用于制造泡沫的催化劑組合物和方法技術(shù)

一種組合物和方法，其使用包含至少一種羧酸鉍催化劑和一種或多種選自堿金屬羧酸鹽和季銨羧酸鹽的助催化劑的催化劑組合物制造聚異氰脲酸酯或聚氨酯泡沫，使得所得泡沫具有改善的隔熱性質(zhì)。由這種催化劑組合物和方法生產(chǎn)的聚異氰脲酸酯或聚氨酯泡沫可用于層壓板料、建筑面板、器具隔熱和噴涂施加的隔熱。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】本申請(qǐng)要求2014年2月26日提交的美國申請(qǐng)第61/944,717號(hào)的權(quán)益。第61/944,177號(hào)申請(qǐng)的公開內(nèi)容在此通過引用并入。專利
本專利技術(shù)涉及催化劑組合物、包含催化劑的組合物和使用所述組合物制造泡沫的方法。專利技術(shù)背景聚異氰脲酸酯和聚氨酯泡沫或者PUR/PIP泡沫用于諸如結(jié)構(gòu)墻、屋頂、冷藏柜和車庫門的應(yīng)用中。PUR/PIR泡沫配制者和制造者所面臨的一項(xiàng)挑戰(zhàn)是提高PUR/PIR泡沫的隔熱性能或效率而不增加泡沫厚度。提高PUR/PIR泡沫的隔熱效率是有益的，因?yàn)樗岣咦罱K墻、屋頂或其他產(chǎn)品的能量效率并且導(dǎo)致最終產(chǎn)品需要更少的PUR/PIR泡沫來獲得期望的能量效率。PUR/PIR泡沫配制者和制造者所面臨的另一項(xiàng)挑戰(zhàn)是提高泡沫產(chǎn)品的生產(chǎn)速率。根據(jù)應(yīng)用加工具體情況和用于生產(chǎn)PUR/PIR泡沫的設(shè)備，泡沫產(chǎn)品的制造速率依賴于PUR/PIR制劑的總固化時(shí)間。為了增加給定時(shí)間段內(nèi)的商業(yè)產(chǎn)出，縮短總固化時(shí)間是有益的。用于制造泡沫的常規(guī)催化劑組合物和方法在以下專利和專利申請(qǐng)中描述。美國專利第4,572,865號(hào)描述了用于連續(xù)生產(chǎn)隔熱板的方法，所述隔熱板包含具有兩個(gè)主表面的硬質(zhì)塑料泡沫芯，和在所述主表面之一或二者上的覆面材料，所述方法包括沿生產(chǎn)線傳送覆面材料，在所述覆面材料上沉積含有至少一種起泡劑的塑料混合物的部分膨脹起泡泡沫(froth foam)，以及進(jìn)一步膨脹并固化與所述覆面材料接觸的起泡泡沫以形成所述隔熱板。美國專利第4,710,521號(hào)描述了一種硬質(zhì)聚異氰脲酸酯泡沫通過以下步驟由此制備的方法：(a)將有機(jī)多異氰酸酯、少量聚酯多元醇、發(fā)泡劑和在有機(jī)溶劑中的催化劑混合物一起在連續(xù)推進(jìn)的傳送機(jī)上前進(jìn)，所述催化劑混合物包含：(i)選自堿金屬鹽和堿土金屬鹽及其混合物的低分子量羧酸的鹽，和(ii)叔胺，所述低分子量羧酸的鹽具有足夠的量并且所述鹽的所述羧酸的分子量足夠低以提供具有非易碎表面的堅(jiān)固泡沫；和(b)使泡沫形成混合物發(fā)泡。美國專利第3,892,687號(hào)描述了具有通式的用于生產(chǎn)聚氨酯樹脂的催化劑。美國專利第3,993,652號(hào)描述了催化劑，其在不存在水的情況下制備時(shí)對(duì)于熱和儲(chǔ)存是穩(wěn)定的，并且在涉及有機(jī)異氰酸酯的反應(yīng)中(如在聚氨酯和聚異氰脲酸酯樹脂的生產(chǎn)中)顯示高活性。美國專利第2007/0,259,773號(hào)提供了三聚催化劑組合物和使用這樣的三聚催化劑組合物生產(chǎn)聚異氰脲酸酯/聚氨酯(PIR/PUR)泡沫的方法。所述催化劑組合物是至少一種α-β不飽和羧酸鹽與至少一種第二羧酸鹽的產(chǎn)物。美國專利第2007/0,259,982號(hào)提供了具有α-β不飽和羧酸鹽的三聚催化劑組合物和使用這樣的三聚催化劑組合物生產(chǎn)聚異氰脲酸酯/聚氨酯泡沫的方法。美國專利第2007/0,259,983號(hào)提供了具有空間位阻羧酸鹽的三聚催化劑組合物和使用這樣的三聚催化劑組合物生產(chǎn)聚異氰脲酸酯/聚氨酯(PIR/PUR)泡沫的方法。美國專利第6,825,238號(hào)涉及由芳族多異氰酸酯、多元醇和發(fā)泡劑的催化反應(yīng)形成的硬質(zhì)泡沫以及用于制備這樣的多異氰酸酯的方法。前文記載的專利和專利申請(qǐng)?jiān)诖送ㄟ^引用并入。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)通過提供包含至少一種羧酸鉍鹽與堿金屬基羧酸鹽和季銨基羧酸鹽中的至少一種或多種的組合的催化劑組合物和使用所述催化劑組合物制造聚氨酯泡沫(例如，PUR/PIR隔熱泡沫)的方法解決了前述缺陷和問題。本專利技術(shù)產(chǎn)生具有有益性質(zhì)的泡沫產(chǎn)品，所述有益性質(zhì)包括與用常規(guī)催化劑體系制造的其他泡沫相比更快的固化特性(profile)、提高的生產(chǎn)速率、減小的泡沫泡孔尺寸和增大的R值。R值以(ft2·°F·hr/Btu)報(bào)告并且根據(jù)ASTM C518通過LaserComp,Inc.的Fox 200熱流計(jì)測量。本專利技術(shù)的另一個(gè)益處是催化劑組合物在制造泡沫的溫度下是熱穩(wěn)定的，由此產(chǎn)生沒有胺氣味的產(chǎn)品。熱穩(wěn)定是指在至少100℃、至少125℃和在一些情況下高達(dá)150℃的溫度下，催化劑不降解成揮發(fā)性胺副產(chǎn)物(例如，氮的氧化物或氫化物，如氨)，該胺副產(chǎn)物然后從制成的泡沫品逸出并給予制成的泡沫品不期望的胺氣味。這些胺副產(chǎn)物可以通過GC/MS分析檢測到。根據(jù)本專利技術(shù)的泡沫可以通過使用已知設(shè)備和方法噴涂、模塑和連續(xù)澆注(例如，在層壓機(jī)中)而獲得。本專利技術(shù)的一個(gè)方面涉及組合物，其包含至少一種羧酸鉍鹽以及選自堿金屬羧酸鹽和季銨羧酸鹽中的至少一個(gè)成員。本專利技術(shù)的一個(gè)方面涉及前述組合物，其中所述羧酸鉍鹽具有以下結(jié)構(gòu)：其中R1、R2、R3獨(dú)立地是H、C1-C20烷基或烯基或者苯基或取代的苯基，M是鉍，和n是3。本專利技術(shù)的另一個(gè)方面涉及前述組合物中的任一種，其中所述羧酸鉍鹽包含選自新癸酸鉍、辛酸鉍、versalate酸鉍(bismuth versalate)、環(huán)烷酸鉍、新戊酸鉍、乙酸鉍、堿式碳酸鉍和檸檬酸鉍中的至少一個(gè)成員。本專利技術(shù)的一個(gè)方面涉及前述組合物中的任一種，其中所述堿金屬羧酸鹽和所述季銨羧酸鹽具有以下結(jié)構(gòu)：其中R1、R2和R3是H、C1-C20烷基或烯基或者苯基或取代的苯基，和M是源自堿金屬的金屬離子，或者M(jìn)是具有結(jié)構(gòu)NR4R5R6R7的四烷基銨離子，其中R4和R5和R6和R7是C1-C18烷基、烯基，或者苯基或取代的苯基或烷基苯基，或者R4和R5和R6是C1-C18烷基或烯基或者苯基或取代的苯基或烷基苯基，并且R7是-CH2-CH(OH)-CH3類型的2-羥基烷基，和n是1。本專利技術(shù)的另一個(gè)方面涉及前述組合物中的任一種，其中所述堿金屬羧酸鹽包含選自乙酸鉀、辛酸鉀、丙烯酸鉀、新戊酸鉀、新辛酸鉀及其混合物中的至少一個(gè)成員。本專利技術(shù)的另一個(gè)方面涉及前述組合物中的任一種，其中所述季銨羧酸鹽包含選自以下物質(zhì)中的至少一個(gè)成員：新戊酸四甲基銨、新戊酸2-羥基丙基三甲基銨、新戊酸2-羥基丙基三乙基銨、新戊酸四乙基銨、新戊酸四丙基銨、新戊酸四丁基銨、三乙基乙酸鉀、三乙基乙酸四甲基銨、三乙基乙酸2-羥基丙基三甲基銨、三乙基乙酸2-羥基丙基三乙基銨、三乙基乙酸四乙基銨、三乙基乙酸四丙基銨、三乙基乙酸四丁基銨、新庚酸鉀、新庚酸四甲基銨、新庚酸2-羥基丙基三甲基銨、新庚酸2-羥基丙基三乙基銨、新庚酸四乙基銨、新庚酸四丙基銨、新庚酸四丁基銨、新辛酸四甲基銨、新辛酸2-羥基丙基三甲基銨、新辛酸2-羥基丙基三乙基銨、新辛酸四乙基銨、新辛酸四丙基銨、新辛酸四丁基銨及其混合物。本專利技術(shù)的另一個(gè)方面涉及前述組合物中的任一種，其中所述組合物基本上不含錫化合物。在一個(gè)方面，本專利技術(shù)涉及用于制造泡沫的方法，其包括在前述組合物中的任一種的存在下使至少一種多元醇、至少一種異氰酸酯和至少一種發(fā)泡劑接觸。本專利技術(shù)的另一個(gè)方面涉及其中所述多元醇包含至少一種聚酯多元醇的方法。本專利技術(shù)的又一個(gè)方面涉及通過在至少一種胺催化劑、至少一種發(fā)泡劑和至少一種羧酸鹽催化劑的存在下使至少一種異氰酸酯與至少一種多元醇接觸而生產(chǎn)聚異氰脲酸酯泡沫的方法，所述羧酸鹽催化劑包含至少一種羧酸鉍以及羧酸銨和羧酸鉀鹽中的至少一種。在本專利技術(shù)的另一個(gè)方面，所述異氰酸酯包含選自六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、亞苯基二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯(“TDI”)和4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯(“MDI”)中的至少一個(gè)成員。本專利技術(shù)的另一個(gè)方面涉及從前述組合物或本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種組合物，其包含至少一種羧酸鉍鹽以及選自堿金屬羧酸鹽和季銨羧酸鹽的至少一個(gè)成員。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2014.02.26 US 61/944,7171.一種組合物，其包含至少一種羧酸鉍鹽以及選自堿金屬羧酸鹽和季銨羧酸鹽的至少一個(gè)成員。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述羧酸鉍鹽具有以下結(jié)構(gòu)：其中R1、R2、R3獨(dú)立地是H、C1-C20烷基或烯基或者苯基或取代的苯基，M是鉍，和n是3。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組合物，其中所述羧酸鉍鹽包含選自新癸酸鉍、辛酸鉍、versalate酸鉍、環(huán)烷酸鉍和新戊酸鉍中的至少一個(gè)成員。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述堿金屬羧酸鹽和所述季銨羧酸鹽具有以下結(jié)構(gòu)：其中R1、R2和R3是H、C1-C20烷基或烯基或者苯基或取代的苯基，M是源自堿金屬的金屬離子或者具有結(jié)構(gòu)NR4R5R6R7的四烷基銨離子，其中R4和R5和R6和R7是C1-C18烷基或烯基或者苯基或取代的苯基或烷基苯基，或者R4和R5和R6是C1-C18烷基或烯基或者苯基或取代的苯基或烷基苯基，并且R7是-CH2-CH(OH)-CH3型的2-羥基烷基，和n是1。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的組合物，其中所述季銨羧酸鹽和所述堿金屬鹽包含選自以下物質(zhì)中的至少一個(gè)成員：新戊酸鉀、新戊酸四甲基銨、辛酸鉀、乙酸鉀、丙烯酸鉀、新戊酸2-羥基丙基三甲基銨、新戊酸2-羥基丙基三乙基銨、新戊酸四乙基銨、新戊酸四丙基銨、新戊酸四丁基銨、三乙基乙酸鉀、三乙基乙酸四甲基銨、三乙基乙酸2-羥基丙基三甲基銨、三乙基乙酸2-羥基丙基三乙基銨、三乙基乙酸四乙基銨、三乙基乙酸四丙基銨、三乙基乙酸四丁基銨、新庚酸鉀、新庚酸四甲基銨、新庚酸2-羥基丙基三甲基銨、新庚酸2-羥基丙基三乙基銨、新庚酸四乙基銨、新庚酸四丙基銨、新庚酸四丁基銨、新辛酸鉀、新辛酸四甲基銨、新辛酸2-羥基丙基三甲基銨、新辛酸2-羥基丙基三乙基銨、新辛酸四乙基銨、新辛酸四丙基銨、新辛酸四丁基銨及其混合物。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述組合物基本上不含錫化合物。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述羧酸鉍鹽包含選自新癸酸鉍、辛酸鉍、versalate酸鉍、環(huán)烷酸鉍、新戊酸鉍、乙酸鉍、堿式碳酸鉍和檸檬酸鉍中的至少一個(gè)成員。8.一種用于制造泡沫的方法，其包括在根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物的存在下使至少一種多元醇、至少一種異氰酸酯和至少一種發(fā)泡劑接觸。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述多元醇包含...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：R·F·霍夫曼，J·D·托拜厄斯，J·L·文森特，T·J·米勒，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：氣體產(chǎn)品與化學(xué)公司，
類型：發(fā)明
國別省市：美國;US