[发明专利]使用环状铵盐作为催化剂改性异氰酸酯的方法

说明书

本发明涉及异氰酸酯改性方法，其中至少一种具有1的NCO官能度的有机异氰酸酯在至少一种催化剂存在下低聚，其特征在于所述催化剂包含至少一种具有式(I)的阳离子的环状铵盐作为异氰酸酯改性催化剂，其中N上的取代基R¹和R²互相独立地为相同或不同的脂族、脂环族、芳族或芳脂族C₁至C₂₀基团，它们是饱和或不饱和的、直链或支化的、任选被取代和/或被选自氧、硫、氮的杂原子中断，且Y是任选被选自氧、硫、氮的杂原子中断以及被芳环中断并任选含有其它环的取代或未取代、直链或支化的C₂至C₂₀链段。本发明还涉及这种催化剂的用途。(I)。

本发明涉及异氰酸酯改性方法，其中至少一种具有 1的NCO官能度的有机异氰酸酯在至少一种催化剂存在下低聚，还涉及这种催化剂的用途。

异氰酸酯的低聚或聚合，尤其用于形成在分子骨架中具有脲二酮（“二聚物”）、异氰脲酸酯（“三聚物”）和/或亚氨代噁二嗪二酮结构（“不对称三聚物”）的更高分子量低聚物混合物，早已为人所知。如上文可见，异氰酸酯的低聚和聚合原则上基于相同的化学反应。较少量异氰酸酯的互相反应被称作低聚。较大量异氰酸酯的反应被称作聚合。在本发明中，上述异氰酸酯的低聚或聚合统称为异氰酸酯改性或异氰酸酯的改性。

如果改性的多异氰酸酯包含游离NCO基团（其任选也可用封端剂暂时失活），它们是用于制备多种多样的聚氨酯塑料和涂料组合物的格外优质的原材料。

已经确立一系列用于异氰酸酯改性的工业方法，其中通常通过添加催化剂使待改性的异氰酸酯（通常二异氰酸酯）反应，然后在已达到待改性的异氰酸酯的所需转化度时，通过合适的措施使催化剂失效（失活），并通常将所得多异氰酸酯与未反应的单体分离。现有技术的这些方法的概要可见于H. J. Laas等人, J. Prakt. Chem. 1994, 336, 第185页及其后。

具有离子结构的化合物已证实是有效的改性催化剂，因为它们可相对于待反应的单体以极低量使用，并极快带来所需结果。

除对异氰酸酯催化活性的阴离子，如氢氧根、链烷酸根、烷氧基等外还使用四有机基铵或-鏻作为阳离子的可能方式是公知常识，尽管通常没有明确强调为特别优选：参见H.J. Laas等人, J. Prakt. Chem. 1994, 336, 第185页及其后。

此外，尤其从EP 962 455 A1、EP 962 454 A1、EP 896 009 A1、EP 798 299 A1、EP447 074 A1、EP 379 914 A1、EP 339 396 A1、EP 315 692 A1、EP 295 926 A1和EP 235388 A1已知对于异氰酸酯改性使用氟化物和氢多氟化物，后者是HF加成到含氟离子的化合物上的稳定加成物，其任选也以它们的铵或鏻盐的形式。

但是，现有技术的四有机基铵和-鏻(氢多)氟化物在改性反应的实施中具有缺点：当使用它们时，有时只有通过连续计量添加催化剂才能维持该反应，这意味着与该改性反应相比，该催化剂在异氰酸酯环境中的分解在工业上不可接受地过快发生。

此外，当使用四有机基铵(氢)多氟化物时，有时可观察到非典型的反应进程，其产生具有比常规产热速率进程的情况中（参见EP 962 455 A1）明显更低的亚氨代噁二嗪二酮基团含量的产物。根据EP 962 455 A1的教导，通过使用鏻盐消除这一缺点，但鏻盐 - 尤其在较高的反应温度下 - 具有上述不可接受地高的分解趋势，其中分解产物对工艺-和产物稳定性可能具有不利影响。

EP 2 415 795 A1尤其提出没有这些缺点的非常稳定的四有机基鏻(氢多)氟化物，但它们非商业可得并且只能复杂地制备。