[发明专利]作为用于聚氨酯组合物的催化剂的金属络合化合物

说明书

技术领域

本发明涉及聚氨酯组合物以及用于聚氨酯组合物的催化剂的领域。

背景技术

聚氨酯组合物长期已知并且用于许多范围。在学术界中通常分为单组分和双组分聚氨酯组合物。单组分聚氨酯组合物在空气水分的影响下固化。双组分聚氨酯组合物包含作为第二组分的固化剂组分，所述固化剂组分主要包含多胺和/或多元醇。在两种情况下均使用含异氰酸酯基团的化合物或预聚物。

为了加速固化加入催化剂。虽然已知大量聚氨酯催化剂，但是大部分聚氨酯催化剂在氨基甲酸酯化反应(即醇的OH-基团与异氰酸酯基团的反应)方面不是特别选择性的，而是或多或少地也催化异氰酸酯基团的其它反应，例如脲基甲酸酯的形成和缩二脲的形成或环三聚。特别地，氨基甲酸酯化反应通常与异氰酸酯基团和水的反应竞争，异氰酸酯基团和水的反应造成脲基并且释放气态二氧化碳。对于许多聚氨酯组合物，特别是对于其作为粘合剂和密封剂、涂料或浇铸树脂的用途而言，所述副反应是干扰性的，因为所述副反应在固化时造成气泡形成并且因此造成更差的形状稳定性、更弱的粘附性、更低的机械强度、不满意的外观以及过低的可再现结果。对气泡形成负责的水源自组合物成分(特别是多元醇和填料)的残余水含量，所述成分即使在干燥过程之后仍然或多或少地湿润并且通常具有0.01至0.5重量％的残余水含量；或者源自环境水分，所述环境水分通过从空气或基材中扩散从而渗透进入组合物，这特别在高的空气湿度、多孔基材和/或亲水多元醇(例如实践中经常使用的聚醚多元醇)的情况下出现。正是实践中通常使用的胺催化剂(例如三元胺)和锡催化剂(例如羧酸二烷基锡)经常造成明显的气泡形成。聚氨酯组合物中的残余水含量还造成水解敏感的催化剂(例如羧酸铋)在组合物使用之前更长的保存(储存)时失活，这不利地影响固化速度和机械性能。此外，对于一些已知的催化剂(例如羧酸二烷基锡)，经固化组合物在热负荷下的耐受性不足，其中催化剂造成分子量下降，即解聚，并且损失机械强度。此外，许多已知的催化剂在室温下为固体并且在聚氨酯起始材料或增塑剂中难以溶解，使得为了其在室温下固化的组合物中的应用必须使用有机溶剂。最后，一些已知的催化剂，特别是基于重金属化合物的那些，具有毒性危险。

US2010/0069575公开了使用不具有聚醚结构单元的单官能的1,3-酮酰胺作为用于铜(II)催化的不饱和聚酯树脂的抑制剂。US6,734,268特别描述了使用1,3-酮酰胺(通常也包括聚醚类型)作为用于金属盐催化的自由基固化的粘合剂(特别是基于(甲基)丙烯酸酯的粘合剂)的“解络剂”。作为合适的金属盐，提及源自铜、钒、铬、钌、铁、锰、镍、锑和钯的金属盐。所述金属盐与配体(例如胺、醇盐等)络合并且用解络剂活化从而促进固化。作为实例，提及1-乙酰基乙酰苯胺作为用于溴化铜(II)和N,N-二甲基丙烯酰胺的络合物的解络剂。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述缺点。特别地，本发明的目的在于提供催化剂，所述催化剂造成如下性质的改进或如下性质的协调。

所述催化剂的特征应当在于在氨基甲酸酯化反应(即醇的OH-基团与异氰酸酯基团的反应)方面的高的催化活性和选择性，并且能够实现由多官能醇(多元醇)和多异氰酸酯迅速地和尽可能少受水分影响地构建机械性能高的聚氨酯聚合物。此外，所述催化剂应当具有足够的耐水解性，以在常规储存条件(即室温或略微升高的温度)下在数月之内保持在含残余水的多元醇组合物中而无剧烈的活性损失。此外，所述催化剂应当尽可能少地降低经固化的聚氨酯聚合物的耐热性。此外，所述催化剂应当在室温或略微升高的温度下为液体或在聚氨酯起始材料或增塑剂中良好溶解，以便其可以以简单的方式用在在室温下固化的无溶剂体系中。最后，所述催化剂应当具有尽可能低的毒性。

目前已经出人意料地发现根据权利要求1的具有期望性质的新型金属络合化合物。所述新型金属络合化合物具有式M_k(L)_x(Y)_kz-nx，其中M表示z-价金属阳离子，其选自过渡金属或第13至15族金属主族元素的金属阳离子和氧合金属阳离子，k表示1至20的整数，x表示1、2、3或4，z表示2、3或4，n表示1、2或3，Y表示带一个负电荷的配体并且L表示式(I)的配体，

其中R¹和R²彼此独立地表示氢基、具有1至10个碳原子的一价饱和或不饱和的烃基，或者一起表示具有3至6个碳原子的二价亚烷基，