一种用于制备聚氨酯的酸封延迟性催化剂制造技术

本发明专利技术涉及到催化剂领域，具体涉及到一种用于制备聚氨酯的酸封延迟性催化剂。所述酸封延迟性催化剂组合物的制备原料包括活性叔胺、双二甲胺基乙基醚、己酸二乙氨基乙酸酯和有机酸；所述活性叔胺上有至少一个异氰酸酯反应性基团。本发明专利技术提供的制备聚氨酯用酸封延迟性催化剂具有很好的催化发泡和凝胶效果，有效延迟聚氨酯原料在混合后的乳白时间，提高聚合物料的流动性，避免原料过早的开始发泡导致物料泡孔的坍塌，导致所得发泡材料的泡孔分布，泡孔尺寸大小和结构不均匀等。同时又不会延长材料的固化时间和脱模时间，而且可以在较低温度下，较短时间内就可以固化完成脱模，在很大程度上缩短了发泡材料制备用时，减少了产品的制备成本。

【技术实现步骤摘要】
一种用于制备聚氨酯的酸封延迟性催化剂
本专利技术涉及到催化剂领域，具体涉及到一种用于制备聚氨酯的酸封延迟性催化剂。
技术介绍
聚氨酯制品具有广泛用途，例如可用于要求韧性、强度、耐磨性和减震性的汽车部件、鞋底和其它产品中，聚氨酯也可用于涂料和软质泡沫材料与硬质泡沫材料中。这样的泡沫材料是通过在各种添加剂的存在下，多异氰酸酯与多元醇的反应制备得到的。因此，其中通过水与所述多异氰酸酯的反应产生的CO2进行发泡的水发泡泡沫材料的制备已经变得越来越重要。通常将叔胺催化剂用于加速发泡(水与多异氰酸酯反应以产生CO2)和凝胶(多元醇与异氰酸酯的反应)反应，因此叔胺催化剂选择性促进发泡或凝胶的能力在选择用于制备具体的聚氨酯泡沫材料的催化剂方面是重要的考虑因素。如果催化剂促进发泡反应的能力过高，则大量的CO2将在异氰酸酯与多元醇充分反应之前逐步形成，并且将从配制剂中冒泡，导致所述聚合反应物料的坍塌，导致泡沫材料产生品质变差。相反，如果催化剂强烈的促进凝胶反应，对发泡反应的促进程度较低，则CO2主要在聚氨酯反应形成显著的聚合度之后逐步形成并释放出来，导致发泡材料具有高的密度、过度的收缩、泡孔直径和分布不理想等特点，同样影响制备得到的泡沫材料的性能。叔胺催化剂通常由于其较低的分子量而具有高挥发性，也具有特殊的恶臭味，在泡沫加工过程中释放叔胺可能呈现出显著的安全和毒性问题，并且从消费产品中释放残余胺通常是不希望出现的。现有的技术中有使用含有至少一个异氰酸酯反应性基团的叔胺催化剂来制备所述泡沫材料，但是所得的聚氨酯泡沫材料易于水解，在潮湿的环境中具有差的机械性能(包括硬度、拉伸强度、撕裂强度、压缩变形量、负载损耗等)和较短的使用寿命。另一方面，低蒸汽压-高分子量胺催化剂由于它们的低的N/C比例而预期需要非常高的催化剂用量，使得生产成本过高。此外，制备聚氨酯泡沫材料所使用的催化剂需要有对聚氨酯材料一定的选择性催化作用，聚合物制备前期延迟催化作用，使聚合物原料有足够的时间进行反应，同时达到预定的时间后在不改变体系温度太多的情况下也能快速固化，即可有效地延迟反应混合料的乳白时间和凝胶时间，提高反应物料的流动性，但又不延长制品的固化时间和脱模时间，然而现有的延迟催化剂一般都具有温度依赖性，后期固化体系都需要升温到高于80℃才能充分固化。其次，现有的叔胺类催化剂对氨酯键和脲键的形成具有更高的促进催化选择性，无法针对异氰酸酯活化体系中的水，因而无法在含高浓度水的体系中表现出好的催化效果，而且固化得到的聚氨酯泡沫材料冷却至室温或低于室温的温度时容易收缩，尺寸稳定性差，得不到泡孔结构和尺寸均匀，稳定性又好的聚氨酯泡沫材料。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的第一方面提供了一种酸封延迟性催化剂组合物，所述酸封延迟性催化剂组合物的制备原料包括活性叔胺、双二甲胺基乙基醚、己酸二乙氨基乙酸酯和有机酸；所述活性叔胺上有至少一个异氰酸酯反应性基团。作为一种优选的技术方案，所述活性叔胺为羟基化叔胺。作为一种优选的技术方案，所述羟基化叔胺选自三甲基羟乙基乙二胺、三甲基羟乙基丙二胺、二甲基乙醇胺、二甲氨基乙氧基乙醇、2、4、6-三(二甲氨基甲基)苯酚、N-甲基二乙醇胺、2-[N-(二甲基-氨基乙基)-N-甲基氨基]乙醇、N,N-双-(3-二甲基氨基丙基)-N-异丙醇胺、N-(3-二甲基氨基丙基)-N,N-二异丙醇胺中的一种或多种。作为一种优选的技术方案，所述活性叔胺、双二甲胺基乙基醚、己酸二乙氨基乙酸酯的重量比例为(1.5～2.4)：(2.6～3.5)：1。作为一种优选的技术方案，所述活性叔胺、双二甲胺基乙基醚、己酸二乙氨基乙酸酯的重量比例为2.2：3.0：1。作为一种优选的技术方案，所述有机酸为水溶性有机酸。本专利技术的第二个方面提供了上述酸封延迟性催化剂组合物的应用，应用于制备聚氨酯发泡材料。本专利技术的第三个方面提供了一种聚氨酯发泡材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将扩链剂、匀泡剂、发泡剂、催化剂和助剂混合得到A组分；(2)将异氰酸酯与多元醇混合，并在60～70℃反应2～3小时得到B组分；(3)将A组分与B组分混合，25～60℃下反应固化得到所述聚氨酯发泡材料。作为一种优选技术方案，所述聚氨酯发泡材料的制备原料，以重量份计，包括：所述多元醇为聚醚多元醇；所述催化剂为上述酸封延迟性催化剂组合物。本专利技术的第四方面提供了根据上述制备方法制备得到的聚氨酯发泡材料。附图说明下面对本申请提供的说明书附图进行简单的介绍，要指出的是，所提供的附图仅仅只是本专利技术典型的附图，可以根据这些附图获得其他相应的附图。图1为本专利技术实施例1提供的酸封延迟性催化剂组合物的红外光谱图。图2为本专利技术实施例1提供的酸封延迟性催化剂组合物的核磁氢谱图。图3为本专利技术实施例1提供的酸封延迟性催化剂组合物的核磁碳谱图。有益效果：本专利技术提供的制备聚氨酯用酸封延迟性催化剂具有很好的催化发泡和凝胶效果，有效延迟聚氨酯原料在混合后的乳白时间，提高聚合物料的流动性，避免原料过早的开始发泡导致物料泡孔的坍塌，导致所得发泡材料的泡孔分布、泡孔尺寸大小和结构不均匀等。同时又不会延长材料的固化时间和脱模时间，而且可以在较低温度下，较短时间内就可以固化完成脱模，在很大程度上缩短了发泡材料制备用时，减少了产品的制备成本。此外，虽然体系采用的是叔胺类催化剂，但是所得材料使用过程中并不会出现催化剂逸出，散发特殊恶臭味等情况，避免了可能出现的安全和毒性问题，对人体和环境均无毒害。其次，本专利技术提供的酸封延迟催化剂对聚氨酯材料的发泡具有很好的广谱性，在以水作为发泡剂，而且含水浓度较高时仍然具有很好的催化效果，而且发泡所得的聚氨酯材料具有很好的尺寸稳定性，发泡材料放置于低温时仍然保持较低的收缩量。具体实施方式应当理解，本专利技术可采用各种替代的变化和步骤顺序，除非明确规定相反。如本说明书中所用，由端值表述的数值范围包括该范围内囊括的所有数值(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.8、4、5)。尽管阐述本专利技术的广泛范围的数值范围和参数是近似值，但是具体实例中列出的数值尽可能精确地报告。然而，任何数值固有地包含由其各自测试测量中发现的标准偏差必然产生的某些误差。词语“优选的”、“优选地”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本专利技术实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本专利技术的范围之外。本专利技术的第一方面提供了一种酸封延迟性催化剂组合物，所述酸封延迟性催化剂组合物的制备原料包括活性叔胺、双二甲胺基乙基醚、己酸二乙氨基乙酸酯和有机酸；所述活性叔胺上有至少一个异氰酸酯反应性基团。本专利技术中的活性叔胺主要指在分子结构上同时具有叔胺结构和能与异氰酸酯发生反应的活性基团的叔胺分子，该与异氰酸酯发生反应的活性基团可以为羟基、氨基、巯基等带有活泼氢的叔胺，而且该反应性基团可以为一个或多个。在一种优选的实施方式中，所述活性叔胺为羟基化叔胺。优选的，所述羟基化叔胺选自三甲基羟乙基乙二胺、三甲基羟乙基丙二胺、二甲基乙醇胺、二甲氨基乙氧基乙醇、2、4、6-三(二甲氨基甲基)苯酚、N-甲基二乙醇胺、2-[N本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种酸封延迟性催化剂组合物，其特征在于，所述酸封延迟性催化剂组合物的制备原料包括活性叔胺、双二甲胺基乙基醚、己酸二乙氨基乙酸酯和有机酸；所述活性叔胺上有至少一个异氰酸酯反应性基团。

【技术特征摘要】
1.一种酸封延迟性催化剂组合物，其特征在于，所述酸封延迟性催化剂组合物的制备原料包括活性叔胺、双二甲胺基乙基醚、己酸二乙氨基乙酸酯和有机酸；所述活性叔胺上有至少一个异氰酸酯反应性基团。2.如权利要求1所述的酸封延迟性催化剂组合物，其特征在于，所述活性叔胺为羟基化叔胺。3.如权利要求2所述的酸封延迟性催化剂组合物，其特征在于，所述羟基化叔胺选自三甲基羟乙基乙二胺、三甲基羟乙基丙二胺、二甲基乙醇胺、二甲氨基乙氧基乙醇、2、4、6-三(二甲氨基甲基)苯酚、N-甲基二乙醇胺、2-[N-(二甲基-氨基乙基)-N-甲基氨基]乙醇、N,N-双-(3-二甲基氨基丙基)-N-异丙醇胺、N-(3-二甲基氨基丙基)-N,N-二异丙醇胺中的一种或多种。4.如权利要求1所述的酸封延迟性催化剂组合物，其特征在于，所述活性叔胺、双二甲胺基乙基醚、己酸二乙氨基乙酸酯的重量比例为(1.5～2.4)：(2.6～3.5)：1。5.如权利要求4所述的酸封延迟性催化剂组合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亮，庞优，席学涛，
申请(专利权)人：石家庄合汇化工有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13