环胺化合物、组合物及由其制备的聚氨酯泡沫体的制作方法
【专利摘要】本发明涉及环胺化合物，该化合物可用于形成聚氨酯泡沫体组合物的催化剂。本发明的环胺化合物基于其合乎需要的物理和催化性能，为反应组合物、方法、和聚氨酯泡沫体提供了显著的优点。
【专利说明】环胺化合物、组合物及由其制备的聚氨酯泡沬体
[0001] 优先权声明
[0002] 本申请要求2011年12月29日提交的、标题为"由环状多胺化合物形成高分子量 环状多胺化合物"的美国临时申请61/581，323以及2012年10月24日提交的、标题为"环 胺化合物、组合物以及由其制备的聚氨酯泡沫体"的美国临时申请61/717, 913的权益，这些 申请在此全部引入作为参考。
【技术领域】
[0003] 本发明涉及环胺和包含环胺的组合物，以及由环胺制备的聚氨酯泡沫体。
【背景技术】
[0004] 在发泡剂存在下，通常使用水作为发泡剂，通过多元醇和异氰酸酯反应制备聚氨 酯泡沫体。导致聚氨酯泡沫体形成的反应通常由氨基甲酸乙酯反应（凝胶）和脲反应（发 泡）组成，其与二氧化碳的产生相关。催化剂以及其它助剂，例如交联齐U、发泡齐U、扩链剂、 表面活性剂、稳定剂和抗氧化剂通常与多元醇和异氰酸酯组分一起包含在组合物中。在泡 沫体生产期间，催化剂可以通过控制和平衡凝胶和发泡反应确保所需泡沫体的性能而起着 重要的作用。催化剂还对泡沫体的模塑性能和固化速度具有影响。
[0005] 叔胺和有机金属盐已经用于聚氨酯泡沫体的催化剂领域。然而，通常使用叔胺催 化剂产生一些问题，特别是在柔性、半硬性以及硬质泡沫体应用中。使用这些催化剂制备的 泡沫体通常具有胺的气味，并且由于挥发性产物的散发导致雾化增加。
[0006] 在聚氨酯产品中存在或形成的叔胺催化剂蒸汽对暴露在其上的乙烯基薄膜或聚 碳酸酯片材有害。特别是，存在于聚氨酯泡沫体中的叔胺催化剂与乙烯基薄膜的污染和聚 碳酸酯片材的分解有关。这些PVC的污染和聚碳酸酯的分解问题尤其普遍存在长时间的高 温环境中，例如汽车内部。
[0007] 本申请的发明人已经认识到，在生产所需消费和工业应用的聚氨酯泡沫体产品中 存在许多困难，并且制备和确定聚氨酯泡沫体所需的胺催化剂仍然是具有挑战的领域。例 如，虽然声称一些催化剂（例如参见4, 517, 313)相对于使用标准的三亚乙基二胺催化剂可 以降低气味和乙烯基污染，但是令人遗憾的是它们提供较弱的催化活性，并且没有达到常 规催化剂的标准。改变胺催化剂的化学结构而不对其催化活性产生不利影响具有挑战性。 有些情况下在聚氨酯配制物中需要以高含量使用催化剂以补偿其在反应期间缺少的催化 活性或流动性。
[0008] 另一个问题涉及包括泡沫体形成组分的组合物的稳定性。组合物中的预反应组分 可以显示出预凝胶倾向或具有较差的储存稳定性。另一个问题是一些促进快速凝胶的催化 剂产生泡沫体加工和泡沫体性能的问题。例如，由于较高含量的交联，将对撕裂强度和断裂 伸长率产生不利影响。此外，当一些催化剂经受高温（如通常会在汽车内部遇到的）时，它 们将在泡沫体内部迁移。
[0009] 本申请提供了化合物、组合物和基于使用环胺化合物形成聚氨酯泡沫体的方法。
[0010] 发明概述
[0011] 本发明提供了包括环胺化合物的组合物以及包括使用环胺化合物制备聚氨酯泡 沫体的组合物。本发明还提供了制备本发明环胺化合物的方法。
[0012] 使用式I或式II的环胺制备该组合物和聚氨酯泡沫体：
【权利要求】
1. 一种组合物，包含：(a)式I或式II的环胺：
其中，式I和式II中，R1、R1'和R1"独立选自氢和C1-C8烃基，其中至少一个R 1、R1'或 R1"是C1-C8烃基；其中R2、R2'、R3、R 3'、R4和R4'独立选自氢、-CH3和-CH2CH 3 ;x和X'独立 为〇(共价键）或1 ;其中在式I或式II中，任意一个或多个氮带有正电荷，并且通过酸阴 离子静电封闭； (b)多元醇；和（c)多异氰酸酯。
2. 权利要求1的组合物，其进一步包含氢氟氯烷或氢氟烷。
3. -种组合物，包含：(a)式I、或式II的环胺、或酸封闭的式I或式II的环胺：
式II 其中，式I和式II中，R1、R1'和R1"独立选自氢和C1-C8烃基，其中至少一个R 1、R1'或 R1"是C1-C8烃基；其中R2、R2'、R3、R 3'、R4和R4'独立选自氢、-CH3和-CH2CH 3 ;x和X'独立 为〇(共价键）或1 ;以及其中在该酸封闭的式I或式II的环胺中，任意一个或多个氮带有 正电荷，并且通过酸阴离子静电封闭；以及 (b)氢氟氯烷或氢氟烷。
4. 权利要求3的组合物，进一步包含（b)多元醇；和（c)多异氰酸酯。
5. 前述任意一项权利要求的组合物，其中在式I或式II中，至少一个R1、R1'或R1"是 C1-C3烃基。
6. 权利要求5的组合物，其中在式I或式II中，R1、!?1'和R1"独立选自-01 3、-012013、-CH2CH2CH 3、- CH (CH3) 2、- CH (CH3) CH2CH (CH3) 2 和-CH2CH (CH2CH抑
7. 权利要求6的组合物，其中在式I或式II中，R1、!?1'和R1"为-CH 3。
8. 权利要求2-8任意一项的组合物，其中氢氟氯烷或氢氟烷选自一氯二氟甲烷； 1_氯_1，1 _二氟乙烧；1，1_二氟乙烧；1，2-二氟乙烧；1，1，1，2-四氟乙烧；2, 2-二 氯-1，1，1-二氟乙烧；1，2, 2-二氟乙烧；1，1，1，2, 3, 3, 3-七氟丙烧；1，1，1，3, 3-五氟丙 烧；1，2-二氯-3, 3, 3-二氟丙烧；1-氯-1，3, 3, 3-四氟丙烧；1-氯-3, 3, 3-二氟丙烧；顺 式-1，3, 3, 3-四氟丙烷；1，2, 2, 3, 3-五氟丙烷；1，1，1，3, 3-五氟丁烷；和1，1，2, 2-四氟乙 基甲醚。
9. 权利要求9的组合物，其中该氢氟氯烷是1-氯-3, 3, 3-三氟丙烷。
10. -种聚氨酯泡沫体，其得自前述权利要求任意一项的组合物。
11. 一种制备聚氨酯泡沫体的方法，其包含以下步骤：在式I或式Π 的环胺或酸封闭 的式I或式II的环胺存在下，使多元醇和多异氰酸酯反应。
12. -种制备权利要求1的式I或式II化合物的方法，其包含以下步骤：在还原剂存 在下·侦式τττ或tv的ik合物与Ci-S酿或c.vs酾应府，
其中，式III或IV中，妒、妒'、1?3、1?3'、1?4和1? 4'独立选自氢、-013和-0120133和1'独 立为O (共价键）或1。
13. 权利要求12的方法，其中该醛选自甲醛、乙醛、丙醛、2-乙基己醛；该酮选自丙酮和 甲基异丁基酮。
14. 前述任意一项权利要求的组合物、泡沫体或方法，其中式I的环胺为甲 基-二-[2-(4-甲基-哌嗪-1-基）-乙基]-胺（meBPEA)，或式II的环胺为二甲 基-(2-{4-[2-(4_甲基-哌嗪-1-基）-乙基]-哌嗪-1-基}-乙基）-胺。
【文档编号】C07D295/13GK104245683SQ201280065536
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2012年12月28日 优先权日:2011年12月29日
【发明者】D.D.拉萨姆, P.S.阿西, S.W.金 申请人:陶氏环球技术有限责任公司