【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有机合成，具体地说，涉及一种腰果酚季铵盐化合物及其制备方法，还涉及聚氨酯领域，具体涉及聚氨酯硬泡。
技术介绍
1、经过长期的研究和实践，人们发现叔胺类催化剂和有机金属锡催化剂是聚氨酯生产中最重要的催化剂。但聚氨酯发泡过程伴随着放热过程，胺类催化剂由于易挥发，在发泡过程中往往会产生刺激性气味，同时胺类催化剂具有一定的毒性。如今聚氨酯塑料泡沫的应用已经涉及生活的方方面面，因此开发一款具有低毒性、低挥发性、低气味的胺类催化剂具有广阔的市场前景。
2、霍淑平等(林产化学与工业，第37卷第2期，p115-120)以腰果酚、木质素为原料，先用环氧氯丙烷进行改性后，再与二乙醇胺反应制得带有叔胺基的高活性聚醚多元醇，可作为聚氨酯泡沫合成中具有自催化功能的聚醚多元醇，木质素的加入可以增加泡沫强度，但木质素与聚醚的相容性很差，当木质素添加量过高时，由于发泡体系粘度增大，产生发泡困难及泡沫体泡孔不均一等现象。cn201810478813.x公开部分结构式中含有羟基，其自身能与聚合mdi 发生反应而被不断消耗，具有催化效果的胺类结构会被固定在某个位置或被其他结构包围而逐渐丧失催化效果。
3、需要开发一种新型的催化剂用于制备聚氨酯泡沫。
技术实现思路
1、本专利技术的第一个目的是提供一种腰果酚季铵盐化合物。
2、本专利技术的第二个目的是提供一种所述腰果酚季铵盐化合物的制备方法。
3、本专利技术的第三个目的是提供一种所述腰果酚季铵盐化合物作为聚氨酯
4、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
5、一种腰果酚季铵盐化合物，其结构如式i所示：
6、
7、其中，n为0～4，例如n＝0、1、2、3或4。
8、一种本专利技术所述腰果酚季铵盐化合物的制备方法，包括以下步骤：
9、(1)将腰果酚、溴乙酰溴、二氯甲烷和吡啶反应，制备酯化产物iv
10、
11、(2)将酯化产物iv和1-烷基-1h-咪唑反应，制备化合物i，其中烷基选自甲基、乙基、正丙基、正丁基或正戊基。
12、本专利技术所述步骤(1)中，反应温度为20～25℃
13、本专利技术所述步骤(1)中，反应时间为3～5小时。
14、优选地，所述腰果酚与溴乙酰溴的摩尔比为1:1～1:1.2，优选摩尔比为 1:1。
15、所述吡啶的用量为腰果酚质量的3～5倍。
16、作为一个优选的方案，本专利技术所述步骤(1)中，反应完成后，进行分离，所述分离的方法可以采用本领域公知的方法，如柱层析；作为一种常用方法，例如采用柱层析分离，以硅胶为固定相，石油醚/乙酸乙酯体系为流动相。
17、优选地，本专利技术所述步骤(2)中，酯化产物iv与1-烷基-1h-咪唑的摩尔比为1:1～1:1.2，优选摩尔比为1:1。
18、本专利技术所述步骤(2)中，反应温度为60～80℃，反应时间为3～5h。
19、作为一个优选的方案，所述步骤(2)在无溶剂的条件下进行。
20、作为一个优选的方案，本专利技术所述步骤(2)结束后，将产品溶于30～ 40℃的丙酮中，配置饱和溶液，冷却至10℃，重结晶得到化合物i。
21、本专利技术所述的腰果酚季铵盐类化合物能够作为聚氨酯催化剂。
22、一种聚氨酯硬泡，包括以下原料制备：以重量份数计
23、
24、本专利技术所述的二甘醇聚醚多元醇a，起始剂为二甘醇，聚合单元为环氧丙烷，羟值为200～300mgkoh/g，优选265～295mgkoh/g。。
25、本专利技术所述的蔗糖和甘油聚醚多元醇b，起始剂为蔗糖和甘油，聚合单元为环氧丙烷，羟值为300～400mgkoh/g，优选345～375mgkoh/g，官能度为4.0～ 5.0，优选4.3～4.7。
26、本专利技术所述的山梨醇聚醚多元醇c，起始剂为山梨醇，聚合单元为环氧丙烷，羟值为200～300mgkoh/g，优选230～260mgkoh/g。
27、本专利技术所述的甘油聚醚多元醇d，起始剂为甘油，聚合单元为环氧丙烷，羟值为50～100koh/g，优选51～61mgkoh/g。
28、本专利技术所述的表面活性剂为硅类表面活性剂。合适的例子包括但不限于德国evonik的的b8496、b8545等中的至少一种。这些表面活性剂稳泡作用强，稳定性好，有利于制备泡孔均匀的硬质聚氨酯泡沫。
29、本专利技术所述的复合催化剂包含本专利技术所述的腰果酚季铵盐化合物i，除此以外，还含有以下催化剂中的一种或多种：五甲基二亚乙基三胺、三亚乙基二胺、二甲基乙醇胺、n,n-二甲基环己胺、三乙烯二胺、三乙胺、n-甲基吡咯烷酮、1,4- 二甲基哌嗪、n,n-二甲基苄胺、双二甲胺基乙基醚、三(二甲氨基丙基)六氢三嗪、醋酸钾、异辛酸钾、辛酸亚锡、tmr-2、腰果酚季铵盐中的一种或多种，优选为三乙烯二胺、n,n-二甲基环己胺、五甲基二乙烯基三胺、六氢三嗪、tmr-2、醋酸钾。
30、作为一个优选的方案，本专利技术所述的复合催化剂包含乳白催化剂、凝胶催化剂和三聚催化剂，通过合理搭配能够保证反应平稳进行。优选的，所述乳白催化剂为五甲基二亚乙基三胺，凝胶催化剂为n,n-二甲基环己胺，三聚催化剂为腰果酚季铵盐。
31、作为一个优选的方案，本专利技术所述的复合催化剂的组成为：五甲基二亚乙基三胺：n,n-二甲基环己胺：腰果酚季铵盐的质量比为1-1.2：0.24-0.3：0.7-1.0。
32、本专利技术所述的聚氨酯硬泡中，作为一个优选的方案，所述腰果酚季铵盐以二甘醇溶液的型式提供，所述溶液中，腰果酚季铵盐的浓度为40wt％～50wt％。
33、本专利技术所述的异氰酸酯是聚合mdi(多亚甲基多苯基多异氰酸酯)，nco含量为30～32％。可采用的聚合异氰酸酯的例子包括但不限于万华化学集团股份有限公司的pm-200、pm-400和pm-700中的一种或多种。
34、本专利技术的腰果酚季铵盐含有酯基，与戊烷的相容性更好，并且引入酯基可以降低导热系数及提高氧指数；同时本专利技术的腰果酚季铵盐一个分子中还有两个叔胺结构，单位质量/物质的量拥有更好的催化效果，即催化效率更高。
35、本专利技术的腰果酚季铵盐其合成简单、无毒无害、气味小，以价格低廉的天然腰果酚为原料，合成过程中不产生危害环境的副产物。从自由泡反应性、爬高曲线及聚氨酯泡沫性能的结果来看，腰果酚季铵盐的催化效果与实验室所用的传统催化剂tmr-2效果基本一致。腰果酚季铵盐与传统聚氨酯胺类催化剂相比，其在气味、催化效率、安全、环保、经济方面具有明显优势。
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1.一种腰果酚季铵盐化合物，其结构如式I所示：
2.一种权利要求1所述的腰果酚季铵盐化合物的制备方法，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，反应温度为20～25℃；反应时间为3～5小时。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述腰果酚与溴乙酰溴的摩尔比为1:1～1:1.2，优选摩尔比为1:1；所述吡啶的用量为腰果酚质量的3～5倍。
5.根据权利要求2-4任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，酯化产物IV与1-烷基-1H-咪唑的摩尔比为1:1～1:1.2，优选摩尔比为1:1。
6.根据去哪里要求2-5任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，反应温度为60～80℃，反应时间为3～5h。
7.一种聚氨酯硬泡用催化剂，包括权利要求1所述的腰果酚季铵盐化合物。
8.一种聚氨酯硬泡，包括以下原料制备：以重量份数计
9.根据权利要求8所述的聚氨酯硬泡，其特征在于，所述的二甘醇聚醚多元醇A，起始剂为二甘醇，聚合单元为环氧丙烷，羟值为20
10.根据权利要求8或9所述的聚氨酯硬泡，其特征在于，所述的复合催化剂的组成为：五甲基二亚乙基三胺：N,N-二甲基环己胺：权利要求1所述的腰果酚季铵盐的质量比为1-1.2:0.24-0.3:0.7-1.0。
...【技术特征摘要】
1.一种腰果酚季铵盐化合物，其结构如式i所示：
2.一种权利要求1所述的腰果酚季铵盐化合物的制备方法，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，反应温度为20～25℃；反应时间为3～5小时。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述腰果酚与溴乙酰溴的摩尔比为1:1～1:1.2，优选摩尔比为1:1；所述吡啶的用量为腰果酚质量的3～5倍。
5.根据权利要求2-4任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，酯化产物iv与1-烷基-1h-咪唑的摩尔比为1:1～1:1.2，优选摩尔比为1:1。
6.根据去哪里要求2-5任一项所述的方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕嘉乐，陈挺，陈静，彭宏伟，沈显尧，冷柏逊，朱霞林，吴晗，王林，
申请(专利权)人：万华化学宁波容威聚氨酯有限公司，
类型：发明
国别省市：
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