减少聚氨酯泡沫劣化的添加剂制造技术

本发明专利技术涉及在聚氨酯配制物中用作添加剂的磺酸酯。聚氨酯配制物还包括含异氰酸根官能团的化合物、含活性氢的化合物和反应性胺催化剂。剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】减少聚氨酯泡沫劣化的添加剂


本专利技术主要涉及用于改善聚氨酯材料(包括聚氨酯泡沫)机械性能的添加剂。具体地，本专利技术涉及有机硫基化合物作为添加剂的用途，用于明显减少聚氨酯泡沫机械性能劣化和使热、高湿或热
‑
高湿条件下聚氨酯泡沫中挥发性化合物的排放最小化。

技术介绍

聚氨酯泡沫是公知的和用于各种用途，例如汽车工业。在汽车应用中，这些材料例如用于汽车外覆层作为导流板、车顶元件、弹簧元件以及汽车内覆层作为车顶覆层、车门内衬、电缆绝缘层、方向盘、按钮和座垫。这些聚氨酯泡沫需要优良的机械性能，这些性能理想地在汽车的使用寿命内不会变化。例如，聚氨酯泡沫应保持其缓冲、降噪和触觉性能，并执行与安全相关的任务，例如在发生事故时减缓机械冲击。汽车内部可能发生明显的温度变化，例如
‑
10℃至60℃，从而加速了聚氨酯泡沫的老化和机械劣化。另外，相对空气湿度可高达100％，进一步促进了老化过程。出于这些原因，在汽车内部使用的聚氨酯泡沫也必须释放尽可能少的挥发性化合物。为了减少排放，聚氨酯生产者开发了异氰酸酯反应性催化剂溶液，但这些催化剂可导致在热或湿热储存条件下聚氨酯泡沫的机械性能进一步劣化。因此，仍需要开发新的添加剂，这种新的添加剂减缓聚氨酯硬泡沫、半硬泡沫或软泡沫的机械性能劣化(与现有添加剂相比)，并可以在高温或高湿热条件下使这些聚氨酯泡沫的挥发性化合物排放最小化。

技术实现思路

本专利技术提供包含含异氰酸根官能团的化合物、含活性氢的化合物、异氰酸酯反应性胺催化剂和磺酸酯的聚氨酯配制物，其中异氰酸酯反应性胺催化剂(d)中存在的叔胺基团的摩尔数与配制物中磺酸酯化合物(a)的摩尔数的摩尔比大于或等于2，优选为2
‑
5，更优选为2
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4，和最优选为2
‑
3，从而获得机械性能改进且在热或湿热条件下挥发性化合物排放最少的聚氨酯泡沫。在另一个实施方案中，还提供一种形成聚氨酯材料的方法，包括在反应性胺催化剂和磺酸酯的存在下使含异氰酸根官能团的化合物、含活性氢的化合物和任选的辅助组分混合和/或反应。
具体实施方式
如下术语应该具有如下含义：术语"包含"及其衍生词不打算排除任何附加组分、步骤或过程的存在，不管在这里是否公开。为了避免疑义，除非另有说明，否则这里应用术语"包含"要求的所有组合物可以包括任何附加的添加剂或化合物。相反，如果在本文中出现术语"基本上由
…
组成"，则不
包括任何后续引述任何其它组分、步骤或过程的范围，除了对操作性不重要的那些以外，而如果应用术语"由
…
组成"，而排除了没有具体描述或列举的任何组分、步骤或过程。除非另有说明，否则术语"或"指单独或以任何组合形式列出的元素。在这里应用的不定冠词指一个或多个(即至少一个)所述冠词的语法主体。作为一个示例，“磺酸酯”指一种或多种磺酸酯。语句“在一个实施方案中”、“按照一个实施方案”和类似用语通常指在该用语之后的具体特征、结构或特性均包括在本专利技术的至少一个实施方案中，并且可以包括在本专利技术的多个实施方案中。重要的是，这种用语不必指同一方面。如果说明书中称一种组分或特征“可以”、“能”、“能够”或"可能"被包括或具有某一特性，则所述特定组分或特征不是必须被包括或具有所述特性。正如这里所应用，术语“约”可允许某数值或范围有一定程度变化，例如它可在所述数值或范围界限的10％以内、5％以内或1％以内。以范围表示的数值应该以灵活方式进行解释，不仅包括作为范围界限明确描述的数值，而且还包括该范围内包含的所有单个数值或子范围，就像这些数值和子范围均明确描述了一样。例如，范围(如1
‑
6)应被认为包含了具体公开的子范围，如1
‑
3、2
‑
4、3
‑
6等，以及该范围内的单个数值，如1、2、3、4、5和6。不管范围的宽度如何，这一点都适用。术语“优选”和“优选地”指在某些条件下可提供某些益处的实施方案。但在相同或其它条件下，其它实施方案也可能是优选的。另外，对于一个或多个优选实施方案的描述并不暗指其它实施方案就是没用的，也并不打算从本专利技术的范围中排除其它实施方案。当取代基由其传统化学式(从左到右书写)确定时，它们同样包括从右到左书写结构所产生的化学上等同的取代基，例如，
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CH2O
‑
等同于
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OCH2‑
。术语“烷基”包括直链和支链、饱和或不饱和烷基。除非另有规定，这些烷基可以具有至多20个碳原子。在一些实施方案中，烷基可以为低级烷基。术语“低级”指所述烷基具有1
‑
5个碳原子。“低级烷基”的实例包括但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、丁基和戊基。术语“任选的”或“任选地”指随后描述的事件或情况可能发生也可能不发生，且所述描述包括所述事件或情况发生的情况和不发生的情况。这里应用的术语“聚氨酯”应理解为包括纯聚氨酯、聚氨酯聚脲和纯聚脲。正如这里所应用，术语“聚氨酯材料”包括硬泡沫、软泡沫、半硬泡沫、整体泡沫、微孔弹性体、铸造弹性泡沫、聚氨酯
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异氰脲酸酯泡沫、反应注射成型聚合物、结构性反应注射成型聚合物等。本专利技术主要涉及磺酸酯及其在聚氨酯配制物中的用途，所述聚氨酯配制物可以包含含异氰酸根官能团的化合物、含活性氢的化合物和含至少一个叔胺基团的反应性胺催化剂。“反应性”催化剂指催化剂具有对异氰酸酯有化学反应性(也称为“异氰酸酯反应性”)的基团(如
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OH、
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NH2、
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NH)。具有这种特性的催化剂在泡沫生产过程结束时成为泡沫聚合物结构的一部分。相比之下，“非反应性”催化剂不具有对异氰酸酯有化学反应性的基团，因此在泡沫生产过程结束时仍然是游离化学物质。本专利技术还涉及由聚氨酯配制物制成的聚氨酯材料，特别是聚氨酯泡沫(例如包括聚氨酯硬泡沫、半硬泡沫或软泡沫)，所述聚氨酯配制物包含这里所述的磺酸酯、含异氰酸根官能团的化合物、含活性氢的化合物和含至少一个叔胺基团的反应性胺催化剂。已经令人惊讶地发现，将本专利技术的磺酸酯与反应性催化剂结合，可获得机械性能
改进且在热和湿热条件下挥发性化合物排放最少的聚氨酯材料。目标是通过减少和/或避免在潮湿老化条件下泡沫劣化来改善泡沫机械性能，同时保持泡沫排放物与不用磺酸酯所生产的参比泡沫相当。通过在制备聚氨酯泡沫的反应性配制物中将选自磺酸酯化合物的特定添加剂与异氰酸酯反应性胺催化剂化合物以特定比例组合，本专利技术实现了上述目标。按照一个实施方案，所述磺酸酯选自：(i)具有通式(1)的化合物其中R1为具有一个或多个羟基的C1‑
C
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烷基或具有一个或多个羟基的C1‑
C
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烷氧基，和R2为甲基、具有一个或多个羟基的C1‑
C
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烷基或具有一个或多个羟基的C1‑
C
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烷氧基；(ii)具有通式(2)的化合物其中X为氢或者邻位、间位或对位取代基，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种聚氨酯配制物，包括：(a)磺酸酯，其选自：(i)具有通式(1)的化合物其中R1为具有一个或多个羟基的C1‑
C
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烷基或具有一个或多个羟基的C1‑
C
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烷氧基，和R2为甲基、具有一个或多个羟基的C1‑
C
18
烷基或具有一个或多个羟基的C1‑
C
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烷氧基；(ii)具有通式(2)的化合物其中X为氢或者邻位、间位或对位取代基，所述取代基选自可被一个或多个羟基取代的C1‑
C
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烷基或可被一个或多个羟基取代的C1‑
C
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烷氧基，和R2为甲基、具有一个或多个羟基的C1‑
C
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烷基或具有一个或多个羟基的C1‑
C
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烷氧基；(iii)具有通式(3)的化合物其中每个X独立地为氢或者邻位、间位或对位取代基，所述取代基选自可被一个或多个羟基取代的C1‑
C
18
烷基或可被一个或多个羟基取代的C1‑
C
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烷氧基，n为1
‑
8的整数，和R3为H、可被一个或多个羟基取代的C1‑
C4烷基或可被一个或多个羟基取代的C1‑
C4烷氧基；(iv)具有通式(4)的化合物其中n为1
‑
5的整数；(v)具有通式(5)的化合物
其中n为0
‑
3的整数，和X为氢或者邻位、间位或对位取代基，所述取代基选自可被一个或多个羟基取代的C1‑
C
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烷基或可被一个或多个羟基取代的C1‑
C
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烷氧基；和(v i)它们的混合物；(b)含异氰酸根官能团的化合物；(c)含活性氢的化合物；和(d)含至少一个叔胺基团的异氰酸酯反应性胺催化剂；特征在于异氰酸酯反应性胺催化剂(d)中存在的叔胺基团的总摩尔数与配制物中磺酸酯化合物(a)的摩尔数的摩尔比大于或等于2。2.根据权利要求1所述的聚氨酯配制物，其中异氰酸酯反应性胺催化剂(d)中存在的叔胺基团的总摩尔数与配制物中磺酸酯化合物(a)的摩尔数的摩尔比优选为2
‑
5，更优选为2
‑
4，和最优选为2
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3。3.根据权利要求1所述的聚氨酯配制物，其中所述磺酸酯为具有通式(2)的化合物，其中R2选自甲基。4.根据权利要求1所述的聚氨酯配制物，其中X为选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、丁基和戊基的低级烷基，所述低级烷基可被一个或多个羟基取代。5.根据权利要求1所述的聚氨酯配制物，其中X为氢和R2选自甲基。6.根据权利要求1所述的聚氨酯配制物，其中所述磺酸酯选自对甲苯磺酸甲酯、甲基苯磺酸酯、亚乙基双(对甲苯磺酸酯)和/或2
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(2
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羟基乙氧基)乙基
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甲基苯磺酸酯。7.根据权利要求1所述的聚氨酯配制物，其中所述磺酸酯为具有通式(3)的化合物8.根据权利要求7所述的聚氨酯配制物，其中每个X独立地为可被一个或多个羟基取代的C1‑
C4烷基或可被一个或多个羟基取代的C1‑
C4烷氧基。9.根据前述权利要求任一项所述的聚氨酯配制物，其中所述反应性胺催化剂为具有通式(6)的化合物其中R4和R5独立地为C1‑
C4烷基，或R4和R5一起形成环状5元环或6元环或7元双环结构，

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：亨斯迈国际有限责任公司，
类型：发明
国别省市：