[发明专利]用于包埋在过滤元件制备中的中空纤维的储存稳定的聚氨酯包封化合物

说明书

本发明涉及用于包埋过滤元件的中空纤维的聚氨酯包封化合物，其可通过下述过程获得：使多元醇组分(A)和包含至少一种芳族异氰酸酯的异氰酸酯组分(B)混合，以形成反应混合物，并使该混合物反应，以形成聚氨酯包封化合物，其中多元醇组分(A)包含至少一种羟值大于50至小于500mg KOH/g且官能度为2至6的基于脂肪酸的多元醇(a1)，和至少一种铋催化剂(a2)，其可通过使羧酸铋(a2‑I)与具有至少一个叔氮原子和至少一个对异氰酸酯呈反应性的氢原子的胺化合物(a2‑II)混合获得，其中铋与胺化合物(a2‑II)的摩尔比为1:0.5至1:50。本发明还涉及一种使用所述聚氨酯包封化合物来制备过滤元件的方法，以及涉及所述聚氨酯包封化合物用于包埋中空纤维的用途。

本发明涉及用于包埋过滤元件的中空纤维的聚氨酯包封化合物(polyurethaneencapsulating compound)，其可通过下述过程获得：使多元醇组分(A)和包含至少一种芳族异氰酸酯的异氰酸酯组分(B)混合，以得到反应混合物，并使该混合物反应完全，以得到聚氨酯包封化合物，其中多元醇组分(A)包含至少一种羟值大于50至小于500mg KOH/g且官能度为2至6的基于脂肪酸的多元醇(a1)和至少一种铋催化剂(a2)，所述铋催化剂可通过使羧酸铋(a2-I)与具有至少一个叔氮原子和至少一个异氰酸酯反应性氢原子的胺化合物(a2-II)混合获得，其中铋与胺化合物(a2-II)的摩尔比为1:0.5至1:50。本发明还涉及一种使用所述聚氨酯包封化合物来制备过滤元件的方法，以及涉及所述聚氨酯包封化合物用于包埋中空纤维的用途。

聚氨酯包封化合物用于包埋过滤元件的中空纤维的用途是已知的，尤其是用于医疗领域中使用的过滤器，例如用作透析器的中空纤维的包埋材料，并且这已记载在例如EP844015B1中。由聚氨酯构成的聚氨酯包封化合物的优点在于，可将按体积比例计的中空纤维引入透析器中并实现中空纤维的最佳浸渍。此外，对于制备过滤器所记载的聚氨酯是水解稳定的，在过热蒸汽灭菌过程中不受损害，特别是没有潜在毒性。但是，为了获得良好且快速的固化和高生产率，必须使用催化剂。

通常，将用于制备聚氨酯包封化合物的原料预混合，常以异氰酸酯组分和多元醇组分预混合。在这种情况下，过滤元件的制造商仅需将两种组分以合适的比例混合，以获得聚氨酯包封化合物。异氰酸酯组分和多元醇组分通常以桶装物或罐装物的形式输送至处理器。在组分的制备和其加工之间经常需要几天或几个月的时间。然而，多元醇组分与异氰酸酯组分的反应性不应在这时间段内发生变化，从而保证粘度的持续增加，并因此使中空纤维的持续浸渍以及固化和生产率也得以保证。

US 3962094记载了使用无催化剂的聚氨酯体系来制备聚氨酯包封化合物。尽管这些聚氨酯包封化合物确实具有不变的反应性，但低反应性意味着必须接受长循环时间和低生产率。

使用胺催化剂如1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷来制备聚氨酯包封化合物同样是已知的。然而，由于这些催化剂显示出高迁移性能并且可从所得的聚氨酯中逸出，因此它们不可用于医学应用。为了避免该缺点，US 4224164公开了使用N,N,N’,N’-四(2-羟丙基)乙二胺。该催化剂具有异氰酸酯反应性基团，并因此被整合到聚氨酯网络中，所以它不能迁移。这种可引入的催化剂的催化性能可显著提高反应性，但只有在多元醇组分中的浓度大于40重量％时才能获得工业上有利的循环时间。这种高比例的N,N,N’,N’-四(2-羟丙基)乙二胺使用于制备聚氨酯包封化合物的反应混合物的粘度增加得很大，以至于不再保证中空纤维的最佳浸渍。

DD-A-155777公开了使用锡化合物作为催化剂来制备用于透析器的聚氨酯包封化合物。DD-A-155777中记载的催化剂具有高且恒定的反应性，并且已与其他有机锡化合物一起建立了自己的地位，即成为工业上PU聚氨酯包封化合物的标准。可提及例如EP 2 081973、EP 538 673、EP 413 265和EP329473。由于有机锡化合物的潜在毒性和相应的REACH分类，工业界正在寻找新的催化剂。然而，所有常用的金属催化剂在多元醇组分——其包含对于必要的疏水性所需的脂肪酸多元醇，例如蓖麻油——中均显示出不足的储存稳定性。这导致在聚氨酯包封化合物的固化期间反应时间根据储存时间而变化。这是过滤元件的制造商所不接受的。