專利名稱：一種異氰酸酯三聚催化劑體系，前體制劑，使異氰酸酯三聚的方法，由其制備的硬質(zhì)多異 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種異氰酸酯三聚催化劑體系，前體制劑，使異氰酸酯三聚的方法，由其制備的硬質(zhì)多異氰脲酸酯/聚氨酯泡沫體，和制備這種泡沫體的方法。
背景技術(shù)：
硬質(zhì)多異氰脲酸酯/聚氨酯(PIR)泡沫體是廣泛已知的，并且用于許多工業(yè)中。 P^泡沫體是具有以下兩種基團的混合結(jié)構(gòu)聚氨酯基團(得自異氰酸酯的-NCO基團與多元醇的羥基的反應)和異氰脲酸酯環(huán)，源自相對于所述羥基過量的-NCO基團的三聚(異氰酸酯指數(shù)大于100，例如，180-600)。-NCO基團的三聚通常受特殊的催化劑催化，例如三(二甲基氨基甲基)苯酚，乙酸鉀和其它催化劑。該MR泡沫體的高交聯(lián)結(jié)構(gòu)源自由所述過量的-NCO基團的三聚產(chǎn)生的所述異氰脲酸酯環(huán)。PIR泡沫體一直在阻燃性和降低煙氣產(chǎn)生方面經(jīng)受著越來越多的規(guī)章限制。阻燃性和降低的煙氣產(chǎn)生通常因為存在異氰脲酸酯環(huán)而得到改善。但是，對于生產(chǎn)該異氰脲酸酯環(huán)而言，現(xiàn)存的三聚催化劑體系往往僅在高溫是活性的，高溫通常在P^泡沫體的核芯區(qū)域。因此，現(xiàn)存的三聚催化劑體系往往便于主要在P^泡沫體的核芯區(qū)域中形成異氰脲酸酯環(huán)。雖然使用現(xiàn)存的三聚催化劑體系改善MR泡沫體的核芯區(qū)域的阻燃性和煙氣產(chǎn)生性，但是仍然需要進一步改善該MR泡沫體的外部區(qū)域中的這些性質(zhì)。本發(fā)明便于在該PIR 泡沫體的外部區(qū)域中形成異氰脲酸酯環(huán)，并且進而便于改善MR泡沫體的外部區(qū)域的阻燃性和煙氣產(chǎn)生性。本發(fā)明通過需要較低的活化溫度而有助于和增加P^泡沫體的外部區(qū)域中所述異氰脲酸酯環(huán)的三聚。本發(fā)明還可提供改善的粘合性，例如，在層合過程中的粘合劑，即，P^泡沫體面板的雙鋼平面銑刀(double steel facers)的拉伸粘結(jié)強度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供異氰酸酯三聚催化劑體系，前體制劑，使異氰酸酯三聚的方法，由其制備的MR泡沫體，和制備這種泡沫體的方法。在一種實施方式中，本發(fā)明提供三聚催化劑體系，其包括(a)鱗陽離子；和(b) 誘導異氰酸酯三聚物的陰離子；其中所述三聚催化劑體系的三聚活化溫度為小于或等于73 °C。在可供選擇的實施方式中，本發(fā)明還提供前體制劑，其包括(1)至少25wt %的多元醇，基于所述前體制劑的重量；(2)小于15wt%的三聚催化劑體系，基于所述前體制劑的重量，所述三聚催化劑體系包括(a)鱗陽離子；和(c)誘導異氰酸酯三聚物的陰離子；其中所述三聚催化劑體系的三聚活化溫度為小于或等于73°C;和C3)任選的一種或多種表面活性劑、一種或多種阻燃劑、水、一種或多種抗氧化劑、一種或多種輔助發(fā)泡劑、一種或多種氨基甲酸酯催化劑、一種或多種輔助三聚催化劑(與本申請所述的三聚催化劑體系不同)， 或其組合。在可供選擇的實施方式中，本發(fā)明還提供使異氰酸酯三聚的方法，其包括以下步驟(1)提供選自以下的一種或多種單體異氰酸酯、二異氰酸酯、三異氰酸酯、低聚的異氰酸酯、其任何鹽，和其任何混合物；( 提供三聚催化劑體系，所述三聚催化劑體系包括 (a)鱗陽離子；和(b)誘導異氰酸酯三聚物的陰離子；其中所述三聚催化劑體系的三聚活化溫度為小于或等于73°C;C3)使所述一種或多種單體在所述三聚催化劑存在下三聚；和(4) 由此形成異氰脲酸酯三聚物。在可供選擇的實施方式中，本發(fā)明還提供制備PIR泡沫體的方法，其包括以下步驟(1)提供選自以下的一種或多種單體異氰酸酯、二異氰酸酯、三異氰酸酯、低聚的異氰酸酯、其任何鹽、和其任何混合物；( 提供多元醇；C3)提供三聚催化劑體系，所述三聚催化劑體系包括(a)鱗陽離子；和(b)誘導異氰酸酯三聚物的陰離子；其中所述三聚催化劑體系的三聚活化溫度為小于或等于73°C ；和(4)任選地提供一種或多種表面活性劑、一種或多種阻燃劑、水、一種或多種抗氧化劑、一種或多種輔助發(fā)泡劑、一種或多種氨基甲酸酯催化劑、一種或多種輔助三聚催化劑，或其組合；( 使所述一種或多種單體，和所述多元醇，和任選的所述一種或多種表面活性劑，和任選的所述一種或多種阻燃劑，和任選的所述水，和任選的所述一種或多種抗氧化劑，和任選的所述一種或多種輔助發(fā)泡劑，在所述三聚催化劑體系和任選的所述一種或多種氨基甲酸酯催化劑，和任選的所述一種或多種輔助三聚催化劑存在下接觸；(6)由此形成所述MR泡沫體。在可供選擇的實施方式中，本發(fā)明還提供MR泡沫體，其包括選自異氰酸酯、二異氰酸酯、三異氰酸酯、低聚的異氰酸酯、其任何鹽、和其任何混合物的一種或多種單體與多元醇在三聚催化劑體系存在下的反應產(chǎn)物，所述三聚催化劑體系包括鱗陽離子，和誘導異氰酸酯三聚物的陰離子，和任選的一種或多種表面活性劑、任選的一種或多種阻燃劑、任選的水、任選的一種或多種抗氧化劑、任選的一種或多種輔助發(fā)泡劑、任選的一種或多種另外的氨基甲酸酯催化劑、和任選的一種或多種輔助三聚催化劑、或者任選的其組合，其中所述三聚催化劑體系的三聚活化溫度為小于或等于73°C。在可供選擇的實施方式中，本發(fā)明還提供MR泡沫體，其包括選自異氰酸酯、二異氰酸酯、三異氰酸酯、低聚的異氰酸酯、其任何鹽、和其任何混合物的一種或多種單體與多元醇在三聚催化劑體系存在下的反應產(chǎn)物，所述三聚催化劑體系包括鱗陽離子，和誘導異氰酸酯三聚物的陰離子，和任選的一種或多種表面活性劑，任選的一種或多種阻燃劑，任選的水，任選的一種或多種抗氧化劑，任選的一種或多種輔助發(fā)泡劑，任選的一種或多種另外的聚氨酯催化劑，和任選的一種或多種輔助三聚催化劑，或者任選的其組合，其中在離所述硬質(zhì)泡沫體的上升的表面12mm的深度，所述MR泡沫體的多異氰脲酸酯三聚物比例(Abs14icZAbs1595)為至少 5，通過 ATR-FTIR 光譜測得。在可供選擇的實施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)前述實施方式中任一項的異氰酸酯三聚催化劑，前體制劑，使異氰酸酯三聚的方法，由其制備的P^泡沫體，和制備這種泡沫體的方法，所不同的是所述鱗陽離子具有以下結(jié)構(gòu)其中隊選自H、C1-C18, N、0及其任何組合；其中R2選自H、C1-C18, N、0及其任何組合；其中民選自H、C1-C18, N、0及其任何組合；其中R4選自H、C1-C18N, 0及其任何組合。在可供選擇的實施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)前述實施方式中任一項的異氰酸酯三聚催化劑，前體制劑，使異氰酸酯三聚的方法，由其制備的P^泡沫體，和制備這種泡沫體的方法，所不同的是隊是C1-C18 ；和&是C1-C18 ；和R3是C1-C18 ；和R4是C1-C18O在可供選擇的實施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)前述實施方式中任一項的異氰酸酯三聚催化劑，前體制劑，使異氰酸酯三聚的方法，由其制備的P^泡沫體，和制備這種泡沫體的方法，所不同的是所述R1是丁基或者芳族基團；和&是丁基或者芳族基團；和民是丁基或者芳族基團；和R4是丁基或者芳族基團。在可供選擇的實施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)前述實施方式中任一項的異氰酸酯三聚催化劑，前體制劑，使異氰酸酯三聚的方法，由其制備的P^泡沫體，和制備這種泡沫體的方法，所不同的是鱗陽離子是四乙基鱗陽離子或者四丁基鱗陽離子。在可供選擇的實施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)前述實施方式中任一項的異氰酸酯三聚催化劑，前體制劑，使異氰酸酯三聚的方法，由其制備的P^泡沫體，和制備這種泡沫體的方法，所不同的是所述誘導異氰酸酯三聚物的陰離子選自羧酸根、碳酸根、酚負離子、氨化物負離子(amide)、脒化物負離子(amidinate)、亞胺負離子、磷負離子(phosphido)、硫氰酸根、異硫氰酸根、異氰酸根、氰酸根、和氟負離子。在可供選擇的實施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)前述實施方式中任一項的異氰酸酯三聚催化劑，前體制劑，使異氰酸酯三聚的方法，由其制備的P^泡沫體，和制備這種泡沫體的方法，所不同的是所述誘導異氰酸酯三聚物的陰離子選自羧酸根，碳酸根，酚負離子，和氟負離子。在可供選擇的實施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)前述實施方式中任一項的異氰酸酯三聚催化劑，前體制劑，使異氰酸酯三聚的方法，由其制備的P^泡沫體，和制備這種泡沫體的方法，所不同的是所述誘導異氰酸酯三聚物的陰離子是羧酸根。在可供選擇的實施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)前述實施方式中任一項的異氰酸酯三聚催化劑，前體制劑，使異氰酸酯三聚的方法，由其制備的P^泡沫體，和制備這種泡沫體的方法，所不同的是所述羧酸根具有以下結(jié)構(gòu)
權(quán)利要求
1.一種三聚催化劑體系，其包括 鱗陽離子；和誘導異氰酸酯三聚物的陰離子；其中所述三聚催化劑體系的三聚活化溫度為小于或等于73°C。
2.一種前體制劑，其包括至少25wt%的多元醇，基于所述前體制劑的重量；小于或等于15wt%的三聚催化劑體系，基于所述前體制劑的重量，所述三聚催化劑體系包括鱗陽離子；和誘導異氰酸酯三聚物的陰離子；其中所述三聚催化劑體系的三聚活化溫度為小于或等于73°C ；和任選的一種或者多種表面活性劑、一種或多種阻燃劑、水、一種或多種抗氧化劑、一種或多種輔助發(fā)泡劑、一種或多種氨基甲酸酯催化劑、一種或多種輔助三聚催化劑，或其組I=I O
3.使異氰酸酯三聚的方法，其包括以下步驟提供選自以下的一種或多種單體異氰酸酯、二異氰酸酯、三異氰酸酯、低聚的異氰酸酯、其任何鹽，和其任何混合物；提供三聚催化劑體系，所述三聚催化劑體系包括 鱗陽離子；和誘導異氰酸酯三聚物的陰離子；其中所述三聚催化劑體系的三聚活化溫度為小于或等于73°C ； 使所述一種或多種單體在所述三聚催化劑存在下三聚； 由此形成一種或多種異氰脲酸酯三聚物。
4.一種形成多異氰脲酸酯/聚氨酯硬質(zhì)泡沫體的方法，其包括以下步驟提供選自以下的一種或多種單體異氰酸酯、二異氰酸酯、三異氰酸酯、低聚的異氰酸酯、其任何鹽、和其任何混合物； 提供多元醇；提供三聚催化劑體系，所述三聚催化劑體系包括 鱗陽離子；和誘導異氰酸酯三聚物的陰離子；其中所述三聚催化劑體系的三聚活化溫度為小于或等于73°C ； 任選地提供一種或多種表面活性劑、一種或多種阻燃劑、水、一種或多種抗氧化劑、一種或多種輔助發(fā)泡劑、一種或多種氨基甲酸酯催化劑、一種或多種輔助三聚催化劑，或其組合；使所述一種或多種單體、和所述多元醇、和任選的所述一種或多種表面活性劑、和任選的所述一種或多種阻燃劑、和任選的所述水、和任選的所述一種或多種抗氧化劑、和任選的所述一種或多種輔助發(fā)泡劑，在所述三聚催化劑體系，和任選的所述一種或多種氨基甲酸酯催化劑，和任選的所述一種或多種輔助三聚催化劑存在下接觸； 由此形成所述多異氰脲酸酯/聚氨酯硬質(zhì)泡沫體。
5.一種多異氰脲酸酯/聚氨酯硬質(zhì)泡沫體，其包括選自異氰酸酯、二異氰酸酯、三異氰酸酯、低聚的異氰酸酯、其任何鹽、和其任何混合物的一種或多種單體與多元醇在三聚催化劑體系存在下的反應產(chǎn)物，所述三聚催化劑體系包括鱗陽離子，和誘導異氰酸酯三聚物的陰離子，和任選的一種或多種表面活性劑、任選的一種或多種阻燃劑、任選的水、任選的一種或多種抗氧化劑、任選的一種或多種輔助發(fā)泡劑、 任選的一種或多種另外的氨基甲酸酯催化劑、和任選的一種或多種輔助三聚催化劑、或者任選的其組合，其中所述三聚催化劑體系的三聚活化溫度為小于或等于73°C。
6.一種多異氰脲酸酯/聚氨酯硬質(zhì)泡沫體，其包括選自異氰酸酯、二異氰酸酯、三異氰酸酯、低聚的異氰酸酯、其任何鹽、和其任何混合物的一種或多種單體與多元醇在三聚催化劑體系存在下的反應產(chǎn)物，所述三聚催化劑體系包括鱗陽離子，和誘導異氰酸酯三聚物的陰離子，和任選的一種或多種表面活性劑，任選的一種或多種阻燃劑，任選的水，任選的一種或多種抗氧化劑，任選的一種或多種輔助發(fā)泡劑， 任選的一種或多種另外的聚氨酯催化劑，和任選的一種或多種三聚催化劑，或者任選的其組合，其中在離所述硬質(zhì)泡沫體的上升的表面12mm的深度，所述多異氰脲酸酯/聚氨酯泡沫體的多異氰脲酸酯三聚物比例(Abs141(1/Abs1595)為至少5，通過ATR-F IlR光譜測得。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項的三聚催化劑體系，其中所述鱗陽離子具有以下結(jié)構(gòu)式其中隊選自H、C1-C18N, 0及其任何組合；其中&選自H、C1-C18, N、0及其任何組合；其中R3選自H、C1-C18, N、0及其任何組合；其中R4選自H、C1-C18, N、0及其任何組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的三聚催化劑體系，其中R1是C1-C18；和R2是C1-C18 ；和R3是C1-C18 ； 禾口 R4 ^ CfC180
9.根據(jù)權(quán)利要求7的三聚催化劑體系，其中隊是丁基或者芳族基團；和R2是丁基或者芳族基團；和民是丁基或者芳族基團；和R4是丁基或者芳族基團。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項的三聚催化劑體系，其中所述鱗陽離子是四乙基鱗陽離子或者四丁基鱗陽離子。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項的三聚催化劑體系，其中所述誘導異氰酸酯三聚物的陰離子選自羧酸根、碳酸根、酚負離子、氨化物負離子、脒化物負離子、亞胺負離子、磷負離子、硫氰酸根、異硫氰酸根、異氰酸根、氰酸根、和氟負離子。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項的三聚催化劑體系，其中所述誘導異氰酸酯三聚物的陰離子是具有以下結(jié)構(gòu)式的羧酸根
13.根據(jù)權(quán)利要求12的三聚催化劑體系，其中所述羧酸根選自甲酸根、乙酸根、辛酸根、2-乙基己酸根、苯甲酸根，及其取代的衍生物。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項的三聚催化劑體系，其中所述三聚催化劑體系是乙酸四丁基鱗或者乙酸四苯基鱗。
15.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項的硬質(zhì)多異氰脲酸酯泡沫體，其中所述泡沫體用作絕熱材料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種異氰酸酯三聚催化劑體系，前體制劑，使異氰酸酯三聚的方法，由其制備的剛性多異氰脲酸酯/聚氨酯泡沫體，和制備這種泡沫體的方法。該三聚催化劑體系包括(a)鏻陽離子；和(b)誘導異氰酸酯三聚物的陰離子；其中所述三聚催化劑體系的三聚活化溫度為小于或等于73℃。該前體制劑包括(1)至少25wt％的多元醇，基于所述前體制劑的重量；(2)小于15wt％的三聚催化劑體系，基于所述前體制劑的重量，其包括(a)鏻陽離子；和(c)誘導異氰酸酯三聚物的陰離子；其中所述三聚催化劑體系的三聚活化溫度為小于或等于73℃；和(3)任選的一種或多種表面活性劑、一種或多種阻燃劑、水、一種或多種抗氧化劑、一種或多種輔助發(fā)泡劑、一種或多種氨基甲酸酯催化劑、一種或多種輔助三聚催化劑，或其組合。所述用于異氰酸酯的三聚反應的方法，其包括以下步驟(1)提供選自以下的一種或多種單體異氰酸酯、二異氰酸酯、三異氰酸酯、低聚的異氰酸酯、其任何鹽，和其任何混合物；(2)提供三聚催化劑體系，所述三聚催化劑體系包括(a)鏻陽離子；和(b)誘導異氰酸酯三聚物的陰離子；(c)其中所述三聚催化劑體系的三聚活化溫度為小于或等于73℃；(3)使所述一種或多種單體在所述三聚催化劑存在下三聚；(4)由此形成異氰脲酸酯三聚物。該形成PIR泡沫體的方法，其包括以下步驟(1)提供選自以下的一種或多種單體異氰酸酯、二異氰酸酯、三異氰酸酯、低聚的異氰酸酯、其任何鹽、和其任何混合物；(2)提供多元醇；(3)提供三聚催化劑體系，所述三聚催化劑體系包括(a)鏻陽離子；和(b)誘導異氰酸酯三聚物的陰離子；其中所述三聚催化劑體系的三聚活化溫度為小于或等于73℃；和(4)任選地提供一種或多種表面活性劑、一種或多種阻燃劑、水、一種或多種抗氧化劑、一種或多種輔助發(fā)泡劑、一種或多種氨基甲酸酯催化劑、一種或多種輔助三聚催化劑，或其組合；(5)使所述一種或多種單體、和所述多元醇、和任選的所述一種或多種表面活性劑、和任選的所述一種或多種阻燃劑、和任選的所述水、和任選的所述一種或多種抗氧化劑、和任選的所述一種或多種輔助發(fā)泡劑，在所述三聚催化劑體系，和任選的所述一種或多種氨基甲酸酯催化劑，和任選的所述一種或多種輔助三聚催化劑存在下接觸；(6)由此形成所述多異氰脲酸酯/聚氨酯剛性泡沫體。該PIR泡沫體包括選自異氰酸酯、二異氰酸酯、三異氰酸酯、低聚的異氰酸酯、其任何鹽、和其任何混合物的一種或多種單體與多元醇在三聚催化劑體系存在下的反應產(chǎn)物，所述三聚催化劑體系包括鏻陽離子，和誘導異氰酸酯三聚物的陰離子，和任選的一種或多種表面活性劑、任選的一種或多種阻燃劑、任選的水、任選的一種或多種抗氧化劑、任選的一種或多種輔助發(fā)泡劑、任選的一種或多種另外的氨基甲酸酯催化劑、和任選的一種或多種輔助三聚催化劑、或者任選的其組合，其中所述三聚催化劑體系的三聚活化溫度為小于或等于73℃。該PIR泡沫體包括選自異氰酸酯、二異氰酸酯、三異氰酸酯、低聚的異氰酸酯、其任何鹽、和其任何混合物的一種或多種單體與多元醇在三聚催化劑體系存在下的反應產(chǎn)物，所述三聚催化劑體系包括鏻陽離子，和誘導異氰酸酯三聚物的陰離子，和任選的一種或多種表面活性劑，任選的一種或多種阻燃劑，任選的水，任選的一種或多種抗氧化劑，任選的一種或多種輔助發(fā)泡劑，任選的一種或多種另外的聚氨酯催化劑，和任選的一種或多種三聚催化劑，或者任選的其組合，其中在離所述剛性泡沫體的上升的表面12mm的深度，所述PIR泡沫體的多異氰脲酸酯三聚物比例(Abs1410/Abs1595)為至少5，通過ATR-FTIR光譜測得。
文檔編號C08G18/09GK102245665SQ200980149754
公開日2011年11月16日 申請日期2009年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月10日
發(fā)明者內(nèi)森.威爾莫特, 塞西爾.博耶, 理查德.基頓, 菲利普.阿西, 蒂莫西.莫利 申請人:陶氏環(huán)球技術(shù)有限責任公司