減少胺催化劑中的醛的制作方法
【專利說(shuō)明】減少胺催化劑中的醛 發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明公開涉及顯示出低水平的醛的胺催化劑以及使用這樣的胺催化劑制備的 聚氨酯材料。
[0002] 發(fā)明背景
[0003] 來(lái)自聚氨酯泡沫的散發(fā)物是許多領(lǐng)域中的顧慮，特別是當(dāng)工人或終端用戶在封閉 空間內(nèi)暴露于所述泡沫時(shí)。醛散發(fā)物如甲醛是顧慮的特別原因。為了減少這樣的醛散發(fā) 物，已開發(fā)了若干方法來(lái)減少用于生產(chǎn)聚氨酯泡沫的原材料的醛含量。例如，美國(guó)專利第 7, 879, 928號(hào)公開了通過(guò)將酚類抗氧化劑和胺類抗氧化劑引入聚醚或聚酯多元醇中來(lái)防止 所述多元醇中形成醛化合物的方法；美國(guó)專利公開第2009/0227758號(hào)公開了通過(guò)使多元 醇與形成噁唑烷的氨基醇反應(yīng)和使多異氰酸酯與硝基烷烴反應(yīng)而減少多元醇和多異氰酸 酯中的醛的方法；和美國(guó)專利第5, 506, 329號(hào)公開了某些醛亞胺噁唑烷化合物用于從含多 異氰酸酯的制劑中清除甲醛的用途。
[0004] 除了多元醇和多異氰酸酯以外，經(jīng)常將胺催化劑用作聚氨酯泡沫生產(chǎn)中的原材 料。在胺催化劑中發(fā)現(xiàn)的醛可以源自多種來(lái)源，例如它們可以作為來(lái)自胺制造的污染物存 在，或者它們可以產(chǎn)生自在儲(chǔ)存期間胺的多個(gè)碳鏈段的氧化或自由基進(jìn)攻。減少胺催化劑 中的醛含量的方法包括使用惰性氣體（參見(jiàn)美國(guó)專利公開第2013/0085193號(hào)）、伯胺（參 見(jiàn)美國(guó)專利公開第2011/0009513號(hào)）、自由基清除劑（參見(jiàn)美國(guó)專利公開第2012/0271026 號(hào)）和將具有脲、酰胺、仲胺、伯胺或仲羥基官能團(tuán)的胺與二羧酸或三羧酸組合（參見(jiàn)美國(guó) 專利公開第2013/0137787號(hào)）。
[0005] 雖然由現(xiàn)有技術(shù)，但仍存在對(duì)開發(fā)減少胺催化劑中的醛的其它廉價(jià)和有效的方法 的持續(xù)需求。優(yōu)選地，這樣的方法不導(dǎo)致胺催化劑或所產(chǎn)生的聚氨酯泡沫的性質(zhì)或性能方 面的顯著變化。此外優(yōu)選地，這樣的方法不產(chǎn)生其它不可預(yù)期的物質(zhì)，所述物質(zhì)可能對(duì)胺催 化劑和所產(chǎn)生的聚氨酯泡沫帶來(lái)額外的環(huán)境、健康和安全問(wèn)題。
[0006] 發(fā)明簡(jiǎn)述
[0007] 本公開涉及通過(guò)用有機(jī)酸處理胺催化劑而減少來(lái)自胺催化劑中雜質(zhì)并且使混合 物經(jīng)受這樣的條件，所述條件使得胺催化劑中的醛雜質(zhì)的水平降低的方法。
[0008] 在另一實(shí)施方案中，本公開提供了上述通過(guò)使多異氰酸酯和多元醇在經(jīng)有機(jī)酸處 理的胺催化劑存在下反應(yīng)減少來(lái)自聚氨酯材料的醛散發(fā)物的方法。
[0009] 在又一實(shí)施方案中，本公開提供了包裝的產(chǎn)品，其包括容器和所述容器內(nèi)的催化 劑混合物，所述催化劑混合物包括胺催化劑和有機(jī)酸，其中所述胺催化劑和有機(jī)酸已經(jīng)受 這樣的條件，所述條件使得所述胺催化劑中的醛雜質(zhì)的水平降低。
[0010] 發(fā)明詳述
[0011] 如果在本文中出現(xiàn)，術(shù)語(yǔ)"包含"及其派生詞并非意在排除任何另外的組分、步驟 或程序的存在，無(wú)論其是否在本文中公開。為了避免任何疑義，除非另有相反指示，本文 中通過(guò)使用術(shù)語(yǔ)"包含"來(lái)要求保護(hù)的全部制劑可以包括任何另外的添加劑、助劑或者化 合物。相反，如果在本文中出現(xiàn)，術(shù)語(yǔ)"基本由……組成"則從任何隨后表述的任何其它組 分、步驟或程序的范圍中排除，除了對(duì)于可操作性而言并不必要的那些之外，如果使用術(shù)語(yǔ) "由……組成"，則排除沒(méi)有明確描述或者列出的任何組分、步驟或程序。除非另有指示，術(shù) 語(yǔ)"或"指的是單個(gè)以及任意組合的所列成員。
[0012] 在本文中使用的冠詞"一個(gè)/種"表示一個(gè)/種或者多于一個(gè)/種（即，至少一個(gè) /種）的冠詞的語(yǔ)法對(duì)象。作為實(shí)例，"一個(gè)/種非離子型表面活性劑環(huán)氧"表示一個(gè)/種 陰離子型表面活性劑或者多于一個(gè)/種陰離子型表面活性劑。
[0013] 短語(yǔ)"在一個(gè)實(shí)施方案中"、"根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案"等通常表示在該短語(yǔ)之后的具體 的特征、結(jié)構(gòu)或者特性包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方案中，并且可以包括在本發(fā)明的多 于一個(gè)實(shí)施方案中。重要的是，這種術(shù)語(yǔ)不必然指的是相同的實(shí)施方案。
[0014] 如果說(shuō)明書聲明組分或特征"可以"、"能夠"、"會(huì)"或"可能"被包括或者具有一個(gè) 特性，則具體的組分或特征不需要被包括或者具有該特性。
[0015] 對(duì)于處理胺催化劑的方法而言，術(shù)語(yǔ)"處理"包括使用本領(lǐng)域已知的任何合適的方 式將組分置于叔胺上，所述方式包括，但不限于將所述組分栗送、注射、傾倒、釋放、替換、壓 榨、定位或循環(huán)至所述胺催化劑上。
[0016] 在一個(gè)方面，本公開提供了通過(guò)將選自聚合物酸、單羧酸及其混合物的有機(jī)酸與 含一種或多種醛雜質(zhì)的胺催化劑混合以形成催化劑混合物，并且使所述催化劑混合物經(jīng)受 這樣的條件，所述條件使得所述胺催化劑中的醛雜質(zhì)水平降低而減少胺催化劑中的醛含量 的方法。在另一方面，本公開提供了用于減少來(lái)自聚氨酯材料的醛散發(fā)物的方法，包括（i) 將選自聚合物酸、單羧酸及其混合物的有機(jī)酸與含一種或多種醛雜質(zhì)的胺催化劑混合以形 成催化劑混合物，并且使所述催化劑混合物經(jīng)受這樣的條件，所述條件使得所述胺催化劑 中的醛雜質(zhì)的水平降低，和（ii)使多元醇與多異氰酸酯在來(lái)自步驟（i)的催化劑混合物的 存在下反應(yīng)，以形成聚氨酯材料。在又一方面中，提供了包裝的產(chǎn)品，其包括（i)具有出口 的容器，和（ii)在所述容器內(nèi)的催化劑混合物，所述催化劑混合物包括選自聚合物酸、單 羧酸及其混合物的有機(jī)酸和含一種或多種醛雜質(zhì)的胺催化劑，其中所述催化劑混合物已經(jīng) 受這樣的條件，所述條件使得所述胺催化劑中的醛雜質(zhì)的水平降低。所述包裝的產(chǎn)品可以 儲(chǔ)存長(zhǎng)時(shí)間段（例如至少約1個(gè)月）并且可用于制造聚氨酯材料。本公開因此提供了廉價(jià) 和有效的方式以通過(guò)用聚合物酸和/或羧酸的至少一種處理而降低胺催化劑中的醛雜質(zhì) 如甲醛的水平。在處理之后，可以將包含所述胺催化劑和聚合物酸和/或羧酸的所述催化 劑混合物用于催化多元醇與多異氰酸酯之間的反應(yīng)，以制備顯示出減少的醛散發(fā)物的聚氨 酯材料。
[0017] 本公開的胺催化劑可以為在聚氨酯材料形成反應(yīng)中可用作催化劑的任何胺。 根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，所述胺催化劑為含一個(gè)或多個(gè)叔氨基的胺。實(shí)例包括，但不限于 雙-(2-二甲氨基乙基）醚（JTEFFCAT? ZF-20催化劑）、N，N，N' -三甲基-Ν' -羥 乙基雙氨基乙基醚（JEFFCAT? ZF-10催化劑）、N- (3-二甲氨基丙基）-Ν，N-二異 丙醇胺（JEFFCAT? DPA催化劑）、N，N-二甲基乙醇胺（JEFFCAT? DMEA催化 劑）、三亞乙基二胺（JEFFCAT? TEDA催化劑）、Ν，Ν-二甲基乙醇胺與三亞乙基二 胺的混合物（如JEFFCAT? TD-20催化劑）、ν，ν-二甲基環(huán)己胺（JEFFCAT? DMCHA催化劑）、芐基二甲基胺（JEFFCAT? BDMA催化劑）、五甲基二亞乙基三胺 (JJEFFCAT? PMDETA 催化劑）、N，N，N'，N"，N"_ 五甲基二亞丙基三胺（JEFFCAT? ZR-40催化劑）、N，N-雙（3-二甲氨基丙基）-N-異丙醇胺（JEFFGAT· ZR-50催化 劑）、N'-(3-(二甲氨基）丙基-n，n-二甲基-ι，3-丙二胺（JEFFCAT? Z-130 催化 劑）、2-(2_二甲氨基乙氧基）乙醇（JEFFCAT? ZR-70催化劑）、Ν，Ν，Ν' -三甲基氨 基乙基-乙醇胺（JEFFCAT? Z-Iio催化劑）、Ν-乙基嗎啉（JEFFC:A:T? NEM催 化劑）、N-甲基嗎啉（JEFFCAT? NMM催化劑）、4_甲氧基乙基嗎啉、N，Ν'二甲基哌嗪 (JEFFCAT? DMP 催化劑）、2,2'-二嗎啉代二乙基醚（JEFFCAT? DMDEE 催化 劑）、1，3, 5-三（3-(二甲氨基）丙基）-六氫-S-三嗪（JEFFCAT藤TR-90催化劑）、 1-丙胺、3-(2-(二甲氨基）乙氧基）、取代的咪唑如1，2-二甲基咪唑和1-甲基-2-羥乙基 咪唑、N，Ν' -二甲基哌嗪或雙-取代的哌嗪如氨基乙基哌嗪、N，Ν'，Ν' -三甲基氨基乙基哌 嗪或雙-(Ν-甲基哌嗪）脲、N-甲基吡咯烷酮和取代的甲基吡咯烷酮如2-氨基乙基-N-甲基 吡咯烷酮或雙-(N-甲基吡咯烷酮）乙基脲、3-二甲氨基丙胺、Ν，Ν，Ν"，Ν"-四甲基二亞丙基 三胺、四甲基胍、1，2雙-二異丙醇。胺催化劑的其它實(shí)例包括N-烷基嗎啉如N-甲基嗎啉、 N-乙基嗎啉、N- 丁基嗎啉和二嗎啉代二乙基醚、Ν，Ν' -二甲氨基乙醇、N，N-二甲氨基乙氧 基乙醇、雙-(二甲氨基丙基）-氨基-2-丙醇、雙-(二甲氨基）-2-丙醇、雙-(N，N-二甲氨 基）乙基醚；Ν，Ν，Ν'-三甲基-Ν'羥乙基-雙-(氨基乙基）醚、N，N-二甲氨基乙基-Ν'-甲 基氨基乙醇、四甲基亞氨基雙丙胺，及其組合。前述JEFFCAT?催化劑可由Huntsman Petrochemica