本申請要求于2014年9月12日提交的題為“用于制備聚氨酯泡沫的潛伏催化劑”的美國臨時申請62/049,797號的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，其公開內(nèi)容通過引用其全文并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的技術(shù)涉及聚氨酯泡沫形成組合物。更具體地說，本發(fā)明的技術(shù)為聚氨酯泡沫的制備提供了具有比常規(guī)催化劑更低的毒性的潛伏固化催化劑。

背景技術(shù)：

已知彈性泡沫可通過利用引入異氰酸酯和高分子量多元醇的聚氨酯泡沫形成組合物而形成。鎳基組合物已經(jīng)被使用并且被廣泛地接受作為制造聚氨酯泡沫體中的催化劑。然而，鎳是一種眾所周知的致癌物，并且伴隨其使用存在顯著的健康風險。因此，在工業(yè)中存在減少或最小化用于生產(chǎn)聚氨酯泡沫的鎳基催化劑的量的運動。雖然這樣的目標是所期望的，但是包括其它金屬催化劑在內(nèi)的其它催化劑在其使用中受到限制。這種替代催化劑可受到例如其在體系中的溶解性和/或催化劑的可調(diào)節(jié)反應(yīng)性的限制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術(shù)提供了一種泡沫形成組合物，其包含至少一種多元醇、至少一種異氰酸酯、至少一種催化劑組合物和至少一種表面活性劑。

在一個實施方案中，銅催化劑組合物包含溶解于溶劑中的銅(II)化合物。

前述實施方案中任一項所述的泡沫形成組合物，其中銅(II)化合物包含與選自如下的配體配位的銅(II)：羧酸鹽、二酮酸鹽(diketonate)、水楊酸鹽、有機鹽、鹵化物或其兩種或更多種的組合。

前述實施方案中任一項所述的泡沫形成組合物，其中所述銅催化劑組合物包含(Cu(II)(acac)₂)。

前述實施方案中任一項所述的泡沫形成組合物，其中所述(Cu(II)(acac)₂)溶解在溶劑中。

前述實施方案中任一項所述的泡沫形成組合物，其中所述溶劑包含DMSO。

前述實施方案中任一項所述的泡沫形成組合物，其中所述銅催化劑組合物包含選自脂肪酸、植物油或其組合的共稀釋劑。

前述實施方案中任一項所述的泡沫形成組合物，其中銅催化劑組合物包含銅濃度為所述催化劑組合物的約0.04重量％至約10重量％，所述催化劑組合物的約0.045重量％至約5重量％，所述催化劑組合物的約0.05至約2重量％，甚至所述催化劑組合物的約0.075至約2重量％。

前述實施方案中任一項所述的泡沫形成組合物，其中所述泡沫形成組合物包含選自如下的任選的組分(e)：發(fā)泡劑、擴鏈劑、交聯(lián)劑、填料、增強劑、顏料、調(diào)色劑(tint)、染料、著色劑、阻燃劑、抗氧化劑、抗臭氧劑、UV穩(wěn)定劑、抗靜電劑、殺生物劑、生物抑制劑或其兩種或更多種的組合。

前述實施方案中任一項所述的泡沫形成組合物，其包含助催化劑(c')。

前述實施方案中任一項所述的泡沫形成組合物，其中所述助催化劑選自叔胺。

在實施方案中，所述叔胺選自三亞乙基二胺、2-甲基三亞乙基二胺、N，N，N'，N'-四甲基乙二胺、N，N，N'，N'-四甲基亞丙基二胺、N,N,N′,N″,N″-五甲基二亞乙基三胺、N,N,N′,N″,N″-五甲基-(3-氨基丙基)乙二胺、N,N,N′,N″,N″-五甲基二亞丙基三胺、N,N,N′,N′-四甲基六亞甲基二胺、雙(2-二甲基氨基乙基)醚、二甲基乙醇胺、二甲基異丙醇胺、二甲基氨基乙氧基乙醇、N,N-二甲基-N'-(2-羥乙基)乙二胺、N,N-二甲基-N'-(2-羥乙基)丙二胺、雙(二甲基氨基丙基)胺、雙(二甲基氨基丙基)異丙醇胺、3-奎寧環(huán)醇、N,N,N',N'-四甲基胍、1,3,5-三(N,N-二甲基氨基丙基)六氫-S-三嗪、1,8-二氮雜雙環(huán)[5.4.0]十一碳烯-7、N-甲基-N'-(2-二甲基氨基乙基)哌嗪、N,N'-二甲基哌嗪(dimetylpiperazine)、二甲基環(huán)己胺、N-甲基嗎啉、N-乙基嗎啉、1-甲基咪唑、1,2-二甲基咪唑、1-異丁基-2-甲基咪唑、1-二甲基氨基丙基咪唑、N,N-二甲基己醇胺、N-甲基-N'–(2-羥乙基)哌嗪、1-(2-羥乙基)咪唑、1-(2-羥丙基)咪唑、1-(2-羥乙基)-2-甲基咪唑、1-(2-羥丙基)-2-甲基咪唑、奎寧環(huán)、2-甲基奎寧環(huán)，或其兩種或更多種的組合。

前述實施方案中任一項所述的泡沫形成組合物，其中所述助催化劑以所述催化劑組合物的約0.1至約10重量％的量存在。

在一個實施方案中，本發(fā)明提供了由前述實施方案中任一項所述的泡沫形成組合物形成的泡沫。

一方面，本發(fā)明的技術(shù)涉及制造泡沫的方法，其包括(i)組合：a)至少一種多元醇，b)至少一種異氰酸酯，c)至少一種銅催化劑組合物，和d)至少一種表面活性劑；和(ii)固化(i)的混合物。

在一個實施方案中，銅催化劑組合物包含溶解于溶劑中的銅(II)化合物。

根據(jù)前述實施方案中任一項所述的方法，其中銅(II)化合物包含與選自如下的配體配位的銅(II)：羧酸鹽、二酮酸鹽、水楊酸鹽、有機鹽、鹵化物或其兩種或更多種的組合。

根據(jù)前述實施方案中任一項所述的方法，其中所述銅催化劑組合物包含(Cu(II)(acac)₂)。

根據(jù)前述實施方案中任一項所述的方法，其中所述(Cu(II)(acac)₂)溶解在溶劑中。

根據(jù)前述實施方案中任一項所述的方法，其中所述溶劑包含DMSO。

根據(jù)前述實施方案中任一項所述的方法，其中所述銅催化劑組合物包含選自脂肪酸、植物油或其組合的共稀釋劑。

根據(jù)前述實施方案中任一項的方法，其中銅催化劑組合物包含銅濃度為所述催化劑組合物的約0.5重量％至約10重量％，所述催化劑組合物的約1重量％至約9重量％，所述催化劑組合物的約3至約7重量％，甚至所述催化劑組合物的約4至約5重量％。

根據(jù)前述實施方案中任一項所述的方法，其包含助催化劑(c')。

根據(jù)前述實施方案中任一項所述的方法，其中所述助催化劑選自叔胺。

在實施方案中，所述叔胺選自三亞乙基二胺、2-甲基三亞乙基二胺、N，N，N'，N'-四甲基乙二胺、N，N，N'，N'-四甲基亞丙基二胺、N,N,N′,N″,N″-五甲基二亞乙基三胺、N,N,N′,N″,N″-五甲基-(3-氨基丙基)乙二胺、N,N,N′,N″,N″-五甲基二亞丙基三胺、N,N,N′,N′--四甲基六亞甲基二胺、雙(2-二甲基氨基乙基)醚、二甲基乙醇胺、二甲基異丙醇胺、二甲基氨基乙氧基乙醇、N,N-二甲基-N'-(2-羥乙基)乙二胺、N,N-二甲基-N'-(2-羥乙基)丙二胺、雙(二甲基氨基丙基)胺、雙(二甲基氨基丙基)異丙醇胺、3-奎寧環(huán)醇、N,N,N',N'-四甲基胍、1,3,5-三(N,N-二甲基氨基丙基)六氫-S-三嗪、1,8-二氮雜雙環(huán)[5.4.0]十一碳烯-7、N-甲基-N'-(2-二甲基氨基乙基)哌嗪、N,N'-二甲基哌嗪、二甲基環(huán)己胺、N-甲基嗎啉、N-乙基嗎啉、1-甲基咪唑、1,2-二甲基咪唑、1-異丁基-2-甲基咪唑、1-二甲基氨基丙基咪唑、N,N-二甲基己醇胺、N-甲基-N'–(2-羥乙基)哌嗪、1-(2-羥乙基)咪唑、1-(2-羥丙基)咪唑、1-(2-羥乙基)-2-甲基咪唑、1-(2-羥丙基)-2-甲基咪唑、奎寧環(huán)、2-甲基奎寧環(huán)，或其兩種或更多種的組合。

根據(jù)前述實施方案中任一項所述的方法，其中所述助催化劑以所述催化劑組合物的約0.1至約10重量％的量存在。

根據(jù)前述實施方案中任一項所述的方法，其中所述方法進一步包含將組分(a)-(d)與選自如下的任選的組分(e)組合：發(fā)泡劑、擴鏈劑、交聯(lián)劑、填料、增強劑、顏料、調(diào)色劑、染料、著色劑、阻燃劑、抗氧化劑、抗臭氧劑、UV穩(wěn)定劑、抗靜電劑、殺生物劑、生物抑制劑或其兩種或更多種的組合。

根據(jù)前述實施方案中任一項所述的方法，其中所述方法中步驟(i)包括使組分(a)-(d)發(fā)泡以形成發(fā)泡的混合物。

附圖說明

圖1是比較具有兩種不同催化劑的泡沫配制劑A中的粘度建立的圖；

圖2是比較具有兩種不同催化劑的泡沫配制劑A中的放熱發(fā)展的圖；

圖3是圖1和圖2的曲線圖組合的圖；

圖4示出了說明使用兩種不同催化劑的機械發(fā)泡泡沫的內(nèi)部泡沫溫度和消粘時間的圖；

圖5是比較具有不同催化劑的泡沫配制劑A中的粘度建立的圖；

圖6是比較具有不同催化劑的彈性體泡沫制劑中的粘度建立的圖；

圖7是比較具有不同催化劑的彈性體泡沫制劑中的粘度建立的圖；

圖8是比較使用不同催化劑的泡沫制劑的上升高度的圖；

圖9是顯示對于具有不同催化劑的泡沫制劑來說水對催化的影響的圖；和

圖10是顯示對于具有不同催化劑的泡沫制劑來說水對催化的影響的圖。

具體實施方式

本發(fā)明的技術(shù)提供了含有銅催化劑的聚氨酯泡沫形成組合物、由所述聚氨酯泡沫形成組合物形成的聚氨酯泡沫和制備所述聚氨酯泡沫的方法。

本發(fā)明的技術(shù)提供了一種聚氨酯泡沫形成組合物，其包含：(a)多元醇；(b)異氰酸酯；(c)銅催化劑組合物；(d)表面活性劑；和(e)任選的組分。所述泡沫形成組合物使用銅催化劑作為鎳的替代物，其以類似于鎳催化劑的方式進行。

所述多元醇(a)組分可以是可用于形成聚氨酯泡沫的任何多元醇。所述多元醇可以是具有羥基的液體聚合物。術(shù)語“多元醇”可以包括線性和支化的聚醚(具有醚鍵)、聚酯和其共混物，并包括至少兩個羥基。在一個實施方案中，多元醇可以是通常用于制備聚氨酯泡沫的類型中的至少一種。用于制備所述聚氨酯泡沫的合適的多元醇(a)是每分子具有2-8個羥基和數(shù)均分子量為約150至約10,000，約200至約8,000，約350至約7,500，約500至約5,000，甚至約1,000至約3,000的那些。在此如同說明書和權(quán)利要求中的其它地方，數(shù)值可結(jié)合形成新的或未公開的范圍。

有用的多元醇包括的是聚醚二醇和三醇和多元醇、聚酯二醇和三醇和多元醇，以及羥基封端的聚烯烴多元醇如聚丁二烯二醇。其它有用的多元醇包括蔗糖和胺-起始的(引發(fā)的)多元醇、聚合物多元醇(也是接枝聚合物多元醇、接枝多元醇或共聚物多元醇，所有提到的這些名字都用于描述乙烯基聚合物在通過乙烯基單體(通常是苯乙烯和/或丙烯腈)在基礎(chǔ)多元醇中的原位聚合制備的多元醇中的分散)、衍生自天然存在的材料如蓖麻油、化學改性的大豆油或其它化學改性的脂肪酸油的多元醇和由這些天然存在的材料如蓖麻油和大豆油烷氧基化得到的多元醇。

聚醚多元醇的一些具體的非限制性實例可以包括，但不限于，聚氧化烯多元醇，特別是線性和支化的聚(氧乙烯)二醇、聚(氧丙烯)二醇、它們的共聚物及其兩種或更多種的組合。改性聚醚多元醇的非限制性實例包括其中分散有聚(苯乙烯丙烯腈)或聚脲的聚氧丙烯聚醚多元醇，和其中分散有聚(苯乙烯丙烯腈)或聚脲的聚(氧乙烯/氧丙烯)聚醚多元醇。

合適的聚酯多元醇包括，但不限于，芳族聚酯多元醇如由鄰苯二甲酸酐(PA)、對苯二甲酸二甲酯(DMT)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)和脂族聚酯等制備的那些。

合適的多元醇的其它非限制性實例可包括衍生自環(huán)氧丙烷和環(huán)氧乙烷以及環(huán)氧烷聚合的有機引發(fā)劑或引發(fā)劑的混合物的那些及其兩種或更多種的組合。

在一個實施方案中，所述聚氨酯泡沫形成組合物可以包含羥基數(shù)為大約10-大約3000，大約15-大約1000，大約20-大約500和甚至是大約30-大約40的聚醚多元醇。在此，如同說明書和權(quán)利要求中的其它地方，數(shù)值可結(jié)合形成新的和未公開的范圍。

所述泡沫形成組合物還包括異氰酸酯(b)。所述異氰酸酯可以包括含有至少兩個可用于制備聚氨酯泡沫的異氰酸酯基團的任何有機化合物。在一個實施方案中，所述異氰酸酯可以是包括至少兩個多異氰酸酯基團的有機化合物并且通?？梢允侨魏我阎幕蚝髞戆l(fā)現(xiàn)的芳族或脂族多異氰酸酯。

根據(jù)一個實施方案，所述異氰酸酯(b)可以是烴二異氰酸酯(例如亞烷基二異氰酸酯和亞芳基二異氰酸酯)，如甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷異氰酸酯，包括聚合物形式，以及其兩種或更多種的組合。在另一個實施方案中，所述異氰酸酯(b)可以是上述的異構(gòu)體，如亞甲基二苯基二異氰酸酯(MDI)和2,4-和2,6-甲苯二異氰酸酯(TDI)，以及已知的三異氰酸酯和也稱為聚合的或粗MDI的聚亞甲基聚(亞苯基異氰酸酯)，和其兩種或更多種的組合。由MDI與多元醇反應(yīng)制備的MDI的異氰酸酯預(yù)聚物；改性形式如脲酮亞胺改性的MDI；以及任何比例的上述MDI變體的組合。還合適的是其它芳族或脂族多異氰酸酯及其改性形式，包括脲酮亞胺改性的多異氰酸酯及其預(yù)聚物。多異氰酸酯的共混物也在本發(fā)明技術(shù)的范圍內(nèi)。

在一個實施方案中，所述異氰酸酯(b)可以是2,4-甲苯二異氰酸酯和2,6-甲苯二異氰酸酯的至少一種混合物。2,4-甲苯二異氰酸酯可以以混合物的約80重量份至約85重量份的量存在，并且2,6-甲苯二異氰酸酯可以以混合物的約20重量份至約15重量份的量存在。在此如同說明書和權(quán)利要求中的其它地方，數(shù)值可結(jié)合形成新的或未公開的范圍。

包含在所述聚氨酯泡沫形成組合物中的異氰酸酯(b)的量相對于所述聚氨酯泡沫形成組合物中的其它材料的量以“異氰酸酯指數(shù)”來描述。本文的方法中使用的所述聚氨酯泡沫形成組合物中的異氰酸酯指數(shù)為約60至約300，約70至約200，約80至約120，甚至約100至約105。在此如同說明書和權(quán)利要求中的其它地方，數(shù)值可結(jié)合形成新的或未公開的范圍。

用于聚氨酯泡沫形成組合物的催化劑(c)包含包含銅催化劑材料的催化劑組合物。所述催化劑組合物包含銅催化劑和溶劑。所述銅催化劑包含二價銅的配合物或鹽。所述配合物包括與配體或抗衡離子配位的銅。所述配體可以選自羧酸鹽、二酮酸鹽、水楊酸鹽、有機鹽、鹵化物或其兩種或更多種的組合。合適的羧酸鹽包括，但不限于，水楊酸鹽、堿式水楊酸鹽、乳酸鹽、檸檬酸鹽、堿式檸檬酸鹽、抗壞血酸鹽、乙酸鹽、二丙基乙酸鹽、酒石酸鹽、酒石酸鈉、葡萄糖酸鹽、堿式?jīng)]食子酸鹽、苯甲酸鹽、月桂酸鹽、肉豆蔻酸鹽、棕櫚酸鹽、丙酸鹽、硬脂酸鹽、十一烯酸鹽、乙酰水楊酸鹽、新癸酸鹽、蓖麻油酸鹽等。二酮酸鹽的實例包括，但不限于，乙酰丙酮化物。合適的鹵化物的實例包括溴化物、氯化物和碘化物。在一個實施方案中，所述催化劑包括乙酰丙酮銅(Cu(II)(acac)₂)。

所述催化劑組合物包含溶劑。如果加入到多元醇樹脂組分中，銅配合物通常表現(xiàn)出差的溶解性。合適的溶劑的實例包括，但不限于，二烷基亞砜如二甲基亞砜、二乙基亞砜、二異丁基亞砜等；N,N-二烷基鏈烷酰胺(N,N-dialkylalkanoamides)如N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二乙基乙酰胺等；膦酸酯如O,O-二甲基、O,O-二乙基、O,O-二異丙基甲基膦酸酯，O,O-二(2-氯乙基)乙烯基膦酸酯等；芳族溶劑如甲苯、二甲苯、苯等；醚類溶劑如二乙醚、二噁烷、二甘醇二甲醚等；環(huán)丁砜、1-甲基-2-吡咯烷酮、磷酸三烷基酯如磷酸三甲基酯和三乙基酯、乙腈等，以及有機碳酸酯如碳酸二甲酯，碳酸亞乙酯、碳酸丙烯酯。在一個實施方案中，所述溶劑是二甲基亞砜(DMSO)。

所述催化劑組合物可任選地包含共稀釋劑。所述共稀釋劑可以選自脂肪酸、植物油或其組合。合適的植物油的實例包括，但不限于，葵花油、紅花油、蓖麻油、菜籽油、玉米油、秘魯香脂油、大豆油等。合適的脂肪酸包括，但不限于，C₈-C₂₂單-和二羧基脂肪酸。其它合適的共稀釋劑包括，但不限于，聚醚多元醇、Arcol 11-34、聚醚二醇如PEG-400和PPG-425，和碳酸丙烯酯。

所述催化劑組合物可包含的銅配合物或鹽的量為約0.04重量％至約10重量％、約0.1至約7重量％、約0.5至約5重量％、約1至約2.5重量％。在此如同說明書和權(quán)利要求中的其它地方，數(shù)值可結(jié)合形成新的和未公開的范圍。所述催化劑組合物的余量可以包含溶劑和/或共稀釋劑。

基于含活性氫的組分的重量計，存在于所述反應(yīng)性聚氨酯泡沫形成組合物中的銅催化劑(銅配合物或鹽)的量可以為約0.1至約10重量％；約0.5至約7重量％；約1至約5重量％，甚至約2至約4重量％。在實施方案中，基于含活性氫的組分的重量計，存在于所述聚氨酯泡沫形成組合物中的銅催化劑的量為約0.3重量％至約0.9重量％。所述催化劑組合物應(yīng)以提供所需水平的銅催化劑的濃度加入到所述泡沫形成組合物中。在實施方案中，所述催化劑組合物含有0.045％Cu+/-0.005％Cu或0.16％-0.18％Cu(II)鹽，且所述催化劑組合物可以最小1％或1pphr加入。反應(yīng)的活性基于Cu含量。在一個實施方案中，所述催化劑的重量％為2％或2pphr，因此相對于Cu(II)的加料為0.32％-0.36％。

可以將所述銅配合物加入并溶解在溶劑中，且可以將所得催化劑溶液過濾至澄清并在氮氣下在室溫下儲存?；蛘?，除了在生產(chǎn)過程中Cu(II)鹽過量加料的情況下，該溶液可以不需要過濾。

應(yīng)當理解，所述催化劑組合物可以包含兩種或更多種Cu(II)鹽的混合物。在一個實施方案中，可以提供具有溶解在溶劑體系中的第一Cu(II)鹽的催化劑組合物?？梢詫⒌诙﨏u(II)鹽加入到包含所述第一Cu(II)鹽的組合物中。在實施方案中，所述催化劑組合物包含乙酰丙酮Cu(II)和乙酸Cu(II)?？筛鶕?jù)特定目的或預(yù)期應(yīng)用的需要選擇金屬鹽的其它組合。

可以將催化劑組合物加入到多元醇中，以提供所述催化劑組合物的約0.04重量％至約10重量％，所述催化劑組合物的約0.045重量％至約5重量％，所述催化劑組合物的約0.05至約2重量％，甚至所述催化劑組合物的約0.075至約2重量％的銅濃度。在此如同說明書和權(quán)利要求中的其它地方，數(shù)值可結(jié)合形成新的或未公開的范圍。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，銅(II)基催化劑作為溶劑中的催化劑組合物提供，銅(II)可以用作合適的催化劑以形成聚氨酯泡沫，并且可以是鎳的合適的替代物。銅通常促進聚氨酯組合物中的快速反應(yīng)，這在形成合適的泡沫中可能是不實用的。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)使用本發(fā)明催化劑組合物的本發(fā)明的技術(shù)提供了以類似于鎳的方式進行并允許產(chǎn)生穩(wěn)定泡沫的催化劑。

所述泡沫形成組合物和方法可以進一步包含助催化劑(c')。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)叔胺可以與本發(fā)明的銅催化劑一起使用以提供具有所需性能或反應(yīng)性的泡沫。盡管不受任何特定理論的束縛，所述叔胺助催化劑可促進銅催化劑的反應(yīng)性。使用助催化劑可以允許調(diào)節(jié)或調(diào)整體系的反應(yīng)性。助催化劑還可以允許減弱反應(yīng)性，同時保持體系中銅的濃度相對低。

作為所述助催化劑(c')的合適的叔胺的實例包括，但不限于，三亞乙基二胺、2-甲基三亞乙基二胺、N，N，N'，N'-四甲基乙二胺、N，N，N'，N'-四甲基亞丙基二胺、N,N,N′,N″,N″-五甲基二亞乙基三胺、N,N,N′,N″,N″-五甲基-(3-氨基丙基)乙二胺、N,N,N′,N″,N″-五甲基二亞丙基三胺、N,N,N′,N′-四甲基六亞甲基二胺、雙(2-二甲基氨基乙基)醚、二甲基乙醇胺、二甲基異丙醇胺、二甲基氨基乙氧基乙醇、N,N-二甲基-N'-(2-羥乙基)乙二胺、N,N-二甲基-N'-(2-羥乙基)丙二胺、雙(二甲基氨基丙基)胺、雙(二甲基氨基丙基)異丙醇胺、3-奎寧環(huán)醇、N,N,N',N'-四甲基胍、1,3,5-三(N,N-二甲基氨基丙基)六氫-S-三嗪、1,8-二氮雜雙環(huán)[5.4.0]十一碳烯-7、N-甲基-N'-(2-二甲基氨基乙基)哌嗪、N,N'-二甲基哌嗪、二甲基環(huán)己胺、N-甲基嗎啉、N-乙基嗎啉、1-甲基咪唑、1,2-二甲基咪唑、1-異丁基-2-甲基咪唑、1-二甲基氨基丙基咪唑、N,N-二甲基己醇胺、N-甲基-N'–(2-羥乙基)哌嗪、1-(2-羥乙基)咪唑、1-(2-羥丙基)咪唑、1-(2-羥乙基)-2-甲基咪唑、1-(2-羥丙基)-2-甲基咪唑、奎寧環(huán)、2-甲基奎寧環(huán)等，或其兩種或更多種的組合。

助催化劑可以提供給泡沫組合物或催化劑組合物，使得其以所述催化劑組合物的約0.1至約10重量％，所述催化劑組合物的約0.2至約8重量％，所述催化劑組合物的約0.5至約5重量％，甚至所述催化劑組合物的約1至約4重量％的量存在。在此如同說明書和權(quán)利要求中的其它地方，數(shù)值可結(jié)合形成新的和未公開的范圍。

在實施方案中，所述助催化劑可以與銅基催化劑分開加入到體系中。在其它實施方案中，所述催化劑包含含銅基催化劑和助催化劑的組合物。也就是說，可以將所述銅基催化劑和助催化劑原位組合以提供催化劑組合物。

所述表面活性劑(d)組分可以是可用于形成特定類型的聚氨酯泡沫的任何合適的表面活性劑。合適的表面活性劑包括但不限于聚乙二醇、聚丙二醇、乙氧基化蓖麻油、油酸乙氧基化物、烷基酚乙氧基化物、環(huán)氧乙烷(EO)和環(huán)氧丙烷(PO)的共聚物、環(huán)氧丁烷以及有機硅和聚醚的共聚物(有機硅聚醚共聚物)、有機硅的共聚物、二甲基硅油以及環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的共聚物和其兩種或更多種的任何組合。其它有用的表面活性劑包括烷氧基化物、乙氧基化物、烷基芳基烷氧基化物，特別是乙氧基化物或丙氧基化物及其衍生物，包括烷基酚乙氧基化物；芳基芳基烷氧基化物，包括乙氧基化物或丙氧基化物及其衍生物；胺烷氧基化物、胺乙氧基化物；脂肪酸烷氧基化物；脂肪醇烷氧基化物；烷基磺酸鹽；烷基苯和烷基萘磺酸鹽；硫酸化的脂肪醇、胺或酰胺；羥乙基磺酸鈉的酸酯；磺基琥珀酸鈉的酯；硫酸化或磺酸化脂肪酸酯；石油磺酸鹽；N-?；“彼猁}；烷基多糖苷；烷基乙氧基化的胺；胺乙氧基化物；烷基多糖苷；氧代十三烷醇乙氧基化物；烷基炔二醇，吡咯烷酮基表面活性劑，2-乙基己基硫酸酯、異癸醇乙氧基化物、乙二胺烷氧基化物；及其兩種或更多種的組合。合適的表面活性劑的實例包括在美國專利8,476,330號中列出的那些，其通過引用整體并入本文。

表面活性劑(d)的添加量可以為總組合物的0.01重量份至約20重量份，約0.1重量份至約5重量份，甚至0.2重量份至約1重量份。

所述聚氨酯泡沫形成組合物可以包括其它任選的組分(e)。盡管如本文進一步所述，所述泡沫可通過所述泡沫形成組合物的機械發(fā)泡或攪打提供，但所述組合物可任選地包括發(fā)泡劑。發(fā)泡劑可以是物理和/或化學類型的一種發(fā)泡劑。典型的物理發(fā)泡劑包括但不限于二氯甲烷、丙酮、水或CO₂，可以用于在發(fā)泡過程中提供膨脹。典型的化學發(fā)泡劑是水，其與泡沫中的異氰酸酯反應(yīng)，形成反應(yīng)混合物以制備二氧化碳氣體。這些發(fā)泡劑對于在聚氨酯泡沫形成中使用的其它組分具有不同水平的溶解度或相容性。當使用相容性較差的組分時發(fā)展和維持良好的乳化作用對于加工和實現(xiàn)可接受的聚氨酯泡沫質(zhì)量是至關(guān)重要的。

其它任選的組分(e)，如添加劑，可以加入到聚氨酯泡沫中以賦予聚氨酯泡沫特定的性能。其它合適的添加劑的實例可以包括，但不限于，增鏈劑、交聯(lián)劑、填料、增強劑、顏料、調(diào)色劑、染料、著色劑、阻燃劑、抗氧化劑、抗臭氧劑、UV穩(wěn)定劑、抗靜電劑、殺生物劑和生物抑制劑。

由本發(fā)明技術(shù)的聚氨酯泡沫形成組合物制備聚氨酯泡沫的方法沒有特別限制?？梢允褂帽绢I(lǐng)域常用的各種方法。例如，可以使用由Keiji Iwata，Nikkan Kogyo Shinbun，Ltd.，1987的“Polyurethane Resin Handbook”中描述的各種方法。例如，可以通過將多元醇、胺催化劑、表面活性劑、發(fā)泡劑和包括任選成分的另外的化合物合并為預(yù)混物來制備組合物。將該多元醇共混物加入異氰酸酯并與其混合。

在一個實施方案中，所述泡沫可以通過泡沫形成組合物的機械發(fā)泡或攪打提供。

所述泡沫形成組合物的機械發(fā)泡操作可以在高剪切混合設(shè)備例如OAKES混合器或FIRESTONE混合器和類似設(shè)備中進行。根據(jù)一個實施方案，所述聚氨酯泡沫通過使用本文的聚氨酯泡沫形成組合物組分的高剪切混合以制備機械發(fā)泡泡沫的方法制備。一些組分在分批混合工藝中可以在加入其它組分之前在高剪切混合器中預(yù)混合成預(yù)共混物。此外，可以在進入高剪切混合器或混合工藝之前使用低剪切混合器將組分預(yù)混合。此外，一些組分可以在與其它組分進入混合頭的相同的位置或在表示混合工藝完成的不同程度的混合器內(nèi)的位置加入到高剪切混合工藝中或混合器中。發(fā)泡的聚氨酯泡沫可以通過已知的和常規(guī)的方法固化(即，完成尿烷和可能的脲反應(yīng))。

氣體如空氣、氮氣、二氧化碳可以被注入到組分的混合中或者通過從混合的組分的表面上方捕獲而被夾帶。氣體也可以通過壓力注入到高剪切混合器中。混合器包括在混合過程中產(chǎn)生高剪切條件的上述或其它類似設(shè)備。

實施例

制備母料(master)樹脂共混物

對于以下每個實驗設(shè)計組制備母料樹脂共混物。在每次發(fā)泡實驗之前，從母料共混物中取出樹脂材料，并且在體系的機械發(fā)泡之前加入其它添加劑組分(即表面活性劑和催化劑)。

用于機械發(fā)泡泡沫的母料樹脂共混物：PU泡沫配制劑A

由70份San接枝的聚合物聚醚多元醇ARCOL 11-34(羥基值為35)、30份ARCOL 24-32(羥基值為32)和15份二丙二醇(羥基值836)制備樹脂共混物。通過將前兩種多元醇和擴鏈劑加入到1加侖玻璃容器(罐)中并混合成單一母料樹脂(一般為3450克批料，包括2100克Arcol 11-34、900克Arcol 24-32和450克二丙二醇)形成上述制劑。

上述母料樹脂共混物的混合通過以下完成：將所有描述的組分倒入一個1加侖的玻璃罐中，用蓋密封該罐，將玻璃罐放在玻璃缸或罐式滾筒上，并以“中速”滾動約2小時。這些混合條件確保形成均勻的組分混合物。另外，通過在密閉容器內(nèi)混合這些組分避免了來自大氣水分的額外的水吸收。

通過手工混合方法制備機械發(fā)泡泡沫

將來自 KSM-90混合器的4夸脫不銹鋼混合碗放置在臺式刻度盤上，刻度去了皮重讀為零。然后將300克共混的母料樹脂(聚醚多元醇；SAN接枝的聚醚多元醇，和二丙二醇擴鏈劑)倒入4夸脫不銹鋼混合碗中。接下來，將2份聚甲基硅氧烷/聚醚的(AB)_n-型嵌段共聚物/100份母料樹脂共混物和2份尿烷催化劑/100份母料樹脂共混物加入到混合碗中的共混母料樹脂中。尿烷催化劑選自(A)聚醚多元醇(羥基值51)中10％的乙酰丙酮鎳(nickelacetoacetonate)；(B)DMSO**中的Cu(II)鹽(0.09％Cu)(羥基值為0)；(C)DMSO/蓖麻油**中的Cu(II)鹽(0.045％Cu)(羥基值為83)；(D)胺催化劑(羥基值560)；(E)汞催化劑；(F)配制的催化劑(羥基值83)；和(G)催化劑C的增加的Cu(II)濃度版本。將碗放置在KitchenAid混合器上，并且使用攪拌混合附件以最低速度設(shè)置(1)將成分混合2分鐘。停止混合器，加入亞胺改性的異氰酸酯(29.3％NCO)，其量使得異氰酸酯指數(shù)值為103.5。由于所用催化劑的不同羥基含量，對于所制備的每種泡沫，調(diào)節(jié)加入的異氰酸酯的重量，但其范圍為113.49至114.78克。然后將混合器速度調(diào)至高達最高設(shè)置(10)，并允許繼續(xù)混合10分鐘。在該混合完成后，將一些起泡的混合物快速倒入250ml塑料一次性燒杯中，直到泡沫略高于杯的頂部。將具有泡沫的燒杯向?qū)嶒炇夜ぷ髋_上敲打約10秒鐘，以允許較大的截留氣泡從泡沫中升出，然后將泡沫從燒杯頂部刮下，使得其上表面與燒杯的頂部上表面平齊。使用已知體積的燒杯，測量燒杯中泡沫的重量，并計算泡沫的泡沫密度(由泡沫重量除以燒杯的體積)。將大部分剩余的發(fā)泡泡沫(約340克)倒入8”×8”有機硅烘烤盤中，然后放入設(shè)定在130℃的烘箱中45分鐘以固化。然后從烘箱中移出泡沫，記錄表面質(zhì)量和收縮。

用于PU彈性體制劑的母料樹脂共混物

由96份ARCOL 11-34(羥基值為35)和4份乙二醇(羥基值為1807)制備樹脂共混物。通過將所述多元醇和擴鏈劑加入到一加侖玻璃容器(罐)中并混合成單一母料樹脂(一般為3450克批料，包括3255克Arcol 11-34和195克乙二醇)形成該配制劑。如上所述進行母料樹脂的混合用于PU泡沫制劑A母料樹脂共混物。

板式模具步驟

還制備了板式模具。這些通過兩種不同的混合方法制備：1)通過如上下文所述的發(fā)泡或2)通過如下所述的鉆床混合。鉆床法更短，并且夾帶非常少的空氣進入PU樹脂中。將母料樹脂與催化劑和表面活性劑一起置于1夸脫的圓柱形混合杯中，然后在Wilton鉆床上以2000-4000rpm混合10秒。然后歷經(jīng)5秒加入異氰酸酯(100-103.5指數(shù))，并以相同的速度再次混合10秒?；旌虾螅瑢⑺霾牧系谷肽＞?充滿液體并加熱至160-180°F)并密封30-60分鐘。然后移除板并冷卻24小時。從所述板式模具沖壓出幾片用于測定伸長率％(ASTM D-412，模A)、拉伸強度(ASTM D-412，模A)和撕裂強度(ASTM D-624，模C)。物理性能在Zwick靜態(tài)材料測試機上使用文本專家數(shù)據(jù)采集軟件進行測量。

在如上所述測定泡沫密度(FD)之后制備用發(fā)泡樹脂制成的板。一旦確定FD，將約100至200g發(fā)泡樹脂放入所述板式模具中(160-180℃)并密封30-60分鐘。在冷卻至少24小時后，沖壓各部分用于測定伸長率％、拉伸強度和撕裂強度，如上所述。結(jié)果示于下表8中。

混合和測試程序

混合程序1：鉆床混合

使用此方法混合三種制劑(分別為PU泡沫制劑A、PU彈性體制劑和PU泡沫制劑B，表2、3和4)。將多元醇樹脂稱重到配衡杯中，然后在鉆床上以3500rpm混合10秒鐘。歷經(jīng)5秒鐘加入異氰酸酯并將所得混合物以3500rpm再混合10秒鐘。

當制備模具板時，將指定量的樹脂倒入模具中，將所述模具密封并在指定時間移除板。設(shè)定24小時后，沖壓出用于測定物理性能的部件。

當在Brookfield粘度計上進行反應(yīng)性研究時，將所得PU樹脂倒入保持在絕緣容器內(nèi)部的紙杯中。將Brookfield錠子置于離杯底約1cm處，并在混合順序終止時開始分析。將Brookfield裝置與數(shù)據(jù)采集軟件偶聯(lián)。

通過將樹脂向下拉到在130℃的熱板上的Fluorglas墊上獲得消粘數(shù)據(jù)。

混合程序2：Kitchen混合

如上所述，將PU制劑A稱重到配衡的混合碗中。然后將混合碗放在混合器上，固定并將氣氛用氮氣惰化2分鐘。然后將多元醇樹脂、催化劑和表面活性劑使用攪拌器附件在最低速度設(shè)置下混合兩分鐘。然后在特定的指數(shù)下加入異氰酸酯并在高速下混合10分鐘。然后將所得泡沫倒入已知體積的配衡杯中并稱重，獲得泡沫密度。在測量泡沫密度之后，將泡沫放入模具，有機硅烘烤盤中，或者下拉為薄膜，用于隨后的分析，例如物理性能測量或消粘時間測定。

表1列出了對于此研究在性能和反應(yīng)性方面進行比較的催化劑。催化劑C和B表示根據(jù)本發(fā)明技術(shù)的銅催化劑，其中與催化劑C相比，催化劑B含有兩倍的活性金屬鹽濃度。催化劑A是標準鎳催化劑，催化劑E是用于比較的標準汞催化劑。催化劑F是催化劑C和D的配制的組合。催化劑G類似于催化劑C，但具有由替代的Cu(II)鹽提供的較高的Cu(II)濃度。

*Niax是Momentive Performance Materials,Inc.的商標。

**Momentive Performance Materials的產(chǎn)品

Vertellus的產(chǎn)品

使用如上所述的彈性體制劑(表3)來比較催化劑體系C/D和F(根據(jù)本發(fā)明)與汞基催化劑E。當監(jiān)測隨時間的粘度建立和放熱時，這種簡單的制劑提供了反應(yīng)性的第一一般性觀察。

表2-4描述了本研究中使用的泡沫和彈性體配制劑。泡沫配制劑A(表2)是用于測試和開發(fā)新催化劑C和B的主要泡沫配制劑。該配制劑是機械發(fā)泡泡沫配制劑的代表，其是使用鎳基催化劑的典型應(yīng)用。

泡沫制劑B(表4)用作比較/測定含水制劑中催化劑C、C/D和E的選擇性的手段。在添加和不添加水的情況下，可以觀察上升的高度和放熱以比較含汞與不含汞的催化劑對凝膠或發(fā)泡(blow)反應(yīng)的選擇性。泡沫制劑B不制備作為母料。

*產(chǎn)品制劑僅作為說明性示例。Momentive對任何此類制劑沒有任何種類的聲明或保證，包括但不限于關(guān)于使用此類制劑制造的任何產(chǎn)品的功效或安全性。

**pphr＝每100份樹脂的份數(shù)，每種樹脂制劑在表2-4中詳細說明。

*產(chǎn)品制劑僅作為說明性示例。Momentive對任何此類制劑沒有任何種類的聲明或保證，包括但不限于關(guān)于使用此類制劑制造的任何產(chǎn)品的功效或安全性。

*產(chǎn)品制劑僅作為說明性示例。Momentive對任何此類制劑沒有任何種類的聲明或保證，包括但不限于關(guān)于使用此類制劑制造的任何產(chǎn)品的功效或安全性。

實施例1-18

潛伏和快速最終固化的演示

PU泡沫制劑A中的催化劑A的關(guān)鍵特性是延長的工作時間，一旦加熱就具有快速的最終固化。獲得這種特征的組合是困難的。這些實施例用簡單的催化劑制劑評價潛伏和催化能力。在冷固化條件下在泡沫配制劑A中將催化劑C與催化劑A進行比較，觀察粘度建立和放熱。該數(shù)據(jù)可以在圖1中看出。當以2-4pphr使用時，催化劑A在約500秒(8分鐘)達到5000cps。在該制劑中5pphr使用水平下的催化劑C在約1150秒(19分鐘)達到5000cps。在冷固化條件下2pphr催化劑C的使用水平直到約50分鐘未達到5000cps的粘度。催化劑C似乎在2至5份的使用水平下在固化速率方面提供了大得多的變化，其中催化劑A在2至4份的使用水平下顯示出很小的變化。在與催化劑A相同的使用水平下催化劑C確實提供了延長的工作時間。

圖2描述了泡沫制劑A中催化劑A和催化劑C的放熱曲線。每個放熱對應(yīng)于圖1描繪的粘度建立曲線。催化劑A和C都是熱活化的，由此它們在較高溫度下以快速速率開始催化PU反應(yīng)。在使用水平高于1.0pphr時，催化劑A提供了顯著更快的放熱，這對應(yīng)于顯著更快地達到活化溫度，因此顯著更快速的固化(在>2pphr下非常迅速地達到5000cps)。催化劑C看起來大致在約70-80℃的相同溫度下活化(圖2和3)，但是在冷固化處理參數(shù)下需要更多的時間來達到該溫度。這種差異可能是由于其它變量如載體溶劑或催化劑組合物內(nèi)的其它組分。

圖3是來自圖1和圖2的兩組數(shù)據(jù)的重疊圖。催化劑A和催化劑C的粘度建立在各自達到至少70℃的放熱溫度后開始。

消粘時間(實施例1-8)

消粘時間的測定

薄膜消粘時間通過使用鉆床將樹脂混合然后將所述材料在約130℃的熱板上的Fluorglass片材上向下拉伸進行測定，所述“薄膜”的厚度為1/8英寸。使用壓舌板來確認消粘表面。通過在Kitchen混合器上混合樹脂、在空氣中攪打10分鐘并將所得泡沫在已知體積的配衡杯中進行稱重來測定泡沫密度。然后如上所述向下拉伸所得泡沫，并測定消粘時間。

表5顯示了催化劑A、C和B的消粘時間和泡沫密度數(shù)據(jù)。觀察消粘時間，在5pphr下，催化劑B基本上等于催化劑A且催化劑C僅滯后13秒。在更實際的使用水平2pphr下，催化劑C和催化劑B**都提供了分別為催化劑A的約3和2.2倍的消粘時間。一般來說，由此看來，在某些制劑和應(yīng)用中，在使用高溫的最小加工改性的情況下，催化劑C或B可以是催化劑A的合適替代物。在沒有外部熱的情況下，使用催化劑C不發(fā)生快速最終固化。

*使用泡沫制劑A(表2)。

**十次實驗的平均值(范圍＝112–130秒)。

***將催化劑B稀釋到與催化劑B相同的活性金屬水平。

更高的溫度證明對于催化劑C和B的使用是有利的。催化劑C的消粘時間(表5)仍然與催化劑A的消粘時間不一致，然而在熱的存在下，活性與冷固化粘度實驗相比顯著增加。使用催化劑C和B制備的泡沫的泡沫密度與使用催化劑A制備的泡沫所獲得的泡沫密度一致且略低。對于使用典型負載的實驗，僅測量泡沫密度。

發(fā)泡泡沫消粘時間還在烘箱中使用制劑A使用340g PU傾倒物進行測定(圖4)。使用催化劑A以2pphr制備三種泡沫(運行1-3)，并與使用催化劑C以2pphr制備的三種泡沫(運行4-6)相比，目標密度為約300-320kg/m³(18-20pcf)。內(nèi)部溫度有微小差異，其中前三次運行平均122℃，運行4-6平均130℃。表面消粘時間顯示微小差異，其中催化劑C平均約11分鐘，催化劑A平均約8分鐘。當增加使用水平(運行7-12，每個4pphr)時，消粘時間對于催化劑A和催化劑C是相同的(7分鐘)。在增加的使用水平下，催化劑C看起來提供了與催化劑A類似的固化速率。較低使用水平的催化劑C不像催化劑A那樣快速固化，并且可能需要更高的溫度以有效地活化和固化制品。

物理性能比較(實施例9-16)

使用鉆床混合方法(混合方法1；彈性體產(chǎn)品結(jié)果)和Kitchen混合方法(混合方法2)，用泡沫制劑A制備板式模具(上文詳述的制備)。如上所述，混合方法之間的差異是在樹脂中夾帶(攪打進入)的空氣的量，其導致密度上的大差異。

如從表6中可以看出，催化劑B提供了與催化劑A相當?shù)奈锢硇阅?。通過使樹脂發(fā)泡，所述材料通常由于泡孔(cellular)性質(zhì)的增加而變?nèi)酢４呋瘎〣在樹脂發(fā)泡時提供更好的物理性能，而當樹脂混合而不發(fā)泡時催化劑A提供更好的物理性能。這里混合時間也可能是影響因素。鉆床混合在3500rpm下進行15秒，而Kitchen混合在低得多的rpm下進行10分鐘。一旦混合，則將樹脂倒入尺寸為304.8mm×304.8mm×6.35mm的等溫(61℃)水夾套模具中。對于用發(fā)泡樹脂制成的部件，這些實施例的脫模時間為90分鐘，當樹脂不發(fā)泡時為60分鐘。

*樣品沒有斷裂。

**ASTM D-412“模A”

***ASTM D-624“C型模”

使用泡沫制劑A(混合方法2-Kitchen)制備板式模具(類似于上述那些)。從該板上沖壓出2×2正方形，并將四個堆疊和稱重。對每個板進行兩次。每個樣品報告的密度是基于隨后的2×2×1英寸組的尺寸和重量獲得的。然后分析每個組在50％壓縮下的壓縮變定。表7中呈現(xiàn)的此數(shù)據(jù)對于兩種催化劑來說是相當?shù)模ㄒ坏牟煌瑪?shù)據(jù)是催化劑C在50％壓縮下顯示出比催化劑A略小的壓縮變定。

*ASTM D-3574

催化劑C提供了比催化劑A略低的密度。由于所使用的制劑，拉伸強度和撕裂強度差。

催化劑協(xié)同方法

催化劑A和催化劑C都提供了如圖1-3所示的潛伏期。然而在提高的劑量(5pphr)下，催化劑A在50-70℃下活化，具有顯著的粘度建立，其中初始相對快速的放熱，在30秒內(nèi)上升到接近50℃，比催化劑C在5pphr下快得多。以下實施例使用具有催化劑C的引發(fā)劑或前端催化劑以提供放熱(溫度>70℃)，其將能夠使催化劑更早活化，而不影響在PU泡沫制劑A中的潛伏期。

催化劑D與催化劑C組合使用，其中我們看到反應(yīng)性增加(圖5)。0.1pphr的催化劑D和1.0pphr的催化劑C的組合遵循與4pphr的催化劑A相同的粘度曲線。溫度(反應(yīng)放熱)類似于催化劑A的放熱在600秒內(nèi)達到70℃。在該水平的催化劑A在第一個90秒內(nèi)表現(xiàn)出快速放熱，然后在約55℃呈平穩(wěn)狀態(tài)，逐漸增加至70℃，其中粘度然后開始建立。催化劑體系D/C不顯示這種初始的快速放熱，并且仍然獲得與催化劑A大致相同的隨時間的粘度建立。催化劑D/C的放熱在與催化劑A大致相同的時間也達到70℃。

催化劑組合D/C是替代鎳基催化劑A的可行的解決方案(圖5)。在低劑量下的催化劑D/C維持拋物線的粘度建立，并提供與催化劑A在提高的劑量下等效的潛伏期，表明組合的催化劑體系的稍低的使用水平將模擬典型使用水平的催化劑A的性能。催化劑B和C單獨表現(xiàn)出潛伏期，但是需要更高的使用水平以與催化劑A類似地進行。

汞替代物(實施例17-18)

還評價了作為潛在汞催化劑替代物的催化劑B、C和C/D的存活性。催化劑C的拋物線固化曲線(粘度建立曲線)否定了其作為汞替代催化劑的潛力，因為當達到活化溫度時，典型的汞催化劑表現(xiàn)出顯著更加垂直(曲棍球棒狀)的粘度建立。

在PU彈性體制劑中催化劑C、D和C/D與催化劑E相比的反應(yīng)曲線顯示在圖6中。催化劑C在1.0pphr下非常緩慢地建立粘度(22分鐘達到1500cps和60℃)。在1.0/0.1pphr下的催化劑C/D建立與冷固化條件下催化劑E類似的粘度。在此情況下顯著的差別是放熱，其中催化劑E提供了S形溫度曲線而催化劑C/D提供拋物線曲線。在該圖中還顯而易見的是催化劑D的使用水平對催化劑C的潛伏期和隨后的固化速率的影響。向含有1.0pphr催化劑C的彈性體樹脂中加入0.1pphr催化劑D提供了反應(yīng)性的顯著增加。將催化劑C的量增加至2.0pphr并將催化劑D的水平保持在0.1pphr提供了稍微更快速的放熱增加，同時保持延遲的粘度建立。

催化劑E和助催化劑體系C/D在大致相同的時間范圍內(nèi)實現(xiàn)了25,000cps的粘度，并且與在實驗結(jié)束時(在達到25,000cps后約30秒)比較提供了相當?shù)纳鲝姸取?/p>

在觀察催化劑D對催化劑C的影響之后，使用稱為催化劑F的催化劑C和D二者，而不是將每個作為單獨的實體加入，來檢查替代地配制的催化劑。研究三種不同水平的催化劑D，其中所述組成將類似于0.05、0.1和0.2pphr下的助催化劑D和相應(yīng)的1.0pphr使用水平的催化劑C的組成。在圖7中分別各自稱為催化劑F1、F2和F3。

圖7顯示了PU彈性體制劑(表3)中催化劑F對固化速率的影響。所述配制的催化劑(F2)看起來以比助催化劑組合物(1.0/0.1pphr下的催化劑C/D)更快的速率建立粘度，并且兩者提供的粘度曲線在性質(zhì)上(在該制劑中)更加非拋物線，類似催化劑G的粘度曲線。表示為催化劑F2的組合物提供了具有近“曲棍球棒”型粘度曲線的延長的延遲。催化劑E仍然比后端上的催化劑F更快，通過在粘度建立時觀察數(shù)據(jù)點之間的距離顯而易見，導致稍微不快的最終固化。

還評價了具有活性金屬含量濃度增加的催化劑組合物。這種簡單的改性導致反應(yīng)性和粘度建立的極大增加，其中1.0pphr的催化劑G類似于更高使用水平的催化劑A。該反應(yīng)性水平在2-4pphr催化劑A的范圍內(nèi)，并且粘度曲線仍然是拋物線的，類似于催化劑A，與制劑無關(guān)。

還進行物理測試以比較由含有汞基催化劑E和非汞催化劑C/D的代表性PU彈性體制劑制成的部件的硬度、拉伸強度、伸長率和撕裂強度。

通過在鉆床上以3500rpm混合所述樹脂制備彈性體板式模具。然后將樹脂倒入尺寸為304.8mm×304.8mm×6.35mm的等溫(61℃)水夾套模具中。脫模時間為30分鐘。用PU彈性體制劑制備的板式模具的目標密度為1100kg/m³(69pcf)。較短的脫模時間將足夠用于兩者，因為每種在5分鐘內(nèi)都提供了25,000cps的冷固化粘度，但是為了確保在多個水平測試各種催化劑時的一致性，脫模時間延長。

**ASTM D-412“模A”

***ASTM D-624“C型模”

如從表8中可以看出，對于兩種催化劑來說所述彈性體的物理性能是相當?shù)?。催化劑E提供了略好的拉伸和撕裂強度，催化劑C/D提供了略好的伸長率。

對于催化劑C/D和催化劑E來說，反應(yīng)性和物理性質(zhì)是相當?shù)?。眾所周知，在低水體系中，Hg-基催化劑并不促進水和異氰酸酯之間的反應(yīng)。這種選擇性允許生產(chǎn)具有無孔表面的非泡孔式PU部件。我們在PU泡沫配制劑B中將催化劑E與催化劑C和催化劑C/D比較，以比較在水存在下的反應(yīng)性/選擇性。

圖8顯示了含有1pphr水的PU泡沫制劑B分別使用催化劑E和催化劑C的泡沫上升高度。即使在水存在下，其通常在不存在催化劑的情況下提供強烈的放熱反應(yīng)，催化劑C似乎基本上不影響泡沫上升高度。在催化劑C的情況下，不存在熱可能是一個因素，并且在加熱的模具中進行可能潛在地顯示不同的反應(yīng)性，然而，該結(jié)果提供了向前進展和觀察C/D催化劑組合的證據(jù)。

圖9顯示了在相同的泡沫制劑中對于催化劑E和催化劑C/D的放熱數(shù)據(jù)。每個催化劑一式三份進行檢查(將數(shù)據(jù)平均以提供每個催化劑一條曲線)，其中向該制劑中加入1.0pphr水，并且還包括不含水的含每種催化劑的體系的數(shù)據(jù)。在不加入水的情況下，催化劑E達到大約75℃的放熱溫度，而催化劑C/D在不存在水的情況下達到僅42℃的最高溫度。通過加入1.0pphr的水，催化劑E的放熱加快100秒，達到120℃，在500秒內(nèi)提供了相對固化的泡沫。使用催化劑C/D制備的泡沫確實顯示放熱增加，然而與催化劑E相比增加不太顯著，在300秒內(nèi)達到>70℃的活化溫度。將用催化劑C/D制備的泡沫放置在約100℃的烘箱中，并在少于5分鐘內(nèi)消粘(表面固化)。用催化劑E制備的泡沫不需要外熱來固化表面。

在圖10中比較了泡沫的上升高度，發(fā)現(xiàn)在沒有水的情況下，無論催化劑如何，彈性體的上升曲線是類似的。在水存在下，不管催化劑如何，都會發(fā)生發(fā)泡，導致泡沫上升。用任一種催化劑制成的泡沫達到大約相同的高度，然而催化劑E出現(xiàn)平臺，因為它在350秒測試時間內(nèi)使泡沫徹底快速固化。用催化劑C/D制備的泡沫在放入烘箱之前，以非常小的沉降繼續(xù)上升(結(jié)構(gòu)穩(wěn)定)。使泡沫休息24小時(典型的是板塊狀和粘彈型泡沫)，然后切割。

在檢查切割泡沫時，顯然催化劑E對于該特定應(yīng)用不是合適的催化劑，然而，催化劑C/D可以是，提供由PU泡沫制劑B制備的典型泡沫。催化劑E固化太快，在泡沫的底部提供了相對大的空隙，而催化劑C/D在泡沫內(nèi)提供沒有空隙的均勻的泡孔(cells)。

放熱數(shù)據(jù)比起上升高度數(shù)據(jù)更能指示水反應(yīng)性；然而，后者確實表明其它PU應(yīng)用領(lǐng)域可受益于催化劑如催化劑C/D。

上面已經(jīng)描述了本發(fā)明技術(shù)的實施方案并且在閱讀和理解此說明書的基礎(chǔ)上可以進行其它的變化與改變。下面的權(quán)利要求書意在包括所有的變化和改變，只要它們在所述權(quán)利要求書或其等價物的范圍內(nèi)。