[发明专利]新型锆化合物、催化剂及其用于制造聚氨酯的用途

说明书

本发明涉及一种包括锆螯合物的新型催化剂及其催化含异氰酸酯化合物与醇或胺的反应以形成聚氨酯或聚脲的用途。

典型地通过在有机金属催化剂的存在下使多异氰酸酯化合物与多元醇反应制备聚氨酯。用于制造聚氨酯的催化剂通常基于锡化合物如二月桂酸二丁基锡或汞组分如新癸酸苯基汞。近年来使用了基于钛或镍之类金属的化合物。

WO 2004/044027描述了钛、锆、铪、铁(III)、钴(III)或铝的化合物。这些化合物具有RO-M(L¹)_x(L²)_y(L³)_z的通式，其中R为烷基或羟基烷基、羟基烷氧基烷基或(羟基)聚氧烷基并且L¹至L³中至多2个可以表示乙酰乙酸的酰胺。这些化合物具有单个不稳定-OR配体并且被认为通过置换OR基，在有机金属组合物的不稳定位置上交换或插入多元醇或异氰酸酯而起固化催化剂的作用。

US-A-5846897公开了催化异氰酸酯-醇反应的具有二酮或乙酰乙酸烷基酯的锆化合物，所述化合物的化学结构为：Me(X1，X2，X3，X4)，其中Me为锆(Zr)或铪(Hf)并且X1、X2、X3和X4相同或不同且选自二酮和乙酰乙酸烷基酯，其结构为：R₁COCH₂COR₂和R₁OCOCH₂COR₂，其中R₁和R₂各自为直链或支链C₁-C₂₀烃并且X1、X2、X3和X4中的至少一个为具有结构(II)的二酮，其中R₁+R₂中的碳总数为至少4。Patil等(J.Mater.Chem.2003，13，2177-2184)使用二(异丙醇根)二(N，N-二乙基乙酰乙酰胺根)合锆作为二氧化锆有机金属化学气相沉积的前体。

本发明的一个目的是提供一种用于制备聚氨酯的可供选择的催化剂。

该催化剂具有通式Zr(L)(A¹)(A²)(A³)，其中L表示酮酰胺配体，A¹、A²和A³可以相同或不同且各自表示衍生自选自如下组的化合物的配体：醇、多元醇、乙酰乙酸烷基酯、二酮、酮酰胺、羧酸或其酯、烷醇胺、磷酸酯和磺酸或其酯；条件是：

(i)A¹、A²和A³中没有一个表示配体-OR，其中R为烷基或羟基烷基、羟基烷氧基烷基或(羟基)聚氧烷基((hydroxyl)polyoxyalkylgroup)，或者

(ii)A¹、A²和A³中至少两个表示配体-OR，其中R为烷基或羟基烷基、羟基烷氧基烷基或(羟基)聚氧烷基。

在本说明书中，我们提到“衍生自化合物的配体”的意义是配体由该化合物与锆化合物的反应而形成，所述反应形成所要保护的催化剂或其前体。因此，例如，衍生自醇ROH的配体以醇根RO-的形式存在于催化剂中，和衍生自羧酸RCOOH的配体以羧酸根RCOO-的形式存在于催化剂中。因此本领域技术人员应当理解所指的形成配体L或A的化合物将以它们的已反应形式且通常不以该化合物的未反应形式存在于催化剂中。在此大部分形成配体的化合物通过反应性-OH与锆化合物反应以在催化剂中形成-O-Zr-键。

酮酰胺配体L衍生自通式1所示通用结构的酮酰胺，其被认为通过通式1’所示的其“烯醇”形式与烷氧基锆或卤代烷氧基锆反应，以形成配体R¹R²COCR³CR⁴O-。

         通式1                                              通式1’