[其他]制备含有异氰脲酸酯和氨基甲酸乙酯键合泡沫体的新型催化剂体系

说明书

本发明涉及含有氨基甲酸乙酯和异氰脲酸酯基团的聚合物泡沫体的制备，特别是关于新型催化组合物在发泡反应中的应用。

含有异氰脲酸酯和/或氨基甲酸乙酯键合的硬质泡沫体属于已知技术。先有技术公开了用有机多异氰酸酯与多元醇反应制备泡沫体的方法。在有发泡剂存在情况下，用一种催化剂体系可提供含异氰脲酸酯基团的泡沫体，多异氰酸酯与多元醇的当量比（即“异氰酸酯指数”）超过150。这类泡沫体有良好的阻燃性，是很有用的材料。

在制备这些含有氨基甲酸乙酯和异氰脲酸酯两者键合的泡沫体时，泡沫体增长速度的平稳性通常不太理想，经常可以观察到两种不同的速度。据信，存在有急剧的第二次增长是造成在一定条件下生产连续泡沫层压材料中出现结构缺陷的原因。这些缺陷在商业上称为“剪切层”和“鸥翅”状疵病，并导致机械性能下降。

应用较低含量的催化剂可使问题有某种程度的解决，得到较平滑的增长曲线，但是之后泡沫体熟化速度的缓慢却难以接受。

用于聚异氰脲酸酯三聚作用的催化组合物已经有过介绍。例如，英国专利号1，534，236描述了一种体系，加入少量酸、己内酰胺和2，4-戊二酮，可调整其反应速度。美国专利号4003859公开一种组合物，包括叔胺、N-取代酰胺碱金属盐和二链烷酸二丁锡。美国专利号4，011，180公开了一种N-取代酰胺碱金属盐和N-（2-羟苯基）甲基甘氨酸碱金属盐的组合物。

现已发现一种催化组合物，它使增长曲线意外的平滑，而又能充分地熟化。因此在制备异氰脲酸酯泡沫片材、压力板和层压材料中，特别是连续生产这些材料时，这种催化组合物是很有用的。

据此，本发明为含有氨基甲酸乙酯和异氰脲酸酯键合的泡沫体的生产，提供一种催化剂体系，该体系包括：

1）一种碱金属羧酸盐或四烷基铵羧酸盐，其通式为：

和

2）Ⅱa族金属或锌的羧酸盐，其通式为：

其中M代表碱金属或四烷基铵，Q代表Ⅱa族金属，R₁、R₂和R₃可以相同或不同，代表H或低级烷基、环烷基、苯基或烷基苯基。

这两种羧酸盐可来自相同的羧酸或者不同的羧酸。也可以用不同的碱金属羧酸盐或四烷基铵的羧酸盐（式Ⅰ）的混合物和/或用不同的Ⅱa族金属羧酸盐（式Ⅱ）的混合物。术语“低级烷基”意指支链的或直链的含有1至12个碳原子的烷基。

在两种化合物中，R₁最好选自H和甲基，R₂选自H、甲基和乙基，R₃选自甲基、乙基、异丙基、丁基和环己基。最好R₁是H、R₂是C₂H₅，R₃是C₄H₉。然而，在选择酸时必须注意，在泡沫体配方中，混合盐仍以稳定溶液存在，即反应混合物中不形成沉淀的物种。在某些情况下，乙酸盐、丙酸盐、油酸盐和硬脂酸盐就可能是这种情形。

碱金属盐最好是钾盐，不过钾盐可全部或部分被相应的钠、铷或铯盐所替代。适当的四烷基铵盐是四丁基铵盐。在美国专利4186255、3954684和3980594中曾公开了一些其他的铵盐，这些铵盐能促使聚异氰酸酯发生三聚作用。Ⅱa族金属盐最好是钙或锶盐，但也可以是钡、镁或锌盐。

适宜的酸包括，例如己酸、2-甲基己酸、2-乙基己酸、环己基-乙酸、三甲基乙酸、异戊酸和丁酸。

本发明还提出一种制备以氨基甲酸乙酯和异氰脲酸酯键合为特征的蜂窝状泡沫体，特别是用于连续生产层压材料的方法，此方法包括有机聚异氰酸酯和小份额多元醇的反应如上所述，在发泡剂和起催化作用数量足够的催化剂体系存在下，聚异氰酸酯与多元醇的当量比（即“异氰酸酯指数”）高于150。

本发明用来制备含有异氰脲酸酯和氨基甲酸乙酯基团的硬质泡沫体的催化剂，其制备方法如下：

1）从碱金属氢氧化物和相应的羧酸来制备碱金属羧酸盐，例如2-乙基己酸钾。催化剂的稀释剂，可采用多种二元醇，如甘醇、二甘醇和中等聚环氧乙烷（分子量最好低于600）。聚环氧丙烷（分子量最好低于3000）也是合适的稀释剂。

2）Ⅱa族金属二羧酸盐，最好是2-乙烷己酸钙，可由金属氢氧化物或氧化物和相应的羧酸制备。最好选择聚环氧丙烷或聚环氧乙烷做为稀释剂，其分子量最好在200和3000之间，此外乙氧基壬基酚也可用做稀释剂。