[发明专利]新的环状胺化合物及使用该新的环状胺化合物制造聚氨酯树脂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含有羟基的新的环状胺化合物、含有该新的环状胺化合物的用于制造聚氨酯树脂的催化剂、及使用该新的环状胺化合物的聚氨酯树脂的制造方法。

背景技术

胺化合物目前被用于各种医药品、色素的制造中间体或有机电致发光元件的电荷传输材料、环氧树脂固化剂、以用于制造聚氨酯树脂的催化剂为代表的功能材料等各种用途。其中，作为环状胺化合物的1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷(以下，省略为“TEDA”)的亲核性高，被广泛用作各种有机反应的碱催化剂，特别是聚氨酯树脂领域中通用的树脂化催化剂。

聚氨酯树脂通常可使多元醇和多异氰酸酯在催化剂及根据需要的发泡剂、表面活性剂、阻燃剂、交联剂等的存在下进行反应来制造。制造聚氨酯树脂时，许多金属系化合物或叔胺化合物可作为催化剂使用。这些多通过单独使用或组合使用来用于工业。

在制造使用水、低沸点有机化合物或它们两者作为发泡剂的聚氨酯泡沫时，由于生产率、成形性优异，因此，这些催化剂中，叔胺化合物尤其被广为使用。作为这样的叔胺化合物，例如，除所述的TEDA以外，可以举出：N,N,N’,N’-四甲基-1,6-己二胺、双(2-二甲基氨基乙基)醚、N,N,N’,N”,N”-五甲基二乙三胺、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、N,N-二甲基乙醇胺等(例如，参照非专利文献1)。金属系化合物例如常使用有机锡化合物等有机金属化合物，但由于生产率、成形性差，因此，在大部分情况下，多与叔胺催化剂组合使用，很少单独使用。

其中，叔胺化合物作为挥发性的胺从聚氨酯制品中慢慢排出，例如在汽车内装饰材料等中引起因挥发性胺导致的臭味问题或其它材料(例如表皮氯乙烯)的变色问题。另外，叔胺催化剂通常臭味强，聚氨酯树脂制造时的作业环境明显变差。针对这些挥发性的叔胺催化剂，作为解决该问题的方法。提出了使用在分子内具有可与多异氰酸酯反应的羟基或伯及仲氨基的胺催化剂(通常称为“反应型催化剂”)、或在分子内具有叔氨基的双官能的交联剂(例如参照专利文献1～专利文献6)。

根据上述专利文献，这些胺化合物以与多异氰酸酯反应的形式被固定化在聚氨酯树脂骨架中，因此，可以避免上述问题，这些方法可以说在最终树脂制品的臭味减少方面为有效的方法。

然而，由于这些胺催化剂的树脂化反应(多元醇和异氰酸酯的反应)的活性差，因此，存在聚氨酯树脂的固化性降低的问题。另外，使用上述交联剂的方法对于降低最终聚氨酯树脂制品的臭味及改善聚氨酯树脂制造时的作业环境是有效的，但聚氨酯树脂的硬度等物性不充分。

另一方面，金属系化合物不会引起上述叔胺催化剂之类的臭味问题或使其它材料劣化的问题，但若单独使用金属系化合物，则生产率、物性、成形性等变差，同时在金属系催化剂中含有铅、锡、汞等重金属，据说存在因制品中残留的重金属引起的毒性问题或环境问题。

因此，申请人已将使用2-羟基甲基三乙二胺作为催化剂的聚氨酯树脂的制造方法申请了专利(例如参照专利文献7、专利文献8)。但是，根据聚氨酯树脂制品的用途，所使用的催化剂也需要适宜选择，进一步期望不使用含有重金属的催化剂来制造聚氨酯树脂的方法。

另外，作为用于制造聚氨酯树脂的催化剂，提出了作为环状胺化合物的1,5-二氮杂双环[3.2.2]壬烷(例如，参照专利文献9)、在非专利文献2中公开了其物性等。然而，未发现在1,5-二氮杂双环[3.2.2]壬烷的特定位置导入了羟基的3-羟基-1,5-二氮杂双环[3.2.2]壬烷类的报告例。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本特开昭46-4846号公报

[专利文献2]日本特公昭61-31727号公报

[专利文献3]日本专利第2971979号说明书

[专利文献4]日本特开昭63-265909号公报

[专利文献5]日本特开2008-45113公报

[专利文献6]美国专利第4007140号说明书

[专利文献7]日本特开2010-37488号公报

[专利文献8]日本特开2010-106192号公报

[专利文献9]日本特公昭45-3114号公报

[非专利文献]

[非专利文献1]岩田敬治“聚氨酯树脂手册”(1987年初版)日刊工业新闻公司p.118

[非专利文献2]J.Am.Chem.Soc.,76,1126,(1998)

发明内容

发明要解决的问题