使用四烷基錫烷氧基類催化劑制造聚氨基甲酸酯泡沫的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 實(shí)施例涉及一種制造聚氨基甲酸酯泡沫產(chǎn)品的方法，所述方法包含使聚異氰酸酯 組分和多元醇組分在包括至少一種四烷基錫烷氧基類催化劑的催化劑組分存在下反應(yīng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 鑒于毒性問題，歐盟已限制二取代的有機(jī)錫化合物（如二辛基錫和二丁基錫）和 三取代的有機(jī)錫化合物（如三丁基錫和三苯基錫）用于制造消費(fèi)品的工藝。為了制造供消 費(fèi)品（如鞋底）用的聚氨基甲酸酯泡沫，通常使用二辛基錫和二丁基錫類催化劑，例如美國 專利公開案第2007/0179208號中所論述。因此，鑒于歐盟的限制，尋求一種替代性催化劑， 其就在指定時間范圍（例如不足270秒的最短脫模時間）內(nèi)形成可靠的最終聚氨基甲酸酯 產(chǎn)品來說會提供與二辛基錫和二丁基錫類催化劑類似的益處。在這種情況下，最短脫模時 間是指在可進(jìn)行從模具（例如，通過機(jī)械方式、通過手、或通過使用壓縮空氣）移出聚氨基 甲酸酯泡沫的工藝之前所需的最低時間量。
[0003] 已知二烷基錫化合物（如二羧酸二烷基錫類化合物，例如W0 2004/000906中所論 述，和含硫二烷基錫化合物，例如W0 2007/126613中所論述）用于聚氨基甲酸酯反應(yīng)的催 化能力。然而，使用二烷基錫類催化劑形成的聚氨基甲酸酯產(chǎn)品會遭受最終產(chǎn)品可靠性和 總處理時間（例如，關(guān)于形成最終產(chǎn)品所需的最短脫模時間）方面的問題。
[0004]四烷基錫烷氧基化合物已作為含氯聚合物的穩(wěn)定劑混合物內(nèi)的數(shù)種組分之一公 開于現(xiàn)有技術(shù)中，例如歐洲專利第446, 171號中所論述。具體來說，歐洲專利第446, 171號 部分公開了穩(wěn)定劑混合物含有（a)位阻胺；(b)有機(jī)或無機(jī)鋅化合物；（c)具有下文所示結(jié) 構(gòu)（A)的有機(jī)錫化合物（其中Z是Ci-Q。烷基且Zi是氫、C烷基、C3-C2Q烯基、C5-(：8環(huán) 烷基、苯基、C7-C18烷基苯基或(：7-(：9苯基烷基）；和（d)具有所定義結(jié)構(gòu)的1，3_二羰基化合 物。
[0005]
[0006] 就上述結(jié)構(gòu)（A)來說，歐洲專利第446, 171號并未公開或提出如本文中所要求的 使用四烷基錫烷氧基化合物作為制造聚氨基甲酸酯泡沫產(chǎn)品的方法中的催化劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 實(shí)施例可通過提供一種制造聚氨基甲酸酯泡沫產(chǎn)品的方法來實(shí)現(xiàn)，所述方法包括 使聚異氰酸酯組分和多元醇組分在四烷基錫烷氧基類催化劑存在下反應(yīng)，所述四烷基錫烷 氧基類催化劑具有式（I)，
[0008]
[0009]其中R是C9_Cn烷基、C17烷基、C 9_Cn烯基或C17烯基。
【具體實(shí)施方式】
[0010] 實(shí)施例涉及使用包括至少一種四烷基錫烷氧基類催化劑的催化劑組分制造可靠 的聚氨基甲酸酯泡沫產(chǎn)品，如鞋底和其它吸震元件。實(shí)施例涵蓋由反應(yīng)混合物形成的聚氨 基甲酸酯泡沫產(chǎn)品，所述反應(yīng)混合物包括至少四烷基錫烷氧基類催化劑、異氰酸酯組分和 多元醇組分。聚氨基甲酸酯泡沫產(chǎn)品還可展現(xiàn)小于270秒（例如小于240秒）的最短脫模 時間和大于15千周（例如等于或大于20千周）的撓曲疲勞測量值，其中所述聚氨基甲酸 酯泡沫產(chǎn)品是在不使用受限制的二取代的有機(jī)錫或三取代的有機(jī)錫催化化合物的情況下 形成的。舉例來說，聚氨基甲酸酯泡沫產(chǎn)品被制造成實(shí)質(zhì)上不含任何二辛基錫或二丁基錫 類催化劑。
[0011] 聚氨基甲酸酯泡沫產(chǎn)品由從反應(yīng)混合物形成的聚氨基甲酸酯彈性體制造，在所述 反應(yīng)混合物中異氰酸酯組分與多元醇組分在包括至少一種四烷基錫烷氧基類催化劑的催 化劑組分存在下反應(yīng)。催化劑組分包括多種催化劑，其中一或多種個別催化劑對應(yīng)于四烷 基錫烷氧基類催化劑。催化劑組分可與多元醇組分混合以形成預(yù)反應(yīng)混合物，所述預(yù)反應(yīng) 混合物與異氰酸酯組分分開制備。其后，包括多元醇組分和催化劑組分的預(yù)反應(yīng)混合物與 異氰酸酯組分在至少一種發(fā)泡劑（和任選地其它另外的助劑）存在下混合以形成反應(yīng)混合 物，這引起聚氨基甲酸酯泡沫作為反應(yīng)產(chǎn)物形成。
[0012] 具有多元醇組分的預(yù)反應(yīng)混合物中的催化劑組分的總量以預(yù)反應(yīng)混合物的總重 量計(jì)可為0. 01重量％到4重量％。預(yù)反應(yīng)混合物中的四烷基錫烷氧基類催化劑的總量以 預(yù)反應(yīng)混合物的總重量計(jì)是0. 001重量％到1. 00重量％。根據(jù)一個示例性實(shí)施例，以預(yù)反 應(yīng)混合物的總重量計(jì)，預(yù)反應(yīng)混合物中的催化劑組分的總量是1. 5重量％到2. 5重量％，且 預(yù)反應(yīng)混合物中的四烷基錫烷氧基類催化劑的總量是0. 005重量％到0. 05重量％ (例如 〇. 〇1重量％到〇. 02重量％ )。
[0013] 根據(jù)實(shí)施例，四烷基錫烷氧基類催化劑具有根據(jù)下式（I)的結(jié)構(gòu)：
[0014]
[0015] 在式（I)中，R可為C9-Cn烷基、C17烷基、C9-Cn烯基或C17烯基。R可為支鏈或非 支鏈C9-Cn烷基、支鏈或非支鏈C17烷基、支鏈或非支鏈C9-Cn烯基或支鏈或非支鏈C17烯基。 舉例來說，R是(^-(^支鏈烷基，如新癸酸酯部分。四烷基錫烷氧基類催化劑可為四甲基錫 烷氧基類催化劑。
[0016] 用于催化劑組分的四烷基錫烷氧基類催化劑包括例如二新癸酸四甲基錫烷氧酯 催化劑、雙-(c12-c18羧酸）四甲基錫烷氧酯催化劑、二油酸四甲基錫烷氧酯催化劑和二月桂 酸四甲基錫烷氧酯催化劑。催化劑組分可包括一或多種四烷基錫烷氧基類催化劑。
[0017] 根據(jù)一個示例性實(shí)施例，包括新癸酸酯部分的式（I)是具有下式（la)的二新癸酸 四甲基錫烷氧酯：
[0018]
[0019] 根據(jù)式（la)的二新癸酸四甲基錫烷氧酯（也稱為2, 5-二甲基-2-乙基己酸）可 使用新癸酸和另外的反應(yīng)組分制備，且反應(yīng)可在以下合成階段中進(jìn)行：
[0020]
[0021] 舉例來說，形成四烷基錫烷氧基類催化劑的合成階段包括使二甲基氧化錫與脂肪 酸在催化劑中接觸，形成混合物且接著加熱所述混合物。其后，去除水引起四烷基錫烷氧基 類催化劑的產(chǎn)生，所述四烷基錫烷氧基類催化劑接著用于形成用于反應(yīng)混合物的催化劑組 分。
[0022] 除了四烷基錫烷氧基類催化劑之外，催化劑組分可包括至少一種胺類催化劑，例 如至少一種叔胺類催化劑。示例性胺類催化劑包括三亞乙基二胺（TEDA)類催化劑、三乙 醇胺（TEA)類催化劑、二異丙基乙醇胺（DIEA)類催化劑、五甲基二亞乙基三胺類催化劑、 四甲基丁二胺類催化劑、二甲基環(huán)己胺類催化劑、雙（二甲基氨基丙基）甲胺類催化劑和 1，8-二氮雜雙環(huán)[5, 4, 0]i^一 -7-烯（DBU)類催化劑。
[0023] 根據(jù)一個示例性實(shí)施例，催化劑組分中并非四烷基錫烷氧基類催化劑的其余部分 是至少兩種不同叔胺類催化劑的組合，且至少兩種不同叔胺類催化劑的總量大于催化劑組 分中四烷基錫烷氧基類催化劑的量。四烷基錫烷氧基類催化劑可相當(dāng)于包括至少兩種不同 叔胺類催化劑的催化劑組分的總重量的〇. 5重量％到3. 0重量％。根據(jù)實(shí)施例，催化劑組 分、預(yù)反應(yīng)混合物和反應(yīng)混合物各自不包括（例如實(shí)質(zhì)上不含）任何二取代的有機(jī)錫催化 劑，如任何二辛基錫類催化劑和任何二丁基錫類催化劑。
[0024] 異氰酸酯組分可包括選自下組的至少一者：脂肪族聚異氰酸酯、環(huán)脂肪族聚異氰 酸酯、或芳香族聚異氰酸酯。舉例來說，異氰酸酯組分可包括至少一種芳香族聚異氰酸酯。 異氰酸酯組分可包括一種聚異氰酸酯或多種不同聚異氰酸酯的混合物。舉例來說，異氰酸 酯組分可包括選自下組的至少一者：亞甲基二苯基二異氰酸酯（MDI)、四亞甲基二異氰酸 酯、六亞甲基二異氰酸酯（HDI)和甲苯二異氰酸酯（TDI)。異氰酸酯組分可具有以異氰酸酯 組分的總重量計(jì)10重量％到25重量％的NC0含量，例如18重量％的含量。異氰酸酯組分 可為NC0封端的預(yù)聚物，例如異氰酸酯組分可基于芳香族聚異氰酸酯和聚醚二醇和三醇。
[0025] 多元醇組分可包括至少一種具有2到8個官能團(tuán)的多元醇。多元醇組分可包括聚 醚多醇和聚酯多元醇中的至少一者。多元醇組分可包括一種多元醇或多種不同多元醇的混 合物。多元醇組分可包括至少一種平均分子量為2000到8000、例如3500到6500的多元 醇。多元醇組分可包括至少一種環(huán)氧乙烷封端的聚氧化丙烯類多元醇。如W02002/050151 和TO2011/157510中所論述。
[0026] 根據(jù)一個示例性實(shí)施例，多元醇組分可包括至少一種二醇和至少一種三醇的混合 物。舉例來說，以多元醇混合物的總重量計(jì)，多元醇的混合物可包括60重量％到90重量％ (例如70重量％到85重量％ )二醇，且可包括10重量％到30重量％ (例如15重量％到 25重量％ )三醇。除了至少一種二醇和至少一種三醇之外，多元醇組分還可包括接枝的多 元醇。舉例來說，以多元醇混合物的總重量計(jì)，多元醇的混合物可包括1重量％到10重量％ (例如3重量％到7重量％ )。
[0027]除了包括至少一種四烷基錫烷氧基類催化劑的催化劑組分之外，異氰酸酯組分和 多元醇組分的反應(yīng)混合物可包括至少一種選自下組的助劑：發(fā)泡劑、泡孔調(diào)節(jié)劑、脫模劑、 顏料、強(qiáng)化材料（如玻璃纖維）、表面活性化合物和/或穩(wěn)定劑。發(fā)泡劑可為選自下組的一 者：水、烴、氯氟碳化物和氫化碳氟化合物。將助劑中的每一者加入到預(yù)反應(yīng)混合物（其包 括多元醇組分和四烷基錫烷氧基類催化劑）、異氰酸酯組分或反應(yīng)混合物中的一者中。
[0028] 反應(yīng)混合物可包括以反應(yīng)混合物的總重量（其是基