Композиции полимочевины и способы их использования

Композиции полимочевины и способы их использования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к композициям полимочевины и способам использования композиций полимочевины.

Уровень техники

Серосодержащие полимеры с концевыми тиольными группами, как известно, хорошо пригодны для использования в различных применениях, таких как композиции герметиков для аэрокосмической промышленности, по большей части, благодаря их топливостойкости. Другие желаемые свойства для композиций герметиков для аэрокосмической промышленности включают, среди прочего, низкотемпературную гибкость, короткое время отверждения (время, необходимое для достижения заданной прочности) и стойкость при повышенных температурах. Композиции герметиков демонстрирующие, по меньшей мере, некоторые из этих характеристик и содержащие серосодержащие полимеры с концевыми тиольными группами, описаны, например, в патентах США 2466963, 4366307, 4609762, 5225472, 5912319, 5959071, 6172179, 6232401, 6372849 и 6509418. Полисульфиды также используют в применениях для герметиков для аэрокосмической промышленности, где они обеспечивают высокую прочность на растяжение, высокую сдвиговую прочность, высокотемпературную термостойкость и топливостойкость, как описано, например, в патенте США 7638162 и в публикации заявки США №2005/0245695.

Простые политиоэфиры, которые являются жидкими при комнатной температуре и давлении и которые имеют превосходную низкотемпературную гибкость и топливостойкость, такие как описаны в патенте США 6172179, являются также пригодными для использования в применениях для герметиков для аэрокосмической промышленности. Дифункциональные простые политиоэфиры, имеющие концевые гидроксильные группы, полученные посредством взаимодействия гидроксильного соединения с альдегидом, описаны, например, в патенте Великобритании GB 850178, патенте США 3959227 и патенте США 3997614. Дифункциональные простые политиоэфиры, имеющие концевые изоцианатные группы или блокированные изоцианатами, также являются известными, как описано, например, в патенте Великобритании GB 850178 и в патентах США 3290382, 3959227 и 3997614. Дифункциональные линейные простые политиоэфиры, однако, часто набухают при длительном взаимодействии углеводородного топлива и других смазывающих веществ. С другой стороны, герметики, изготовленные с использованием полифункциональных простых политиоэфиров, могут демонстрировать хорошую топливостойкость, твердость и гибкость, но при этом, часто, пониженное удлинение.

Желательно получение композиций, которые являются пригодными в качестве топливостойких и водостойких герметиков с улучшенной прочностью на растяжение и удлинением.

Раскрытие изобретения

Предлагаются композиции полимочевины для использования в качестве герметиков, имеющие улучшенные свойства, пригодные для использования в качестве герметиков для аэрокосмической промышленности.

В первом аспекте настоящего изобретения, предлагаются композиции, содержащие полиформаль-изоцианатный форполимер, содержащий продукты реакции реагентов, содержащих полиформальполиол и первый диизоцианат; и отверждающий агент, содержащий амин.

Во втором аспекте настоящего изобретения, предлагаются композиции, содержащие продукты реакции реагентов, содержащих полиформаль-изоцианатный форполимер, содержащий продукты реакции полиформальполиола и первого алифатического диизоцианата; простой политиоэфир-изоцианатный форполимер, содержащий продукты реакции простого политиоэфирполиола и второго алифатического диизоцианата; и ароматический диамин.

В третьем аспекте настоящего изобретения, предлагаются отверстия, герметизированные с помощью композиций, содержащих герметик, предлагаемый настоящим изобретением.

Настоящее изобретение также направлено, среди прочего, на способы получения таких композиций полимочевины и герметики, включая герметики для аэрокосмической промышленности, содержащие такие композиции полимочевины.

Краткое описание чертежей

Специалисты в данной области поймут, что чертежи, описанные в настоящем документе, предназначены только для целей иллюстрации. Чертежи не предназначаются для ограничения объема настоящего изобретения.

Фигура 1 показывает пример реакции для получения тиодигликоль полиформаль-изоцианатного форполимера с 4,4′-метилендициклогексилдиизоцианатными (H₁₂MDI) концевыми группами.

Осуществление изобретения

Определения

Тире ("-"), которое не находится между двумя буквами или символами, используется для указания точки связывания для заместителя или между двумя атомами. Например, -CONH₂ соединен через атом углерода.

"Альдегид" относится к соединению формулы CH(O)R, где R представляет собой атом водорода или углеводородную группу, такую как алкильная группа, как определено в настоящем документе. В определенных вариантах осуществления, альдегид представляет собой C_1-10альдегид, C_1-6альдегид, C_1-4альдегид, C_1-3альдегид, в определенных вариантах осуществления, C_1-3альдегид. В определенных вариантах осуществления, альдегид представляет собой формальдегид. В определенных вариантах осуществления альдегида, R выбирают из водорода, C_1-6алкила, C_7-12фенилалкила, замещенного C_7-12фенилалкила, C_6-12циклоалкилалкила, замещенного C_6-12циклоалкилалкила, C_3-12циклоалкила, замещенного C_3-12циклоалкила, C_6-12арила и замещенного C_6-12арила.

"Алкандиил" относится к бирадикалу насыщенной, разветвленной или прямоцепной ациклической углеводородной группы, имеющей, например, от 1 до 18 атомов углерода (C_1-18), от 1 до 14 атомов углерода (C_1-14), от 1 до 6 атомов углерода (C_1-6), от 1 до 4 атомов углерода (C_1-4) или от 1 до 3 атомов углерода (C_1-3). В определенных вариантах осуществления, алкандиил представляет собой C_2-14 алкандиил, C_2-10 алкандиил, C_2-8 алкандиил, C_2-6 алкандиил, C_2-4 алкандиил, а в определенных вариантах осуществления, C_2-3 алкандиил. Примеры алкандиильных групп включают метандиил (-CH₂-), этан-1,2-диил (-CH₂CH₂-), пропан-1,3-диил и изопропан-1,2-диил (например, -CH₂CH₂CH₂- и -CH(CH₃)CH₂-), бутан-1,4-диил (-CH₂CH₂CH₂CH₂-), пентан-1,5-диил (-CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂-), гексан-1,6-диил (-CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂-), гептан-1,7-диил, октан-1,8-диил, нонан-1,9-диил, декан-1,10-диил, додекан-1,12-диил, и тому подобное.

"Алкокси" относится к группе -OR, где R представляет собой алкил, как определено в настоящем документе. Примеры алкокси групп включают метокси, этокси, н-пропокси, изопропокси и н-бутокси. В определенных вариантах осуществления, алкокси группа представляет собой C_1-8алкокси, C_1-6алкокси, C_1-4алкокси, и в определенных вариантах осуществления, C_1-3алкокси.

"Алкил" относится к монорадикалу насыщенной разветвленной или прямоцепной ациклической углеводородной группы имеющей, например, от 1 до 20 атомов углерода, от 1 до 10 атомов углерода, от 1 до 6 атомов углерода, от 1 до 4 атомов углерода или от 1 до 3 атомов углерода. Примеры алкильных групп включают метил, этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, изобутил, трет-бутил, н-гексил, н-децил, тетрадецил, и тому подобное. В определенных вариантах осуществления, алкильная группа представляет собой C_2-6алкил, C_2-4алкил, и в определенных вариантах осуществления, C_2-3алкил.

"Арил" относится к одновалентному ароматическому углеводородному радикалу, полученному посредством удаления одного атома водорода с единственного атома углерода исходной ароматической кольцевой системы. Арил охватывает 5- и 6-членные карбоциклические ароматические кольца, например, бензол; бициклические кольцевые системы, где, по меньшей мере, одно кольцо является карбоциклическим и ароматическим, например, нафталин, индан и тетралин; и трициклические кольцевые системы, где, по меньшей мере, одно кольцо является карбоциклическим и ароматическим, например, флуорен. Арил охватывает системы с множеством колец, имеющие, по меньшей мере, одно карбоциклическое ароматическое кольцо, конденсированное, по меньшей мере, с одним карбоциклическим ароматическим кольцом, циклоалкильным кольцом или гетероциклоалкильным кольцом. Например, арил включает 5- и 6-членные карбоциклические ароматические кольца, конденсированные с 5- - 7-членным гетероциклоалкильным кольцом, содержащим один или несколько гетероатомов, выбранных из N, О, и S. Для таких конденсированных бициклических кольцевых систем, где только одно из колец представляет собой карбоциклическое ароматическое кольцо, точка присоединения может находиться на карбоциклическом ароматическом кольце или гетероциклоалкильном кольце. Примеры арильных групп, включают группы, полученные из ацеантрилена, аценафтилена, ацефенантрилена, антрацена, азулена, бензола, хризена, коронена, флуорантена, флуорена, гексацена, гексафена, гексалена, as-индацена, s-индацена, индана, индена, нафталина, октацена, октафена, окталена, овалена, пента-2,4-диена, пентацена, пенталена, пентафена, перилена, феналена, фенантрена, пицена, плейадена, пирена, пирантрена, рубицена, трифенилена, тринафталина, и тому подобное. В определенных вариантах осуществления, арильная группа может иметь от 6 до 20 атомов углерода, и в определенных вариантах осуществления, 6 до 12 атомов углерода, и в определенных вариантах осуществления, от 6 до 10 атомов углерода. Арил, однако, не охватывает его или не перекрывается каким-либо образом с гетероарилом, определенным в настоящем документе отдельно. Следовательно, система с множеством колец, в которой одно или несколько карбоциклических ароматических колец слито с гетероциклоалкильным ароматическим кольцом, представляет собой гетероарил, а не арил, как определено в настоящем документе. В определенных вариантах осуществления, арильная группа представляет собой фенил.

"Арилалкил" относится к алкильной группе, в которой один из атомов водорода замещен арильной группой. В определенных вариантах осуществления арилалкильной группы, атом водорода на концевом атоме углерода алкильной группы заменен арильной группой. В определенных вариантах осуществления арилалкила, арильная группа представляет собой C_6-12 арильную группу, в определенных вариантах осуществления C_6-10 арильную группу, и в определенных вариантах осуществления, фенильную или нафтильную группу. В определенных вариантах осуществления, алкандиильная часть арилалкильной группы может представлять собой, например, C_1-10алкандиил, C_1-6алкандиил, C_1-4алкандиил, C_1-3алкандиил, пропан-1,3-диил, этан-1,2-диил, или метандиил. В определенных вариантах осуществления, арилалкильная группа представляет собой C_7-18арилалкил, C_7-16арилалкил, C_7-12арилалкил, C_7-10арилалкил, или C_7-9арилалкил. Например, C_7-9арилалкил может включать C_1-3алкандиильную группу, соединенную с фенильной группой.

"Циклоалкилалкил" относится к алкильной группе, в которой один из атомов водорода заменен циклоалкильной группой. В определенных вариантах осуществления циклоалкилалкильной группы, атом водорода на концевом атоме углерода алкильной группы заменен циклоалкильной группой. В определенных вариантах осуществления циклоалкилалкила, циклоалкильная группа представляет собой C_3-6циклоалкильную группу, в определенных вариантах осуществления, C_5-6циклоалкильную группу, а в определенных вариантах осуществления, циклопропильную, циклобутильную, циклопентильную или циклогексильную группу. В определенных вариантах осуществления, алкандиильная часть циклоалкилалкильной группы может представлять собой, например, C_1-10алкандиил, C_1-6алкандиил, C_1-4алкандиил, C_1-3алкандиил, пропан-1,3-диил, этан-1,2-диил или метандиил. В определенных вариантах осуществления, циклоалкилалкильная группа представляет собой C_4-16циклоалкилалкил, C_4-12циклоалкилалкил, С_4-10циклоалкилалкил, C_6-12циклоалкилалкил или C_6-9циклоалкилалкил. Например, C_6-9циклоалкилалкил включает C_1-3алкандиильную группу, соединенную с циклопентильной или с циклогексильной группой.

"Алканциклоалкан" относится к насыщенной углеводородной группе, имеющей одну или несколько циклоалкильных и/или циклоалкандиильных групп и одну или несколько алкильных и/или алкандиильных групп, где циклоалкил, циклоалкандиил, алкил и алкандиил определены в настоящем документе. В определенных вариантах осуществления, каждая циклоалкильная и/или циклоалкандиильная группа представляет собой C_3-6, C_5-6, а в определенных вариантах осуществления, циклогексил или циклогександиил. В определенных вариантах осуществления, каждая алкильная и/или алкандиильная группа представляет собой C_1-6, C_1-4, C_1-3, а в определенных вариантах осуществления, метил, метандиил, этил или этан-1,2-диил. В определенных вариантах осуществления, алканциклоалкановая группа представляет собой C_4-18алканциклоалкан, C_4-16алканциклоалкан, C_4-12алканциклоалкан, C_4-8алканциклоалкан, C_6-12алканциклоалкан, C_6-10алканциклоалкан, а в определенных вариантах осуществления, C_6-9алканциклоалкан. Примеры алканциклоалкановых групп включают 1,1,3,3-тетраметилциклогексан и циклогексилметан.

"Алканциклоалкандиил" относится к бирадикалу алканциклоалкановой группы. В определенных вариантах осуществления алканциклоалкандиильная группа представляет собой C_4-18алканциклоалкандиил, C_4-16алканциклоалкандиил, C_4-12алканциклоалкандиил, C_4-8алканциклоалкандиил, C_6-12 алканциклоалкандиил, C_6-10алканциклоалкандиил, а в определенных вариантах осуществления, C_6-9алканциклоалкандиил. Примеры алканциклоалкандиильных групп включают 1,1,3,3-тетраметилциклогексан-1,5-диил и циклогексилметан-4,4′-диил.

"Циклоалкандиил" относится к бирадикалу насыщенной моноциклической или полициклической углеводородной группы. В определенных вариантах осуществления, циклоалкандиильная группа представляет собой C_3-12циклоалкандиил, C_3-8циклоалкандиил, C_3-6циклоалкандиил, а в определенных вариантах осуществления, C_5-6циклоалкандиил. Примеры циклоалкандиильных групп включают циклогексан-1,4-диил, цикл огексан-1,3-диил, и цикл огексан-1,2-диил.

"Циклоалкил" относится к насыщенной моноциклической или полициклической углеводородной монорадикальной группе. В определенных вариантах осуществления, циклоалкильная группа представляет собой C_3-12циклоалкил, C_3-8циклоалкил, C_3-6циклоалкил, а в определенных вариантах осуществления, C_5-6циклоалкил.

"Гетероалкил" относится к алкильной группе, в которой один или несколько атомов углерода заменены гетероатомом, таким как N, О, S или P. В определенных вариантах осуществления гетероалкила, гетероатом выбирают из N и O.

"Гетероарил" относится к одновалентному гетероароматическому радикалу, полученному посредством удаления одного атома водорода с единственного атома исходной гетероароматической кольцевой системы. Гетероарил охватывает системы с множеством колец, имеющие, по меньшей мере, одно гетероароматическое кольцо, конденсированное, по меньшей мере, с одним другим кольцом, которое может быть ароматическим или неароматическим. Гетероарил охватывает 5- - 7-членные ароматические моноциклические кольца, содержащие один или несколько, например, от 1 до 4, или в определенных вариантах осуществления, от 1 до 3 гетероатомов, выбранных из N, О, S и P, при этом остальные атомы кольца представляют собой углерод; и бициклические гетероциклоалкильные кольца, содержащие один или несколько, например, от 1 до 4, или в определенных вариантах осуществления, от 1 до 3 гетероатомов, выбранных из N, О, S и P, при этом остальные атомы кольца представляют собой углерод, и где в ароматическом кольце присутствует, по меньшей мере, один гетероатом. Например, гетероарил включает 5- - 7-членное гетероароматическое кольцо, конденсированное с 5- - 7-членным циклоалкильным кольцом. Для таких конденсированных бициклических гетероарильных кольцевых систем, где только одно из колец содержит один или несколько гетероатомов, точка присоединения может находиться на гетероароматическом кольце или на циклоалкильном кольце. В определенных вариантах осуществления, где общее количество атомов N, О, S, и P в гетероарильной группе превышает единицу, гетероатомы не соседствуют друг с другом. В определенных вариантах осуществления, общее количество атомов N, О, S и P в гетероарильной группе составляет не больше двух. В определенных вариантах осуществления, общее количество атомов N, О, S и P в ароматическом гетероцикле составляет не больше одного. Гетероарил не охватывает его или не перекрывается с арилом, как определено в настоящем документе. Примеры гетероарильных групп включают группы, полученные из акридина, арсиндола, карбазола, α-карболина, хромана, хромена, циннолина, фурана, имидазола, индазола, индола, индолина, индолизина, изобензофурана, изохромена, изоиндола, изоиндолина, изохинолина, изотиазола, изоксазола, нафтиридина, оксадиазола, оксазола, перимидина, фенантридина, фенантролина, феназина, фталазина, птеридина, пурина, пирана, пиразина, пиразола, пирадазина, пиридина, пиримидина, пиррола, пирролизина, хиназолина, хинолина, хинолизина, хиноксалиан, тетразола, тиадиазола, тиазола, тиофена, триазола, ксантана, и тому подобное. В определенных вариантах осуществления, гетероарильная группа представляет собой C_5-20гетероарил, C_5-12гетероарил, C_5-10гетероарил, и в определенных вариантах осуществления, C_5-6гетероарил. В определенных вариантах осуществления, гетероарильные группы представляют собой группы, полученные из тиофена, пиррола, бензотиофена, бензофурана, индола, пиридина, хинолина, имидазола, оксазола или пиразина.

"Кетон" относится к соединению формулы CO(R)₂, где каждый из R представляет собой углеводородную группу. В определенных вариантах осуществления кетона, каждый из R независимо выбирают из C_1-6алкила, C_7-12фенилалкила, замещенного C_7-12фенилалкила, C_6-12циклоалкилалкила и замещенного C_6-12циклоалкилалкила. В определенных вариантах осуществления кетона, каждый из R независимо выбирают из метила, этила и пропила. В определенных вариантах осуществления, кетон выбирают из пропан-2-она, бутан-2-она, пентан-2-она и пентан-3-она. В определенных вариантах осуществления кетона, каждый из R независимо выбирают из C_1-6алкила, C_7-12фенилалкила, замещенного C_7-12фенилалкила, C_6-12циклоалкилалкила, замещенного C_6-12циклоалкилалкила, C_3-12циклоалкила, замещенного C_3-12циклоалкила, C_6-12арила и замещенного C_6-12арила.

"Фенилалкил" относится к алкильной группе, в которой один из атомов водорода заменен фенильной группой. В определенных вариантах осуществления фенилалкильной группы, один из атомов водорода концевого атома углерода алкильной группы заменен фенильной группой. В определенных вариантах осуществления, фенилалкильная группа представляет собой C_7-12фенилалкил, C_7-10фенилалкил, C_7-9фенилалкил, а в определенных вариантах осуществления, бензил.

"Замещенный" относится к группе, в которой один или несколько атомов водорода независимо заменены, каждый, одинаковыми или различными заместителями. В определенных вариантах осуществления, заместитель выбирают из галогена, -S(O)₂OH, -S(O)₂, -SH, -SR, где R представляет собой C_1-6алкил, -COOH, -NO₂, -NR₂, где каждый из R независимо выбирают из водорода и C_1-3алкила, -CN, =O, C_1-6алкила, C_1-3алкила, -CF₃, -OH, фенила, C_2-6гетероалкила, C_5-6гетероарила, C_1-6алкокси и -COR, где R представляет собой C_1-6алкил. В определенных вариантах осуществления, заместитель выбирают из -OH, -NH₂ и C_1-3алкила.

Если однозначно не указано иного, полимер охватывает один или несколько типов полимеров. Например, упоминание полиформальполиола включает один тип полиформальполиола, такой как тиодигликоль полиформальполиол, и смесь различных типов полиформальполиолов. Подобным же образом, если однозначно не указано иного, упоминание соединения, например, такого как соединение определенной формулы или диизоцианат, относится к одному типу соединения или диизоцианату и к нескольким типам соединения или диизоцианатов.

Для целей следующего далее подробного описания, необходимо понять, что варианты осуществления, предлагаемые настоящим изобретением, могут предполагать различные альтернативные варианты и последовательности стадий, если только конкретно не указано иного. Кроме того, кроме любых рабочих примеров или если указано иное, все числа, выражающие, например, количества ингредиентов, используемых в описании и формуле изобретения, должны пониматься как модифицируемые во всех случаях термином "примерно". Соответственно, если не указано противоположного, численные параметры, приведенные в следующем далее описании и прилагаемой формуле изобретения, являются приблизительными, и они могут изменяться в зависимости от желаемых свойств, которые должны быть получены с помощью настоящего изобретения. И наконец, и не в качестве попытки ограничивать применение доктрины эквивалентов рамками формулы изобретения, каждый численный параметр должен рассматриваться, по меньшей мере, в свете количества сообщаемых значимых цифр и с применением обычных методик округления.

Не противореча тому, что численные диапазоны и параметры, устанавливающие широкие рамки настоящего изобретения, являются приблизительными, численные значения, приведенные в конкретных примерах, приводятся настолько точно, насколько это возможно. Однако любое численное значение изначально содержит определенные ошибки, неизбежно возникающие из-за стандартного разброса, обнаруживаемого при соответствующих их измерениях во время исследований.

Также, необходимо понять, что любой численный диапазон, упоминаемый в настоящем документе, предназначен для включения всех поддиапазонов, существующих в нем. Например, диапазон "от 1 до 10", как предполагается, включает все поддиапазоны между упоминаемым минимальным значением 1 и упоминаемым максимальным значением 10 (и включая их), то есть, имеющие минимальное значение равное или большее, чем 1 и максимальное значение равное или меньшее, чем 10.

Теперь будут упоминаться подробно определенные варианты осуществления соединений, композиций и способов. Описанные варианты осуществления не рассматриваются как ограничение формулы изобретения. В противоположность этому, формула изобретения, как предполагается, охватывает все альтернативы, модификации и эквиваленты.

Композиции полимочевины

В определенных вариантах осуществления, композиции, предлагаемые настоящим изобретением, содержат полиформаль-изоцианатный форполимер и отверждающий агент, содержащий амин, где полиформаль-изоцианатный форполимер содержит продукты реакции реагентов, содержащих полиформальполиол и первый диизоцианат.

В определенных вариантах осуществления, полиформальполиол содержит полиформальполиол, выбранный из полиформальдиола, полиформальполиола, имеющего по меньшей мере три гидроксильных группы на молекулу полиформаля, и их сочетания. В определенных вариантах осуществления, полиформальполиол содержит полиформальполиол, выбранный из полиформальдиола, полиформальтриола и их сочетания. В определенных вариантах осуществления, полиформальполиол содержит сочетание полиформальдиола и полиформальтриола.

В определенных вариантах осуществления, полиформальполиол содержит: (i) продукты реакции реагентов, содержащих серосодержащий диол; и реагента, выбранного из альдегида, кетона и их сочетания; (ii) продукты реакции реагентов, содержащих серосодержащий диол; полиола, содержащего, по меньшей мере, три гидроксильных группы на молекулу полиола; и реагента, выбранного из альдегида, кетона и их сочетания; и (iii) сочетания (i) и (ii).

В определенных вариантах осуществления реакции (i), серосодержащий диол содержит один тип серосодержащего диола, в определенных вариантах осуществления, содержит сочетание серосодержащих диолов.

В определенных вариантах осуществления, полиформальполиол содержит продукты реакции серосодержащего диола; и реагента, выбранного из альдегида, кетона и их сочетания. В определенных вариантах осуществления реакции серосодержащий диол содержит диол формулы (1):

где каждый из R³ независимо выбирают из C_2-6алкандиила. В определенных вариантах осуществления серосодержащего диола формулы (1), каждый из R³ является таким же, как остальные, и в определенных вариантах осуществления, каждый из R³ является отличным от другого. В определенных вариантах осуществления, каждый из R³ выбирают из C_2-5алкандиила, C_2-4алкандиила, C_2-3алкандиила, а в определенных вариантах осуществления, каждый из R³ представляет собой этан-1,2-диил. В определенных вариантах осуществления реакции, серосодержащий диол содержит серосодержащий диол, выбранный из 2,2′-тиодиэтанола, 3,3′-тиобис(пропан-1-ола), 4,4′-тиобис(бутан-1-ола), и сочетания любых соединений, указанных выше. В определенных вариантах осуществления реакции, серосодержащий диол включает 2,2′-тиодиэтанол.

В определенных вариантах осуществления реакции (i), реагент представляет собой альдегид. В определенных вариантах осуществления, в которых реагент представляет собой альдегид, альдегид включает С_1-6альдегид, C_1-4альдегид, C_1-3альдегид, и в определенных вариантах осуществления, C_1-3альдегид. В определенных вариантах осуществления, альдегид представляет собой формальдегид. В определенных вариантах осуществления, в которых реагент представляет собой формальдегид, формальдегид обеспечивают как параформальдегид.

В определенных вариантах осуществления реакции (i), реагент представляет собой кетон. В определенных вариантах осуществления, в которых реагент представляет собой кетон, кетон имеет формулу COR₂, где каждый из R независимо выбирают из C_1-6алкила, C_7-12фенилалкила, замещенного C_7-12фенилалкила, C_6-12циклоалкилалкила, замещенного C_6-12циклоалкилалкила, C_3-12циклоалкила, замещенного C_3-12циклоалкила, C_6-12арила и замещенного C_6-12арила. В определенных вариантах осуществления кетона, каждый из R независимо выбирают из метила, этила и пропила. В определенных вариантах осуществления, кетон выбирают из пропан-2-она, бутан-2-она, пентан-2-она и пентан-3-она.

В определенных вариантах осуществления реакции (i), полиформальполиол содержит продукт реакции реагентов, содержащих 2,2′-тиодиэтанол и формальдегид, и упоминается в настоящем документе как тиодигликоль полиформаль.

В определенных вариантах осуществления, полиформальполиол имеет среднечисленную молекулярную массу от 200 до 6000 Дальтон, от 500 до 5000 Дальтон, от 1000 до 5000 Дальтон, от 1500 до 4000 Дальтон, и в определенных вариантах осуществления, от 2000 до 3600 Дальтон.

В определенных вариантах осуществления, полиформальполиолы, предлагаемые настоящим изобретением, содержат: (ii) продукты реакции реагентов, содержащих серосодержащий диол; полиола, содержащего, по меньшей мере, три (3) гидроксильных группы на молекулу полиола; и реагента, выбранного из альдегида, кетона и их сочетания. Реагенты могут содержать один или несколько типов серосодержащего диола, один или несколько типов полиола и/или один или несколько типов альдегида и/или кетона.

В определенных вариантах осуществления реакции (ii), серосодержащий диол содержит диол формулы (1), где каждый из R³ независимо выбирают из C_2-6алкандиила. В определенных вариантах осуществления реакции (ii) серосодержащий диол содержит серосодержащий диол, выбранный из 2,2′-тиодиэтанола, 3,3′-тиобис(пропан-1-ола), 4,4′-тиобис(бутан-1-ола) и сочетания любых соединений, указанных выше. В определенных вариантах осуществления реакции серосодержащий диол содержит 2,2′-тиодиэтанол.

В определенных вариантах осуществления реакции (ii), серосодержащий диол содержит один тип серосодержащего диола, а в определенных вариантах осуществления, содержит сочетание серосодержащих диолов.

В определенных вариантах осуществления реакции (ii), полиол содержит, по меньшей мере, три гидроксильных группы на молекулу полиола. Например, полиол может содержать от трех до десяти гидроксильных групп на молекулу полиола, от трех до восьми гидроксильных групп на молекулу полиола, от трех до шести гидроксильных групп на молекулу полиола, и в определенных вариантах осуществления, от трех до четырех гидроксильных групп на молекулу полиола. В определенных вариантах осуществления, полиол содержит четыре гидроксильных группы на молекулу полиола, а в определенных вариантах осуществления, полиол содержит три гидроксильных группы на молекулу полиола. Полиол может принадлежать к одному типу полиола или может представлять собой сочетание различных полиолов, имеющих одинаковые или различные количества гидроксильных групп на молекулу.

В определенных вариантах осуществления, полиол имеет формулу E(OH)_z, где z представляет собой целое число от 3 до 6 и Е представляет собой ядро z-валентного полиола. В определенных вариантах осуществления, полиол содержит триол (z равно 3) формулы (2):

где каждый из R¹¹ независимо представляет собой C_1-6алкандиил; а в определенных вариантах осуществления, полиол содержит триол формулы (3):

где каждый из R¹¹ независимо представляет собой C_1-6алкандиил. В определенных вариантах осуществления полиола формулы (2) и формулы (3), каждый из R¹¹ может независимо выбираться из C_1-4алкандиила, а в определенных вариантах осуществления, из C_1-3алкандиила. В определенных вариантах осуществления пол иола формулы (2) и формулы (3), каждый из R¹¹ может быть таким же, как остальные, а в определенных вариантах осуществления, каждый из R¹¹ может отличаться от остальных. В определенных вариантах осуществления полиола формулы (2) и формулы (3), каждый из R¹¹ выбирают из метандиила, этан-1,2-диила, пропан-1,3-диила, а в определенных вариантах осуществления, из бутан-1,4-диила.

В определенных вариантах осуществления реакции (ii) реагент представляет собой альдегид. В определенных вариантах осуществления, в которых реагент представляет собой альдегид, альдегид включает C_1-6альдегид, C_1-4альдегид, C_1-3альдегид, и в определенных вариантах осуществления, C_1-3альдегид. В определенных вариантах осуществления, альдегид содержит алкил и выбирается из ацетальдегида, пропиональдегида, изобутиральдегида и бутиральдегида. В определенных вариантах осуществления, альдегид представляет собой формальдегид. В определенных вариантах осуществления, в которых реагент представляет собой формальдегид, формальдегид обеспечивают как параформальдегид.

В определенных вариантах осуществления реакции (ii), реагент представляет собой кетон. В определенных вариантах осуществления, в которых реагент представляет собой кетон, кетон имеет формулу C(O)R², где каждый из R независимо выбирают из C_1-6алкила, C_7-12фенилалкила, замещенного C_7-12фенилалкила, C_6-12циклоалкилалкила, замещенного C_6-12 циклоалкилалкила, C_3-12циклоалкила, замещенного C_3-12циклоалкила, C_6-12 арила и замещенного C_6-12арила. В определенных вариантах осуществления кетона, каждый из R независимо выбирают из метила, этила и пропила. В определенных вариантах осуществления, кетон выбирают из пропан-2-она, бутан-2-она, пентан-2-она, пентан-3-она и 3-метилбутан-2-она.

В определенных вариантах осуществления реакции (ii), полиформальполиол содержит продукт реакции реагентов, содержащих 2,2′-тиодиэтанол, полиол и формальдегид. В определенных вариантах осуществления реакции (ii) полиформальполиол содержит продукт реакции реагентов, содержащих 2,2′-тиодиэтанол, триол и формальдегид. В определенных вариантах осуществления, полиформальполиол, предлагаемый настоящим изобретением, содержит продукт реакции реагентов, содержащих 2,2′-тиодиэтанол, формальдегид и триол формулы (2). В определенных вариантах осуществления, полиформальполиол, предлагаемый настоящим изобретением, содержит продукт реакции реагентов, содержащих 2,2′-тиодиэтанол, формальдегид и триол формулы (3).

В вариантах осуществления, в которых один или несколько полиолов, используемых для образования полиформальполиолов, предлагаемых настоящим изобретением, имеют одинаковое количество гидроксильных групп, полиформальполиол будет иметь количество функциональных гидроксильных групп, приблизительно эквивалентное количеству для одного или нескольких полиолов. Например, когда полиол, имеющий количество функциональных гидроксильных групп три, или сочетание полиолов, в котором каждый из полиолов в сочетании имеет количество функциональных гидроксильных групп три, используют для получения полиформальполиола, полиформальполиол будет иметь количество функциональных гидроксильных групп равное трем. В определенных вариантах осуществления, полиформальполиол может иметь среднее количество функциональных гидроксильных групп равное трем, четырем, пяти, а в определенных вариантах осуществления, шести.

Когда полиолы, имеющие различное количество функциональных гидроксильных групп, используют для получения полиформальполиолов, полиформальполиолы могут демонстрировать некоторый диапазон количеств функциональных групп. Например, полиформальполиолы, предлагаемые настоящим изобретением, могут иметь среднее количество функциональных гидроксильных групп от 3 до 12, от 3 до 9, от 3 до 6, от 3 до 4, а в определенных вариантах осуществления, от 3,1 до 3,5. В определенных вариантах осуществления, полиформальполиолы, имеющие среднее количество функциональных гидроксильных групп от трех до четырех, могут быть получены посредством взаимодействия сочетания одного или нескольких полиолов, имеющих количество функциональных гидроксильных групп равное трем и одного или нескольких полиолов, имеющих количество функциональных гидроксильных групп равное четырем.

В определенных вариантах осуществления, полиформальполиолы, предлагаемые настоящим изобретением, имеют гидроксильное число от 10 до 100, от 20 до 80, от 20 до 60, от 20 до 50, а в определенных вариантах осуществления, от 20 до 40. Гидроксильное число представляет собой содержание гидроксила полиформальполиола и может быть определено, например, посредством ацетилирования гидроксильных групп и титрования полученной кислоты гидроксидом калия. Гидроксильное число представляет собой массу гидроксида калия в миллиграммах, которое нейтрализует кислоту из одного грамма полиформальполиола.

В определенных вариантах осуществления, полиформальполиол, предлагаемый настоящим изобретением, имеет среднечисленную молекулярную массу от 200 до 6000 Дальтон, от 500 до 5000 Дальтон, от 1000 до 4000 Дальтон, от 1500 до 3500 Дальтон, и в определенных вариантах осуществления, от 2000 Дальтон до 3000 Дальтон.

В определенных вариантах осуществления, полиформальполиол содержит полиформальполиол, выбранный из полиформальполиола формулы (4), полиформальполиола формулы (5) и их сочетания:

где w выбирают из целого числа от 1 до 50; z выбирают из целого числа от 3 до 6; каждый из R³ независимо выбирают из C_2-6алкандиила; каждый из R⁴ независимо выбирают из водорода, C_1-6алкила, C_7-12фенилалкила, замещенного C_7-12фенилалкила, C_6-12циклоалкилалкила, замещенного C_6-12циклоалкилалкила, C_3-12циклоалкила, замещенного C_3-12циклоалкила, C_6-12арила и замещенного C_6-12арила; и Е представляет собой ядро z-валентного исходного полиола E(OH)z.

В определенных вариантах осуществления полиформальполиола формулы (4) и/или формулы (5), каждый из R³ представляет собой этан-1,2-диил и каждый из R⁴ представляет собой атом водорода.

В определенных вариантах осуществления, полиформальполиол име