[发明专利]一种用于聚氨酯合成反应的双金属催化剂及其聚氨酯组合物和制备方法与应用

说明书

本发明涉及新材料技术领域，公开了一种用于聚氨酯合成反应的双金属催化剂及其聚氨酯组合物和制备方法与应用。其中，双金属催化剂的结构如式(1)所示。双金属催化剂的制备方法包括以下步骤：步骤1)在反应器中加入原料A和有机溶剂，氮气氛围保护加热恒温至45～50℃；步骤2)将金属醇盐溶液滴加入原料A溶液中回流反应；步骤3)产物经减压蒸馏，将蒸馏剩余物冷却、萃取等得到双金属催化剂。本发明双金属催化剂显著减少聚氨酯材料合成反应过程中出现气泡、鳞片、鼓泡等不良现象，降低聚氨酯制品的废品率；缩短聚氨酯材料脱模时间，提高生产效率；可用于合成聚氨酯材料的各种应用领域，包含弹性体、涂料、胶粘剂、密封胶、泡沫等。

技术领域

本发明涉及新材料技术领域，具体涉及一种用于聚氨酯合成反应的双金属催化剂及其聚氨酯组合物和制备方法与应用。

背景技术

聚氨酯高分子材料制品应用广泛，目前我国已成为全球最大的聚氨酯生产基地，聚氨酯材料应用发展迅速。基于低碳低能耗、环保安全和产品性能的优势，聚氨酯材料合成过程中采用中常温固化组合料式半预聚体法生产工艺，具有配比接近、工艺易控、配方灵活质量稳定、低能耗高效率的显著优势。该工艺合成加工过程中需要使用催化剂来实现适当的凝胶时间和更快的熟化时间。

该工艺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。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。另一方面，有机铋锌催化剂对聚氨酯材料固化后期的反应催化作用明显减弱，导致材料脱模时间长、生产效率低。

现有技术公开了一种反应型低挥发β二羰基配位金属催化剂及其制备方法。该催化剂分子结构中含有的羟基可与聚氨酯主反应物质异氰酸酯发生化学反应，可嵌入到高分子链段上，在成型的高聚物材料中不呈游离态，不会因游离形式的催化剂的存在而影响高聚物材料的挥发性物质含量超标。

发明内容

针对上述现有的技术问题，本发明提供一种用于聚氨酯合成反应的双金属催化剂及其制备方法；

本发明的另一目的在于提供一种使用所述双金属催化剂制备聚氨酯组合物的方法及其聚氨酯组合物。

本发明的另一目的在于提供一种用于聚氨酯合成反应的双金属催化剂的应用。

本发明通过以下技术方案：

一种用于聚氨酯合成反应的双金属催化剂，其结构式如式(1)所示：

式中，R₁为C3烷基；

R₂和R₃相同或不同，包括C1-C20烷基、烷氧基或芳烷基取代烷基；

R₄为C2-C3烷基；

n₁为2～3；

n₂为1～4；

m为0～2；

Me₁选自以下的金属离子：Bi、Zn、Fe或Ni；

Me₂选自以下的金属离子：Ti、Al、Mg或Li。

优选地，式(1)中，

R₁为C3异构烷基；

R₂为-CH₃、R₃为-O-C₂H₅；

R₄为C3异构烷基；