CN103732645A - 增稠剂作为聚氨酯胺催化剂稀释剂的用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于生产聚氨酯泡沫体的胺催化剂组合物。该胺催化剂组合物包含胺催化剂和含有增稠剂和水的稀释剂。使用这种稀释剂代替常规的二醇，降低了生产聚氨酯泡沫体过程中的原材料和加工成本以及环境问题。

Description

增稠剂作为聚氨酯胺催化剂稀释剂的用途
交叉引用的相关申请
本申请要求2011年8月11日提交的美国临时申请序列号61/522,349的优先权。
关于联邦政府资助的研究或者开发的声明
不适用。
发明领域
本发明涉及一种用于生产聚氨酯泡沫体的胺催化剂组合物。具体地，本发明的胺催化剂组合物包含胺催化剂和包含增稠剂和水的稀释剂。
发明背景
聚氨酯泡沫体是广泛已知的，并且被用于多种应用，包括但不限于汽车和住宅工业。这些泡沫体通过多异氰酸酯与多元醇在不同的添加剂存在下反应来生产。一种这种添加剂是胺催化剂，其被用于加速发泡(水与多异氰酸酯反应来产生CO2)和凝胶化(多元醇与多异氰酸酯反应)。
用于聚氨酯泡沫体生产的常规的胺催化剂通常具有低的、水状粘度。因为它们粘度低，这些催化剂在制造过程中的转移变得极其困难。所以，它们经常与稀释剂合并来将该组合物的粘度调整，以提供更容易的处理和转移。
例如，在市售的柔性块状聚氨酯泡沫体生产中，将胺催化剂从存储槽经由机械泵转移到泡沫体混合头。大多数的这些泵被设计来转移粘度大于50cps的液体。但是，胺催化剂粘度通常远低于此，并因此不能精确地和连贯地转移。克服这个问题的一种方式是将胺催化剂与较高粘度的稀释剂，特别是粘度为约75-300cps的二醇(例如乙二醇、丙二醇或二丙二醇)合并。在一些情况中，高到90%的期望的二醇可以与胺催化剂合并，以达到最终所需的组合物粘度。但是，使用这些二醇增加了原材料和加工成本以及产生了环境问题。
因此，本发明的一个目标是提供用于胺催化剂组合物的新稀释剂，其成本有效和环境友好。
发明内容
本发明涉及用于胺催化剂组合物的稀释剂，其成本有效和环境友好。根据一个实施方案，该稀释剂包含增稠剂和水。
在另一实施方案中，本发明提供了一种用于生产聚氨酯泡沫体的胺催化剂组合物，其包含胺催化剂和本发明的稀释剂。
在又一实施方案中，提供了聚氨酯泡沫体配制物，其包含含有异氰酸酯官能团的化合物、含有活性氢的化合物和本发明的胺催化剂组合物。
具体实施方式
如果在此出现，术语“包含”及其派生词并非意在排除任何另外的组分、步骤或程序的存在，无论其是否在此公开。为了避免任何疑义，这里使用术语“包含”来要求保护的全部组合物可以包括任何另外的添加剂、辅助剂或者化合物，除非有相反指示。相反，如果在此出现，术语“基本由……组成”则从任何随后表述的任何其他组分、步骤或程序的范围中排除，除了对于可操作性而言并不必要的那些之外，如果使用术语“由……组成”，则排除没有明确描述或者列出的任何组分、步骤或程序。除非另有指示，术语“或”指的是单个以及任意组合的所列成员。
在此使用的冠词“一个/种”表示一个/种或者多于一个/种(即，至少一个/种)的冠词的语法对象。作为例子，“一个环氧”表示一个环氧或者多于一个环氧。
表述“在一个实施方案中”、“根据一个实施方案”等通常表示在该措辞之后的具体的特征、结构或者特性包括在本发明的至少一个实施方案中，并且可以包括在本发明的多于一个实施方案中。重要的是，这种表述不必需指的是相同的实施方案。
如果说明书声称组分或特征“可以”、“能够”、“会”或“可能”被包括或者具有一个特性，则具体的组分或特征不需要被包括或者具有该特性。
本发明总体上涉及新的胺催化剂组合物，其包含含有增稠剂和水的稀释剂，并且涉及使用该组合物制造的柔性聚氨酯泡沫体产品(例如厚板、模制和微孔聚氨酯泡沫体。已经令人惊讶的发现，使用增稠剂和水作为稀释剂代替二醇，使原材料成本明显降低。另外，与常规的稀释剂相比，使用本发明的稀释剂提供了加工成本的明显降低，这是因为它们不需要存储、转移和混合大量的二醇。最后，本发明的稀释剂是安全的、无危险的和优选不易燃的，其消除了与使用二醇稀释剂有关的环境问题。作为此处使用的，术语“不易燃的”目的是描述闪点为至少37.8℃，更优选至少45℃，最优选至少50℃的稀释剂。对于不易燃的液体来说，在由美国马萨诸塞州的National Fire Protection Association出版的1996版，NFPA30，the Flammable and Combustible Liquids Code中所定义的闪点限度是37.8℃。
本发明的胺催化剂组合物催化在聚氨酯泡沫体生产中的含有异氰酸酯官能团的化合物与含有活性氢的化合物(例如醇、多元醇、胺或水)之间的反应。因此，在生产泡沫聚氨酯的过程中，胺催化剂组合物可以催化羟基与异氰酸酯的凝胶化反应以形成聚氨酯，和/或水与异氰酸酯的发泡反应以释放出二氧化碳。
根据一个实施方案，该胺催化剂组合物包含至少一种胺催化剂。该胺催化剂可以是含有伯、仲或者叔胺基团的任何化合物。在一些实施方案中，该胺催化剂可以包含2-20个碳原子。在一种具体的实施方案中，该胺催化剂组合物包含至少约5重量%的胺催化剂，基于胺催化剂组合物的总重量。在另一实施方案中，该胺催化剂组合物包含至少约10重量%的胺催化剂，基于胺催化剂组合物的总重量。在又一实施方案中，该胺催化剂组合物包含不大于约99重量%的胺催化剂，基于胺催化剂组合物的总重量。在另一实施方案中，该胺催化剂组合物包含不大于约95重量%的胺催化剂，基于胺催化剂组合物的总重量。在另一实施方案中，该胺催化剂组合物包含不大于约90重量%的胺催化剂，基于胺催化剂组合物的总重量。在另一实施方案中，该胺催化剂组合物包含约95重量%-约5重量%的胺催化剂，基于胺催化剂组合物的总重量。在又一实施方案中，该胺催化剂组合物包含约90重量%-约10重量%的胺催化剂，基于胺催化剂组合物的总重量。
在一个具体的实施方案中，该胺催化剂是叔胺化合物。该叔胺化合物可以对于多元醇与多异氰酸酯之间的反应具有催化活性，并且包含至少一个叔胺基团的任何化合物。代表性的叔胺化合物包括但不限于二甲基氨基丙胺、二甲基氨基乙氧基丙胺、五甲基二亚乙基三胺、三甲胺、三乙胺、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、N,N-二甲基苄基胺、N,N-二甲基乙醇胺、N,N,N’,N’-四甲基-1,4-丁二胺、N,N-二甲基哌嗪、1,4-重氮双环-2,2,2-辛烷、双(二甲基氨基乙基)醚、双(2-二甲基氨基乙基)醚、吗啉、N-取代的吗啉(例如N-甲基或N-乙基吗啉)、双4,4’-(氧代二-2,1-乙烷二基)、三亚乙基二胺、五甲基二亚乙基三胺、二甲基环己基胺、N-十六烷基N,N-二甲胺、N-椰油-吗啉、N,N-二甲基氨基甲基N-甲基乙醇胺、N,N,N’-三甲基-N’-羟乙基双(氨基乙基)醚、N,N-双(3-二甲基氨基丙基)N-异丙醇胺、(N,N-二甲基)氨基-乙氧基乙醇、N,N,N’,N’-四甲基己二胺、1,8-二氮杂双环-5,4,0-十一碳烯-7、N,N-二吗啉基二乙基醚、N-甲基咪唑、二甲基氨基丙基二丙醇胺、双(二甲基氨基丙基)氨基-2-丙醇、四甲基氨基双(丙胺)、(二甲基(氨基乙氧基乙基))((二甲基胺)乙基)醚、三(二甲基氨基丙基)胺、二环己基甲基胺、双(N,N-二甲基-3-氨基丙基)胺、N,N-双(3-二甲基氨基丙基)-N-异丙醇胺、1,3-丙二胺、1,2-亚乙基哌啶、甲基-羟乙基哌嗪、二甲基氨基丙基-S-三嗪、双二甲基氨基丙基脲及其混合物。
能够用于本发明的其他胺催化剂可以在Herrington等人的“DowPolyurethanes Flexible Foams”的附录D的第D.1-D.23页(1997)中找到，其在此引入作为参考。市售的胺催化剂的例子包括
Figure BDA0000464818150000041
牌催化剂，例如
Figure BDA0000464818150000042
ZF-20催化剂(可获自Huntsman PetrochemicalLLC)。另外的例子可以在“
Figure BDA0000464818150000051
Amine catalysts for thePolyurethane Industry”JCT-0910版中找到，其在此引入作为参考。
除了胺催化剂之外，胺催化剂组合物进一步包含含有增稠剂和水的稀释剂。该增稠剂可以是能够在水中形成凝胶和将胺催化剂组合物的粘度提高到适当水平的任何天然有机材料或合成有机材料。在一个具体的实施方案中，胺催化剂组合物包含至少约1重量%的稀释剂，基于胺催化剂组合物的总重量。在另一实施方案中，该胺催化剂组合物包含至少约10重量%的稀释剂，基于胺催化剂组合物的总重量。在又一实施方案中，该胺催化剂组合物包含不大于约90重量%的稀释剂，基于胺催化剂组合物的总重量。在再一实施方案中，该胺催化剂组合物包含不大于约80重量%的稀释剂，基于胺催化剂组合物的总重量。在另一实施方案中，该胺催化剂组合物包含约1重量%-约90重量%的稀释剂，基于该胺催化剂组合物的总重量。在又一实施方案中，该胺催化剂组合物包含约10重量%-约80重量%的稀释剂，基于胺催化剂组合物的总重量。
在一个实施方案中，该增稠剂包括纤维素醚。本发明的纤维素醚优选是水溶性的。作为此处使用的，术语“水溶性的”表示在25℃和1大气压，至少1g和优选至少2g的纤维素醚可溶于100g的蒸馏水。水溶解度可以通过调整纤维素醚上的醚取代度和通过调整疏水取代基(当存在时)的取代程度而变化。用于改变纤维素醚的水溶解度的技术是本领域技术人员已知的。
在一个实施方案中，该纤维素醚是烷基纤维素醚、羟烷基纤维素醚，羧烷基纤维素醚、羟烷基聚氧化烷基纤维素醚或其组合。该烷基纤维素醚、羟烷基纤维素醚、羧烷基纤维素醚或羟烷基聚氧化烷基纤维素醚可以具有C1-10烷基。
烷基纤维素醚的例子包括但不限于：甲基纤维素醚和乙基纤维素醚；羟烷基纤维素醚的例子包括但不限于：羟乙基纤维素醚和羟丙基纤维素醚；羧烷基纤维素醚的例子包括但不限于：羧甲基纤维素醚；和纤维素的混合醚的例子包括但不限于：羟乙基甲基纤维素醚、羟丙基甲基纤维素醚和羟乙基乙基纤维素醚。还可以使用这些纤维素醚的水溶性盐，例如羧甲基纤维素钠或羟乙基纤维素钠。
在一些实施方案中，该纤维素醚的平均取代度“DS”可以是0.1-3.0，更优选0.5-1.5。另外，该纤维素醚的分子量可以是约10,000克/克摩尔-约2×106克/克摩尔，并且在另一实施方案中，可以是约70,000克/克摩尔-约1×106克/克摩尔。作为此处使用的，术语“分子量”表示重均分子量。测定纤维素醚的重均分子量的方法是本领域技术人员已知的，例如通过低角度激光散射来测量。
在另外的实施方案中，纤维素醚的粘度可以是约5厘泊-约6000厘泊，优选约100厘泊-约3000厘泊。作为此处使用的，除非另有指示，术语“粘度”指的是在25℃用Brookfield粘度计所测量的纤维素醚的1重量%水溶液的粘度。这种粘度测量技术是本领域已知的，并且描述在ASTM D2364-89中。该纤维素醚的平均粒度不是关键的，但是可以是约0.01微米-约1000微米和更优选约50-约400微米。
在另一实施方案中，该增稠剂包括淀粉。淀粉是天然碳水化合物链，其包含聚合的糖分子(葡萄糖)。淀粉由包含两种类型的葡萄糖聚合物的颗粒形成：单链的直链淀粉和支化的支链淀粉。通常，淀粉颗粒不溶于冷水。但是，如果外部隔膜例如通过研磨而破坏，则颗粒可以在冷水中溶胀来形成凝胶。在热水中，颗粒快速溶胀，然后破裂，通过包围的水实现淀粉的凝胶化作用。成胶状作用产生自直链淀粉和支链淀粉链的缠绕结构物质中通过氢键合的水分子结合。
虽然淀粉产生在许多植物中，但是最重要的来源是谷物的种子(例如玉米、蜡质玉米、小麦、高粱、大米和蜡质大米)、块茎(例如马铃薯)、根类(例如木薯淀粉(即木薯)、甘薯和竹芋)、和西谷椰子的木髓。如果处于天然状态，则这种淀粉被称作“未改性的”淀粉。如果在水中凝胶化，则它们变成“凝胶化的”或者“成胶状的”淀粉。如果凝胶化然后干燥以形成粉末，则它们是“预凝胶化的”或者“预成胶状的”淀粉。如果通过例如醚化、酯化、氧化、酸水解、胺化、酶转化、交联、聚合等来化学改变，则它们被称作“改性的”淀粉。典型的改性的淀粉包括酯，例如二羧酸/酸酐(特别是链烯基琥珀酸/酸酐)的乙酸酯和半酯；醚，例如羟乙基和羟丙基淀粉；氧化的淀粉，例如用次氯酸盐氧化的淀粉；用交联剂反应的淀粉，所述交联剂例如磷酰氯、表氯醇、疏水阳离子环氧化物和通过与正磷酸钠或钾或者三聚磷酸钠或钾反应所制备的磷酸盐衍生物，及其组合。改性的淀粉还包括海凝胶(seagel)、长链烷基淀粉、糊精、胺淀粉和二醛淀粉。
因为预成胶状的和许多改性的淀粉在冷水中凝胶化，因此这种淀粉可以加入到胺催化剂组合物中以提高粘度而无需加热。在其他实施方案中，可以使用未改性的淀粉，这归因于它们的低成本和因为它们产生了相当的组合物。
根据一个实施方案，淀粉是马铃薯淀粉，其快速凝胶化并在约65℃达到最大的粘度，其然后在混合物进一步加热时稍微降低。也可以使用蜡质玉米淀粉，其以类似的方式起作用。当凝胶化时，马铃薯淀粉和蜡质玉米淀粉二者都产生高粘度流体。但是，可以使用具有类似溶胀特性的任何淀粉，并且通常优于在两个或更多个阶段中溶胀的淀粉。不过，将会理解的是，任何淀粉均可以在本发明的范围内作为增稠剂使用。
其他天然有机材料增稠剂包括但不限于有机粘土、角叉菜胶、肉桂胶、迪优坦胶(diutan gum)、结冷胶(gellan gum)、海藻酸、藻胶、琼脂、阿拉伯树胶、瓜尔胶、刺槐豆胶、刺梧桐树胶、韦兰胶(whelun gum)、黄原胶、黄芪胶、来源于玉米的醇溶谷蛋白(即玉米蛋白)、胶原(即从动物结缔组织中提取的衍生物，例如明胶和胶)和酪蛋白(即来源于牛奶)。
合成有机材料增稠剂包括但不限于粘土、纳米粘土、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯基甲基醚、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚乙烯基丙烯酸、聚乙烯基丙烯酸盐、聚丙烯酰胺、环氧乙烷聚合物、聚乳酸和胶乳(其是一个宽的类别，包括多种在水乳液中形成的可聚合的物质；一个例子是苯乙烯-丁二烯共聚物)。
代表性的市售增稠剂包括但不限于
Figure BDA0000464818150000071
系的黄原胶(可获自CP Kelco)和
Figure BDA0000464818150000072
系的黄原胶(可获自R.T.Vanderbilt Co.)；迪优坦胶例如
Figure BDA0000464818150000073
XT，KELCO-VISTM和KELCO-迪优坦胶(全部可获自CP Kelco)；
Figure BDA0000464818150000075
系的结冷胶(可获自CPKelco)；
Figure BDA0000464818150000081
角叉菜胶(可获自CP Kelco)，
Figure BDA0000464818150000082
系的水质胶体(可获自Noveon,Inc.)；天然或合成粘土，包括膨润土、锂蒙脱石、蒙脱石和其他硅酸盐，例如可获得等级的
Figure BDA0000464818150000083
、
Figure BDA0000464818150000084
和膨润土、
Figure BDA0000464818150000086
蒙脱石、
Figure BDA0000464818150000087
硅酸镁铝、
Figure BDA0000464818150000088
硅酸盐和
Figure BDA0000464818150000089
硅酸盐(全部可获自Southern Clay Products,Inc.)和可获得等级的
Figure BDA00004648181500000810
膨润土、锂蒙脱石、蒙脱石和其他粘土(全部来自Sud-Chemie Group)；丙烯酸的均聚物或共聚物，例如可以用包括缔合型或者非缔合型增稠剂的盐中和的那些，例如
Figure BDA00004648181500000811
系的丙烯酸酯聚合物(可获自Rohm&HaasCo.)或者可以交联(例如用多链烯基聚醚交联)的那些，包括
Figure BDA00004648181500000812
系的聚合物(可获自Noveon,Inc.)；
Figure BDA00004648181500000813
共聚物(来自Noveon,Inc.)；
Figure BDA00004648181500000814
系的纤维素醚(可获自DowChemical Company)和XDS纤维素醚(来自Dow Chemical Company)；和羟丙基纤维素醚，例如纤维素醚(可获自Hercules Inc.)。
与水合并的增稠剂的量可以根据因素(例如所需的稀释水平、混合后所需的粘度构建速率和所需的增稠度而不同。在一些实施方案中，与水合并的增稠剂的量(按固体来表示)可以例如是约0.1重量%-约20重量%的增稠剂，基于增稠剂和水的总重量。在其他实施方案中，与水合并的增稠剂的量(按固体来表示)可以是约0.5重量%-约15重量%的增稠剂，基于增稠剂和水的总重量。在另外的实施方案中，与水合并的增稠剂的量(按固体来表示)可以是约1%-约10重量%的增稠剂，基于增稠剂和水的总重量。在另外的实施方案中，与水合并的增稠剂的量是使得稀释剂的粘度(在25℃)大于约50cps的量，和在一些实施方案大于约55cps。
在又一实施方案中，除了前述的胺催化剂之外，胺催化剂组合物可以进一步包含一种或多种非胺催化剂。该非胺催化剂是对于异氰酸酯基团与多元醇或水之间的反应具有催化活性的化合物(或者其混合物)，但是不是落入上述胺催化剂内的化合物。这种另外的非胺催化剂的例子包括例如：
i)叔膦，例如三烷基膦和二烷基苄基膦；
ii)不同金属的螯合物，例如可以获自乙酰基丙酮、苯甲酰丙酮、三氟乙酰基丙酮、乙酰乙酸乙酯等与金属(例如Be、Mg、Zn、Cd、Pd、Ti、Zr、Sn、As、Bi、Cr、Mo、Mn、Fe、Co和Ni)的那些；
iii)强酸的酸性金属盐，例如氯化铁、氯化锡、氯化亚锡、三氯化锑、硝酸铋和氯化铋；
iv)强碱，例如碱金属和碱土金属氢氧化物、醇盐和酚盐；
v)不同金属的醇化物和酚盐，例如Ti(OR)4、Sn(OR)4和Al(OR)3，其中R是烷基或芳基，和醇化物与羧酸、β-二酮和2-(N,N-二烷基氨基)醇的反应产物；
vi)碱土金属、Bi、Pb、Sn或Al羧酸盐；和
vii)四价锡化合物，和三或五价铋、锑或者砷化合物。
本发明还提供了一种制造胺催化剂组合物的方法，其包括提供包含增稠剂和水的稀释剂，和将胺催化剂与稀释剂接触，由此将该胺催化剂溶解在稀释剂中。
该胺催化剂组合物可以以催化有效量使用，以催化含有异氰酸酯官能团的化合物和含有活性氢的化合物之间的反应，用于制造聚氨酯泡沫体。催化有效量的该胺催化剂组合物可以是约0.01-10份/100份含有活性氢的化合物，优选约0.05-5份/100份含有活性氢的化合物。因此，在另一实施方案中，本发明提供了聚氨酯泡沫体配制物，其包含：含有异氰酸酯官能团的化合物、含有活性氢的化合物、催化有效量的胺催化剂组合物和任选的辅助组分。
在一个实施方案中，该含有异氰酸酯官能团的化合物是多异氰酸酯和/或异氰酸酯封端的预聚物。
多异氰酸酯包括式Q(NCO)n所表示的那些，其中n是2-5、优选2-3的数，和Q是含有2-18个碳原子的脂肪族烃基、含有5-10个碳原子的脂环族烃基、含有8-13个碳原子的芳脂族烃基或者含有6-15个碳原子的芳烃基。
多异氰酸酯的例子包括但不限于：亚乙基二异氰酸酯；1,4-四亚甲基二异氰酸酯；1,6-六亚甲基二异氰酸酯；1,12-十二烷二异氰酸酯；环丁烷-1,3-二异氰酸酯；环己烷-1,3-和-1,4-二异氰酸酯以及这些异构体的混合物；异佛尔酮二异氰酸酯；2,4-和2,6-六氢甲苯二异氰酸酯以及这些异构体的混合物；二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯(氢化的MDI，或HMDI)；1,3-和1,4-亚苯基二异氰酸酯；2,4-和2,6-甲苯二异氰酸酯以及这些异构体的混合物(TDI)；二苯基甲烷-2,4’-和/或-4,4’-二异氰酸酯(MDI)；亚萘基-1,5-二异氰酸酯；三苯基甲烷-4,4’,4’’-三异氰酸酯；可以通过缩合苯胺与甲醛，随后通过光气化来获得的聚苯基-聚亚甲基-多异氰酸酯类型(粗MDI)；降冰片烷二异氰酸酯；间-和对-异氰酸基苯基磺酰异氰酸酯；全氯化的芳基多异氰酸酯；含有碳化二亚胺基团、氨基甲酸酯基团、脲基甲酸酯基团、异氰尿酸酯基团、脲基或缩二脲基团的改性的多异氰酸酯；通过调聚反应获得的多异氰酸酯；含有酯基的多异氰酸酯；和含有聚合型脂肪酸基团的多异氰酸酯。本领域技术人员将认识到，还可以使用上述多异氰酸酯的混合物。
异氰酸酯封端的预聚物也可以用于制备聚氨酯泡沫体。异氰酸酯封端的预聚物可以通过将过量的多异氰酸酯或其混合物与少量的含有活性氢的化合物反应来制备，这是通过公知的Zerewitinoff测试来确定的，如Kohler在“Journal of the American Chemical Society”，49，3181(1927)中所述。
在一个实施方案中，含有活性氢的化合物是多元醇。适用于本发明的多元醇包括但不限于聚亚烷基醚多元醇、聚酯多元醇、聚合物多元醇、不易燃的多元醇(例如含磷的多元醇或含卤素的多元醇)。这些多元醇可以单独使用或者以合适的组合作为混合物来使用。
聚亚烷基醚多元醇包括聚(氧化烯)聚合物，例如具有端羟基的聚(氧化乙烯)和聚(氧化丙烯)聚合物和共聚物，其来源于多羟基化合物，包括二醇和三醇；例如乙二醇、丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、二甘醇、二丙二醇、季戊四醇、甘油、二甘油、三羟甲基丙烷和类似的低分子量多元醇。
聚酯多元醇包括但不限于通过使二羧酸与过量的二醇(例如己二酸与乙二醇或丁二醇)反应，或者内酯与过量的二醇(例如己内酯与丙二醇)反应所生产的那些。
除了聚亚烷基醚多元醇和聚酯多元醇之外，聚合物多元醇也适用于本发明。将聚合物多元醇用于聚氨酯泡沫体，以提高该泡沫体的耐变形性，例如改进该泡沫体的承载性能。聚合物多元醇的例子包括但不限于接枝多元醇或聚脲改性的多元醇(聚脲(polyharnstoff)分散体多元醇)。接枝多元醇包括三醇，其中乙烯基单体是接枝共聚的。合适的乙烯基单体包括例如苯乙烯或丙烯腈。聚脲改性的多元醇是含有聚脲分散体的多元醇，其通过二胺和二异氰酸酯在多元醇存在下反应形成。聚脲改性的多元醇的一个变体是多异氰酸酯加聚(PIPA)多元醇，其通过异氰酸酯与烷醇胺在多元醇中原位反应形成。
不易燃的多元醇可以例如是含磷的多元醇，其可以通过加入氧化烯到磷酸化合物中来形成。含卤素的多元醇可以例如是可以通过表氯醇或者三氯氧化丁烯的开环聚合来获得的那些。
除了胺催化剂组合物、含有异氰酸酯官能团的化合物和含有活性氢的化合物之外，该聚氨酯泡沫体配制物可以进一步包含一种或多种辅助组分。辅助组分的例子包括但不限于泡孔稳定剂、阴离子表面活性剂扩链剂、颜料、填料、阻燃剂、热膨胀微球、发泡剂或其任意组合。
泡孔稳定剂可以包括例如硅表面活性剂或阴离子表面活性剂。合适的硅表面活性剂的例子包括但不限于聚烷基硅氧烷、聚氧亚烷基多元醇改性的二甲基聚硅氧烷、亚烷基二醇改性的二甲基聚硅氧烷或其任意组合。
合适的阴离子表面活性剂包括但不限于脂肪酸的盐、硫酸酯的盐、磷酸酯的盐、磺酸盐或其任意组合。
扩链剂的例子包括但不限于具有羟基或氨基官能团的化合物，例如二醇、胺、二醇和水。扩链剂另外的非限定性的例子包括乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,10-癸二醇、1,12-十二烷二醇、乙氧基化的氢醌、1,4-环己烷二醇、N-甲基乙醇胺、N-甲基异丙醇胺、4-氨基环己醇、1,2-二氨基乙烷、2,4-甲苯二胺或其任意混合物。
颜料可以用于在制造过程中对聚氨酯泡沫体进行颜色编码，以标识产品等级，或者掩盖黄变。颜料可以包括任何合适的有机或者无机颜料。例如有机颜料或着色剂包括但不限于偶氮/重氮染料、酞菁染料、二噁嗪或炭黑。无机颜料的例子包括但不限于二氧化钛、铁氧化物或者氧化铬。
填料可以用于提高聚氨酯泡沫体的密度和承载性能。合适的填料包括但不限于硫酸钡或碳酸钙。
阻燃剂可以用于降低聚氨酯泡沫体的可燃性。例如，合适的阻燃剂包括但不限于氯化的磷酸酯、氯化石蜡或三聚氰胺粉末。
热膨胀微球包括含有(环)脂族烃的那些。这种微球通常是干燥的、未膨胀的或部分未膨胀的微球，其由平均直径通常是10-15微米的小球形颗粒组成。该球体由气密性聚合物壳(例如由丙烯腈或者PVDC组成)包封着微滴的(环)脂族烃(例如液态异丁烷)而形成。当这些微球经受在足以软化该热塑性壳并挥发其中所包封的(环)脂族烃的高温水平(例如150℃-200℃)的加热时，所形成的气体使所述壳膨胀和增加微球的体积。当膨胀时，该微球的直径是它们初始直径的3.5-4倍，其结果是它们膨胀的体积是它们未膨胀状态的初始体积的约50-60倍。这种微球的例子是
Figure BDA0000464818150000121
-DU微球，其由瑞典的AKZO Nobel Industries销售。
发泡剂也可以加入到泡沫体配制物中，其可以是放热性或者吸热性发泡剂或者二者的组合。
用于制备泡沫体的任何已知的发泡剂均可以作为发泡剂用于本发明中。化学发泡剂的例子包括气态化合物(例如氮气或二氧化碳)、气体(例如CO2)形成化合物例如偶氮二碳酰胺、碳酸盐、碳酸氢盐、柠檬酸盐、硝酸盐、氢硼化物、碳化物例如碱土金属和碱金属碳酸盐和碳酸氢盐如碳酸氢钠和碳酸钠、碳酸铵、二氨基二苯基砜、酰肼、丙二酸、柠檬酸、单柠檬酸钠、尿素、偶氮二碳甲酯、二氮杂双环辛烷和酸/碳酸酯混合物。物理发泡剂的例子包括挥发性液体，例如氯氟烃、部分卤化的烃或非卤化的烃如丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷和/或新戊烷。
一种含有本发明的胺催化剂组合物的具有1-4lb/ft3密度的通用的聚氨酯柔性泡沫体配制物(例如汽车座椅)可以按重量份(pbw)包含以下组分：
柔性泡沫体配制物 pbw
多元醇 20-100
表面活性剂 0.3-3
发泡剂 1-6
交联剂 0-3
胺催化剂组合物 0.2-2.5
异氰酸酯指数 70-115
对于含有异氰酸酯官能团的化合物的量没有限制，但是它通常将处于本领域技术人员已知的范围内。上面给出的示例性范围是通过参考异氰酸酯指数来表示的，异氰酸酯指数定义为异氰酸酯的当量数除以活性氢的总当量数，乘以100。
在又一实施方案中，本发明提供一种生产聚氨酯泡沫体的方法，其包括将含有异氰酸酯官能团的化合物、含有活性氢的化合物和任选的辅助组分在胺催化剂组合物存在下进行接触。
实施例
实施例1。通过将2g纤维素醚与98g蒸馏的去离子水合并来制备本发明的稀释剂，其已经加热到约60℃。然后将该混合物搅拌约30分钟，冷却到室温，然后再次搅拌另外30分钟。使用Brookfield粘度计来测量该稀释剂的粘度，并且确定为在25℃是35cps。然后将胺催化剂(
Figure BDA0000464818150000131
ZF-20)加入到稀释剂中，以形成含有75.5重量%水、1.5重量%纤维素醚和23重量%胺催化剂的胺催化剂组合物。使用Brookfield粘度计来测量该胺催化剂组合物的粘度，并且确定为在25℃是57cps。
然后测量对比胺催化剂组合物的粘度。该对比胺催化剂组合物包含23重量%双-二甲基氨基乙醚和77重量%二丙二醇。该对比胺催化剂组合物的粘度在25℃是36cps。因此，使用1.5重量%纤维素醚代替77重量%二丙二醇，降低了稀释剂原材料的用量和将胺催化剂组合物的粘度提到到用于加工的最佳水平。
上面公开的主题被认为是说明性的，并非限制性的，并且所附权利要求书旨在覆盖全部这些改变、增强和其他实施方案，其落入本发明的真实范围内。因此，在法律允许的最大程度上，本发明的范围通过所附权利要求书和它们的等价物的最宽可容许的解释来确定，并且不应当局限于或者受限于前述的详细说明。

Claims (15)

1.一种用于生产聚氨酯泡沫体的胺催化剂组合物，其包含：
(a)胺催化剂；和
(b)含有增稠剂和水的稀释剂。
2.权利要求1的胺催化剂组合物，其中该胺催化剂是含有伯、仲或叔胺基团和2-20个碳原子的化合物。
3.权利要求1的胺催化剂组合物，其中该胺催化剂是叔胺化合物。
4.权利要求3的胺催化剂组合物，其中该叔胺化合物选自二甲基氨基丙胺、二甲基氨基乙氧基丙胺、五甲基二亚乙基三胺、三甲胺、三乙胺、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、N,N-二甲基苄基胺、N,N-二甲基乙醇胺、N,N,N’,N’-四甲基-1,4-丁二胺、N,N-二甲基哌嗪、1,4-重氮双环-2,2,2-辛烷、双(二甲基氨基乙基)醚、双(2-二甲基氨基乙基)醚、吗啉、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、双4,4’-(氧代二-2,1-乙烷二基)、三亚乙基二胺、五甲基二亚乙基三胺、二甲基环己基胺、N-十六烷基N,N-二甲胺、N-椰油-吗啉、N,N-二甲基氨基甲基N-甲基乙醇胺、N,N,N’-三甲基-N’-羟乙基双(氨基乙基)醚、N,N-双(3-二甲基氨基丙基)N-异丙醇胺、(N,N-二甲基)氨基-乙氧基乙醇、N,N,N’,N’-四甲基己二胺、1,8-二氮杂双环-5,4,0-十一碳烯-7、N,N-二吗啉基二乙基醚、N-甲基咪唑、二甲基氨基丙基二丙醇胺、双(二甲基氨基丙基)氨基-2-丙醇、四甲基氨基双(丙胺)、(二甲基(氨基乙氧基乙基))((二甲基胺)乙基)醚、三(二甲基氨基丙基)胺、二环己基甲基胺、双(N,N-二甲基-3-氨基丙基)胺、N,N-双(3-二甲基氨基丙基)-N-异丙醇胺、1,3-丙二胺、1,2-亚乙基哌啶、甲基-羟基乙基哌嗪、二甲基氨基丙基-S-三嗪、双二甲基氨基丙基脲及其混合物。
5.权利要求1的胺催化剂组合物，其中该增稠剂包括纤维素醚。
6.权利要求5的胺催化剂组合物，其中该纤维素醚包括烷基纤维素醚、羟烷基纤维素醚、羧烷基纤维素醚、羟烷基聚氧化烷基纤维素醚或其组合物。
7.权利要求5的胺催化剂组合物，其中该纤维素醚选自甲基纤维素醚、乙基纤维素醚、羟乙基纤维素醚、羟丙基纤维素醚、羧甲基纤维素醚、羟乙基甲基纤维素醚、羟丙基甲基纤维素醚、羟乙基乙基纤维素醚、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素钠及其混合物。
8.权利要求1的胺催化剂组合物，其中该增稠剂包括淀粉。
9.权利要求1的胺催化剂组合物，其中该增稠剂包括选自以下的天然有机材料：粘土、角叉菜胶、肉桂胶、迪优坦胶、结冷胶、海藻酸、藻胶、琼脂、阿拉伯树胶、瓜尔胶、刺槐豆胶、刺梧桐树胶、韦兰胶、黄原胶、黄芪胶、来源于玉米的醇溶谷蛋白、胶原和酪蛋白。
10.权利要求1的胺催化剂组合物，其中该增稠剂包括选自以下的合成有机材料：粘土、纳米粘土、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯基甲基醚、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚乙烯基丙烯酸、聚乙烯基丙烯酸盐、聚丙烯酰胺、环氧乙烷聚合物、聚乳酸和胶乳。
11.一种用于生产聚氨酯泡沫体的胺催化剂组合物，其包含：
(a)胺催化剂；和
(b)基于该组合物的总重量，约1重量%-约90重量%的含有增稠剂和水的稀释剂。
12.权利要求11的胺催化剂组合物，其中该稀释剂包含约1重量%-约10重量%的增稠剂，基于增稠剂和水的总重量。
13.一种聚氨酯泡沫体配制物，其包含：含有异氰酸酯官能团的化合物、含有活性氢的化合物、催化有效量的权利要求1的胺催化剂组合物和任选的辅助组分。
14.权利要求13的聚氨酯泡沫体配制物，其中该催化有效量是约0.01-10份胺催化剂组合物/100份含有活性氢的化合物。
15.一种生产聚氨酯泡沫体的方法，其包括在权利要求1的胺催化剂组合物存在下，使含有异氰酸酯官能团的化合物、含有活性氢的化合物和任选的辅助组分接触。
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