Промежуточные материалы, содержащие полиизоцианурат

Промежуточные материалы, содержащие полиизоцианурат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, СОДЕРЖАЩИЕ ПОЛИИЗОЦИАНУРАТ

Область техники, к которой относится изобретения

Настоящее изобретение относится к стабильной композиции частично отвержденного полиизоцианата, которая содержит полиизоцианурат (упоминаемый как промежуточный материал, содержащий полиизоцианурат) и которая является дополнительно отверждаемой.

Кроме того, настоящее изобретение относится к способу получения промежуточного (частично отвержденного) материала, содержащего (полиизоцианурат, и к способу дополнительного отверждения частично отвержденной композиции полиизоцианурата, где используют композицию катализатора тримеризации в соответствии с настоящим изобретением.

Кроме того, настоящее изобретение относится к материалу, содержащему полиизоцианурат, который получен или может быть получен из такого частично отвержденного промежуточного материала, содержащего полиизоцианурат, и к способу дополнительного отверждения указанной частично отвержденной композиции, содержащей полиизоцианурат (промежуточного материала).

Кроме того, настоящее изобретение, относится к использованию композиции катализатора тримеризации в соответствии с настоящим изобретением, которая делает возможным получение "стабильного" и "частично отвержденного" промежуточного материала, содержащего полиизоцианурат, из композиции полиизоцианата.

Уровень техники

WO 2010023060 описывает отверждаемую композицию и способ формирования полиизоцианурата посредством объединения реагирующей с изоцианатом смеси, содержащей полиол, ангидрид и катализатор тримеризации, с полиизоцианатом. Катализатор тримеризации выбирают из карбоксилатов щелочных металлов, карбоксилатов четвертичного аммония и их смесей, карбоксилат имеет 1-12 атомов углерода.

В патенте США №3970600 описаны стабильные растворы изоциануратов-полиизоцианатов, содержащих амидные группы и/или группы ацилмочевины. Они исключают осаждение мелкодисперсных или крупных кристаллических твердых продуктов в виде полиизоцианатов, содержащих изоциануратные группы. Сначала полиизоцианат взаимодействует с многоосновной карбоновой кислотой с получением полиизоцианата с амидными группами и/или замещенными группами ацилмочевины. Затем этот полиизоцианат тримеризуют с образованием изоцианурата-полиизоцианата и это преобразование останавливают посредством добавления кислоты.

В патенте Японии JP 2-110123 алифатический дииизоцианат тримеризуют с получением полиизоцианатов, которые имеют структуру изоцианурата, с использованием катализатора и дезактивирующего агента после того как достигается желаемая степень преобразования (другими словами дезактивирующий агент используют в качестве агента обрыва цепи для остановки реакции тримеризации). Дезактивирующий агент имеет структуру -CO-NH₂ или -SO-NH₂ и может представлять собой мочевину, метилмочевину, 1,1-диметилмочевину, фенилкарбамат, этилкарбамат или бутилкарбамат. После этого дезактивированный катализатор, избыток дииизоцианата и растворитель, если его используют, удаляют. При использовании этого дезактивирующего агента полиизоцианат, содержащий структуру полиизоцианурата, показывает более низкую степень обесцвечивания. Патент Японии JP 2-110123 не описывает материалы, содержащие дополнительно отверждаемый полиизоцианурат.

Европейский патент ЕР 0435060 описывает жидкую композицию для литья, полученную посредством взаимодействия полиизоцианатов с органическим соединением, содержащим, по меньшей мере, две эпоксидных группы, в количестве, соответствующем эквивалентному отношению изоцианатных групп к эпоксидным группам примерно от 1,2:1 примерно до 500:1, и третичного амина в качестве катализатора, до тех пор, пока не будет получен промежуточный продукт, имеющий степень преобразования максимум 65% изоцианатных групп, посредством добавления стабилизирующего компонента, содержащего, по меньшей мере, один сложный алкилирующий алкиловый эфир сульфоновой кислоты. Поскольку реакция не прекращается автоматически, после того как будет достигнуто преобразование максимум 65% изоцианатных групп для прекращения реакции, должен добавляться стабилизирующий агент, что делает способ очень сложным для применения в будущем. Дополнительная реакция может быть получена посредством добавления впоследствии термически активируемого катализатора, выбранного из солей третичного и/или четвертичного аммония и алкилирующего или кислотного сложного эфира органической фосфоновой кислоты, и/или добавления комплекса тригалогенидов бора с третичными аминами.

US 2004/0176562 описывает способ получения стабильных, имеющих низкий уровень запаха, содержащих мономеры полиизоциануратов и изофоронов диизоцианатов (IPDI). Способ включает тримеризацию в присутствии соединений четвертичного гидроксиалкиламмония с последующим термическим дезактивированием катализатора при 100-160°C.

WO 2008/068198 и US 2010/0022707 описывают способ получения олигомеризованного полиизоцианата с использованием катализатора, при этом дезактиватор используют после того как получают желаемую степень преобразования, за которым следует удаление полиизоцианата, который не преобразовался. Дезактиватор может быть выбран, среди прочего, из мочевины и соединений, содержащих мочевину.

ЕР 585835 описывает способ получения изоцианурата и смесей полиизоцианатов, содержащих уретановую группу, посредством частичной циклизации диизоцианатов в присутствии катализатора тримеризации, дезактивирования катализатора тримеризации, когда достигается желаемая степень преобразования, и после этого, взаимодействия полученного в результате полиизоцианата, содержащего изоциануратную группу, с гидроксильными соединениями, а затем отделения мономерного дииизоцианата.

Дополнительные описания, относящиеся к композициям частично тримеризованного полиизоцианата с использованием различных способов для прекращения тримеризации, представляют собой: ЕР 447093, патенты США №№ US 4284730, US 4537961, US 4697014, US 4743627, US 5124370, US 5221743 и US 7553963. Ни одно из этих описаний не содержит настоящего изобретения или шагов в его направлении.

В патенте США №7071353 описывают продукты реакции изоцианатов и карбоновых кислот. Сначала образуются амиды, которые затем образуют ацилмочевины посредством реакции с другими изоцианатными группами.

Термически активируемые катализаторы PIR описаны в патенте США №6127308.

Мочевина и амиды описаны в качестве блокирующих агентов в патенте США №5817732.

Патент США №4302351 описывает изоцианураты и блокирующие агенты, содержащие замещаемый водород карбоксильной группы.

Сущность изобретения

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, описывается стабильный промежуточный и дополнительно отверждаемый материал, содержащий полиизоцианурат.

Промежуточный дополнительно отверждаемый материал, содержащий полиизоцианурат, в соответствии с настоящим изобретением содержит свободные изоцианатные (NCO) группы, имеет изоцианатное число 5-30% масс, более предпочтительно, изоцианатное число 15-25% масс, и имеет конечную концентрацию соединений полиизоцианурата, которое не изменяется больше чем на 10% от его начального значения (вычисляется как изменение изоцианатного числа), когда поддерживается при комнатной температуре (примерно 20°C) и при давлении окружающей среды в течение, по меньшей мере, нескольких часов, более предпочтительно, в течение минимум 5 часов, наиболее предпочтительно, в течение более 24 часов.

Промежуточный и дополнительно отверждаемый материал, содержащий полиизоцианурат, в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения имеет то преимущество, что к промежуточному материалу, содержащему полиизоцианурат, могут добавляться добавки, такие как материалы-наполнители, волокна,… В результате, промежуточный дополнительно отверждаемый материал, содержащий полиизоцианурат, может дополнительно содержать добавки и/или материалы для связывания, такие как древесная стружка, опилки, древесные хлопья, древесные плиты; бумага и картон, как измельченный, так и слоистый; песок, вермикулит, глина, цемент и другие силикаты; измельченный каучук, измельченный термопластик, измельченные термоусадочные материалы; соты из любого материала, вроде картона, алюминия, дерева и пластика; металлические частицы и пластинки; пробка в форме частиц или слоев; природные волокна, подобные льну, пеньке и сизалю; синтетические волокна, подобные полиамиду, полиолефину, полиарамиду, полиэстру и углеродным волокнам; минеральные волокна, подобные стекловолокну и волокну из каменной ваты; минеральные наполнители, подобные BaSO₄ и CaCO₃; наночастицы, подобные глинам, неорганические оксиды и углеродные материалы; стеклянные шарики, измельченное стекло, полые стеклянные шарики; расширенные или расширяемые шарики; необработанные или обработанные отходы, подобные перемолотым, резанным, разломанным на куски или измельченным отходам, и в частности, зола; тканые и нетканые текстильные материалы; и сочетания двух или более из этих материалов.

Промежуточный дополнительно отверждаемый материал, содержащий полиизоцианурат, в соответствии с настоящим изобретением имеет то дополнительное преимущество, что он представляет собой материал, в котором образование полиизоцианурата (реакция PIR) может быть остановлено (прервано) намеренно для достижения желаемой степени преобразования полиизоцианата в полиизоцианурат и, следовательно, намеренного неполного отверждения материала полиизоцианата. Известные из литературы материалы, содержащие полиизоцианурат, которые по-прежнему содержат свободные группы NCO, могут также дополнительно отверждаться, но только при очень высоких температурах (это упоминается чаще всего как "дополнительное отверждение"), в рамках настоящего изобретения, дополнительное отверждение означает отверждение при относительно низких температурах, примерно 125°C. Дополнительное отверждение в соответствии с настоящим изобретением всегда осуществляется при температурах ниже 250°C.

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения, описывается способ получения стабильного промежуточного и дополнительно отверждаемого материала, содержащего

полиизоцианурат, в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения.

Способ получения стабильного промежуточного и дополнительного отверждаемого материала, содержащего

- полиизоцианурат, способ включает, по меньшей мере, стадии:

- получения композиции полиизоцианата, а затем

- объединения и смешивания соединений, которые содержат группу, имеющую структуру -CO-NH₂, с композицией полиизоцианата, и, впоследствии или одновременно с этим,

- объединения и смешивания соединения катализатора тримеризации с композицией полиизоцианата в таком количестве, что число эквивалентов соединений, которые содержат группу, имеющую структуру -CO-NH₂, по отношению к числу эквивалентов катализатора тримеризации ниже 4 и выше чем 0,75, предпочтительно, находится в пределах между 1 и 3, более предпочтительно, в пределах между 1,2 и 2, наиболее предпочтительно, в пределах между 1 и 1,5, а затем

- предоставления возможности для взаимодействия композиции, а затем

- необязательного охлаждения композиции.

В соответствии с одним из вариантов осуществления стадия предоставления возможности для взаимодействия композиции осуществляется при повышении температуры ниже 90°C и при охлаждении естественным образом до комнатной температуры.

В соответствии с одним из вариантов осуществления, композиция полиизоцианата дополнительно содержит композицию одноатомного спирта или полиола, которая предпочтительно содержит полиолы сложных полиэфиров и/или простых полиэфиров, предпочтительно имеющих среднюю молекулярную массу 32-6000 и, предпочтительно, среднюю номинальную степень функциональности 1-8.

В соответствии с одним из вариантов осуществления, соединения полиизоцианата в композиции полиизоцианата выбирают из толуола дииизоцианата, метилена дифенилдииизоцианата или из композиции полиизоцианата, содержащей метилен дифенилдииизоцианат, или из смеси таких полиизоцианатов.

В соответствии с одним из вариантов осуществления, соединение катализатора тримеризации выбирают из одной или нескольких органических солей, предпочтительно, указанную органическую соль выбирают из органических солей щелочных металлов, щелочноземельных металлов и/или четвертичного аммония, более предпочтительно, из карбоксилатов и/или алкоксидов, таких как ацетат калия, гексаноат калия, этилгексаноат калия, октаноат калия, лактат калия, этоксид натрия, формиат натрия, формиат калия, ацетат натрия, бензоат калия, и из их смесей.

В соответствии с одним из вариантов осуществления, соединение катализатора тримеризации выбирают из композиции, содержащей LiCl и эпоксидную смолу, при условии, что число эквивалентов LiCl по отношению к числу эквивалентов эпокси находится в пределах от 1:2 до 1:80, более предпочтительно, в пределах от 1:2 до 1:40, а еще более предпочтительно, от 1:4 до 1:30.

В соответствии с одним из вариантов осуществления, способ образования стабильного промежуточного и дополнительно отверждаемого материала, содержащего полиизоцианурат, дополнительно включает стадию (дополнительного) добавления эпоксидной смолы в композицию полиизоцианата до или, альтернативно, после стадии предоставления возможности для взаимодействия композиции полиизоцианата, которая содержит соединения, имеющее группу, имеющую структуру -CO-NH₂, с соединением катализатора тримеризации в таких количествах, что число эквивалентов соединений, имеющих группу -CO-NH₂, в композиции полиизоцианата равно или меньше чем число эквивалентов эпокси.

В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения, описывается способ дополнительного отверждения промежуточного дополнительно отверждаемого материала, содержащего полиизоцианурат, а также указанный материал, содержащий полиизоцианурат, полученный после дополнительного отверждения.

Способ дополнительного отверждения промежуточного материала, содержащего полиизоцианурат, в соответствии с настоящим изобретением или промежуточного материала, содержащего полиизоцианурат, полученного с использованием способа в соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения, осуществляют в присутствии эпоксидной смолы. Указанная эпоксидная смола может добавляться до или после осуществления способа частичного отверждения композиции полиизоцианата.

Способ дополнительного отверждения промежуточного материала, содержащего полиизоцианурат, включает стадию нагрева указанного промежуточного материала, содержащего полиизоцианурат, который содержит эпоксидную смолу, при повышенных температурах, по меньшей мере, 90°C, предпочтительно, по меньшей мере, 100°C, более предпочтительно, по меньшей мере, 120°C, наиболее предпочтительно, при температуре равной 125°C, в течение, по меньшей мере, от нескольких минут и до 2 часов.

В соответствии с одним из вариантов осуществления третьего аспекта настоящего изобретения, способ дополнительного отверждения промежуточного материала, содержащего полиизоцианурат, дополнительно включает, перед стадией нагрева указанной композиции при повышенных температурах, по меньшей мере, 90°C, стадию дополнительного добавления катализатора тримеризации к промежуточному материалу, содержащему полиизоцианурат.

В соответствии с одним из вариантов осуществления третьего аспекта настоящего изобретения, способ дополнительного отверждения промежуточного материала, содержащего полиизоцианурат, дополнительно включает, перед стадией нагрева указанной композиции при повышенных температурах, по меньшей мере, 90°C, стадию добавления и смешивания добавок и/или материала (материалов) для связывания в промежуточный материал, содержащий полиизоцианурат, таких как древесная стружка, опилки, древесные хлопья, древесные плиты; бумага и картон, как измельченный, так и слоистый; песок, вермикулит, глина, цемент и другие силикаты; измельченный каучук, измельченный термопластик, измельченные термоусадочные материалы; соты из любого материала, вроде картона, алюминия, дерева и пластика; металлические частицы и пластинки; пробка в форме частиц или слоев; природные волокна, подобные льну, пеньке и сизалю; синтетические волокна, подобные полиамиду, полиолефину, полиарамиду, полиэстру и углеродным волокнам; минеральные волокна, подобные стекловолокну и волокну из каменной ваты; минеральные наполнители, подобные BaSO₄ и CaCO₃; наночастицы, подобные глинам, неорганические оксиды и углеродные материалы; стеклянные шарики, измельченное стекло, полые стеклянные шарики; расширенные или расширяемые шарики; необработанные или обработанные отходы, подобные перемолотым, резанным, разломанным на куски или измельченным отходам, и в частности, зола; тканые и нетканые текстильные материалы; и сочетания двух или более этих материалов.

В соответствии с одним из вариантов осуществления третьего аспекта настоящего изобретения, способ дополнительного отверждения промежуточного материала, содержащего полиизоцианурат, дополнительно включает другую дополнительную стадию дополнительного отверждения.

Также описываются материалы, содержащие полиизоцианурат, которые могут быть получены с помощью описанного выше способа.

Независимые и зависимые пункты формулы изобретения приводят конкретные и предпочтительные признаки настоящего изобретения. Признаки из зависимых пунктов формулы изобретения могут по потребности объединяться с признаками независимых или других зависимых пунктов формулы изобретения.

Указанные выше и другие характеристики, признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидны из подробного описания, взятого в сочетании с прилагаемыми примерами, которые иллюстрируют принципы настоящего изобретения.

Определения и термины

В контексте настоящего изобретения следующие термины имеют следующие значения:

1) изоцианатный индекс или индекс NCO или просто индекс:

отношение групп NCO к атомам водорода, реагирующим с изоцианатом, присутствующим в препарате, приведенное как процент:

[NCO]×100 (%).

[активный водород]

Другими словами индекс NCO выражает процент изоцианата, реально используемого в препарате, по отношению к количеству изоцианата, теоретически требуемому для взаимодействия с количеством водорода, реагирующего с изоцианатом, используемым в препарате.

Изоцианатное число, как показано в примерах, измеряют с использованием метода измерения на основе титрования. Изоцианат взаимодействует с избытком ди-н-бутиламина с образованием мочевины. Затем непрореагировавший амин титруют с помощью стандартной азотной кислоты до изменения цвета бромкрезолового зеленого индикатора или до конечной точки потенциометрического титрования. Процент NCO или изоцианатное число определяют как процент массовый групп NCO, присутствующих в продукте.

Кроме того, нужно заметить, что изоцианатный индекс, как используется в настоящем документе, рассматривается с точки зрения реального способа полимеризации с получением материала, содержащего изоцианатный ингредиент и ингредиенты, реагирующие с изоцианатом. Любые изоцианатные группы, расходуемые на предварительной стадии для получения модифицированных полиизоцианатов (включая такие изоцианатные производные, которые упоминаются в литературе как преполимеры), или любые активные атомы водорода, расходуемые на предварительной стадии (например, взаимодействующие с изоцианатом с получением модифицированных полиолов или полиаминов), не принимаются во внимание при вычислении изоцианатного индекса. Принимаются во внимание только свободные изоцианатные группы и свободные атомы водорода, реагирующие с изоцианатом (включая атомы водорода воды, если она используется), присутствующие на реальной стадии полимеризации.

2) Выражение "атомы водорода, реагирующие с изоцианатом", как используется в настоящем документе, для цели вычисления изоцианатного индекса, относится к общему количеству активных атомов водорода в гидроксильных и аминовых группах, присутствующих в реагирующих композициях; это означает, что для цели вычисления изоцианатного индекса в реальном способе полимеризации одна гидроксильная группа, как считается, содержит один реагирующий атом водорода, одна первичная аминогруппа, как считается, содержит один реагирующий атом водорода и одна молекула воды, как считается, содержит два активных атома водорода.

3) Реакционная система: сочетание компонентов, где полиизоцианаты выдерживаются в одном или нескольких контейнерах отдельно от компонентов, реагирующих с изоцианатом.

4) Термин "средняя номинальная степень функциональности гидроксильных групп" (или коротко "функциональность") используется в настоящем документе для указания среднечисленной степени функциональности (числа гидроксильных групп в молекуле) полиола или композиции полиола в предположении, что она представляет собой среднечисленную функциональность (число активных атомов водорода в молекуле) инициатора (инициаторов), используемого при их приготовлении, хотя на практике оно будет несколько меньше из-за некоторой ненасыщенности окончаний.

5) Слово "средний" относится к среднечисленному, если не указано иного.

6) "Жидкость" означает вещество, имеющее вязкость меньше чем 10 Па.сек, измеренную в соответствии с ASTM D445-11a при 20°C.

7) (Стабильная) композиция катализатора в соответствии с настоящим изобретением представляет собой композицию, содержащую, по меньшей мере, 1) соединение катализатора тримеризации в соответствии с настоящим изобретением и 2) соединения, которые содержат карбоксамидную группу, имеющую структуру -CO-NH₂, в соответствии с настоящим изобретением. Конечная концентрация отдельных соединений в композиции катализатора не изменяется больше чем на 10% от их начальной концентрации, при выдерживании при комнатной температуре (около 20°C) и при давлении окружающей среды в течение, по меньшей мере, нескольких месяцев. В случае, когда катализатор тримеризации представляет собой катализатор на основе LiCl, LiCl всегда используют в сочетании с эпоксидной смолой (упоминается как катализатор "LiCl/эпоксид"), так что число эквивалентов LiCl по отношению к числу эквивалентов эпокси находится в пределах от 1:2 до 1:80, более предпочтительно, в пределах от 1:2 до 1:40, и еще более предпочтительно, от 1:4 до 1:30.

8) "(Стабильная) промежуточная дополнительно отверждаемая композиция, содержащая полиизоцианат" или "промежуточный материал, содержащий полиизоцианурат" в соответствии с настоящим изобретением представляет собой материал, содержащий полиизоцианурат, который может дополнительно отверждаться и получается посредством взаимодействия композиции катализатора (тримеризации) в соответствии с настоящим изобретением в конкретных количествах, композицию полиизоцианата и, необязательно, эпоксидную смолу, в течение определенного периода времени с достижением при этом температуры до 80°C, но определенно ниже 90°C, так что получают частично отвержденный материал, содержащий полиизоцианурат, который по-прежнему содержит свободные изоцианатные группы (NCO), имеет изоцианатное число 5-30% масс, более предпочтительно, изоцианатное число в пределах между 15 и 25%, и где конечная концентрация полиизоциануратных соединений не изменяется больше чем на 10% от его начального значения (вычисленного как изменение изоцианатного числа), когда выдерживается при комнатной температуре (примерно 20°C) и при давлении окружающей среды в течение, по меньшей мере, от нескольких часов до нескольких дней и даже до нескольких недель, предпочтительно, в течение 1 часа, более предпочтительно, в течение минимум 5 часов, наиболее предпочтительно, в течение более 24 часов.

9) "Дополнительно отвержденный материал, содержащий полиизоцианурат" в соответствии с настоящим изобретением представляет собой материал, содержащий полиизоцианурат, который получают посредством нагрева промежуточного дополнительно отверждаемого материала, содержащего полиизоцианурат, в соответствии с настоящим изобретением, до температуры, по меньшей мере, 90°C, предпочтительно, по меньшей мере, 100°C, более предпочтительно, по меньшей мере, 120°C, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, до 125°C, в течение, по меньшей мере, нескольких минут, так что оставшиеся свободные изоцианатные группы взаимодействуют с образованием соединений, содержащих полиизоцианурат. Указанный дополнительно отвержденный материал, содержащий полиизоцианурат, имеет повышенную степень преобразования изоцианата и меньшее количество остающихся свободных реагирующих изоцианатных групп по сравнению с промежуточным материалом, содержащим полиизоцианурат, или альтернативно, почти их не содержит.

10) Время хранения в упаковке, как используется в настоящем документе, относится к стабильности соединения или композиции, содержащей соединение, в жидкости (то есть, композиции катализатора тримеризации в соответствии с настоящим изобретением), при хранении при условиях окружающей среды (комнатная температура и давление окружающей среды), и вычисляется как период времени, в течение которого соединение или композиция сохраняет вязкость, достаточно низкую для использования при данной переработке, и остается пригодной для предполагаемого использования.

11) Срок годности, как используется в настоящем документе, относится к стабильности жидкой химически активной композиции (например, отверждаемой композиции в соответствии с настоящим изобретением), когда она хранится при условиях окружающей среды (комнатная температура и давление окружающей среды, и вычисляется как период времени, в течение которого химически активная композиция остается пригодной для ее предполагаемой переработки после смешивания с агентами, инициирующими реакцию,

и/или для воздействия на нее условий, инициирующих реакцию (таких как воздействие повышенной температуры).

12) Катализатор тримеризации, как используется в настоящем документе, относится к катализатору, который может катализировать (облегчать) образование изоциануратных групп из полиизоцианатов.

13) Соединения, которые выбирают из соединений, которые содержат карбоксамидную группу, имеющую структуру -CO-NH₂, могут также упоминаться в настоящем изобретении как "ингибитор".

Композиция, содержащая, по меньшей мере, одно соединение катализатора тримеризации, в соответствии с настоящим изобретением в сочетании, по меньшей мере, с одним соединением, выбранным из соединений, которые содержат карбоксамидную группу, имеющую структуру -CO-NH₂, упоминается в тексте как "композиция катализатора тримеризации" или "композиция катализатора".

Подробное описание

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, описывается стабильный, промежуточный и дополнительно отверждаемый материал, содержащий полиизоцианурат.

Промежуточный дополнительно отверждаемый материал, содержащий полиизоцианурат, в соответствии с настоящим изобретением содержит свободные изоцианатные группы (NCO), имеет изоцианатное число 5-30% масс, более предпочтительно, изоцианатное число 15-25% масс, и имеет конечную концентрацию полиизоциануратных соединений, которая не изменяется больше чем на 10% от своего начального значения, когда он выдерживается при комнатной температуре (примерно 20°C) и при давлении окружающей среды в течение, по меньшей мере, нескольких часов, более предпочтительно, в течение минимум 5 часов, наиболее предпочтительно, в течение более 24 часов. Предпочтительно промежуточный дополнительно отверждаемый материал, содержащий полиизоцианурат, содержит соединения, имеющие группу, имеющую структуру -CO-NH₂, и соединение катализатора тримеризации.

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения описывается способ получения стабильного промежуточного и дополнительно отверждаемого материала, содержащего полиизоцианурат, в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, с использованием при этом композиции катализатора тримеризации.

Композиция катализатора тримеризации представляет собой стабильную композицию, которая содержит катализатор тримеризации в сочетании с соединениями, которые содержат карбоксамидную группу, имеющую структуру -CO-NH₂. Указанная стабильная композиция катализатора тримеризации имеет продолжительное время хранения в упаковке при 20°C и при давлении окружающей среды, по меньшей мере, нескольких месяцев и дольше.

Неожиданно авторы обнаружили, что каталитическая активность катализатора тримеризации полиизоцианата в композиции полиизоцианата может быть прервана (остановлена). Для достижения указанного прерывания, можно использовать любой катализатор тримеризации, пригодный для образования материалов, содержащих полиизоцианурат, начиная с полиизоцианатов, в сочетании с соединениями, которые содержат карбоксамидную группу, имеющую структуру -CO-NH₂, доступными в литературе. Примеры таких катализаторов представляют собой карбоксилаты и алкоксиды металлов или четвертичного аммония, производные третичного амина, LiCl в сочетании с эпокси (LiCl/эпоксидный катализатор),…

Неожиданно, кроме того, авторы обнаружили, что каталитическая активность катализатора тримеризации полиизоцианата в композиции полиизоцианата может прерываться и повторно активироваться. Катализатор тримеризации предпочтительно выбирают из органических солей, предпочтительно, из органических солей щелочных металлов, щелочноземельных металлов и/или четвертичного аммония. Более предпочтительно, указанную органическую соль выбирают из карбоксилатов или алкоксидов и их смесей, из карбоксилатных/алкоксидных групп, предпочтительно имеющих 1-12 атомов углерода, и из их смесей. Предпочтительные примеры представляют собой карбоксилаты натрия, карбоксилаты калия, алкоксиды натрия и алкоксиды калия.

Альтернативно, каталитическая активность катализатора тримеризации полиизоцианата в композиции полиизоцианата может прерываться и повторно активироваться с использованием LiCl/эпоксидного катализатора, в котором число эквивалентов LiCl по отношению к числу эквивалентов эпокси находится в пределах от 1:2 до 1:80, более предпочтительно, в пределах от 1:2 до 1:40, и еще более предпочтительно, составляет от 1:4 до 1:30.

Прерывание и/или повторное активирование каталитической активности катализатора тримеризации полиизоцианата реализуется посредством добавления катализатора тримеризации в сочетании с соединением, которое выбирают из соединений, которые содержат карбоксамидную группу, имеющую структуру -CO-NH₂, к композиции полиизоцианата, так что отношение соединений, которые содержат карбоксамидную группу, к катализатору соответствует заранее заданным отношениям, и последующего воздействия на композицию полиизоцианата заранее определенных стадий нагрева.

Добавление композиции катализатора в соответствии с настоящим изобретением к (композиции) полиизоцианату и последующее предоставление возможности для реакции этой композиции, необязательно, по меньшей мере, с одним соединением эпоксидной смолы вызывает повышение температуры (ниже, чем 90°C). В зависимости от отношений между различными компонентами композиции и от условий обработки будут достигаться более или менее повышенные температуры (ниже, чем 90°C). Реакция будет останавливаться в определенный момент времени и реакционная смесь охлаждаться до комнатной температуры (разумеется, самопроизвольно), так что получают стабильную частично отвержденную композицию полиизоцианата или промежуточные материалы, содержащие полиизоцианурат. Повышенная температура около 80°C может достигаться без добавления дополнительного тепла, поскольку образование материала, содержащего полиизоцианурат, является экзотермическим.

Такое прерывание реакции тримеризации приводит к получению частично отвержденных материалов полиизоцианата или, другими словами, к получению промежуточных материалов, содержащих полиизоцианурат, которые могут быть особенно желательными, когда продукты должны изготавливаться в соответствии со способами, которые требуют определенной вязкости перед получением готовых отвержденных продуктов. Во всех этих способах однокомпонентная композиция является желательной в качестве исходных материалов, которые имеют определенный уровень вязкости и которые показывают отсутствие реакции или очень малую реакцию при условиях окружающей среды в течение заданного периода времени, чтобы дать возможность для манипуляций с такими композициями в таких способах.

Неожиданно, авторы обнаружили, что срок годности промежуточных (частично отвержденных) материалов, содержащих полиизоцианурат, может составлять до нескольких дней и дольше при использовании композиции катализатора тримеризации, имеющей конкретное отношение катализатора тримеризации к соединениям, которые содержат карбоксамидную группу, имеющую структуру -CO-NH₂, без отрицательного влияния на конечное отверждение композиции частично отвержденного полиизоцианата или промежуточного полиизоциануратного материала после этого.

Композиция катализатора содержит соединения, выбранные из соединения, которое содержит карбоксамидную группу, имеющую структуру -CO-NH₂, это предполагает, что соединение, содержащее группу -CO-NH-CO-, а более конкретно, соединение, имеющее группу ацилмочевины, имеющую структуру -CO-NH-CO-NH-, образуется как продукт реакции соединения полиизоцианата и соединения, которое содержит карбоксамидную группу, имеющую структуру -CO-NH₂, после добавления к композиции полиизоцианата.

Чтобы сделать возможным прерывание реакции тримеризации, число эквивалентов соединений, выбранных из соединений, которые содержат карбоксамидную группу, имеющую структуру -CO-NH₂, добавляемых к композиции полиизоцианата, меньше, менее чем в четыре раза, чем число эквивалентов катализатора тримеризации и больше, более чем в 0,75 раза, чем число эквивалентов катализатора тримеризации, добавляемых к композиции полиизоцианата. Предпочтительно, число эквивалентов соединений, выбранных из соединений, которые содержат карбоксамидную группу,имеющую структуру -CO-NH₂, по отношению к числу эквивалентов катализатора тримеризации, находится в пределах между 1 и 3, более предпочтительно, в пределах между 1,2 и 2, для образования "стабильного" промежуточного материала, содержащего

полиизоцианурат, в соответствии с настоящим изобретением. Наиболее предпочтительно, число эквивалентов соединений, содержащих карбоксамидную группу, имеющую структуру -CO-NH₂, по отношению к числу эквивалентов катализатора тримеризации находится в пределах между 1 и 1,5. Отношение числа эквивалентов соединений, которые содержат карбоксамидную группу, имеющую структуру -CO-NH₂, по отношению к числу эквивалентов катализатора тримеризации может быть равно 1 или около 1.

Во всех случаях, конечная концентрация соединения, содержащего группу -CO-NH-CO-, в указанной композиции полиизоцианата является такой, что отношение групп -CO-NH-CO- по отношению к числу изоцианатных групп составляет самое большее 1, предпочтительно, самое большее 0,01, более предпочтительно, самое большее 0,0015.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления первого аспекта настоящего изобретения, катализатор тримеризации выбирают из органических солей, предпочтительно, из органических солей щелочных металлов, щелочноземельных металлов и/или четвертичного аммония. Более предпочтительно, указанную органическую соль выбирают из карбоксилатов или алкоксидов и их смесей, из карбоксилатных/алкоксидных групп, предпочтительно имеющих 1-12 атомов углерода, и из их смесей. Предпочтительные примеры представляют собой карбоксилаты калия, карбоксилаты натрия, алкоксиды калия и алкоксиды калия. Также, карбоксилаты/алкоксиды, имеющие кольцевую структуру, такие как бензоат натрия или калия, являются катализаторами тримеризации, пригодными для использования. Наиболее предпочтительные примеры представляют собой ацетат калия, гексаноат калия,