[发明专利]低聚配位杂合有机金属催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种低聚配位杂合有机金属催化剂及其制备方法与应用。本发明的低聚配位杂合有机金属催化剂具有以下结构[A‑Me₁‑A‑B‑Me₂]_n；其中：A为环戊烃基C₅H₅‑；Me₁、Me₂分别是选自以下的金属离子：Ca、Ce、Fe、Ni、Ti、Bi、Zn；n大于1；B为‑RCOO^—。本发明催化剂可用于聚氨酯材料的各种领域，包含非泡沫聚氨酯(CASE)、软泡沫、硬泡沫、复合材料等。本发明催化剂绿色环保，不含剧毒重金属，同时具有很强的靶向催化特性，对水分和异氰酸酯的反应催化活性低，可更好地解决聚氨酯制品出现的气泡、鳞片、鼓包等现象，大大减少废品率。

技术领域

本发明涉及催化剂领域，特别是涉及一种用于聚氨酯加工的低聚配位杂合有机金属催化剂。

背景技术

聚氨酯制品应用广泛，为了制得无气泡聚氨酯制品，延长聚氨酯树脂在模具内的流动时间同时加快后熟化速率，加工过程中需要使用催化剂来延缓凝胶，传统方法中使用效果最好的催化剂是有机重金属汞、铅类催化剂，以及新兴的有机铋锌催化剂；但是有机金属汞、铅类催化剂有剧毒，容易污染环境，使用时需要防护，比较繁琐，对人员有潜在伤害；而有机铋锌催化剂对水分和异氰酸酯的反应仍然有较强的催化作用，导致聚氨酯制品易出现气泡、鳞片、鼓泡等不良现象，废品率高。

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种低聚配位杂合有机金属催化剂。

发明内容

本发明的低聚配位杂合有机金属催化剂是二茂金属酸与无机金属盐的反应产物，其通式如下所示：

[A-Me₁-A-B-Me₂]_n；

其中：

A为环戊烃基C₅H₅-；

Me₁ 、Me₂分别是选自以下的金属离子：Ca、Ce、Fe、Ni、Ti、Bi、Zn；

n大于 1；

B为-RCOO^—。

在一些实施方案中，本发明的低聚配位杂合有机金属催化剂具有如下结构，

，

其中：Me₁ 、Me₂分别是选自以下的金属离子：Ca、Ce、Fe、Ni、Ti、Bi、Zn；n为2至50的自然数。本领域技术人员可以理解，本发明所述的催化剂可以为不同低聚程度的低聚物的混合物。

优选地，在一些实施方案中，Me₁为Ni离子或Fe离子，Me₂为Zn 离子、Bi离子或 Ce离子。

本发明还提供了上文所述的有机金属催化剂的制备方法，包括如下步骤：

1.用环戊二烯和氢氧化钠在四氢呋喃（THF）中反应1-2小时，生成环戊二烯钠，再加入金属氯化物进行置换反应，70-80℃条件下反应2小时，随后在68-72℃条件下，保持2-3小时，用减压旋蒸器除去THF，得二茂金属；

2.将所得二茂金属与丁基锂反应，并向反应体系通入二氧化碳气体，回流条件下保持2-3小时，反应温度保持70-80℃，所得产物在水中水解既得二茂金属酸；

3.加入无机金属盐，保持在60-70℃条件下反应1-2小时后，用静置分层的方法除去水相产物，收集金属化合物；用水反复多次洗涤反应产物，以除去残留的可溶性无机金属盐类；