[发明专利]含有单价金属的催化剂、多元醇和脲化合物的氨甲酰化组合物以及使用其的氨甲酰化方法

说明书

本发明提供一或多种脲化合物、一或多种多元醇和例如乙基己酸锂等单价过渡金属或碱金属催化剂(i)的氨甲酰化组合物，所述组合物实质上不含异氰酸酯，与锡催化剂相比毒性降低，并且适用于制备本身提供用于制备交联聚氨酯的组合物的聚氨基甲酸酯。

技术领域

本发明涉及具有降低毒性的氨甲酰化组合物，其包含一或多种作为含有阴离子基团，例如有机基团，如乙酰乙酰氧基的单价或碱金属化合物(例如乙基己酸锂)的催化剂(i)、一或多种脲化合物和一或多种多元醇；以及制备和使用所述氨甲酰化组合物的方法和包含由其制成的聚氨基甲酸酯的组合物。

背景技术

近来，已经由多元醇和氨基甲酸烷基酯或聚氨基甲酸烷基酯与共反应性树脂(例如氨基塑料树脂)产生聚氨酯。此类聚氨酯实质上不含异氰酸酯。然而，也已经证实难以安全并有效地制造此类聚氨基甲酸酯。

一种广泛使用的用于多元醇与酰胺或酯或氨基甲酸酯的反应的催化剂为含锡催化剂，例如三烷基锡化合物。但是，因为毒性，所以此类锡催化剂现在一些领域是禁止的。仍然需要容易处置，具有降低毒性的催化剂用于制备氨基甲酸酯的多元醇反应。

颁予格蓝迪(Grandhee)的美国专利第6,927,271 B2号公开了适用于制备具有优良机械特性的交联聚合物的羟基和氨基甲酸酯官能性树脂的组合物。羟基官能性树脂由聚异氰酸酯制得。氨基甲酸酯官能性树脂由氨基甲酸烷基酯制得。因此，虽然产物组合物实质上不含异氰酸酯，但用于制备组合物的物质具有异氰酸酯与氨基甲酸烷基酯。

本发明者已经努力产生毒性降低的催化剂和原材料组合物以制备适用于制备交联聚氨酯的氨基甲酸酯官能性树脂。

发明内容

1.根据本发明，氨甲酰化组合物包含以总组合物固体计0.1到5wt％或较佳至多1.0wt％或更优选0.25到0.75wt％的一或多种作为含有阴离子基团，例如有机基团，如乙酰乙酰氧基或羧酸酯基的单价或碱金属化合物(例如乙基己酸锂)的催化剂(i)、一或多种脲化合物和一或多种多元醇，其中所述脲化合物的摩尔数与所述一或多种多元醇中羟基的摩尔当量的比率(脲∶OH)在0.3∶1到2.5∶1，优选0.5∶1到1.5∶1或更优选小于1∶1的范围内。

2.如以上1中的氨甲酰化组合物，其实质上不含异氰酸酯基。

3.如以上2中的氨甲酰化组合物，其中以所述氨甲酰化组合物中的羟基总摩尔当量加异氰酸酯基的总摩尔数计，异氰酸酯基的量小于1mol％。

4.如以上1、2或3中任一者中的氨甲酰化组合物，其中所述催化剂(i)选自碱金属醇盐、碱金属烷酸盐、碱金属卤化物、来自烷酸的碱金属酯、来自磺酸或卤化磺酸的碱金属酯、烷酸金属铜(I)酯、磺酸金属铜(I)酯、卤化磺酸金属铜(I)酯、烷酸金属银(I)酯、磺酸金属银(I)酯、卤化磺酸金属银(I)酯和其混合物，例如2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮基铯、碳酸铯、三氟乙酸铯、2-乙基己酸锂和乙酰基丙酮酸锂。

5.如以上1、2、3或4中任一者中的氨甲酰化组合物，其中所述一或多种脲化合物为脲、缩二脲、缩三脲、N取代的C₁到C₆烷基脲，例如N-甲基脲或N-乙基脲，和其混合物。

6.如以上1、2、3、4或5中任一者中的氨甲酰化组合物，其中所述一或多种多元醇具有三个或三个以上羟基，例如选自丙烯酸多元醇和醇酸多元醇中的一者。

7.在另一方面，本发明提供了使用以上1、2、3、4、5或6中任一者的氨甲酰化组合物制备聚氨基甲酸酯的方法，其包含将一或多种脲化合物，例如呈固体形式或于水或水溶液中，缓慢添加到含有一或多种催化剂(i)和一或多种多元醇的反应容器中以形成反应混合物，并且加热到100到180℃或优选120到170℃的温度，以形成所述聚氨基甲酸酯。

8.以上7的方法，其中所述反应容器维持在真空或鼓泡氮气(N₂)层下以去除氨和其它挥发物。