一種聚氨酯催化劑及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種催化劑，具體涉及一種用于制備聚氨酯的催化劑及該催化劑的應(yīng) 用，屬于聚氨酯材料合成技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚氨酯是一種主鏈上含有重復(fù)氨基甲酸酯基團的高分子化合物的統(tǒng)稱，這種高分 子材料可用于制造橡膠、硬質(zhì)和軟質(zhì)泡沫塑料、黏合劑、涂料、油漆等產(chǎn)品，因其卓越的耐磨 性、抗沖性、耐紫外線以及耐高低溫性能而被廣泛應(yīng)用于建筑、汽車、輕工、紡織、石化、冶 金、電子、國防、醫(yī)療、機械等眾多領(lǐng)域。
[0003] 聚氨酯材料是以多異氰酸酯、多元醇及其它穩(wěn)定劑為原料，在一定溫度下由催化 劑催化反應(yīng)制得的，在聚氨酯材料合成中常用的一類催化劑為金屬有機化合物，這類有機 金屬催化劑最早為鉛、汞的有機化合物，但因鉛、汞均為重金屬，對人體危害較大且會造成 嚴(yán)重的環(huán)境污染，已被列為禁止使用的產(chǎn)品。
[0004] 為此，中國專利文獻CN101397359A公開了一種用于制備低散發(fā)、再催化穩(wěn)定的軟 質(zhì)聚氨酯泡沫體的胺催化劑，其包括至少一種反應(yīng)性胺催化劑和至少一種有機鉀、鋅和/ 或錫化合物，具有較好的催化活性。但由于上述催化劑中使用了錫的化合物作為催化劑的 一種成分，使得有機錫類催化劑中含有未反應(yīng)完全的二丁基錫等，該類副產(chǎn)物容易導(dǎo)致生 物體畸形或慢性中毒，因此已被歐盟等發(fā)達(dá)國家列入控制使用的名單。但是如果不添加有 機錫化合物，以鉀和/或鋅等其它有機化合物替代錫化合物時，其催化劑的催化活性明顯 下降，一方面即使提高反應(yīng)溫度，仍無法避免反應(yīng)速度的下降和反應(yīng)時間的延長，另一方面 若想達(dá)到與含錫催化劑近似的反應(yīng)速度則需增加催化劑用量，例如在合成革漿料合成中， 使用有機鉍完全替代二月桂酸二丁基錫，用量將達(dá)到原用量的4-5倍；而無論是前者延長 反應(yīng)時間、提高反應(yīng)溫度，還是后者提高催化劑用量的方案均會不同程度地導(dǎo)致聚氨酯材 料合成成本的提高，即便如此，由其催化合成的聚氨酯材料的物理性能，例如，拉伸強度、抗 撕裂強度均明顯下降，再者，使用上述文獻中不含錫化合物的配方時，還容易使合成的淺色 聚氨酯材料變黃；另外，在合成聚氨酯的原材料配方中含有水的情況下，鉍或者鋅的有機化 合物會因水解而失活，使得組合料的儲存期縮短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有技術(shù)中不含錫類有機金屬的催化劑不 僅催化活性低且催化合成的聚氨酯材料性能不佳，從而提供一種催化活性高、制備的聚氨 酯材料物理性能好的環(huán)保型聚氨酯催化劑。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：
[0007] 本發(fā)明提供一種聚氨酯催化劑，包括鈉的化合物，以質(zhì)量百分比計，所述鈉的化合 物占所述聚氨酯催化劑的l_60wt%。
[0008] 所述鈉的化合物為氫氧化鈉，碳酸鈉，碳酸氫鈉，苯甲酸鈉，甲酸鈉，醋酸鈉，丙酸 鈉，丁酸鈉，戊酸鈉，己酸鈉，辛酸鈉，異辛酸鈉，新癸酸鈉，癸酸鈉，水楊酸鈉，月桂酸鈉，油 酸鈉，馬來酸鈉，檸檬酸鈉，草酸鈉，甲醇鈉，纖維素鈉，羧甲基纖維素鈉，透明質(zhì)酸鈉，海藻 酸鈉，葡萄糖酸鈉中的一種或幾種。
[0009] 進一步地，所述鈉的化合物為丁酸鈉，新癸酸鈉，水楊酸鈉，油酸鈉，檸檬酸鈉，透 明質(zhì)酸鈉中的一種或幾種。
[0010] 還包括含氮化合物，所述含氮化合物為叔胺類化合物和/或吡啶類化合物。所述 含氮化合物為直鏈多胺、雜環(huán)多胺或苯環(huán)類多胺中的一種或幾種，所述含氮化合物占所述 聚氨酯催化劑的質(zhì)量百分比為5-70wt%。
[0011] 所述叔胺類化合物和/或吡啶類化合物為三乙烯二胺，五亞甲基三胺，二甲氨基 丙胺二異丙醇，五甲基二乙烯三胺，四甲基二丙烯三胺，N，N-二甲基-1，3-二氨基丙烷， 3_二甲基氨基丙基脲，（二甲基胺基乙基）醚，N，N-二[3-(二甲氨基）丙基]-Ν'，Ν'-二甲 基-1，3-丙二胺，十六燒基胺，2-[ [3-(二甲基氨基）丙基]甲基氨基]乙醇，1，3, 5-二（二 甲基胺丙基）_1，3, 5-六氫化三嗪，N，N-二甲基乙醇胺，N，N-二甲基芐胺，三乙醇胺，二乙 醇胺，1，8-二氮雜雙環(huán)[5, 4, 0]十一碳-7-烯，6-二甲胺基-1-己醇，N-甲基二環(huán)己基胺， 十六胺，四甲基呱，1-異丁基-2-甲基咪唑，2-氨基-α-[[2_(1，1-二甲基乙氧基）-2_氧 代乙氧基]亞氨基]-4-噻唑乙酸，0, O-二乙基硫代磷酸氫酯酸酐，N-乙基嗎啉，N-甲基嗎 P林，苯甲胺，二乙胺基乙醇，Ν，Ν' -二異丙基碳二亞胺，1-乙基-(3-二甲基氨基丙基）碳酰 二亞胺鹽酸鹽，1，2-二甲基咪唑，N-甲基咪唑，2, 2-二嗎啉基二乙基醚，二甲氨基乙氧基乙 醇，2-二甲基氨基吡啶，2, 4-二氨基嘧啶，4, 5-二氨基嘧啶，2-甲基氨基吡啶，4-二甲氨基 吡啶，2, 4-雙（二甲氨基）嘧啶-6-羧酸，1-(甲氨基）-3-(4-甲基哌嗪-1-基）-2-丙醇， 氨基哌嗪鹽酸鹽，2, 2, 4-三甲基-2-硅代嗎啡啉，1-(2-二甲基氨基乙基）哌嗪，1-(3-二 甲氨基丙基）哌嗪，（2-嗎啉吡啶-4-基）甲胺，4-氯-6-二甲氨基嘧啶，N，N-二甲基 (嗎啉-2-基）甲酰胺，N，N-二甲基（R-嗎啉-2-基）甲酰胺，4-甲基嗎啉-2-甲胺， N，N-二甲基（4-甲基-1-哌嗪基）乙胺，六氫-1,3, 5-三甲基-S-三嗪，1，3, 5-三乙基六 氫-S-三吖嗪，Ν，Ν' -羰基二咪唑，二環(huán)己基碳二亞胺，3-(二乙氧基磷酰氧基），2-(7-偶 氮苯并三氮唑）-N，Ν，Ν'，Ν' -四甲基脲六氟磷酸酯，N-羥基-7-偶氮苯并三氮唑，三吡咯烷 基溴化鱗六氟磷酸鹽，〇-苯并三氮唑-Ν，Ν，Ν'，Ν' -四甲基脲四氟硼酸酯，0-(Ν-琥珀酰亞 胺）-1，1，3, 3-四甲基脲四氟硼酸酯中的一種或幾種。
[0012] 進一步地，所述含氮化合物為五甲基二乙烯三胺，2-二甲基氨基吡啶，N，N-二甲 基-1，3-二氨基丙烷，三乙烯二胺，1，3, 5-三（二甲基胺丙基）-1，3, 5-六氫化三嗪，1，8-二 氮雜雙環(huán)[5,4,0] i^一碳-7-烯，2, 2-二嗎啉基二乙基醚，（2-嗎啉吡啶-4-基）甲胺， 2, 4-二氨基嘧啶，1-(甲氨基）-3-(4-甲基哌嗪-1-基）-2-丙醇中的一種或幾種。
[0013] 還包括鉀的化合物，所述鉀的化合物占所述聚氨酯催化劑的質(zhì)量百分比為 2_50wt%。
[0014] 所述鉀的化合物占所述聚氨酯催化劑的質(zhì)量百分比為2_20wt%。
[0015] 所述鉀的化合物為氫氧化鉀，碳酸鉀，碳酸氫鉀，苯甲酸鉀，甲酸鉀，醋酸鉀，丙酸 鉀，丁酸鉀，戊酸鉀，己酸鉀，辛酸鉀，異辛酸鉀，新癸酸鉀，癸酸鉀，水楊酸鉀，月桂酸鉀，油 酸鉀，馬來酸鉀，檸檬酸鉀，草酸鉀，甲醇鉀，纖維素鉀，羧甲基纖維素鉀，透明質(zhì)酸鉀，海藻 酸鉀，葡萄糖酸鉀中的一種或幾種。
[0016] 進一步地，所述鉀的化合物為苯甲酸鉀，月桂酸鉀，油酸鉀，檸檬酸鉀，海藻酸鉀， 纖維素鉀中的一種或幾種。
[0017] 更進一步地，還包括有機溶劑和穩(wěn)定劑，所述有機溶劑具有式（1)所示的結(jié)構(gòu)：
[0018] X-R-Y (1)
[0019] 其中