增稠劑作為聚氨酯胺催化劑稀釋劑的用途
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)聚氨酯泡沫體的胺催化劑組合物。該胺催化劑組合物包含胺催化劑和含有增稠劑和水的稀釋劑。使用這種稀釋劑代替常規(guī)的二醇，降低了生產(chǎn)聚氨酯泡沫體過(guò)程中的原材料和加工成本以及環(huán)境問(wèn)題。
【專(zhuān)利說(shuō)明】增稠劑作為聚氨酯胺催化劑稀釋劑的用途
[0001]交叉引用的相關(guān)申請(qǐng)
[0002]本申請(qǐng)要求2011年8月11日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)61/522，349的優(yōu)先權(quán)。
[0003]關(guān)于聯(lián)邦政府資助的研究或者開(kāi)發(fā)的聲明
[0004]不 適用。
發(fā)明領(lǐng)域
[0005]本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)聚氨酯泡沫體的胺催化劑組合物。具體地，本發(fā)明的胺催化劑組合物包含胺催化劑和包含增稠劑和水的稀釋劑。
[0006]發(fā)明背景
[0007]聚氨酯泡沫體是廣泛已知的，并且被用于多種應(yīng)用，包括但不限于汽車(chē)和住宅工業(yè)。這些泡沫體通過(guò)多異氰酸酯與多元醇在不同的添加劑存在下反應(yīng)來(lái)生產(chǎn)。一種這種添加劑是胺催化劑，其被用于加速發(fā)泡(水與多異氰酸酯反應(yīng)來(lái)產(chǎn)生CO2)和凝膠化(多元醇與多異氰酸酯反應(yīng))。
[0008]用于聚氨酯泡沫體生產(chǎn)的常規(guī)的胺催化劑通常具有低的、水狀粘度。因?yàn)樗鼈冋扯鹊?，這些催化劑在制造過(guò)程中的轉(zhuǎn)移變得極其困難。所以，它們經(jīng)常與稀釋劑合并來(lái)將該組合物的粘度調(diào)整，以提供更容易的處理和轉(zhuǎn)移。
[0009]例如，在市售的柔性塊狀聚氨酯泡沫體生產(chǎn)中，將胺催化劑從存儲(chǔ)槽經(jīng)由機(jī)械泵轉(zhuǎn)移到泡沫體混合頭。大多數(shù)的這些泵被設(shè)計(jì)來(lái)轉(zhuǎn)移粘度大于50cps的液體。但是，胺催化劑粘度通常遠(yuǎn)低于此，并因此不能精確地和連貫地轉(zhuǎn)移?？朔@個(gè)問(wèn)題的一種方式是將胺催化劑與較高粘度的稀釋劑，特別是粘度為約75-300cps的二醇(例如乙二醇、丙二醇或二丙二醇)合并。在一些情況中，高到90%的期望的二醇可以與胺催化劑合并，以達(dá)到最終所需的組合物粘度。但是，使用這些二醇增加了原材料和加工成本以及產(chǎn)生了環(huán)境問(wèn)題。
[0010]因此，本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供用于胺催化劑組合物的新稀釋劑，其成本有效和環(huán)境友好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明涉及用于胺催化劑組合物的稀釋劑，其成本有效和環(huán)境友好。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，該稀釋劑包含增稠劑和水。
[0012]在另一實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了一種用于生產(chǎn)聚氨酯泡沫體的胺催化劑組合物，其包含胺催化劑和本發(fā)明的稀釋劑。
[0013]在又一實(shí)施方案中，提供了聚氨酯泡沫體配制物，其包含含有異氰酸酯官能團(tuán)的化合物、含有活性氫的化合物和本發(fā)明的胺催化劑組合物。
【具體實(shí)施方式】
[0014]如果在此出現(xiàn)，術(shù)語(yǔ)“包含”及其派生詞并非意在排除任何另外的組分、步驟或程序的存在，無(wú)論其是否在此公開(kāi)。為了避免任何疑義，這里使用術(shù)語(yǔ)“包含”來(lái)要求保護(hù)的全部組合物可以包括任何另外的添加劑、輔助劑或者化合物，除非有相反指示。相反，如果在此出現(xiàn)，術(shù)語(yǔ)“基本由……組成”則從任何隨后表述的任何其他組分、步驟或程序的范圍中排除，除了對(duì)于可操作性而言并不必要的那些之外，如果使用術(shù)語(yǔ)“由……組成”，則排除沒(méi)有明確描述或者列出的任何組分、步驟或程序。除非另有指示，術(shù)語(yǔ)“或”指的是單個(gè)以及任意組合的所列成員。
[0015]在此使用的冠詞“一個(gè)/種”表示一個(gè)/種或者多于一個(gè)/種(即，至少一個(gè)/種)的冠詞的語(yǔ)法對(duì)象。作為例子，“一個(gè)環(huán)氧”表示一個(gè)環(huán)氧或者多于一個(gè)環(huán)氧。
[0016]表述“在一個(gè)實(shí)施方案中”、“根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案”等通常表示在該措辭之后的具體的特征、結(jié)構(gòu)或者特性包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方案中，并且可以包括在本發(fā)明的多于一個(gè)實(shí)施方案中。重要的是，這種表述不必需指的是相同的實(shí)施方案。
[0017]如果說(shuō)明書(shū)聲稱(chēng)組分或特征“可以”、“能夠”、“會(huì)”或“可能”被包括或者具有一個(gè)特性，則具體的組分或特征不需要被包括或者具有該特性。
[0018]本發(fā)明總體上涉及新的胺催化劑組合物，其包含含有增稠劑和水的稀釋劑，并且涉及使用該組合物制造的柔性聚氨酯泡沫體產(chǎn)品(例如厚板、模制和微孔聚氨酯泡沫體。已經(jīng)令人驚訝的發(fā)現(xiàn)，使用增稠劑和水作為稀釋劑代替二醇，使原材料成本明顯降低。另外，與常規(guī)的稀釋劑相比，使用本發(fā)明的稀釋劑提供了加工成本的明顯降低，這是因?yàn)樗鼈儾恍枰鎯?chǔ)、轉(zhuǎn)移和混合大量的二醇。最后，本發(fā)明的稀釋劑是安全的、無(wú)危險(xiǎn)的和優(yōu)選不易燃的，其消除了與使用二醇稀釋劑有關(guān)的環(huán)境問(wèn)題。作為此處使用的，術(shù)語(yǔ)“不易燃的”目的是描述閃點(diǎn)為至少37.8°C，更優(yōu)選至少45°C，最優(yōu)選至少50°C的稀釋劑。對(duì)于不易燃的液體來(lái)說(shuō)，在由美國(guó)馬薩諸塞州的National Fire Protection Association出版的1996 版，NFPA30, the Flammable and Combustible Liquids Code 中所定義的閃點(diǎn)限度是37.8。。。
[0019]本發(fā)明的胺催化劑組合物催化在聚氨酯泡沫體生產(chǎn)中的含有異氰酸酯官能團(tuán)的化合物與含有活性氫的化合物(例如醇、多元醇、胺或水)之間的反應(yīng)。因此，在生產(chǎn)泡沫聚氨酯的過(guò)程中，胺催化劑組合物可以催化羥基與異氰酸酯的凝膠化反應(yīng)以形成聚氨酯，和/或水與異氰酸酯的發(fā)泡反應(yīng)以釋放出二氧化碳。
[0020]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，該胺催化劑組合物包含至少一種胺催化劑。該胺催化劑可以是含有伯、仲或者叔胺基團(tuán)的任何化合物。在一些實(shí)施方案中，該胺催化劑可以包含2-20個(gè)碳原子。在一種具體的實(shí)施方案中，該胺催化劑組合物包含至少約5重量％的胺催化劑，基于胺催化劑組合物的總重量。在另一實(shí)施方案中，該胺催化劑組合物包含至少約10重量％的胺催化劑，基于胺催化劑組合物的總重量。在又一實(shí)施方案中，該胺催化劑組合物包含不大于約99重量％的胺催化劑，基于胺催化劑組合物的總重量。在另一實(shí)施方案中，該胺催化劑組合物包含不大于約95重量％的胺催化劑，基于胺催化劑組合物的總重量。在另一實(shí)施方案中，該胺催化劑組合物包含不大于約90重量％的胺催化劑，基于胺催化劑組合物的總重量。在另一實(shí)施方案中，該胺催化劑組合物包含約95重量％-約5重量％的胺催化劑，基于胺催化劑組合物的總重量。在又一實(shí)施方案中，該胺催化劑組合物包含約90重量％-約10重量％的胺催化劑，基于胺催化劑組合物的總重量。
[0021]在一個(gè)具體的實(shí)施方案中，該胺催化劑是叔胺化合物。該叔胺化合物可以對(duì)于多元醇與多異氰酸酯之間的反應(yīng)具有催化活性，并且包含至少一個(gè)叔胺基團(tuán)的任何化合物。代表性的叔胺化合物包括但不限于二甲基氨基丙胺、二甲基氨基乙氧基丙胺、五甲基二亞乙基三胺、三甲胺、三乙胺、N-甲基嗎啉、N-乙基嗎啉、N, N- 二甲基芐基胺、N, N- 二甲基乙醇胺、N，N，N’，N’ -四甲基-1，4-丁二胺、N，N-二甲基哌嗪、1，4-重氮雙環(huán)_2，2，2_辛烷、雙(二甲基氨基乙基)醚、雙(2-二甲基氨基乙基)醚、嗎啉、N-取代的嗎啉(例如N-甲基或N-乙基嗎啉)、雙4，4’-(氧代二 -2，1-乙烷二基)、三亞乙基二胺、五甲基二亞乙基三胺、二甲基環(huán)己基胺、N-十六烷基N，N- 二甲胺、N-椰油-嗎啉、N，N- 二甲基氨基甲基N-甲基乙醇胺、N，N，N’ -三甲基-N’ -羥乙基雙(氨基乙基)醚、N，N-雙(3-二甲基氨基丙基)N-異丙醇胺、(N，N-二甲基)氨基-乙氧基乙醇、N，N，N’，N’ -四甲基己二胺、1，8-二氮雜雙環(huán)-5，4，O-1^一碳烯-7、N, N- 二嗎啉基二乙基醚、N-甲基咪唑、二甲基氨基丙基二丙醇胺、雙(二甲基氨基丙基)氨基-2-丙醇、四甲基氨基雙(丙胺)、(二甲基(氨基乙氧基乙基))((二甲基胺)乙基)醚、三(二甲基氨基丙基)胺、二環(huán)己基甲基胺、雙(N，N-二甲基_3_氨基丙基)胺、N, N-雙(3-二甲基氨基丙基)-N-異丙醇胺、1，3-丙二胺、1，2-亞乙基哌啶、甲基-羥乙基哌嗪、二甲基氨基丙基-S-三嗪、雙二甲基氨基丙基脲及其混合物。
[0022]能夠用于本發(fā)明的其他胺催化劑可以在Herrington等人的“Dow PolyurethanesFlexible Foams”的附錄D的第D.1_D.23頁(yè)(1997)中找到，其在此引入作為參考。市售的胺催化劑的例子包括JEFFCAT?牌催化劑，例如JEFFCAT? ZF-20催化劑(可獲自 Huntsman Petrochemical LLC)。另外的例子可以在“JEFFCAT? Amine catalystsfor the Polyurethane Industry” JCT-0910版中找到,其在此引入作為參考。
[0023]除了胺催化劑之外，胺催化劑組合物進(jìn)一步包含含有增稠劑和水的稀釋劑。該增稠劑可以是能夠在水中形成凝膠和將胺催化劑組合物的粘度提高到適當(dāng)水平的任何天然有機(jī)材料或合成有機(jī)材料。在一個(gè)具體的實(shí)施方案中，胺催化劑組合物包含至少約I重量％的稀釋劑，基于胺催化劑 組合物的總重量。在另一實(shí)施方案中，該胺催化劑組合物包含至少約10重量％的稀釋劑，基于胺催化劑組合物的總重量。在又一實(shí)施方案中，該胺催化劑組合物包含不大于約90重量％的稀釋劑，基于胺催化劑組合物的總重量。在再一實(shí)施方案中，該胺催化劑組合物包含不大于約80重量％的稀釋劑，基于胺催化劑組合物的總重量。在另一實(shí)施方案中，該胺催化劑組合物包含約I重量％_約90重量％的稀釋劑，基于該胺催化劑組合物的總重量。在又一實(shí)施方案中，該胺催化劑組合物包含約10重量％-約80重量％的稀釋劑，基于胺催化劑組合物的總重量。
[0024]在一個(gè)實(shí)施方案中，該增稠劑包括纖維素醚。本發(fā)明的纖維素醚優(yōu)選是水溶性的。作為此處使用的，術(shù)語(yǔ)“水溶性的”表示在25°C和I大氣壓，至少I(mǎi)g和優(yōu)選至少2g的纖維素醚可溶于100g的蒸餾水。水溶解度可以通過(guò)調(diào)整纖維素醚上的醚取代度和通過(guò)調(diào)整疏水取代基(當(dāng)存在時(shí))的取代程度而變化。用于改變纖維素醚的水溶解度的技術(shù)是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。
[0025]在一個(gè)實(shí)施方案中，該纖維素醚是烷基纖維素醚、羥烷基纖維素醚，羧烷基纖維素醚、羥烷基聚氧化烷基纖維素醚或其組合。該烷基纖維素醚、羥烷基纖維素醚、羧烷基纖維素醚或羥烷基聚氧化烷基纖維素醚可以具有C1,烷基。
[0026]烷基纖維素醚的例子包括但不限于:甲基纖維素醚和乙基纖維素醚；羥烷基纖維素醚的例子包括但不限于:羥乙基纖維素醚和羥丙基纖維素醚；羧烷基纖維素醚的例子包括但不限于:羧甲基纖維素醚；和纖維素的混合醚的例子包括但不限于:羥乙基甲基纖維素醚、羥丙基甲基纖維素醚和羥乙基乙基纖維素醚。還可以使用這些纖維素醚的水溶性鹽，例如羧甲基纖維素鈉或羥乙基纖維素鈉。
[0027]在一些實(shí)施方案中，該纖維素醚的平均取代度“DS”可以是0.1-3.0,更優(yōu)選
0.5-1.5。另外，該纖維素醚的分子量可以是約10，000克/克摩爾-約2X IO6克/克摩爾，并且在另一實(shí)施方案中，可以是約70，000克/克摩爾-約IX IO6克/克摩爾。作為此處使用的，術(shù)語(yǔ)“分子量”表示重均分子量。測(cè)定纖維素醚的重均分子量的方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，例如通過(guò)低角度激光散射來(lái)測(cè)量。
[0028]在另外的實(shí)施方案中，纖維素醚的粘度可以是約5厘泊-約6000厘泊，優(yōu)選約100厘泊-約3000厘泊。作為此處使用的，除非另有指示，術(shù)語(yǔ)“粘度”指的是在25°C用Brookfield粘度計(jì)所測(cè)量的纖維素醚的I重量％水溶液的粘度。這種粘度測(cè)量技術(shù)是本領(lǐng)域已知的，并且描述在ASTM D2364-89中。該纖維素醚的平均粒度不是關(guān)鍵的，但是可以是約0.01微米-約1000微米和更優(yōu)選約50-約400微米。
[0029]在另一實(shí)施方案中，該增稠劑包括淀粉。淀粉是天然碳水化合物鏈，其包含聚合的糖分子(葡萄糖)。淀粉由包含兩種類(lèi)型的葡萄糖聚合物的顆粒形成:單鏈的直鏈淀粉和支化的支鏈淀粉。通常，淀粉顆粒不溶于冷水。但是，如果外部隔膜例如通過(guò)研磨而破壞，則顆?？梢栽诶渌腥苊泚?lái)形成凝膠。在熱水中，顆?？焖偃苊洠缓笃屏?，通過(guò)包圍的水實(shí)現(xiàn)淀粉的凝膠化作用。成膠狀作用產(chǎn)生自直鏈淀粉和支鏈淀粉鏈的纏繞結(jié)構(gòu)物質(zhì)中通過(guò)氫鍵合的水分子結(jié)合。
[0030]雖然淀粉產(chǎn)生在許多植物中，但是最重要的來(lái)源是谷物的種子(例如玉米、蠟質(zhì)玉米、小麥、高粱、大米和蠟質(zhì)大米)、塊莖(例如馬鈴薯)、根類(lèi)(例如木薯淀粉(即木薯)、甘薯和竹芋)、和西谷椰子的木髓。如果處于天然狀態(tài)，則這種淀粉被稱(chēng)作“未改性的”淀粉。如果在水中凝膠化，則它們變成“凝膠化的”或者“成膠狀的”淀粉。如果凝膠化然后干燥以形成粉末，則它們是“預(yù)凝膠化的”或者“預(yù)成膠狀的”淀粉。如果通過(guò)例如醚化、酯化、氧化、酸水解、胺化、酶轉(zhuǎn)化、交聯(lián)、聚合等來(lái)化學(xué)改變，則它們被稱(chēng)作“改性的”淀粉。典型的改性的淀粉包括酯，例如二羧酸/酸酐(特別是鏈烯基琥珀酸/酸酐)的乙酸酯和半酯；醚，例如羥乙基和羥丙基淀粉；氧化的淀粉，例如用次氯酸鹽氧化的淀粉；用交聯(lián)劑反應(yīng)的淀粉，所述交聯(lián)劑例如磷酰氯、表氯醇、疏水陽(yáng)離子環(huán)氧化物和通過(guò)與正磷酸鈉或鉀或者三聚磷酸鈉或鉀反應(yīng)所制備的磷酸鹽衍生物，及其組合。改性的淀粉還包括海凝膠(seagel)、長(zhǎng)鏈烷基淀粉、糊精、胺淀粉和二醛淀粉。
[0031]因?yàn)轭A(yù)成膠狀的和許多改性的淀粉在冷水中凝膠化，因此這種淀粉可以加入到胺催化劑組合物中以提高粘度而無(wú)需加熱。在其他實(shí)施方案中，可以使用未改性的淀粉，這歸因于它們的低成本和因?yàn)樗鼈儺a(chǎn)生了相當(dāng)?shù)慕M合物。
[0032]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，淀粉是馬鈴薯淀粉，其快速凝膠化并在約65°C達(dá)到最大的粘度，其然后在混合物進(jìn)一步加熱時(shí)稍微降低。也可以使用蠟質(zhì)玉米淀粉，其以類(lèi)似的方式起作用。當(dāng)凝膠化時(shí)，馬鈴薯淀粉和蠟質(zhì)玉米淀粉二者都產(chǎn)生高粘度流體。但是，可以使用具有類(lèi)似溶脹特性的任何淀粉，并且通常優(yōu)于在兩個(gè)或更多個(gè)階段中溶脹的淀粉。不過(guò)，將會(huì)理解的是，任何淀粉均可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)作為增稠劑使用。
[0033]其他天然有機(jī)材料增稠劑包括但不限于有機(jī)粘土、角叉菜膠、肉桂膠、迪優(yōu)坦膠(diutan gum)、結(jié)冷膠(gellan gum)、海藻酸、藻膠、瓊脂、阿拉伯樹(shù)膠、瓜爾膠、刺槐豆膠、刺梧桐樹(shù)膠、韋蘭膠(whelun gum)、黃原膠、黃苗膠、來(lái)源于玉米的醇溶谷蛋白(即玉米蛋白)、膠原(即從動(dòng)物結(jié)締組織中提取的衍生物，例如明膠和膠)和酪蛋白(即來(lái)源于牛奶)。
[0034]合成有機(jī)材料增稠劑包括但不限于粘土、納米粘土、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯基甲基醚、聚丙烯酸、聚丙烯酸鹽、聚乙烯基丙烯酸、聚乙烯基丙烯酸鹽、聚丙烯酰胺、環(huán)氧乙烷聚合物、聚乳酸和膠乳(其是一個(gè)寬的類(lèi)別，包括多種在水乳液中形成的可聚合的物質(zhì)；一個(gè)例子是苯乙烯-丁二烯共聚物)。 [0035]代表性的市售增稠劑包括但不限于KELZAN?系的黃原膠(可獲自CPKelco)和VANZAN?系的黃原膠(可獲自R.T.Vanderbilt C0.);迪優(yōu)坦膠例如GEOVIS? XT，KELCO-VIS? 和 KELCO-CRETE?迪優(yōu)坦膠(全部可獲自 CP Kelco)；KELCOGEL⑧系的結(jié)冷膠(可獲自CPKelco) ;GENUVISCO?角叉菜膠(可獲自CP Kelco), NOVEGUM?系的水質(zhì)膠體(可獲自Noveon, Inc.);天然或合成粘土，包括膨潤(rùn)土、鋰蒙脫石、蒙脫石和其他硅酸鹽，例如可獲得等級(jí)的BENTOUTE?、CLAYTONE? 和 GELWHITE? 膨潤(rùn)土、 PERMON? 蒙脫石、CLOISITE?硅酸鎂鋁、LAPONITE?硅酸鹽和GARAM丨TE?.硅酸鹽(全部可獲自Southern Clay Products, Inc.)和可獲得等級(jí)的OPTIGEL?膨潤(rùn)土、鋰蒙脫石、蒙脫石和其他粘土(全部來(lái)自Sud-Chemie Group);丙烯酸的均聚物或共聚物,例如可以用包括締合型或者非締合型增稠劑的鹽中和的那些，例如ACUSOL?系的丙烯酸酯聚合物(可獲自Rohm&Haas C0.)或者可以交聯(lián)(例如用多鏈烯基聚醚交聯(lián))的那些，包括CARBOPOL?系的聚合物(可獲自Noveon, Inc.) ;PEMULEN?共聚物(來(lái)自Noveon, Inc.) ;METHOCEL? 系的纖維素醚(可獲自 Dow Chemical Company)和 XDS纖維素醚(來(lái)自Dow Chemical Company);和輕丙基纖維素醚,例如KIAJCEL?纖維素醚(可獲自 Hercules Inc.)。
[0036]與水合并的增稠劑的量可以根據(jù)因素(例如所需的稀釋水平、混合后所需的粘度構(gòu)建速率和所需的增稠度而不同。在一些實(shí)施方案中，與水合并的增稠劑的量(按固體來(lái)表示)可以例如是約0.1重量％-約20重量％的增稠劑，基于增稠劑和水的總重量。在其他實(shí)施方案中，與水合并的增稠劑的量(按固體來(lái)表示)可以是約0.5重量％-約15重量％的增稠劑，基于增稠劑和水的總重量。在另外的實(shí)施方案中，與水合并的增稠劑的量(按固體來(lái)表示)可以是約1%_約10重量％的增稠劑，基于增稠劑和水的總重量。在另外的實(shí)施方案中，與水合并的增稠劑的量是使得稀釋劑的粘度(在25°C)大于約50cps的量，和在一些實(shí)施方案大于約55cps。
[0037]在又一實(shí)施方案中，除了前述的胺催化劑之外，胺催化劑組合物可以進(jìn)一步包含一種或多種非胺催化劑。該非胺催化劑是對(duì)于異氰酸酯基團(tuán)與多元醇或水之間的反應(yīng)具有催化活性的化合物(或者其混合物)，但是不是落入上述胺催化劑內(nèi)的化合物。這種另外的非胺催化劑的例子包括例如:
[0038]i)叔勝，例如二烷基勝和二烷基芐基勝；
[0039]ii)不同金屬的螯合物，例如可以獲自乙?；?、苯甲酰丙酮、三氟乙酰基丙酮、乙酰乙酸乙酯等與金屬(例如 Be、Mg、Zn、Cd、Pd、T1、Zr、Sn、As、B1、Cr、Mo、Mn、Fe、Co 和Ni)的那些；
[0040]i i i)強(qiáng)酸的酸性金屬鹽，例如氯化鐵、氯化錫、氯化亞錫、三氯化銻、硝酸鉍和氯化鉍；
[0041]iv)強(qiáng)堿，例如堿金屬和堿土金屬氫氧化物、醇鹽和酚鹽；
[0042]ν)不同金屬的醇化物和酚鹽，例如Ti (OR) 4、Sn (OR) 4和Al (OR)3，其中R是烷基或芳基，和醇化物與羧酸、β - 二酮和2-(N，N- 二烷基氨基)醇的反應(yīng)產(chǎn)物；
[0043]vi)堿土金屬、B1、Pb、Sn或Al羧酸鹽；和
[0044]vii)四價(jià)錫化合物,和三或五價(jià)秘、鋪或者砷化合物。
[0045]本發(fā)明還提供了一種制造胺催化劑組合物的方法，其包括提供包含增稠劑和水的稀釋劑，和將胺催化劑與稀釋劑接觸，由此將該胺催化劑溶解在稀釋劑中。
[0046]該胺催化劑組合物可以以催化有效量使用，以催化含有異氰酸酯官能團(tuán)的化合物和含有活性氫的化合物之間的反應(yīng)，用于制造聚氨酯泡沫體。催化有效量的該胺催化劑組合物可以是約0.01-10份/100份含有活性氫的化合物，優(yōu)選約0.05-5份/100份含有活性氫的化合物。因此，在另一實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了聚氨酯泡沫體配制物，其包含:含有異氰酸酯官能團(tuán)的化合物、含有活性氫的化合物、催化有效量的胺催化劑組合物和任選的輔助組分。
[0047]在一個(gè)實(shí)施方案中，該含有異氰酸酯官能團(tuán)的化合物是多異氰酸酯和/或異氰酸酯封端的預(yù)聚物。
[0048]多異氰酸酯包括式Q (NCO)n所表示的那些，其中η是2_5、優(yōu)選2_3的數(shù)，和Q是含有2-18個(gè)碳原子的脂肪族烴基、含有5-1`0個(gè)碳原子的脂環(huán)族烴基、含有8-13個(gè)碳原子的芳脂族烴基或者含有6-15個(gè)碳原子的芳烴基。
[0049]多異氰酸酯的例子包括但不限于:亞乙基二異氰酸酯；1，4-四亞甲基二異氰酸酯；1，6-六亞甲基二異氰酸酯；1，12-十二烷二異氰酸酯；環(huán)丁烷-1，3- 二異氰酸酯；環(huán)己烷-1，3-和-1，4- 二異氰酸酯以及這些異構(gòu)體的混合物；異佛爾酮二異氰酸酯；2，4-和2，6-六氫甲苯二異氰酸酯以及這些異構(gòu)體的混合物；二環(huán)己基甲烷_(kāi)4，4’ - 二異氰酸酯(氫化的MDI，或HMDI) ;1，3_和1，4-亞苯基二異氰酸酯；2，4_和2，6_甲苯二異氰酸酯以及這些異構(gòu)體的混合物(TDI) ;二苯基甲烷_(kāi)2，4’-和/或-4，4’-二異氰酸酯(MDI);亞萘基-1，5- 二異氰酸酯；三苯基甲烷-4，4’，4’ ’ -三異氰酸酯；可以通過(guò)縮合苯胺與甲醛，隨后通過(guò)光氣化來(lái)獲得的聚苯基-聚亞甲基-多異氰酸酯類(lèi)型(粗MDI);降冰片烷二異氰酸酯；間-和對(duì)-異氰酸基苯基磺酰異氰酸酯；全氯化的芳基多異氰酸酯；含有碳化二亞胺基團(tuán)、氨基甲酸酯基團(tuán)、脲基甲酸酯基團(tuán)、異氰尿酸酯基團(tuán)、脲基或縮二脲基團(tuán)的改性的多異氰酸酯；通過(guò)調(diào)聚反應(yīng)獲得的多異氰酸酯；含有酯基的多異氰酸酯；和含有聚合型脂肪酸基團(tuán)的多異氰酸酯。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，還可以使用上述多異氰酸酯的混合物。
[0050]異氰酸酯封端的預(yù)聚物也可以用于制備聚氨酯泡沫體。異氰酸酯封端的預(yù)聚物可以通過(guò)將過(guò)量的多異氰酸酯或其混合物與少量的含有活性氫的化合物反應(yīng)來(lái)制備，這是通過(guò)公知的 Zerewitinoff 測(cè)試來(lái)確定的，如Kohler 在“Journal of the American ChemicalSociety”, 49，3181 (1927)中所述。
[0051]在一個(gè)實(shí)施方案中，含有活性氫的化合物是多元醇。適用于本發(fā)明的多元醇包括但不限于聚亞烷基醚多元醇、聚酯多元醇、聚合物多元醇、不易燃的多元醇(例如含磷的多元醇或含鹵素的多元醇)。這些多元醇可以單獨(dú)使用或者以合適的組合作為混合物來(lái)使用。
[0052]聚亞烷基醚多元醇包括聚(氧化烯)聚合物，例如具有端羥基的聚(氧化乙烯)和聚(氧化丙烯)聚合物和共聚物，其來(lái)源于多羥基化合物，包括二醇和三醇；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、二甘油、三羥甲基丙烷和類(lèi)似的低分子量多元醇。 [0053]聚酯多元醇包括但不限于通過(guò)使二羧酸與過(guò)量的二醇(例如己二酸與乙二醇或丁二醇)反應(yīng)，或者內(nèi)酯與過(guò)量的二醇(例如己內(nèi)酯與丙二醇)反應(yīng)所生產(chǎn)的那些。
[0054]除了聚亞烷基醚多元醇和聚酯多元醇之外，聚合物多元醇也適用于本發(fā)明。將聚合物多元醇用于聚氨酯泡沫體，以提高該泡沫體的耐變形性，例如改進(jìn)該泡沫體的承載性能。聚合物多元醇的例子包括但不限于接枝多元醇或聚脲改性的多元醇(聚脲(polyharnstoff)分散體多元醇)。接枝多元醇包括三醇，其中乙烯基單體是接枝共聚的。合適的乙烯基單體包括例如苯乙烯或丙烯腈。聚脲改性的多元醇是含有聚脲分散體的多元醇，其通過(guò)二胺和二異氰酸酯在多元醇存在下反應(yīng)形成。聚脲改性的多元醇的一個(gè)變體是多異氰酸酯加聚(PIPA)多元醇，其通過(guò)異氰酸酯與烷醇胺在多元醇中原位反應(yīng)形成。
[0055]不易燃的多元醇可以例如是含磷的多元醇，其可以通過(guò)加入氧化烯到磷酸化合物中來(lái)形成。含鹵素的多元醇可以例如是可以通過(guò)表氯醇或者三氯氧化丁烯的開(kāi)環(huán)聚合來(lái)獲得的那些。
[0056]除了胺催化劑組合物、含有異氰酸酯官能團(tuán)的化合物和含有活性氫的化合物之外，該聚氨酯泡沫體配制物可以進(jìn)一步包含一種或多種輔助組分。輔助組分的例子包括但不限于泡孔穩(wěn)定劑、陰離子表面活性劑擴(kuò)鏈劑、顏料、填料、阻燃劑、熱膨脹微球、發(fā)泡劑或其任意組合。
[0057]泡孔穩(wěn)定劑可以包括例如硅表面活性劑或陰離子表面活性劑。合適的硅表面活性劑的例子包括但不限于聚烷基硅氧烷、聚氧亞烷基多元醇改性的二甲基聚硅氧烷、亞烷基二醇改性的二甲基聚硅氧烷或其任意組合。
[0058]合適的陰離子表面活性劑包括但不限于脂肪酸的鹽、硫酸酯的鹽、磷酸酯的鹽、磺酸鹽或其任意組合。
[0059]擴(kuò)鏈劑的例子包括但不限于具有羥基或氨基官能團(tuán)的化合物，例如二醇、胺、二醇和水。擴(kuò)鏈劑另外的非限定性的例子包括乙二醇、丙二醇、1，4- 丁二醇、1，3- 丁二醇、1，5-戊二醇、1,6-己二醇、1，10-癸二醇、1，12-十二烷二醇、乙氧基化的氫醌、1,4-環(huán)己烷二醇、N-甲基乙醇胺、N-甲基異丙醇胺、4-氨基環(huán)己醇、1，2-二氨基乙烷、2，4-甲苯二胺或其任意混合物。
[0060]顏料可以用于在制造過(guò)程中對(duì)聚氨酯泡沫體進(jìn)行顏色編碼，以標(biāo)識(shí)產(chǎn)品等級(jí)，或者掩蓋黃變。顏料可以包括任何合適的有機(jī)或者無(wú)機(jī)顏料。例如有機(jī)顏料或著色劑包括但不限于偶氮/重氮染料、酞菁染料、二噁嗪或炭黑。無(wú)機(jī)顏料的例子包括但不限于二氧化鈦、鐵氧化物或者氧化鉻。
[0061]填料可以用于提高聚氨酯泡沫體的密度和承載性能。合適的填料包括但不限于硫酸鋇或碳酸鈣。
[0062]阻燃劑可以用于降低聚氨酯泡沫體的可燃性。例如，合適的阻燃劑包括但不限于氯化的磷酸酯、氯化石蠟或三聚氰胺粉末。
[0063]熱膨脹微球包括含有(環(huán))脂族烴的那些。這種微球通常是干燥的、未膨脹的或部分未膨脹的微球，其由平均直徑通常是10-15微米的小球形顆粒組成。該球體由氣密性聚合物殼(例如由丙烯腈或者PVDC組成)包封著微滴的(環(huán))脂族烴(例如液態(tài)異丁烷)而形成。當(dāng)這些微球經(jīng)受在足以軟化該熱塑性殼并揮發(fā)其中所包封的(環(huán))脂族烴的高溫水平(例如150°C -200°C )的加熱時(shí)，所形成的氣體使所述殼膨脹和增加微球的體積。當(dāng)膨脹時(shí)，該微球的直徑是它們初始直徑的3.5-4倍，其結(jié)果是它們膨脹的體積是它們未膨脹狀態(tài)的初始體積的約50-60倍。這種微球的例子是EXPANCEL? -DU微球，其由瑞典的 AKZO Nobel Industries 銷(xiāo)售。
[0064]發(fā)泡劑也可以加入到泡沫體配制物中，其可以是放熱性或者吸熱性發(fā)泡劑或者二者的組合。
[0065]用于制備泡沫體的任何已知的發(fā)泡劑均可以作為發(fā)泡劑用于本發(fā)明中?；瘜W(xué)發(fā)泡劑的例子包括氣態(tài)化合物(例如氮?dú)饣蚨趸?、氣體(例如CO2)形成化合物例如偶氮二碳酰胺、碳酸鹽、碳酸氫鹽、檸檬酸鹽、硝酸鹽、氫硼化物、碳化物例如堿土金屬和堿金屬碳酸鹽和碳酸氫鹽如碳酸氫鈉和碳酸鈉、碳酸銨、二氨基二苯基砜、酰肼、丙二酸、檸檬酸、單檸檬酸鈉、尿素、偶氮二碳甲酯、二氮雜雙環(huán)辛烷和酸/碳酸酯混合物。物理發(fā)泡劑的例子包括揮發(fā)性液體，例如氯氟烴、部分鹵化的烴或非鹵化的烴如丙烷、正丁烷、異丁烷、正戊烷、異戊烷和/或新戊烷。
[0066]一種含有本發(fā)明的胺催化劑組合物的具有l(wèi)_41b/ft3密度的通用的聚氨酯柔性泡沫體配制物(例如汽車(chē)座椅)可以按重量份(Pbw)包含以下組分:
[0067]
【權(quán)利要求】
1.一種用于生產(chǎn)聚氨酯泡沫體的胺催化劑組合物，其包含: (a)胺催化劑；和 (b)含有增稠劑和水的稀釋劑。
2.權(quán)利要求1的胺催化劑組合物，其中該胺催化劑是含有伯、仲或叔胺基團(tuán)和2-20個(gè)碳原子的化合物。
3.權(quán)利要求1的胺催化劑組合物，其中該胺催化劑是叔胺化合物。
4.權(quán)利要求3的胺催化劑組合物，其中該叔胺化合物選自二甲基氨基丙胺、二甲基氨基乙氧基丙胺、五甲基二亞乙基三胺、三甲胺、三乙胺、N-甲基嗎啉、N-乙基嗎啉、N，N-二甲基芐基胺、N，N- 二甲基乙醇胺、N，N，N’，N’ -四甲基-1，4- 丁二胺、N，N- 二甲基哌嗪、I, 4-重氮雙環(huán)-2，2，2-辛烷、雙(二甲基氨基乙基)醚、雙(2-二甲基氨基乙基)醚、嗎啉、N-甲基嗎啉、N-乙基嗎啉、雙4，4’ _(氧代二 _2，1-乙烷二基)、三亞乙基二胺、五甲基二亞乙基三胺、二甲基環(huán)己基胺、N-十六烷基N，N- 二甲胺、N-椰油-嗎啉、N，N- 二甲基氨基甲基N-甲基乙醇胺、N，N，N’ -三甲基-N’ -羥乙基雙(氨基乙基)醚、N，N-雙(3-二甲基氨基丙基)N-異丙醇胺、(N，N-二甲基)氨基-乙氧基乙醇、N，N，N’，N’ -四甲基己二胺、1，8-二氮雜雙環(huán)-5，4，O-1^一碳烯-7、N, N- 二嗎啉基二乙基醚、N-甲基咪唑、二甲基氨基丙基二丙醇胺、雙(二甲基氨基丙基)氨基-2-丙醇、四甲基氨基雙(丙胺)、(二甲基(氨基乙氧基乙基))((二甲基胺)乙基)醚、三(二甲基氨基丙基)胺、二環(huán)己基甲基胺、雙(N，N-二甲基_3_氨基丙基)胺、N, N-雙(3-二甲基氨基丙基)-N-異丙醇胺、1，3-丙二胺、1，2-亞乙基哌啶、甲基-羥基乙基哌嗪、二甲基氨基丙基-S-三嗪、雙二甲基氨基丙基脲及其混合物。
5.權(quán)利要求1的胺催化劑組合物，其中該增稠劑包括纖維素醚。
6.權(quán)利要求5的胺催化劑組合物，其中該纖維素醚包括烷基纖維素醚、羥烷基纖維素醚、羧烷基纖維素醚、羥烷基聚氧化烷基纖維素醚或其組合物。
7. 權(quán)利要求5的胺催化劑組合物，其中該纖維素醚選自甲基纖維素醚、乙基纖維素醚、羥乙基纖維素醚、羥丙基纖維素醚、羧甲基纖維素醚、羥乙基甲基纖維素醚、羥丙基甲基纖維素醚、羥乙基乙基纖維素醚、羧甲基纖維素鈉、羥乙基纖維素鈉及其混合物。
8.權(quán)利要求1的胺催化劑組合物，其中該增稠劑包括淀粉。
9.權(quán)利要求1的胺催化劑組合物，其中該增稠劑包括選自以下的天然有機(jī)材料:粘土、角叉菜膠、肉桂膠、迪優(yōu)坦膠、結(jié)冷膠、海藻酸、藻膠、瓊脂、阿拉伯樹(shù)膠、瓜爾膠、刺槐豆膠、刺梧桐樹(shù)膠、韋蘭膠、黃原膠、黃芪膠、來(lái)源于玉米的醇溶谷蛋白、膠原和酪蛋白。
10.權(quán)利要求1的胺催化劑組合物，其中該增稠劑包括選自以下的合成有機(jī)材料:粘土、納米粘土、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯基甲基醚、聚丙烯酸、聚丙烯酸鹽、聚乙烯基丙烯酸、聚乙烯基丙烯酸鹽、聚丙烯酰胺、環(huán)氧乙烷聚合物、聚乳酸和膠乳。
11.一種用于生產(chǎn)聚氨酯泡沫體的胺催化劑組合物，其包含: (a)胺催化劑；和 (b)基于該組合物的總重量，約I重量％_約90重量％的含有增稠劑和水的稀釋劑。
12.權(quán)利要求11的胺催化劑組合物，其中該稀釋劑包含約I重量％_約10重量％的增稠劑，基于增稠劑和水的總重量。
13.一種聚氨酯泡沫體配制物，其包含:含有異氰酸酯官能團(tuán)的化合物、含有活性氫的化合物、催化有效量的權(quán)利要求1的胺催化劑組合物和任選的輔助組分。
14.權(quán)利要求13的聚氨酯泡沫體配制物，其中該催化有效量是約0.01-10份胺催化劑組合物/100份含有活性氫的化合物。
15.一種生產(chǎn)聚氨酯泡沫體的方法，其包括在權(quán)利要求1的胺催化劑組合物存在下，使含有異氰酸酯官能團(tuán)的化合物、含有`活性氫的化合物和任選的輔助組分接觸。
【文檔編號(hào)】C08G18/20GK103732645SQ201280039180
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2012年8月10日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月11日
【發(fā)明者】小E·P·維爾特茲, D·利奇維, J·沙威茲, F·羅德里古茲, 小R·A·吉爾斯畢, G·懷特康比 申請(qǐng)人:亨斯邁石油化學(xué)有限責(zé)任公司