[发明专利]作为三聚催化剂的稳定碳负离子

说明书

发明背景

本发明通常涉及催化剂体系、包含催化剂体系的组合物、聚异氰脲酸酯/聚 氨酯(PIR/PUR)泡沫配方，和生产PIR/PUR泡沫的方法。

通常，在催化剂的存在下，通过多元醇和多异氰酸酯反应生产聚异氰脲酸酯 /聚氨酯(PIR/PUR)泡沫。可以存在附加的添加剂。PIR/PUR泡沫产品具有优异的 热稳定性和阻燃性。异氰脲酸酯可以保持其强度至约160℃的温度，并可以耐大 部分的有机溶剂、酸、碱、紫外线和潮湿。

某些羧酸盐，例如某些碱金属羧酸盐已经用作生产PIR/PUR泡沫的催化剂。 然而，使用可商购的碱金属羧酸盐通常导致不合乎需要的泡沫加工问题，其在连 续泡沫操作中尤其明显。当测量发泡速度分布图，或通过泡沫高度对时间作图 时，观察到特殊的“台阶”，其通常与三聚工艺开始有关。该三聚“台阶”导致 发泡速度明显变化；基本上发泡期间泡沫以两种不同的速度膨胀。连续聚异氰脲 酸酯/聚氨酯泡沫层压操作中，难以调整生产单元速度以匹配发泡速度的改变。 结果可能是泡沫超紧密堆积或泡沫回流。当以高异氰酸酯指数加工聚异氰脲酸酯 /聚氨酯配方时，该不合乎需要的泡沫高度急剧上升特别麻烦。即，在高异氰酸 酯指数发泡速度的改变更加明显。因此，当使用传统的碱金属羧酸盐催化剂时， 生产具有高异氰酸酯指数的合乎需要的低可燃性泡沫产品是一个技术挑战。

与碱金属羧酸盐催化剂相比，基于羟烷基铵羧酸盐的可商购多异氰脲酸酯三 聚催化剂在连续运行中表现出不同的可加工性。它们提供了更平滑的上升速率分 布，具有较不明显的三聚“台阶”。即，甚至在高异氰酸酯指数，发泡的速度更 一致。然而，羟烷基铵羧酸盐催化剂在高于约100℃的温度可能不稳定，分解成 挥发性胺副产物。该分解过程导致挥发性胺类释放，并可能赋予最终泡沫产品不 合乎需要的胺气味。生产PIR/PUR泡沫的聚合反应是高发热的，通常导致泡沫加 工温度超过100℃。因此，羟烷基铵催化剂可以提供更可预知的泡沫可加工性， 但是有时以泡沫产品具有不合乎需要的胺气味为代价。

因此，需要一种催化剂组合物，其可以在生产PIR/PUR泡沫连续运行中提供 平滑的泡沫高度增加对时间分布图。此外，催化剂组合物还应该较好地用于具有 高异氰酸酯指数的泡沫配方。同时，当与可商购的催化剂体系相比时，该催化剂 组合物应该提供相同或更快的表面固化，使得用该催化剂组合物生产的泡沫产品 可以在生产制成品例如层压泡沫板期间，具有降低的表面脆性和增强的表面粘附 性。任选地，根据催化剂组分的选择，该催化剂组合物在通常生产PIR/PUR泡沫 的温度下是热稳定的，并可以生产基本上不含挥发性胺类和/或胺气味的泡沫。

发明概述

本发明提供了一种新的催化剂组合物，它包括至少一种具有以下通式的碳负 离子(carbanion)化合物

其中：

每个出现的R¹和R²独立地选自氢原子，取代或未取代的C₁-C₃₆烷基、链烯基 (alkenyl)、芳基或芳烷基，氧原子，-OR⁴，或-NHR⁴；

每个出现的R³和R⁴独立地选自氢原子，或者取代或未取代的C₁-C₃₆烷基、链 烯基、芳基或芳烷基，

每个出现的M独立地选自：

(i)碱金属离子，

(ii)碱土金属离子，

(iii)锌离子，或

(iv)季铵离子；

p为1或2；并且

q为1、2或3。

在另一个方面，所述包含至少一种碳负离子化合物的催化剂组合物可以被用 于泡沫配方中以生产PIR/PUR泡沫。在又一个方面，本发明公开了一种包含至少 一种含活性氢的化合物与一种含至少一种碳负离子化合物的接触产物的组合 物。

本发明还提供了一种制备聚异氰脲酸酯/聚氨酯(PIR/PUR)泡沫的方法。该 方法包括在足以生产PIR/PUR泡沫的条件下，在至少一种发泡剂和催化有效量的 催化剂组合物的存在下，将至少一种多异氰酸酯与至少一种含活性氢的化合物接 触，其中所述催化剂组合物包含至少一种具有以下通式的碳负离子化合物：

其中：