環(huán)胺化合物、組合物及由其制備的聚氨酯泡沫體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及環(huán)胺化合物，該化合物可用于形成聚氨酯泡沫體組合物的催化劑。本發(fā)明的環(huán)胺化合物基于其合乎需要的物理和催化性能，為反應(yīng)組合物、方法、和聚氨酯泡沫體提供了顯著的優(yōu)點。
【專利說明】環(huán)胺化合物、組合物及由其制備的聚氨酯泡沬體
[0001] 優(yōu)先權(quán)聲明
[0002] 本申請要求2011年12月29日提交的、標題為"由環(huán)狀多胺化合物形成高分子量 環(huán)狀多胺化合物"的美國臨時申請61/581，323以及2012年10月24日提交的、標題為"環(huán) 胺化合物、組合物以及由其制備的聚氨酯泡沫體"的美國臨時申請61/717, 913的權(quán)益，這些 申請在此全部引入作為參考。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本發(fā)明涉及環(huán)胺和包含環(huán)胺的組合物，以及由環(huán)胺制備的聚氨酯泡沫體。
【背景技術(shù)】
[0004] 在發(fā)泡劑存在下，通常使用水作為發(fā)泡劑，通過多元醇和異氰酸酯反應(yīng)制備聚氨 酯泡沫體。導(dǎo)致聚氨酯泡沫體形成的反應(yīng)通常由氨基甲酸乙酯反應(yīng)（凝膠）和脲反應(yīng)（發(fā) 泡）組成，其與二氧化碳的產(chǎn)生相關(guān)。催化劑以及其它助劑，例如交聯(lián)齊U、發(fā)泡齊U、擴鏈劑、 表面活性劑、穩(wěn)定劑和抗氧化劑通常與多元醇和異氰酸酯組分一起包含在組合物中。在泡 沫體生產(chǎn)期間，催化劑可以通過控制和平衡凝膠和發(fā)泡反應(yīng)確保所需泡沫體的性能而起著 重要的作用。催化劑還對泡沫體的模塑性能和固化速度具有影響。
[0005] 叔胺和有機金屬鹽已經(jīng)用于聚氨酯泡沫體的催化劑領(lǐng)域。然而，通常使用叔胺催 化劑產(chǎn)生一些問題，特別是在柔性、半硬性以及硬質(zhì)泡沫體應(yīng)用中。使用這些催化劑制備的 泡沫體通常具有胺的氣味，并且由于揮發(fā)性產(chǎn)物的散發(fā)導(dǎo)致霧化增加。
[0006] 在聚氨酯產(chǎn)品中存在或形成的叔胺催化劑蒸汽對暴露在其上的乙烯基薄膜或聚 碳酸酯片材有害。特別是，存在于聚氨酯泡沫體中的叔胺催化劑與乙烯基薄膜的污染和聚 碳酸酯片材的分解有關(guān)。這些PVC的污染和聚碳酸酯的分解問題尤其普遍存在長時間的高 溫環(huán)境中，例如汽車內(nèi)部。
[0007] 本申請的發(fā)明人已經(jīng)認識到，在生產(chǎn)所需消費和工業(yè)應(yīng)用的聚氨酯泡沫體產(chǎn)品中 存在許多困難，并且制備和確定聚氨酯泡沫體所需的胺催化劑仍然是具有挑戰(zhàn)的領(lǐng)域。例 如，雖然聲稱一些催化劑（例如參見4, 517, 313)相對于使用標準的三亞乙基二胺催化劑可 以降低氣味和乙烯基污染，但是令人遺憾的是它們提供較弱的催化活性，并且沒有達到常 規(guī)催化劑的標準。改變胺催化劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)而不對其催化活性產(chǎn)生不利影響具有挑戰(zhàn)性。 有些情況下在聚氨酯配制物中需要以高含量使用催化劑以補償其在反應(yīng)期間缺少的催化 活性或流動性。
[0008] 另一個問題涉及包括泡沫體形成組分的組合物的穩(wěn)定性。組合物中的預(yù)反應(yīng)組分 可以顯示出預(yù)凝膠傾向或具有較差的儲存穩(wěn)定性。另一個問題是一些促進快速凝膠的催化 劑產(chǎn)生泡沫體加工和泡沫體性能的問題。例如，由于較高含量的交聯(lián)，將對撕裂強度和斷裂 伸長率產(chǎn)生不利影響。此外，當(dāng)一些催化劑經(jīng)受高溫（如通常會在汽車內(nèi)部遇到的）時，它 們將在泡沫體內(nèi)部遷移。
[0009] 本申請?zhí)峁┝嘶衔?、組合物和基于使用環(huán)胺化合物形成聚氨酯泡沫體的方法。
[0010] 發(fā)明概述
[0011] 本發(fā)明提供了包括環(huán)胺化合物的組合物以及包括使用環(huán)胺化合物制備聚氨酯泡 沫體的組合物。本發(fā)明還提供了制備本發(fā)明環(huán)胺化合物的方法。
[0012] 使用式I或式II的環(huán)胺制備該組合物和聚氨酯泡沫體：
【權(quán)利要求】
1. 一種組合物，包含：(a)式I或式II的環(huán)胺：
其中，式I和式II中，R1、R1'和R1"獨立選自氫和C1-C8烴基，其中至少一個R 1、R1'或 R1"是C1-C8烴基；其中R2、R2'、R3、R 3'、R4和R4'獨立選自氫、-CH3和-CH2CH 3 ;x和X'獨立 為〇(共價鍵）或1 ;其中在式I或式II中，任意一個或多個氮帶有正電荷，并且通過酸陰 離子靜電封閉； (b)多元醇；和（c)多異氰酸酯。
2. 權(quán)利要求1的組合物，其進一步包含氫氟氯烷或氫氟烷。
3. -種組合物，包含：(a)式I、或式II的環(huán)胺、或酸封閉的式I或式II的環(huán)胺：
式II 其中，式I和式II中，R1、R1'和R1"獨立選自氫和C1-C8烴基，其中至少一個R 1、R1'或 R1"是C1-C8烴基；其中R2、R2'、R3、R 3'、R4和R4'獨立選自氫、-CH3和-CH2CH 3 ;x和X'獨立 為〇(共價鍵）或1 ;以及其中在該酸封閉的式I或式II的環(huán)胺中，任意一個或多個氮帶有 正電荷，并且通過酸陰離子靜電封閉；以及 (b)氫氟氯烷或氫氟烷。
4. 權(quán)利要求3的組合物，進一步包含（b)多元醇；和（c)多異氰酸酯。
5. 前述任意一項權(quán)利要求的組合物，其中在式I或式II中，至少一個R1、R1'或R1"是 C1-C3烴基。
6. 權(quán)利要求5的組合物，其中在式I或式II中，R1、!?1'和R1"獨立選自-01 3、-012013、-CH2CH2CH 3、- CH (CH3) 2、- CH (CH3) CH2CH (CH3) 2 和-CH2CH (CH2CH抑
7. 權(quán)利要求6的組合物，其中在式I或式II中，R1、!?1'和R1"為-CH 3。
8. 權(quán)利要求2-8任意一項的組合物，其中氫氟氯烷或氫氟烷選自一氯二氟甲烷； 1_氯_1，1 _二氟乙燒；1，1_二氟乙燒；1，2-二氟乙燒；1，1，1，2-四氟乙燒；2, 2-二 氯-1，1，1-二氟乙燒；1，2, 2-二氟乙燒；1，1，1，2, 3, 3, 3-七氟丙燒；1，1，1，3, 3-五氟丙 燒；1，2-二氯-3, 3, 3-二氟丙燒；1-氯-1，3, 3, 3-四氟丙燒；1-氯-3, 3, 3-二氟丙燒；順 式-1，3, 3, 3-四氟丙烷；1，2, 2, 3, 3-五氟丙烷；1，1，1，3, 3-五氟丁烷；和1，1，2, 2-四氟乙 基甲醚。
9. 權(quán)利要求9的組合物，其中該氫氟氯烷是1-氯-3, 3, 3-三氟丙烷。
10. -種聚氨酯泡沫體，其得自前述權(quán)利要求任意一項的組合物。
11. 一種制備聚氨酯泡沫體的方法，其包含以下步驟：在式I或式Π 的環(huán)胺或酸封閉 的式I或式II的環(huán)胺存在下，使多元醇和多異氰酸酯反應(yīng)。
12. -種制備權(quán)利要求1的式I或式II化合物的方法，其包含以下步驟：在還原劑存 在下·偵式τττ或tv的ik合物與Ci-S釀或c.vs釃應(yīng)府，
其中，式III或IV中，妒、妒'、1?3、1?3'、1?4和1? 4'獨立選自氫、-013和-0120133和1'獨 立為O (共價鍵）或1。
13. 權(quán)利要求12的方法，其中該醛選自甲醛、乙醛、丙醛、2-乙基己醛；該酮選自丙酮和 甲基異丁基酮。
14. 前述任意一項權(quán)利要求的組合物、泡沫體或方法，其中式I的環(huán)胺為甲 基-二-[2-(4-甲基-哌嗪-1-基）-乙基]-胺（meBPEA)，或式II的環(huán)胺為二甲 基-(2-{4-[2-(4_甲基-哌嗪-1-基）-乙基]-哌嗪-1-基}-乙基）-胺。
【文檔編號】C07D295/13GK104245683SQ201280065536
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月29日
【發(fā)明者】D.D.拉薩姆, P.S.阿西, S.W.金 申請人:陶氏環(huán)球技術(shù)有限責(zé)任公司