用于制备聚氨酯的催化剂制造技术

本发明专利技术的目的是新型热潜性碱及其作为制备聚氨酯或环氧树脂的催化剂的用途以及在本发明专利技术的催化剂的存在下制备聚氨酯或环氧树脂的方法。

Catalyst for the preparation of polyurethane

The purpose of the present invention is a new type of thermo dive base and its use as a catalyst for the preparation of polyurethane or epoxy resin, and a method for preparing polyurethane or epoxy resin in the presence of the catalyst.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制备聚氨酯的催化剂本专利技术的目的是新型热潜性碱及其作为制备聚氨酯的催化剂的用途，以及在本专利技术的催化剂的存在下制备聚氨酯的方法。从许多专利和文献出版物中早就已知多孔性或致密聚氨酯，特别是聚氨酯浇注弹性体和热塑性聚氨酯(TPU)。它们的工业重要性基于有价值的机械性能与低成本加工方法的优势结合。使用不同比值的不同化学组成组分使得可以制备具有各种机械和加工性能的可热塑加工或交联的、致密或多孔性聚氨酯。聚氨酯及其性能和应用的概述例如由Dr.R.Vieweg和Dr.A.Hochtlen编辑的Kunststoff-Handbuch，第7卷，Polyurethane，第1版，1966和第2版，1983，以及由Dr.G.Oertel编辑的第3版，1993(CarlHanserVerlag，慕尼黑，维也纳)给出。聚氨酯在工业上是在多异氰酸酯与多元醇或聚酰胺化合物的反应中生产的。反应几乎总是被催化以提供使制造过程在经济上可行的足够短的固化时间。一些制造工艺需要延迟固化。例如，一些制造工艺要求制备形成聚氨酯的混合物，然后在其固化之前将其施加入一些其他材料或模具中。在混合物形成高分子量并变得太粘以致无法操作之前，可能需要一些“操作时间”，在某些工艺中可能长达几分钟，以施用混合物并进一步处理混合物。在所有这些工艺中，需要初始固化的一些延迟，以提供可以施用和处理形成聚氨酯的混合物的足够的时间。但是，在预先确定的“操作时间”之后，通常希望反应混合物迅速固化。迅速固化使制造设备能够在单位时间内处理更大量的产品，从而提高生产率并降低生产成本。例如WO2013/097928A2公开了一种交联双组分聚氨酯组合物，其由含有多元醇和添加剂的组分A和含有100～65重量％的芳族聚异氰酸酯、0～35重量％的脂族聚异氰酸酯的组分B，以及0.05～3.0重量％的延迟剂和任选的添加剂组成，该混合的组合物的适用期超过60分钟。双组分聚氨酯组合物适合作为粘合剂和用作复合材料的基质物质。另外，MKempf等人在2011-iccm-central.org出版的第18届国际复合材料会议的“Effectofimpactdamageonthecompressionperformanceofglassandcarbonfibrereinforcedcomposits”着重于纤维增强聚氨酯复合材料的性能。先前提供延迟固化的努力集中于催化剂的选择上。已知各种类型的延迟作用的催化剂。有些仅仅是相对无活性的催化剂，延迟作用主要是通常慢速固化的人为因素。这些催化剂可以提供良好的操作时间，但是慢速固化意味着生产线处理速度缓慢和/或模内停留时间长，并且因此这些催化剂通常在商业方法中不可用。实现这一目的的一种方法是使用潜在催化剂，其在选定的温度下是惰性的，但在更高的温度下变得具有活性。参考例如WO2011/094244，EP989146A，US5212306或US4582861。文献描述了用于合成聚氨酯的各种热潜性碱催化剂，其在室温下无活性，但在高温下变得具有活性。它们可用于例如模具应用，其中体系的粘度必须保持低直到模具填满为止，但聚合-交联过程必须在规定的较高温度下开始并且速度要快，以使得处理时间尽可能短。已知的潜在催化剂潜伏性不够而在太低的温度下开始变得具有活性，或者活性不够，即一达到活化温度就具有弱的催化活性。因此需要开发显示出更尖锐的活化曲线的更好的热潜性碱催化剂。根据本专利技术，通过选自通式(Ia)或(Ib)的化合物的化合物(C)解决了该问题，其中，-当X是碳原子时，n是0或1，当X是硫原子时n是2，-n'是0或1，-m是1至6的整数，-R选自单价或二价或三价或多价残基，其中-当R为单价时，R为H，OH，取代或未取代的直链或支链的C1-C18烷基，可被OH、OR1或NR2R3取代、并可被一个或多个-O-、-S-或-NR4-间隔的C5-C7环烷基，-当R为二价时，R为取代或未取代的直链或支链的C3-C18亚烷基，可被OH、OR1或NR2R3取代、并可被一个或多个-O-、-S-或-NR4-间隔的C5-C7亚环烷基，-当R为三价时，R选自N(CH2-CH2-*)3，-R'是被NHR2取代的直链或支链的C1-C5烷基，-B是含氮有机碱，-L为C1-C8取代或未取代的亚烷基链，或者取代或未取代的C6亚环烷基链，或者取代或未取代的C9-C11多环链，或取代或未取代的可被O、S、NR4间隔的双键，或取代或未取代的C3-C4亚烯基链，或取代或未取代的苯环，或取代或未取代的萘环，-R1是H、C1-C18烷基，-R2和R3独立地为氢、未取代或取代的C1-C18烷基或苯基；或者R2和R3与它们所连接的氮原子一起形成可以含有另外的杂原子的5或6元环，-R4是H、未取代或取代的C1-C18烷基，并且-Aa与Ba之间或Ab与Bb之间的比值在0.5：1至10：1的范围内。此外，本专利技术涉及一种制备聚氨酯的方法，该方法包括使至少一种多异氰酸酯与包含至少一种多元醇的多元醇组合物在催化剂组合物的存在下反应，所述催化剂组合物包含至少一种选自通式(Ia)或(Ib)的化合物的化合物(C)，其中，-当X是碳原子时，n是0或1，当X是硫原子时n是2，-n'是0或1，-m是1至6的整数，-R选自单价或二价或三价或多价残基，其中-当R为单价时，R为H，OH，取代或未取代的直链或支链C1-C18烷基，可被OH、OR1或NR2R3取代、并可被一个或多个-O-、-S-或-NR4-间隔的C5-C7环烷基，-当R为二价时，R为取代或未取代的直链或支链的C3-C18亚烷基，可被OH、OR1或NR2R3取代、并可被一个或多个-O-、-S-或-NR4-间隔的C5-C7亚环烷基，-当R为三价时，R选自N(CH2-CH2-*)3，-R'是被NHR2取代的直链或支链的C1-C5烷基，-B是含氮有机碱，-L为C1-C8取代或未取代的亚烷基链，或者取代或未取代的C6亚环烷基链，或者取代或未取代的C9-C11多环链，或取代或未取代的可被O、S、NR4间隔的双键，或取代或未取代的C3-C4亚烯基链，或取代或未取代的苯环，或取代或未取代的萘环，-R1是H、C1-C18烷基，-R2和R3独立地为氢、未取代或取代的C1-C18烷基或苯基；或者R2和R3与它们所连接的氮原子一起形成可以含有另外的杂原子的5或6元环，-R4是H、未取代或取代的C1-C18烷基，并且-Aa与Ba之间或Ab与Bb之间的比值在0.5：1至10：1的范围内。令人惊讶地发现，碱与经历热诱导环化成较少酸性或非酸性的通式(Ia)或(Ib)的产物的酸的盐可以用作热潜性催化剂，其通过加热释放碱，即如上定义的化合物(C)可以用作热潜性催化剂。化合物(C)选自通式(Ia)或(Ib)的化合物。当m为1时，化合物(C)选自通式(I'a)或(I'b)的化合物。当m为1且n和n'为1时，化合物(C)选自通式(I”a)或(I”b)的化合物。根据本专利技术，当X是碳原子时，n是0或1，当X是碳原子时，优选n是1。通常，当X是硫原子时，n是2。在式(Ia)或(Ib)或在式(I'a)或(I'b)中，n'是0或1。根据本专利技术，m为1至6的整数，优选m为1或2，更优选m为1。R选自单价或二价或三价或多价残基。优选地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.选自通式(Ia)或(Ib)的化合物的化合物(C)，

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.19 EP 15195384.11.选自通式(Ia)或(Ib)的化合物的化合物(C)，其中，-当X是碳原子时，n是0或1，当X是硫原子时n是2，-n'是0或1，-m是1至6的整数，-R选自单价或二价或三价或多价残基，其中-当R为单价时，R为H，OH，取代或未取代的直链或支链的C1-C18烷基，可被OH、OR1或NR2R3取代、并可被一个或多个-O-、-S-或-NR4-间隔的C5-C7环烷基，-当R为二价时，R为取代或未取代的直链或支链的C3-C18亚烷基，可被OH、OR1或NR2R3取代、并可被一个或多个-O-、-S-或-NR4-间隔的C5-C7亚环烷基，-当R为三价时，R选自N(CH2-CH2-*)3，-R'是被NHR2取代的直链或支链的C1-C5烷基，-B是含氮有机碱，-L为C1-C8取代或未取代的亚烷基链，或者取代或未取代的C6亚环烷基链，或者取代或未取代的C9-C11多环链，或取代或未取代的可被O、S、NR4间隔的双键，或取代或未取代的C3-C4亚烯基链，或取代或未取代的苯环，或取代或未取代的萘环，-R1是H、C1-C18烷基，-R2和R3独立地为氢、未取代或取代的C1-C18烷基或苯基；或者R2和R3与它们所连接的氮原子一起形成可以含有另外的杂原子的5或6元环，-R4是H、未取代或取代的C1-C18烷基，-Aa与Ba之间或Ab与Bb之间的比值在0.5：1至10：1的范围内。2.根据权利要求1的化合物(C)，其中所述化合物选自通式(Ia)或(Ib)的化合物，其中，-当X是碳原子时，n是1，当X是硫原子时，n是2，-n'是0或1，-m是1或2，-R为单价、二价或三价残基，-当R为单价时，R为H，OH，直链或支链的C1-C18烷基，可被一个或多个-O-、-S-或-NR4-间隔的C5-C7环烷基，-当R为二价时，R为直链或支链的C3-C18亚烷基，或可被一个或多个-O-、-S-或-NR4-间隔的C5-C7亚环烷基，-当R为三价时，R可以是例如以下三价残基：N(CH2-CH2-*)3，-R'是被NHR2取代的直链或支链烷基，-B是取代或未取代的1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)、1,5-二氮杂二环[4.3.0]壬-5-烯(DBN)、三氮杂二环癸烯(TBD)、1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷(DABCO)、1,1,3,3-四甲基胍(TMG)，或取代或未取代的叔脂族胺，-L为C1-C8取代或未取代的亚烷基链，或取代或未取代的双键，或取代或未取代的C3-C4亚烯基链，或当m为1时具有下式：或当m为2时具有下式：-R5、R6、R7、R8彼此独立地为氢、未取代或取代的C1-C28烷基、C2-C28烯基、C7-C9芳烷基、C3-C20杂烷基、C5-C16杂芳烷基、苯基或萘基、OR1、NR2R3或卤素，或-R5和R6、R6和R7或R7和R8连接在一起形成1、2、3或4个碳环或杂环，其可以不间隔或被一个或多个-O-、-S-或-NR4-间隔；-R1是H、C1-C18烷基，-R2、R3独立地为氢、未取代或取代的C1-C18烷基或苯基；或者R2和R3与它们所连接的氮原子一起形成可以含有另外的杂原子的5或6元环，-R4是H、未取代或取代的C1-C18烷基，-Aa与Ba之间或Ab与Bb之间的比值在1：1至4：1的范围内。3.根据权利要求1或2的化合物(C)，其中所述化合物选自通式(I'a)或(I'b)的化合物，其中，-当X是碳原子时，n是1，当X是硫原子时，n是2，n'是0或1，-R是单价的，-R是H、直链或支链烷基、环烷基，-R'...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·内斯瓦德巴，J·阿尔武尔内，L·比尼翁福尔杰，F·文德博恩，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE