[发明专利]得自位阻盐和具有异氰酸酯反应性基团的叔胺的三聚催化剂

说明书

本发明提供具有与具有异氰酸酯反应性基团的叔胺催化剂结合使用的位阻羧酸盐的三聚催化剂组合物，和使用这样的三聚催化剂组合物生产聚异氰脲酸酯/‑聚氨酯泡沫的方法。

技术领域

本发明一般性地涉及催化剂体系、包含催化剂体系的组合物、聚 异氰脲酸酯/聚氨酯(PIR/PUR)泡沫配制剂和制造PIR/PUR泡沫的方 法。

背景技术

通常，通过使多元醇和多异氰酸酯在催化剂存在下反应而制造聚 异氰脲酸酯/聚氨酯(PIR/PUR)泡沫。可存在另外的添加剂。PIR/PUR 泡沫产品具有优异的热稳定性和阻燃性。异氰脲酸酯保持它们的强度 至大约160℃的温度并耐受大多数有机溶剂、酸、碱、紫外线和湿气。

某些羧酸盐，例如某些碱金属羧酸盐，已用作PIR/PUR泡沫生产 中的催化剂。但是，市售碱金属羧酸盐催化剂的使用常导致不合意的 泡沫加工问题，这在连续泡沫操作中特别显著。在测量泡沫的起升速 度曲线(rise speed profile)时或通过绘制泡沫高度对时间的曲线， 观察到通常与三聚过程的开始相关联的明显“台阶”。这个三聚“台 阶”造成泡沫起升速度明显改变；基本上，该泡沫在发泡过程中以两 种不同速率膨胀。在连续聚异氰脲酸酯/聚氨酯泡沫层压操作中，调节 生产单元的速度以匹配泡沫起升速度的变化是困难的。结果可能是泡 沫超紧密堆积(overpacking)或泡沫回流。在高异氰酸酯指数下加工聚异氰脲酸酯/聚氨酯配制剂时，泡沫高度的这种不合意的快速升高特 别麻烦。也就是说，泡沫起升速率的变化在较高异氰酸酯指数下明显 更剧烈。因此，在使用传统碱金属羧酸盐催化剂时，采用高异氰酸酯 指数生产具有合意的低可燃性泡沫产品是一个技术挑战。

与碱金属羧酸盐催化剂相比，基于羟烷基铵羧酸盐的市售聚异氰 脲酸酯三聚催化剂在连续操作中表现出不同的可加工性。它们提供更 平滑的起升速率曲线并具有较不明显的三聚“台阶”。也就是说，即 使在较高异氰酸酯指数下，泡沫起升速率也更一致。但是，羟烷基铵 羧酸盐催化剂在高于大约100℃的温度下可能是不稳定的，分解成挥 发性胺副产物。这种分解过程导致释放挥发性胺并可能赋予成品泡沫 产品不合意的胺臭味。生产PIR/PUR泡沫的聚合反应是高度放热的， 经常导致泡沫加工温度超过100℃。因此，羟烷基铵羧酸盐催化剂可 提供更可预测的泡沫可加工性，但有时以具有不合意的胺臭味的泡沫产品为代价。

因此，需要用于在连续操作中生产PIR/PUR泡沫的可提供平滑起 升曲线-泡沫高度对时间曲线-的催化剂组合物和泡沫配制剂。此 外，需要在具有高异氰酸酯指数(例如大约100至大约800的指数) 的泡沫配制剂中表现良好的催化剂组合物。同时，与市售催化剂体系 相比，此类催化剂组合物应该提供相当或更快的表面固化，使得使用 该催化剂组合物制成的泡沫产品在成品如层压泡沫板的制造过程中可 具有降低的表面脆度(例如改进的硬度)和提高的表面粘合。任选地， 根据催化剂组分的选择，该催化剂组合物可在PIR/PUR泡沫在制造过 程中所正常遇到的温度下是热稳定的，并产生基本没有挥发性胺和/ 或胺臭味的泡沫。

发明内容

发明概述

本发明解决上文指出的传统催化剂的问题并提供用于生产 PIR/PUR泡沫的新型催化剂组合物，其包含与具有异氰酸酯反应性基 团的叔胺催化剂结合使用的至少一种位阻羧酸盐。至少一种具有下式 的位阻羧酸盐：

其中：

R¹、R²和R³独立地选自C₁-C₁₈烷基、烯基、芳基或芳烷基，其中任 何一个是取代或未取代的；

n是0至10的整数，包括端点；且

M是碱金属离子或季铵离子，