减少胺催化剂中的醛的制作方法
【专利说明】减少胺催化剂中的醛 发明领域
[0001] 本发明公开涉及显示出低水平的醛的胺催化剂以及使用这样的胺催化剂制备的 聚氨酯材料。
[0002] 发明背景
[0003] 来自聚氨酯泡沫的散发物是许多领域中的顾虑，特别是当工人或终端用户在封闭 空间内暴露于所述泡沫时。醛散发物如甲醛是顾虑的特别原因。为了减少这样的醛散发 物，已开发了若干方法来减少用于生产聚氨酯泡沫的原材料的醛含量。例如，美国专利第 7, 879, 928号公开了通过将酚类抗氧化剂和胺类抗氧化剂引入聚醚或聚酯多元醇中来防止 所述多元醇中形成醛化合物的方法；美国专利公开第2009/0227758号公开了通过使多元 醇与形成噁唑烷的氨基醇反应和使多异氰酸酯与硝基烷烃反应而减少多元醇和多异氰酸 酯中的醛的方法；和美国专利第5, 506, 329号公开了某些醛亚胺噁唑烷化合物用于从含多 异氰酸酯的制剂中清除甲醛的用途。
[0004] 除了多元醇和多异氰酸酯以外，经常将胺催化剂用作聚氨酯泡沫生产中的原材 料。在胺催化剂中发现的醛可以源自多种来源，例如它们可以作为来自胺制造的污染物存 在，或者它们可以产生自在储存期间胺的多个碳链段的氧化或自由基进攻。减少胺催化剂 中的醛含量的方法包括使用惰性气体（参见美国专利公开第2013/0085193号）、伯胺（参 见美国专利公开第2011/0009513号）、自由基清除剂（参见美国专利公开第2012/0271026 号）和将具有脲、酰胺、仲胺、伯胺或仲羟基官能团的胺与二羧酸或三羧酸组合（参见美国 专利公开第2013/0137787号）。
[0005] 虽然由现有技术，但仍存在对开发减少胺催化剂中的醛的其它廉价和有效的方法 的持续需求。优选地，这样的方法不导致胺催化剂或所产生的聚氨酯泡沫的性质或性能方 面的显著变化。此外优选地，这样的方法不产生其它不可预期的物质，所述物质可能对胺催 化剂和所产生的聚氨酯泡沫带来额外的环境、健康和安全问题。
[0006] 发明简述
[0007] 本公开涉及通过用有机酸处理胺催化剂而减少来自胺催化剂中杂质并且使混合 物经受这样的条件，所述条件使得胺催化剂中的醛杂质的水平降低的方法。
[0008] 在另一实施方案中，本公开提供了上述通过使多异氰酸酯和多元醇在经有机酸处 理的胺催化剂存在下反应减少来自聚氨酯材料的醛散发物的方法。
[0009] 在又一实施方案中，本公开提供了包装的产品，其包括容器和所述容器内的催化 剂混合物，所述催化剂混合物包括胺催化剂和有机酸，其中所述胺催化剂和有机酸已经受 这样的条件，所述条件使得所述胺催化剂中的醛杂质的水平降低。
[0010] 发明详述
[0011] 如果在本文中出现，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，无论其是否在本文中公开。为了避免任何疑义，除非另有相反指示，本文 中通过使用术语"包含"来要求保护的全部制剂可以包括任何另外的添加剂、助剂或者化 合物。相反，如果在本文中出现，术语"基本由……组成"则从任何随后表述的任何其它组 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。
[0012] 在本文中使用的冠词"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。作为实例，"一个/种非离子型表面活性剂环氧"表示一个/种 阴离子型表面活性剂或者多于一个/种阴离子型表面活性剂。
[0013] 短语"在一个实施方案中"、"根据一个实施方案"等通常表示在该短语之后的具体 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，这种术语不必然指的是相同的实施方案。
[0014] 如果说明书声明组分或特征"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。
[0015] 对于处理胺催化剂的方法而言，术语"处理"包括使用本领域已知的任何合适的方 式将组分置于叔胺上，所述方式包括，但不限于将所述组分栗送、注射、倾倒、释放、替换、压 榨、定位或循环至所述胺催化剂上。
[0016] 在一个方面，本公开提供了通过将选自聚合物酸、单羧酸及其混合物的有机酸与 含一种或多种醛杂质的胺催化剂混合以形成催化剂混合物，并且使所述催化剂混合物经受 这样的条件，所述条件使得所述胺催化剂中的醛杂质水平降低而减少胺催化剂中的醛含量 的方法。在另一方面，本公开提供了用于减少来自聚氨酯材料的醛散发物的方法，包括（i) 将选自聚合物酸、单羧酸及其混合物的有机酸与含一种或多种醛杂质的胺催化剂混合以形 成催化剂混合物，并且使所述催化剂混合物经受这样的条件，所述条件使得所述胺催化剂 中的醛杂质的水平降低，和（ii)使多元醇与多异氰酸酯在来自步骤（i)的催化剂混合物的 存在下反应，以形成聚氨酯材料。在又一方面中，提供了包装的产品，其包括（i)具有出口 的容器，和（ii)在所述容器内的催化剂混合物，所述催化剂混合物包括选自聚合物酸、单 羧酸及其混合物的有机酸和含一种或多种醛杂质的胺催化剂，其中所述催化剂混合物已经 受这样的条件，所述条件使得所述胺催化剂中的醛杂质的水平降低。所述包装的产品可以 储存长时间段（例如至少约1个月）并且可用于制造聚氨酯材料。本公开因此提供了廉价 和有效的方式以通过用聚合物酸和/或羧酸的至少一种处理而降低胺催化剂中的醛杂质 如甲醛的水平。在处理之后，可以将包含所述胺催化剂和聚合物酸和/或羧酸的所述催化 剂混合物用于催化多元醇与多异氰酸酯之间的反应，以制备显示出减少的醛散发物的聚氨 酯材料。
[0017] 本公开的胺催化剂可以为在聚氨酯材料形成反应中可用作催化剂的任何胺。 根据一个实施方案，所述胺催化剂为含一个或多个叔氨基的胺。实例包括，但不限于 双-(2-二甲氨基乙基）醚（JTEFFCAT? ZF-20催化剂）、N，N，N' -三甲基-Ν' -羟 乙基双氨基乙基醚（JEFFCAT? ZF-10催化剂）、N- (3-二甲氨基丙基）-Ν，N-二异 丙醇胺（JEFFCAT? DPA催化剂）、N，N-二甲基乙醇胺（JEFFCAT? DMEA催化 剂）、三亚乙基二胺（JEFFCAT? TEDA催化剂）、Ν，Ν-二甲基乙醇胺与三亚乙基二 胺的混合物（如JEFFCAT? TD-20催化剂）、ν，ν-二甲基环己胺（JEFFCAT? DMCHA催化剂）、苄基二甲基胺（JEFFCAT? BDMA催化剂）、五甲基二亚乙基三胺 (JJEFFCAT? PMDETA 催化剂）、N，N，N'，N"，N"_ 五甲基二亚丙基三胺（JEFFCAT? ZR-40催化剂）、N，N-双（3-二甲氨基丙基）-N-异丙醇胺（JEFFGAT· ZR-50催化 剂）、N'-(3-(二甲氨基）丙基-n，n-二甲基-ι，3-丙二胺（JEFFCAT? Z-130 催化 剂）、2-(2_二甲氨基乙氧基）乙醇（JEFFCAT? ZR-70催化剂）、Ν，Ν，Ν' -三甲基氨 基乙基-乙醇胺（JEFFCAT? Z-Iio催化剂）、Ν-乙基吗啉（JEFFC:A:T? NEM催 化剂）、N-甲基吗啉（JEFFCAT? NMM催化剂）、4_甲氧基乙基吗啉、N，Ν'二甲基哌嗪 (JEFFCAT? DMP 催化剂）、2,2'-二吗啉代二乙基醚（JEFFCAT? DMDEE 催化 剂）、1，3, 5-三（3-(二甲氨基）丙基）-六氢-S-三嗪（JEFFCAT藤TR-90催化剂）、 1-丙胺、3-(2-(二甲氨基）乙氧基）、取代的咪唑如1，2-二甲基咪唑和1-甲基-2-羟乙基 咪唑、N，Ν' -二甲基哌嗪或双-取代的哌嗪如氨基乙基哌嗪、N，Ν'，Ν' -三甲基氨基乙基哌 嗪或双-(Ν-甲基哌嗪）脲、N-甲基吡咯烷酮和取代的甲基吡咯烷酮如2-氨基乙基-N-甲基 吡咯烷酮或双-(N-甲基吡咯烷酮）乙基脲、3-二甲氨基丙胺、Ν，Ν，Ν"，Ν"-四甲基二亚丙基 三胺、四甲基胍、1，2双-二异丙醇。胺催化剂的其它实例包括N-烷基吗啉如N-甲基吗啉、 N-乙基吗啉、N- 丁基吗啉和二吗啉代二乙基醚、Ν，Ν' -二甲氨基乙醇、N，N-二甲氨基乙氧 基乙醇、双-(二甲氨基丙基）-氨基-2-丙醇、双-(二甲氨基）-2-丙醇、双-(N，N-二甲氨 基）乙基醚；Ν，Ν，Ν'-三甲基-Ν'羟乙基-双-(氨基乙基）醚、N，N-二甲氨基乙基-Ν'-甲 基氨基乙醇、四甲基亚氨基双丙胺，及其组合。前述JEFFCAT?催化剂可由Huntsman Petrochemica