[发明专利]环胺化合物、组合物及由其制备的聚氨酯泡沫体

说明书

优先权声明

本申请要求2011年12月29日提交的、标题为“由环状多胺化合物形成高分子量环状多胺化合物”的美国临时申请61/581,323以及2012年10月24日提交的、标题为“环胺化合物、组合物以及由其制备的聚氨酯泡沫体”的美国临时申请61/717,913的权益，这些申请在此全部引入作为参考。

技术领域

本发明涉及环胺和包含环胺的组合物，以及由环胺制备的聚氨酯泡沫体。

背景技术

在发泡剂存在下，通常使用水作为发泡剂，通过多元醇和异氰酸酯反应制备聚氨酯泡沫体。导致聚氨酯泡沫体形成的反应通常由氨基甲酸乙酯反应(凝胶)和脲反应(发泡)组成，其与二氧化碳的产生相关。催化剂以及其它助剂，例如交联剂、发泡剂、扩链剂、表面活性剂、稳定剂和抗氧化剂通常与多元醇和异氰酸酯组分一起包含在组合物中。在泡沫体生产期间，催化剂可以通过控制和平衡凝胶和发泡反应确保所需泡沫体的性能而起着重要的作用。催化剂还对泡沫体的模塑性能和固化速度具有影响。

叔胺和有机金属盐已经用于聚氨酯泡沫体的催化剂领域。然而，通常使用叔胺催化剂产生一些问题，特别是在柔性、半硬性以及硬质泡沫体应用中。使用这些催化剂制备的泡沫体通常具有胺的气味，并且由于挥发性产物的散发导致雾化增加。

在聚氨酯产品中存在或形成的叔胺催化剂蒸汽对暴露在其上的乙烯基薄膜或聚碳酸酯片材有害。特别是，存在于聚氨酯泡沫体中的叔胺催化剂与乙烯基薄膜的污染和聚碳酸酯片材的分解有关。这些PVC的污染和聚碳酸酯的分解问题尤其普遍存在长时间的高温环境中，例如汽车内部。

本申请的发明人已经认识到，在生产所需消费和工业应用的聚氨酯泡沫体产品中存在许多困难，并且制备和确定聚氨酯泡沫体所需的胺催化剂仍然是具有挑战的领域。例如，虽然声称一些催化剂(例如参见4,517,313)相对于使用标准的三亚乙基二胺催化剂可以降低气味和乙烯基污染，但是令人遗憾的是它们提供较弱的催化活性，并且没有达到常规催化剂的标准。改变胺催化剂的化学结构而不对其催化活性产生不利影响具有挑战性。有些情况下在聚氨酯配制物中需要以高含量使用催化剂以补偿其在反应期间缺少的催化活性或流动性。

另一个问题涉及包括泡沫体形成组分的组合物的稳定性。组合物中的预反应组分可以显示出预凝胶倾向或具有较差的储存稳定性。另一个问题是一些促进快速凝胶的催化剂产生泡沫体加工和泡沫体性能的问题。例如，由于较高含量的交联，将对撕裂强度和断裂伸长率产生不利影响。此外，当一些催化剂经受高温(如通常会在汽车内部遇到的)时，它们将在泡沫体内部迁移。

本申请提供了化合物、组合物和基于使用环胺化合物形成聚氨酯泡沫体的方法。

发明概述

本发明提供了包括环胺化合物的组合物以及包括使用环胺化合物制备聚氨酯泡沫体的组合物。本发明还提供了制备本发明环胺化合物的方法。

使用式I或式II的环胺制备该组合物和聚氨酯泡沫体：

式I或式II中，R¹、R^1’和R^1”独立选自氢和C1-C8烃基，其中至少一种R¹、R^1’或R^1”是C1-C8烃基。R²、R^2’、R³、R^3’、R⁴和R^4’独立选自氢、–CH₃和–CH₂CH₃。同样，在式I或式II中，x和x’独立为0(共价键)或1。本发明的环胺还包括酸封闭的衍生物，其中在式I或式II中任意一个或多个氮原子带有正电荷，并且是通过酸阴离子静电封闭(electrostatically block)。