发泡催化剂体系制造技术

本发明专利技术提供了制备聚氨酯和聚异氰脲酸酯泡沫的方法，所述方法包括在催化剂溶液存在下将各组分的混合物反应和发泡以形成聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫，所述催化剂溶液包含催化剂溶剂和占催化剂溶液总重量的约６０％或以下的碱金属盐。本发明专利技术还提供了通过本发明专利技术方法制备的泡沫。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及改进的发泡催化剂体系、包含这种体系的可发泡预混料、制备可发泡和发泡组合物的方法，本专利技术还涉及使用这些催化剂、预混料或方法制备的泡沫。
技术介绍
各种制备聚氨酯和聚异氰脲酸酯泡沫的方法是公知的。这些方法中很多涉及形成包含一种或多种反应物(例如异氰酸酯和多元醇)和发泡剂和发泡催化剂的发泡预混料。随后按照已知的技术加工该预混料以制备所需的泡沫。在许多情况下，溶于或携带在极性溶剂中的钾盐为采用常规方法制备聚氨酯和聚异氰脲酸酯泡沫的催化剂体系。例如″Dabco K-15″为得自Air Products的包含75％重量的2-乙基己酸钾和25％重量的二乙二醇的催化剂体系。该体系已在一定程度上成功地用于生产某些聚氨酯和聚异氰脲酸酯泡沫。专利技术描述和优选的实施方案申请人发现现今使用的钾盐催化剂体系存在严重的问题和不足。更具体地讲，申请人发现现有的基于钾的催化剂体系在用于生产包含某些非常需要的环境友好的发泡剂的泡沫时不切实可行。例如，本申请的受让人开发了使用环境相对友好的氢氟烃(″HFC″)和/或氢氯氟烃(″HCFC″)作为发泡剂制备泡沫的多种方法。很多这种优选的发泡剂具有较低的沸点，也就是说标准沸点小于或等于约70°F(或21.1℃)。申请人发现常规的钾催化剂体系(例如Dabco K-15)在某些包含低沸点发泡剂的发泡预混料中实际上不可用。更具体地讲，申请人发现往包含低沸点发泡剂的组合物中加入这种现有的催化剂导致该组合物立即并剧烈起泡。这种起泡导致该预混料组合物基本上不能有效地用于生产泡沫。此外，该问题导致含有这种组合的预混料组合物的稳定性的严重问题。因此，申请人认识到需要使用碱金属催化剂体系有效生产聚异氰脲酸酯和聚氨酯泡沫的催化剂体系和相关的方法，该催化剂体系可与各种各样的HFC和HCFC发泡剂(特别是低沸点发泡剂)一起使用并同时避免现有催化剂体系的不足。申请人意外并惊奇地发现通过在加入预混料组合物的其他组分中的催化剂体系中使用明显降低了浓度的碱金属可克服现有体系存在的问题。更具体地讲，由于目前尚不完全明了的原因，本专利技术通过提供一种催化剂体系克服了现有技术存在的上述不足，所述催化剂体系包含极性溶剂和不超过催化剂溶液总重量的约60％的碱金属盐，优选选自锂、钾和钠盐及其两种或多种的组合。申请人意外地发现当将该催化剂体系加入到含有低沸点的发泡剂的组合物中时，较少或基本没有发生起泡。因此，本专利技术提供了改进的多元醇预混料组合物、改进的可发泡组合物、改进的泡沫以及通过将所述预混料优选与异氰酸酯反应产生泡沫的改进的方法。甚至更令人意外的是，即使使用在现有技术体系中会引起大量和有害起泡的碱金属盐总量(基于预混料组合物计算)的情况下，本专利技术的优点仍然存在。根据某些实施方案，本专利技术提供了制备发泡预混料组合物的方法，所述组合物包含至少一种活性化合物、发泡剂和发泡催化剂。所述方法包括将发泡剂与本专利技术的催化剂体系接触以制备预混料组合物用于发泡反应。本专利技术避免了现有技术方法相关的有害的起泡。本方法特别适用于并且特别有益于形成包含发泡剂的预混料组合物，所述发泡剂含有且优选含有至少大部分低沸点发泡剂。这里使用的术语“低沸点发泡剂”是指在大气压下沸点小于或等于约70°F(21.1℃)的单一组分发泡剂或初始沸点小于或等于约70°F(21.1℃)的多组分发泡剂。任何宽范围的碱金属盐(优选钠盐、钾盐或其组合)适合用于本专利技术的催化剂溶液。通常认为使用能催化聚氨酯和聚异氰脲酸酯发泡反应以形成聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫的碱金属盐的任何催化剂体系适合用于本专利技术。对于使用钾盐催化剂的实施方案，优选的钾盐包括2-乙基己酸钾(辛酸钾)、乙酸钾及其两种或多种的组合。在某些实施方案中，最优选2-乙基己酸钾。任何宽范围的溶剂可用作本专利技术的催化剂溶剂。适合的溶剂通常为极性溶剂，例如二醇、醇、水等。特别优选的二醇为一缩二醇(diglycol)，例如二乙二醇和二丙二醇。也可使用两种或多种溶剂的组合。如上指出，应当选择用于本方法的钾盐和催化剂溶剂的量，以提供一种催化剂溶液，所述溶液包含占催化剂溶液的总重量不超过约55％或更少的碱金属盐，更优选不超过约50％，甚至更优选不超过约45％的碱金属盐。预计在该范围内该溶液的任何量的钾盐和催化剂溶剂适用于本专利技术。在某些优选的实施方案中，选择钾盐和催化剂溶液的量，以提供一种溶液，所述溶液包含占催化剂溶液总重量的约10％-约45％或更少的钾盐。在某些更优选的实施方案中，选择钾盐和催化剂溶剂的量，以提供一种溶液，所述溶液包含占催化剂溶液总重量的约20％-约45％、更优选约30％-约45％，甚至更优选约43％的钾盐。本专利技术还提供了基本不起泡的预混料组合物和基本不起泡的可发泡组合物，所述组合物包含低沸点发泡剂和本专利技术的催化剂，其量足以使得在可发泡的或预混料组合物中的金属盐的浓度为约10％至约30％。本专利技术的这方面令人意外和与直觉相反(counterintuitive)，因为这样的金属盐负载(loading)处于在现有技术的组合物中引起过量起泡(frothing)的同一范围内。因此，本专利技术提供了提供预混料和可发泡组合物的方法，所述方法包括在有效产生预混料或可发泡组合物的条件下，往低沸点发泡剂中加入包含不超过约55％重量或更少的碱金属盐的催化剂溶液，所述预混料或可发泡组合物的碱金属盐浓度从约10％至约30％重量、甚至更优选从约10％至约25％重量。根据本文所述，本领域技术人员能使用现有技术已知的任何适合的制备聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫的方法，例如那些描述于″Polyurethanes Chemistry and Technology(聚氨酯化学和技术)″，第I卷和第II卷，Saunders和Frisch，1962，John Wiley and Sons，NewYork，NY中的方法，该文献通过引用结合在本文中，与本专利技术的催化剂体系和/或预混料相关。通常，这些优选的方法包括通过将异氰酸酯、多元醇或多元醇混合物、一种或多种发泡剂、本专利技术的催化剂体系和任选的其他材料(如其他催化剂、表面活性剂、阻燃剂、着色剂等)混合制备聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫。在许多用途中，通常方便地提供预掺混制剂形式的用于聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫的各组分(通常称作预混料)。最典型的是，将泡沫制剂预掺混成两部分。异氰酸酯和任选的某些表面活性剂以及发泡剂通常组成第一组分，通常称作A部分。多元醇或多元醇混合物、表面活性剂、催化剂、发泡剂、阻燃剂和其他异氰酸酯活性组分通常组成第二组分，通常称作B部分。因此，通过将A部分与B部分混合容易地制备聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫，采用手工混合进行少量制备、优选通过机器混合技术以形成块、胶块、层压材料、现场灌注板和其他物品、喷雾用泡沫、泡沫等。任选其他组分(例如阻燃剂、着色剂、辅助发泡剂以及甚至其他多元醇)可作为第三种物料加入到混料头(mix head)或反应部位(reaction site)。然而最方便的是将其掺入到上述的B组分中。宽范围的任何适合的发泡剂可用于本专利技术的方法中。适合的发泡剂的实例有氢氟烃，包括二氟乙烷，如1，1-二氟乙烷(″HFC-152a″)；四氟乙烷，如1，1，1，2-四氟乙烷(″HFC-134a″)；五氟乙烷，如1，1，1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发泡催化剂体系，所述催化剂体系包含在所述催化剂的载体中的碱金属盐发泡催化剂，所述碱金属盐在所述催化剂体系中的存在量不超过所述盐和所述载体总重量的约６０％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：MC博丹，DJ威廉斯，L贝门特，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]