Синтез и применение композиций металлосодержащих полиэдрических олигомерных силсесквиоксановых катализаторов - RU2016120766A

1. Способ получения полиуретанового материала, включающий следующие стадии:

подготовку, по меньшей мере, одного изоцианата;

подготовку, по меньшей мере, одного активного по отношению к изоцианату компонента;

подготовку каталитической композиции, включающей металлосодержащие полиэдрические олигомерные силсесквиоксановые (POMS) соединения, где:

указанные POMS-соединения являются продуктами реакции алкоксидов металлов и силсесквиоксановых силанолов, в частности, силсесквиоксановых трисиланолов, соответствующих структуре [2], и

количество эквивалентов используемых силсесквиоксановых силанолов больше, чем количество эквивалентов алкоксидов металлов, используемых для взаимодействия с указанными силсесквиоксановыми силанолами,

R выбран из алкильной группы, преимущественно, линейной, разветвленной или циклической алифатической группы, предпочтительно, содержащей от 1 до 20 атомов углерода, наиболее предпочтительно, из изо- или н-бутильной группы либо из изо- или н-октильной группы,

смешивание и взаимодействие указанного, по меньшей мере, одного изоцианата, по меньшей мере, одного активного по отношению к изоцианату компонента и указанной каталитической композиции с получением указанного полиуретанового материала.

2. Способ по п. 1, где металл в алкоксиде металла в каталитической композиции представляет собой металл со степенью координации 4 и/или 5, который выбран из s-, p-, d-, f-, блокирующих металлов, более предпочтительно, указанный металл выбран из Ti, Zr, B, Al и Sn, наиболее предпочтительно, металлическим алкоксидным соединением является тетраалкоксид титана Ti(OR)₄.

3. Способ по любому из пп. 1 и 2, где отношение количества эквивалентов силсесквиоксановых силанолов, в частности, силсесквиоксановых трисиланолов к количеству эквивалентов алкоксидов металлов находится в диапазоне от 1,5:1 до 2:1.

4. Способ по любому из пп. 1-3, где каталитическая композиция представляет собой смесь, содержащую следующие промежуточные структуры POMS [8], [9], [10] и [11] в динамическом равновесии:

где R выбран из алкильной группы, преимущественно, линейной, разветвленной или циклической алифатической группы, предпочтительно, содержащей от 1 до 20 атомов углерода, наиболее предпочтительно, из изо- или н-бутильной группы либо из изо- или н-октильной группы.

5. Способ по любому из пп. 1-4, где указанный металлосодержащий полиэдрический олигомерный силсесквиоксан включен в активный по отношению к изоцианату компонент перед смешиванием указанного, по меньшей мере, одного изоцианата, по меньшей мере, одного активного по отношению к изоцианату компонента и указанной каталитической композиции.

6. Способ по любому из пп. 1-5, где активный по отношению к изоцианату компонент выбран из моноолов и/или полиолов, таких как гликоли, высокомолекулярные простыех полиэфирполиолы и сложные полиэфирполиолы, из меркаптанов, карбоновых кислот, таких как многоосновные кислоты, из аминов, полиаминов, компонентов, содержащих, по меньшей мере, одну спиртовую группу и, по меньшей мере, одну аминовую группу, таких как полиаминовые полиолы, из мочевины и амидов.

7. Способ по любому из пп. 1-6, где активный по отношению к изоцианату компонент выбран из моноолов или полиолов, имеющих среднюю номинальную гидроксильную функциональность 1-8 и среднюю молекулярную массу 32-8000, и смесей указанных моноолов и/или полиолов.

8. Способ по любому из пп. 1-7, где активный по отношению к изоцианату компонент выбран из моноолов, которые выбирают из метанола, этанола, пропанола, бутанола, фенола, циклогексанола и углеводородных моноолов, имеющих среднюю молекулярную массу 200-5000, таких как алифатические моноолы и моноолы простых полиэфиров, и/или из полиолов, которые выбирают из этиленгликоля, диэтиленгликоля, триэтиленгликоля, пропиленгликоля, дипропиленгликоля, трипропиленгликоля, триметилолпропана, сорбита, сахарозы, глицерина, этандиола, пропандиола, бутандиола, пентандиола, гександиола, ароматических и/или алифатических полиолов, имеющих молекулярную массу вплоть до 8000, предпочтительно, 200-6000, сложных полиэфирполиолов, имеющих среднюю молекулярную массу 200-8000 и, предпочтительно, 200-6000, смешанных сложных и простых полиэфирполиолов, имеющих среднюю молекулярную массу 200-8000 и, предпочтительно, 200-6000 и простых полиэфирполиолов, имеющих среднюю молекулярную массу 200-8000 и, предпочтительно 200-6000.

9. Способ по любому из пп. 1-8, где смешивание указанного, по меньшей мере, одного изоцианата, по меньшей мере, одного активного по отношению к изоцианату компонента и указанной каталитической композиции проводят при температуре в диапазоне от -10°C до +25°C.

10. Способ по любому из пп. 1-9, где указанную смесь указанного, по меньшей мере, одного изоцианата, по меньшей мере, одного активного по отношению к изоцианату компонента и металлосодержащего полиэдрического олигомерного силсесквиоксана доводят до температуры от 25°C до 200°C для инициирования реакции указанного, по меньшей мере, одного изоцианата, по меньшей мере, одного активного по отношению к изоцианату компонента и указанной каталитической композиции.

11. Способ по любому из пп. 1-10, где к указанной смеси указанного, по меньшей мере, одного изоцианата, по меньшей мере, одного активного по отношению к изоцианату компонента и указанной каталитической композиции добавляют, по меньшей мере, один катализатор гелеобразования.

12. Способ по любому из пп. 1-11, где к указанной смеси указанного, по меньшей мере, одного изоцианата, по меньшей мере, одного активного по отношению к изоцианату компонента и указанной каталитической композиции добавляют, по меньшей мере, один вспенивающий катализатор.

13. Способ по любому из пп. 1-12, где концентрация указанного металлосодержащего полиэдрического олигомерного силсесквиоксана в указанной смеси указанного, по меньшей мере, одного изоцианата, по меньшей мере, одного активного по отношению к изоцианату компонента и указанной каталитической композиции меньше или равна 10 мМ.

14. Реакционноспособная композиция, включающая:

по меньшей мере, одно изоцианатное соединение;

по меньшей мере, один активный по отношению к изоцианату компонент;

каталитическую композицию по любому из пп. 1-4.

15. Полиуретановый материал, который может быть получен одним из способов по пп. 1-13.