[发明专利]含叔胺脲衍生物类化合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于精细化学品领域，涉及一种含叔胺脲衍生物类化合物及其制备方法和应用。

背景技术

在1958年之前，聚氨酯泡沫塑料生产均采用预聚体法，即所谓的二步法。此后，由于三乙烯二胺和辛酸亚锡为代表的两类催化剂的出现，一步法发泡得以迅速推广。

聚氨酯的催化剂主要为胺类和有机金属类，这两类催化剂都属于延迟性催化剂。这些催化剂除了可以加速反应之外，还可以控制平行反应的相对速度、影响反应混合物的流动性、成品的物理机械性能及工艺技术参数。其中胺类属于亲核性催化剂，工业上常将其视作以催化发泡反应为主。有机金属类属于亲电性催化剂，工业上常将其视作以催化凝胶反应为主。由于胺类催化剂结构可变性大、品种多， 能影响聚氨酯的发泡、凝胶、固化和三聚反应，性能十分优异。同时可用作催化剂的胺类化合物比有机金属化台物种类多， 所以胺类催化剂一直是人们最感兴趣的催化剂。

常用的叔胺类催化剂有：三亚乙基二胺、双-(二甲基氨乙基)醚、N-烷基吗啉等。三乙烯二胺，又名三乙撑二胺、三亚乙基二胺，最早由美国空气产品公司研制成功并商品化。作为聚氨酯发泡催化剂，其用于软泡、半硬泡、硬泡、弹性体等各种制品。是聚氨酯工业中应用最广、用量最大的叔胺类催化剂。但此品存在易燃、有腐蚀性、常温下呈固态等缺点。其它叔胺类催化剂普遍存在气味较大、腐蚀设备或者应用面窄、催化活性低的缺点。如：N-甲基吗啉、三乙胺等由于少量挥发就有强烈气味而被逐渐取代，N，N-二甲基环已胺主要用于催化生成硬质聚氨酯泡沫塑料，二甲基乙醇胺催化活性远低于三亚乙基二胺。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对目前用于合成聚氨酯的胺类催化剂存在的一些问题，提供一类催化活性高、且稳定性好、对设备腐蚀性小的胺类催化剂。

本发明提供的技术方案是：含叔胺脲衍生物类化合物，其结构式为

式中：X为C₂~C₃的烷基链，R为C₁~C₄的烷基链或同一个N原子上的两个R连接成为一个C₄的直链烷基链并与该N原子形成五元吡咯环。

本发明还提供了上述含叔胺脲衍生物类化合物的制备方法。

制备方法一：将碳酸乙烯酯和NH₂XNR₂按物质的量1:2的配比混合，在100℃~140℃和氮气保护下回流反应，即可制得本发明涉及的含叔胺脲衍生物类化合物。该方法的化学方程式如下：

制备方法二：将脲和NH₂XNR₂按物质的量1:2的配比混合，如果脲在NH₂XNR₂中无法溶解，可以向上述混合体系中加入与脲等质量的纯水作为助溶剂。在100℃~140℃和氮气保护下回流反应，即可制得本发明涉及的含叔胺脲衍生物类化合物。反应过程中分多次引出生成的NH₃可以有效提高反应转化率。该方法的化学方程式如下：

本发明的化合物可以作为生成聚氨酯泡沫塑料的催化剂及粘合剂的配方组分。

作为聚氨酯泡沫塑料催化剂，其投加量为原料重质量的0.4%~2.0%。

本发明涉及的脲衍生物类化合物常温下为无色或淡黄色透明液体，不含固形物，不会对制造聚氨酯的生产设备带来不利影响，也避免了一些常温下呈固态的催化剂如三亚乙基二胺需要配制成溶液添加到反应体系中去的问题；另外该脲衍生物类化合物沸点很高，很难挥发，解决了因胺类催化剂的添加导致聚氨酯泡沫塑料或者粘合剂气味过大的问题。通过大量的研究与比较，目前关于聚氨酯胺类催化剂发泡催化活性高低的一个普遍观点是：N原子的空间位阻越小，其碱性越强，从而催化活性越高。通过选取合适的反应原料，可以调节本发明的脲衍生物类中叔胺N原子的活性，从而起到控制聚氨酯合成工艺过程的效果。

具体实施方式

本发明将碳酸乙烯酯或脲与NH₂XNR₂按物质的量1:2的配比混合，根据两种反应物的相溶性确定是否添加适当的溶剂，在100℃~140℃油浴和通入N₂作为保护气的条件下恒温回流反应24小时，得到的产物经过分离纯化即制得纯净的含叔胺脲衍生物类化合物。

实施例1