专利名称：异氰酸酯三聚催化剂体系，前体制剂，使异氰酸酯三聚的方法，由其制备的硬质聚异氰脲 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种异氰酸酯三聚催化剂体系，前体制剂，使异氰酸酯三聚的方法，由其制备的硬质聚异氰脲酸酯/聚氨酯泡沫体，和制备这种泡沫体的方法。
背景技术：
硬质聚异氰脲酸酯/聚氨酯(PIR)泡沫体是广泛已知的，并且用于许多工业中。 P^泡沫体是具有以下两种基团的混合结构聚氨酯基团(得自异氰酸酯的-NCO基团与多元醇的羟基的反应)和异氰脲酸酯环，源自相对于所述羟基过量的-NCO基团的三聚(异氰酸酯指数大于100，例如，180-600)。-NCO基团的三聚通常受特殊的催化剂催化，例如三(二甲基氨基甲基)苯酚，乙酸钾和其它催化剂。该MR泡沫体的高交联结构源自由所述过量的-NCO基团的三聚产生的所述异氰脲酸酯环。PIR泡沫体一直在阻燃性和降低烟气产生方面经受着越来越多的规章限制。阻燃性和降低的烟气产生通常因为存在异氰脲酸酯环而得到改善。但是，对于生产该异氰脲酸酯环而言，现存的三聚催化剂体系往往仅在高温是活性的，高温通常在P^泡沫体的核芯区域。因此，现存的三聚催化剂体系往往便于主要在P^泡沫体的核芯区域中形成异氰脲酸酯环。虽然使用现存的三聚催化剂体系改善了 P^泡沫体的核芯区域的阻燃性和烟气产生性，但是仍然需要进一步改善该MR泡沫体的外部区域中的这些性质。本发明便于在该 PIR泡沫体的外部区域中形成异氰脲酸酯环，并且进而便于改善P^泡沫体的外部区域的阻燃性和烟气产生性。本发明通过需要较低的活化温度而有助于和增加MR泡沫体的外部区域中所述异氰脲酸酯环的三聚。本发明还可提供改善的粘合性，例如，在层合过程中的粘合剂，即，P^泡沫体面板的双钢平面铣刀(double steel facers)的拉伸粘结强度。
发明内容
本发明提供异氰酸酯三聚催化剂体系，前体制剂，使异氰酸酯三聚的方法，由其制备的MR泡沫体，和制备这种泡沫体的方法。在一种实施方式中，本发明提供三聚催化剂体系，其包括(a)磷三轮阳离子；和 (b)诱导异氰酸酯三聚物的阴离子；其中所述三聚催化剂体系的三聚活化温度为小于或等于 73°C。在可供选择的实施方式中，本发明还提供前体制剂，其包括(1)至少25wt %的多元醇，基于所述前体制剂的重量；(2)小于15wt%的三聚催化剂体系，基于所述前体制剂的重量，所述三聚催化剂体系包括(a)磷三轮阳离子；和(c)诱导异氰酸酯三聚物的阴离子； 其中所述三聚催化剂体系的三聚活化温度为小于或等于73°C ；和( 任选的一种或多种表面活性剂、一种或多种阻燃剂、水、一种或多种抗氧化剂、一种或多种辅助发泡剂、一种或多种氨基甲酸酯催化剂、一种或多种辅助三聚催化剂(与本申请所述的三聚催化剂体系不同)，或其组合。在可供选择的实施方式中，本发明还提供使异氰酸酯三聚的方法，其包括以下步骤(1)提供选自以下的一种或多种单体异氰酸酯、二异氰酸酯、三异氰酸酯、低聚的异氰酸酯、其任何盐，和其任何混合物；( 提供三聚催化剂体系，所述三聚催化剂体系包括 (a)磷三轮阳离子(phosphatrane cation)；和(b)诱导异氰酸酯三聚物的阴离子；其中所述三聚催化剂体系的三聚活化温度为小于或等于73°C ;C3)使所述一种或多种单体在所述三聚催化剂存在下三聚；和由此形成异氰脲酸酯环。在可供选择的实施方式中，本发明还提供制备PIR泡沫体的方法，其包括以下步骤(1)提供选自以下的一种或多种单体异氰酸酯、二异氰酸酯、三异氰酸酯、低聚的异氰酸酯、其任何盐、和其任何混合物；( 提供多元醇；C3)提供三聚催化剂体系，所述三聚催化剂体系包括(a)磷三轮(phosphatrane)阳离子；和(b)诱导异氰酸酯三聚物的阴离子； 其中所述三聚催化剂体系的三聚活化温度为小于或等于73°C;和(4)任选地提供一种或多种表面活性剂、一种或多种阻燃剂、水、一种或多种抗氧化剂、一种或多种辅助发泡剂、一种或多种氨基甲酸酯催化剂、一种或多种辅助三聚催化剂，或其组合；(5)使所述一种或多种单体，和所述多元醇，和任选的所述一种或多种表面活性剂，和任选的所述一种或多种阻燃剂，和任选的所述水，和任选的所述一种或多种抗氧化剂、和任选的所述一种或多种辅助发泡剂，在所述三聚催化剂体系和任选的所述一种或多种氨基甲酸酯催化剂，和任选的所述一种或多种辅助三聚催化剂存在下接触；(6)由此形成所述MR泡沫体。在可供选择的实施方式中，本发明还提供MR泡沫体，其包括在三聚催化剂体系和任选的一种或多种表面活性剂、任选的一种或多种阻燃剂、任选的水、任选的一种或多种抗氧化剂、任选的一种或多种辅助发泡剂、任选的一种或多种另外的氨基甲酸酯催化剂、 和任选的一种或多种辅助三聚催化剂、或者任选的其组合存在下，选自异氰酸酯、二异氰酸酯、三异氰酸酯、低聚的异氰酸酯、其任何盐、和其任何混合物的一种或多种单体与多元醇的反应产物，所述三聚催化剂体系包括磷三轮阳离子，和诱导异氰酸酯三聚物的阴离子，其中所述三聚催化剂体系的三聚活化温度为小于或等于73°c。在可供选择的实施方式中，本发明还提供P^泡沫体，其包括在三聚催化剂体系和任选的一种或多种表面活性剂，任选的一种或多种阻燃剂，任选的水，任选的一种或多种抗氧化剂，任选的一种或多种辅助发泡剂，任选的一种或多种另外的聚氨酯催化剂，和任选的一种或多种辅助三聚催化剂，或者任选的其组合存在下，选自异氰酸酯、二异氰酸酯、三异氰酸酯、低聚的异氰酸酯、其任何盐、和其任何混合物的一种或多种单体与多元醇的反应产物，所述三聚催化剂体系包括磷三轮阳离子，和诱导异氰酸酯三聚物的阴离子，其中在离具有80mm厚的所述硬质泡沫体的上升的表面12mm的深度，所述P^泡沫体的聚异氰脲酸酯三聚物比例(Abs141(1/Abs1595)为至少5，通过ATR-FTIR(衰减全反射-傅里叶变换红外光谱，Attenuated Total Reflectance-Fourier Transform Infrared)光谱测得。在可供选择的实施方式中，本发明提供根据前述实施方式中任一项的异氰酸酯三聚催化剂，前体制剂，使异氰酸酯三聚的方法，由其制备的P^泡沫体，和制备这种泡沫体的方法，所不同的是所述磷三轮阳离子具有以下结构
权利要求
1.一种三聚催化剂体系，其包括 磷三轮阳离子；和诱导异氰酸酯三聚物的阴离子；其中所述三聚催化剂体系的三聚活化温度为小于或等于73°C。
2.一种前体制剂，其包括至少25wt%的多元醇，基于所述前体制剂的重量；小于或等于15wt%的三聚催化剂体系，基于所述前体制剂的重量，所述三聚催化剂体系包括磷三轮阳离子；和诱导异氰酸酯三聚物的阴离子；其中所述三聚催化剂体系的三聚活化温度为小于或等于73°C ；和任选的一种或者多种表面活性剂、一种或多种阻燃剂、水、一种或多种抗氧化剂、一种或多种辅助发泡剂、一种或多种氨基甲酸酯催化剂、一种或多种辅助三聚催化剂，或其组合。
3.使异氰酸酯三聚的方法，其包括以下步骤提供选自以下的一种或多种单体异氰酸酯、二异氰酸酯、三异氰酸酯、低聚的异氰酸酯、其任何盐，和其任何混合物；提供三聚催化剂体系，所述三聚催化剂体系包括 磷三轮阳离子；和诱导异氰酸酯三聚物的阴离子；其中所述三聚催化剂体系的三聚活化温度为小于或等于73°C ； 使所述一种或多种单体在所述三聚催化剂存在下三聚； 由此形成一种或多种异氰脲酸酯三聚物。
4.一种形成聚异氰脲酸酯/聚氨酯硬质泡沫体的方法，其包括以下步骤提供选自以下的一种或多种单体异氰酸酯、二异氰酸酯、三异氰酸酯、低聚的异氰酸酯、其任何盐、和其任何混合物； 提供多元醇；提供三聚催化剂体系，所述三聚催化剂体系包括 磷三轮阳离子；和诱导异氰酸酯三聚物的阴离子；其中所述三聚催化剂体系的三聚活化温度为小于或等于65°C ； 任选地提供一种或多种表面活性剂、一种或多种阻燃剂、水、一种或多种抗氧化剂、一种或多种辅助发泡剂、一种或多种氨基甲酸酯催化剂、一种或多种辅助三聚催化剂，或其组合；使所述一种或多种单体、和所述多元醇、和任选的所述一种或多种表面活性剂、和任选的所述一种或多种阻燃剂、和任选的所述水、和任选的所述一种或多种抗氧化剂、和任选的所述一种或多种辅助发泡剂，在所述三聚催化剂体系、和任选的所述一种或多种氨基甲酸酯催化剂、和任选的所述一种或多种辅助三聚催化剂存在下接触； 由此形成所述聚异氰脲酸酯/聚氨酯硬质泡沫体。
5.一种聚异氰脲酸酯/聚氨酯硬质泡沫体，其包括在三聚催化剂体系、和任选的一种或多种表面活性剂、任选的一种或多种阻燃剂、任选的水、任选的一种或多种抗氧化剂、任选的一种或多种辅助发泡剂、任选的一种或多种另外的氨基甲酸酯催化剂、和任选的一种或多种辅助三聚催化剂、或者任选的其组合存在下，选自异氰酸酯、二异氰酸酯、三异氰酸酯、低聚的异氰酸酯、其任何盐、和其任何混合物的一种或多种单体与多元醇的反应产物，所述三聚催化剂体系包括磷三轮阳离子，和诱导异氰酸酯三聚物的阴离子，其中所述三聚催化剂体系的三聚活化温度为小于或等于73°C。
6.一种聚异氰脲酸酯/聚氨酯硬质泡沫体，其包括在三聚催化剂体系、和任选的一种或多种表面活性剂、任选的一种或多种阻燃剂、任选的水、任选的一种或多种抗氧化剂、任选的一种或多种辅助发泡剂、任选的一种或多种另外的聚氨酯催化剂、和任选的一种或多种三聚催化剂、或者任选的其组合的存在下，选自异氰酸酯、二异氰酸酯、三异氰酸酯、低聚的异氰酸酯、其任何盐、和其任何混合物的一种或多种单体与多元醇的反应产物，所述三聚催化剂体系包括磷三轮阳离子，和诱导异氰酸酯三聚物的阴离子，其中在离所述硬质泡沫体的上升的表面12mm的深度，所述聚异氰脲酸酯/聚氨酯泡沫体的聚异氰脲酸酯三聚物比例(Abs141(1/Abs1595)为至少5，通过ATR-FIlR光谱测得。
7.根据权利要求1至6中任一项的三聚催化剂体系，其中所述磷三轮阳离子具有以下
8.根据权利要求7的三聚催化剂体系，其中E1选自N、0和P和E2选自N、0和P；和& 选自N、0和P ；和队选自IC1-C18Ji及其任何组合；和&选自IC1-C18Ji及其任何组合； 和R3选自H、C1-C18, Si及其任何组合；和D选自N和P ；和X选自H、C1-C18及其任何组合·
9.根据权利要求7的三聚催化剂体系，其中E1是N和E2是N；和&是N ；和队选自 C1-C18及其任何组合；和&选自C1-C18及其任何组合；和R3选自C1-C18及其任何组合；和D是N ；和X是H。
10.根据权利要求1至6中任一项的三聚催化剂体系，其中所述磷三轮阳离子是氮杂磷三轮阳离子。
11.根据权利要求1至6中任一项的三聚催化剂体系，其中所述诱导异氰酸酯三聚物的阴离子选自羧酸根、碳酸根、酚负离子、氨化物负离子、脒化物负离子、亚胺负离子、磷负离子、硫氰酸根、异硫氰酸根、异氰酸根、氰酸根、和氟负离子。
12.根据权利要求1至6中任一项的三聚催化剂体系，其中所述诱导异氰酸酯三聚物的阴离子是具有以下结构的羧酸根
13.根据权利要求12的三聚催化剂体系，其中所述羧酸根选自甲酸根、乙酸根、辛酸根、2-乙基己酸根、苯甲酸根，及其取代的衍生物。
14.根据权利要求1至6中任一项的三聚催化剂体系，其中所述三聚催化剂体系是2， 8，9_三甲基-2，5，8，9-四氮杂-1-磷杂双环[3. 3. 3] i^一烷单乙酸盐。
15.根据权利要求4至6中任一项的硬质聚异氰脲酸酯泡沫体，其中所述泡沫体用作绝热材料。
全文摘要
本发明提供一种异氰酸酯三聚催化剂体系，前体制剂，使异氰酸酯三聚的方法，由其制备的刚性泡沫体，和制备这种泡沫体的方法。该三聚催化剂体系包括(a)磷三轮阳离子；和(b)诱导异氰酸酯三聚物的阴离子；其中所述三聚催化剂体系的三聚活化温度为小于或等于73℃。
文档编号C08G18/18GK102272182SQ200980153999
公开日2011年12月7日 申请日期2009年11月9日 优先权日2008年11月10日
发明者塞西尔.波耶, 戴维.巴布, 理查德.基顿, 纳森.维尔莫特, 菲利普.阿西, 蒂莫西.莫利 申请人:陶氏环球技术有限责任公司