[发明专利]用于异氰酸酯和醇之间的反应的新的催化剂

说明书

本分案申请是基于申请号为200980144779.1，申请日为2009年10月12日，发明名称为“用于异氰酸酯和醇之间的反应的新的催化剂”的原始中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于异氰酸酯和醇之间的反应的新的催化剂，该反应是用于制备聚氨酯聚合物的关键步骤。本发明更具体地涉及非基于锡的新的催化剂的用途。

背景技术

聚氨酯最初用于塑料化合物和泡沫的制造中。此后，这些聚合物已开发于很多应用领域中，例如弹性体、热塑性塑料、热固性树脂、膨胀体系，织物纤维和涂料体系（用于纸的涂料浴、木材涂料、机动车油漆、粘合剂等）。

聚氨酯是包含至少一个尿烷基团（也称为氨基甲酸酯基团）的聚合物。该基团来自于醇基团和异氰酸酯基团之间的反应。

通常，通过异氰酸酯与伯醇或仲醇之间的未催化反应合成聚氨酯在50至100℃之间进行。已提出了多种催化剂从而优化该反应，例如路易斯酸和碱，以及多种金属盐。这些催化剂的实例记载于下列文章中：

-Gambiroza-Jukic et al.,Kinetic analysis of bulk polymerization of diisocyanate and polyol;J.Appl.Polym.Sci.,1993,第47卷，第513-519页，

-Wong et al.,Catalysis in competing isocyanate reactions，Competing phenyl isocyanate reaction catalyzed with N,N’,N’’-五甲基二亚丙基三胺；J.Polym.Sci.;A部分，Polym.Chem.Ed.,1986，第24卷，第2877-2890页，以及

-Okada，H.et al.,The kinetics of the polyurethane-forming reaction between organic diisocyanates and glycols;Makromol.Chem.,1963,第66卷，第91-101页。

最广泛使用的金属催化剂是烷基锡羧酸酯，其中最为人所知的是二丁基锡二月桂酸酯。然而，基于烷基锡的催化剂虽然非常有效，但是存在具有毒性的缺点（CMR-2：生殖毒性）。

因此，正在进行研究来在多种应用中将其用不具有这些缺点的化合物代替。此外，工业上一直在寻找具有至少和二丁基锡二月桂酸酯一样的活性但是不基于锡的化合物。

发明内容

本发明的主要目标因此是提供用于异氰酸酯和醇之间的反应的催化剂，该催化剂具有至少和二丁基锡二月桂酸酯一样的活性但是不基于锡。

本发明的另一个主要目标是提供可以用于聚氨酯的合成的催化剂。

现已发现，并且构成本发明的主题的是，用于制备具有至少一个尿烷官能团的化合物A的新方法，其包含步骤1），该步骤在于使具有至少一个异氰酸酯官能团的化合物B与具有至少一个羟基官能团的化合物D在催化剂C的存在下反应，其特征在于所述催化剂C不同于化合物D并且是通式（1）的非甲硅烷基有机化合物：

其中：

-基团R¹相同或不同，彼此独立地表示线性或支化的单价烷基，环烷基，（环烷基）烷基，该环被取代或未被取代并且可以包含至少一个杂原子，或者氟代烷基，

-基团R²表示氢原子，线性或支化的单价烷基，环烷基，被环取代的烷基，该环被取代或未被取代并可以包含至少一个杂原子，芳基或芳基烷基，氟代烷基，烷基胺或烷基胍基团，并且

-基团R³表示线性或支化的单价烷基，环烷基，被环取代的烷基，该环被取代或未被取代并可以包含至少一个杂原子，芳基烷基，氟代烷基，烷基胺或烷基胍基团，

-当基团R²不是氢原子时，基团R²和R³可以连接形成3、4、5、6或7元脂族环，该环任选地被一个或多个取代基取代，并且

-附加条件是基团R¹、R²和R³不包含硅原子。

为了实现该目标，发明人已完全令人惊讶且出人意料地发现，通式（1）的非甲硅烷基化合物的使用使得可以催化异氰酸酯和醇之间的反应，该反应是用于制备聚氨酯聚合物的关键步骤。