一种聚氨酯催化剂在合成硬质聚氨酯材料中的应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种催化剂，具体涉及一种用于制备聚氨酯的催化剂及该催化剂的应 用，属于聚氨酯材料合成技术领域。
【背景技术】
[0002] 聚氨酯是一种主链上含有重复氨基甲酸酯基团的高分子化合物的统称，这种高分 子材料可用于制造橡胶、硬质和软质泡沫塑料、黏合剂、涂料、油漆等产品，因其卓越的耐磨 性、抗冲性、耐紫外线以及耐高低温性能而被广泛应用于建筑、汽车、轻工、纺织、石化、冶 金、电子、国防、医疗、机械等众多领域。
[0003] 聚氨酯材料是以多异氰酸酯、多元醇及其它稳定剂为原料，在一定温度下由催化 剂催化反应制得的，在聚氨酯材料合成中常用的一类催化剂为金属有机化合物，这类有机 金属催化剂最早为铅、汞的有机化合物，但因铅、汞均为重金属，对人体危害较大且会造成 严重的环境污染，已被列为禁止使用的产品。
[0004] 为此，中国专利文献CN101397359A公开了一种用于制备低散发、再催化稳定的软 质聚氨酯泡沫体的胺催化剂，其包括至少一种反应性胺催化剂和至少一种有机钾、锌和/ 或锡化合物，具有较好的催化活性。但由于上述催化剂中使用了锡的化合物作为催化剂的 一种成分，使得有机锡类催化剂中含有未反应完全的二丁基锡等，该类副产物容易导致生 物体畸形或慢性中毒，因此已被欧盟等发达国家列入控制使用的名单。但是如果不添加有 机锡化合物，以钾和/或锌等其它有机化合物替代锡化合物时，其催化剂的催化活性明显 下降，一方面即使提高反应温度，仍无法避免反应速度的下降和反应时间的延长，另一方面 若想达到与含锡催化剂近似的反应速度则需增加催化剂用量，例如在合成革浆料合成中， 使用有机铋完全替代二月桂酸二丁基锡，用量将达到原用量的4-5倍；而无论是前者延长 反应时间、提高反应温度，还是后者提高催化剂用量的方案均会不同程度地导致聚氨酯材 料合成成本的提高，即便如此，由其催化合成的聚氨酯材料的物理性能，例如，拉伸强度、抗 撕裂强度均明显下降，再者，使用上述文献中不含锡化合物的配方时，还容易使合成的浅色 聚氨酯材料变黄；另外，在合成聚氨酯的原材料配方中含有水的情况下，铋或者锌的有机化 合物会因水解而失活，使得组合料的储存期缩短。
【发明内容】
[0005] 为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中不含锡类有机金属的催化剂不 仅催化活性低且催化合成的聚氨酯材料性能不佳，从而提供一种的催化活性高、制备的聚 氨酯材料物理性能好的用于合成硬质聚氨酯材料的环保型聚氨酯催化剂。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
[0007] 本发明提供一种聚氨酯催化剂在合成硬质聚氨酯材料中的应用，所述聚氨酯催化 剂包括钠的化合物，以质量百分比计，所述钠的化合物占所述聚氨酯催化剂的l_60wt%。
[0008] 所述钠的化合物为氢氧化钠，碳酸钠，碳酸氢钠，苯甲酸钠，甲酸钠，醋酸钠，丙酸 钠，丁酸钠，戊酸钠，己酸钠，辛酸钠，异辛酸钠，新癸酸钠，癸酸钠，水杨酸钠，月桂酸钠，油 酸钠，马来酸钠，柠檬酸钠，草酸钠，甲醇钠，纤维素钠，羧甲基纤维素钠，透明质酸钠，海藻 酸钠，葡萄糖酸钠中的一种或几种。
[0009] 进一步地，所述钠的化合物为丁酸钠，新癸酸钠，水杨酸钠，油酸钠，柠檬酸钠，透 明质酸钠中的一种或几种。
[0010] 所述聚氨酯催化剂还包括含氮化合物，所述含氮化合物为叔胺类化合物和/或吡 啶类化合物。
[0011] 所述含氮化合物为直链多胺、杂环多胺或苯环类多胺中的一种或几种，所述含氮 化合物占所述聚氨酯催化剂的质量百分比为5-70wt%。
[0012] 所述含氮化合物为三乙烯二胺，五亚甲基三胺，二甲氨基丙胺二异丙醇，五甲基二 乙烯三胺，四甲基二丙烯三胺，N，N-二甲基-1，3-二氨基丙烷，3-二甲基氨基丙基脲，（二 甲基胺基乙基）醚，N，N-二[3-(二甲氨基）丙基]-N'，N'_二甲基-1，3-丙二胺，十六烷基 胺，2_[[3_(二甲基氨基）丙基]甲基氨基]乙醇，1,3, 5-二（二甲基胺丙基）-1,3,5-六 氢化三嗪，N，N-二甲基乙醇胺，N，N-二甲基苄胺，三乙醇胺，二乙醇胺，1，8-二氮杂双环 [5, 4, 0]十一碳-7-稀，6-二甲胺基-1-己醇，N-甲基二环己基胺，十六胺，四甲基呱，1-异 丁基-2-甲基咪唑，2-氨基-α - [ [2- (1，1-二甲基乙氧基）-2-氧代乙氧基]亚氨基]-4-噻 唑乙酸，0, O-二乙基硫代磷酸氢酯酸酐，N-乙基吗啉，N-甲基吗啉，苯甲胺，二乙胺基乙 醇，Ν，Ν' -二异丙基碳二亚胺，1-乙基-(3-二甲基氨基丙基）碳酰二亚胺盐酸盐，1，2-二 甲基咪唑，N-甲基咪唑，2, 2-二吗啉基二乙基醚，二甲氨基乙氧基乙醇，2-二甲基氨基吡 啶，2, 4-二氨基嘧啶，4, 5-二氨基嘧啶，2-甲基氨基吡啶，4-二甲氨基吡啶，2, 4-双（二甲 氨基）嘧啶-6-羧酸，1_(甲氨基）-3-(4-甲基哌嗪-1-基）-2-丙醇，氨基哌嗪盐酸盐， 2, 2, 4-三甲基-2-硅代吗啡啉，1-(2-二甲基氨基乙基）哌嗪，1-(3-二甲氨基丙基）哌嗪， (2-吗啉吡啶-4-基）甲胺，4-氯-6-二甲氨基嘧啶，N，N-二甲基（吗啉-2-基）甲酰胺， N，N-二甲基（R-吗啉-2-基）甲酰胺，4-甲基吗啉-2-甲胺，N，N-二甲基（4-甲基-1-哌 嗪基）乙胺，六氢-1，3, 5-三甲基-S-三嗪，1，3, 5-三乙基六氢-S-三吖嗪，Ν，Ν' -羰基二 咪唑，二环己基碳二亚胺，3-(二乙氧基磷酰氧基），2- (7-偶氮苯并三氮唑）-Ν，Ν，Ν'，Ν' -四 甲基脲六氟磷酸酯，N-羟基-7-偶氮苯并三氮唑，三吡咯烷基溴化鱗六氟磷酸盐，0-苯并三 氮唑-Ν，Ν，Ν'，Ν' -四甲基脲四氟硼酸酯，〇-(Ν-琥珀酰亚胺）13,3-四甲基脲四氟硼酸 酯中的一种或几种。
[0013] 进一步地，所述含氮化合物为五甲基二乙烯三胺，2-二甲基氨基吡啶，N，N-二甲 基-1，3-二氨基丙烷，三乙烯二胺，1，3, 5-三（二甲基胺丙基）-1，3, 5-六氢化三嗪，1，8-二 氮杂双环[5,4,0] i^一碳-7-烯，2, 2-二吗啉基二乙基醚，（2-吗啉吡啶-4-基）甲胺， 2, 4-二氨基嘧啶，1-(甲氨基）-3-(4-甲基哌嗪-1-基）-2-丙醇中的一种或几种。
[0014] 还包括钾的化合物，所述钾的化合物占所述聚氨酯催化剂的质量百分比为 2_50wt%。
[0015] 所述钾的化合物占所述聚氨酯催化剂的质量百分比为2_20wt%。
[0016] 所述钾的化合物为氢氧化钾，碳酸钾，碳酸氢钾，苯甲酸钾，甲酸钾，醋酸钾，丙酸 钾，丁酸钾，戊酸钾，己酸钾，辛酸钾，异辛酸钾，新癸酸钾，癸酸钾，水杨酸钾，月桂酸钾，油 酸钾，马来酸钾，柠檬酸钾，草酸钾，甲醇钾，纤维素钾，羧甲基纤维素钾，透明质酸钾，海藻 酸钾，葡萄糖酸钾中的一种或几种。
[0017] 进一步地，所述钾的化合物为苯甲酸钾，月桂酸钾，油酸钾，柠檬酸钾，海藻酸钾， 纤维素钾中的一种或几种。
[0018] 更进一步地，还包括有机溶剂和稳定剂，所述有机溶剂具有式（1)所示的结构：
[0019] X-R-Y (1)
[0020] 其中，