CN101743264A - 用于聚氨酯泡沫体的反应性胺催化剂 - Google Patents

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Abstract

使用式A的化合物制备的聚氨酯：Q-(R6)-M(R7)-NR3R4其中Q是OH或NR1R2；M是O或NR5，其中R5是R1或H；R1是1-6个碳的烷基或亚烷基醇，特别是CH3、CH2CH3或CH2CH2OH；R2是1-6个碳的烷基或亚烷基醇，特别是CH3、CH2CH3或-CH2CH2OH；R3是氢或1-6个碳的烷基，特别是H、CH3、CH2CH3；R4是氢；其中R6是2-5个碳的亚烷基；和其中R7是2-5个碳的亚烷基。本发明的例举催化剂包括，但不限于N，N，N′-三甲基双(氨乙基)醚、二甲基氨基乙氧基丙基胺和(3-氨丙基)(2-羟乙基)甲基胺。

Description

用于聚氨酯泡沫体的反应性胺催化剂
技术领域
本发明一般地涉及聚氨酯催化剂领域。更特别地，本发明涉及引入反应性氢基的胺分子作为聚氨酯催化剂的用途。
背景技术
在通过多异氰酸酯、多羟基化合物和可能的额外的成分之间反应制备聚氨酯中使用催化剂是已知的。使用催化剂，将加速在该工艺过程中，在平衡的速度下，必须同时且竞争性进行的至少两个，和有时三个主要的反应，以便提供具有所需物理特征的聚氨酯。一个反应(通常称为胶凝反应)是扩链异氰酸酯-羟基反应，借助该反应，含羟基的分子与含异氰酸酯的分子反应，形成氨基甲酸酯。这将增加混合物的粘度并在氨基甲酸酯基内提供含聚氨酯的仲氮原子。第二个反应是交联异氰酸酯氨基甲酸酯的反应，其中借助该反应，含异氰酸酯的分子与含仲氮原子的氨基甲酸酯基反应。可能牵涉的第三个反应是异氰酸酯-水反应(通常称为发泡反应)，其中借助该反应，异氰酸酯封端的分子扩链和借助该反应，生成二氧化碳，发泡或辅助泡沫体发泡。若使用外部发泡剂，例如卤代的，通常液体烃、二氧化碳等，则第三个反应不是重要的，但若泡沫体生成所要求的所有或甚至一部分气体通过就地反应生成的话(例如在制备“一步法”挠性聚氨酯泡沫体中)，则第三个反应是重要的。
这些反应必须同时相对于彼此，在最佳的平衡速度下进行，以便获得良好的泡沫体结构。若与扩链相比，二氧化碳的形成太快，则泡沫体将坍塌。若与二氧化碳的形成相比，扩链太快，则泡沫的上升受到限制，从而导致轮廓差的泡孔的百分数高的高密度泡沫体。在不存在充分交联的情况下，该泡沫体不稳定。
典型地，制备聚氨酯所使用的催化剂是两类通用的类型：叔胺(单和多胺)和有机锡化合物。有机金属锡催化剂主要有利于胶凝反应，而胺催化剂显示出更加多变范围的发泡/胶凝平衡。在挠性泡沫体配方中使用锡催化剂还增加闭孔量，从而有助于泡沫体的密封性。叔胺可有效地作为发泡和胶凝这两个反应的催化剂且常常与有机锡催化剂结合使用。
胺催化剂强烈地促进水-异氰酸酯(发泡)反应，它包括基于二亚乙基三胺骨架的叔胺结构，尤其五甲基二亚乙基三胺，和β-(N，N-二甲基氨基)烷基醚，尤其双(N，N-二甲基氨乙基)醚(公开于美国专利No.3330782)。催化聚氨酯泡沫体发泡形成反应所使用的大多数叔胺例如以上所述的那些是挥发(fugitive)类型的。如此设计挥发性胺，是因为它们没有键合到聚氨酯聚合物基体上，因此在一些条件下可离开基体。这一挥发性导致在模塑和板材(slabstock)泡沫体工艺二者中从炽热的泡沫体中释放出烟雾。在泡沫体生产车间中，气载胺蒸汽可能是工业卫生问题。胺蒸汽的特别的效果是glaucopsia，也称为蓝雾或halovision。这是可视澄清度的临时干扰。挥发性胺当它们在全部制造的内部机动车部件内使用时也可引起问题，例如机动车风挡发雾。许多现有技术的挥发性胺还赋予聚氨酯泡沫体无法接受的强胺气味。由于这些问题，因此在工业上对低挥发性、低气味催化剂存在增加的需求。
采取了许多方法确定挥发性降低的胺催化剂。与不具有下述官能度的相关结构相比，含活性氢官能度(例如-OH、-NH2和-NHR)的胺催化剂常常具有有限的挥发性和低的气味。此外，含活性氢官能度的催化剂在反应过程中化学键合到氨基甲酸酯内并没有从最终产品中释放。体现这一概念的催化剂结构典型地具有低到中等的活性且在变化的程度上加速发泡(水-异氰酸酯)和胶凝(多羟基化合物-异氰酸酯)这两个反应。
在美国专利Nos.4338408和4433170中公开了与双(N，N-二甲基氨乙基)醚结构相关的低气味的反应性催化剂。
Figure G2008800209503D00021
ZF-10催化剂，2-[N-(二甲基氨基乙氧基乙基)-N-甲基氨基]乙醇是有效的发泡剂，但不如双(N，N-二甲基氨乙基)醚有效。
最后，在许多情况下，必须使用含不同叔胺基的催化剂共混物，以便实现泡沫体的胶凝和流动之间所需的平衡。若泡沫失衡，则泡沫不稳定且坍塌。
若发现克服现有技术刚才例举的任何一个缺点的一组新的胺催化剂，则这是重要的进展。
发明内容
本发明提供以上所述的一个或更多个疏漏或缺点的解决方法。
本发明的催化剂与异氰酸酯反应，并进而引入到聚合物结构内。反应性胺催化剂可用于生产低气味的产品，所述产品具有低的挥发性有机化学品含量。
本发明包括具有下式A的物质组合物：
Q-(R6)-M(R7)-NR3R4
其中Q是OH或NR1R2；M是O或NR5，其中R5是R1或H；R1是1-6个碳的烷基或亚烷基醇，特别是CH3、CH2CH3或CH2CH2OH；R2是1-6个碳的烷基或亚烷基醇，特别是CH3、CH2CH3或-CH2CH2OH；R3是氢或1-6个碳的烷基，特别是H、CH3或CH2CH3；R4是氢；其中R6是2-5个碳的亚烷基；和其中R7是2-5个碳的亚烷基。本发明的例举催化剂包括，但不限于，N，N，N′-三甲基双(氨乙基)醚、二甲基氨基乙氧基丙基胺和(3-氨丙基)(2-羟乙基)甲基胺。
在一个实施方案中，物质组合物具有式B：
Figure G2008800209503D00031
其中R1、R2、R3、R4和x是2-5的整数；和y是2-5的整数。
在一个宽泛的方面中，本发明是使用至少一种式A的化合物形成的聚氨酯。在一个实施方案中，聚氨酯是泡沫体，且使用发泡剂制造。也就是说，本发明包括含式A化合物已反应到聚氨酯内的聚氨酯。
另外，本发明公开了生产聚氨酯的方法，该方法包括在催化量的至少一种式A化合物存在下，使有机多异氰酸酯与有机聚酯多羟基化合物或聚醚多羟基化合物或这两种的共混物反应。在一个实施方案中，聚氨酯是泡沫体，且使用发泡剂制造。在本发明中所述的胺催化剂可单独或结合其他已知的聚氨酯催化剂使用。
本发明中所述的催化剂将催化异氰酸酯官能度和含活性氢的化合物，即醇、多羟基化合物、胺或水之间反应。
在本发明的实践中用作催化剂的式A化合物具有许多优点，其中包括，但不限于，提供具有改进的发泡时间、改进的消粘时间、改进的乳白时间和在挥发性催化剂分子内改进的流体胶凝平衡的聚氨酯泡沫体。
发明内容
在本发明的实践中使用的催化剂包括式A的化合物：
Q-(R6)x-M(R7)y-NR3R4
其中Q是OH或NR1R2；M是O或NR5，其中R5是R1或H；R1是1-6个碳的烷基或亚烷基醇，特别是CH3、CH2CH3或CH2CH2OH；R2是1-6个碳的烷基或亚烷基醇，特别是CH3、CH2CH3或CH2CH2OH；R3是氢或1-6个碳的烷基，特别是H、CH3或CH2CH3；R4是氢。本发明的例举催化剂包括，但不限于，N，N，N′-三甲基双(氨乙基)醚、二甲基氨基乙氧基丙基胺和(3-氨丙基)(2-羟乙基)甲基胺。式A的二胺醚是已知的且可通过本领域技术人员公知的工序来制备。式A的一些二胺醚可以商购。
在一个实施方案中，式A的催化剂可具有式B：
Figure G2008800209503D00041
其中R1-4如上所定义；x是2-5的整数；和y是2-5的整数。
此处所使用的聚氨酯是指本领域所理解的聚氨酯和/或多异氰脲酸酯。本发明的聚氨酯包括聚氨酯泡沫体。可通过引入发泡剂，例如本领域中常用的那些，形成这种泡沫体。这种发泡剂包括，但不限于氢氯氟烃、氢氟烃、氯氟烃、戊烷类、氮气、空气、二氧化碳等等。聚氨酯可包括水，以辅助生成泡沫体。如果使用的话，水的用量典型地为约0.1-7份/100份多羟基化合物。
为了使用本发明的催化剂制备聚氨酯，可使用任何合适的有机多异氰酸酯。典型的多异氰酸酯包括，但不限于，间苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯、2，4-甲苯二异氰酸酯、2，6-甲苯二异氰酸酯、二对氨基苯甲醚二异氰酸酯、bitollene二异氰酸酯、萘-1，4-二异氰酸酯、二甲苯-1，4-二异氰酸酯、二甲苯-1，3-二异氰酸酯、双(4-异氰酸苯酯基)甲烷、双(3-甲基-4-异氰酸苯酯基)甲烷和4，4′-二苯丙烷二异氰酸酯。
在一个实施方案中，在本发明的实践中使用的多异氰酸酯包括，但不限于，2，4-和2，6-甲苯二异氰酸酯(TDI)和官能度为约2-4的亚甲基桥连的多苯基多异氰酸酯(MDI)混合物。所述的后者异氰酸酯化合物通常通过相应的亚甲基桥连的多苯基多胺光气化而生产，而多苯基多胺方便地通过在盐酸和/或其他酸性催化剂存在下，使甲醛和伯芳胺，例如苯胺反应而生产。在文献和许多专利，例如美国专利Nos.2683730、2950263、3012008、3344162和3362979中公开了制备多胺和由其得到的相应的亚甲基桥连的多苯基多异氰酸酯的已知方法，在此通过参考引入。
在一个实施方案中，此处所使用的亚甲基桥连的多苯基多异氰酸酯混合物含有约20-约100wt％亚甲基二苯基二异氰酸酯异构体，其余是具有更高官能度和更高分子量的多亚甲基多苯基多异氰酸酯。其典型实例是含有约20-100wt％亚甲基二苯基二异氰酸酯异构体的多苯基多异氰酸酯混合物，其中的20-约95wt％是4，4′-异构体，和其余是具有更高分子量和官能度(其平均官能度为约2.1-约3.5)的多亚甲基多苯基多异氰酸酯。这些异氰酸酯混合物是已知的可商购材料，且可通过美国专利No.3362979中所述的方法制备，在此通过参考引入。
与异氰酸酯反应的含羟基的多羟基化合物组分可合适地为聚酯多羟基化合物或聚醚多羟基化合物。在一个实施方案中，多羟基化合物的羟值范围为约700-约25，或更低。当希望提供挠性泡沫体时，羟值范围优选为约25-60。对于粘弹性泡沫体来说，使用多羟基化合物和低分子量交联剂的混合物。对于硬质泡沫体来说，羟值范围优选为350-700。当羟值是以上给出的范围的中间值时，提供具有所需挠性的半硬质泡沫体。此外，对于挠性聚氨酯泡沫体来说，多羟基化合物的平均官能度可以是约2-约4，和分子量为约2000-约6000。对于硬质泡沫体来说，多羟基化合物组分的官能度典型地为约4-约8。
在一个实施方案中，当多羟基化合物是聚酯时，聚酯是由多羧酸与多元醇反应制备的具有相对高羟值和相对低酸值的树脂。聚酯中的酸组分优选是二元或多元酸类型且通常不含反应性不饱和度，例如烯属或炔属基团。不饱和度，例如在这些芳族酸的环，例如邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸或类似物内出现的不饱和度，不是烯属不饱和度且不具有反应性。因此，芳族酸可用作酸组分。也可使用脂族酸，例如琥珀酸、己二酸、癸二酸和壬二酸。在一个实施方案中，聚酯中的醇组分含有多个羟基且可以是例如脂族醇，例如乙二醇、甘油、季戊四醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、甘露醇、山梨醇或甲基糖苷。视需要，也可使用两种或更多种以上所述的醇的混合物。
当含羟基的组分是在挠性聚氨酯泡沫体中使用的聚醚多羟基化合物时，该多羟基化合物可以是例如官能度为约2-4的多元醇的环氧烷加合物。环氧烷可以是例如环氧乙烷、环氧丙烷或1，2-环氧丁烷或这些中的一些或所有的混合物。多羟基化合物的分子量范围合适地为约2000-约7000。对于挠性聚醚聚氨酯泡沫体来说，环氧烷优选是环氧丙烷或环氧丙烷和环氧乙烷的混合物。
对于硬质聚醚聚氨酯泡沫体来说，多羟基化合物的官能度典型地为约3-约8，和分子量为约300-约1200。对于硬质聚醚聚氨酯泡沫体来说，可通过各种方式制备多羟基化合物，其中包括上述环氧烷对官能度为约3-8的多元醇的加成。这些多羟基化合物也可以是例如苯酚、烷醇胺和甲醛的Mannich缩合产物，所述Mannich缩合产物然后与环氧烷反应(参见美国专利No.3297597，在此通过参考引入)。
除了聚醚和聚酯多羟基化合物以外，聚合物或接枝多羟基化合物也可用于本发明的方法中。存在数类聚合物多羟基化合物。通常使用术语接枝多羟基化合物描述其中乙烯基单体接枝共聚的三组分体(trio)。苯乙烯和丙烯腈是常见的单体选择。称为聚脲改性的多羟基化合物的另一类聚合物多羟基化合物是通过二胺和TDI反应形成的含聚脲分散体的多羟基化合物。通过在多羟基化合物内就地聚合TDI和烷醇胺，形成这类聚合物多羟基化合物的变体(称为PIPA多羟基化合物)。
在聚酯和聚醚泡沫体二者内，相对于异氰酸酯化合物，所使用的含羟基的多羟基化合物的用量通常应当使得与游离羟基相比，异氰酸酯基以至少等当量存在，和优选略过量。优选地，使得各成分成比例，以便提供约0.9-约1.5mol当量异氰酸酯基/mol当量羟基。然而，对于一些泡沫体来说，我们发现使用本发明的催化剂，异氰酸酯对羟基的摩尔当量可以低至0.4。
当使用水时，基于羟基化合物，水的用量范围合适地为约0.05mol-约10.0mol/mol当量羟基化合物。
在本发明范围内的是使用发泡剂，例如气体或产气材料。一般地，这些发泡剂是惰性的。例如，可使用卤化低沸点烃，例如三氯单氟甲烷和二氯甲烷、二氧化碳、氮气等。惰性发泡剂降低在制备挠性聚氨酯泡沫体中所要求的过量异氰酸酯和水的用量。对于硬质泡沫体来说，常常避免使用水，和仅只使用附加发泡剂。选择合适的发泡剂是本领域技术人员的普通技术知识范围内。参见例如美国专利No.3072082，在此通过参考引入。
基于含羟基的化合物和多异氰酸酯的结合重量，可用于制备聚氨酯泡沫体的本发明的催化剂的用量为约0.03-约10.0wt％。更通常地，所使用的催化剂的用量为0.06-约2.0wt％。
本发明的催化剂可单独使用或者以与一种或更多种其他催化剂，例如叔胺或与有机锡化合物或其他聚氨酯催化剂的混合物形式使用。有机锡化合物，尤其可用于制备挠性泡沫体的有机锡化合物可合适地为亚锡或锡化合物，例如羧酸的亚锡盐，三烷基氧化锡、二烷基二卤化锡、二烷基氧化锡等，其中锡化合物中的有机部分的有机基团是含1-8个碳原子的烃基。例如，可使用二月桂酸二丁锡、二乙酸二丁锡、二乙酸二乙锡、二乙酸二己锡、二-2-乙基己基氧化锡、二辛基二氧化锡、辛酸亚锡、油酸亚锡等或其混合物。这种叔胺包括三烷基胺(例如，三甲基胺、三乙基胺)、杂环胺，例如N-烷基吗啉(例如，N-甲基吗啉、N-乙基吗啉等)、1，4-二甲基哌嗪、三亚乙基二胺等，和脂族多胺，例如N，N，N′，N′-四甲基-1，3-丁二胺。
还使用常规配方成分，例如泡沫稳定剂，也称为硅油或乳化剂。泡沫稳定剂可以是有机硅烷或硅氧烷。例如，可使用具有下式的化合物：
R5Si[O-(R5SiO)n-(氧基亚烷基)mR5]3
其中R5在每一情况下独立地为含1-4个碳原子的烷基或亚烷基；n是4-8的整数，m是20-40的整数；和氧基亚烷基衍生于环氧丙烷和环氧乙烷。参见例如美国专利No.3194773，在此通过参考引入。
可使用的其他常规的添加剂和助剂尤其包括泡孔调节剂、交联剂、阻燃剂、增塑剂、填料、颜料。
在制备挠性泡沫体中，可通过所谓的“一步法”，同时紧密地彼此混合各成分，以一步法提供泡沫体。在这一情况下，水应当包括至少一部分(例如10％-100％)发泡剂。前述方法对本领域技术人员来说是已知的，这通过下述出版物：duPont Foam Bulletin，“Evaluationof Some Polyols in One-Shot Resilient Foams”，1960年3月22日来佐证。
当希望制备硬质泡沫体时，使用“一步法”或所谓的“半预聚法”，其中含羟基的组分优选平均含有约4-8个反应性羟基/分子。
根据“半预聚法”，在不存在催化剂的情况下，使一部分含羟基的组分与多异氰酸酯组分反应，其比例使得基于多羟基化合物，在反应产物内提供约20％-约40％游离异氰酸酯基。为了制备泡沫体，添加其余部分的多羟基化合物，并允许这两种组分在催化体系，例如以上所述的那些和其他合适的添加剂，例如发泡剂、泡沫稳定剂、阻燃剂等存在下反应。发泡剂(例如卤化低级脂族烃)、泡沫稳定剂、阻燃剂等可加入到预聚物或其余多羟基化合物或二者中，之后混合该组分，于是在反应最后提供硬质聚氨酯泡沫体。
根据本发明，也可通过已知的技术，制备聚氨酯弹性体和涂层，其中使用本发明的催化剂。
相对于下述具体实施例，进一步阐述本发明，其中实施例仅仅以阐述方式给出，且决不限制本发明的范围。
在所有实施例中列举的用量以重量份计。全部通过常规方式，使用常规的多羟基化合物、异氰酸酯和添加剂，制备泡沫体。例如，在常规的泡沫体制备中，参见美国专利No.4101470的公开内容，在此通过参考引入。
使用下述方法制备并评价在以下给出的实施例中所述的聚氨酯泡沫体。改变催化剂的用量，以提供与对比配方类似的反应曲线。
泡沫体制备
在粘弹性配方中评价选择的胺催化剂。对于物理性能来说，在300×150×150mm硬纸板盒内制备泡沫体。
对于物理性能来说，使用free-rise实验，进行实验室规模的试验，以实现反应性曲线，并在正方形模具内使用手混技术，制备泡沫体。使用配有高剪切混合刀片的机械驱动的混合器，进行手混。
对于所有实验来说，泡沫体的生产牵涉制备预混物，所述预混物由多羟基化合物、开孔剂、水和表面活性剂组成。在生产泡沫体之前，允许该预混物脱气，并称取到合适尺寸的混合杯内。添加适量的单独的胺催化剂到所测量用量的预混物内并在纸杯内混合15秒，接着立即添加异氰酸酯，并继续混合7秒。将正反应的泡沫体立即倾倒在容器内。
在挠性板材配方情况下，在添加异氰酸酯之前，独立地添加辛酸亚锡，并混合额外10秒。
在反应过程中，记录反应性曲线；记录乳白时间、杯子顶部、上升末端和正常(health)发泡时间。
挠性模塑泡沫体
在这一实验中所使用的模具为380×380×100mm。模具温度为45℃-48℃和脱模时间为2-6分钟。在脱模之后，使用辊，通过2英寸的间隙和通过1英寸的间隙机械粉碎泡沫体各三次。在65℃下后固化TDI泡沫体30分钟。7天之后测量物理性能。
挠性板材泡沫体
在聚醚板材配方内评价选择的胺催化剂。对于物理性能来说，在300×300×150mm的硬纸板盒内制备泡沫体并在7天之后切割。
胺的释放测量-静态顶空试验
根据Volkswagen PV 3341工序，这一试验测定泡沫体的VOC释放。由于我们已经进行了这一试验，因此将1g泡沫体放置在密封的小瓶内，然后经5小时加热到120℃。将小瓶内加热的顶空注射到气相色谱中。以微克碳/克样品形式测定相对于丙酮的数值。与起始的机动车试验相比，可出现一些结果偏离，这是因为稍微不同的实验GC条件所致。然而，所产生的释放量提供有价值的对比评定，以评估泡沫体和配方组分的释放贡献。
泡沫体的气味试验小组成员评价
由于气味可以但不总是与VOC释放水平有关，因此使用气味试验小组成员单独进行气味评估。在每一情况下，一次比较仅仅3块泡沫体。对每一泡沫体给出等级3-1，其中3代表最大的气味和1代表最小的气味。基于试验小组成员的参与人数，计算平均等级。
物理性能的试验方法
在环境条件下，调节为物理性能而生产的所有泡沫体至少1周，并放置在23℃和50％相对湿度的调节腔室内至少24小时，之后进行试验。根据ASTM D 3574标准进行试验，所不同的是压缩应力/应变特征(它根据ISO 3386标准进行)，和湿度老化(它根据Volkswagen PV3410进行)。
此处所使用的实验催化剂1是N，N，N′-三甲基双(氨乙基)醚，实验催化剂2是二甲基氨基乙氧基丙基胺，和实验催化剂3是(3-氨丙基)(2-羟乙基)甲基胺。
实施例I-VII
这些实施例阐述了本发明的催化剂在TDI基模塑的挠性泡沫体应用中作为催化剂的用途。实施例I-IV是对比例。实施例I是在体系中具有痕量非挥发性催化剂(JEFFCATTM ZF-10)的挥发性催化剂体系的实例。实施例II-IV是制备泡沫体所使用的反应性催化剂(非挥发性催化剂)的实例。实施例V-VII阐述了实验催化剂1结合数种不同的反应性胶凝催化剂的用途。下表1中给出了结果。
开孔剂是具有大于45％环氧乙烷含量但小于80％环氧乙烷的高分子量的聚醚多羟基化合物。其余环氧烷是环氧丙烷。引发剂可以是甘油或其他多元醇。
DEOA是在泡沫体中所使用的稳定剂且是本领域已知的。
对照催化剂是JEFFCAT(R)ZF-22和JEFFCAT(R)TD-33A。对照催化剂是在聚氨酯工业中的标准实践。它们使泡沫体产生高的释放和气味。反应性催化剂则没有。反应性催化剂通常得到差的湿气老化性能，令人惊奇地，它们得到与对照相当的性能。
JEFFCATTMZR-50是由Huntsman制造的2-丙醇，1-(双(3-(二甲基氨基)丙基)氨基)-，CAS#67151-63-7。
JEFFCATTM DPA是由Huntsman制造的2-丙醇，1，1′-(3-(二甲基氨基)丙基)亚氨基)双，CAS#63469-23-8。
JEFFCATTMZ-130是由Huntsman制造的1，3-丙二胺，N′-(二甲基氨基)丙基)-N，N-二甲基-，CAS#6711-48-4。
JEFFCATTMZF-22是由Huntsman制造的2，2′-氧基双(N，N-二甲基乙胺)CAS#3033-62-3在二丙二醇CAS#25265-71-8内的70％溶液。
JEFFCATTMTD-33A是由Huntsman销售的三亚乙基二胺CAS#280-57-9在二丙二醇内的33％溶液。
SUPRASEC 1056是由Huntsman制造的改性MDI当量128.8。
Voranol 3010是由The Dow Chemical Company制造的甘油基混合EO/PO聚醚多羟基化合物，羟值56mg KOH/g。
JEFFOLTMG-30-240是由Huntsman制造的甘油基聚醚多羟基化合物，羟值240mg KOH/g。
Voranol CP 1431是由The Dow Chemical Co.制造的具有大于40％EO的甘油基聚醚多羟基化合物，它充当开孔剂多羟基化合物。
Niax L-620是在挠性板材泡沫体使用的硅氧烷表面活性剂。
调节催化剂的用量，得到合适的反应速度。在对照中存在很少的活性催化剂，因为它们在DPG溶液内，但甚至在采用更多或更大量的催化剂情况下，通过气味试验小组成员和通过VOC试验，测定反应性催化剂得到较少的气味。释放为对照量的1/3。
表1-在TDI基模塑泡沫体配方内催化剂的评价
Figure G2008800209503D00121
Figure G2008800209503D00131
对照催化剂由0.23pbw JEFFCATTMTD-33a、0.01pbwJEFFCATTMZF-10和0.26pbw Niax 4-400制造。
实施例V-VII的泡沫体拥有改进的发泡时间、消粘时间、乳白时间和改进的胶凝与流动平衡。在表1中，实验催化剂1显示出与对照类似的性能。压缩变定也好于体系内的这一催化剂。它还表明与其他反应性催化剂相比，释放结果低。
实施例VIII-X
这些实施例阐述本发明的催化剂在MDI基模塑挠性泡沫体应用中作为催化剂的用途。实施例VIII和IX是对比例。实施例X阐述了使用实验催化剂2结合反应性胶凝催化剂。下表2中给出了结果。
表2
Figure G2008800209503D00132
Figure G2008800209503D00151
在该表中，改进也是与对照相比，这一催化剂的释放下降。其他性能类似。
实施例XI-XIV
这些实施例阐述本发明催化剂在标准挠性板材泡沫体应用中作为催化剂的用途。实施例XI和XII是对比例。实施例XIII和XIV阐述使用实验催化剂1和2结合典型的胶凝催化剂。下表3中给出了结果。
表3-在标准挠性板材泡沫体配方中评价催化剂
Figure G2008800209503D00152
Figure G2008800209503D00161
当在实施例中使用实验催化剂#1和#2时，实施例XIII和XIV的泡沫体具有类似的物理性能，但具有较小的气味。
实施例XV-XVII
这些实施例阐述本发明的催化剂在粘弹性泡沫体应用中作为催化剂的用途。实施例XV是对比例。实施例XVI和XVII阐述了使用实验催化剂1和2结合典型的胶凝催化剂。下表4中给出了结果。
表4-在粘弹性泡沫体配方中催化剂的评价
Figure G2008800209503D00171
当在实施例中使用实验催化剂#1或#2时，实施例XVI和实施例XVII的泡沫体具有类似的物理性能，但具有较小的气味。
实施例XVIII-XXII
这些实施例阐述了本发明的催化剂在粘弹性泡沫体应用中作为催化剂的用途。实施例XVIII和XXII是对比例。实施例XIX-XXI示出了使用实验催化剂1-3结合典型的胶凝催化剂。下表5中给出了结果。采用实验催化剂#1-3，制备良好的泡沫体。
表5
  XVIII   XIX   XX   XXI   XXI I
  Voranol 3010   30   30   30   30   30
  XVIII   XIX   XX   XXI   XXI I
  JEFFOL G30-240   70   70   70   70   70
  CP-1421   7   7   7   7   7
  水   1.95   1.95   1.95   1.95   1.95
  Niax L 620   1   1   1   1   1
  JEFFCAT ZF-10催化剂   0.22
  实验催化剂1   0.48
  实验催化剂2   0.48
  实验催化剂3   0.48
  JEFFCAT ZF-22催化剂   0.22
  JEFFCAT DMEA(0.2)   0.22   0.22   0.22   0.22   0.22
  JEFFCAT TD-33A   0.29   0.29   0.29   0.29   0.29
  T-cat 140   0.14   0.14   0.14   0.14   0.14
  指数   85   85   85   85   85
  TDI   40.3   40.3   40.3   40.3   40.3
  乳白时间(s)   13   15   15   15   12
  杯子顶部(s)   62   73   66   78   45
  放气时间，s   126   139   126   146   114
  密度(lb/cu-ft)   3.1   3.1   3.3   3.1   3
  气体流速(scfm)   1   0.4   1   0.9   1.1
  落球回弹(％)   4.3   4.5   5.5   5   4.2
实施例XIX-XXI的泡沫体具有改进的发泡时间、消粘时间和改进的胶凝与流动平衡。
鉴于本发明的说明书，本发明的进一步的改性和替代实施方案对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，本说明书解释为仅仅阐述且是为了教导本领域技术人员实施本发明方式的目的。要理解，此处所示和描述的本发明的形式被视为例举实施方案。等价元素或材料可替代此处所阐述和描述的那些，和可独立于使用其他特征的方式使用本发明的一些特征，因为在受益于本发明说明书之后，所有这些对本领域的技术人员来说是显而易见的。

Claims (26)

1.使用至少一种式A的化合物形成的聚氨酯：
Q-(R6)-M-(R7)-NR3R4
其中Q是OH或NR1R2；M是O或NR5，其中R5是R1或H；R1是1-6个碳的烷基或亚烷基醇，特别是CH3、CH2CH3或CH2CH2OH；R2是1-6个碳的烷基或亚烷基醇，特别是CH3、CH2CH3或-CH2CH2OH；R3是氢或1-6个碳的烷基，特别是H、CH3、CH2CH3；R4是氢；其中R6是2-5个碳的亚烷基；和其中R7是2-5个碳的亚烷基。
2.权利要求1的聚氨酯，其中所述至少一种化合物具有式B：
Figure F2008800209503C00011
其中x是2-5的整数；和y是2-5的整数。
3.权利要求1的聚氨酯，其中聚氨酯为泡沫体形式。
4.权利要求1的聚氨酯，其中R1是CH3、CH2CH3或CH2CH2OH。
5.权利要求1的聚氨酯，其中R2是CH3、CH2CH3或CH2CH2OH。
6.权利要求1的聚氨酯，其中R3是H、CH3或CH2CH3。
7.权利要求1的聚氨酯，其中R1是CH3、CH2CH3或CH2CH2OH；R2是CH3、CH2CH3或CH2CH2OH；和R3是H、CH3或CH2CH3。
8.权利要求1的聚氨酯，其中式A的化合物是N，N，N′-三甲基双(氨乙基)醚、二甲基氨基乙氧基丙基胺和(3-氨丙基)(2-羟乙基)甲基胺。
9.权利要求1的聚氨酯，其中聚氨酯为泡沫体形式，和其中R1是CH3、CH2CH3或CH2CH2OH；R2是CH3、CH2CH3或CH2CH2OH；和R3是H、CH3或CH2CH3。
10.权利要求1的聚氨酯，其中所述至少一种式A的化合物在聚氨酯内的存在量为约0.03-约10.0wt％。
11.权利要求1的聚氨酯，其中所述至少一种式A的化合物在聚氨酯内的存在量为约0.06-约2.0wt％。
12.权利要求1的聚氨酯，其中聚氨酯由TDI或MDI或这二者制造。
13.权利要求1的聚氨酯，其中聚氨酯由聚酯多羟基化合物、聚醚多羟基化合物或这二者制造。
14.制备聚氨酯的方法，该方法包括在催化量的至少一种式A化合物存在下，使有机多异氰酸酯与多羟基化合物反应：
Q-(R6)-M-(R7)-NR3R4
其中Q是OH或NR1R2；M是O或NR5，其中R5是R1或H；R1是1-6个碳的烷基或亚烷基醇，特别是CH3、CH2CH3或CH2CH2OH；R2是1-6个碳的烷基或亚烷基醇，特别是CH3、CH2CH3或-CH2CH2OH；R3是氢或1-6个碳的烷基，特别是H、CH3、CH2CH3；R4是氢；其中R6是2-5个碳的亚烷基；和其中R7是2-5个碳的亚烷基。
15.权利要求14的方法，其中所述至少一种化合物具有式B：
Figure F2008800209503C00021
其中x是2-5的整数；和y是2-5的整数。
16.权利要求14的方法，其中聚氨酯为泡沫体形式。
17.权利要求14的方法，其中R1是CH3、CH2CH3或CH2CH2OH。
18.权利要求14的方法，其中R2是CH3、CH2CH3或CH2CH2OH。
19.权利要求14的方法，其中R3是H、CH3或CH2CH3。
20.权利要求14的方法，其中R1是CH3、CH2CH3或CH2CH2OH；R2是CH3、CH2CH3或CH2CH2OH；和R3是H、CH3或CH2CH3。
21.权利要求14的方法，其中式A的化合物是N，N，N′-三甲基双(氨乙基)醚、二甲基氨基乙氧基丙基胺和(3-氨丙基)(2-羟乙基)甲基胺。
22.权利要求14的方法，其中聚氨酯为泡沫体形式，和其中R1是CH3、CH2CH3或CH2CH2OH；R2是CH3、CH2CH3或CH2CH2OH；和R3是H、CH3或CH2CH3。
23.权利要求14的方法，其中所述至少一种式A的化合物在聚氨酯内的存在量为约0.03-约10.0wt％。
24.权利要求14的方法，其中所述至少一种式A的化合物在聚氨酯内的存在量为约0.06-约2.0wt％。
25.权利要求14的方法，其中聚氨酯由TDI或MDI或这二者制造。
26.权利要求14的方法，其中聚氨酯由聚酯多羟基化合物、聚醚多羟基化合物或这二者制造。
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