[发明专利]用于制备乙酰乙酸酯化合物的方法

说明书

本发明公开了一种用氨基醇催化剂制备乙酰乙酸酯化合物的方法，该氨基醇催化剂在双烯酮化反应过程中自身被双烯酮化；接着这些乙酰乙酸酯化合物与例如丙烯酸酯化合物聚合以提供树脂，由此乙酰乙酰化氨基醇催化剂参与聚合反应。

本发明公开了一种用于用氨基醇催化剂制备乙酰乙酸酯化合物的方法，该氨基醇催化剂在双烯酮化反应过程中自身被双烯酮化；然后使这些乙酰乙酸酯化合物与例如丙烯酸酯化合物聚合以提供树脂，由此乙酰乙酰化的氨基醇催化剂参与聚合反应。

背景技术

由多官能异氰酸酯[例如4,4'-亚甲基二苯基异氰酸酯(MDI)或甲苯二异氰酸酯(TDI)]制成的聚氨酯塑料由于其优异的性能被用于许多不同的应用，例如密封剂、粘合剂、泡沫、涂层或作为灌封化合物。

聚氨酯树脂组合物可以满足各种产品的许多要求，例如良好的弹性、优异的耐化学性、优异的成本效益、良好的热稳定性、良好的绝缘性和良好的加工性能。尤其是原材料、多元醇和异氰酸酯的快速固化对这些应用中的许多应用都特别重要。

然而，异氰酸酯的主要缺点之一是只要形成聚氨酯的固化过程没有完全完成，它们就具有毒性。根据欧洲化学品管理局(ECHA)的评级，两种最相关的异氰酸酯，例如4,4'-亚甲基二苯基二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯，被怀疑会致癌。此外，4,4'-亚甲基二苯基二异氰酸酯被评为吸入有害，而甲苯二异氰酸酯被评为吸入致命。尤其是在加工期间，工人可能会暴露于有毒的异氰酸酯，这需要对工人进行特殊培训以及对安全设备制定高标准。

随着特定国家化学品法规的规定更严格，以及随之而来化学品意识的提高，对危险性较低的无异氰酸酯技术的需求正在增长。然而，在与食物接触的塑料领域，除了加工期间的风险外，还需要考虑进一步的毒理学方面。例如，必须确保在理想情况下固化树脂的有毒成分或对味道并相应地对食物质量有不利影响的成分在储存或使用期间不会迁移到食物中。根据专用迁移成分的确切危险特性，针对特定应用或应用领域为特定成分定义了非常严格的阈值。

基于多官能乙酰乙酸酯化合物和多官能丙烯酸酯的树脂组合物的主要特征是具有相应良好的用户友好的危险特性，从而与上文提到的使用普通工业异氰酸酯化合物相比显著降低了对工人以及用户的潜在危险。此外，乙酰乙酸酯化合物很容易通过相应醇的双烯酮化获得。

然而，对于食品工业中的某些应用，这些系统的缺点是通过双烯酮化生产多官能乙酰乙酸酯化合物通常需要叔胺作为催化剂，双烯酮化中使用的典型叔胺催化剂是三甲胺、DABCO或4-二甲氨基吡啶。这些叔胺催化剂在其合成后残留在乙酰乙酸酯化合物中，由此也包含在用此类乙酰乙酸酯化合物制备的任何树脂中。

在双烯酮化反应结束时去除催化剂有时或只是在某种程度上是不可能的。此外，从经济的角度来看，去除催化剂总是伴随着更高的成本，并非每次都得到应用的经济支持。因此，使用普通的双烯酮化催化剂总是存在一些风险，即残留在树脂中的催化剂将迁移到食物中或以某种方式对食物产生不利影响。

本发明涉及使用氨基醇催化剂合成乙酰乙酸酯化合物，当乙酰乙酸酯化合物在聚合反应中与多胺或多官能丙烯酸酯反应时，该氨基醇催化剂本身可以共价结合到聚合树脂网络中。然后聚合物可用于例如聚合物应用，其中需要限制或甚至排除化合物迁移到食物或药物或人或动物的皮肤中。

与采用常见的异氰酸酯基树脂组合物[例如含有4,4'-亚甲基二苯基异氰酸酯(MDI)或甲苯二异氰酸酯(TDI)]的树脂组合物的方法相比，本发明的方法使用不包含此类有害或有毒化合物或怀疑会致癌的化合物的树脂组合物，因此对环境以及对工人的毒性较小。

此外，与在双烯酮化中使用常用的叔胺作为催化剂以生产乙酰乙酸酯化合物相比，本发明的方法使用氨基醇催化剂，在双烯酮化过程期间，该氨基醇催化剂本身将转化为乙酰乙酸酯化合物，从而在后面的提供树脂的聚合反应中，双烯酮化的氨基醇催化剂将作为乙酰乙酸酯化合物参与聚合反应。在乙酰乙酸酯化合物与多官能胺或多官能丙烯酸酯的聚合中，脱烯酮化的氨基醇催化剂将由此共价结合到聚合物主链中。这将导致显著降低或甚至排除催化剂的任何迁移潜力。