[發明專利]使用環狀銨鹽作為催化劑改性異氰酸酯的方法

有效

• 申請號: 201680047671.0
• 申請日: 2016-08-15
• 公開（公告）號: CN107922563B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: F.里希特
• 申請（專利權）人: 科思創德國股份有限公司
• 主分類號: C08G18/02
• 分類號: C08G18/02;C08G18/16;B01J31/02;C07D295/037;C07C53/10;C07C53/128
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉維升;萬雪松

本發明涉及異氰酸酯改性方法，其中至少一種具有1的NCO官能度的有機異氰酸酯在至少一種催化劑存在下低聚，其特征在于所述催化劑包含至少一種具有式(I)的陽離子的環狀銨鹽作為異氰酸酯改性催化劑，其中N上的取代基R¹和R²互相獨立地為相同或不同的脂族、脂環族、芳族或芳脂族C₁至C₂₀基團，它們是飽和或不飽和的、直鏈或支化的、任選被取代和/或被選自氧、硫、氮的雜原子中斷，且Y是任選被選自氧、硫、氮的雜原子中斷以及被芳環中斷并任選含有其它環的取代或未取代、直鏈或支化的C₂至C₂₀鏈段。本發明還涉及這種催化劑的用途。(I)。

本發明涉及異氰酸酯改性方法，其中至少一種具有 1的NCO官能度的有機異氰酸酯在至少一種催化劑存在下低聚，還涉及這種催化劑的用途。

異氰酸酯的低聚或聚合，尤其用于形成在分子骨架中具有脲二酮（“二聚物”）、異氰脲酸酯（“三聚物”）和/或亞氨代噁二嗪二酮結構（“不對稱三聚物”）的更高分子量低聚物混合物，早已為人所知。如上文可見，異氰酸酯的低聚和聚合原則上基于相同的化學反應。較少量異氰酸酯的互相反應被稱作低聚。較大量異氰酸酯的反應被稱作聚合。在本發明中，上述異氰酸酯的低聚或聚合統稱為異氰酸酯改性或異氰酸酯的改性。

如果改性的多異氰酸酯包含游離NCO基團（其任選也可用封端劑暫時失活），它們是用于制備多種多樣的聚氨酯塑料和涂料組合物的格外優質的原材料。

已經確立一系列用于異氰酸酯改性的工業方法，其中通常通過添加催化劑使待改性的異氰酸酯（通常二異氰酸酯）反應，然后在已達到待改性的異氰酸酯的所需轉化度時，通過合適的措施使催化劑失效（失活），并通常將所得多異氰酸酯與未反應的單體分離。現有技術的這些方法的概要可見于H. J. Laas等人, J. Prakt. Chem. 1994, 336, 第185頁及其后。

具有離子結構的化合物已證實是有效的改性催化劑，因為它們可相對于待反應的單體以極低量使用，并極快帶來所需結果。

除對異氰酸酯催化活性的陰離子，如氫氧根、鏈烷酸根、烷氧基等外還使用四有機基銨或-鏻作為陽離子的可能方式是公知常識，盡管通常沒有明確強調為特別優選：參見H.J. Laas等人, J. Prakt. Chem. 1994, 336, 第185頁及其后。

此外，尤其從EP 962 455 A1、EP 962 454 A1、EP 896 009 A1、EP 798 299 A1、EP447 074 A1、EP 379 914 A1、EP 339 396 A1、EP 315 692 A1、EP 295 926 A1和EP 235388 A1已知對于異氰酸酯改性使用氟化物和氫多氟化物，后者是HF加成到含氟離子的化合物上的穩定加成物，其任選也以它們的銨或鏻鹽的形式。

但是，現有技術的四有機基銨和-鏻(氫多)氟化物在改性反應的實施中具有缺點：當使用它們時，有時只有通過連續計量添加催化劑才能維持該反應，這意味著與該改性反應相比，該催化劑在異氰酸酯環境中的分解在工業上不可接受地過快發生。

此外，當使用四有機基銨(氫)多氟化物時，有時可觀察到非典型的反應進程，其產生具有比常規產熱速率進程的情況中（參見EP 962 455 A1）明顯更低的亞氨代噁二嗪二酮基團含量的產物。根據EP 962 455 A1的教導，通過使用鏻鹽消除這一缺點，但鏻鹽 - 尤其在較高的反應溫度下 - 具有上述不可接受地高的分解趨勢，其中分解產物對工藝-和產物穩定性可能具有不利影響。

EP 2 415 795 A1尤其提出沒有這些缺點的非常穩定的四有機基鏻(氫多)氟化物，但它們非商業可得并且只能復雜地制備。