(57)【要約】  本願では３級アミン化合物が示され説明される。この３級アミンはイソシアネートと、活性水素および２環式３級アミンをその分子内に有する化合物の反応生成物である。この３級アミン化合物はポリウレタン製造用触媒として適切であることが見出されている。この３級アミン化合物を３級アミン化合物の存在下におけるイソシアネートおよびアルコールの反応に用いるプロセスもまた示され、説明される。さらに、この３級アミンを作成するための方法もまた示され、説明される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
式（Ｉ）の化合物によって表される３級アミン化合物であって：
（Ｒ’−ＯＣ（Ｏ）Ｎ−）ａＡ（−ＮＣ（Ｏ）ＯＲ）ｂ      （Ｉ）
式中ａは１〜６およびｂは０〜５；
Ｒ’は２環式３級アミンであり：
Ａは任意選択的にハロゲン、エーテル基、３級アミンまたはこれらの組み合わせを含むＣ２〜Ｃ３５の炭化水素から選択され、Ｃ２〜Ｃ３５の炭化水素ユニットは脂肪族、環式、飽和、不飽和、および芳香族残渣を含んでいてよく；そして
Ｒは任意選択的に脂肪族、環式、飽和、不飽和、および芳香族残渣、エーテル基、ハロゲン基、３級アミン基、２環式３級アミン基（Ｒ’）、またはこれらの２つまたはより多くの組み合わせを含むＣ１〜Ｃ３５の炭化水素から選択される、３級アミン化合物。
【請求項２】
Ｒ’は以下から選択され：
【化８３】
2021533208.tif 000087
【化８４】
2021533208.tif 000088
式中ｘ、ｙ、ｚ、およびｕは独立して、無し（結合）、Ｃ１〜Ｃ３５の炭化水素、スルホン酸エステル（Ｒ−ＳＯ２ＯＲ）、またはリン酸エステル（ＲＯ）３Ｐ（Ｏ）から選択され、ここでＣ１〜Ｃ３５の炭化水素は脂肪族、環式、飽和、不飽和、および芳香族基、ハロゲン基、エーテル基、カーボネート、アミド、３級アミン、またはこれらの２つまたはより多くの組み合わせを含んでいてよい、請求項１の３級アミン化合物。
【請求項３】
Ｒ’は以下から選択され：
【化８５】
2021533208.tif 000089
【化８６】
2021533208.tif 000090
【化８７】
2021533208.tif 000091
【化８８】
2021533208.tif 000092
式中Ｒ５〜Ｒ１７は独立して、水素、ハロゲン、Ｃ１〜Ｃ１０の炭化水素、カーボネート、エーテル基、アミド、および３級アミンから選択される、請求項１の３級アミン化合物。
【請求項４】
化合物は以下の式のものであり：
【化８９】
2021533208.tif 000093
【化９０】
2021533208.tif 000094
式中Ａ、ａ,ｂ、ｕ、ｘ、ｙおよびｚは先に定義した通りである、請求項２の３級アミン化合物。
【請求項５】
（ｉ）ａは１、２、または３；（ii）ａは１およびｂは１；またはａは２およびｂは０である、請求項１から４のいずれかの３級アミン化合物。
【請求項６】
Ａは、ハロゲン、３級アミン、エーテル、ニトロ残渣を任意選択的に含む脂肪族、環式、飽和、不飽和、および芳香族残渣から任意選択的に構成されるＣ２〜Ｃ２０の炭化水素残渣から選択される、請求項１から５のいずれかの３級アミン化合物。
【請求項７】
ｂは１から４、そしてＲはＣ１〜Ｃ１０の炭化水素、Ｃ１〜Ｃ１０のエーテル、または式（II）〜（VI−ｂ）の群から選択され：
【化９１】
2021533208.tif 000095
【化９２】
2021533208.tif 000096
【化９３】
2021533208.tif 000097
【化９４】
2021533208.tif 000098
【化９５】
2021533208.tif 000099
【化９６】
2021533208.tif 000100
【化９７】
2021533208.tif 000101
式中ｅ、ｆ、およびｇは独立して２〜６から選択され；Ｒ１〜Ｒ４は独立してＣ１〜Ｃ９の炭化水素から選択され、任意選択的にＲ１およびＲ２は環を形成していてよく、および／またはＲ３およびＲ４は５員から１０員の環を形成していてよい、請求項１の３級アミン化合物。
【請求項８】
Ｒは以下：  
【化９８】
2021533208.tif 000102
【化９９】
2021533208.tif 000103
【化１００】
2021533208.tif 000104
から選択される、請求項７の化合物。
【請求項９】
化合物は式：
【化１０１】
2021533208.tif 000105
【化１０２】
2021533208.tif 000106
【化１０３】
2021533208.tif 000107
から選択される、請求項１の化合物。
【請求項１０】
化合物は：
【化１０４】
2021533208.tif 000108
【化１０５】
2021533208.tif 000109
【化１０６】
2021533208.tif 000110
【化１０７】
2021533208.tif 000111
【化１０８】
2021533208.tif 000112
【化１０９】
2021533208.tif 000113
またはこれらの２つまたはより多くの組み合わせから選択される、請求項１の化合物。
【請求項１１】
ｕ、ｘ、ｙ、およびｚは各々−ＣＨ２−である、請求項９または１０の化合物。
【請求項１２】
化合物は：
【化１１０】
2021533208.tif 000114
【化１１１】
2021533208.tif 000115
【化１１２】
2021533208.tif 000116
【化１１３】
2021533208.tif 000117
【化１１４】
2021533208.tif 000118
【化１１５】
2021533208.tif 000119
【化１１６】
2021533208.tif 000120
【化１１７】
2021533208.tif 000121
から選択される、請求項１の化合物。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれかの３級アミン化合物を１つまたはより多く含み、任意選択的に希釈剤を含む、触媒組成物。
【請求項１４】
触媒の存在下にイソシアネート化合物とアルコールを反応させることを含み、ここで触媒が請求項１から１２のいずれかの化合物から選択される、プロセス。
【請求項１５】
プロセスはカルバメート製造のためのものである、請求項１４のプロセス。
【請求項１６】
イソシアネートはポリイソシアネートでありアルコールはポリオールであり、そしてプロセスはポリウレタンを製造するためのものである、請求項１４のプロセス。
【請求項１７】
ポリウレタンは多孔性ポリウレタンまたは非多孔性ポリウレタンであり、プロセスは任意選択的に発泡剤を含む、請求項１６のプロセス。
【請求項１８】
ポリウレタンはポリウレタンフォームであり、そしてプロセスは任意選択的に界面活性剤、難燃剤、鎖延長剤、架橋剤、接着促進剤、帯電防止剤、耐加水分解安定剤、ＵＶ安定剤、潤滑剤、抗微生物剤、またはこれらの２つまたはより多くの組み合わせを含む、請求項１６または１７のプロセス。
【請求項１９】
アミン触媒は組成物の重量に基づいて約０.００５重量％から約５重量％の量で存在する、請求項１４から１８のいずれかのプロセス。
【請求項２０】
請求項１４から１９のいずれかのプロセスによって形成されるポリウレタン。
【請求項２１】
式（Ａ）のイソシアネートを式（Ｂ）の環式３級アミノアルコールと、任意選択的に式（Ｃ）の有機化合物と共に反応させることを含み：
【化１１８】
2021533208.tif 000122
式中ａは１〜６およびｂは０〜５である、請求項１から１２のいずれかの化合物の形成方法。
【請求項２２】
ａは１、２、または３である、請求項２１の方法。
【請求項２３】
イソシアネート（Ａ）は、オクタデシルイソシアネート；オクチルイソシアネート；ブチルおよびｔ−ブチルイソシアネート；シクロヘキシルイソシアネート；アダマンチルイソシアネート；エチルイソシアネートアセテート；エトキシカルボニルイソシアネート；フェニルイソシアネート；アルファメチルベンジルイソシアネート；２−フェニルシクロプロピルイソシアネート；ベンジルイソシアネート；２−エチルフェニルイソシアネート；ベンジルイソシアネート；メタおよびパラ−トリルイソシアネート；２−、３−、または４−ニトロフェニルイソシアネート；２−エトキシフェニルイソシアネート；３−メトキシフェニルイソシアネート；４−メトキシフェニルイソシアネート；エチル４−イソシアネートベンゾエート；２,６−ジメチルフェニルイソシアネート；１−ナフチルイソシアネート；（ナフチル）エチルイソシアネート；イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）；トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）；ジフェニルメタン−４,４’−ジイソシアネート（ＭＤＩ）；水素化ジフェニルメタン−４,４’−ジイソシアネート（Ｈ.１２  ＭＤＩ）；テトラ−メチルキシレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）；ヘキサメチレン−１,６−ジイソシアネート（ＨＤＩ）；ナフチレン−１,５−ジイソシアネート；３,３’−ジメトキシ−４,４’−ビフェニルジイソシアネート；３,３’−ジメチル−４,４’−ジメチル−４,４’−ビフェニルジイソシアネート；フェニレンジイソシアネート；４,４’−ビフェニルジイソシアネート；トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート；テトラメチレンキシレンジイソシアネート；４,４’−メチレン−ビス（２,６−ジエチルフェニルイソシアネート）；１,１２−ジイソシアネートドデカン；１,５−ジイソシアネート−２−メチルペンタン；１,４−ジイソシアネートブタン；およびシクロヘキシレンジイソシアネートおよびその異性体；ＨＤＩのウレトジオンダイマー；ＴＤＩのトリメチロールプロパントリマー；ＴＤＩ、ＨＤＩ、ＩＰＤＩのイソシアヌレートトリマー；およびＴＤＩ、ＨＤＩ、ＩＰＤＩのビュウレットトリマーから選択される、請求項２１または２２の方法。
【請求項２４】
方法は連続式プロセスまたはバッチ式プロセスとして行われる、請求項２１から２３のいずれかの方法。
【請求項２５】
反応は溶媒の存在下に行われる、請求項２１から２４のいずれかの方法。
【請求項２６】
反応は約２０〜１４０℃の温度において行われる、請求項２１から２５のいずれかの方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３級アミン化合物に関する。より詳しくは、この３級アミン化合物は、モノ−、ジ−またはポリイソシアネートと、２環式３級アミンおよび活性水素をその分子内に有する化合物との反応から導かれる。この３級アミン化合物は、多孔性または非多孔性ポリウレタン材料を製造するための触媒として採用されてよい。本発明は、その最も広い側面において、特定の種類のアミン触媒をポリウレタンの製造に使用することに存する。
【背景技術】
【０００２】
ポリウレタンの化学において、主たる焦点は、イソシアネートと、ヒドロキシル、水、アミン、尿素、ウレタンおよびその他のような、活性水素基を含有する化合物との反応にある（「The Polyurethanes Book」、David RandallおよびSteve Lee編、John Willey & Sons社、２００２年）。ポリウレタンフォームは、ジ−またはポリイソシアネートを、２つまたはより多くの活性水素を含有する化合物と、一般的には発泡剤（単数または複数）、触媒、シリコーン系界面活性剤、および難燃剤、帯電防止剤および抗微生物剤、充填剤、耐加水分解安定剤、潤滑剤、ＵＶ安定剤、顔料およびその他のような他の助剤の存在下において、反応させることによって製造される。活性水素含有化合物は典型的には、ポリオール、１級および２級ポリアミン、鎖延長剤、架橋剤、および水である。ポリウレタンの可撓性フォームの調製、ゲル化および発泡に際しては、反応物質の間で、２つの主要な反応が触媒によって促進される。所望とする物性を有するポリウレタンフォームを生成するためには、プロセスに際してこれらの反応は同時に、そして競合的に均衡の取れた速度で進行しなければならない。
【０００３】
イソシアネートおよびポリオールまたはポリアミンの間での反応は、通常はゲル化反応として参照され、ポリマー鎖の成長を導き、高分子量のポリマーの形成を結果的にもたらす。この反応は、専ら物理的な発泡剤、とりわけ低沸点の有機化合物で発泡されたフォームにおいて支配的である。ゲル化反応の進行は混合物の粘度を増大させ、そして一般的には、架橋剤、多官能ポリオールまたはイソシアネートが使用された場合に、架橋密度の増大に寄与する。２つ目の主要な反応は、イソシアネートおよび水の間で生ずる。この反応は二酸化炭素ガスを生成するために重要であり、これが発泡化を促進する。その結果、この反応はしばしば、発泡反応として参照される。発泡反応は、補助的発泡剤の使用を回避しまたは低減するために本質的なものである。
【０００４】
ゲル化反応および発泡反応は両方とも、部分的なまたは全面的な水発泡ポリウレタン系において生ずる。実際には、水発泡ポリウレタンフォームの調製においては、発泡反応による二酸化炭素の現場発生が、本質的な役割を果たしている。水発泡ポリウレタンフォーム、特に可撓性フォームは、成形フォームプロセスおよびスラブフォームプロセスによって製造される。
【０００５】
上記したように、良好なウレタンフォーム構造を得るためには、ゲル化反応および発泡反応は同時的に、そして最適に均衡した速度で進行しなければならない。例えば、二酸化炭素の発生がゲル化反応に比べて迅速に過ぎる場合には、フォームは崩壊しがちとなる。あるいはまた、二酸化炭素を発生する発泡反応に比べて、ゲル化拡大反応が迅速に過ぎる場合には、フォームの上昇が制約され、その結果として高密度なフォームとなる。また、均衡の取れていない架橋反応は、フォームの安定性に悪影響を与える。実際には、これら２つの反応の均衡は、プロセスにおいて使用される促進剤および触媒、一般的にはアミンおよび／または有機金属化合物の性質によって制御される。
【０００６】
ポリウレタンフォーム配合物（処方）は通常、ポリオール、ポリイソシアネート、水、任意選択的に発泡剤（低沸点の有機化合物または不活性ガス、例えばＣＯ２）、シリコーン系界面活性剤、および触媒を含んでいる。例えば、可撓性フォームは一般的には連続気泡材料であり、これに対して剛性フォームは通常、独立気泡を高い比率で有している。
【０００７】
歴史的に見て、ポリウレタン製造用触媒には３つの一般的な種類があった；３級アミン（モノおよびポリ）、有機金属（主として有機スズ化合物）、およびビスマスおよび他のカルボン酸塩である。有機スズ触媒は主にゲル化反応を選好するが、これに対してアミン触媒はより可変的な範囲で発泡／ゲル化の均衡を示す。可撓性フォーム配合物においてスズ触媒を使用することはまた、独立気泡の量を増大させて、フォームの硬さに寄与することになる。３級アミンはまた、ポリマー鎖の成長のための触媒として有効であり、有機スズ触媒と組み合わせて使用することができる。例えば、可撓性のスラブストックフォームの調製においては、「ワンショット」プロセスが使用されているが、そこでは水とイソシアネートの反応および重合反応の両方を促進するためにトリエチレンジアミンが採用されており、これに対して有機スズ化合物は相乗的な組み合わせで使用されて、重合反応を促進する。
【０００８】
可撓性フォームおよび成形フォームを作成するためのプロセスは、「The Polyurethanes Book」、（David RandallおよびSteve Lee編、John Willey & Sons社、２００２年）においてうまく説明されている。成形フォームを作成するためのプロセスは典型的には、出発材料をポリウレタンフォーム製造装置で混合し、そして反応混合物をそれが混合ヘッドから出てきたときに、金型へと注ぐことを包含している。加えて、スラブストックフォームと比較した場合の成形フォームの主な利点は、生産性の向上、廃棄物の量の減少、および、広範な種々の形状およびフォームの種類を、末端の使用用途の各々に必要とされる硬度、密度、および他の具体的な性質と組み合わせて生成することのできる能力に存する（「The Polyurethanes Book」、David RandallおよびSteve Lee編、John Willey & Sons社、２００２年）。可撓性の成形ポリウレタンフォームの主要な用途は、例えば、自動車のシート、自動車のヘッドレストおよびアームレスト、有益な騒音、振動、および乗り心地特性を備えた絶縁システム、家具クッションその他である。半可撓性の成形フォームの用途の幾つかには、例えば、自動車のインストルメントパネル、エネルギー管理フォーム、および音響吸収フォームがある。
【０００９】
近年の成形された可撓性および半可撓性のポリウレタンフォームの製造プロセスは、かなりの成長を享受してきた。ジャストインタイム（ＪＩＴ）供給プラントにおいて使用されているようなプロセスは、迅速な脱型システム、すなわち成形時間ができるだけ短いシステムに対する需要を増大させてきた。生産性の向上および／または部品コストの低減が、サイクル時間の短縮の結果として得られる。迅速硬化高弾性（ＨＲ）成形可撓性フォーム配合物は典型的に、３分間から５分間の脱型時間を達成する。これは、以下の１つまたはより多くを使用することによって達成される：より高い金型温度、より反応性の中間体（ポリオールおよび／またはイソシアネート）、ポリオールブレンドまたはイソシアネート成分を介してのポリウレタン（ＰＵ）マトリックスの架橋密度の増大、増大した量のゲル化触媒、より効率的な触媒の使用、またはその他。
【００１０】
殆どのポリウレタンフォームは、揮発性有機化合物を排出する。こうした排出物は、例えば、原材料中に存在する汚染物質、触媒、劣化生成物または未反応の揮発性出発物質、または他の添加剤から構成されている可能性がある。ポリウレタンフォームからのアミン排出物は、特に車のインテリア用途、家具またはマットレスについて、議論の主要なテーマとなってきており、したがって市場は、だんだんと低排出のフォームを要望するようになってきている。特に自動車産業は、フォーム中の揮発性有機化合物（ＶＯＣ）および凝縮性化合物（フォギングまたはＦＯＧ）の大幅な削減を求めている。ＰＵフォームのＶＯＣおよびＦＯＧプロファイルの評価は、ＶＤＡ２７８テストによって行うことができる。可撓性の成形フォームから排出されるＶＯＣの主成分の１つは、アミン触媒である。こうした排出を削減するためには、蒸気圧が非常に低い触媒を使用しなければならない。代替的には、触媒が反応性のヒドロキシル基またはアミン基を有する場合には、それらをポリマーのネットワークに連結することができる。そうすれば、フォギングテストにおいて検出されるアミン触媒残渣の量は僅かになる。しかしながら、反応性アミンの使用には困難が伴う。反応性アミンは、湿度エージング、永久圧縮歪みといった幾つかの疲労特性を劣化させることが知られている。さらにまた、広く使用されている反応性アミンは単官能性であってポリマーの成長に際して連鎖停止を促進し、そしてポリマーのマトリックスに共有結合することによって、触媒としての敏捷性を喪失する。かくして、排出プロファイルの低い、効率的なポリウレタン触媒を開発することが、近年のポリウレタン業界の重要な目標の１つである。  
【発明の概要】
【００１１】
以下に示すものは本願の開示の概要であり、幾つかの側面についての基本的な理解を提供する。この概要は、鍵となる要素または重要な要素を識別することを意図するものではなく、また実施形態または特許請求の範囲に対する何らかの限定を規定することを意図するものでもない。さらにまた、この概要は幾つかの側面についての単純化された概説を提供するものであってよく、それらは本願の開示の他の部分においてより詳細に説明されていてよい。
【００１２】
提供されるのは３級アミン化合物であり、これはポリウレタン製造用触媒として使用するのに適切である。この３級アミン化合物は、２環式３級アミンを備えたアミノカルバメートである。
【００１３】
１つの側面においては、式（Ｉ）の３級アミン化合物が提供される：
（Ｒ’−ＯＣ（Ｏ）Ｎ−）ａＡ（−ＮＣ（Ｏ）ＯＲ）ｂ    （Ｉ）
式中ａは１〜６およびｂは０〜５；
Ｒ’は２環式３級アミン：
Ａは、ハロゲン、エーテル基、３級アミンまたはこれらの組み合わせを任意選択で含むＣ２〜Ｃ３５の炭化水素から選択される。Ｃ２〜Ｃ３５の炭化水素ユニットは、脂肪族、環式、飽和、不飽和、および芳香族残渣を含んでよく；そして
ＲはＣ１〜Ｃ３５の炭化水素から選択され、任意選択的に、脂肪族、環式、飽和、不飽和、および芳香族残渣、エーテル基、ハロゲン基、３級アミン基、２環式３級アミン基（Ｒ’）、またはこれらの２つまたはより多くの組み合わせを含有する。
【００１４】
３級アミン化合物の１つの実施形態において、式中のＲ’は以下から選択され：
【化１】
2021533208.tif 000002
【化２】
2021533208.tif 000003
【００１５】
式中ｘ、ｙ、ｚ、およびｕは独立して、無し（結合）、Ｃ１〜Ｃ３５の炭化水素、スルホン酸エステル（Ｒ−ＳＯ２ＯＲ）、またはリン酸エステル（ＲＯ）３Ｐ（Ｏ）から選択され、ここでＣ１〜Ｃ３５の炭化水素は、脂肪族、環式、飽和、不飽和、および芳香族基、ハロゲン基、エーテル基、カーボネート、アミド、３級アミン、またはこれらの２つまたはより多くの組み合わせを含有してよい。
【００１６】
３級アミン化合物の１つの実施形態において、Ｒ’は以下から選択され：
【化３】
2021533208.tif 000004
【化４】
2021533208.tif 000005
【化５】
2021533208.tif 000006
【化６】
2021533208.tif 000007
【００１７】
式中Ｒ５〜Ｒ１７は独立して、水素、ハロゲン、Ｃ１〜Ｃ１０の炭化水素、カーボネート、エーテル基、アミド、および３級アミンから選択される。
【００１８】
１つの実施形態では、３級アミン化合物は以下の式を有する：
【化７】
2021533208.tif 000008
【化８】
2021533208.tif 000009
【００１９】
先の実施形態の３級アミン化合物の任意の１つの実施形態において、（ｉ）ａは１、２、または３；（ii）ａは１およびｂは１；またはａは２およびｂは０である。
【００２０】
先の実施形態の３級アミン化合物の任意の１つの実施形態において、ＡはＣ２〜Ｃ２０の炭化水素残渣から選択され、任意選択的に脂肪族、環式、飽和、不飽和、および芳香族残渣から構成され、任意選択的にハロゲン、３級アミン、エーテル、ニトロ残渣を含む。
【００２１】
先の実施形態の３級アミン化合物の任意の１つの実施形態において、ｂは１〜４であり、そしてＲはＣ１〜Ｃ１０の炭化水素、Ｃ１〜Ｃ１０のエーテル、または式（II）〜（VI）の群から選択され：
【化９】
2021533208.tif 000010
【化１０】
2021533208.tif 000011
【化１１】
2021533208.tif 000012
【化１２】
2021533208.tif 000013
【化１３】
2021533208.tif 000014
【化１４】
2021533208.tif 000015
【化１５】
2021533208.tif 000016
【化１６】
2021533208.tif 000017
【００２２】
式中ｅ、ｆ、およびｇは独立して２〜６から選択され；Ｒ１〜Ｒ４は独立してＣ１〜Ｃ９の炭化水素から選択され、ここで任意選択的にＲ１およびＲ２は環を形成していてよく、および／またはＲ３およびＲ４は５員から１０員の環を形成していてよい。
【００２３】
１つの実施形態において、Ｒは以下の式の化合物から選択される：
【化１７】
2021533208.tif 000018
【化１８】
2021533208.tif 000019
【化１９】
2021533208.tif 000020
【００２４】
上述の実施形態の何れかの３級アミン化合物の１つの実施形態において、この化合物は以下の式から選択される：
【化２０】
2021533208.tif 000021
【化２１】
2021533208.tif 000022
【化２２】
2021533208.tif 000023
【００２５】
上述の実施形態の何れかの３級アミン化合物の１つの実施形態において、この化合物は：
【化２３】
2021533208.tif 000024
【化２４】
2021533208.tif 000025
【化２５】
2021533208.tif 000026
【化２６】
2021533208.tif 000027
【化２７】
2021533208.tif 000028
【化２８】
2021533208.tif 000029
またはこれらの２つまたはより多くの組み合わせから選択される。
【００２６】
上述の実施形態の何れかの３級アミン化合物の１つの実施形態において、式中のｕ、ｘ、ｙ、およびｚは各々-ＣＨ２−である。
【００２７】
上述の実施形態の何れかの３級アミン化合物の１つの実施形態において、化合物は以下から選択される：
【化２９】
2021533208.tif 000030
【化３０】
2021533208.tif 000031
【化３１】
2021533208.tif 000032
【化３２】
2021533208.tif 000033
【化３３】
2021533208.tif 000034
【化３４】
2021533208.tif 000035
【化３５】
2021533208.tif 000036
【化３６】
2021533208.tif 000037
【００２８】
本発明の別の側面においては、上述の実施形態の何れかの３級化合物の１つまたはより多くを含み、任意選択的に希釈剤を含む触媒組成物が提供される。
【００２９】
本発明の１つの側面においては、多官能有機化合物を有機ポリイソシアネートと、触媒有効量の式（Ｉ）の化合物の存在下において反応させることを含む、ポリウレタンフォームの製造プロセスが提供される。
【００３０】
別の側面においては、イソシアネート化合物をアルコールと、触媒の存在下において反応させる工程を含むプロセスが提供され、ここで触媒は、上述の実施形態の何れかによる化合物から選択される。
【００３１】
１つの実施形態において、このプロセスはカルバメート製造のためのものである。
【００３２】
１つの実施形態において、イソシアネートはポリイソシアネートであり、アルコールはポリオールであり、そしてプロセスはポリウレタン製造のためのものである。
【００３３】
１つの実施形態において、ポリウレタンは多孔性または非多孔性ポリウレタンであり、プロセスは任意選択的に発泡剤を含んでいる。
【００３４】
上述の実施形態の何れかのプロセスの１つの実施形態において、ポリウレタンはポリウレタンフォームであり、そしてプロセスは任意選択的に、界面活性剤、難燃剤、鎖延長剤、架橋剤、接着促進剤、帯電防止剤、耐加水分解安定剤、ＵＶ安定剤、潤滑剤、抗微生物剤、またはこれらの２つまたはより多くの組み合わせを含む。
【００３５】
上述の実施形態の何れかのプロセスの１つの実施形態において、触媒は、組成物の合計重量に基づいて約０.００５％から約５％の量において存在する。
【００３６】
さらに別の側面においては、上述の実施形態の何れかのプロセスから形成されるポリウレタンが提供される。
【００３７】
さらに別の側面においては、上述の実施形態の何れかの３級アミン化合物を形成するための方法が提供され、この方法は式（Ａ）のイソシアネートを式（Ｂ）の環状３級アミノアルコールと、任意選択的に式（Ｃ）の有機化合物と共に反応させることを含んでいる：
【化３７】
2021533208.tif 000038
式中ａは１〜６およびｂは０〜５である。
【００３８】
１つの実施形態において、ａは１、２、または３である。
【００３９】
３級アミン化合物を作成する方法の１つの実施形態において、イソシアネート（Ａ）は、オクタデシルイソシアネート；オクチルイソシアネート；ブチルおよびｔ−ブチルイソシアネート；シクロヘキシルイソシアネート；アダマンチルイソシアネート；エチルイソシアネートアセテート；エトキシカルボニルイソシアネート；フェニルイソシアネート；アルファメチルベンジルイソシアネート；２−フェニルシクロプロピルイソシアネート；ベンジルイソシアネート；２−エチルフェニルイソシアネート；ベンジルイソシアネート；メタおよびパラ−トリルイソシアネート；２−、３−、または４−ニトロフェニルイソシアネート；２−エトキシフェニルイソシアネート；３−メトキシフェニルイソシアネート；４−メトキシフェニルイソシアネート；エチル４−イソシアネートベンゾエート；２,６−ジメチルフェニルイソシアネート；１−ナフチルイソシアネート；（ナフチル）エチルイソシアネート；イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）；トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）；ジフェニルメタン−４,４’−ジイソシアネート（ＭＤＩ）；水素化ジフェニルメタン−４,４’−ジイソシアネート（Ｈ.１２ＭＤＩ）；テトラ−メチルキシレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）；ヘキサメチレン−１,６−ジイソシアネート（ＨＤＩ）；ナフチレン−１,５−ジイソシアネート；３,３’−ジメトキシ−４,４’−ビフェニルジイソシアネート；３,３’−ジメチル−４,４’−ジメチル−４,４’−ビフェニルジイソシアネート；フェニレンジイソシアネート；４,４’−ビフェニルジイソシアネート；トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート；テトラメチレンキシレンジイソシアネート；４,４’−メチレン−ビス（２,６ジエチルフェニルイソシアネート）；１,１２−ジイソシアネートドデカン；１,５−ジイソシアネート−２−メチルペンタン；１,４−ジイソシアネートブタン；およびシクロヘキシレンジイソシアネートおよびその異性体；ＨＤＩのウレトジオンダイマー；ＴＤＩのトリメチロールプロパントリマー；ＴＤＩ、ＨＤＩ、ＩＰＤＩのイソシアヌレートトリマー；およびＴＤＩ、ＨＤＩ、ＩＰＤＩのビュウレットトリマーから選択される。
【００４０】
３級アミン化合物を作成する方法の１つの実施形態において、この方法は連続式プロセスまたはバッチ式プロセスとして実行される。
【００４１】
３級アミン化合物を作成する方法の１つの実施形態において、反応は溶媒の存在下において行われる。
【００４２】
３級アミン化合物を作成する方法の１つの実施形態において、反応は約２０〜１４０℃の温度において行われる。
【００４３】
以下の説明は、種々の例示的な側面について開示する。幾つかの改善点および新規な側面が明示的に判別されていてよく、他の点については記述および図面から明らかとなるものであってよい。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
さて以下では例示的な実施形態に対して参照を行うが、その例は添付の図面に示されている。理解されるように、他の実施形態を用いてもよく、構造的および機能的な変更を行ってもよい。さらにまた、種々の実施形態の特徴を組み合わせまたは変更してもよい。かくして、以下の記述は例示としてのみ提示されるものであり、例示する実施形態に対して行うことのできる種々の代替および修正を、いかなる意味においても限定するものではない。本願の開示では、多くの具体的な詳細が、開示された主題の完全な理解を提供する。本願の開示の側面は、本願に記載されたすべての側面等を必ずしも含むことなしに、他の実施形態についても実施されてよいことが理解されよう。
【００４５】
本願で使用するところでは、「例」および「例示的」という単語は、事例または実例を意味している。「例」または「例示的」という単語は、鍵となるまたは好ましい側面または実施形態を示すものではない。「または」という単語は、文脈が別のことを示唆しているのでない限り、排他的ではなく包括的であることを意図している。１つの例として、「ＡはＢまたはＣを用いる」という言い回しは、任意の包括的な置き換えを含んでいる（例えば、ＡはＢを用いる；ＡはＣを用いる；またはＡはＢおよびＣの両者を用いる）。別のこととして、冠詞「ａ（ある）」および「ａｎ（ある）」は一般的に、文脈が別のことを示唆しているのでない限り、「１つまたはより多く」を意味することを意図している。
【００４６】
本願で使用するところでは、用語「炭化水素基」は、炭素原子および水素原子からなる基であり、非環式炭化水素部分、脂環式炭化水素部分、および芳香族炭化水素部分を含んでいる。
【００４７】
本願で使用するところでは、用語「非環式炭化水素基」は、任意の直鎖または分岐鎖炭化水素基を意味し、好ましくは１から６０の炭素原子を含み、これは飽和であっても不飽和であってもよい。適切な１価の非環式炭化水素基には、アルキル基、アルケニル基、およびアルキニル基が含まれる。１価の非環式炭化水素基の代表的で非限定的な例は、メチル、エチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、オクチル、デシル、ドデシル、セチル、ステアリル、エテニル、プロペニル、およびブチニルである。適切な２価の非環式炭化水素基には、直鎖または分岐鎖のアルキレン基が含まれる。２価の非環式炭化水素基の代表的で非限定的な例は、メチレン、エチレン、プロピレン、ヘキシレン、メチルエチレン、２−メチルプロピレン、および２,２−ジメチルプロピレンである。適切な３価の非環式炭化水素ラジカルには、例えば１,１,２−エタントリイル、１,２,４−ブタントリイル、１,２,８−オクタントリイル、および１,２,４−ヘキサントリイルといった、アルカントリイルラジカルが含まれる。
【００４８】
本願で使用するところでは、用語「アルキル」は、任意の飽和の直鎖または分岐鎖の１価の炭化水素基を意味している。好ましい実施形態においては、１価のアルキル基は、例えばメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、デシル、およびドデシルといった、基当たりに１から６０の炭素を含む直鎖または分岐鎖のアルキル基から選択される。
【００４９】
本願で使用するところでは、用語「脂環式炭化水素基」は、１つまたはより多くの炭化水素環を含む基を意味しており、好ましくは３から１２の炭素原子を含んでおり、これは任意選択的に、１つまたはより多くの環上に、好ましくは１から６の炭素原子を含む１つまたはより多くの１価または２価の非環式基が置換されていてよい。２つまたはより多くの環を含む脂環式炭化水素基の場合には、環は融合した環であって２つの環が２つまたはより多くの炭素原子を共用していてよく、または共有結合または２価の非環式基を介して相互に結合された環であってよい。適切な１価の脂環式炭化水素基には、例えばシクロペンチル、シクロヘキシル、およびシクロオクチルといったシクロアルキル基、またはシクロペンテニル、シクロヘキセニルまたはその他といったシクロアルケニル基が含まれる。適切な２価の炭化水素基には、例えば１,２−シクロペンチレン、１,３−シクロペンチレン、１,２−シクロヘキシレン、１,３−シクロヘキシレン、または１,４−シクロヘキシレンおよびその他といった、飽和または不飽和の２価の単環式炭化水素残渣が含まれる。適切な３価の脂環式炭化水素残渣には、例えば１−エチレン−２,４−シクロヘキシレンのような、シクロアルカントリイル残渣が含まれる。
【００５０】
本願で使用するところでは、用語「芳香族炭化水素基」は、１つまたはより多くの芳香族環を含む炭化水素基を意味しており、これは任意選択的に、芳香族環上に、好ましくは１から６の炭素原子を含む１つまたはより多くの１価または２価の非環式基が置換されていてよい。２つまたはより多くの環を含む芳香族炭化水素基の場合には、環は融合した環であって環が２つまたはより多くの炭素原子を共用していてよく、または共有結合または２価の非環式基を介して相互に結合された環であってよい。適切な１価の芳香族炭化水素には、例えばフェニル、トリル、２,４,６−トリメチルフェニル、ナフチルおよびアントリル、並びに例えば２−フェニルエチルのようなアラルキル基が含まれる。適切な２価の芳香族炭化水素基には、例えば１,２−フェニレン、１,４−フェニレン、４−メチル−１,２−フェニレン、およびフェニルメチレンといった、２価の単環式アレーン基が含まれる。適切な３価の芳香族炭化水素基には、例えば１,３,５−フェニレンおよび１,２,４−フェニレンが含まれる。
【００５１】
本願の技術は３級アミン化合物に関している。特に本願の技術は、２環式３級アミンを有するアミノカルバメートである３級アミン化合物に関している。１つの側面においては、３級アミン化合物は式（Ｉ）の化合物によって表される：
（Ｒ’−ＯＣ（Ｏ）Ｎ−）ａＡ（−ＮＣ（Ｏ）ＯＲ）ｂ      （Ｉ）
式中ａは１〜６およびｂは０〜５；
Ｒ’は２環式３級アミン：
Ａは任意選択的にハロゲン、エーテル基、３級アミンまたはこれらの組み合わせを含む、Ｃ２〜Ｃ３５の炭化水素から選択される。Ｃ２〜Ｃ３５の炭化水素ユニットは、脂肪族、環式、飽和、不飽和、および芳香族残渣を含んでいてよく；そして
Ｒは任意選択的に脂肪族、環式、飽和、不飽和、および芳香族残渣、エーテル基、ハロゲン基、３級アミン基、２環式３級アミン基（Ｒ’）、またはこれらの２つまたはより多くの組み合わせを含む、Ｃ１〜Ｃ３５の炭化水素から選択される。
【００５２】
実施形態においては、ＲはＣ１〜Ｃ３５の脂肪族炭化水素であってよい。他の実施形態においては、Ｒは３級アミンを含有する基であってよく、これは直鎖、分岐鎖、または環式の３級アミンであってよい。Ｒはまた、２環式３級アミン（Ｒ’）から選択されてもよい。さらに他の実施形態においては、Ｒは以下の組成を備えた以下の化学構造（II）〜（VI）からの官能基であってよく：
【化３８】
2021533208.tif 000039
【化３９】
2021533208.tif 000040
【化４０】
2021533208.tif 000041
【化４１】
2021533208.tif 000042
【化４２】
2021533208.tif 000043
【化４３】
2021533208.tif 000044
【化４４】
2021533208.tif 000045
式中ｅ、ｆ、およびｇは独立してＣ２〜Ｃ９の炭化水素から選択され；Ｒ１〜Ｒ４は独立してＣ１〜Ｃ９の炭化水素から選択され、任意選択的にここでＲ１およびＲ２は環を形成していてよく、および／またはＲ３およびＲ４は５員から１０員の環を形成していてよい。１つの実施形態において、Ｒは以下の式の化合物から選択される：
【化４５】
2021533208.tif 000046
【化４６】
2021533208.tif 000047
【化４７】
2021533208.tif 000048
実施形態において、ｅ、ｆ、およびｇ並びにＲ１〜Ｒ４は以下の如くであってよい：
2021533208.tif 000049
【００５３】
基Ａは、直鎖、分岐鎖、脂環式、または芳香族含有基である、Ｃ２〜Ｃ３５の炭化水素であってよい。基Ａは、１つまたはより多くの環式基および／または１つまたはより多くの芳香族基を含んでいてよい。１つの実施形態において、ＡはＣ２〜Ｃ２０の炭化水素、Ｃ４〜Ｃ１５の炭化水素、またはＣ６〜Ｃ１０の炭化水素である。１つの実施形態において、ＡはＣ６〜Ｃ２０、Ｃ６〜Ｃ１６、またはＣ６〜Ｃ１２であり、１つまたはより多くの芳香族部分を含んでいてよい。１つの実施形態において、ＡはＣ５〜Ｃ２０の脂環式基、Ｃ６〜Ｃ１６の脂環式基、またはＣ６〜Ｃ１０の脂環式である。理解されるように、芳香族基および脂環式基については、炭素原子の数は、単一の環または複数の環、および環（単数または複数）に結合された炭素原子の合計数を参照するものであってよい。
【００５４】
以下でより詳細に説明するように、式Ｉの化合物はモノ−またはポリイソシアネート基から誘導されることが理解されよう。それゆえ、Ａが結合する個所の数および位置は、この化合物を作成するための出発物質におけるイソシアネート基の数に依存することになる。
【００５５】
２環式３級アミン（Ｒ’）は特に限定されるものではなく、そして特定の目的または意図した用途について所望なように選択されてよい。他の実施形態においては、２環式部分は以下の式を有する部分から選択され：
【化４８】
2021533208.tif 000050
【化４９】
2021533208.tif 000051
式中ｘ、ｙ、ｚ、およびｕは、無し（結合）、Ｃ１〜Ｃ３５の炭化水素、スルホン酸エステル（Ｒ−ＳＯ２ＯＲ）、またはリン酸エステル[（ＲＯ）３Ｐ（Ｏ）]から独立して選択され、ここでＣ１〜Ｃ３５の炭化水素は、脂肪族、環式、飽和、不飽和、および芳香族基、ハロゲン基、エーテル基、カーボネート、アミド、３級アミン、またはこれらの２つまたはより多くの組み合わせを含有していてよい。説明するところでは、環中の炭素原子（ｘ、ｙ、ｚおよびｕが炭化水素である場合を含む）はすべて、水素原子および／または炭化水素基、ハロゲン基、エーテル基、カーボネート、アミド、３級アミン、またはこれらの２つまたはより多くの組み合わせといった別の基に結合していてよい。１つの実施形態においては、環中の炭素原子はすべて、水素原子に結合している。１つの実施形態において、炭素原子は１つまたはより多くの炭化水素置換基を担持している。
【００５６】
ｚが１つより多い炭素原子を含んでいてより大きな環が提供される場合には、ｕはそれらの炭素原子のいずれに結合していてもよいことが理解されよう。
【００５７】
１つの実施形態において、２環式基は式（IX）〜（XII）のものであり：
【化５０】
2021533208.tif 000052
【化５１】
2021533208.tif 000053
【化５２】
2021533208.tif 000054
【化５３】
2021533208.tif 000055
式中Ｒ５〜Ｒ１７は独立して、水素、ハロゲン、Ｃ１〜Ｃ１０の炭化水素、カーボネート、エーテル基、アミド、および３級アミンから選択される。１つの実施形態において、Ｒ５〜Ｒ１７の各々は水素である。
【００５８】
上記した式（Ｉ）で表される３級アミン化合物の調製のために２環式３級アミン前駆体を生成するための方法は、ＥＰ２６５７２３７Ｂ１またはＵＳ５７１０１９１に記述された方法によって特に限定されるものではなく、また他の残渣が含まれていてもよい。上記した式（Ｉ）によって表される３級アミン化合物は、可塑剤および／または水、グリコール（エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリ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、トリプロピレングリコール、２−メチル−１,３−プロパンジオールまたはその他）、グリコールのモノまたはジアルキルエーテル、ポリエーテルポリオール、可塑剤、ワックス、およびヒマシ油、大豆油その他のような天然油、およびこれらの混合物といった希釈剤で希釈されることができる。
【００５９】
実施形態においては、式（Ｉ）の３級アミン化合物は、式（XIII）または（XIV）の化合物であってよく：
【化５４】
2021533208.tif 000056
【化５５】
2021533208.tif 000057
式中ａは１〜６およびｂは０〜５であり；
ＡはＣ２〜Ｃ３５の炭化水素から選択され、任意選択的にハロゲン、エーテル基、３級アミンまたはこれらの組み合わせを含む。Ｃ２〜Ｃ３５の炭化水素ユニットは、脂肪族、環式、飽和、不飽和、および芳香族残渣を含有していてよく；
ｘ、ｙ、ｚ、およびｕは独立して無し（結合）、Ｃ１〜Ｃ３５の炭化水素、スルホン酸エステル（Ｒ−ＳＯ２ＯＲ）、またはリン酸エステル（ＲＯ）３Ｐ（Ｏ）から選択され、ここでＣ１〜Ｃ３５の炭化水素は脂肪族、環式、飽和、不飽和、および芳香族基、ハロゲン基、エーテル基、カーボネート、アミド、３級アミン、またはこれらの２つまたはより多くの組み合わせを含んでいてよく；そして
【００６０】
ＲはＣ１〜Ｃ３５の炭化水素から選択され、任意選択的に脂肪族、環式、飽和、不飽和、および芳香族残渣、エーテル基、ハロゲン基、３級アミン基、またはこれらの２つまたはより多くの組み合わせを含有する。２環式の環中に示された明示的な炭素原子は、何らかの置換基を有するものとしては示されていないが、それらの炭素原子は水素原子および／または炭化水素のような別の基に結合されていてよいことが理解されよう。式（Ｉ）の適切な化合物の非限定的な例には：
【化５６】
2021533208.tif 000058
【化５７】
2021533208.tif 000059
【化５８】
2021533208.tif 000060
【化５９】
2021533208.tif 000061
【化６０】
2021533208.tif 000062
【化６１】
2021533208.tif 000063
【化６２】
2021533208.tif 000064
【化６３】
2021533208.tif 000065
【化６４】
2021533208.tif 000066
またはこれらの２つまたはより多くの組み合わせが含まれる。実施形態においては、ｘ、ｙ、ｚ、およびｕはＣ１〜Ｃ１０の炭化水素であってよい。実施形態においては、ｘ、ｙ、ｚ、およびｕは各々ＣＨ２である。さらなる実施形態においては、式（Ｉ）の化合物は以下から選択される：
【化６５】
2021533208.tif 000067
【化６６】
2021533208.tif 000068
【化６７】
2021533208.tif 000069
【化６８】
2021533208.tif 000070
【化６９】
2021533208.tif 000071
【００６１】
式（Ｉ）の化合物は、イソシアネート、３級２環式アミノアルコール、任意選択的に別のアルコールの反応によって調製されてよい。実施形態においては、この化合物はモノイソシアネートまたはポリイソシアネート、ここでａ＝１、２、３、４、５および６であるものを、ヒドロキシル官能性２環式３級アミンと、任意選択的に別のアルコールの存在下において反応させることによって調製されてよい。この反応は以下の如くであってよい：
【化７０】
2021533208.tif 000072
式中Ａ、Ｒ’、およびＲは上述した通りであることができ、ａは１〜６、そしてｂは０〜５である。この反応は無溶媒で、成分（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、またはこれらの混合物が液体である温度において行うことができる。さらにまた、非プロトン性有機溶媒（エチルアセテート、アセトン、アセトニトリル、ケトン、ハロアルカン、ジグリム、ジオキサン、エーテル-ジエチルエーテル、メチルブチルエーテル、テトラヒドロフラン、アルカン、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、トルエン、ベンゼン、キシレンおよびこれらの同族体または混合物）を使用して、成分（Ａ）および／または（Ｂ）および／または任意選択的に（Ｃ）を混合するに先立って、これらを溶解または溶融することができる。反応に好ましい温度範囲は２０〜１４０℃、より好ましくは４０〜１２０℃、最も好ましくは６０〜１００℃である。一般的に、水分を排除するために、反応は不活性雰囲気下（窒素、アルゴン、またはその他）で行うことが好ましい。反応完了後、溶媒は部分的にまたは完全に除去して、最終化合物、それらの混合物またはその濃縮溶液を与えることができる。一般式（Ｉ）の３級アミン生成物を、水、グリコール（エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリ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、トリプロピレングリコール、２−メチル−１,３−プロパンジオールまたはその他）、グリコールのモノ−およびジ−アルキルエーテル、ポリエーテルポリオール、可塑剤、ワックス、およびヒマシ油、大豆油およびその他のような天然油およびこれらの混合物のような希釈剤中に含有する触媒混合物は、ポリウレタンの製造のための触媒の添加を容易にする準備を行うために推奨される。
【００６２】
触媒の製造のためには、バッチ式および連続式の両方のプロセスが適用可能である。これらのプロセスを介して触媒を製造するためには、純粋な成分（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）またはこれらの溶液を使用することができる。バッチ式プロセスでは、対応するイソシアネート成分（Ａ）を、所望の液体３級アミノアルコール（Ｂ）または所定温度における３級アミノアルコール（Ｂ）の所望とする溶媒中への溶融液へと添加することができる。反応の完了後に、揮発性溶媒を除去して目標とする触媒を与えることができ、これをさらなる工程において使用することができる。代替的には、バッチ式プロセスにおいて所定の温度において、対応する３級アミノアルコール（Ｂ）または所望溶媒中における（Ｂ）の溶融液を、所望とする液体イソシアネート成分（Ａ）または所望溶媒中における（Ａ）の溶融液へと添加することが可能である。反応の完了後に、揮発性溶媒を除去して目標とする触媒を与えることができ、これをさらなる工程において使用することができる。（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）での多成分反応を行うためには、最初に（Ｂ）または（Ｃ）の何れかが所定の温度において（Ａ）に添加され、そして最初の工程の完了後に、対応して（Ｃ）または（Ｂ）が添加されて、所望とする化合物の合成が終了される。反応の完了後に、揮発性溶媒を除去して目標とする触媒を与えることができ、これをさらなる工程において使用することができる。連続式による触媒の製造については、混合および搬送作用の組み合わせを用いることにより、液体のまたは溶解された成分（Ａ）、（Ｂ）、および任意選択的に（Ｃ）を、所望とする混合比率および順序において連続的に混合するよう設計された、連続式プロセッサを使用することができる。連続式プロセッサの混合チャンバはまた、混合サイクルを最適化するように加熱または冷却されていてよい。目標とする触媒を与えるために、最終工程において、反応の完了後に揮発性溶媒を除去することができる。代替的に、蓄積された反応混合物を蒸留して目標とする触媒を与え、これをさらなる工程において使用することができる。
【００６３】
反応を行うためにＲ’ＯＨ基を有する３級アミンとして適した基の非限定的な例には、以下のものが含まれる：
【化７１】
2021533208.tif 000073
【化７２】
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【化７３】
2021533208.tif 000075
【化７４】
2021533208.tif 000076
【化７５】
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【化７６】
2021533208.tif 000078
【００６４】
代表的な事例では、ａ＝２の場合に、式（Ｉａ）の化合物は任意選択的に、ａ）イソシアネート化合物（XVII）に対するＲ−ＯＨ（XVI）および（XV）の対応する混合物の同時添加；ｂ）イソシアネート化合物（XVII）に対するＲ−ＯＨ（XVI）および（XV）の同期添加；ｃ）Ｒ−ＯＨ（XVI）のイソシアネート化合物（XVII）に対する添加に（XV）の添加が続く順次添加、および／またはｃ）イソシアネート化合物（XVII）に対する（XV）の添加にＲ−ＯＨ（XVI）の添加が続く順次添加によって調製されてよく、ここでＡ、ａ、ｕ、ｘ、ｙ、およびｚは前述した通りであってよい。
【化７７】
2021533208.tif 000079
この反応は、３級アミンを有する少なくとも１つの２環式基を含有する一般式（Ｉ）および／または（Ｉａ）の化合物を提供するために行われる。
【００６５】
式（Ｉ）の化合物を形成するために使用されるイソシアネート（例えば、（Ａ））は特に限定されるものではなく、そしてモノ−、ジ−、またはポリイソシアネートから選択されてよい。モノイソシアネートの例には、限定するものではないが、オクタデシルイソシアネート；オクチルイソシアネート；ブチルおよびｔ−ブチルイソシアネート；ヘキシルイソシアネート；シクロヘキシルイソシアネート；アダマンチルイソシアネート；エチルイソシアネートアセテート；エトキシカルボニルイソシアネート；フェニルイソシアネート；アルファメチルベンジルイソシアネート；２−フェニルシクロプロピルイソシアネート；ベンジルイソシアネート；２−エチルフェニルイソシアネート；ベンジルイソシアネート；メタおよびパラ−トリルイソシアネート；２−、３−、または４−ニトロフェニルイソシアネート；２−エトキシフェニルイソシアネート；３−メトキシフェニルイソシアネート；４−メトキシフェニルイソシアネート；エチル４−イソシアネートベンゾエート；２,６−ジメチルフェニルイソシアネート；１−ナフチルイソシアネート；（ナフチル）エチルイソシアネート；およびその他が含まれる。ジイソシアネートの例には、限定するものではないが、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）；トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）の異性体；ジフェニルメタン−４,４’−ジイソシアネート（ＭＤＩ）の異性体；４,４’−メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）Ｈ１２の異性体；テトラ−メチルキシレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）；ヘキサメチレン−１,６−ジイソシアネート（ＨＤＩ）；ナフチレン−１,５−ジイソシアネート；３,３’−ジメトキシ−４,４’−ビフェニルジイソシアネート；３,３’−ジメチルビフェニル−４,４’−ジイソシアネート；フェニレンジイソシアネートの異性体；４,４’−ビフェニルジイソシアネート；トリジンジイソシアネート；２,４,６−トリイソプロピルメタ−フェニレンジイソシアネート；ビス（イソシアネートメチル）ベンゼンの異性体；トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートの異性体；テトラメチレンキシレンジイソシアネートの異性体；４,４’−メチレン−ビス（２,６−ジエチルフェニルイソシアネート）；１,１２−ジイソシアネートドデカン；１,５−ジイソシアネート−２−メチルペンタン；１,４−ジイソシアネートブタン；およびシクロヘキシレンジイソシアネートおよびその異性体が含まれる。ビュウレット、アロファネート、カルボジイミド、ウレトジオン変性イソシアネートは、（II）として使用することができる。トリイソシアネートまたはそれらの同等物の例には、限定するものではないが、ＴＤＩおよびその他のトリメチロールプロパントリマー、ＴＤＩ、ＨＤＩ、ＩＰＤＩ、およびその他のイソシアヌレートトリマー、そしてＴＤＩ、ＨＤＩ、ＩＰＤＩ、およびその他のビュウレットトリマーが含まれる。より高次のイソシアネート官能性の例には、ＴＤＩ／ＨＤＩ、およびその他のコポリマー、並びにＭＤＩオリゴマーが含まれる。
【００６６】
３級アミン化合物は、一般にイソシアネートがアルコールと反応してカルバメート結合を形成する際に触媒として使用されてよい。これには単純なカルバメート、ポリウレタンが含まれてよく、多孔性および／または非多孔性のポリウレタン材料の製造、およびポリウレタンフォームの製造が含まれる。
【００６７】
カルバメートの形成においては、ヒドロキシル化された化合物と反応する任意のイソシアネート化合物が、本発明において有用である。イソシアネート化合物は、脂肪族、芳香族、置換芳香族、ヘテロ芳香族または置換されたヘテロ芳香族であってよい。適切な脂肪族イソシアネートには、限定するものではないが：（Ｃ１〜Ｃ１２）アルキルイソシアネート、置換された（Ｃ１〜Ｃ１２）アルキルイソシアネート、（Ｃ２〜Ｃ１２）アルケニルイソシアネート、置換された（Ｃ２〜Ｃ１２）アルケニルイソシアネート、（Ｃ２〜Ｃ１２）アルキニルイソシアネート、置換された（Ｃ２〜Ｃ１２）アルケニルイソシアネート、（Ｃ７〜Ｃ１２）アラルキルイソシアネート、および置換された（Ｃ７〜Ｃ１２）アラルキルイソシアネートが含まれる。適切なイソシアネートの例には、限定するものではないが：フェニルイソシアネート、ベンジルイソシアネート、メチルイソシアネート、エチルイソシアネート、ブチルイソシアネート、２,６−ジクロロフェニルイソシアネートが含まれる。
【００６８】
本発明において有用なヒドロキシル化された化合物は、ヒドロキシル基を含み、そしてイソシアネート化合物と反応するであろう任意の化合物である。こうしたヒドロキシル化された化合物には、アルコールおよびオキシム化合物が含まれる。本発明において有用な適切なアルコールには、限定するものではないが：（Ｃ１〜Ｃ１２）アルカノール、ハロ（Ｃ１〜Ｃ１２）アルカノール、（Ｃ２〜Ｃ１２）アルケノール、ハロ（Ｃ２〜Ｃ１２）アルケノール、（Ｃ２〜Ｃ１２）アルキノール、ハロ（Ｃ２〜Ｃ１２）アルキノール、（Ｃ１〜Ｃ１２）アラルカノール、ハロ（Ｃ１〜Ｃ１２）アラルカノール、フェノール、置換フェノール、イソチアゾール、置換イソチアゾール、ナフトール、および置換ナフトールが含まれる。適切なアルコールには、限定するものではないが、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ベンジルアルコール、フェネチルアルコール、プロピニルアルコール、ハロプロピニルアルコール、およびアリルアルコールが含まれる。
【００６９】
用語「ポリウレタン」は本願で使用するところでは、２つまたはより多くのイソシアネート基を含有するイソシアネートと、２つまたはより多くの活性水素を含有する化合物、例えばポリオール（ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、グラフトポリオールとしても知られているコポリマーポリオール）、１級および２級アミンで終端されたポリアミンとして知られているポリマーとの反応生成物を指している。これらの反応生成物は一般に当業者には、ポリウレタンおよびポリウレタン（ウレア）として知られている。多孔性および非多孔性フォームを形成するための反応は、任意選択的に発泡剤を含んでいる。ポリウレタンフォームの製造においては、反応は発泡剤を含み、そして界面活性剤、難燃剤、鎖延長剤、架橋剤、接着促進剤、帯電防止剤、耐加水分解安定剤およびＵＶ安定剤、潤滑剤、抗微生物剤、触媒および／または他の特定用途の添加剤といった他の任意選択的な成分を、圧縮または多孔性ポリウレタン材料の製造に使用することができる[「ThePolyurethanes Book」、David RandallおよびSteve Lee編、John Willey & Sons社、２００２年]。本発明の触媒材料は、ワンショット発泡プロセス、準プレポリマープロセス、およびプレポリマープロセスを使用して、可撓性、半可撓性、および剛性フォームを作成するのに特に適している。本発明のポリウレタン製造プロセスは典型的には、例えばポリオール、一般的には約１０から約７００のヒドロキシル数を有するポリオール、有機ポリイソシアネート、発泡剤、および当業者に知られた任意選択的な添加剤、およびその少なくとも１つが主題の３級アミン化合物から選択される１つまたはより多くの触媒の反応を包含している。発泡剤および任意選択的な添加剤としては、可撓性および半可撓性フォームの配合物（以下単に可撓性フォームとして参照する）はまた一般に、例えば水、低沸点有機発泡助剤または任意選択的な非反応性ガス、シリコーン系界面活性剤、任意選択的な触媒、および任意選択的な架橋剤（単数または複数）を含んでいる。剛性フォームの配合物はしばしば発泡のために、低沸点有機材料および水の両方を含有している。
【００７０】
ポリウレタンフォームを作成するための「ワンショット発泡プロセス」は、ポリイソシアネート、有機ポリオール、水、触媒、界面活性剤（単数または複数）、任意選択的な発泡剤およびその他を含む、発泡されたポリウレタン製品を製造するために必要な（または所望とされる）すべての成分が、効率的に混合され、移動するコンベア上または適切な構成の金型内へと注がれ硬化される、１工程のプロセスである[「Chemistryand Technology of Polyols for Polyurethanes」、Mihail Ionescu著、Rapra Technology社（２００５年）]。このワンショットプロセスは、プレポリマープロセスおよび準プレポリマープロセスと対比される[「Flexiblepolyurethane foams」、Ron HerringtonおよびKathy Hock著、Dow Plastics社、１９９７年]。プレポリマープロセスにおいては、今日使用されている殆どのプレポリマーは、イソシアネート末端である。利用可能なヒドロキシル部位のすべてと反応するのにちょうど十分なポリイソシアネートが添加された場合には、正確なプレポリマーが形成される。過剰のまたは残余のイソシアネートモノマーが存在する場合には、生成物は準プレポリマーと呼ばれる。プレポリマーまたは準プレポリマーは最初に、発泡生成成分を何ら含まずに調製される。次の工程において、プレポリマーと水および／またはエチレングリコール、ジエチレングリコール、１,４−ブタンジオールまたはジアミンといった鎖延長剤との、触媒の存在下における反応によって、高分子量のポリウレタン材料が形成される。
【００７１】
式（Ｉ）の３級アミン化合物は、唯一の触媒として、または１つまたはより多くの主題とする他の３級アミン触媒および／またはポリウレタン製造プロセスに有用な他の触媒と組み合わせて使用されてよい。２つまたはより多くの異なる式（Ｉ）の３級アミン化合物はまた、一緒に触媒として使用されてよい。式（Ｉ）の３級アミン化合物（単数または複数）は、すべての必要な成分を含む反応混合物中に、組成物の合計重量に基づいて約０.００５％から約５％；約０.０１％から約３.０％；または約０.０３％から約１.００の量で存在してよい。
【００７２】
ポリウレタンフォームを製造するのに有用な他の触媒には、例えば、３級アミン、有機金属触媒、例えば有機スズ触媒、金属塩触媒、例えばアルカリ金属またはアルカリ土類金属カルボキシレート触媒、他の遅効性触媒、または他の既知のポリウレタン触媒が含まれる。
【００７３】
有機金属触媒または金属塩触媒はまた、ポリウレタンフォーム配合物において使用可能であり、そしてしばしば使用される。例えば可撓性スラブストックフォームについては、一般に好ましい金属塩および有機金属触媒は、オクタン酸第１スズおよびジブチルスズジラウレートのそれぞれである。可撓性の成形フォームについては、例示的な有機金属触媒はジブチルスズジラウレートおよびジブチルスズジアルキルメルカプチドである。剛性のフォームについては、例示的な金属塩および有機金属触媒は酢酸カリウム、オクタン酸カリウム、およびジブチルスズジラウレートのそれぞれである。金属塩または有機金属触媒は通常ポリウレタン配合物において少量、典型的には組成物の合計重量に基づいて１００部当たり約０.００１部（ｐｐｈｐ）から約０.５ｐｈｐｐの量で使用される。
【００７４】
特にワンショット発泡手順によってポリウレタンを作成するための、本発明のプロセスにおいて有用なポリオールは、可撓性スラブストックフォーム、可撓性成形フォーム、半可撓性フォーム、および剛性フォームの調製について、技術の現状において採用されている任意の種類のものである。こうしたポリオールは典型的には雰囲気温度および圧力において液体であり、約１５から約７００の範囲にあるヒドロキシル数を有するポリエーテルポリオールおよびポリエステルポリオールを含んでいる。このヒドロキシル数は可撓性フォームについては好ましくは約２０から約６０の間にあり、半可撓性フォームについては約１００から約３００の間にあり、そして剛性フォームについては約２５０から約７００の間にある。
【００７５】
可撓性フォームについて好ましい官能性、すなわちポリオールの分子当たりのヒドロキシル基の平均数は約２から約４であり、最も好ましくは約２.３から約３.５である。剛性フォームについては、好ましい官能性は約２から約８であり、そして最も好ましくは約３から約５である。
【００７６】
ポリアミンの中では、例えばピペラジン、２,５−ジメチルピペラジン、ビス（４−アミノフェニル）エーテル、１,３−フェニレンジアミン、およびヘキサメチレンジアミンといったジアミンが好ましい。
【００７７】
本発明のプロセスにおいてコポリマーとして単独で、または混合して使用可能な多官能性有機化合物は、以下の非限定的な類の何れかであることができる：
（ａ）ポリヒドロキシアルカンと１つまたはより多くのアルキレンオキシド、例えばエチレンオキシド、プロピレンオキシド、その他との反応から導かれるポリエーテルポリオール；
（ｂ）多官能アルコール、糖アルコール、糖類、および／または多官能アミンの、所望ならば低官能アルコールおよび／またはアミンとの混合物においての、アルキレンオキシド、例えばエチレンオキシド、プロピレンオキシド、その他との反応から導かれるポリエーテルポリオール；
（ｃ）リン酸およびポリリン酸とアルキレンオキシド、例えばエチレンオキシド、プロピレンオキシド、その他との反応から導かれるポリエーテルポリオール；
（ｄ）ポリ芳香族アルコールとアルキレンオキシド、例えばエチレンオキシド、プロピレンオキシド、その他との反応から導かれるポリエーテルポリオール；
（ｅ）テトラヒドロフランの開環重合反応から導かれるポリエーテルポリオール；
（ｆ）アンモニアおよび／またはアミンとアルキレンオキシド、例えばエチレンオキシド、プロピレンオキシド、その他との反応から導かれるポリエーテルポリオール；
（ｇ）多官能性開始剤、例えばジオールと、ヒドロキシカルボン酸またはそのラクトン、例えばヒドロキシルカプロン酸またはε−カプロラクトンとの反応から導かれるポリエステルポリオール；
（ｈ）シュウ酸エステルおよびジアミン、例えばヒドラジン、エチレンジアミン、その他との、直接ポリエーテルポリオール中での反応から導かれるポリオキサメートポリオール；
（ｉ）ジイソシアネートおよびジアミン、例えばヒドラジン、エチレンジアミン、その他との、直接ポリエーテルポリオール中での反応から導かれるポリウレアポリオール。
【００７８】
可撓性フォームについては、ポリヒドロキシアルカンのアルキレンオキシド付加物の好ましい種類は、グリセリン、トリメチロールプロパン、その他のような脂肪族トリオールのエチレンオキシドおよびプロピレンオキシド付加物である。剛性フォームについては、アルキレンオキシド付加物の好ましい類は、アンモニア、トルエンジアミン、スクロース、およびフェノールホルムアルデヒド−アミン樹脂（マンニッヒ塩基）のエチレンオキシドおよびプロピレンオキシド付加物である。
【００７９】
グラフト化ポリオールまたはポリマーポリオールは可撓性フォームの製造において広範囲に使用されており、そして標準的なポリオールと共に、本発明のプロセスにおいて有用なポリオールの好ましい類の１つである。ポリマーポリオールは、例えば上記したポリオールａ）からｅ）において、そしてより好ましくはａ）の類のポリオールにおいて、ポリマーの安定した分散物を含むポリオールである。本発明のプロセスにおいて有用な他のポリマーポリオールは、ポリウレアポリオールおよびポリオキサメートポリオールである。
【００８０】
本発明のポリウレタンフォーム形成プロセスにおいて有用であるポリイソシアネートは、少なくとも２つのイソシアネート基を含む有機化合物であり、そして一般的には任意の既知の芳香族または脂肪族ポリイソシアネートである。適切な有機ポリイソシアネートには、例えばメチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）および２,４−および２,６−トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）のような炭化水素ジイソシアネート（例えばアルキレンジイソシアネートおよびアリーレンジイソシアネート）、並びに既知のトリイソシアネートおよびポリマーＭＤＩまたは粗ＭＤＩとしても知られているポリメチレンポリ（フェニレンイソシアネート）が含まれる。可撓性および半可撓性フォームについては、好ましいイソシアネートは一般に、例えばＴＤＩ組成物の合計重量に基づいて重量比がそれぞれ約８０％および約２０％であり、またそれぞれ約６５％および約３５％である２,４−トルエンジイソシアネートおよび２,６−トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）の混合物；好ましくは組成物の合計重量に基づいて重量比で約８０％のＴＤＩおよび約２０％の粗ポリマーＭＤＩから約５０％のＴＤＩおよび約５０％の粗ポリマーＭＤＩである、ＴＤＩおよびポリマーＭＤＩの混合物；そしてＭＤＩタイプのすべてのポリイソシアネートである。剛性フォームについては、好ましいイソシアネートは例えば、ＭＤＩタイプのポリイソシアネートおよび好ましくは粗ポリマーＭＤＩである。
【００８１】
フォーム配合物に含まれ、配合物中の他の材料の量に対して使用されるポリイソシアネートの量は、「イソシアネートインデックス」に関して説明される。「イソシアネートインデックス」は、使用されるポリイソシアネートの実際の量を反応混合物中のすべての活性水素と反応するのに必要とされるポリイソシアネートの理論的に必要な化学量論量で割り、１００を掛けたものを意味する[Ｏｅｒｔｅｌ著「Polyurethane Handbook」、Hanser Publishers社、ニューヨーク州ニューヨーク（１９８５年）を参照]。本発明のプロセスにおいて使用される反応混合物におけるイソシアネートインデックスは一般に、６０および１４０の間にある。より普通には、イソシアネートインデックスは：可撓性ＴＤＩフォームについては典型的には８５および１２０の間；成形ＴＤＩフォームについては、通常は９０および１０５の間；成形ＭＤＩフォームについては、殆どの場合に７０および９０の間；そして剛性ＭＤＩフォームについては、一般に９０および１３０の間である。ポリイソシアヌレート剛性フォームの幾つかの例は、２５０〜４００のような高いインデックスにおいて生成される。
【００８２】
可撓性および剛性フォームの両方において、水はしばしば反応性発泡剤として使用される。可撓性スラブストックフォームの製造において、水は一般的に、例えばポリオールブレンドの１００部当たり２部から６.５部（ｐｐｈｐ）の間、そしてより多くの場合にはポリオールブレンドの３.５から５.５ｐｐｈｐの間の濃度において使用することができる。ＴＤＩ成形フォームについての水のレベルは通常、例えばポリオールブレンドの３から４.５ｐｐｈｐの範囲にある。ＭＤＩ成形フォームについては、水のレベルは例えば、より通常では２.５および５ｐｐｈｐの間にある。剛性フォームでの水のレベルは、例えば、ポリオールブレンドの０.５から５ｐｐｈｐの範囲にあり、そしてより多くの場合には０.５から２ｐｐｈｐの範囲にある。揮発性炭化水素またはハロゲン化炭化水素および他の非反応性ガスに基づく発泡剤のような物理的発泡剤もまた、本発明によるポリウレタンフォームの製造に使用することができる。製造された剛性の絶縁フォームのかなりの部分は揮発性炭化水素またはハロゲン化炭化水素で膨らませられるものであり、そして好ましい発泡剤はヒドロクロロフルオロカーボン（ＨＣＦＣ）および揮発性炭化水素のペンタンおよびシクロペンタンである。可撓性スラブストックフォームの製造においては、水が主たる発泡剤である；しかしながら、他の発泡剤を発泡助剤として使用することができる。可撓性スラブストックフォームについては、好ましい発泡助剤は二酸化炭素およびジクロロメタン（塩化メチレン）である。例えばクロロフルオロカーボン（ＣＦＣ）およびトリクロロモノフルオロメタン（ＣＦＣ−１１）のような、他の発泡剤もまた使用してよい。
【００８３】
可撓性の成形フォームは典型的には、不活性の発泡助剤を使用せず、どのような場合であっても、取り入れる発泡助剤はスラブストックフォームよりも少ない。しかしながら、幾つかの成形技術の場合には、二酸化炭素を使用することに対する非常な関心がある。ＭＤＩ成形フォームは、アジアおよび幾つかの発展途上国において、塩化メチレン、ＣＦＣ−１１および他の発泡剤を使用している。当業者により認識されるように、発泡剤の量は、所望とされるフォーム密度およびフォーム硬度にしたがって変化する。使用される場合、炭化水素タイプの発泡剤の量は、例えば痕跡量からポリオールブレンドの１００部当たり約５０部（ｐｐｈｐ）まで変化し、そしてＣＯ２は例えばポリオールブレンドの約１から約１０ｐｐｈｐまで変化する。
【００８４】
架橋剤もまた、ポリウレタンフォームの製造において使用してよい。架橋剤は典型的には小さな分子である；通常は３５０未満の分子量であり、イソシアネートとの反応のために活性水素を含有している。架橋剤の官能性は３より大きく、そして好ましくは３および５の間にある。使用される架橋剤の量は、ポリオールブレンドに基づいて約０.１ｐｐｈｐおよび約２０ｐｐｈｐの間で変化することができ、そして使用量は、必要とされるフォームの安定性またはフォームの硬度を達成するように調節される。架橋剤の例には、グリセリン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、およびテトラヒドロキシエチルエチレンジアミンが含まれる。
【００８５】
本発明のプロセスにおいて使用されてよいシリコーン系界面活性剤には、例えば「加水分解性」ポリシロキサン−ポリオキシアルキレンブロックコポリマー、「非加水分解性」ポリシロキサン−ポリオキシアルキレンブロックコポリマー、シアノアルキルポリシロキサン、アルキルポリシロキサン、およびポリジメチルシロキサンオイルが含まれる。使用されるシリコーン系界面活性剤の種類および必要とされる量は、当業者に認識されるように、製造されるフォームの種類に依存している。シリコーン系界面活性剤は、そのままで、またはグリコールのような溶媒に溶解して使用することができる。可撓性スラブストックフォームについては、反応混合物は通常、約０.１から約６ｐｐｈｐの、そしてより多くの場合には約０.７から約２.５ｐｐｈｐのシリコーン系界面活性剤を含んでいる。可撓性の成形フォームについては、反応混合物は通常、約０.１から約５ｐｐｈｐの、そしてより多くの場合には約０.５から約２.５ｐｐｈｐのシリコーン系界面活性剤を含んでいる。剛性のフォームについては、反応混合物は通常、約０.１から約５ｐｐｈｐの、そしてより多くの場合には約０.５から約３.５ｐｐｈｐのシリコーン系界面活性剤を含んでいる。使用量は、必要とされるフォームの気泡構造およびフォームの安定性を達成するように調節される。
【００８６】
ポリウレタンの製造について有用な温度は、当業者によって十分に理解されているように、フォームの種類および製造に使用される特定のプロセスに応じて変動する。可撓性スラブストックフォームは通常、反応物質を一般的には約２０℃および約４０℃の間にある雰囲気温度において混合することによって製造される。その上でフォームが持ち上がり硬化されるコンベアは本質的に雰囲気温度にあり、この温度は、フォームが作成される地理的領域および季節に応じて非常に大きく変動しうる。可撓性成形フォームは通常、約２０℃および約３０℃の間、そしてより多くの場合には約２０℃および約２５℃の間の温度において、反応物質を混合することによって製造される。混合された出発材料は金型へと、典型的には注入によって供給される。金型は好ましくは約２０℃および約７０℃の間、そしてより多くの場合には約４０℃および約６５℃の間の温度に加熱される。噴霧される剛性フォームの出発材料は、雰囲気温度において混合され噴霧される。成形される剛性フォームの出発材料は、約２０℃から約３５℃の範囲にある温度において混合される。本発明にしたがって可撓性スラブストックフォーム、成形フォーム、および剛性フォームを製造するために使用される好ましいプロセスは、出発材料が１工程で混合され反応される「ワンショット」プロセスである。
【実施例】
【００８７】
本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によって規定されるものであるが、以下の実施例は本発明の特定の側面を説明するものであり、そしてより特定的には、評価方法について説明する。これらの実施例は例示的な目的で提示されるものであり、本発明に対する限定として解釈されてはならない。
【００８８】
３級アミン触媒の調製
【００８９】
例示的な触媒の調製のための原材料である固体のＲＺＥＴＡ登録商標１,４−ジアザビシクロ[２.２.２]オクタン−２−イル）メタノール（ＣＡＳ：７６９５０−４３−１）は、東ソー株式会社から入手可能である。この原材料１,４−ジアザビシクロ[２.２.２]オクタン−２−イル）メタノールは、１,５−ジアザビシクロ[３.２.２]ノナン−３−オルを〜１０％の痕跡量で含有する可能性がある。
【００９０】
実施例１
【００９１】
３級アミン触媒１の調製
【００９２】
７.５４５ｇの固体のＲＺＥＴＡ登録商標（５３.０６ｍｍｏｌ）をトルエン（２５ｍＬ）中に５０℃で溶解した。窒素雰囲気下でこの混合物にイソホロンジイソシアネート（５.８５０ｇ、２６.３ｍｍｏｌ）を連続的に滴下して添加し、そして反応温度を５０℃未満に保持して激しく攪拌した。この反応混合物を７０℃において２時間にわたり攪拌した。反応混合物を室温まで冷却した。混合物をアセトンを用いて丸底フラスコに移し、そして８０℃においてロータリーエバポレータ上で溶媒を減圧下に除去して、１３.７ｇの白色パウダーを得た。得られた３級アミン触媒１の構造を付加的な精製なしに、ポリウレタンフォームの調製に使用した。
【００９３】
実施例２
【００９４】
３級アミン触媒２の調製
マグネティックスターラーおよび温度計を装着した３口丸底フラスコに、窒素雰囲気下でＩＰＤＩ（５.９１３ｇ、２６.５９ｍｍｏｌ）を仕込んだ。３.７８５ｍｇの固体のＲＺＥＴＡ登録商標（２６.６２ｍｍｏｌ）を、窒素雰囲気下で室温においてトルエン（８ｍＬ）中に溶解した。ＲＺＥＴＡ登録商標溶液をＩＰＤＩ溶液に対して、室温において窒素雰囲気下で、強く混合しながらシリンジを介してゆっくりと添加した。反応混合物の温度は４０℃未満に保持した。反応混合物は室温で一晩攪拌した。２−[２−（ジメチルアミノ）エトキシ]エタノール（３.５７７ｇ、２６.８５ｍｍｏｌ）をこの混合物に添加し、その混合物を７０℃においてさらに２時間にわたって攪拌した。他の溶媒としてアセトンを用いながら混合物を１口丸底フラスコに移し、そしてその後、減圧下にすべての溶媒を除去してシロップ状の生成物を得た。
【００９５】
実施例３
【００９６】
３級アミン触媒３の調製
【００９７】
ＲＺＥＴＡ登録商標溶液および２−[２−（ジメチルアミノ）エトキシ]エタノールの添加順序を変更することにより、実施例２と同様にして触媒３を調製した。かくして最初にＲＺＥＴＡ登録商標のトルエン溶液をＩＰＤＩに添加し、そして次に２−[２−（ジメチルアミノ）エトキシ]エタノールを反応混合物に添加した。
【００９８】
実施例４
【００９９】
触媒４は、固体のＲＺＥＴＡ登録商標およびヘキサメチレンジイソシアネートから出発して、実施例１と同様にして調製した。
【０１００】
実施例５
【０１０１】
触媒５は、ヘキサメチレンジイソシアネートをＩＰＤＩの代わりに使用することにより、実施例２と同様にして調製した。
【０１０２】
３級触媒溶液の調製
【０１０３】
３級触媒（実施例１〜５）および固体のＲＺＥＴＡ登録商標を水に溶解して３３.３重量％の水溶液を得た。
【０１０４】
ポリウレタンフォームを以下の手順にしたがって調製した。ポリエーテルポリオール（Ｈｙｐｅｒｌｉｔｅ登録商標１６２９）、コポリマーポリオール（Ｈｙｐｅｒｌｉｔｅ登録商標１６５１）、架橋剤（ジエタノールアミンまたはＤＥＯＡの９０重量％水溶液）、シリコーン安定剤（Ｎｉａｘ登録商標Ｌ−３５５５）、および水のプレミックスを、表１にしたがって調製した（重量部）。このプレミックスから、各々が３１６.１１ｇの類似した６つのバッチを適切な混合用プラスチック容器に量り取り、ＲＺＥＴＡ登録商標の３３.３％水溶液３.３０ｇ（参照組成物１）および対応する３級アミン触媒（組成物２〜６）を対応させて添加して、６つのポリオールブレンドを得た（表１）。このポリオールブレンドは、リング付きのプロペラスターラーを３０００ｒｐｍで用いて、板紙のカップ内で３０秒間にわたり完全に混合した。Ｓｃｕｒａｎａｔｅ  Ｔ８０イソシアネート（ＴＤＩ、ＮＣＯ含有量は４８.１％）を添加し、反応混合物を４〜６秒間にわたり混合した。この反応混合物を３０×３０×１０ｃｍのアルミニウム金型に注入し、そして金型は直ちに閉じた。金型の蓋の４隅には、直径０.４ｍｍの４つのベント開口が設けられていた。フォームは６分後に脱型した。金型温度は温水を循環させたサーモスタットを介して６５℃に制御した。剥離剤としてＰｕｒａ  １７０５を使用した。
【０１０５】
フォームの物理的特徴は以下のようにして評価した：
2021533208.tif 000080
【０１０６】
ＲＺＥＴＡ登録商標および実施例１〜５からのアミン触媒を水に溶解して、それぞれ３３.３重量％の水溶液を得た。これらの水溶液を使用してポリウレタンフォーム（表１）を作成した。組成物１は比較例であり、東ソー株式会社から入手可能なＲＺＥＴＡ登録商標を購入したまま状態で使用した。組成物２〜６は、本発明の技術の側面および実施形態による３級アミン化合物（実施例１から５）を用いた。
【化７８】
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【化７９】
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【化８０】
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【化８１】
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【化８２】
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フォームの種々の性質を評価した。これらの性質は表１の下部に示されている。
【表１】
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【０１０７】
表１の下部に示されているように、実施例１から５の触媒で生成されたフォームの性質は、市販の触媒を用いたフォームと同等か、またはそれより良好である。実施例１からのアミン触媒は、熱間ＩＬＤおよびＩＬＤによって示されているように、組成物１における最新技術の比較触媒ＲＺＥＴＡ登録商標によって作成されたフォームよりも、良好な重合性をも備えたフォームをもたらした。組成物３〜６はまた一般に、適切な出口時間および同等の熱間ＩＬＤ、ＩＬＤおよび圧潰力の値を示した。
【０１０８】
上記に説明してきたところは、本願明細書の例を含んでいる。本願の明細書を記載する目的について、成分のすべての想定可能な組み合わせまたは方法手段について説明することはもちろん不可能であるが、しかし当業者であれば、本願の明細書の多くの別の組み合わせおよび置き換えが可能であることを認識しうるであろう。したがって、本願明細書は、添付の特許請求の範囲の思想および範疇に含まれる、すべてのそうした変更、修正、および変形を包含することを意図したものである。さらにまた、詳細な説明および特許請求の範囲のいずれかにおいて用語「包含する」が使用される限りにおいて、こうした用語は、「含む」が特許請求の範囲において遷移語として用いられた場合に解釈されるように、「含む」という用語と類似した仕方で包括的であることを意図したものである。
【０１０９】
以上の説明は、３級アミン化合物、およびかかる化合物を触媒として使用して与えられるフォームの、種々の非限定的な実施形態を確認している。この技術の当業者および本発明を作成および使用する者には、修正が想起される可能性がある。開示された実施形態は単に例示を目的としたものであり、本発明の範囲または特許請求の範囲に記載された主題を限定することを意図したものではない。
【国際調査報告】
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