(57)【要約】【課題】ポリウレタンフォームを調製するための触媒として有用な第三アミンを提供する。【解決手段】第三アミンは、イソシアネートの三量化反応、並びにイソシアネートと、活性水素含有化合物、例えば、ポリオール及び／又は発泡剤との反応を触媒するのに用いられる。このような第三アミンは、一般式2006257086.tif 000055を有する（Ｒ1、Ｒ2、Ｙ、Ｚ及びｎは本発明において規定される）。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式
【化１】
2006257086.tif 000037
を有し、
式中、
Ｒ1及びＲ2が独立して１〜３個の炭素原子を有するアルキル基であり；
Ｙが
【化２】
2006257086.tif 000038
又は１〜３個の炭素原子を有するアルキル基であり；
Ｚが
【化３】
2006257086.tif 000039
であり；
Ｒ3が水素、１〜約１０個の炭素原子を有するアルキル基、又は１〜約１０個の炭素原子を有するアルケニル基であり；
Ｒ4が１〜約３６個の炭素原子を有する置換若しくは非置換のアルキル基、１〜約３６個の炭素原子を有する置換若しくは非置換のアルケニル基、又は一般式−ＣＯ−Ｒ5を有するアシル基であり；
Ｒ5が水素、１〜約３５個の炭素原子を有する置換若しくは非置換のアルキル基、又は１〜約３５個の炭素原子を有するアルケニル基であり；及び
ｎが１と７を含めた１〜７の整数である、化合物。
【請求項２】
Ｒ1及びＲ2がメチル基である、請求項１に記載の化合物。
【請求項３】
Ｙがメチル基又は
【化４】
2006257086.tif 000040
である、請求項１に記載の化合物。
【請求項４】
Ｒ3が水素である、請求項１に記載の化合物。
【請求項５】
Ｒ4が１〜約１８個の炭素原子を有する置換若しくは非置換のアルキル基、１〜約１８個の炭素原子を有する置換若しくは非置換のアルケニル基、又は一般式−ＣＯ−Ｒ5を有するアシル基である、請求項１に記載の化合物。
【請求項６】
Ｒ5が水素、１〜約１７個の炭素原子を有する置換若しくは非置換のアルキル基、又は１〜約１７個の炭素原子を有するアルケニル基である、請求項１に記載の化合物。
【請求項７】
ｎが１と３を含めた１〜３の整数である、請求項１に記載の化合物。
【請求項８】
Ｒ1及びＲ2がメチル基であり；
Ｙがメチル基又は
【化５】
2006257086.tif 000041
であり；
Ｒ3が水素であり；
Ｒ4が１〜約１８個の炭素原子を有する置換若しくは非置換のアルキル基、１〜約１８個の炭素原子を有する置換若しくは非置換のアルケニル基、又は一般式−ＣＯ−Ｒ5を有するアシル基であり；
Ｒ5が水素、１〜約１７個の炭素原子を有する置換若しくは非置換のアルキル基、又は１〜約１７個の炭素原子を有するアルケニル基であり；及び
ｎが１と３を含めた１〜３の整数である、請求項１に記載の化合物。
【請求項９】
Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−オクタデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ヘプタデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ヘキサデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ペンタデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−テトラデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−トリデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ドデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ウンデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−デシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ノニルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−オクチルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ヘプチルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ヘキシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ペンチルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ブチルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−エチルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−メチルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−オクタデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ヘプタデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ヘキサデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ペンタデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−テトラデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−トリデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ドデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ウンデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−デシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ノニルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−オクチルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ヘプチルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ヘキシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ペンチルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ブチルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−エチルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−メチルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；又はそれらの任意の組み合わせである、請求項１に記載の化合物。
【請求項１０】
Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−オクタデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ヘキサデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−テトラデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ドデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−デシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−オクチルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ヘキシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ブチルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−オクタデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ヘキサデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−テトラデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ドデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−デシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−オクチルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ヘキシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ブチルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；又はそれらの任意の組み合わせである、請求項９に記載の化合物。
【請求項１１】
Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ドデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミンとＮ−（２−ヒドロキシプロピル−テトラデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミンの混合物である、請求項１０に記載の化合物。
【請求項１２】
アルキルグリシジルエーテルとエチレンアミンを反応させることによって製造される、請求項１に記載の化合物。
【請求項１３】
前記アルキルグリシジルエーテルが、オクタデシルグリシジルエーテル、ヘプタデシルグリシジルエーテル、ヘキサデシルグリシジルエーテル、ペンタデシルグリシジルエーテル、テトラデシルグリシジルエーテル、トリデシルグリシジルエーテル、ドデシルグリシジルエーテル、ウンデシルグリシジルエーテル、デシルグリシジルエーテル、ノニルグリシジルエーテル、オクチルグリシジルエーテル、ヘプチルグリシジルエーテル、ヘキシルグリシジルエーテル、ペンチルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、エチルグリシジルエーテル、メチルグリシジルエーテル、又はそれらの任意の組み合わせである、請求項１２に記載の化合物。
【請求項１４】
前記エチレンアミンが、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、及びペンタエチレンヘキサミンである、請求項１２に記載の化合物。
【請求項１５】
一般式
【化６】
2006257086.tif 000042
を有し、
式中、
Ｒ1及びＲ2が独立して１〜３個の炭素原子を有するアルキル基であり；
Ｙが
【化７】
2006257086.tif 000043
又は１〜３個の炭素原子を有するアルキル基であり；
Ｚが
【化８】
2006257086.tif 000044
であり；
Ｒ3が水素、１〜約１０個の炭素原子を有するアルキル基、又は１〜約１０個の炭素原子を有するアルケニル基であり；
Ｒ4が１〜約３６個の炭素原子を有する置換若しくは非置換のアルキル基、１〜約３６個の炭素原子を有する置換若しくは非置換のアルケニル基、又は一般式−ＣＯ−Ｒ5を有するアシル基であり；
Ｒ5が水素、１〜約３５個の炭素原子を有する置換若しくは非置換のアルキル基、又は１〜約３５個の炭素原子を有するアルケニル基であり；及び
ｎが１と７を含めた１〜７の整数である、一般式
【化９】
2006257086.tif 000045
を有する化合物を製造する方法。
【請求項１６】
前記アルキルグリシジルエーテルが、１〜約３５個の炭素原子を有するアルキル基である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記アルキル基が、オクタデシル、ヘプタデシル、ヘキサデシル、ペンタデシル、テトラデシル、トリデシル、ドデシル、ウンデシル、デシル、ノニル、オクチル、ヘプチル、ヘキシル、ペンチル、ブチル、エチル又はメチルである、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記エチレンアミンが、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、又はペンタエチレンヘキサミンである、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
（ａ）少なくとも１つの有機イソシアネート化合物と；
（ｂ）少なくとも１つのポリオールと；
（ｃ）少なくとも１つの発泡剤と；
（ｄ）一般式
【化１０】
2006257086.tif 000046
を有し、
式中、
Ｒ1及びＲ2が独立して１〜３個の炭素原子を有するアルキル基であり；
Ｙが
【化１１】
2006257086.tif 000047
又は１〜３個の炭素原子を有するアルキル基であり；
Ｚが
【化１２】
2006257086.tif 000048
であり；
Ｒ3が水素、１〜約１０個の炭素原子を有するアルキル基、又は１〜約１０個の炭素原子を有するアルケニル基であり；
Ｒ4が１〜約３６個の炭素原子を有する置換若しくは非置換のアルキル基、１〜約３６個の炭素原子を有する置換若しくは非置換のアルケニル基、又は一般式−ＣＯ−Ｒ5を有するアシル基であり；
Ｒ5が水素、１〜約３５個の炭素原子を有する置換若しくは非置換のアルキル基、又は１〜約３５個の炭素原子を有するアルケニル基であり；及び
ｎが１と７を含めた１〜７の整数である少なくとも１つの第三アミン触媒化合物と
を接触させることを含む、発泡ポリウレタンを製造する方法。
【請求項２０】
（ａ）少なくとも１つの有機イソシアネート化合物と；
（ｂ）少なくとも１つの活性水素含有化合物と；
（ｃ）一般式
【化１３】
2006257086.tif 000049
を有し、
式中、
Ｒ1及びＲ2が独立して１〜３個の炭素原子を有するアルキル基であり；
Ｙが
【化１４】
2006257086.tif 000050
又は１〜３個の炭素原子を有するアルキル基であり；
Ｚが
【化１５】
2006257086.tif 000051
であり；
Ｒ3が水素、１〜約１０個の炭素原子を有するアルキル基、又は１〜約１０個の炭素原子を有するアルケニル基であり；
Ｒ4が１〜約３６個の炭素原子を有する置換若しくは非置換のアルキル基、１〜約３６個の炭素原子を有する置換若しくは非置換のアルケニル基、又は一般式−ＣＯ−Ｒ5を有するアシル基であり；
Ｒ5が水素、１〜約３５個の炭素原子を有する置換若しくは非置換のアルキル基、又は１〜約３５個の炭素原子を有するアルケニル基であり；及び
ｎが１と７を含めた１〜７の整数である少なくとも１つの第三アミン触媒化合物と
を接触させることを含む、有機イソシアネート化合物と活性水素含有化合物の反応を触媒する方法。
【請求項２１】
（ａ）少なくとも１つの有機イソシアネート化合物と；
（ｂ）一般式
【化１６】
2006257086.tif 000052
を有し、
式中、
Ｒ1及びＲ2が独立して１〜３個の炭素原子を有するアルキル基であり；
Ｙが
【化１７】
2006257086.tif 000053
又は１〜３個の炭素原子を有するアルキル基であり；
Ｚが
【化１８】
2006257086.tif 000054
であり；
Ｒ3が水素、１〜約１０個の炭素原子を有するアルキル基、又は１〜約１０個の炭素原子を有するアルケニル基であり；
Ｒ4が１〜約３６個の炭素原子を有する置換若しくは非置換のアルキル基、１〜約３６個の炭素原子を有する置換若しくは非置換のアルケニル基、又は一般式−ＣＯ−Ｒ5を有するアシル基であり；
Ｒ5が水素、１〜約３５個の炭素原子を有する置換若しくは非置換のアルキル基、又は１〜約３５個の炭素原子を有するアルケニル基であり；及び
ｎが１と７を含めた１〜７の整数である少なくとも１つの第三アミン触媒化合物と
を接触させることを含む、少なくとも１つの有機イソシアネート化合物の三量化反応を触媒する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒドロキシル基と界面活性基を含有する第三アミン、並びにポリウレタンフォームを調製するための触媒としての当該第三アミンの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリウレタンフォームは、自動車、住宅及びその他の産業において広く知られそして使用されている。このようなフォームは、種々の添加剤の存在下においてポリイソシアネートとポリオールを反応させることにより製造される。このような添加剤の１つはクロロフルオロカーボン（ＣＦＣ）発泡剤であり、それは反応の発熱の結果として気化し、それにより重合体が生じてフォームが形成される。ＣＦＣが成層圏のオゾンを枯渇させるということが発見され、その結果としてＣＦＣの使用を低減することが義務づけられた。それゆえ、水とポリイソシアネートの反応で発生するＣＯ2を用いて発泡が行われる水発泡型フォームの製造がますます重要になっている。発泡、例えば、ＣＯ2を発生させるための水とポリイソシアネートの反応、及びゲル化、例えば、ポリオールとイソシアネートの反応を促進させるのに第三アミン触媒が典型的に使用される。
【０００３】
発泡又はゲル化を選択的に促進させる第三アミン触媒の能力は、特定のポリウレタンフォームを製造するための触媒を選択する上で重要な考慮事項である。触媒があまりにも高い程度まで発泡反応を促進させると、イソシアネートとポリオールが十分反応する前にＣＯ2が多く発生し、ＣＯ2が配合物から泡となって出て、その結果、重合体が破壊され、低品質のフォームが産出されることになる。対照的に、触媒があまりにも強くゲル化反応を促進させると、かなりの程度の重合が生じた後に相当部分のＣＯ2が発生する。この場合もやはり、高密度、破壊された若しくは明確には画定されない気泡、又は他の望ましくない特性によって特徴付けられる低品質のフォームが製造されることになる。
【０００４】
第三アミン触媒は一般に悪臭を放ちかつ不快感を与えるものであり、その多くが低分子量のために高い揮発性を有する。フォームを処理する際の第三アミンの放出は安全性及び毒性の重大な問題を招く恐れがあり、顧客向け製品からの残留アミンの放出は一般に望ましくない。一方で、低蒸気圧−高分子量のアミン触媒は、窒素／炭素比が低いため非常に多くの触媒使用量を必要とし、製造コストが過度に高くなることが予想される。
【０００５】
ヒドロキシル基並びにＣ6以上のアルキル基又は脂肪酸基を含有するアミン触媒は優れた活性を示し、高分子量にもかかわらず、それらの使用レベルが比較的適度である。さらに、高分子量、低揮発性及び低臭気により、操作員及びエンドユーザーが攻撃的なアミン蒸気にさらされるのを制限できる。加えて、ヒドロキシル官能基を含有するアミン触媒は反応の際にウレタンと化学結合するため、最終製品からのそれらの放出を制限することができる。第二ヒドロキシル官能基を含有するアミン触媒が一般に好ましい。なぜなら、これらのアミン触媒は、活性水素−イソシアネート反応（ゲル化及び発泡）の促進と、それら触媒自体のイソシアネートとの反応性の間に望ましいバランスを示すからである。それゆえ、高い触媒活性と、少ない使用レベルと、ウレタンマトリックスへの高い結合能力とを有する新規の第三アミン及びこのような第三アミンを用いた触媒系を作り出すことが望ましい。さらに、このような第三アミンの触媒系を用いるポリウレタンフォームを製造するための方法を提供することが望ましい。これらの目的に本発明は向けられる。
【発明の開示】
【０００６】
本発明は、ポリウレタンフォームを調製するための触媒として有用な新規の第三アミンに関する。これらの第三アミンは、イソシアネートの三量化反応を触媒することができ、同様にイソシアネートと活性水素含有化合物、例えば、ポリオール及び／又は水との反応を触媒することができる。第三アミンは一般式
【化１】
2006257086.tif 000002
を有し、
式中、
Ｒ1及びＲ2が独立して１〜３個の炭素原子を有するアルキル基であり；
Ｙが
【化２】
2006257086.tif 000003
又は１〜３個の炭素原子を有するアルキル基であり；
Ｚが
【化３】
2006257086.tif 000004
であり；
Ｒ3が水素、１〜約１０個の炭素原子を有するアルキル基、又は１〜約１０個の炭素原子を有するアルケニル基であり；
Ｒ4が１〜約３６個の炭素原子を有する置換若しくは非置換のアルキル基、１〜約３６個の炭素原子を有する置換若しくは非置換のアルケニル基、又は一般式−ＣＯ−Ｒ5を有するアシル基であり；
Ｒ5が水素、１〜約３５個の炭素原子を有する置換若しくは非置換のアルキル基、又は１〜約３５個の炭素原子を有するアルケニル基であり；及び
ｎが１と７を含めた１〜７の整数である。
【０００７】
本発明はまた、少なくとも１つの有機イソシアネート化合物と、少なくとも１つのポリオールと、少なくとも１つの発泡剤と、第三アミン触媒組成物とを接触させることを含むポリウレタンフォームを製造する方法に関する。本発明は、少なくとも１つのイソシアネート化合物と、少なくとも１つの活性水素含有化合物、例えば、ポリオール及び／又は水との反応を触媒する方法をさらに提供する。本発明はまた、イソシアネート化合物の三量化反応を触媒する方法も包含する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、ポリウレタンフォームを製造するのに有用な新規の第三アミン触媒を提供する。本発明の１つの態様は、少なくとも１つのイソシアネート化合物と、少なくとも１つの活性水素含有化合物、例えば、ポリオール及び／又は水との反応を触媒する第三アミン化合物を含む。本発明の別の態様は、イソシアネート化合物の三量化を触媒する第三アミン化合物に向けられる。本発明はまた、ヒドロキシル基と界面活性基を含有する第三アミン触媒組成物を用いてポリウレタンフォームを製造する方法を提供する。本発明のさらに別の態様は、少なくとも１つのイソシアネート化合物と、少なくとも１つのポリオール化合物と、少なくとも１つの発泡剤と、少なくとも１つの第三アミン触媒組成物とを接触させることにより、ポリウレタンフォームを製造することを包含する。本発明のさらに別の態様は、少なくとも１つのイソシアネート化合物と、少なくとも１つの活性水素含有化合物、例えば、ポリオール及び／又は発泡剤との反応を触媒する方法に向けられる。本発明の別の態様は、イソシアネート化合物の三量化反応を触媒する方法を包含する。
【０００９】
［第三アミン触媒組成物］
本発明による触媒組成物は、イソシアネートの三量化反応、及びイソシアネートと活性水素含有化合物との反応を触媒する。活性水素含有化合物は、例えば、アルコール、ポリオール、アミン又は水であることができる。したがって、本触媒組成物は、数ある反応の中でも、ポリウレタンを生成するためのポリオールとイソシアネートのゲル化反応、二酸化炭素を放出するための水とイソシアネートの発泡反応、イソシアネート化合物の三量化、又はそれら３つのすべての反応を促進させることができる。
【００１０】
本発明の１つの態様においては、第三アミン触媒組成物は一般式
【化４】
2006257086.tif 000005
を有し、
式中、
Ｒ1及びＲ2が独立して１〜３個の炭素原子を有するアルキル基であり；
Ｙが
【化５】
2006257086.tif 000006
又は１〜３個の炭素原子を有するアルキル基であり；
Ｚが
【化６】
2006257086.tif 000007
であり；
Ｒ3が水素、１〜約１０個の炭素原子を有するアルキル基、又は１〜約１０個の炭素原子を有するアルケニル基であり；
Ｒ4が１〜約３６個の炭素原子を有する置換若しくは非置換のアルキル基、１〜約３６個の炭素原子を有する置換若しくは非置換のアルケニル基、又は一般式−ＣＯ−Ｒ5を有するアシル基であり；
Ｒ5が水素、１〜約３５個の炭素原子を有する置換若しくは非置換のアルキル基、又は１〜約３５個の炭素原子を有するアルケニル基であり；及び
ｎが１と７を含めた１〜７の整数である。
【００１１】
本発明の別の態様においては、
Ｒ1及びＲ2はメチル基であり；
Ｙはメチル基、又は
【化７】
2006257086.tif 000008
であり；
Ｒ3は水素であり；
Ｒ4は１〜約１８個の炭素原子を有する置換若しくは非置換のアルキル基、１〜約１８個の炭素原子を有する置換若しくは非置換のアルケニル基、又は一般式−ＣＯ−Ｒ5を有するアシル基であり；
Ｒ5は水素、１〜約１７個の炭素原子を有する置換若しくは非置換のアルキル基、又は１〜約１７個の炭素原子を有するアルケニル基であり；及び
ｎは２と７を含めた２〜７の整数であるか、又は１と３を含めた１〜３の整数である。
【００１２】
本発明による触媒組成物は、アルキルグリシジルエーテルとエチレンアミンを反応させることにより調製することができる。好適なエチレンアミンの例としては、ジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）、トリエチレンテトラミン（ＴＥＴＡ）、テトラエチレンペンタミン（ＴＥＰＡ）、及びペンタエチレンヘキサミン（ＰＥＨＡ）が挙げられるがそれらに限定されない。好適なアルキルグリシジルエーテルの例としては、アルキル基が１〜約３５個の炭素原子を有するアルキルグリシジルエーテルが挙げられるがそれらに限定されない。アルキル基は、例えば、オクタデシル、ヘプタデシル、ヘキサデシル、ペンタデシル、テトラデシル、トリデシル、ドデシル、ウンデシル、デシル、ノニル、オクチル、ヘプチル、ヘキシル、ペンチル、ブチル、エチル又はメチルであることができる。未反応のアミンは蒸留によって除去することができ、生成物は金属触媒、例えば、カーボン担持５％パラジウムの存在下において約６０〜約１２０℃の温度で以ってホルムアルデヒド及び加圧水素と反応させることができる。
【００１３】
種々のアルキルグリシジルエーテル、エア・プロダクツ・アンド・ケミカルズ社のＥｐｏｄｉｌ（登録商標）製品ライン、例えば、Ｅｐｏｄｉｌ（登録商標）７４６及びＥｐｏｄｉｌ（登録商標）７４８から商業的に入手可能である。Ｅｐｏｄｉｌ（登録商標）製品は本発明において特に有利である。なぜなら、これらは約０．１〜約２ｗｔ％の加水分解性塩化物イオンを含有しているからである。同様に、加水分解性塩化物イオンを含有する他のアルキルグリシジルエーテルを本発明において使用することもできる。その参照により全体として本明細書に含まれるダウ・グローバル・テクノロジーズ社のＰＣＴ／２００４／１１３４１０において論じられているように、重合反応の際に少量の加水分解性塩化物イオンを存在させることは、最終ポリウレタンフォーム生成物の耐湿潤老化特性を改善するのに役立つことができる。
【００１４】
本発明の１つの態様においては、本発明の第三アミン触媒組成物としては、Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−オクタデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ヘプタデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ヘキサデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ペンタデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−テトラデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−トリデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ドデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ウンデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−デシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ノニルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−オクチルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ヘプチルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ヘキシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ペンチルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ブチルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−エチルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−メチルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−オクタデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ヘプタデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ヘキサデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ペンタデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−テトラデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−トリデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ドデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ウンデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−デシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ノニルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−オクチルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ヘプチルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ヘキシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ペンチルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ブチルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−エチルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−メチルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；又はそれらの任意の組み合わせが挙げられるがそれらに限定されない。
【００１５】
本発明の別の態様においては、本発明の第三アミン触媒組成物としては、Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−オクタデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ヘキサデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−テトラデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ドデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−デシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−オクチルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ヘキシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ブチルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−オクタデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ヘキサデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−テトラデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ドデシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−デシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−オクチルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ヘキシルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル−ブチルエーテル）−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''テトラメチルジエチレントリアミン；又はそれらの任意の組み合わせが挙げられるがそれらに限定されない。
【００１６】
触媒組成物の触媒的に効果的な量をポリウレタン配合物において使用することができる。１つの態様においては、触媒組成物の好適な量は、ポリウレタン配合物中のポリオール１００重量部当たり約０．０１〜約１０部（ｐｐｈｐ）の触媒組成物、又は約０．０５〜約２ｐｐｈｐの触媒組成物であることができる。
【００１７】
本発明の触媒組成物のヒドロキシル官能基は、触媒組成物が重合中及び重合後にポリウレタンマトリックスと反応してポリウレタンマトリックスに固定化されるのを可能にする。さらに、低揮発性、低臭気及び高分子量により、操作員及びエンドユーザーが攻撃的なアミン蒸気にさらされるのを制限できる。
【００１８】
［ポリオール］
有機イソシアネート化合物とポリオールヒドロキシル基の重合反応によってポリウレタンが生成される。本発明の触媒組成物は、イソシアネートと活性水素含有化合物、例えば、ポリオールとの反応を触媒するのに有用である。本発明の触媒組成物とともに使用するのに好適なポリオールとしては、ポリアルキレンエーテルポリオール及びポリエステルポリオールが挙げられるがそれらに限定されない。ポリアルキレンエーテルポリオールは、ジオール及びトリオール、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ペンタエリスリトール、グリセロール、ジグリセロール、トリメチロールプロパン、及び同様の低分子量ポリオールを含む多水酸基化合物に由来する末端水酸基を有するポリ（エチレンオキシド）及びポリ（プロピレンオキシド）のポリマー及びコポリマーなどのポリ（アルキレンオキシド）ポリマーを含む。
【００１９】
本発明の１つの態様においては、単一の高分子量ポリエーテルポリオールを使用することができる。あるいはまた、高分子量ポリエーテルポリオールの混合物、例えば、二及び三官能性材料及び／又は異なる分子量又は異なる化学組成の材料の混合物を使用することもできる。このような二及び三官能性材料としては、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセリン、グリセリンに基づいたポリエーテルトリオール、トリメチロールプロパン、トリメチロールプロパンに基づいたポリエーテルトリオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、又はそれらの任意の組み合わせが挙げられるがそれらに限定されない。
【００２０】
有用なポリエステルポリオールとしては、ジカルボン酸と過剰のジオール、例えば、アジピン酸とエチレングリコール若しくはブタンジオールを反応させることにより、又はラクトンと過剰のジオール、例えば、カプロラクトンとプロピレングリコールを反応させることにより生成されるポリエステルポリオールが挙げられるがそれらに限定されない。
【００２１】
ポリアルキレンエーテルポリオール及びポリエステルポリオールに加えて、ポリマーポリオールもまた本発明において使用するのに好適である。ポリマーポリオールは、ポリウレタンフォームの変形に対する耐性を高めるのに、例えば、ポリウレタンフォームの耐荷重特性を改善するのにポリウレタンフォームにおいて使用される。ポリマーポリオールの例としては、グラフトポリオール又はポリウレア改質ポリオール（Ｐｏｌｙｈａｒｎｓｔｏｆｆ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎのポリオール）が挙げられるがそれらに限定されない。グラフトポリオールは、ビニルモノマーがグラフト共重合されたトリオールを含む。好適なビニルポリマーとしては、例えば、スチレン又はアクリロニトリルが挙げられる。ポリウレア改質ポリオールは、ポリオールの存在下においてジアミンとジイソシアネートを反応させることにより形成されたポリウレア分散体を含有するポリオールである。ポリウレア改質ポリオールの変形態様は、ポリイソシアネート重付加（ＰＩＰＡ）ポリオールである。これらのポリオールは、ポリオール中におけるイソシアネートとアルカノールアミンの現場反応により形成される。耐荷重要件に応じて、ポリマーポリオールは、合計ポリオール含有量の約２０〜約８０ｗｔ％であることができる。
【００２２】
［発泡剤］
ポリウレタンフォームは、発泡剤の存在下でイソシアネートとポリオールを反応させ、重合の際にポリウレタンマトリックス中に気孔を生成することにより典型的に製造される。好適な発泡剤としては、例えば、発熱重合反応の際に気化される低沸点の不活性化合物が挙げられる。このような発泡剤は、一般的には重合反応の際に分解又は反応しない不活性化合物である。反応の発熱は、発泡剤を気化するのに一般に十分であり、次いで発泡剤がポリウレタンマトリックス中に捕捉され、結果として気孔又は気泡が形成される。任意選択で、反応の際にさらに熱を加えて発泡剤の気化を促進することができる。このような発泡剤の例としては、クロロフルオロカーボン、水素化フルオロカーボン、水素化クロロフルオロカーボン、低沸点炭化水素、例えば、シクロペンタン、イソペンタン、ｎ−ペンタン又はそれらの任意の組み合わせが挙げられるがそれらに限定されない。
【００２３】
好ましい発泡剤は水である。本発明の触媒組成物は、イソシアネートと水の反応を触媒して二酸化炭素を生成するのに有用である。二酸化炭素ガスが生成するにつれ、それがポリウレタンマトリックス中に捕捉され、気孔又は気泡が形成される。
【００２４】
［任意選択の添加剤］
本発明の触媒組成物は、ポリウレタンフォームを生成するのに任意選択の補助成分とともに使用することができる。補助成分の例としては、気泡安定剤、架橋剤、連鎖延長剤、顔料、充填剤、難燃剤、補助ゲル化触媒、補助発泡触媒、遷移金属触媒、又はそれらの組み合わせが挙げられるがそれらに限定されない。
【００２５】
気泡安定剤としては、例えば、シリコン界面活性剤又はアニオン性界面活性剤を挙げることができる。好適なシリコン界面活性剤の例としては、ポリアルキルシロキサン、ポリオキシアルキレンポリオール改質ジメチルポリシロキサン、アルキレングリコール改質ジメチルポリシロキサン、又はそれらの任意の組み合わせが挙げられるがそれらに限定されない。好適なアニオン性界面活性剤としては、脂肪酸の塩、硫酸エステルの塩、リン酸エステルの塩、スルホン酸塩、又はそれらの任意の組み合わせが挙げられるがそれらに限定されない。
【００２６】
好適な架橋剤としては、ヒドロキシル基、第一アミノ基、第二アミノ基、又はイソシアネート基と反応性の他の活性水素含有基から選択された少なくとも２つの基を有する低分子化合物が挙げられるがそれらに限定されない。架橋剤としては、例えば、多価アルコール、ポリアミン、又はそれらの任意の組み合わせが挙げられる。好適な多価アルコールの限定的でない例としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセロール、トリメチロールプロパン、又はそれらの任意の組み合わせが挙げられる。ポリアミン架橋剤の限定的でない例としては、ジエチルトルエンジアミン、クロロジアミノベンゼン、ジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリエタノールアミン、トリプロパノールアミン、１，６−ヘキサンジアミン、又はそれらの任意の組み合わせが挙げられる。
【００２７】
連鎖延長剤の例としては、ヒドロキシル官能基又はアミノ官能基を有する化合物、例えば、グリコール、アミン、ジオール及び水が挙げられるがそれらに限定されない。連鎖延長剤のさらに限定的でない例としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，１０−デカンジオール、１，１２−ドデカンジオール、エトキシル化ヒドロキノン、１，４−シクロヘキサンジオール、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ−メチルイソプロパノールアミン、４−アミノシクロ−ヘキサノール、１，２−ジアミノエタン、２，４−トルエンジアミン、又はそれらの任意の混合物が挙げられる。
【００２８】
顔料は、製造の際にポリウレタンフォームを色分けして生成物及び／又は生成物の等級を同定するか又は黄変を隠すのに使用することができる。顔料は、任意の好適な有機又は無機顔料を含むことができる。例えば、有機顔料又は着色剤としては、アゾ／ジアゾ染料、フタロシアニン、ジオキサジン又はカーボンブラックが挙げられるがそれらに限定されない。無機顔料の例としては、二酸化チタン、酸化鉄又は酸化クロムが挙げられるがそれらに限定されない。充填剤は、ポリウレタンフォームの密度及び耐荷重特性を高めるのに使用することができる。好適な充填剤としては、硫酸バリウム又は炭酸カルシウムが挙げられるがそれらに限定されない。難燃剤は、ポリウレタンフォームの燃焼性を低減するのに使用することができる。例えば、好適な難燃剤としては、塩素化リン酸エステル、塩素化パラフィン又はメラミン粉末が挙げられるがそれらに限定されない。
【００２９】
補助ゲル化触媒としては、エア・プロダクツ・アンド・ケミカルズ社によりＤＡＢＣＯ ３３ＬＶ（登録商標）触媒として商業的に供給されるジアザビシクロオクタン（トリエチレンジアミン）；キニクリジン及び置換キニクリジン；置換ピロリジン若しくはピロリジジン；又はＤＡＢＣＯ（登録商標）ＮＥ１０７０、ＤＡＢＣＯ（登録商標）ＮＥ１０６０、ＤＡＢＣＯ（登録商標）ＮＥ２００、ＤＡＢＣＯ（登録商標）ＮＥ４００、ＤＡＢＣＯ（登録商標）ＮＥ５００、及びＤＡＢＣＯ（登録商標）ＮＥ６００として商業的に供給されるＮ，Ｎ−ジメチルアミノアルキル尿素及び同様の混合物を挙げることができるがそれらに限定されない。
【００３０】
好適な補助発泡触媒の限定的でない例としては、エア・プロダクツ・アンド・ケミカルズ社によりＤＡＢＣＯ（登録商標）ＢＬ−１１触媒として商業的に供給されるビス−ジメチルアミノエチルエーテル；ペンタメチル−ジエチレントリアミン及び関連する組成物；高級過メチル化ポリアミン；２−［Ｎ−（ジメチルアミノエトキシエチル）−Ｎ−メチルアミノ］エタノール及び関連する構造体；アルコキシル化ポリアミン；イミダゾール−ホウ素組成物；又はアミノプロピル−ビス（アミノ−エチル）エーテル組成物が挙げられる。本発明による触媒組成物はまた、遷移金属触媒、例えば、有機スズ触媒と組み合わせて使用することもできる。
【００３１】
［ポリウレタンフォーム］
ポリウレタンフォームは、当技術分野で説明されるように任意の好適な有機イソシアネート化合物と任意の好適なポリオール化合物の反応によって生成することができる。有機イソシアネート化合物としては、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、フェニレンジイソシアネート（ＰＤＩ）、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、及び４，４'−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）が挙げられるがそれらに限定されない。本発明の１つの態様においては、２，４−ＴＤＩ、２，６−ＴＤＩ又はそれらの組み合わせは、ポリウレタンフォームを生成するのに使用できる。他の好適なイソシアネート化合物は、「粗ＭＤＩ」として商業的に知られるジイソシアネートの混合物である。これはダウ・ケミカル・カンパニーによりＰＡＰＩとして販売されており、このＰＡＰＩは、他の異性体及び類似の高級ポリイソシアネートとともに約６０％の４，４'−ジフェニルメタンジイソシアネートを含有している。ポリイソシアネートとポリエーテル又はポリエステルポリオールの部分的に予備反応された混合物を含むこれらのイソシアネート化合物の「プレポリマー」も好適である。
【００３２】
本発明の触媒組成物を用いて生成されたポリウレタンフォームは、従来技術において記載される触媒組成物を用いて生成されたフォームと同等であるか又はそれよりも優れている。例えば、本発明による触媒組成物を用いて生成されたポリウレタンフォームは、臭気が低減されかつアミンの放出が少ない。
【００３３】
本発明の１つの態様に従って生成されたポリウレタンフォームは、約７０〜約１１５のイソシアネート指数を有し、以下の成分を下記重量で含む。
【００３４】
【表１】
2006257086.tif 000009
【００３５】
「イソシアネート指数」という用語（ＮＣＯ指数とも一般に称される）は、イソシアネートの当量数を活性水素の合計当量数で割って１００掛けたものとして本明細書で規定される。ＮＣＯ指数は、式
ＮＣＯ指数＝［ＮＣＯ／（ＯＨ＋ＮＨ）］×１００
によって表される。
【００３６】
本発明は軟質ポリウレタンフォームを調製するのに有用なものとして記載されているが、本発明は半軟質及び硬質のポリウレタンフォームを調製するのに用いることもできる。硬質ポリウレタンフォームは、硬質フォーム中に存在するイソシアヌレートのレベルがより高いことにより軟質ポリウレタンフォームと区別することができる。軟質フォームは、約４０００〜５０００の重量平均分子量（Ｍw）と約２８〜３５のヒドロキシル数（ＯＨ＃）を有する従来のトリオールとともに、フォーム組成物中の合計ポリオール含有量の一部としてポリマーポリオールを典型的に使用する。対照的に、硬質ポリウレタンフォーム組成物は、約３〜８のヒドロキシル官能価と約１６０〜７００のＯＨ＃を有する約５００〜１０００Ｍｗのポリオールを使用する。硬質フォームはまた、フォーム組成物のイソシアネート（ＮＣＯ）指数によって軟質フォームと区別することもできる。硬質フォーム組成物が１００〜３００のＮＣＯ指数を典型的に使用するのに対し、軟質フォーム組成物は７０〜１１５のＮＣＯ指数を典型的に必要とする。
【００３７】
積層体（断熱板）及び電気製品のフォームを作製する場合には、ＮＣＯ指数は典型的に約１００〜約３００である。開放気泡のフォームを作製する場合には、ＮＣＯ指数は典型的に約１００〜約１２０であり、このフォームは通常はすべて水発泡型である。半軟質の成形フォームは、自動車分野の多くの用途に利用されている。主な用途は計器盤及びインテリアトリムである。２つの主成分は、ベースポリオールとコポリマーポリオール（ＣＰＰ）である。ベースポリオールは約７０〜１００ｐｐｈｐのレベルで利用される。ベースポリオールの分子量は、トリオールの場合には約４５００〜約６０００であり、ジオールの場合には約２０００〜約４０００である。エチレンオキシドでキャップされたポリエーテルポリオールが、ベースポリオールとしてほとんどのポリエステルポリオールの代わりに使用されている。第一ヒドロキシルの含有量は、通常、約７５ｗｔ％よりも大きく、キャッピング範囲は典型的に約１０〜２０ｗｔ％である。他の主成分は、最大約２０ｗｔ％のレベルで使用されるＣＰＰである。ベースポリオールとＣＰＰは、硬さを高め、成形品の取り出しをより速くするために低分子量架橋剤と混合される。架橋剤のレベルは、完成部品の硬さ要件に応じて変化する。水のレベルは、約３〜約６ポンドの自由起泡密度を与えるよう選択される。さらに、硬化サイクル中にフォームの内圧を下げ、したがって圧力逃し気孔及び「分割線」を低減するため、気泡開放剤が半軟質フォームにおいて利用される。ビニルスキンの品質に応じて接着促進剤を添加し、ポリウレタンフォームとビニルスキンの間の接着を改善することができる。本発明の触媒組成物を使用することで従来のアミン触媒に関して典型的に観測されるビニルスキンの変色を低減することができる。なぜなら、アミド官能基のＮ−Ｈ基がイソシアネートと反応してポリウレタンポリマーと共有結合を形成することができるからである。
【００３８】
以下の例において記載されるように、反応性の触媒組成物を用いて作製されたフォームは、産業標準により作製されたフォームと同じか又はそれよりも優れた品質を有する。さらに、本発明による触媒組成物は、以下の利点、即ち、完成ポリウレタン製品の低アミン放出；第三アミン触媒の低蒸気圧；完成ポリウレタン製品の低臭気；重合中及び重合後の第三アミン触媒の効果的な固定化；完成ポリウレタン製品のより低いアミン濃度；及び最適の物理的なポリウレタンフォーム特性、例えば、低減された圧潰力値を提供する。
【実施例】
【００３９】
以下の例は説明を目的として与えられるものであり、本発明の範囲を限定しようとするものではない。
【００４０】
［例１：Ｎ−［２−ヒドロキシプロピル−（２−エチルヘキシル）−エーテル］−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミンの合成］
商業的に入手可能なトリエチレンテトラミン（約６７ｗｔ％ＴＥＴＡ）の試料約１００ｇ（０．６４７モル）を、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）コーティングされたマグネチックスターラーと圧力均一化滴下漏斗を備えた５００ｍＬの三口丸底フラスコに装入した。アミンを約８０℃に加熱して窒素で加圧した。（エア・プロダクツ・アンド・ケミカルズよりＥｐｏｄｉｌ（登録商標）７４６として商業的に入手可能な）２−エチルヘキシルグリシジルエーテル約６０．２ｇ（０．３２モル）を３０分間にわたってフラスコにゆっくりと添加した。添加の際、緩やかな発熱が観察され、温度が約８４℃に上昇した。添加終了後、混合物を約１２０℃に加熱し、その温度で約３０分間維持した。生成物を捕集し、真空下で蒸留して未反応のＴＥＴＡ（約５９．０ｇ）を除去した。粗生成物（約９９．３ｇ）をメタノールに溶解し、カーボン担持５％パラジウムの触媒約２０ｇと一緒に反応器に入れた。反応器を水素で加圧し約８０℃に加熱した。水素圧を監視しながら、ホルマリン（水中３７％ホルムアルデヒド）をゆっくりと添加した。添加が終了した時点で、反応を約８０℃で約３０分間保持した。生成物を濾過し、蒸留によって生成物からメタノールと水を除去し、Ｎ−［２−ヒドロキシプロピル−２−（エチルヘキシル）−エーテル］−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミンを含有する混合物を得た。
【００４１】
［例２：Ｎ−［２−ヒドロキシプロピル−（ドデシル）−エーテル］−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミンとＮ−［２−ヒドロキシプロピル−（テトラデシル）−エーテル］−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミンの合成］
商業的に入手可能なトリエチレンテトラミン（約６７ｗｔ％ＴＥＴＡ）の試料約１００ｇ（０．６４７モル）を、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）コーティングされたマグネチックスターラーと圧力均一化滴下漏斗を備えた５００ｍＬの三口丸底フラスコに装入した。アミンを約８０℃に加熱して窒素で加圧した。（エア・プロダクツ・アンド・ケミカルズよりＥｐｏｄｉｌ（登録商標）７４８として商業的に入手可能な）ドデシル／テトラデシルグリシジルエーテルの商業的に入手可能な混合物約８７．３ｇ（０．３２モル）を３０分間にわたってフラスコにゆっくりと添加した。添加の際、緩やかな発熱が観察され、温度が約８４℃に上昇した。添加終了後、混合物を約１２０℃に加熱し、その温度で約３０分間維持した。生成物を捕集し、真空下で蒸留して未反応のＴＥＴＡ（約５３．３ｇ）を除去した。粗生成物（約１３２．１ｇ）をメタノールに溶解し、カーボン担持５％パラジウムの触媒２０ｇと一緒に反応器に入れた。反応器を水素で加圧し約８０℃に加熱した。水素圧を監視しながら、ホルマリン（水中３７％ホルムアルデヒド）をゆっくりと添加した。添加が終了した時点で、反応を約８０℃で約３０分間保持した。生成物を濾過し、蒸留によって生成物からメタノールと水を除去し、Ｎ−［２−ヒドロキシプロピル−（ドデシル）−エーテル］−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミンとＮ−［２−ヒドロキシプロピル−（テトラデシル）−エーテル］−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミンを含有する混合物を得た。
【００４２】
［例３：ポリウレタンフォームの起泡速度］
４つのフォームを調製した。フォームＡは、ビス−ジメチルアミノエチルエーテル（ＤＡＢＣＯ（登録商標）ＢＬ−１１）を用いて調製した。フォームＢは、２−［Ｎ−（ジメチルアミノエトキシエチル）−Ｎ−メチルアミノ］エタノール（ＤＭＡＥＥ−ＮＭ−ＥＡ）を用いて調製した。フォームＣは、Ｎ−［２−ヒドロキシプロピル−２−（エチルヘキシル）−エーテル］−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミン（例１）を用いて調製した。フォームＤは、Ｎ−［２−ヒドロキシプロピル−（ドデシル）−エーテル］−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミンとＮ−［２−ヒドロキシプロピル−（テトラデシル）−エーテル］−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミンの混合物（例２）を用いて調製した。
【００４３】
各フォームについて、３２オンス（９５１ｍＬ）の紙コップ内の（表２に記載される）予備混合物約１９２ｇに触媒を加えた。２インチ（５．１ｃｍ）直径の撹拌パドルを備えたオーバーヘッドスターラーにより配合物を約６０００ＲＰＭで約１０秒間混合した。
【００４４】
【表２】
2006257086.tif 000010
【００４５】
約１００のイソシアネート指数を有するフォームを生成するのに十分な量でトルエンジイソシアネートを添加した。同じスターラーにより配合物を約６０００ＲＰＭで約６秒間十分に混合した。３２オンスのコップを、スタンド上の１２８オンス（３８０４ｍＬ）の紙コップの底に設けられた穴を通すように降ろした。穴は３２オンスのコップの口を捕らえるような大きさにした。紙コップの合計した総容積は約１６０オンス（４７５５ｍｌ）であった。フォームは、発泡プロセスの終了時にこの容積に近くなった。最大フォーム高さを記録した。フォームＡとフォームＢの特性の比較を下表３及び４に示す。
【００４６】
【表３】
2006257086.tif 000011
１：ＤＡＢＣＯ ３３−ＬＶ（登録商標）は、エア・プロダクツ・アンド・ケミカルズによって供給される商業的に入手可能な触媒である［ジプロピレングリコール中トリエチレンジアミンの３３％溶液］。
２：ＤＡＢＣＯ（登録商標）Ｂ−１１は、エア・プロダクツ・アンド・ケミカルズによって供給される商業的に入手可能な触媒である［ジプロピレングリコール中ビス−ジメチルアミノエチルエーテルの７０％溶液］。
３：ＤＡＢＣＯ（登録商標）ＮＥ１０６０は、エア・プロダクツ・アンド・ケミカルズによって供給される商業的に入手可能な触媒である［Ｎ−（３−ジメチルアミノプロピル）−尿素（８７％）とＮ，Ｎ'−ビス−（３−ジメチルアミノプロピル）−尿素（１３％）の７５％ジプロピレングリコール溶液］。
４：ＤＭＡＥＥ−ＮＭ−ＥＡ又は２−［Ｎ−（ジメチルアミノエトキシエチル）−Ｎ−メチルアミノ］エタノールは、エア・プロダクツ・アンド・ケミカルズによって供給される商業的に入手可能な触媒である。
【００４７】
【表４】
2006257086.tif 000012
【００４８】
表３及び４に示されるように、同様の反応条件下では、本発明の触媒は、標準的な触媒（ＤＡＢＣＯ ＢＬ−１１（登録商標）及びＤＭＡＥＥ−ＮＭ−ＥＡ）と同等の活性を有する。さらにはフォームの外観及び収縮率も本質的に同一であり、このことは、本発明の触媒組成物が標準的な触媒と比較して反応性の低下を示すことがなく、また、標準的な触媒によって生成されたフォームと比較してフォーム品質の低下を示すこともないことを示している。
【００４９】
［例４：ポリウレタンフォームの物理的性質］
例１及び２の触媒と補助ゲル化触媒としてＤＡＢＣＯ（登録商標）ＮＥ１０６０触媒を用いて自動車用クッションを製造した。２つのフォーム、フォームＥ（例１の触媒を使用）とフォームＦ（例２の触媒を使用）を、加熱された試験ブロック型において約６５℃で作製した。圧潰力（ＦＴＣ）の結果は、１０００ポンド（４５３．６ｋｇ）の容量圧力変換器を５０平方インチ（３２２．６ｃｍ2）の円形プレートと駆動軸の間に設けた機械装置により得た。Ｄａｙｔｏｎモーター仕様、モデル４Ｚ５２８は、１８００のＦ／Ｌｒｐｍと５．６３インチ−ポンド（６．３６×１０4Ｎm）のＦ／Ｌトルクで１／６馬力（１２４．３Ｊ／ｓ）を含む。
【００５０】
フォームパッドを元の厚さの５０％に圧縮し、圧縮するのに必要な力を測定して総ポンド（ニュートン）で記録した。使用した装置は、ＡＳＴＭ Ｄ−３５７４、押込み力撓み試験と類似のものであり、１分後に取り出されたフォームの初期の硬さ又は軟らかさに関する数値が得られる。表５に示すように、界面活性基を有するアミン触媒を用いて生成したフォームからはより低いＦＴＣ値が得られる。
【００５１】
【表５】
2006257086.tif 000013
【００５２】
［例５：ポリウレタンフォームの起泡速度及び物理的性質］
３つのフォーム、フォームＧ（例１の触媒を使用）、フォームＨ（例２の触媒を使用）及びフォームＩ（エア・プロダクツ・アンド・ケミカルズから商業的に入手可能な触媒、ＤＡＢＣＯ ＢＬＶ（登録商標）を使用）を調製した。各フォームについて、３２オンス（９５１ｍＬ）の紙コップ内の（表６に記載される）予備混合物３３９．２ｇに触媒を加えた。２インチ（５．１ｃｍ）直径の撹拌パドルを備えたオーバーヘッドスターラーにより配合物を約６０００ＲＰＭで約１０秒間混合した。
【００５３】
【表６】
2006257086.tif 000014
５：ＶＯＲＡＮＯＬ ３５１２Ａ（登録商標）は、ダウ・ケミカルズによって供給される商業的に入手可能なポリオールである。
６：ＤＡＢＣＯ（登録商標）ＤＣ５９８２は、エア・プロダクツ・アンド・ケミカルズによって供給される商業的に入手可能なシリコン界面活性剤である。
７：ＤＡＢＣＯ（登録商標）Ｔ−１０は、エア・プロダクツ・アンド・ケミカルズによって提供される商業的に入手可能なスズ触媒である。
【００５４】
約１０８のＮＣＯ指数を有するフォームを生成するのに十分な量でトルエンジイソシアネートを添加した。同じスターラーにより配合物を約６０００ＲＰＭで約６秒間十分に混合した。紙コップの内容物を３．５ガロンの容器に注いだ。フォームは、発泡プロセスの終了時にこの容積に近くなった。起泡速度を記録し、物理的性質を評価した。フォームＧ、Ｈ及びＩの特性の比較を下表７及び８に示す。
【００５５】
【表７】
2006257086.tif 000015
【００５６】
【表８】
2006257086.tif 000016
【００５７】
［例６：Ｎ−［２−ヒドロキシプロピル−（２−エチルヘキシル）−エーテル］−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミンの化学分析］
Ｖａｒｉａｎ ３４００ガスクロマトグラフに接続されたＦｉｎｎｉｇａｎ ＳＳＱ７０００シングル四重極質量分析計を用いたガスクロマトグラフ質量分析（ＧＣ−ＭＳ）によって例１の触媒組成物を分析した。０．１μｍの膜厚を有する３０Ｍ×０．２５ｍｍ ＩＤ架橋型（５％フェニル）メチルポリシロキサンのキャピラリーカラムを成分の分離に使用した。キャリヤーガスとしてヘリウムを使用した。電子エネルギー７０ｅＶの電子イオン化（ＥＩ）モードで試料を分析し、構造を同定するための断片を得た。さらに、化学イオン化ガスとしてアンモニアを用いて化学イオン化（ＣＩ）モードで試料を分析し、分子量を得た。アンモニア−ｄ3を用いてＣＩ分析を繰り返し、所定化合物の不安定水素の数を測定した。
【００５８】
試料において同定した主な成分は、２−エチルヘキシルグリシジルエーテルと反応するＴＥＴＡの１：１生成物であった。ＴＥＴＡは５つの直鎖及び環状化合物の混合物であるため、１：１生成物の８つの異性体が可能である。８つすべての異性体を試料中に観測した。これらの成分は以下に与える構造を有する。
【００５９】
成分Ａ
【化８】
2006257086.tif 000017
【００６０】
成分Ｂ
【化９】
2006257086.tif 000018
【００６１】
成分Ｃ
【化１０】
2006257086.tif 000019
【００６２】
成分Ｄ
【化１１】
2006257086.tif 000020
【００６３】
成分Ｅ
【化１２】
2006257086.tif 000021
【００６４】
成分Ｆ
【化１３】
2006257086.tif 000022
【００６５】
成分Ｇ
【化１４】
2006257086.tif 000023
【００６６】
成分Ｈ
【化１５】
2006257086.tif 000024
【００６７】
ピーク面積の割合から計算したこれら８つの１：１異性体生成物の近似分布を下表９に示す。
【００６８】
【表９】
2006257086.tif 000025
【００６９】
種々の１：２（ＴＥＴＡ：グリシジルエーテル）異性体をＧＣ−ＭＳ分析で観測した。これらの成分の分子量は、約５７４及び約５７２ダルトンであった。分析される化合物の揮発性が高いため、１：２生成物の観測は困難であり、如何なる１：３又は１：４生成物も観測されない。ＴＥＴＡ：グリシジルエーテル付加分布を測定するために、マトリックス支援レーザー脱離イオン化（ＭＡＬＤＩ）質量分析を実施した。ＭＡＬＤＩ実験は、Ｂｒｕｋｅｒ Ｂｉｆｌｅｘ ＴＯＦＭＳによって実施した。試料をメタノール中で調製し、約０．２５Ｍの２，５−ジヒドロ安息香酸マトリックス溶液と混合した。試料をＮ2レーザーで照射し、陽イオンをＴＯＦＭＳで分析した。１：１、１：２及び１：３のＴＥＴＡ／グリシジルエーテル成分を表すピーク群を観測した。１：４のＴＥＴＡ／グリシジルエーテル成分は本方法では検出されなかった。ＭＡＬＤＩ分析によって確認した３つのグループの分布を下表１０に示す。
【００７０】
【表１０】
2006257086.tif 000026
【００７１】
［例７：Ｎ−［２−ヒドロキシプロピル−（ドデシル）−エーテル］−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミンとＮ−［２−ヒドロキシプロピル−（テトラデシル）−エーテル］−Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''ペンタメチルトリエチレンテトラミンの化学分析］
例２の触媒組成物を例６で示したように分析した。試料において同定した主な成分は、ドデシル／テトラデシルグリシジルエーテルと反応するＴＥＴＡの１：１生成物であった。可能性のある８つの１：１異性体生成物のうち７つをＧＣ−ＭＳ分析において観測した。おそらく濃度が非常に低いために本方法では観察されない１つの異性体（成分Ｉ）は、例６の成分Ａに類似した構造である。これらの成分は以下に与える構造を有する。
【００７２】
成分Ｉ
【化１６】
2006257086.tif 000027
【００７３】
成分Ｊ
【化１７】
2006257086.tif 000028
【００７４】
成分Ｋ
【化１８】
2006257086.tif 000029
【００７５】
成分Ｌ
【化１９】
2006257086.tif 000030
【００７６】
成分Ｍ
【化２０】
2006257086.tif 000031
【００７７】
成分Ｎ
【化２１】
2006257086.tif 000032
【００７８】
成分Ｏ
【化２２】
2006257086.tif 000033
【００７９】
成分Ｐ
【化２３】
2006257086.tif 000034
【００８０】
ピーク面積の割合から計算したこれら８つの１：１異性体生成物の近似分布を下表１１に示す。
【００８１】
【表１１】
2006257086.tif 000035
【００８２】
１：１、１：２のＴＥＴＡ／グリシジルエーテル成分を表すピーク群をＭＡＬＤＩ分析により観測した。ＭＡＬＤＩ分析によって確認したこれらのグループの分布を下表１２に示す。
【００８３】
【表１２】
2006257086.tif 000036
【外国語明細書】
2006257086000001.pdf