизаторов, один или несколько антистатиков, один или несколько инициаторов образования ячеек пены и им подобных.

Пригодные препятствующие возгоранию вещества охватывают бромированные соединения, фосфорсодержащие соединения и их комбинации. Среди пригодных бромированных препятствующих возгоранию веществ находятся сложный тетрабромфталатный диэфир/простой эфирдиол, такие как те, которые поставляет на рынок фирма Albemarle Corporation под наименованием Saytex™ RB79, или те, которые поставляет на рынок фирма Chemtura Corporation под наименованием PHT-4-диол, тетрабромбисфенол A, бромированный полистирол, бромированные полимеры стирол-бутадиен, бромированные эпоксидные смолы, бромированные алканы, такие как 1-бромпропан, бромированный полимер, такой как тот, который поставляет на рынок фирма Chemtura под наименованием Emerald 3000, или бромированный акриловый мономер либо его полимер.

Среди пригодных фосфорсодержащих препятствующих возгоранию веществ находятся разнообразные фосфинатные, фосфатные и фосфонатные соединения, такие как диэтилфосфинат алюминия, трис(2-хлорпропил)фосфат, триэтилфосфат, поли-мета-фениленметилфосфонат, олигомерный этилэтиленфосфат, резорцин бис(дифенилфосфат) и бисфенол A бис(дифенилфосфат).

Было обнаружено, что эксплутационные характеристики пены при испытаниях на сгорание коррелируют с температурой стеклования в случае присутствия препятствующего возгоранию вещества. Содержащие препятствующие возгоранию вещества пены, температуры стеклования которых находятся ниже примерно 80°C, проявляют тенденцию к худшему функционированию в этих испытаниях на сгорание, чем в случае, когда температура стеклования пены составляет 80°C или выше. Поэтому при предпочтительных вариантах осуществления пена по данному изобретению содержит, по меньшей мере, одно фосфорсодержащее и/или бромсодержащее препятствующее возгоранию вещество и обладает температурой стеклования, составляющей, по меньшей мере, 80°C. Препятствующее возгоранию вещество может обеспечивать пену, по меньшей мере, 0,5 весовым %, предпочтительно от 0,75 до 5 весовыми % фосфора и/или от 1 до 10 весовыми %, предпочтительно от 2 до 7 весовыми % брома.

Реакционная смесь не должна содержать более 0,25 весового % изоцианатных соединений, а предпочтительно должна быть свободной от них.

В конкретном аспекте данное изобретение является наносимой распылением полимерной пеносистемой, включающей в свой состав

(a) компонент А, содержащий многофункциональный акцептор в реакции Михаэля, который обладает несколькими в расчете на одну молекулу являющимися акцепторами в реакции Михаэля функциональными группами, и растворенную в компоненте А композицию вспенивающего реагента, содержащую вспенивающий реагент, температура кипения которого находится в диапазоне от -40°C до +10°C, где вязкость по Брукфильду компонента А при температуре 25°C составляет 2500 сантипуаз или менее,

(b) отдельный компонент В, содержащий многофункциональный донор углерода в реакции Михаэля, поверхностно-активное вещество и растворенную в компоненте В композицию вспенивающего реагента, содержащую вспенивающий реагент, температура кипения которого находится в диапазоне от -40°C до +10°C, где вязкость по Брукфильду компонента В при температуре 25°C составляет от 0,2 до 5-кратной величины вязкости компонента А, но не превышает 2500 сантипуаз, и

(c) катализатор реакции присоединения углерода по Михаэлю.

При специальных вариантах осуществления наносимая распылением пеносистема отличается тем, что обладает приведенными ниже особенностями, которые могут присутствовать по отдельности либо в любой комбинации двух или более из них.

A) Компоненты А и В, каждый из которых находится под давлением, в особенности, когда каждый из компонентов А и В находится под давлением вытесняющего газа, растворимость которого составляет менее 3000 весовых частей на миллион весовых частей соответствующего компонента.

B) Многофункциональный акцептор в реакции Михаэля представляет собой полиакрилат, а многофункциональный донор углерода в реакции Михаэля представляет собой, по меньшей мере, одно соединение, которое содержит одну или несколько β-дикетогрупп или β-цианокетогрупп.

C) Многофункциональный донор углерода в реакции Михаэля содержит две или более ацетоацетатных, цианоацетатных, ацетоацетамидных или малонатных группы.

D) Многофункциональный акцептор в реакции Михаэля представляет собой смесь, по меньшей мере, одного бифункционального акрилатного соединения и, по меньшей мере, одного тетрафункционального акрилатного соединения.

E) Многофункциональный донор в реакции Михаэля содержит две или более ацетоацетатных группы.

F) Вспенивающий реагент в одном из компонентов А или В либо в обоих из них дополнительно содержит, по меньшей мере, один вспенивающий реагент, температура кипения которого превышает 10 градусов Цельсия и находится ниже 70 градусов Цельсия.

G) Поверхностно-активное вещество в компоненте В представляет собой кремнийорганическое поверхностно-активное вещество.

H) Компонент А содержит поверхностно-активное вещество.

I) Вязкость по Брукфильду компонента А составляет 1000 сП или менее.

J) По меньшей мере, одно фосфорсодержащее соединение, по меньшей мере, одно бромсодержащее соединение или они оба присутствуют в компоненте А, компоненте В или как в компоненте А, так и в компоненте В.

K) Катализатор реакции присоединения углерода по Михаэлю содержится в компоненте А, компоненте В или как в компоненте А, так и в компоненте В.

L) Катализатор реакции присоединения углерода по Михаэлю представляет собой являющееся третичным амином соединение.

Полимерную пену изготавливают согласно аспекту данного изобретения, получая, по меньшей мере, частично вспененную реакционную смесь, объединяя при температуре, по меньшей мере, 10°C (1) многофункциональный акцептор в реакции Михаэля, который содержит несколько в расчете на одну молекулу являющихся акцепторами в реакции Михаэля функциональных групп, с (2) многофункциональным донором углерода в реакции Михаэля в присутствии (3) поверхностно-активного вещества, (4) катализатора реакции присоединения углерода по Михаэлю и (5) композиции вспенивающего реагента, содержащего вспенивающий реагент, температура кипения которого находится в диапазоне от -40°C до +10°C, дозируя частично вспененную реакционную смесь и отверждая дозированную реакционную смесь для получения полимерной пены.

Частично вспененную реакционную смесь можно получать различными способами. При одном варианте осуществления многофункциональный акцептор в реакции Михаэля и многофункциональный донор углерода в реакции Михаэля смешивают друг с другом в присутствии поверхностно-активного вещества, катализатора и композиции вспенивающего реагента, а затем подвергают частичному вспениванию, дозируют, а после этого отверждают. При этом варианте осуществления поверхностно-активное вещество, катализатор и/или композицию вспенивающего реагента можно предварительно примешивать либо к многофункциональному акцептору в реакции Михаэля (для получения рецептуры компонента А), либо к многофункциональному донору углерода в реакции Михаэля (для получения рецептуры компонента В), либо к каждому из них до смешения акцептора в реакции Михаэля и донора углерода в реакции Михаэля друг с другом. Многофункциональный акцептор в реакции Михаэля и многофункциональный донор углерода в реакции Михаэля могут каждый являться, по меньшей мере, частично вспененными до их смешения друг с другом. Альтернативно, вспенивание может не происходить до смешения акцептора в реакции Михаэля с донором углерода в реакции Михаэля.

Частичного или полного вспенивания удачно достигают, подбирая температурный режим и режим давления так, чтобы, по меньшей мере, какой-либо количество являющегося вспенивающим реагентом компонента образовывало бы газ. Предпочтительно, когда температура