[發明專利]用于生產聚氨酯的催化劑

在審

• 申請號: 201880013881.7
• 申請日: 2018-07-10
• 公開（公告）號: CN110891994A
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 格努尼·卡拉佩特安;約瑟·戈多伊;阿爾貝托·喬凡尼·梅萊
• 申請（專利權）人: 莫門蒂夫性能材料有限公司
• 主分類號: C08G18/48
• 分類號: C08G18/48;C08G18/66;C08G18/75;C08G18/76;C08G18/20;C08G18/32
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 劉明海;胡彬

本文示出和描述了一種叔胺化合物。所述叔胺是異氰酸酯和在其分子中帶有活性氫和雙環叔胺的化合物的反應產物。已發現該叔胺化合物適合作為用于生產聚氨酯的催化劑。還示出和描述了在叔胺化合物存在下在異氰酸酯和醇的反應中使用所述叔胺化合物的方法。此外，還示出和描述了制備所述叔胺的方法。

技術領域

本發明涉及叔胺化合物。特別地，所述叔胺化合物來自單-、二-或多異氰酸酯與在其分子中帶有雙環叔胺和活性氫的化合物的反應。所述叔胺化合物可用作生產多孔或非多孔聚氨酯材料的催化劑。在其最廣泛的方面，本發明在于在聚氨酯生產中使用特定種類的胺催化劑。

背景技術

在聚氨酯化學中，主要關注的是異氰酸酯與含有活性氫基團的化合物(如羥基、水、胺、尿素、尿烷等)的反應(The polyurethanes book,編輯David Randall和Steve Lee,John Willey&Sons,LTD,2002)。通常在發泡劑、催化劑、有機硅基表面活性劑和其他助劑如阻燃劑、抗靜電和抗微生物添加劑、填料、水解穩定劑、潤滑劑、UV穩定劑，顏料等存在下，聚氨酯泡沫是通過二異氰酸酯或多異氰酸酯與含有兩個或多個活性氫的化合物反應生產的。含活性氫的化合物通常是多元醇、伯多胺和仲多胺、擴鏈劑、交聯劑和水。在制備聚氨酯軟質泡沫、凝膠化和發泡過程中，反應物中的催化劑促進了兩個主要反應。這些反應必須在該過程中同時且以競爭平衡的速率進行，以產生具有所需物理特征的聚氨酯泡沫。

異氰酸酯與多元醇或多胺之間的反應，通常被稱為凝膠反應，導致聚合物鏈生長，從而導致形成具有高分子量的聚合物。該反應在僅用物理發泡劑，特別是低沸點有機化合物吹制的泡沫中占主導地位。凝膠反應的進展增加了混合物的粘度，并且當使用交聯劑、多官能多元醇或異氰酸酯時，通常有助于提高交聯密度。第二個主要反應發生在異氰酸酯和水之間。該反應對于產生促進發泡的二氧化碳氣體是重要的。結果，該反應通常被稱為發泡反應(blow reaction)。發泡反應對于避免或減少輔助發泡劑的使用是必要的。

凝膠和發泡反應均發生在部分或完全地水發泡聚氨酯體系中。事實上，通過發泡反應原位產生二氧化碳在水發泡聚氨酯泡沫的制備中起著重要作用。水發泡聚氨酯泡沫，特別是柔性泡沫，是通過模塑(molded)和平板(slab)發泡方法生產的。

如上所述，為了獲得良好的聚氨酯泡沫結構，凝膠和發泡反應必須同時并以最佳平衡速率進行。例如，如果與凝膠反應相比二氧化碳釋放過快，則泡沫傾向于坍塌。或者，如果凝膠延伸反應與產生二氧化碳的發泡反應相比太快，則泡沫上升將受到限制，這導致高密度泡沫。而且，不均衡的交聯反應將不利地影響泡沫穩定性。在實踐中，這兩個反應的平衡受到在該方法中使用的促進劑和催化劑(通常是胺和/或有機金屬化合物)的性質的控制。

聚氨酯泡沫制劑通常包括多元醇、多異氰酸酯、水、任選的發泡劑(低沸點有機化合物或惰性氣體，例如CO₂)、有機硅型表面活性劑和催化劑。例如，柔性泡沫通常是開孔材料，而硬質泡沫通常具有高比例的閉孔。

歷史上，用于生產聚氨酯的催化劑有三種一般類型；叔胺(單叔胺和多叔胺)，有機金屬化合物(主要是有機錫化合物)和錫、鉍等的羧酸鹽。有機錫催化劑主要有利于膠凝反應，而胺催化劑表現出更多變化的發泡/凝膠平衡。在柔性泡沫配方中使用錫催化劑也增加了閉孔的數量，從而有助于泡沫緊密。叔胺也可有效地作為聚合物鏈增長的催化劑，并可與有機錫催化劑組合使用。例如，在柔性塊狀泡沫塑料的制備中，使用“一步(one-shot)”方法，其中三亞乙基二胺用于促進水-異氰酸酯反應和聚合反應，而有機錫化合物以協同組合用于促進聚合反應。