專利名稱：異氰酸酯三聚催化劑體系，前體制劑，使異氰酸酯三聚的方法，由其制備的硬質(zhì)聚異氰脲 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種異氰酸酯三聚催化劑體系，前體制劑，使異氰酸酯三聚的方法，由其制備的硬質(zhì)聚異氰脲酸酯/聚氨酯泡沫體，和制備這種泡沫體的方法。
背景技術(shù)：
硬質(zhì)聚異氰脲酸酯/聚氨酯(PIR)泡沫體是廣泛已知的，并且用于許多工業(yè)中。 P^泡沫體是具有以下兩種基團(tuán)的混合結(jié)構(gòu)氨基甲酸酯基團(tuán)(得自異氰酸酯的-NCO基團(tuán)與多元醇的羥基的反應(yīng))和異氰脲酸酯環(huán)，源自相對(duì)于所述羥基過(guò)量的-NCO基團(tuán)的三聚 (異氰酸酯指數(shù)大于100，例如，180-600)。-NCO基團(tuán)的三聚通常受特殊的催化劑催化，例如三(二甲基氨基甲基)苯酚，乙酸鉀和其它催化劑。該MR泡沫體的高交聯(lián)結(jié)構(gòu)源自由所述過(guò)量的-NCO基團(tuán)的三聚產(chǎn)生的所述異氰脲酸酯環(huán)。PIR泡沫體一直在阻燃性和降低煙氣產(chǎn)生方面經(jīng)受著越來(lái)越多的規(guī)章限制。阻燃性和降低的煙氣產(chǎn)生通常因?yàn)榇嬖诋惽桦逅狨キh(huán)而得到改善。但是，對(duì)于生產(chǎn)該異氰脲酸酯環(huán)而言，現(xiàn)存的三聚催化劑體系往往僅在高溫是活性的，高溫通常在P^泡沫體的核芯區(qū)域。因此，現(xiàn)存的三聚催化劑體系往往便于主要在P^泡沫體的核芯區(qū)域中形成異氰脲酸酯環(huán)。雖然使用現(xiàn)存的三聚催化劑體系改善了 P^泡沫體的核芯區(qū)域的阻燃性和煙氣產(chǎn)生性，但是仍然需要進(jìn)一步改善該MR泡沫體的外部區(qū)域中的這些性質(zhì)。本發(fā)明便于在該 PIR泡沫體的外部區(qū)域中形成異氰脲酸酯環(huán)，并且進(jìn)而便于改善P^泡沫體的外部區(qū)域的阻燃性和煙氣產(chǎn)生性。本發(fā)明通過(guò)需要較低的活化溫度而有助于和增加MR泡沫體的外部區(qū)域中所述異氰脲酸酯環(huán)的三聚。本發(fā)明還可提供改善的粘合性，例如，在層合過(guò)程中的粘合劑，即，P^泡沫體面板的雙鋼平面銑刀(double steel facers)的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供異氰酸酯三聚催化劑體系，前體制劑，使異氰酸酯三聚的方法，由其制備的MR泡沫體，和制備這種泡沫體的方法。在一種實(shí)施方式中，本發(fā)明提供三聚催化劑體系，其包括(a)取代的亞胺陽(yáng)離子；和(b)誘導(dǎo)異氰酸酯三聚物的陰離子；其中所述三聚催化劑體系的三聚活化溫度為小于或等于73°C。在可供選擇的實(shí)施方式中，本發(fā)明還提供前體制劑，其包括(1)至少25wt %的多元醇，基于所述前體制劑的重量；(2)小于15wt%的三聚催化劑體系，基于所述前體制劑的重量，所述三聚催化劑體系包括(a)取代的亞胺陽(yáng)離子；和(c)誘導(dǎo)異氰酸酯三聚物的陰離子；其中所述三聚催化劑體系的三聚活化溫度為小于或等于73°C ；和(3)任選的一種或多種表面活性劑、一種或多種阻燃劑、水、一種或多種抗氧化劑、一種或多種輔助發(fā)泡劑、一種或多種氨基甲酸酯催化劑、一種或多種輔助三聚催化劑(與本申請(qǐng)所述的三聚催化劑體系不同)，或它們的組合。在可供選擇的實(shí)施方式中，本發(fā)明還提供使異氰酸酯三聚的方法，其包括以下步驟(1)提供選自以下的一種或多種單體異氰酸酯、二異氰酸酯、三異氰酸酯、低聚的異氰酸酯、其任何鹽，和其任何混合物；( 提供三聚催化劑體系，所述三聚催化劑體系包括 (a)取代的亞胺陽(yáng)離子；和(b)誘導(dǎo)異氰酸酯三聚物的陰離子；其中所述三聚催化劑體系的三聚活化溫度為小于或等于73°C ； (3)使所述一種或多種單體在所述三聚催化劑存在下三聚；和由此形成異氰脲酸酯環(huán)。在可供選擇的實(shí)施方式中，本發(fā)明還提供制備PIR泡沫體的方法，其包括以下步驟(1)提供選自以下的一種或多種單體異氰酸酯、二異氰酸酯、三異氰酸酯、低聚的異氰酸酯、其任何鹽、和其任何混合物；( 提供多元醇；C3)提供三聚催化劑體系，所述三聚催化劑體系包括(a)取代的亞胺陽(yáng)離子；和(b)誘導(dǎo)異氰酸酯三聚物的陰離子；其中所述三聚催化劑體系的三聚活化溫度為小于或等于73°C;和(4)任選地提供一種或多種表面活性劑、一種或多種阻燃劑、水、一種或多種抗氧化劑、一種或多種輔助發(fā)泡劑、一種或多種氨基甲酸酯催化劑、一種或多種輔助三聚催化劑，或它們的組合；( 使所述一種或多種單體， 和所述多元醇，和任選的所述一種或多種表面活性劑，和任選的所述一種或多種阻燃劑，和任選的所述水，和任選的所述一種或多種抗氧化劑，和任選的所述一種或多種輔助發(fā)泡劑， 在所述三聚催化劑體系和任選的所述一種或多種氨基甲酸酯催化劑，和任選的所述一種或多種輔助三聚催化劑存在下接觸；(6)由此形成所述MR泡沫體。在可供選擇的實(shí)施方式中，本發(fā)明還提供MR泡沫體，其包括在三聚催化劑體系，和任選的一種或多種表面活性劑、任選的一種或多種阻燃劑、任選的水、任選的一種或多種抗氧化劑、任選的一種或多種輔助發(fā)泡劑、任選的一種或多種另外的氨基甲酸酯催化劑、和任選的一種或多種輔助三聚催化劑、或者任選的它們的組合存在下，選自異氰酸酯、 二異氰酸酯、三異氰酸酯、低聚的異氰酸酯、其任何鹽、和其任何混合物的一種或多種單體與多元醇的反應(yīng)產(chǎn)物，所述三聚催化劑體系包括取代的亞胺陽(yáng)離子，和誘導(dǎo)異氰酸酯三聚物的陰離子，其中所述三聚催化劑體系的三聚活化溫度為小于或等于73°c。在可供選擇的實(shí)施方式中，本發(fā)明還提供MR泡沫體，其包括在三聚催化劑體系，和任選的一種或多種表面活性劑，任選的一種或多種阻燃劑，任選的水，任選的一種或多種抗氧化劑，任選的一種或多種輔助發(fā)泡劑，任選的一種或多種另外的聚氨酯催化劑，和任選的一種或多種輔助三聚催化劑，或者任選的它們的組合存在下，選自異氰酸酯、二異氰酸酯、三異氰酸酯、低聚的異氰酸酯、其任何鹽、和其任何混合物的一種或多種單體與多元醇的反應(yīng)產(chǎn)物，所述三聚催化劑體系包括取代的亞胺陽(yáng)離子，和誘導(dǎo)異氰酸酯三聚物的陰離子，其中在離高度為80mm的所述硬質(zhì)泡沫體的上升的表面12mm的深度，所述MR泡沫體的聚異氰脲酸酯三聚物比例(Abs141(1/Abs1595)為至少5，通過(guò)ATR-FIlR光譜測(cè)得。在可供選擇的實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)前述實(shí)施方式中任一項(xiàng)的異氰酸酯三聚催化劑，前體制劑，使異氰酸酯三聚的方法，由其制備的P^泡沫體，和制備這種泡沫體的方法，所不同的是所述取代的亞胺陽(yáng)離子具有以下結(jié)構(gòu)
權(quán)利要求
1.一種三聚催化劑體系，其包括 取代的亞胺陽(yáng)離子；和誘導(dǎo)異氰酸酯三聚物的陰離子；其中所述三聚催化劑體系的三聚活化溫度為小于或等于73°C。
2.一種前體制劑，其包括至少25wt%的多元醇，基于所述前體制劑的重量；小于或等于15wt%的三聚催化劑體系，基于所述前體制劑的重量，所述三聚催化劑體系包括取代的亞胺陽(yáng)離子；和誘導(dǎo)異氰酸酯三聚物的陰離子；其中所述三聚催化劑體系的三聚活化溫度為小于或等于73°C ；和任選的一種或者多種表面活性劑、一種或多種阻燃劑、水、一種或多種抗氧化劑、一種或多種輔助發(fā)泡劑、一種或多種氨基甲酸酯催化劑、一種或多種輔助三聚催化劑，或它們的組合。
3.使異氰酸酯三聚的方法，其包括以下步驟提供選自以下的一種或多種單體異氰酸酯、二異氰酸酯、三異氰酸酯、低聚的異氰酸酯、其任何鹽，和其任何混合物；提供三聚催化劑體系，所述三聚催化劑體系包括 取代的亞胺陽(yáng)離子；和誘導(dǎo)異氰酸酯三聚物的陰離子；其中所述三聚催化劑體系的三聚活化溫度為小于或等于73°C ； 使所述一種或多種單體在所述三聚催化劑存在下三聚； 由此形成一種或多種異氰脲酸酯三聚物。
4.一種形成聚異氰脲酸酯/聚氨酯硬質(zhì)泡沫體的方法，其包括以下步驟提供選自以下的一種或多種單體異氰酸酯、二異氰酸酯、三異氰酸酯、低聚的異氰酸酯、其任何鹽、和其任何混合物； 提供多元醇；提供三聚催化劑體系，所述三聚催化劑體系包括 取代的亞胺陽(yáng)離子；和誘導(dǎo)異氰酸酯三聚物的陰離子；其中所述三聚催化劑體系的三聚活化溫度為小于或等于73°C ； 任選地提供一種或多種表面活性劑、一種或多種阻燃劑、水、一種或多種抗氧化劑、一種或多種輔助發(fā)泡劑、一種或多種氨基甲酸酯催化劑、一種或多種輔助三聚催化劑，或它們的組合；使所述一種或多種單體、和所述多元醇、和任選的所述一種或多種表面活性劑、和任選的所述一種或多種阻燃劑、和任選的所述水、和任選的所述一種或多種抗氧化劑、和任選的所述一種或多種輔助發(fā)泡劑，在所述三聚催化劑體系，和任選的所述一種或多種氨基甲酸酯催化劑，和任選的所述一種或多種輔助三聚催化劑存在下接觸； 由此形成所述聚異氰脲酸酯/聚氨酯硬質(zhì)泡沫體。
5.一種聚異氰脲酸酯/聚氨酯硬質(zhì)泡沫體，其包括在三聚催化劑體系，和任選的一種或多種表面活性劑、任選的一種或多種阻燃劑、任選的水、任選的一種或多種抗氧化劑、任選的一種或多種輔助發(fā)泡劑、任選的一種或多種另外的氨基甲酸酯催化劑、和任選的一種或多種輔助三聚催化劑、或者任選的它們的組合存在下，選自異氰酸酯、二異氰酸酯、三異氰酸酯、低聚的異氰酸酯、其任何鹽、和其任何混合物的一種或多種單體與多元醇的反應(yīng)產(chǎn)物，所述三聚催化劑體系包括取代的亞胺陽(yáng)離子， 和誘導(dǎo)異氰酸酯三聚物的陰離子，其中所述三聚催化劑體系的三聚活化溫度為小于或等于 73 °C。
6.一種聚異氰脲酸酯/聚氨酯硬質(zhì)泡沫體，其包括在三聚催化劑體系，和任選的一種或多種表面活性劑，任選的一種或多種阻燃劑，任選的水，任選的一種或多種抗氧化劑，任選的一種或多種輔助發(fā)泡劑，任選的一種或多種另外的聚氨酯催化劑，和任選的一種或多種三聚催化劑，或者任選的它們的組合存在下，選自異氰酸酯、二異氰酸酯、三異氰酸酯、低聚的異氰酸酯、其任何鹽、和其任何混合物的一種或多種單體與多元醇的反應(yīng)產(chǎn)物，所述三聚催化劑體系包括取代的亞胺陽(yáng)離子，和誘導(dǎo)異氰酸酯三聚物的陰離子，其中在離所述硬質(zhì)泡沫體的上升的表面12mm的深度，所述聚異氰脲酸酯/聚氨酯泡沫體的聚異氰脲酸酯三聚物比例(Abs141tl/Absi595)為至少5，通過(guò)ATR-FIlR光譜測(cè)得。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)的三聚催化劑體系，其中所述取代的亞胺陽(yáng)離子具有以下結(jié)構(gòu)式
8.根據(jù)權(quán)利要求7的三聚催化劑體系，其中R1選自CfC18、N、Si及其任何組合；其中 R2選自C1-C18, N、Si及其任何組合；和其中R3選自C1-C18, N、Si及其任何組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的三聚催化劑體系，其中隊(duì)選自C1-Cltl，N，及它們的組合；其中&選自C1-Cltl，N，及它們的組合；和其中R3選自C1-Cltl，N，及它們的組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)的三聚催化劑體系，其中所述取代的亞胺陽(yáng)離子是正膦叉。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)的三聚催化劑體系，其中所述誘導(dǎo)異氰酸酯三聚物的陰離子選自羧酸根、碳酸根、酚負(fù)離子、氨化物負(fù)離子、脒化物負(fù)離子、亞胺負(fù)離子、磷負(fù)離子、硫氰酸根、異硫氰酸根、異氰酸根、氰酸根、和氟負(fù)離子。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)的三聚催化劑體系，其中所述誘導(dǎo)異氰酸酯三聚物的陰離子是具有以下結(jié)構(gòu)式的羧酸根
13.根據(jù)權(quán)利要求12的三聚催化劑體系，其中所述羧酸根選自甲酸根、乙酸根、辛酸根、2-乙基己酸根、苯甲酸根，及其取代的衍生物。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)的三聚催化劑體系，其中所述三聚催化劑體系是乙酸二(三苯基正膦叉)或者乙酸1，1，1，3，3，3_六(二甲基氨基)二膦嗪鐺。
15.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)的硬質(zhì)聚異氰脲酸酯泡沫體，其中所述泡沫體用作絕熱材料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種異氰酸酯三聚催化劑體系，前體制劑，使異氰酸酯三聚的方法，由其制備的剛性聚異氰脲酸酯/聚氨酯泡沫體，和制備這種泡沫體的方法。該三聚催化劑體系包括(a)取代的亞胺陽(yáng)離子；和(b)誘導(dǎo)異氰酸酯三聚物的陰離子；其中所述三聚催化劑體系的三聚活化溫度為小于或等于73℃。該前體制劑包括(1)至少25wt％的多元醇，基于所述前體制劑的重量；(2)小于15wt％的三聚催化劑體系，基于所述前體制劑的重量，其包括(a)取代的亞胺陽(yáng)離子；和(c)誘導(dǎo)異氰酸酯三聚物的陰離子；其中所述三聚催化劑體系的三聚活化溫度為小于或等于73℃；和(4)任選的一種或多種表面活性劑、一種或多種阻燃劑、水、一種或多種抗氧化劑、一種或多種輔助發(fā)泡劑、一種或多種氨基甲酸酯催化劑、一種或多種輔助三聚催化劑，或它們的組合。所述用于異氰酸酯的三聚反應(yīng)的方法，其包括以下步驟(1)提供選自以下的一種或多種單體異氰酸酯、二異氰酸酯、三異氰酸酯、低聚的異氰酸酯、其任何鹽，和其任何混合物；(2)提供三聚催化劑體系，所述三聚催化劑體系包括(a)取代的亞胺陽(yáng)離子；和(b)誘導(dǎo)異氰酸酯三聚物的陰離子；(c)其中所述三聚催化劑體系的三聚活化溫度為小于或等于73℃；(3)使所述一種或多種單體在所述三聚催化劑存在下三聚；(4)由此形成異氰脲酸酯環(huán)。該形成PIR泡沫體的方法，其包括以下步驟(1)提供選自以下的一種或多種單體異氰酸酯、二異氰酸酯、三異氰酸酯、低聚的異氰酸酯、其任何鹽、和其任何混合物；(2)提供多元醇；(3)提供三聚催化劑體系，所述三聚催化劑體系包括(a)取代的亞胺陽(yáng)離子；和(b)誘導(dǎo)異氰酸酯三聚物的陰離子；其中所述三聚催化劑體系的三聚活化溫度為小于或等于73℃；和(4)任選地提供一種或多種表面活性劑、一種或多種阻燃劑、水、一種或多種抗氧化劑、一種或多種輔助發(fā)泡劑、一種或多種氨基甲酸酯催化劑、一種或多種輔助三聚催化劑，或它們的組合；(5)使所述一種或多種單體、和所述多元醇、和任選的所述一種或多種表面活性劑、和任選的所述一種或多種阻燃劑、和任選的所述水、和任選的所述一種或多種抗氧化劑、和任選的所述一種或多種輔助發(fā)泡劑，在所述三聚催化劑體系，和任選的所述一種或多種氨基甲酸酯催化劑，和任選的所述一種或多種輔助三聚催化劑存在下接觸；(6)由此形成所述聚異氰脲酸酯/聚氨酯剛性泡沫體。該P(yáng)IR泡沫體包括在三聚催化劑體系，和任選的一種或多種表面活性劑、任選的一種或多種阻燃劑、任選的水、任選的一種或多種抗氧化劑、任選的一種或多種輔助發(fā)泡劑、任選的一種或多種另外的氨基甲酸酯催化劑、和任選的一種或多種輔助三聚催化劑、或者任選的它們的組合存在下，選自異氰酸酯、二異氰酸酯、三異氰酸酯、低聚的異氰酸酯、其任何鹽、和其任何混合物的一種或多種單體與多元醇的反應(yīng)產(chǎn)物，所述三聚催化劑體系包括取代的亞胺陽(yáng)離子，和誘導(dǎo)異氰酸酯三聚物的陰離子，其中所述三聚催化劑體系的三聚活化溫度為小于或等于73℃。該P(yáng)IR泡沫體包括在三聚催化劑體系，和任選的一種或多種表面活性劑，任選的一種或多種阻燃劑，任選的水，任選的一種或多種抗氧化劑，任選的一種或多種輔助發(fā)泡劑，任選的一種或多種另外的聚氨酯催化劑，和任選的一種或多種三聚催化劑，或者任選的它們的組合存在下，選自異氰酸酯、二異氰酸酯、三異氰酸酯、低聚的異氰酸酯、其任何鹽、和其任何混合物的一種或多種單體與多元醇的反應(yīng)產(chǎn)物，所述三聚催化劑體系包括取代的亞胺陽(yáng)離子，和誘導(dǎo)異氰酸酯三聚物的陰離子，其中在離所述剛性泡沫體的上升的表面12mm的深度，所述PIR泡沫體的聚異氰脲酸酯三聚物比例(Abs1410/Abs1595)為至少5，通過(guò)ATR-FTIR光譜測(cè)得。
文檔編號(hào)C08G18/18GK102272183SQ200980154183
公開日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2009年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月10日
發(fā)明者塞西爾.波耶, 理查德.基頓, 納森.維爾莫特, 菲利普.阿西, 蒂莫西.莫利 申請(qǐng)人:陶氏環(huán)球技術(shù)有限責(zé)任公司