[發(fā)明專利]控制脲的氨甲酰化的MW分布和副產(chǎn)物的水饋入方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510264830.X
• 申請(qǐng)日: 2015-05-22
• 公開（公告）號(hào): CN105175718B
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·R·安德森;D·拜格扎德;Y·何;C·盧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陶氏環(huán)球技術(shù)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C08G71/04
• 分類號(hào): C08G71/04
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 江磊;胡嘉倩

本發(fā)明提供制造聚氨基甲酸酯的方法，其通過(guò)將a)呈流體形式的脲饋入含有b)如短油或中油醇酸多元醇的醇酸多元醇的反應(yīng)介質(zhì)中以形成反應(yīng)混合物，和隨后優(yōu)選在一或多種c)氨甲酰化催化劑存在下通過(guò)加熱所述反應(yīng)混合物使所述醇酸多元醇氨甲酰化同時(shí)將水饋入所述反應(yīng)混合物中來(lái)進(jìn)行。本發(fā)明的聚氨基甲酸酯當(dāng)與作為第二組分的聚醛或其縮醛或半縮醛組合時(shí)制造實(shí)質(zhì)上不含異氰酸酯并且在0℃到低于80℃的溫度下固化形成交聯(lián)聚氨酯的多組分組合物。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及制造供用于制造聚氨酯的聚氨基甲酸酯的方法，所述方法包含將a)呈流體形式的脲或氨基甲酸烷基酯饋入含有b)優(yōu)選是短油或中油醇酸多元醇的醇酸多元醇的反應(yīng)介質(zhì)中以形成反應(yīng)混合物，和優(yōu)選在一或多種如氧化二丁基錫的轉(zhuǎn)氨甲酰化催化劑存在下使所述醇酸多元醇氨甲酰化并且隨后將水饋入所述反應(yīng)混合物中。

背景技術(shù)

聚氨酯以聚合物形式廣泛使用；其由具有氨基甲酸酯鍵的重復(fù)單元的有機(jī)主鏈構(gòu)成。聚氨酯包含重復(fù)單元，所述重復(fù)單元含有式(A)的氨基甲酸酯基團(tuán)：-O-C(＝O)-N<。聚氨酯可以由(聚)異氰酸酯制造；然而，此類(聚)異氰酸酯以及甚至聚氨酯中的殘余異氰酸酯已經(jīng)引起多種健康和安全問(wèn)題。

已經(jīng)探尋不含異氰酸酯的聚氨酯組合物以解決源于異氰酸酯和其殘余物的健康和安全問(wèn)題。已知的不含異氰酸酯的聚氨酯必須在高于80℃的固化溫度下固化以獲得有效的固化并且產(chǎn)生交聯(lián)聚氨酯。現(xiàn)有技術(shù)的不含異氰酸酯的聚氨酯制劑的高固化溫度缺陷妨礙其用于需要在例如室溫(例如20℃到30℃)的環(huán)境溫度下固化的地板、家具、汽車、工業(yè)維修以及粘合劑應(yīng)用中。此外，已知的不含異氰酸酯的聚氨酯組合物可能會(huì)產(chǎn)生非所需揮發(fā)性有機(jī)化合物(volatile organic compound，VOC)副產(chǎn)物。

近期，聚氨酯已經(jīng)由多元醇和氨基甲酸烷基酯或聚氨基甲酸烷基酯與共反應(yīng)性樹脂(如聚醛)產(chǎn)生。此類聚氨酯實(shí)質(zhì)上不含異氰酸酯。然而，此類聚氨基甲酸酯也已經(jīng)證實(shí)難以安全并且有效地制造。舉例來(lái)說(shuō)，由醇酸樹脂制造聚氨基甲酸酯的已知轉(zhuǎn)氨甲酰化方法可以使用包括醇酸多元醇的各種多元醇進(jìn)行。然而，此類轉(zhuǎn)氨甲酰化方法產(chǎn)生非所需樹脂支化和分子量(molecular weight，MW)控制問(wèn)題。在嚴(yán)重的情況下，所得產(chǎn)物形成不溶于溶劑中并且必須丟棄的微凝膠。另外，殘余脲、縮二脲、氰尿酸、聚脲基甲酸酯以及鄰苯二甲酰亞胺是聚氨基甲酸酯產(chǎn)物中存在的副產(chǎn)物并且被視為雜質(zhì)。此類雜質(zhì)可能會(huì)在使用或應(yīng)用時(shí)反應(yīng)并且是不合需要的。

安德森(Anderson)等人的美國(guó)專利第8,653,174 B2號(hào)公開了多組分組合物，其實(shí)質(zhì)上不含異氰酸酯并且包含聚氨基甲酸酯作為一種組分以及聚醛或其縮醛或半縮醛作為第二組分，以使得兩種組分在0℃到低于80℃的溫度下固化形成交聯(lián)聚氨酯。安德森公開了使多元醇轉(zhuǎn)氨甲酰化以制造聚氨基甲酸酯。然而，安德森未能解決當(dāng)使醇酸多元醇轉(zhuǎn)氨甲酰化時(shí)所產(chǎn)生的非所需分子量增加或雜質(zhì)。

本發(fā)明人已經(jīng)探尋解決由醇酸多元醇制造聚氨基甲酸酯過(guò)程中的非所需粘度增加或分子量(MW)增加和非所需殘余雜質(zhì)的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

1.根據(jù)本發(fā)明，制造供用于制造聚氨酯的具有兩個(gè)或更多個(gè)氨基甲酸酯基團(tuán)的聚氨基甲酸酯的方法，所述方法包括將一或多種a)呈流體形式的脲或氨基甲酸烷基酯(如氨基甲酸甲酯)饋入含有一或多種b)優(yōu)選是短油或中油醇酸多元醇的醇酸多元醇的反應(yīng)介質(zhì)中以形成反應(yīng)混合物，和隨后優(yōu)選在一或多種c)如氧化二丁基錫的氨甲酰化催化劑存在下通過(guò)加熱所述反應(yīng)混合物使所述醇酸多元醇氨甲酰化同時(shí)將水饋入所述反應(yīng)混合物中。

2.根據(jù)上述1的方法的方法，其中所述b)醇酸多元醇中的至少一者具有50到250mgKOH/g醇酸多元醇或優(yōu)選100到225mg KOH/g醇酸多元醇的羥值。

3.根據(jù)上述1或2的方法的方法，其中所述b)一或多種醇酸多元醇中的至少一者是一或多種單羧酸油、具有兩個(gè)或更多個(gè)羧酸、鹽或鹵素基團(tuán)的一或多種聚羧酸或其酸酐以及具有三個(gè)或更多個(gè)、優(yōu)選三個(gè)到五個(gè)羥基的一或多種多元醇(如赤藻糖醇、季戊四醇、三羥甲基丙烷或三羥甲基乙烷)的反應(yīng)產(chǎn)物。