[发明专利]用于改善泡沫可加工性的新三聚物催化剂添加剂

说明书

本申请是申请日为2007年4月30日，申请号为200710105365.0，发明名称为“用于改善泡沫可加工性的新三聚物催化剂添加剂”的发明专利申请的分案申请。

发明背景

本发明通常涉及催化剂体系、聚异氰脲酸酯/聚氨酯(PIR/PUR)泡沫配方，和生产PIR/PUR泡沫的方法。

通常，在催化剂的存在下，通过多元醇和多异氰酸酯反应生产聚异氰脲酸酯/聚氨酯(PIR/PUP)泡沫。可以存在附加的添加剂。PIR/PUR泡沫产品具有优异的热稳定性和阻燃性。异氰脲酸酯可以保持其强度至约160℃的温度，并可以耐大部分的有机溶剂、酸、碱、紫外线和湿度。

某些羧酸盐，例如某些碱金属羧酸盐已经用作生产PIR/PUR泡沫的催化剂。然而，使用可商购的碱金属羧酸盐通常导致不合乎需要的泡沫加工问题，其在连续泡沫操作中尤其明显。当测量发泡速度分布图，或通过泡沫高度对时间作图时，观察到特殊的“台阶”，其通常与三聚工艺开始有关。该三聚“台阶”导致发泡速度明显变化；基本上发泡期间泡沫以两种不同的速度膨胀。连续聚异氰脲酸酯/聚氨酯泡沫层压操作中，难以调整生产单元速度以匹配发泡速度的改变。结果可能是泡沫超紧密堆积或泡沫回流。当以高异氰酸酯指数加工聚异氰脲酸酯/聚氨酯配方时，该不合乎需要的泡沫高度急剧增长特别麻烦。即，在高异氰酸酯指数发泡速度的改变更加明显。因此，当使用传统的碱金属羧酸盐催化剂时，生产具有高异氰酸酯指数的合乎需要的低可燃性泡沫产品是一个技术挑战。

与碱金属羧酸盐催化剂相比，基于羟烷基铵羧酸盐的可商购多异氰脲酸酯三聚催化剂在连续运转中表现出不同的可加工性。它们提供了更平滑的增长速率分布，具有较不明显的三聚“台阶”。即，甚至在高异氰酸酯指数，发泡的速度更一致。然而，羟烷基铵羧酸盐催化剂在高于约100℃的温度可能不稳定，分解成挥发性胺副产物。该分解过程导致挥发性胺类释放，并可能赋予最终泡沫 产品不合乎需要的胺气味。生产PIR/PUR泡沫的聚合反应是高发热的，通常导致泡沫加工温度超过100℃。因此，羟烷基铵催化剂可以提供更可预知的泡沫可加工性，但是有时以泡沫产品具有不合乎需要的胺气味为代价。

因此，需要一种催化剂组合物，其可以在生产PIR/PUR泡沫连续运转中提供平滑的泡沫高度增加对时间分布图。此外，催化剂组合物还应该较好地用于具有高异氰酸酯指数的泡沫配方。同时，当与可商购的催化剂体系相比时，该催化剂组合物应该提供相同或更快的表面固化，使得用该催化剂组合物生产的泡沫产品可以在生产制成品例如层压泡沫板期间，具有降低的表面脆性和增强的表面粘附性。任选地，根据催化剂组分的选择，该催化剂组合物在通常生产PIR/PUR泡沫的温度下是热稳定的，并可以生产基本上不含挥发性胺类和/或胺气味的泡沫。

发明概述

本发明提供了一种新的催化剂组合物，它包括至少一种α，β-不饱和羧酸盐和至少一种第二羧酸盐的接触产物。用于形成本发明催化剂组合物的至少一种α，β-不饱和羧酸盐可以是以下通式所示的化合物

其中：

X、Y和Z独立选自C₁-C₃₆烷基、链烯基、芳基或芳烷基，其中任何一个被取代或未被取代；-CO₂H；-CO₂M¹；或氢原子；和

每个出现的M¹独立选自：

(i)碱金属离子，

(ii)碱土金属离子，或

(iii)季铵离子。

根据本发明，至少一种第二羧酸盐包括，但是不局限于碱金属羧酸盐、碱土金属羧酸盐、季铵羧酸盐，或其任何组合。此外，用于形成本发明催化剂组合物的至少一种第二羧酸盐可以是以下通式所示的化合物

A-CO₂M

其中：

A是氢原子，或C₁-C₁₇烷基、链烯基、芳基或芳烷基，其中任何一个可以被取代或未被取代；和

M²是

(i)碱金属离子，

(ii)碱土金属离子，或

(iii)季铵离子。

此外，本发明还提供了一种制备聚异氰脲酸酯/聚氨酯(PIR/PUR)泡沫的方法，其包括在至少一种发泡剂和有效量的包括至少一种α，β-不饱和羧酸盐和至少一种第二羧酸盐的催化剂组合物的存在下，将至少一种多异氰酸酯与至少一种含活性氢的化合物接触。