＊＊＊ 本发明专利技术涉及用于制备聚氨酯泡沫塑料的基本上由右式Ⅰ化合物组成的催化剂组合物，在式Ⅰ中Ｒ↑［１］是氢或Ｃ↓［１］－Ｃ↓［４］直链或支链烷基，羟基烷基或氨基烷基；Ｒ↑［２］是氢或Ｃ↓［１］－Ｃ↓［６］直链或支链烷基，羟基烷基或氨基烷基；和Ｒ↓［３］和Ｒ↓［４］相互独立地为氢或Ｃ↑［１］－Ｃ↑［１０］直链或支链烷基，羟基烷基或氨基烷基，它们可含有醚官能团。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本申请系申请日为1996年9月27日、申请号为96120132.0、专利技术名称为“用于制备聚氨酯的氨基丙基双(氨基乙基)醚组合物”的专利技术专利申请的分案申请。本专利技术涉及可用于制备聚氨酯的氨基丙基双(氨基乙基)醚衍生物催化剂组合物。聚氨酯泡沫塑料广为人知，用于汽车、住房建设和其它工业。这样的泡沫塑料通过多元异氰酸酯与多元醇在各种添加剂的存在下反应来制备。一种这样的添加剂是氯氟烃(CFC)发泡剂，由于反应放热而气化，使得物料聚合形成泡沫塑料。CFC能消耗同温层中的臭氧这一发现导致强制减少CFC的使用。因此，发泡用水与多元异氰酸酯反应生成的CO2来实现的水发泡泡沫塑料的制备已变得日益重要。叔胺类催化剂一般用于促进发泡(水与异氰酸酯产生CO2的反应)和胶凝化(多元醇与异氰酸酯的反应)。在选择用于制备特定的聚氨酯泡沫塑料的催化剂时，叔胺类催化剂选择性地促进发泡或胶凝化的能力是个需要考虑的重要问题，若催化剂促进发泡反应的选择性太强，则大部分的CO2将在异氰酸酯与多元醇的充分反应发生之前放出，CO2将从配料中鼓泡涌出，产生泡沫塑料的瘪泡。将生产出低质量的泡沫塑料。相反，若催化剂太强烈地促进胶凝化反应，则相当大部分的CO2将在聚合反应已发生达到相当程度之后放出。这次将生产出具有高密度、破裂或边界不清楚的泡孔或者其它不合乎需要的特征的低质量泡沫塑料。叔胺类催化剂一般具有恶臭的气味，令人作呕，而且许多叔胺类催化剂由于分子量低而具有强挥发性。叔胺类催化剂在泡沫塑料加工过程中的释放会带来值得注意的安全性和毒性问题，而且残留的胺从消费品中释放通常是不合乎需要的。含有活性氢官能团(例如-OH,-NH2和-NHR)的叔胺类催化剂与没有这种官能团的相关结构相比，常常具有有限的挥发性和较小的臭味。此外，含有活性氢官能团的催化剂在反应过程中化学键合进入氨基甲酸酯中而不从最终产品中释放。能体现这个概念的催化剂结构一般均具有低至中度的活性，并能在不同的程度上促进发泡(水-异氰酸酯)和胶凝化(多元醇-异氰酸酯)这两个反应。仲醇在结构上是优选的，因为这些催化剂能表现出在其促进活性氢-异氰酸酯反应和其本身与异氰酸酯的反应性之间合乎需要的平衡。相反，含有伯醇的催化剂与异氰酸酯反应迅速，因此使用水准要求高。含有叔醇的催化剂与异氰酸酯反应慢，但生成的叔醇的氨基甲酸酯的热稳定性差。这些氨基甲酸酯可能裂解，并在大大低于泡沫塑料本身的分解温度释放出催化剂。于是游离的胺会促进泡沫塑料分解。含有-NH2和-NHR类型活性氢官能团的催化剂是人们不太熟知的。能强烈地促进水-异氰酸酯(发泡)反应的催化剂包括基于二亚乙基三胺骨架、特别是五甲基二亚乙基三胺和β-(N,N-二甲氨基)烷基醚、特别是双(N,N-二甲基氨基乙基)醚的叔胺结构。在结构上与双(N,N-二甲基氨基乙基)醚相关的低臭味的活性催化剂见述于U.S.4338408和4433170。TexacatZF-10催化剂，2-乙醇，尽管有效性比双(N,N-二甲基氨基乙基)醚差，但是个有效的发泡催化剂。本专利技术提供一种用于催化异氰酸酯的三聚和异氰酸酯与含活性氢的化合物之间的反应例如用于制备聚氨酯的发泡反应和胶凝化(氨基甲酸酯)反应的组合物。该催化剂组合物基本上由具有下式Ⅰ的化合物组成 式中R1是氢或C1-C4直链或支链烷基，羟基烷基或氨基烷基；R2是氨或C1-C6直链或支链烷基，羟基烷基或氨基烷基；和R3和R4相互独立地为氢或C1-C10直链或支链烷基，羟基烷基或氨基烷基，它们可任选地含有醚官能团。应当理解的是在氮原子上的各“-”代表甲基，例如N-代表N-甲基。这些催化剂的优点在于其臭味小，同时具有高活性。此外，R3和/或R4是氢的这类化合物含有能与异氰酸酯反应并将在反应过程中化学键合进入氨基甲酸酯中而使得该化合物不从最终产物中释放的胺官能团。这样的化合物在制备聚氨酯时具有良好的催化活性，这是令人惊异的，因为现有技术指出它们将在混合时反应并在聚氨酯工艺过程的早期被掺入聚合物母体中，因而限制了它们的流动性(mobility)。按照本专利技术的催化剂组合物可以催化(1)异氰酸酯官能团与含活性氢的化合物即醇、多元醇、胺或水之间的反应，尤其是多元醇的羟基与异氰酸酯生成聚氨酯的氨基甲酸酯(胶凝化)反应和水与异氰酸酯反应释放用于制备发泡聚氨酯的二氧化碳的发泡反应，和/或(2)异氰酸酯官能团的三聚反应，生成聚异三聚氰脲酸酯。聚氨酯产品用任何适宜的本领域熟知的有机多元异氰酸酯来制备；所述有机多元异氰酸酯包括例如六亚甲基二异氰酸酯，苯二异氰酸酯，甲苯二异氰酸酯(“TDI”)和二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯(“MDI”)。特别适宜的是单独的2,4-和2,6-TDI或者是以其可商购得的混合物形式一起使用。其它适宜的异氰酸酯是商业上称作“MDI粗品”的二异氰酸酯的混合物，亦称作PAPI，它包含大约60％的二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯和其它的异构体和同系的较高级的多元异氰酸酯。适宜的多元异氰酸酯还有这些包含多元异氰酸酯和聚醚或聚酯多元醇的部分预反应的混合物的多元异氰酸酯的“预聚物”。作为聚氨酯配方的组分的适宜的多元醇的实例是聚亚烷基醚和聚酯多元醇。聚亚烷基醚多元醇包括聚(亚烷基氧化物)聚合物例如具有来自多羟基化合物的末端羟基的聚(环氧乙烷)和聚(环氧丙烷)聚合物和共聚物；所述多羟基化合物包括二元醇和三元醇，有例如乙二醇，丙二醇，1,3-丁二醇，1,4-丁二醇，1,6-己二醇，新戊二醇，二甘醇，二丙二醇，季戊四醇，甘油，双甘油，三羟甲基丙烷等诸如此类的低分子量的多元醇。在实施本专利技术时，可以使用单一的高分子量的聚醚多元醇，也可以使用高分子量的聚醚多元醇的混合物例如二或三官能物质和/或不同分子量的或不同化学组成的物质的混合物。可用的聚酯多元醇包括那些通过二元羧酸与过量的二醇反应例如己二酸与乙二醇或丁二醇反应或者通过内酯与过量的二醇反应例如己内酯与丙二醇反应制得的聚酯多元醇。除聚醚和聚酯多元醇外，母料或预混料组合物常常含有聚合多元醇(polymer polyol)。聚合多元醇用在聚氨酯泡沫塑料中以增强该泡沫塑料的抗形变能力，即增强该泡沫塑料的承载能力。目前，使用两种不同类型的聚合多元醇达到增强承载力的目的。第一类被称作接枝多元醇，包含三元醇，其中乙烯基单体被接枝共聚。苯乙烯和丙烯腈是常选的单体。第二类，聚脲改性的多元醇，是含有由二胺与TDI反应生成的聚脲分散体的多元醇。由于TDI过量使用，一些TDI可以与多元醇和聚脲两者反应。所述第二类聚合多元醇具有称作PIPA多元醇的变体，它通过TDI和烷醇胺在多元醇中的就地聚合生成。根据承载力的要求，聚合多元醇可以包含20-80％的母料的多元醇部分。在聚氨酯泡沫塑料配方中见到的其它类型的试剂包括链增长剂例如乙二醇和丁二醇；交联剂例如二乙醇胺，二异丙醇胺，三乙醇胺和三丙醇胺；发泡剂例如水，二氯甲烷，三氯氟甲烷等；和泡孔稳定剂例如硅氧烷。具有1-3Ib/ft3(16-48kg/m3)的密度(例如汽车座套)并含有胶凝化催化剂例如三亚乙基二胺(TEDA)和发泡催化剂例如按照本专利技术的催化剂组合物的普通的聚氨酯软泡沫塑料配方将包含下列组分(重量份(pbw))软泡沫塑料配方 pbw多元醇 20-100聚合多元醇 80本文档来自技高网...
【技术保护点】
基本上由下式Ⅰ化合物组成的催化剂组合物： ＊＊＊ Ⅰ 式中 Ｒ↑［１］是氢或Ｃ↓［１］－Ｃ↓［４］直链或支链烷基，羟基烷基或氨基烷基； Ｒ↑［２］是氢或Ｃ↓［１］－Ｃ↓［６］直链或支链烷基，羟基烷基或氨基烷基；和 Ｒ↑［３］和Ｒ↑［４］相互独立地为氢或Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１０］直链或支链烷基，羟基烷基或氨基烷基，它们可含有醚官能团。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：ACL沙沃卡，RP昂德伍德，R范科特卡尔，JS埃默里克，ML里斯蒂曼，
申请(专利权)人：气体产品与化学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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