专利名称：用于异氰酸酯和醇之间的反应的新的催化剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于异氰酸酯和醇之间的反应的新的催化剂，该反应是用于制备聚氨酯聚合物的关键步骤。本发明更具体地涉及非基于锡的新的催化剂的用途。
背景技术：
聚氨酯最初用于塑料化合物和泡沫的制造中。此后，这些聚合物已开发于很多应用领域中，例如弹性体、热塑性塑料、热固性树脂、膨胀体系，织物纤维和涂料体系(用于纸的涂料浴、木材涂料、机动车油漆、粘合剂等)。聚氨酯是包含至少一个尿烷基团(也称为氨基甲酸酯基团)的聚合物。该基团来自于醇基团和异氰酸酯基团之间的反应。通常，通过异氰酸酯与伯醇或仲醇之间的未催化反应合成聚氨酯在50至100°C之间进行。已提出了多种催化剂从而优化该反应，例如路易斯酸和碱，以及多种金属盐。这些催化剂的实例记载于下列文章中-Gambiroza-Jukic et al. , Kinetic analysis of bulkpolymerization of diisocyanate and polyol ;J. Appl. Polym. Sci. , 1993,第 47 卷，第 513-519 页，-Wong et al. , Catalysis in competing isocyanate reactions, Competing phenyl isocyanate reaction catalyzed with N,N’，N”_五甲基二亚丙基三胺；J. Polym. Sci. ；A 部分，Polym. Chem. Ed.，1986，第 M 卷，第沘77_2890 页，以及-Okada, H. et al.，The kinetics of the polyurethane-formingreaction between organic diisocyanates and glycol s ；Makromol. Chem. ,1963,第 66 卷，第 91-101 页。最广泛使用的金属催化剂是烷基锡羧酸酯，其中最为人所知的是二丁基锡二月桂酸酯。然而，基于烷基锡的催化剂虽然非常有效，但是存在具有毒性的缺点(CMR-2:生殖毒性)。因此，正在进行研究来在多种应用中将其用不具有这些缺点的化合物代替。此外， 工业上一直在寻找具有至少和二丁基锡二月桂酸酯一样的活性但是不基于锡的化合物。
发明内容
本发明的主要目标因此是提供用于异氰酸酯和醇之间的反应的催化剂，该催化剂具有至少和二丁基锡二月桂酸酯一样的活性但是不基于锡。本发明的另一个主要目标是提供可以用于聚氨酯的合成的催化剂。现已发现，并且构成本发明的主题的是，用于制备具有至少一个尿烷官能团的化合物A的新方法，其包含步骤1)，该步骤在于使具有至少一个异氰酸酯官能团的化合物B与具有至少一个羟基官能团的化合物D在催化剂C的存在下反应，其特征在于所述催化剂C 不同于化合物D并且是通式(1)的非甲硅烷基有机化合物
其中-基团R1相同或不同，彼此独立地表示线性或支化的单价烷基，环烷基，(环烷基) 烷基，该环被取代或未被取代并且可以包含至少一个杂原子，或者氟代烷基，-基团R2表示氢原子，线性或支化的单价烷基，环烷基，被环取代的烷基，该环被取代或未被取代并可以包含至少一个杂原子，芳基或芳基烷基，氟代烷基，烷基胺或烷基胍基团，并且-基团R3表示线性或支化的单价烷基，环烷基，被环取代的烷基，该环被取代或未被取代并可以包含至少一个杂原子，芳基烷基，氟代烷基，烷基胺或烷基胍基团，-当基团R2不是氢原子时，基团R2和R3可以连接形成3、4、5、6或7元脂族环，该环任选地被一个或多个取代基取代，并且-附加条件是基团R1、R2和R3不包含硅原子。为了实现该目标，发明人已完全令人惊讶且出人意料地发现，通式(1)的非甲硅烷基化合物的使用使得可以催化异氰酸酯和醇之间的反应，该反应是用于制备聚氨酯聚合物的关键步骤。根据本发明的通式(I)的非甲硅烷基化合物是1，2，3_三取代的和1，2，3，3_四取代的胍，并且具有为液体、无色且无嗅的优点。应当注意，本发明的独创性的至少一部分在于根据本发明用作催化剂的化合物C 的规定组合的明智且有利的选择。根据本发明的一种优选实施方案，催化剂C是上述通式(I)的非甲硅烷基有机化合物，其中-基团R1相同或不同，它和R3彼此独立地选自异丙基、环己基以及线性或支化的单价C1-C12烷基，-基团&表示氢原子，线性或支化的单价烷基，环烷基，被环取代的烷基，该环被取代或未被取代并可以包含至少一个杂原子，芳基烷基，氟代烷基或者烷基胺或烷基胍基团， 并且-当基团R2不是氢原子时，基团R2和R3可以连接形成3、4、5、6或7元脂族环，该环任选地被一个或多个取代基取代。根据另一种优选的实施方案，催化剂C是选自下列化合物(Al)至(A6)的非甲硅
烷基有机化合物
权利要求
1.用于制备具有至少一个尿烷官能团的化合物A的方法，其包含步骤1)，该步骤在于使具有至少一个异氰酸酯官能团的化合物B与具有至少一个羟基官能团的化合物D在催化剂C的存在下反应，其特征在于所述催化剂C不同于化合物D并且是通式(1)的非甲硅烷基有机化合物
2.根据权利要求1的方法，其特征在于催化剂C是通式(I)的非甲硅烷基有机化合物， 并且其中-基团R1相同或不同，它和R3彼此独立地选自异丙基、环己基以及线性或支化的单价 Ci-C12 焼基，-基团R2表示氢原子，线性或支化的单价烷基，环烷基，被环取代的烷基，该环被取代或未被取代并可以包含至少一个杂原子，芳基烷基，氟代烷基，烷基胺或烷基胍基团，并且-当基团R2不是氢原子时，基团R2和R3可以连接形成3、4、5、6或7元脂族环，该环任选地被一个或多个取代基取代。
3.根据权利要求1的方法，其中催化剂C是选自下列化合物(Al)至(A6)的非甲硅烷基有机化合物
4.根据以上权利要求之一的方法，其特征在于具有至少一个尿烷官能团的化合物A是聚氨酯，具有至少一个异氰酸酯官能团的化合物B是二异氰酸酯，并且具有至少一个羟基官能团的化合物D是多元醇。
5.根据权利要求1至3任意一项的方法，其中步骤1)在于在不存在水分且存在有效量的上述根据本发明的催化剂C的情况下使至少一种化合物B与至少一种化合物D反应，所述化合物B是选自单异氰酸酯、二异氰酸酯及其混合物的异氰酸酯，所述化合物D是选自单醇、二醇、多元醇及其混合物的醇。
6.根据以上权利要求之一的方法，其特征在于化合物B是选自下列化合物的二异氰酸酯二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，特别是二苯基甲烷-4，4’_ 二异氰酸酯、二苯基甲烷-2， 4’_ 二异氰酸酯，甲苯二异氰酸酯(TDI)，特别是甲苯-2，4- 二异氰酸酯、甲苯-2，6- 二异氰酸酯，六亚甲基二异氰酸酯(HMDI)、1，3-四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环六甲基甲烷二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)。
7.根据权利要求4的方法，其特征在于化合物D是聚酯多元醇。
8.根据以上权利要求之一的方法，其特征在于步骤1)在发泡剂的存在下进行，所述发泡剂优选为水。
全文摘要
本发明涉及用于异氰酸酯和醇之间的反应的新的催化剂，该反应是用于制备聚氨酯聚合物的关键步骤。本发明更具体地涉及非基于锡的新的催化剂的用途。
文档编号C08G18/18GK102209739SQ200980144779
公开日2011年10月5日 申请日期2009年10月12日 优先权日2008年10月13日
发明者C·马利维尔尼, L·圣-扎尔迈斯 申请人:蓝星有机硅法国公司