異氰酸酯三聚催化劑體系，前體製劑，使異氰酸酯三聚的方法，由其製備的硬質聚異氰脲...的製作方法
2023-05-09 00:15:46 1
專利名稱：異氰酸酯三聚催化劑體系，前體製劑，使異氰酸酯三聚的方法，由其製備的硬質聚異氰脲 ...的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種異氰酸酯三聚催化劑體系，前體製劑，使異氰酸酯三聚的方法，由其製備的硬質聚異氰脲酸酯/聚氨酯泡沫體，和製備這種泡沫體的方法。
背景技術：
硬質聚異氰脲酸酯/聚氨酯(PIR)泡沫體是廣泛已知的，並且用於許多工業中。 P^泡沫體是具有以下兩種基團的混合結構氨基甲酸酯基團(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，源自相對於所述羥基過量的-NCO基團的三聚 (異氰酸酯指數大於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泡沫體的高交聯結構源自由所述過量的-NCO基團的三聚產生的所述異氰脲酸酯環。PIR泡沫體一直在阻燃性和降低煙氣產生方面經受著越來越多的規章限制。阻燃性和降低的煙氣產生通常因為存在異氰脲酸酯環而得到改善。但是，對於生產該異氰脲酸酯環而言，現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^泡沫體的核芯區域。因此，現存的三聚催化劑體系往往便於主要在P^泡沫體的核芯區域中形成異氰脲酸酯環。雖然使用現存的三聚催化劑體系改善了 P^泡沫體的核芯區域的阻燃性和煙氣產生性，但是仍然需要進一步改善該MR泡沫體的外部區域中的這些性質。本發明便於在該 PIR泡沫體的外部區域中形成異氰脲酸酯環，並且進而便於改善P^泡沫體的外部區域的阻燃性和煙氣產生性。本發明通過需要較低的活化溫度而有助於和增加MR泡沫體的外部區域中所述異氰脲酸酯環的三聚。本發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)的拉伸粘結強度。
發明內容
本發明提供異氰酸酯三聚催化劑體系，前體製劑，使異氰酸酯三聚的方法，由其製備的MR泡沫體，和製備這種泡沫體的方法。在一種實施方式中，本發明提供三聚催化劑體系，其包括(a)取代的亞胺陽離子；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於或等於73°C。在可供選擇的實施方式中，本發明還提供前體製劑，其包括(1)至少25wt %的多元醇，基於所述前體製劑的重量；(2)小於15wt%的三聚催化劑體系，基於所述前體製劑的重量，所述三聚催化劑體系包括(a)取代的亞胺陽離子；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於或等於73°C ；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)，或它們的組合。在可供選擇的實施方式中，本發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)取代的亞胺陽離子；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於或等於73°C ； (3)使所述一種或多種單體在所述三聚催化劑存在下三聚；和由此形成異氰脲酸酯環。在可供選擇的實施方式中，本發明還提供製備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)取代的亞胺陽離子；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於或等於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，或它們的組合；( 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，本發明還提供MR泡沫體，其包括在三聚催化劑體系，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、或者任選的它們的組合存在下，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的反應產物，所述三聚催化劑體系包括取代的亞胺陽離子，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於或等於73°c。在可供選擇的實施方式中，本發明還提供MR泡沫體，其包括在三聚催化劑體系，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，或者任選的它們的組合存在下，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的反應產物，所述三聚催化劑體系包括取代的亞胺陽離子，和誘導異氰酸酯三聚物的陰離子，其中在離高度為80mm的所述硬質泡沫體的上升的表面12mm的深度，所述MR泡沫體的聚異氰脲酸酯三聚物比例(Abs141(1/Abs1595)為至少5，通過ATR-FIlR光譜測得。在可供選擇的實施方式中，本發明提供根據前述實施方式中任一項的異氰酸酯三聚催化劑，前體製劑，使異氰酸酯三聚的方法，由其製備的P^泡沫體，和製備這種泡沫體的方法，所不同的是所述取代的亞胺陽離子具有以下結構
權利要求
1.一種三聚催化劑體系，其包括 取代的亞胺陽離子；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於或等於73°C。
2.一種前體製劑，其包括至少25wt%的多元醇，基於所述前體製劑的重量；小於或等於15wt%的三聚催化劑體系，基於所述前體製劑的重量，所述三聚催化劑體系包括取代的亞胺陽離子；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於或等於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，或它們的組合。
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 取代的亞胺陽離子；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於或等於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。
4.一種形成聚異氰脲酸酯/聚氨酯硬質泡沫體的方法，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 取代的亞胺陽離子；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於或等於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，或它們的組合；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； 由此形成所述聚異氰脲酸酯/聚氨酯硬質泡沫體。
5.一種聚異氰脲酸酯/聚氨酯硬質泡沫體，其包括在三聚催化劑體系，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、或者任選的它們的組合存在下，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的反應產物，所述三聚催化劑體系包括取代的亞胺陽離子， 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於或等於 73 °C。
6.一種聚異氰脲酸酯/聚氨酯硬質泡沫體，其包括在三聚催化劑體系，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，或者任選的它們的組合存在下，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的反應產物，所述三聚催化劑體系包括取代的亞胺陽離子，和誘導異氰酸酯三聚物的陰離子，其中在離所述硬質泡沫體的上升的表面12mm的深度，所述聚異氰脲酸酯/聚氨酯泡沫體的聚異氰脲酸酯三聚物比例(Abs141tl/Absi595)為至少5，通過ATR-FIlR光譜測得。
7.根據權利要求1至6中任一項的三聚催化劑體系，其中所述取代的亞胺陽離子具有以下結構式
8.根據權利要求7的三聚催化劑體系，其中R1選自CfC18、N、Si及其任何組合；其中 R2選自C1-C18, N、Si及其任何組合；和其中R3選自C1-C18, N、Si及其任何組合。
9.根據權利要求7的三聚催化劑體系，其中隊選自C1-Cltl，N，及它們的組合；其中&選自C1-Cltl，N，及它們的組合；和其中R3選自C1-Cltl，N，及它們的組合。
10.根據權利要求1至9中任一項的三聚催化劑體系，其中所述取代的亞胺陽離子是正膦叉。
11.根據權利要求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.根據權利要求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構式的羧酸根
13.根據權利要求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.根據權利要求1至9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二(三苯基正膦叉)或者乙酸1，1，1，3，3，3_六(二甲基氨基)二膦嗪鐺。
15.根據權利要求4至6中任一項的硬質聚異氰脲酸酯泡沫體，其中所述泡沫體用作絕熱材料。
全文摘要
本發明提供一種異氰酸酯三聚催化劑體系，前體製劑，使異氰酸酯三聚的方法，由其製備的剛性聚異氰脲酸酯/聚氨酯泡沫體，和製備這種泡沫體的方法。該三聚催化劑體系包括(a)取代的亞胺陽離子；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於或等於73℃。該前體製劑包括(1)至少25wt％的多元醇，基於所述前體製劑的重量；(2)小於15wt％的三聚催化劑體系，基於所述前體製劑的重量，其包括(a)取代的亞胺陽離子；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於或等於73℃；和(4)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，或它們的組合。所述用於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)取代的亞胺陽離子；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於或等於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環。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)取代的亞胺陽離子；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於或等於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，或它們的組合；(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)由此形成所述聚異氰脲酸酯/聚氨酯剛性泡沫體。該PIR泡沫體包括在三聚催化劑體系，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、或者任選的它們的組合存在下，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的反應產物，所述三聚催化劑體系包括取代的亞胺陽離子，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於或等於73℃。該PIR泡沫體包括在三聚催化劑體系，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，或者任選的它們的組合存在下，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的反應產物，所述三聚催化劑體系包括取代的亞胺陽離子，和誘導異氰酸酯三聚物的陰離子，其中在離所述剛性泡沫體的上升的表面12mm的深度，所述PIR泡沫體的聚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C08G18/18GK102272183SQ200980154183
公開日2011年12月7日 申請日期2009年11月9日 優先權日2008年11月10日
發明者塞西爾.波耶, 理察.基頓, 納森.維爾莫特, 菲利普.阿西, 蒂莫西.莫利 申請人:陶氏環球技術有限責任公司