[发明专利]来自基于硫的盐的聚氨酯催化剂

说明书

本发明公开了使用亚硫酸盐作为催化剂来制备聚氨酯聚合物。特别地，本发明公开了使用金属盐如碱金属盐以及烷基铵盐如四烷基铵盐作为催化剂来制备聚氨酯聚合物。所述亚硫酸盐可用于制备多种聚氨酯聚合物和聚氨酯泡沫聚合物产品，如软质聚氨酯泡沫聚合物、硬质泡沫聚氨酯聚合物、半硬质聚氨酯聚合物、微孔聚氨酯聚合物和喷雾泡沫聚氨酯聚合物以及需要催化剂的辅助以促进形成氨基甲酸酯和脲键的任何聚合物材料，如用于涂料、涂层、保护涂层、漆的聚氨酯乳液中的聚合物材料，以及其他聚氨酯或含聚氨酯的材料，如热塑性聚合物、热塑性聚氨酯聚合物、弹性体、粘合剂、密封剂等。适合的催化剂的实例包括亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸锂、四甲基亚硫酸铵等。

本申请要求于2015年10月13日提交的申请号14/881,544的权益。申请号14/881,544的公开内容在此以引用方式并入。

技术领域

本发明的主题涉及基于硫的盐、含有那些盐的催化剂、使用所述催化剂制备聚氨酯泡沫的方法以及所得泡沫。

背景技术

WO2008138482A1要求保护用于制备聚氨酯聚合物的方法，所述聚氨酯聚合物是当在催化剂存在下且在选自亚硫酸氢盐和焦亚硫酸盐(disulfite)的至少一种含硫化合物存在下，使至少一种多元醇与聚异氰酸酯反应时而获得的。该公开中所述的含硫化合物影响泡沫混合物的反应性。如果含硫化合物的量大，则可能不会维持产率，并且需要调节(增加)催化剂水平以保持与没有含硫化合物的标准混合物相似的泡沫起发曲线(foam riseprofile)。因此，WO2008138482A1的含硫化合物的特征在于降低醛的排放，但在超出推荐的使用水平时可能不利于泡沫反应性。

GB871291涉及亲水性且能够在水中溶胀并吸收大量水的聚酯-氨基甲酸酯泡沫或多孔产品的生产。该公开提供了通过引入磺酸盐和/或磺酸基团而为聚酯-聚氨酯泡沫赋予亲水性的方法，所述方法包括在室温至100℃的温度下用碱金属亚硫酸盐或硫酸氢盐的水溶液处理起泡的聚酯-氨基甲酸酯物质。

前述专利在此以引用方式并入。

发明内容

本发明涉及使用亚硫酸盐(sulfite)和亚硫酸盐(sulfite salt)作为催化剂、使用此类亚硫酸盐制备聚氨酯泡沫的方法以及所得泡沫。当使用本发明的亚硫酸盐作为用于制备聚氨酯聚合物的催化剂时，解决了多个问题。由于本发明的亚硫酸盐能够至少部分或完全替代来自配制物的胺催化剂，因此消除了与胺的使用相关的典型质量问题。通过使用亚硫酸盐解决的这些质量问题可包括：PVC染色、窗户雾化、胺气味、由湿度和热湿度所致的泡沫老化、胺排放以及醛排放，如甲醛排放、乙醛排放、丙烯醛(acroleyn)排放以及来自其他含醛化合物的排放。通过本发明的亚硫酸盐催化剂所解决的其他问题可包括部分或全部替代有毒和/或排放性(emissive)的重金属化合物，所述重金属化合物包括过渡金属和非过渡金属化合物以及基于第12、13、14和15族中的Sn、Hg、Pb、Bi、Zn等以及第3至12族中的金属的盐。

本发明提供利用基于硫的化合物且特别是亚硫酸盐制备聚氨酯产品的新方法。本发明的亚硫酸盐能够用作催化剂以加速含有异氰酸酯的化合物(如聚异氰酸酯)和含有OH的化合物(如多元醇和水)之间的反应。反应速率足够高，不仅提供聚氨酯聚合物，而且还提供聚氨酯泡沫。

本发明的亚硫酸盐催化剂还具有优于常规金属盐催化剂和由过渡金属以及非过渡金属制成的有机金属盐催化剂的几个优点，所述过渡金属以及非过渡金属如第12、13、14和15族中的锡、汞、铅、锌、铋、铁等以及第3至12族中的金属。优点包括降低或消除从有机片段的排放物如羧酸，以及当使用过渡金属和非过渡金属的金属盐和有机金属盐时通常观察到的其他有机排放物。

本发明的一个方面涉及一种催化剂组合物，其包含至少一种亚硫酸盐和至少一种其他催化剂，所述至少一种其他催化剂包括叔胺、相转移催化剂和至少一种金属催化剂。