[发明专利]减少胺中的醛的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2008年3月20日提交的美国临时申请No.61/038,167的权益。

技术领域

本发明总体上涉及用于制造泡沫的催化剂，更具体地涉及均具有减少的醛和气味含量的胺催化剂和聚氨酯泡沫。

背景技术

用于泡沫塑料的新的标准和法规准许泡沫中非常低量的醛例如甲醛和二甲基甲酰胺。例如，美国和欧洲的聚氨酯泡沫制造商贸易团体均正在采纳“CertiPUR”程序(其是自愿程序)以提升聚氨酯泡沫的安全、健康和环境性能。该CertiPUR程序试图通过设定限制或禁止某些物质的标准而做到这样。

CertiPUR程序针对的一种物质是甲醛而另一种是二甲基甲酰胺(DMF)。根据CertiPUR标准，当使用ASTM方法D5116-97小气候箱法测试随气候箱调节进行试验16h时，甲醛排放的极限是0.1mg/m³。另一种测试方法是欧洲气候箱法测试，其允许在新制泡沫中每立升5微克的DMF或甲醛和在大于5天之久的泡沫中每立升小于3微克。

因为CertiPUR程序针对甲醛和DMF，期望在用于生产泡沫的原料中具有尽可能少的甲醛和DMF。原料可以包括胺例如叔胺催化剂。通过LC分析，新鲜蒸馏的胺样品典型地显示出百万分之(ppm)10或更少的甲醛，但从试验室架(laboratory shelf)得到的胺样品取决于胺的期限和储存条件可以含有10ppm甲醛至甚至1000ppm甲醛。胺中发现的甲醛可以源自各种来源：其可以作为来自胺制造的污染物存在，其可以产生于叔胺的各种碳片段的氧化或自由基进攻，或者其可以作为Schiff碱或氨基甲醇(羟基胺)基团在甲基胺基团上以非还原形式存在。

虽然不受理论束缚，但认为叔胺中的DMF是由醛例如甲醛通过Cannizzaro反应产生。根据该反应，缺少α氢原子的醛在浓碱存在下进行自氧化-还原反应产生醇和羧酸盐的混合物。Cannizzaro反应可在室温下利用浓的含水或含醇氢氧化物进行。例如，在50％NaOH中两个甲醛产生一个甲醇和一个甲酸钠。

因为大多数叔胺是强碱，Cannizzaro反应可以在室温下进行从而产生甲醇和甲酸，这形成具有甲基胺的盐(甲基胺可以是叔胺中发现的另一种分解产物)。这进而形成DMF，其按照CertiPUR标准的章节5是受禁止物质，这是因为其可以导致癌症并且其可以导致对未出生婴儿的伤害。

因此，存在对具有减少量的受限制物质的聚氨酯泡沫和用于制造该泡沫的材料的需要。

发明内容

根据本发明的实施方案，含有伯胺的叔胺、含有伯胺的物质，和与含有伯胺的物质组合的含有伯胺的叔胺显著降低叔胺和叔胺共混物中醛和二甲基甲酰胺(DMF)的存在量。此外，使用含有伯胺的叔胺、含有伯胺的物质，和与含有伯胺的物质组合的含有伯胺的叔胺生产的泡沫还具有降低的甲醛存在量和显著的泡沫气味减少。

虽然不受理论束缚，但认为本发明的实施方案减少可用于充当来自泡沫的排放物的甲醛的量并且其减少可用于进行Cannizzaro反应的甲醛的量。换言之，如果存在很少或没有甲醛则存在很少所形成的甲酸和甚至更少的DMF。通常，认为伯胺与醛反应形成Schiff碱，其进一步反应得到各种产物。以这种方式，大部分醛被消耗且非常少量可用于形成酰胺例如二甲基甲酰胺。

根据本发明的实施方案，可以通过加入一种或多种伯胺来控制叔胺中甲醛和DMF的存在量。可以加入到叔胺或叔胺共混物中的伯胺包括、但不限于如下中的一种或多种：氨乙基乙醇胺、氨丙基甲基乙醇胺、二甲基氨基丙胺(DMAPA)、二亚乙基三胺、二甲基氨基乙氧基丙胺(DDP)、三亚乙基四胺、氨基丙基甲基氨基乙醇胺、二甲基氨基乙氧基丙胺、四亚乙基五胺、二甲基氨基丙基氨基丙胺、二甲基氨基丙基乙氧基乙基甲基氨基丙胺和二甲基氨基乙氧基乙基甲基氨基丙胺(二甲基氨基乙基甲基氨基乙氧基丙胺)以及四甲基氨基丙基氨基丙胺。应注意，上句中列出的一种或多种伯胺除伯胺外还可以包括另一种胺基团例如仲胺或叔胺。