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CN114096576A - 用于聚氨酯聚合物的金属多元醇 - Google Patents

用于聚氨酯聚合物的金属多元醇 Download PDF

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CN114096576A CN202080050073.5A CN202080050073A CN114096576A CN 114096576 A CN114096576 A CN 114096576A CN 202080050073 A CN202080050073 A CN 202080050073A CN 114096576 A CN114096576 A CN 114096576A
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Abstract

本公开提供了一种金属螯合多元醇液体和/或金属螯合聚醚多元醇液体，其可用在用于形成聚氨酯聚合物的异氰酸酯反应性组合物和反应混合物中。所述金属螯合聚酯多元醇液体是具有螯合部分的螯合聚酯多元醇与具有金属离子的金属化合物的反应产物。所述金属螯合聚醚多元醇液体是具有螯合部分的螯合聚醚多元醇与具有金属离子的金属化合物的反应产物。所述螯合聚酯多元醇或所述螯合聚醚多元醇的所述螯合部分螯合所述金属离子以分别形成所述金属螯合聚酯多元醇液体或所述金属螯合聚醚多元醇液体，其具有0.05:1至2:1的所述金属离子与所述螯合部分的摩尔比。

Description

用于聚氨酯聚合物的金属多元醇
技术领域
本公开大体上涉及聚氨酯聚合物，并且更具体地涉及具有改进的燃烧/烟雾行为的聚氨酯聚合物。
背景技术
自20世纪60年代以来，聚氨酯硬质(PUR)泡沫已作为高性能绝热材料用于建筑中。欧洲和美国的持续技术发展催生了称为聚异氰脲酸酯硬质(PIR)泡沫的下一代产品。PUR和PIR都是由两种反应物即异氰酸酯(例如，甲基二苯基二异氰酸酯，MDI)和多元醇制造的基于聚氨酯的泡沫。虽然对于PUR而言，异氰酸酯和多元醇以与当量重量相比接近平衡的比率实施，但异氰酸酯在PIR的生产期间过量使用。异氰酸酯部分地与自身反应，其中所得的PIR是具有环状异氰脲酸酯结构的高度交联的合成材料。高度的交联和环形结构确保了硬质PIR泡沫的高热稳定性。PIR还具有优异的热稳定性和尺寸稳定性。
PIR泡沫的特征还在于由于固有的炭化行为而具有非常好的耐火行为，这又与异氰脲酸酯化学结构的突出热稳定性有关。为了进一步增强炭的形成，通常添加磷基阻燃剂。当建筑产品(诸如绝热金属板或绝热板)暴露于火中时，绝热PIR芯迅速形成有助于保护底层材料的连贯炭。这意味着只有有限部分的可用的可燃绝热材料暴露在火中，而这部分实际上在热释放和烟雾方面起作用。
可燃热固性材料的燃烧行为是一个复杂的问题。例如，卤化阻燃剂在减少热释放方面非常有效，但可能会增加烟雾的不透明度。Dow专利公布US 2014/0206786 A1描述了与传统的卤化阻燃剂诸如三(2-氯异丙基)磷酸酯(TCPP)相比使用磷酸三乙酯(TEP)作为抑烟添加剂。此外，众所周知，燃烧排出物的组成(比材料本身更进一步)强烈地取决于燃烧条件，特别是温度、几何形状和通风，包括氧气的可用性。即使如上所述，聚异氰脲酸酯的固有炭化行为限制和/或延迟聚合物燃烧的量(因此限制和/或延迟热量和烟雾的释放)，也仍然需要进一步改进燃烧(combustion/burning)行为从而尽可能降低烟雾不透明度和烟雾毒物。
聚氨酯也广泛用于许多涂料、粘合剂、密封剂和弹性体(“CASE”)应用和软质泡沫。需要进一步改进燃烧(combustion/burning)行为，从而尽可能降低烟雾不透明度和烟雾毒物，以及任选地改进其他属性，诸如用作涂料、粘合剂、密封剂和弹性体及泡沫的聚氨酯的抗真菌性、抗微生物性、防臭性、硬度、隔音性和摩擦阻力。
发明内容
本公开提供了一种金属螯合聚酯多元醇液体和/或金属螯合聚醚多元醇液体，其中任一者或两者可用在异氰酸酯反应性组合物中，所述异氰酸酯反应性组合物用在用于形成聚氨酯聚合物的反应混合物中。在热解事件(如火灾)期间，本公开的聚氨酯聚合物在氰化氢(HCN)和一氧化碳(CO)的排放方面可以具有改善的烟雾行为。
对于各种实施方案，所述金属螯合聚酯多元醇液体是具有螯合部分的螯合聚酯多元醇与具有金属离子的金属化合物的反应产物。所述螯合聚酯多元醇由液体聚酯多元醇的单体或由所述液体聚酯多元醇的所述单体形成的所述液体聚酯多元醇与具有所述螯合部分的螯合剂的化学反应形成。在其他实施方案中，所述金属螯合聚醚多元醇液体是具有螯合部分的螯合聚醚多元醇与具有金属离子的金属化合物的反应产物。所述螯合聚醚多元醇由液体聚醚多元醇的单体或由所述液体聚醚多元醇的所述单体形成的所述液体聚醚多元醇与具有所述螯合部分的螯合剂的化学反应形成。
所述螯合部分选自二酐部分、基于氨基的螯合部分及其组合。对于这些实施方案，具有所述二酐部分的所述螯合剂与所述液体聚酯多元醇的所述单体或由所述液体聚酯多元醇的所述单体形成的所述液体聚酯多元醇发生化学反应以形成具有氨基聚羧酸部分的所述螯合聚酯多元醇。替代性地，具有所述基于氨基的螯合部分的所述螯合剂与所述液体聚酯多元醇的所述单体或由所述液体聚酯多元醇的所述单体形成的所述液体聚酯多元醇发生化学反应以形成作为所述螯合聚酯多元醇的聚酯氨基多元醇。所述螯合聚酯多元醇的所述螯合部分螯合所述金属离子以形成具有0.05:1至2:1的所述金属离子与所述螯合部分的摩尔比的所述金属螯合聚酯多元醇液体。
对于这些实施方案，具有所述二酐部分的所述螯合剂可以与所述液体聚酯多元醇以1:1.5至1:100的摩尔比(螯合剂摩尔数:聚酯多元醇摩尔数)发生化学反应以形成具有氨基聚羧酸部分的所述螯合聚酯多元醇。对于这些实施方案，具有所述二酐部分的所述螯合剂选自由乙二胺四乙酸二酐、二亚乙基三胺五乙酸二酐及其组合组成的组。对于这些实施方案，具有所述基于氨基的螯合部分的所述螯合剂选自由烷氧基化二胺、烷氧基化三胺、烷氧基化四胺及其组合组成的组。对于这些实施方案，所述金属化合物选自由氢氧化物、碳酸盐、羧酸盐、碱性碳酸盐、金属盐及其组合组成的组，并且所述金属离子选自由铜、锌、银、铁、锰、钴、镍、锆、钙、铝、钡、镉、镓、铟、铅、镁、汞、钯、钪、锶、钍、钛、钒及其组合组成的组。优选地，所述金属化合物是过渡金属化合物，其中所述过渡金属离子选自由铜、锌、银、铁、锰、钴、镍、钛、钒、镉和锆组成的组。优选地，所述过渡金属化合物选自由氢氧化铜(II)、碳酸铜(II)、碱式碳酸铜(II)、乙酸铜(II)、乙酸钴(II)、乙酸镍(II)、乙酸银(I)、乙酸锌(II)及其组合组成的组。
在另外的实施方案中，具有所述二酐部分的所述螯合剂与所述液体聚醚多元醇的所述单体或由所述液体聚醚多元醇的所述单体形成的所述液体聚醚多元醇发生化学反应以形成具有氨基聚羧酸部分的所述螯合聚醚多元醇。替代性地，具有所述基于氨基的螯合部分的所述螯合剂与所述液体聚醚多元醇的所述单体或由所述液体聚醚多元醇的所述单体形成的所述液体聚醚多元醇发生化学反应以形成作为所述螯合聚醚多元醇的聚醚氨基多元醇。所述螯合聚醚多元醇的所述螯合部分螯合所述金属离子以形成具有0.05:1至2:1的所述金属离子与所述螯合部分的摩尔比的所述金属螯合聚醚多元醇液体。对于这些实施方案，具有所述二酐部分的所述螯合剂可以与所述液体聚醚多元醇以1:1.5至1:100的摩尔比(螯合剂摩尔数:聚醚多元醇摩尔数)发生化学反应以形成具有氨基聚羧酸部分的所述螯合聚醚多元醇。对于这些实施方案，具有所述二酐部分的所述螯合剂选自由乙二胺四乙酸二酐、二亚乙基三胺五乙酸二酐及其组合组成的组。对于这些实施方案，在所述聚醚多元醇中具有所述基于氨基的螯合部分的所述螯合剂选自由二胺、三胺、四胺及其组合组成的组。对于这些实施方案，所述金属化合物选自由氢氧化物、碳酸盐、羧酸盐、碱性碳酸盐、金属盐及其组合组成的组，并且所述金属离子选自由铜、锌、银、铁、锰、钴、镍、锆、钙、铝、钡、镉、镓、铟、铅、镁、汞、钯、钪、锶、钍、钛、钒及其组合组成的组。优选地，金属化合物是过渡金属化合物，其中所述过渡金属离子选自由铜、锌、银、铁、锰、钴、镍、钛、钒、镉和锆组成的组。优选地，所述过渡金属化合物选自由氢氧化铜(II)、碳酸铜(II)、碱式碳酸铜(II)、乙酸铜(II)、乙酸钴(II)、乙酸镍(II)、乙酸银(I)、乙酸锌(II)及其组合组成的组。
本公开还提供了用于形成聚氨酯聚合物的具有羟基部分的异氰酸酯反应性组合物。对于这些实施方案，所述异氰酸酯反应性组合物包含0.1至100重量％的所述金属螯合聚酯多元醇液体、所述金属螯合聚醚多元醇液体或所述金属螯合聚酯多元醇液体和所述金属螯合聚醚多元醇液体的组合，各自如本文所提供，和任选地最多99.9重量百分比的多元醇以形成所述异氰酸酯反应性组合物，所述重量百分比基于所述异氰酸酯反应性组合物的总重量。对于这些实施方案，所述异氰酸酯反应性组合物进一步包含选自以下的化合物：0.1重量％至1.5重量％的来自阻燃化合物、优选无卤素阻燃化合物的磷，所述重量％的磷基于所述异氰酸酯反应性组合物的总重量；0.05重量％至3.0重量％的来自所述金属螯合聚酯多元醇液体和/或所述金属螯合聚醚多元醇液体及其组合的金属，其中所述重量％的金属基于所述异氰酸酯反应性组合物的总重量。对于这些实施方案，所述异氰酸酯反应性组合物具有0.05:1至5:1的所述金属与磷的摩尔比(金属摩尔数:磷摩尔数)。对于这些实施方案，所述阻燃化合物或无卤素阻燃化合物选自由磷酸酯、膦酸酯、次膦酸酯、亚磷酸酯及其组合组成的组。
本公开还提供了一种用于形成聚氨酯聚合物的反应混合物。所述反应混合物包含具有异氰酸酯部分的异氰酸酯化合物和如本文提供的异氰酸酯反应性组合物，其中所述反应混合物具有0.90:1至7:1的所述异氰酸酯部分与所述羟基部分的摩尔比。对于这些实施方案，所述反应混合物可包含选自由水、催化剂、表面活性剂、发泡剂或其组合组成的组的化合物。对于这些实施方案，本文提供的反应混合物可用于形成基于聚氨酯的聚合物，包括基于聚氨酯的泡沫。
本公开还提供了一种用于制备金属螯合聚酯多元醇液体的方法。所述方法包括使液体聚酯多元醇的单体或由所述液体聚酯多元醇的所述单体形成的所述液体聚酯多元醇与具有螯合部分的螯合剂反应以形成螯合聚酯多元醇。对于这些实施方案，所述螯合部分选自二酐部分、基于氨基的螯合部分及其组合。对于这些实施方案，具有所述二酐部分的所述螯合剂与所述液体聚酯多元醇的所述单体或由所述液体聚酯多元醇的所述单体形成的所述液体聚酯多元醇发生化学反应以形成具有氨基聚羧酸部分的所述螯合聚酯多元醇。对于这些实施方案，具有所述基于氨基的螯合部分的所述螯合剂与所述液体聚酯多元醇的所述单体或由所述液体聚酯多元醇的所述单体形成的所述液体聚酯多元醇发生化学反应以形成作为所述螯合聚酯多元醇的聚酯氨基多元醇。对于这些实施方案，所述方法还包括使具有所述螯合部分的所述螯合聚酯多元醇与具有金属离子的金属化合物反应，其中所述螯合聚酯多元醇的所述螯合部分螯合所述金属离子以形成所述金属螯合聚酯多元醇液体，所述反应具有0.05:1至2:1的所述金属离子与所述螯合部分的摩尔比。对于这些实施方案，具有所述二酐部分的所述螯合剂与由所述液体聚酯多元醇的所述单体形成的所述液体聚酯多元醇以1:1.5至1:100的摩尔比(螯合剂摩尔数:聚酯多元醇摩尔数)发生化学反应以形成具有氨基聚羧酸部分的所述螯合聚酯多元醇。
本公开还提供了一种用于制备金属螯合聚醚多元醇液体的方法。所述方法包括使液体聚醚多元醇的单体或由所述液体聚醚多元醇的所述单体形成的所述液体聚醚多元醇与具有螯合部分的螯合剂反应以形成螯合聚醚多元醇。对于这些实施方案，所述螯合部分选自二酐部分、基于氨基的螯合部分及其组合。对于这些实施方案，具有所述二酐部分的所述螯合剂与所述液体聚醚多元醇的所述单体或由所述液体聚醚多元醇的所述单体形成的所述液体聚醚多元醇发生化学反应以形成具有氨基聚羧酸部分的所述螯合聚醚多元醇。对于这些实施方案，具有所述基于氨基的螯合部分的所述螯合剂与所述液体聚醚多元醇的所述单体或由所述液体聚醚多元醇的所述单体形成的所述液体聚醚多元醇发生化学反应以形成作为所述螯合聚醚多元醇的聚醚氨基多元醇。对于这些实施方案，所述方法还包括使具有所述螯合部分的所述螯合聚醚多元醇与具有金属离子的金属化合物反应，其中所述螯合聚醚多元醇的所述螯合部分螯合所述金属离子以形成所述金属螯合聚醚多元醇液体，所述反应具有0.05:1至2:1的所述金属离子与所述螯合部分的摩尔比。对于这些实施方案，具有所述二酐部分的所述螯合剂与由所述液体聚醚多元醇的所述单体形成的所述液体聚醚多元醇以1:1.5至1:100的摩尔比(螯合剂摩尔数:聚酯多元醇摩尔数)发生化学反应以形成具有氨基聚羧酸部分的所述螯合聚醚多元醇。
具体实施方式
本公开提供了一种金属螯合聚酯多元醇液体和/或金属螯合聚醚多元醇液体，其中任一者或两者可用在用于形成聚氨酯聚合物的异氰酸酯反应性组合物和反应混合物中。在热解事件(如火灾)期间，本公开的聚氨酯聚合物在氰化氢(HCN)和一氧化碳(CO)的排放方面可以具有改善的烟雾行为。
对于这些实施方案，金属螯合聚酯多元醇液体是具有螯合部分的螯合聚酯多元醇与具有金属离子的金属化合物的反应产物。螯合聚酯多元醇由用于形成液体聚酯多元醇的单体或由单体形成的液体聚酯多元醇与具有螯合部分的螯合剂的化学反应形成。在其他实施方案中，金属螯合聚醚多元醇液体是具有螯合部分的螯合聚醚多元醇与具有金属离子的金属化合物的反应产物。螯合聚醚多元醇由用于形成液体聚醚多元醇的单体或由单体形成的液体聚醚多元醇与具有螯合部分的螯合剂的化学反应形成。
本公开的螯合部分选自二酐部分、基于氨基的螯合部分及其组合。对于这些实施方案，具有二酐部分的螯合剂与用于形成液体聚酯多元醇的单体或由单体形成的液体聚酯多元醇发生化学反应以形成具有氨基聚羧酸部分的螯合聚酯多元醇。替代性地，具有基于氨基的螯合部分的螯合剂与用于形成液体聚酯多元醇的单体或由单体形成的液体聚酯多元醇发生化学反应以形成作为螯合聚酯多元醇的聚酯氨基多元醇。螯合聚酯多元醇的螯合部分螯合来自金属化合物的金属离子以形成金属螯合聚酯多元醇液体。优选地，金属螯合聚酯多元醇液体具有0.05:1至2:1的金属离子与螯合部分的摩尔比。对于这些实施方案，具有二酐部分的螯合剂也可以与液体聚醚多元醇发生化学反应以形成具有氨基聚羧酸部分的螯合聚醚多元醇。替代性地，具有基于氨基的螯合部分的螯合剂与用于形成液体聚醚多元醇的单体发生化学反应以形成作为螯合聚醚多元醇的聚醚氨基多元醇。螯合聚醚多元醇的螯合部分螯合来自金属化合物的金属离子以形成金属螯合聚醚多元醇液体。优选地，金属螯合聚醚多元醇液体具有0.05:1至2:1的金属离子与螯合部分的摩尔比。
如本文所用，金属螯合聚酯多元醇液体和/或金属螯合聚醚多元醇液体在80至25,000KPa的压力下呈液态，并在高于-10℃且低于80℃，优选地低于60℃，更优选地低于40℃，最优选地低于25℃的温度下呈液态。如本文所用，金属螯合聚酯多元醇液体和/或金属螯合聚醚多元醇液体不含金属化合物颗粒/固体至含有标称量的金属化合物颗粒/固体，使得基于金属螯合聚酯多元醇液体和/或金属螯合聚醚多元醇液体的重量，标称量的金属化合物颗粒/固体小于0.10重量百分比(重量％)，优选小于0.01重量％，更优选小于0.001重量％。
本公开的螯合聚酯多元醇由用于形成液体聚酯多元醇的单体或由单体形成的液体聚酯多元醇与具有螯合部分的螯合剂的化学反应形成。液体聚酯多元醇可以是均聚物、无规共聚物、嵌段共聚物、多嵌段共聚物以及在开环聚酯多元醇的情况下可含有引发剂残基的封端产物。液体聚酯多元醇可以具有范围从100至5,000，优选200至2,500，更优选300至1,000且最优选350至750的低至中等数均分子量。数均分子量可以使用如本领域已知的端基分析或凝胶渗透色谱法(GPC)测量。液体聚酯多元醇每分子还可以具有1.8至4，诸如2至3的数均异氰酸酯反应性基团官能度(例如羟基)，其中每个值是平均数。多种化学结构可构成液体聚酯多元醇，其中至少一个要求是存在至少两个羟基(即，二醇)，并且液体聚酯多元醇在80至25,000KPa的压力下呈液态，并且在低于80℃的温度下呈液态，以提供本公开的液体聚酯多元醇。
对于这些实施方案，用于形成液体聚酯多元醇的单体可以包括多元醇，诸如二元醇，三元醇和/或高级羟基醇，以及多元酸，诸如二元酸和/或三元酸，诸如羧酸和/或聚羧酸酐或低级醇的相应聚羧酸酯、环状酯或其混合物，其中这些化合物如本领域已知的那样反应以形成液体聚酯多元醇的反应产物。示例性多元醇包括但不限于乙二醇、丙二醇-(1,2)和-(1,3)、丁二醇-(1,4)和-(2,3)、己二醇-(1,6)、辛二醇-(1,8)、新戊二醇、环己烷二甲醇(1,4-双-羟基-甲基环己烷和其他异构体)、2-甲基-1,3-丙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、己三醇-(1,2,6)、丁三醇-(1,2,4)、三羟甲基乙烷、季戊四醇、喹诺酮(quinitol)、甘露糖醇和山梨糖醇、甲基糖苷、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、聚乙二醇、二丙二醇、聚丙二醇、二丁二醇和聚丁二醇。多元醇还可以包括聚碳酸酯多元醇，诸如二醇例如丙二醇-(1,3)、丁二醇-(1,4)和/或己二醇-(1,6)、二乙二醇、三甘醇或四甘醇与二芳基碳酸酯例如碳酸二苯酯、二脂肪族碳酸酯例如碳酸二甲酯或光气的反应产物，或来自环氧化物和二氧化碳的反应。
多元酸可以是脂肪族的、脂环族的、芳族的和/或杂环的，并且它们可以例如被卤素原子取代，和/或可以是不饱和的。合适的多元酸、酸酐和低级醇的聚羧酸酯包括但不限于任选地与单体脂肪酸、对苯二甲酸二甲酯和对苯二甲酸-双-乙二醇酯混合的琥珀酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、偏苯三酸、邻苯二甲酸酐、偏苯三酸酐、四氢化邻苯二甲酸酐、六氢化邻苯二甲酸酐、四氯邻苯二甲酸酐、内亚甲基四氢邻苯二甲酸酐、戊二酸酐、马来酸、马来酸酐、富马酸、二聚和三聚脂肪酸(诸如油酸)。
环酯可以是脂肪族的并且可以例如被烷基取代，和/或可以是不饱和的。合适的环酯包括但不限于ε-己内酯、d,l-丙交酯、乙交酯、δ-戊内酯和匹伏内酯(pivolactone)等。
液体聚酯多元醇可以是芳族、脂肪族或脂环族的，并且可以包括它们的氢化产物。
液体聚酯多元醇的优选实例包括但不限于聚己内酯多元醇、聚丙内酯多元醇、聚乙交酯多元醇、聚新戊酰基内酯(polypivolylactone)多元醇、聚戊内酯多元醇、聚己二酸乙二醇酯多元醇、聚己二酸丙二醇酯多元醇、聚己二酸丁二醇酯多元醇、聚己二酸己二醇酯多元醇、聚己二酸新戊酯多元醇、聚环己烷二亚甲基己二酸酯(polycyclohexanedimethylene adipate)多元醇、聚丁二酸乙二醇酯多元醇、聚丁二酸丙二醇酯多元醇、聚丁二酸丁二醇酯多元醇、聚丁二酸己二醇酯多元醇、聚丁二酸新戊酯多元醇、聚环己烷二甲基丁二酸酯(polycyclohexanedimethyl succinate)多元醇、聚壬二酸乙二醇酯多元醇、聚壬二酸丙二醇酯多元醇、聚壬二酸丁二醇酯多元醇、聚壬二酸己二醇酯多元醇、聚壬二酸新戊酯多元醇、聚环己烷二亚甲基壬二酸酯(polycyclohexanedimethyleneazelate)多元醇、聚癸二酸乙二醇酯多元醇、聚癸二酸丙二醇酯多元醇、聚癸二酸丁二醇酯多元醇、聚癸二酸己二醇酯多元醇、聚癸二酸新戊酯多元醇、聚环己烷二亚甲基癸二酸酯(polycyclohexanedimethylene sebacate)多元醇、二乙二醇/对苯二甲酸的多元醇、聚乙二醇/对苯二甲酸的多元醇、二乙二醇/邻苯二甲酸或邻苯二甲酸酐的多元醇、聚乙二醇/邻苯二甲酸或邻苯二甲酸酐的多元醇、二乙二醇/间苯二甲酸的多元醇、聚乙二醇/间苯二甲酸的多元醇及其共聚酯多元醇。
液体聚酯多元醇的更优选实例包括聚己内酯多元醇、聚己二酸乙二醇酯多元醇、聚己二酸丙二醇酯多元醇、聚己二酸丁二醇酯多元醇、聚己二酸己二醇酯多元醇、聚环己烷二亚甲基己二酸酯多元醇、聚丁二酸乙二醇酯多元醇、聚丁二酸丁二醇酯多元醇、二乙二醇/对苯二甲酸的多元醇、聚乙二醇/对苯二甲酸的多元醇、二乙二醇/邻苯二甲酸或邻苯二甲酸酐的多元醇、聚乙二醇/邻苯二甲酸或邻苯二甲酸酐的多元醇、二乙二醇/间苯二甲酸的多元醇、聚乙二醇/间苯二甲酸的多元醇，以及希望平均羟基官能度大于2.0时，二乙二醇和/或聚乙二醇与任选使用的甘油和/或三羟甲基丙烷的对苯二甲酸酯、间苯二甲酸酯和/或邻苯二甲酸酯的共聚酯。对于各种实施方案，聚酯多元醇也可以是未封端的或使用本领域已知的环氧乙烷(EO)和/或环氧丙烷(PO)封端，以便提供亲水性或疏水性结构。其他液体聚酯多元醇的实例包括改性芳族聚酯多元醇，诸如以商品名STEPANPOL PS-2352提供的那些(酸值0.6-1.0mg KOH/g，羟基值230-250mg KOH/g，羟基官能度2.0，Stepan Company)。液体聚酯多元醇也可含有一定比例的羧基端基。也可以使用用内酯诸如ε-己内酯或羟基羧酸诸如6-羟基己酸形成的液体聚酯多元醇。
液体聚醚多元醇可以包括每分子具有至少2个，诸如2个或3个羟基的那些，并且可以如下制备：例如，通过环氧化物/环醚诸如环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、氧化苯乙烯或表氯醇依靠自身或在BF3存在下聚合，或者通过将这些环氧化物任选地以混合物(诸如环氧乙烷和环氧丙烷的混合物)的形式或依次地化学添加到诸如水、氨、乙醇或胺等具有反应性氢原子的起始组分中的过程。合适的起始组分的实例包括乙二醇、丙二醇-(1,3)或-(1,2)、甘油、三羟甲基丙烷、4,4'-二羟基-二苯基丙烷、苯胺、乙醇胺或乙二胺。也可以使用蔗糖基聚醚多元醇。在很多情况下优选的是使用含有主导量的伯OH基团(最高聚醚中存在的100％的OH基团)的聚醚。聚醚多元醇或共聚醚多元醇的标称官能度应至少为2.0。标称官能度优选地为2.5至8，更优选地2.5至7或2.5至6。聚醚多元醇或共聚醚多元醇的羟基当量为至少85，优选至少100，更优选150至3,200，在一些实施方案中为250至3,000，并且在特定实施方案中为300至2,500。多元醇也可以由共混物形成，其中共混物包括二醇和三醇的共混物。二醇可以具有200至8,000克/摩尔的数均分子量(Mn)并且三醇具有250至6,500克/摩尔的数均分子量(Mn)。合适的聚醚多元醇的其他实例包括用环氧丙烷形成的羟基当量为至少75的那些聚合物或共聚物。环氧丙烷可以是1,3-环氧丙烷，但更典型地是1,2-环氧丙烷。如果是共聚物，则共聚单体是另一种可共聚的环氧烷，例如环氧乙烷、2,3-环氧丁烷、四氢呋喃、1,2-环氧己烷等。基于聚合环氧烷的总重量，共聚物可以包含25重量％或更多，50重量％或更多，并且优选地75％或更多的聚合环氧丙烷。共聚物优选地含有不超过75重量％，尤其是不超过50重量％的聚合环氧乙烷。
具有螯合部分的螯合剂选自二酐部分、基于氨基的螯合部分及其组合。具有二酐部分的螯合剂可以是氨基聚羧酸二酐化合物。例如，用作具有二酐部分的螯合剂的氨基聚羧酸二酐化合物选自由乙二胺四乙酸二酐、二亚乙基三胺五乙酸二酐及其组合组成的组。用作具有二酐部分的螯合剂的其他氨基聚羧酸二酐化合物可以包括4,4'-(丙烷-1,2-二基)双(吗啉-2,6-二酮)、4,4'-(丙烷-1,3-二基)双(吗啉-2,6-二酮)、4,4'-(氧基双(乙烷-2,1-二基))双(吗啉-2,6-二酮)及其组合。具有基于氨基的螯合部分的螯合剂可以是含有一个或多个通过碳原子连接至两个或更多个羧基的氮原子的氨基聚羧酸，以及具有至少两个通过碳原子连接的叔氮和至少一个醇基且至多五个醇基的叔聚氨基化合物，所述醇基允许作为聚酯多元醇的一部分而连接或并入。对于各种实施方案，具有基于氨基的螯合部分的螯合剂选自由二胺、三胺、四胺及其组合组成的组。在另外的实施方案中，具有基于氨基的螯合部分的螯合剂选自由烷氧基化二胺、烷氧基化三胺、烷氧基化四胺及其组合组成的组。这些烷氧基化胺优选地可符合式I
Figure BDA0003462110220000121
其中R1、R2、R3、R4和R5各自独立地为C1至C8烷基、烷氧基化物/聚烷氧基化物(即–(CH2CHRO)n-H，其中R为H或C1至C3烷基并且n是整数1至10)及其等价物，前提条件是R1、R2、R3、R4和R5中的至少一个是如上提供的烷氧基化物/聚烷氧基化物，x和x'各自独立地是整数2或3，并且y是整数0、1或2。更优选地，对于式I，R1、R2、R3、R4和R5各自独立地为C1至C3烷基、如上提供的烷氧基化物/聚烷氧基化物，其中烷基为C1至C2，前提条件是R1、R2、R3、R4和R5中的至少一个是如上提供的烷氧基化物/聚烷氧基化物，x和x'各自是整数2，并且y是整数0或1。具有基于氨基的螯合部分的螯合剂的具体实例包括N,N,N’,N’-四(2-羟丙基)乙二胺、N,N,N’,N’-四(2-羟乙基)乙二胺、2-[[2-(二甲基氨基)乙基]甲基氨基]乙醇、1-[双[3-(二甲基氨基)丙基]氨基-2-丙醇]、1,1',1”,1”'-((((2-羟丙基)氮烷二基)双(乙烷-2,1-二基))双(氮烷二基))四(丙-2-醇)、2,2',2”,2”'-((((2-羟乙基)氮烷二基)双(乙烷-2,1-二基))双(氮烷二基))四(乙烷-1-醇)、2,2'-氮烷二基二乙酸、2,2',2"-次氮基三乙酸、乙二胺四乙酸、2-[双[2-双(羧甲基)氨基]乙基]氨基]乙酸、乙二醇-双(2-氨基乙醚)-N,N,N′,N′-四乙酸、1,2-双(邻氨基苯氧基)乙烷-N,N,N′,N′-四乙酸、2,2',2”-(1,4,7-三氮杂壬烷-1,4,7-三基)三乙酸(NOTA)、1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四乙酸、N-(N-(3-氨基-3-羧基丙基)-3-氨基-3-羧基丙基)氮杂环丁烷-2-羧酸、和2-[2-[[2-羟基-1-(2-羟苯基)-2-氧代乙基]氨基]乙基氨基]-2-(2-羟苯基)乙酸、N,N-二甲基-N’,N’-2羟基(丙基)-1,3-丙二胺、N,N,N’-三甲基-N'-羟基乙基-双(氨基乙基)醚、N,N-双(3-二甲氨基丙基)-N-异丙醇胺、双(二甲基氨基丙基)氨基-2-丙醇、N,N,N’-三甲基氨基丙基乙醇胺。
螯合聚酯多元醇由用于形成液体聚酯多元醇的单体或由单体形成的液体聚酯多元醇与具有螯合部分的螯合剂的化学反应形成。对于该化学反应，用于形成液体聚酯多元醇的单体或由单体形成的液体聚酯多元醇可以相对于螯合剂以摩尔过量存在。用于形成螯合聚酯多元醇的摩尔比的实例包括在3:1至200:1范围内的比率(用于形成液体聚酯多元醇的单体的摩尔数:螯合剂的摩尔数)。优选地，该范围是5:1至100:1(用于形成液体聚酯多元醇的单体的摩尔数:螯合剂的摩尔数)。对于液体聚酯多元醇与具有螯合部分的螯合剂的化学反应，用于形成螯合聚酯多元醇的摩尔比包括在1.5:1至100:1范围内的比率(液体聚酯多元醇的摩尔数:螯合剂的摩尔数)。优选地，该范围是3:1至50:1(液体聚酯多元醇的摩尔数:螯合剂的摩尔数)。
对于这些实施方案，具有二酐部分的螯合剂与用于形成液体聚酯多元醇的单体或由单体形成的液体聚酯多元醇发生化学反应以形成具有氨基聚羧酸部分(充当螯合聚酯多元醇的螯合部分)的螯合聚酯多元醇。对于各种实施方案，二酐部分的酰基与用于形成液体聚酯多元醇的单体或由单体形成的液体聚酯多元醇的任何羟基和/或胺(伯胺和/或仲胺)发生化学反应(例如乙酰化反应)。此类反应可以在大气压(例如，101.23KPa)下并在20至150℃的温度范围内与任选的碱性催化剂(例如氢氧化钾、氢化钾、氢氧化钠、氢化钠)发生。反应时间可以从5分钟直到24小时不等。可以将具有二酐部分的螯合剂的等分试样添加到用于形成液体聚酯多元醇的单体中或由进行反应的单体形成的液体聚酯多元醇中。
对于这些实施方案，具有二酐部分的螯合剂可以与液体聚酯多元醇以1:1.5至1:100的摩尔比(螯合剂摩尔数:聚酯多元醇摩尔数)发生化学反应以形成具有氨基聚羧酸部分的螯合聚酯多元醇，所述氨基聚羧酸部分充当螯合聚酯多元醇的螯合部分。优选地，具有二酐部分的螯合剂可以与液体聚酯多元醇以1:3至1:50的摩尔比(螯合剂摩尔数:聚酯多元醇摩尔数)发生化学反应以形成具有氨基聚羧酸部分的螯合聚酯多元醇。最优选地，具有二酐部分的螯合剂可以与液体聚酯多元醇以1:5至1:20的摩尔比(螯合剂摩尔数:聚酯多元醇摩尔数)发生化学反应以形成具有氨基聚羧酸部分的螯合聚酯多元醇。
螯合聚醚多元醇由液体聚醚多元醇或用于形成液体聚醚多元醇的单体与具有螯合部分的螯合剂的化学反应形成。对于该化学反应，液体聚醚多元醇或用于形成液体聚醚多元醇的单体相对于螯合剂以摩尔过量存在。用于形成螯合聚醚多元醇的摩尔比的实例包括在2:1至200:1范围内的比率(用于形成液体聚醚多元醇的单体的摩尔数:螯合剂的摩尔数)。优选地，该范围是4:1至100:1(用于形成液体聚醚多元醇的单体的摩尔数:螯合剂的摩尔数)。对于液体聚醚多元醇与具有螯合部分的螯合剂的化学反应，用于形成螯合聚醚多元醇的摩尔比包括在2:1至100:1范围内的比率(液体聚醚多元醇的摩尔数:螯合剂的摩尔数)。优选地，该范围是3:1至50:1(液体聚醚多元醇的摩尔数:螯合剂的摩尔数)。
对于这些实施方案，具有二酐部分的螯合剂与液体聚醚多元醇发生化学反应以形成具有氨基聚羧酸部分的螯合聚醚多元醇，所述氨基聚羧酸部分充当螯合聚醚多元醇的螯合部分。对于各种实施方案，二酐部分的酰基与液体聚醚多元醇的任何羟基和/或胺(伯胺和/或仲胺)发生化学反应(例如乙酰化反应)。此类反应可以在大气压(例如，101.23KPa)下并在20至150℃的温度范围内与任选的碱性催化剂(例如氢氧化钾、氢化钾、氢氧化钠、氢化钠)发生。反应时间可以从5分钟直到24小时不等。
对于这些实施方案，具有二酐部分的螯合剂可以与液体聚醚多元醇以1:1.5至1:100的摩尔比(螯合剂摩尔数:聚醚多元醇摩尔数)发生化学反应以形成具有氨基聚羧酸部分的螯合聚醚多元醇，所述氨基聚羧酸部分充当螯合聚醚多元醇的螯合部分。优选地，具有二酐部分的螯合剂可以与液体聚醚多元醇以1:3至1:50的摩尔比(螯合剂摩尔数:聚醚多元醇摩尔数)发生化学反应以形成具有氨基聚羧酸部分的螯合聚醚多元醇。最优选地，具有二酐部分的螯合剂可以与液体聚醚多元醇以1:5至1:20的摩尔比(螯合剂摩尔数:聚醚多元醇摩尔数)发生化学反应以形成具有氨基聚羧酸部分的螯合聚醚多元醇。
在另外的实施方案中，具有基于氨基的螯合部分的螯合剂与用于形成液体聚酯多元醇的单体或由单体形成的液体聚酯多元醇发生化学反应以形成作为螯合聚酯多元醇的聚酯氨基多元醇。对于各种实施方案，基于氨基的螯合部分的酸或醇基团(例如，含有一个或多个通过碳原子连接到两个或更多个羧基的氮原子的氨基聚羧酸或具有至少两个通过碳原子连接到至少一个醇基团且最多五个醇基团的氮原子的聚氨基醇)可以与用于形成液体聚酯多元醇的单体或由单体形成的液体聚酯多元醇的酸的羟基发生酯化反应，或与醇的羧酸(包括其衍生物)发生酯化/酯交换反应，以形成作为螯合聚酯多元醇的聚酯氨基多元醇。此类反应可以在大气压(例如101.23Kpa)、低于大气压的压力(例如1Kpa)或高于大气压的压力(例如200KPa)下，并且对于氨基聚羧酸在50至150℃的温度范围内以及对于聚氨基醇在100至300℃的温度范围内进行。反应时间可以从0.5小时直到24小时不等。
对于这些实施方案，金属化合物选自由氢氧化物、碳酸盐、羧酸盐、碱性碳酸盐、硝酸盐、氯化物、金属盐及其组合组成的组，并且金属离子选自周期表第2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13族及第3、4、5周期的金属及其组合(IUPAC元素周期表，2016年11月28日)以及钡、汞、铅和钍。优选地，金属离子选自由铜、锌、银、铁、锰、钴、镍、锆、钙、铝、钡、镉、镓、铟、铅、镁、汞、钯、钪、锶、钍、钛、钒及其组合组成的组。优选地，金属化合物是过渡金属化合物，并且过渡金属离子选自由铜、锌、银、铁、锰、钴、镍、锆、镉、汞、钯、钛、钒及其组合组成的组。更优选地，过渡金属选自由铜、锌、银、铁、锰、钴、镍、锆及其组合组成的组。最优选地，过渡金属选自由铜、锌、铁、锰、钴、镍及其组合组成的组。在另一个最优选的实施方案中，金属化合物选自由氢氧化物、碳酸盐、羧酸盐、金属盐及其组合组成的组，并且金属离子选自由铜、锌、银、铁、锰、钴、镍、锆、钙、铝、钡、镉、镓、铟、铅、镁、汞、钯、钪、锶、钍、钛、钒及其组合组成的组。
金属化合物盐和钙盐的实例包括2-乙基己酸铜(II)、氢氧化铜(II)、碳酸铜(II)、乙酸铜(II)、乙酸铜(I)、丁酸铜、二-μ-羟基双[(N,N,N',N'-四甲基乙二胺)铜(II)]氯化物、碱式碳酸铜(II)、碱式碳酸铜、乙酸钙、锡酸锌、羟基锡酸锌、乙酸锌(II)、硝酸锌(II)、氢氧化锆(IV)、乙酸钴(II)、氯化钴(II)、硝酸钴(II)、乙酸镍(II)、氯化镍(II)、硝酸镍(II)、乙酸银(I)、硝酸银(I)、2-乙基己酸锰(II)及其组合。优选地，金属化合物选自由氢氧化铜(II)、碳酸铜(II)、乙酸铜(II)、乙酸铜(II)一水合物及其组合组成的组。优选地，金属化合物选自由氢氧化铜(II)、碳酸铜(II)、碱式碳酸铜(II)、乙酸铜(II)、乙酸钴(II)、乙酸镍(II)、乙酸银(I)、乙酸锌(II)、乙酸钙(II)及其组合组成的组。
螯合聚酯多元醇的螯合部分和/或螯合聚醚多元醇的螯合部分螯合来自金属化合物的金属离子以分别形成金属螯合聚酯多元醇液体或金属螯合聚醚多元醇液体。优选地，金属螯合聚酯多元醇液体或金属螯合聚醚多元醇液体具有0.05:1至2:1的金属离子与螯合部分的摩尔比。更优选地，金属螯合聚酯多元醇液体或金属螯合聚醚多元醇液体具有0.2:1至1.5:1的金属离子与螯合部分的摩尔比。最优选地，金属螯合聚酯多元醇液体或金属螯合聚醚多元醇液体具有0.4:1至1:1的金属离子与螯合部分的摩尔比。此类反应可以在大气压(例如，101.23KPa)下和50至150℃的温度范围内发生。反应时间从0.5分钟直到48小时不等。
本公开还提供了用于形成聚氨酯聚合物的具有羟基部分的异氰酸酯反应性组合物。对于这些实施方案，异氰酸酯反应性组合物包含0.1至100重量％的金属螯合聚酯多元醇液体、金属螯合聚醚多元醇液体或金属螯合聚酯多元醇液体和金属螯合聚醚多元醇液体的组合，各自如本文所提供，和任选地最多99.9重量百分比的多元醇以形成异氰酸酯反应性组合物，所述重量百分比基于异氰酸酯反应性组合物的总重量。对于各种实施方案，与金属螯合聚酯多元醇液体和/或金属螯合聚醚多元醇液体一起使用以形成异氰酸酯反应性组合物的多元醇可以选自由聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚醚碳酸酯多元醇及其组合组成的组。多元醇可以具有100g/mol至10,000g/mol的数均分子量。其他数均分子量值也是可能的。例如，多元醇的数均分子量可以为100、200、300、350或400g/mol的低值至500、750、1,000、2,000或10,000g/mol的高值。本文报道的数均分子量值通过端基分析、凝胶渗透色谱法和本领域已知的其他方法测定。与金属螯合聚酯多元醇液体和/或金属螯合聚醚多元醇液体一起使用以形成异氰酸酯反应性组合物的多元醇还可以包含芳族部分。如本文所用，“芳族部分”是共价连接到多元醇化合物的呈碳原子的平面不饱和环形式的至少一个环状共轭分子部分。碳原子的平面不饱和环可以具有至少六(6)个碳原子。
对于这些实施方案，液体聚醚多元醇可以包括每分子具有至少2个，诸如2个或3个羟基的那些，并且可以如下制备：例如，通过环氧化物/环醚诸如环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、氧化苯乙烯或表氯醇依靠自身或在BF3存在下聚合，或者通过将这些环氧化物任选地以混合物(诸如环氧乙烷和环氧丙烷的混合物)的形式或依次地化学添加到诸如水、氨、乙醇或胺等具有反应性氢原子的起始组分中的过程。合适的起始组分的实例包括乙二醇、丙二醇-(1,3)或-(1,2)、甘油、三羟甲基丙烷、4,4'-二羟基二苯基丙烷、苯胺、二乙醇胺、三乙醇胺或乙二胺。也可以使用蔗糖基聚醚多元醇。在很多情况下优选的是使用含有主导量的伯OH基团(基于聚醚中存在的所有OH基团，最高100重量％)的聚醚。
对于一些实施方案，聚酯多元醇可以包括每分子具有至少1.8、2或至多3个羟基(平均数)的那些。此类聚酯多元醇的实例可以包括作为多元醇(诸如二元醇和/或三元醇)和多元羧酸(诸如二元羧酸和/或三元羧酸)的反应产物形成的那些。代替游离聚羧酸，可以使用相应的聚羧酸酐或低级醇的相应聚羧酸酯或其混合物以及它们与游离聚羧酸的混合物。聚羧酸可以是脂肪族的、脂环族的、芳族的和/或杂环的，并且其可以被例如卤素原子取代，和/或可以是不饱和的。合适的示例性聚羧酸包括但不限于任选地与单体脂肪酸、对苯二甲酸二甲酯和对苯二甲酸-双-乙二醇酯混合的琥珀酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、偏苯三酸、邻苯二甲酸酐、四氢化邻苯二甲酸酐、六氢化邻苯二甲酸酐、四氯邻苯二甲酸酐、内亚甲基四氢邻苯二甲酸酐、戊二酸酐、马来酸、马来酸酐、富马酸、二聚和三聚脂肪酸。其他合适的聚酯多元醇的实例包括改性芳族聚酯多元醇，诸如以商品名STEPANPOL PS-2352提供的那些(酸值0.6-1.0mg KOH/g，羟基值230-250mg KOH/g，羟基官能度2.0，Stepan Company)。
示例性合适的多元醇包括但不限于乙二醇、丙二醇-(1,2)和-(1,3)、丁二醇-(1,4)和-(2,3)、己二醇-(1,6)、辛二醇-(1,8)、新戊二醇、环己烷二甲醇(1,4-双-羟基-甲基环己烷和其他异构体)、2-甲基-1,3-丙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、己三醇-(1,2,6)、丁三醇-(1,2,4)、三羟甲基乙烷、季戊四醇、喹诺酮(quinitol)、甘露糖醇和山梨糖醇、甲基糖苷、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、聚乙二醇、二丙二醇、聚丙二醇、二丁二醇和聚丁二醇。聚酯也可含有一定比例的羧端基。也可以使用内酯诸如ε-己内酯或羟基羧酸诸如6-羟基己酸的聚酯。
此类多元醇组分还可以包括聚碳酸酯多元醇，诸如二醇例如丙二醇-(1,3)、丁二醇-(1,4)和/或己二醇-(1,6)、二乙二醇、三甘醇或四甘醇与二芳基碳酸酯例如碳酸二苯酯、二脂肪族碳酸酯例如碳酸二甲酯或光气的反应产物，或来自环氧化物和二氧化碳的反应。
合适的多元醇的其他实例包括用环氧丙烷形成的羟基当量为至少75的那些聚合物或共聚物。环氧丙烷可以是1,3-环氧丙烷，但更典型地是1,2-环氧丙烷。如果是共聚物，则共聚单体是另一种可共聚的环氧烷，例如环氧乙烷、2,3-环氧丁烷、四氢呋喃、1,2-环氧己烷等。基于聚合环氧烷的总重量，共聚物可以包含25重量％或更多，50重量％或更多，优选地75％或更多的聚合环氧丙烷。共聚物优选地含有不超过75重量％，尤其是不超过50重量％的聚合环氧乙烷。环氧丙烷的聚合物或共聚物的标称官能度应为至少2.0。标称官能度优选地为2.5至8，更优选地2.5至7或2.5至6。环氧丙烷的聚合物或共聚物的羟基当量为至少85，优选至少100，更优选150至3,200，在一些实施方案中250至3,000并且在特定实施方案中300至2,500。多元醇也可以由共混物形成，其中共混物包括二醇和三醇的共混物。二醇可以具有200至8,000克/摩尔的平均分子量(Mw)，并且三醇具有250至6,500克/摩尔的平均分子量(Mw)。
在各种实施方案中，多元醇的羟值可以为10mg KOH/g至700mg KOH/g。在其他实施方案中，多元醇的羟值为20mg KOH/g至500mg KOH/g，或30mg KOH/g至350mg KOH/g。如本文所用，羟值是相当于一克多元醇或其他羟基化合物中的羟基含量的氢氧化钾的毫克数。多元醇还可以具有1.8至6，诸如2至4或2.2至3.0的数均异氰酸酯反应性基团官能度。
对于各种实施方案，聚醚多元醇和/或聚酯多元醇也可以是未封端的或使用本领域已知的环氧乙烷(EO)和/或环氧丙烷(PO)封端，以便提供亲水性或疏水性结构。
对于这些实施方案，异氰酸酯反应性组合物可进一步包含选自以下的化合物：0.1重量％至1.5重量％的来自阻燃化合物、优选无卤素阻燃化合物的磷(所述重量％的磷基于异氰酸酯反应性组合物的总重量)；0.05重量％至3.0重量％的金属及其组合，其中金属来自金属螯合聚酯多元醇液体和/或金属螯合聚醚多元醇液体，并且所述重量％的金属基于异氰酸酯反应性组合物的总重量。优选地，异氰酸酯反应性组合物包含0.5重量％至1.0重量％的来自无卤素阻燃化合物的磷(所述重量％的磷基于异氰酸酯反应性组合物的总重量计)和/或0.15重量％至2.0重量％的来自金属螯合聚酯多元醇液体和/或金属螯合聚醚多元醇液体的金属(所述重量％的金属基于异氰酸酯反应性组合物的总重量计)。更优选地，异氰酸酯反应性组合物包含0.75重量％至0.90重量％的来自无卤素阻燃化合物的磷(所述重量％的磷基于异氰酸酯反应性组合物的总重量计)和/或0.5重量％至1.0重量％的来自金属螯合聚酯多元醇液体和/或金属螯合聚醚多元醇液体的金属(所述重量％的金属基于异氰酸酯反应性组合物的总重量计)。对于给定的重量百分比值，异氰酸酯反应性组合物可具有0.05:1至5:1的金属离子与磷的摩尔比(金属离子摩尔数:磷摩尔数)。优选地，金属离子与磷的摩尔比(金属摩尔数:磷摩尔数)为0.10:1至3:1。更优选地，金属离子与磷的摩尔比(金属摩尔数:磷摩尔数)为0.15:1至1:1。
对于本文提供的实施方案，阻燃化合物，优选地无卤素阻燃化合物选自由磷酸酯、膦酸酯、次膦酸酯及其组合组成的组。磷酸酯的实例包括磷酸三烷基酯、磷酸三芳基酯、磷酸酯和间苯二酚双(磷酸二苯酯)。如本文所用，磷酸三烷基酯具有至少一个具有2至12个碳原子的烷基和任选的卤素原子。磷酸三烷基酯的其他两个烷基可以独立地与第一烷基相同或不同，含有1至8个碳原子，包括直链或支链烷基、环状烷基、烷氧基乙基、羟基烷基、羟基烷氧基烷基和直链或支链亚烷基。磷酸三烷基酯的其他两个烷基的实例包括例如甲基、乙基、丙基、丁基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、丁氧基乙基、异戊基、新戊基、异己基、异庚基、环己基、亚丙基、2-甲基亚丙基、新亚戊基、羟基甲基、羟基乙基、羟基丙基或羟基丁基。也可以使用不同磷酸三烷基酯的共混物。磷酸三烷基酯的三个烷基可以相同。磷酸三烷基酯可以是三(2-氯-1-甲基乙基)磷酸酯(TCPP)、三[2-氯-1-(氯甲基)乙基]磷酸酯(TDCP)、三(对叔丁基苯基)磷酸酯(TBPP)和三(2-氯乙基)磷酸酯(TCEP)。磷酸三烷基酯理想地是磷酸三乙酯(TEP)。
膦酸酯的实例包括(羟甲基)膦酸二乙酯、甲基膦酸二甲酯和乙基膦酸二乙酯。次膦酸酯的实例包括有机次膦酸酯的金属盐，诸如甲基乙基次膦酸铝、二乙基次膦酸铝、甲基乙基次膦酸锌和二乙基次膦酸锌。另外的无卤素阻燃化合物的实例包括间苯二酚二磷酸、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、多磷酸铵及其组合。
本公开还提供了用于制备金属螯合聚酯多元醇液体和/或金属螯合聚醚多元醇液体的方法。该方法包括使液体聚酯多元醇的单体或由液体聚酯多元醇的单体形成的液体聚酯多元醇与具有螯合部分的螯合剂反应以形成螯合聚酯多元醇，如本文所讨论。对于这些实施方案，螯合部分选自二酐部分、基于氨基的螯合部分及其组合，如本文所提供。对于这些实施方案，具有二酐部分的螯合剂与液体聚酯多元醇的单体或由液体聚酯多元醇的单体形成的液体聚酯多元醇发生化学反应以形成具有氨基聚羧酸部分的螯合聚酯多元醇，如本文所提供。对于这些实施方案，具有所述基于氨基的螯合部分的所述螯合剂与所述液体聚酯多元醇的所述单体或由所述液体聚酯多元醇的所述单体形成的所述液体聚酯多元醇发生化学反应以形成作为所述螯合聚酯多元醇的聚酯氨基多元醇。对于这些实施方案，所述方法还包括使具有所述螯合部分的所述螯合聚酯多元醇与具有金属离子的金属化合物反应，其中所述螯合聚酯多元醇的所述螯合部分螯合所述金属离子以形成所述金属螯合聚酯多元醇液体，所述反应具有0.05:1至2:1的所述金属离子与所述螯合部分的摩尔比。对于这些实施方案，具有所述二酐部分的所述螯合剂与由所述液体聚酯多元醇的所述单体形成的所述液体聚酯多元醇以1:1.5至1:100的摩尔比(螯合剂摩尔数:聚酯多元醇摩尔数)发生化学反应以形成具有氨基聚羧酸部分的所述螯合聚酯多元醇。
该方法还可以包括使液体聚醚多元醇的单体或由液体聚醚多元醇的单体形成的液体聚醚多元醇与具有螯合部分的螯合剂反应以形成螯合聚醚多元醇，如本文所讨论。对于这些实施方案，螯合部分选自二酐部分、基于氨基的螯合部分及其组合，如本文所提供。对于这些实施方案，具有二酐部分的螯合剂与液体聚醚多元醇的单体或由液体聚醚多元醇的单体形成的液体聚醚多元醇发生化学反应以形成具有氨基聚羧酸部分的螯合聚醚多元醇，如本文所提供。对于这些实施方案，具有基于氨基的螯合部分的螯合剂与液体聚醚多元醇的单体或由液体聚醚多元醇的单体形成的液体聚醚多元醇发生化学反应以形成作为螯合聚醚多元醇的聚醚氨基多元醇。对于这些实施方案，该方法还包括使具有螯合部分的螯合聚醚多元醇与具有金属离子的金属化合物反应，其中螯合聚醚多元醇的螯合部分螯合金属离子以形成金属螯合聚醚多元醇液体，该反应具有0.05:1至2:1的金属离子与螯合部分的摩尔比。对于这些实施方案，具有所述二酐部分的所述螯合剂与由所述液体聚醚多元醇的所述单体形成的所述液体聚醚多元醇以1:1.5至1:100的摩尔比(螯合剂摩尔数:聚醚多元醇摩尔数)发生化学反应以形成具有氨基聚羧酸部分的所述螯合聚醚多元醇。
本公开还提供了一种用于形成聚氨酯聚合物的反应混合物。反应混合物包含具有异氰酸酯部分的异氰酸酯化合物和如本文提供的异氰酸酯反应性组合物，其中反应混合物具有0.90:1至7:1的异氰酸酯部分与羟基部分的摩尔比。对于聚氨酯硬质(PUR)和聚异氰脲酸酯硬质(PIR)泡沫，优选地，异氰酸酯部分与羟基部分的摩尔比为1.2:1至7:1，更优选地，异氰酸酯部分与羟基部分的摩尔比为1.5:1至5:1，并且最优选地，异氰酸酯部分与羟基部分的摩尔比为2:1至4:1。对于软质聚氨酯泡沫，优选地，异氰酸酯部分与羟基部分的摩尔比为0.95:1至1.20:1，更优选地，异氰酸酯部分与羟基部分的摩尔比为0.98:1至1.10:1，并且最优选地，异氰酸酯部分与羟基部分的摩尔比为1:1至1.08:1。对于双组分聚氨酯粘合剂、密封剂、涂料和弹性体，优选地，异氰酸酯部分与羟基部分的摩尔比为0.95:1至1.35:1，更优选地，异氰酸酯部分与羟基部分的摩尔比为0.98:1至1.10:1，并且最优选地，异氰酸酯部分与羟基部分的摩尔比为1:1至1.05:1。
对于各种实施方案，异氰酸酯化合物具有150g/mol至750g/mol的数均分子量。其他数均分子量值也是可能的。例如，异氰酸酯反应性化合物可具有从150、200、250或300g/mol的低值至350、400、450或500g/mol的高值的数均分子量。在一些实施方案中，当异氰酸酯化合物为由异氰酸酯反应性化合物与摩尔过量的多异氰酸酯化合物或聚合异氰酸酯化合物在不导致胶凝或固化的条件下反应得到的异氰酸酯预聚物时，异氰酸酯预聚物可具有高于750g/mol的数均分子量，并且可由用于制备预聚物的每种组分的数均分子量和它们的相对质量来计算。本文报道的数均分子量值通过端基分析、凝胶渗透色谱法和本领域已知的其他方法测定。异氰酸酯化合物可以是单体的和/或聚合的，如本领域已知的那样。此外，异氰酸酯化合物可以具有80至1750的异氰酸酯当量。在某些实施方案中，当使用Brookfield DVE粘度计测量时，异氰酸酯在25℃下的粘度为5至50,000mPa·s。其他粘度值也是可能的。例如，异氰酸酯反应性化合物可具有从5、10、30、60或150mPa·s的低值至500、2500、10,000或50,000mPa·s的高值的粘度值，各自使用Brookfield DVE粘度计在25℃下测量。
如本文所用，聚合异氰酸酯化合物每分子含有两个或多于两个–NCO基团。对于各种实施方案，聚合异氰酸酯化合物选自脂肪族二异氰酸酯、脂环族二异氰酸酯、芳族二异氰酸酯、多异氰酸酯、异氰酸酯预聚物及其组合。对于各种实施方案，聚合异氰酸酯化合物具有150g/mol至500g/mol的数均分子量。此外，聚合异氰酸酯化合物可以具有70至150的异氰酸酯当量，以及所谓的MDI产品，即呈单体MDI的二苯基甲烷二异氰酸酯的异构体的混合物，或所谓的聚合MDI产品，即呈单体MDI的聚亚甲基聚亚苯基多异氰酸酯的混合物。
本公开的聚合异氰酸酯化合物的实例可包括但不限于亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)、包括MDI的聚亚甲基聚苯基异氰酸酯、聚合MDI(PMDI)、1,6六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、2,4-和/或2,6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、1,5-萘二异氰酸酯(NDI)、四亚甲基-1,4-二异氰酸酯、环己烷-1,4-二异氰酸酯、六氢甲苯二异氰酸酯、氢化MDI(H12 MDI)、甲氧基苯基-2,4-二异氰酸酯、4,4'-亚联苯基二异氰酸酯、3,3'-二甲氧基-4,4'-联苯基二异氰酸酯、3,3'-二甲基二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯、4,4’,4”-三苯基甲烷二异氰酸酯、聚亚甲基聚苯基异氰酸酯、氢化聚亚甲基聚苯基异氰酸酯、甲苯-2,4,6-三异氰酸酯和4,4'-二甲基二苯基甲烷-2,2',5,5'-四异氰酸酯、亚甲基双环己基异氰酸酯(HMDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)及其组合。合适的异氰酸酯还可包括其他芳族和/或脂肪族多官能异氰酸酯。芳族二异氰酸酯包括含有苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基或二苯基部分或其组合的那些，诸如苯二甲撑二异氰酸酯的三羟甲基丙烷加合物、甲苯二异氰酸酯的三羟甲基丙烷加合物、4,4’-二苯基二甲烷二异氰酸酯(MDI)、苯二甲撑二异氰酸酯(XDI)、4,4'-二苯基二甲基甲烷二异氰酸酯、二-和四烷基二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4’-二苄基二异氰酸酯、1,3-亚苯基二异氰酸酯、1,4-亚苯基二异氰酸酯及其组合。合适的脂肪族聚合异氰酸酯化合物包括六亚甲基二异氰酸酯的三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯的三聚体、六亚甲基二异氰酸酯的缩二脲、氢化聚合亚甲基二苯基二异氰酸酯、氢化亚甲基二苯基二异氰酸酯、氢化MDI、四甲基二甲苯二异氰酸酯(TMXDI)、1-甲基-2,4-二异氰酸根合-环己烷、1,6-二异氰酸酯-2,2,4-三甲基己烷、1-异氰酸根合甲基-3-异氰酸根合-1,5,5-三甲基环己烷、四甲氧基丁烷1,4-二异氰酸酯、丁烷1,4-二异氰酸酯、己烷1,6-二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、环己烷1,4-二异氰酸酯及其组合。其他聚合异氰酸酯化合物的实例包括另外的脂肪族、脂环族、多环或芳族性质的化合物，诸如氢化二甲苯二异氰酸酯(HXDI)、对亚苯基二异氰酸酯(PPDI)、3,3’-二甲基二苯基-4,4’-二异氰酸酯(DDDI)、2,2,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯(TMDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)和降冰片烷二异氰酸酯(NDI)。除上文所提及的异氰酸酯之外，可利用部分改性的聚异氰酸酯，包括脲二酮、异氰尿酸酯、碳二亚胺、脲酮亚胺、脲基甲酸酯或缩二脲结构及其组合等。如本文提供的多元醇可以与有机多异氰酸酯预反应以形成含有异氰酸酯基团的预聚物或准预聚物。预聚物或准预聚物的异氰酸酯含量可为例如1至20重量百分比。在一些实施方案中，预聚物或准预聚物的异氰酸酯含量为至少2.5％或至少4％且至多15％、至多12％或至多10％。
对于这些实施方案，反应混合物可以进一步包含选自由水、催化剂、表面活性剂、发泡剂或其组合组成的组的化合物。反应混合物还可以包含本领域已知的其他组分。基于反应混合物的总重量，催化剂可以以0.01重量％至1.5重量％的量存在。催化剂可以选自由有机叔胺、叔膦、乙酸钾、基于氨基甲酸酯的催化剂及其组合。催化剂还可以包括如本领域已知的有机锡化合物。
催化剂可以是发泡催化剂、胶凝催化剂、三聚催化剂或其组合。如本文所用，发泡催化剂和胶凝催化剂可通过在发泡催化剂的情况下有利于脲(发泡)反应或在胶凝催化剂的情况下有利于尿烷(胶凝)反应的倾向来进行区分。三聚催化剂可用于促进组合物中的异氰酸酯反应。发泡催化剂和胶凝催化剂均用于制备硬质和软质聚氨酯泡沫。不是泡沫或微孔的聚氨酯诸如许多涂料、粘合剂、密封剂和弹性体利用胶凝催化剂。
发泡催化剂(例如可倾向于有利于发泡反应的催化剂)的实例包括但不限于短链叔胺或含氧叔胺。胺基催化剂可以不受空间位阻。例如，发泡催化剂包括双-(2-二甲氨基乙基)醚、五甲基二亚乙基三胺、三乙胺、三丁胺、N,N-二甲基氨基丙胺、二甲基乙醇胺、N,N,N',N'-四甲基乙二胺及其组合等。市售发泡催化剂的实例是来自Evonik的POLYCATTM5，以及其他市售发泡催化剂。
胶凝催化剂(例如可倾向于有利于凝胶反应的催化剂)的实例包括但不限于有机金属化合物、环状叔胺和/或长链胺(例如含有若干氮原子)及其组合。有机金属化合物包括有机锡化合物，诸如有机羧酸的锡(II)盐，例如二乙酸锡(II)、二辛酸锡(II)、二乙基己酸锡(II)和二月桂酸锡(II)，以及有机羧酸的二烷基锡(IV)盐，例如二乙酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、马来酸二丁基锡和二乙酸二辛基锡。有机羧酸的铋盐也可用作胶凝催化剂，例如辛酸铋。环状叔胺和/或长链胺包括二甲基苄胺、三亚乙基二胺、4.4’(氧基二2,1-乙烷二基)双吗啉及其组合。市售胶凝催化剂的实例是来自Evonik的POLYCATTM8和
Figure BDA0003462110220000251
T-12，以及其他市售胶凝催化剂。
三聚催化剂的实例包括N,N,N′,N″,N″-五甲基二亚乙基三胺(PMDETA)；N,N',N”-三(3-二甲氨基丙基)六氢-S-三嗪；N,N-二甲基环己胺；1,3,5-三(N,N-二甲氨基丙基)-s-六氢三嗪；[2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚]；乙酸钾，辛酸钾；四烷基氢氧化铵，诸如四甲基氢氧化铵；碱金属氢氧化物，诸如氢氧化钠；碱金属醇盐，诸如甲醇钠和异丙醇钾；以及具有10至20个碳原子的长链脂肪酸的碱金属盐及其组合等。一些市售三聚催化剂包括均来自Evonik的
Figure BDA0003462110220000252
TMR-2、TMR-7、
Figure BDA0003462110220000253
K 2097、
Figure BDA0003462110220000254
K15、POLYCATTM41和POLYCATTM46，以及其他市售三聚催化剂。
对于各种实施方案，基于反应混合物的总重量，发泡剂可以以1.0重量％至15重量％的量存在。除了本文提供的其他发泡剂之外，如本领域已知的发泡剂可以选自由水、挥发性有机物质、溶解的惰性气体及其组合组成的组。发泡剂的实例包括烃，诸如丁烷、异丁烷、2,3-二甲基丁烷、正戊烷和异戊烷异构体、己烷异构体、庚烷异构体和环烷烃，包括环戊烷、环己烷、环庚烷；氢氟烃如HCFC-142b(1-氯-1,1-二氟乙烷)、HCFC-141b(1,1-二氯-1-氟乙烷)、HCFC-22(氯二氟甲烷)、HFC-245fa(1,1,1,3,3-五氟丙烷)、HFC-365mfc(1,1,1,3,3-五氟丁烷)、HFC 227ea(1,1,1,2,3,3,3-七氟丙烷)、HFC-134a(1,1,1,2-四氟乙烷)、HFC-125(1,1,1,2,2-五氟乙烷)、HFC-143(1,1,2-三氟乙烷)、HFC 143A(1,1,1-三氟乙烷)、HFC-152(1,1-二氟乙烷)、HFC-227ea(1,1,1,2,3,3,3-七氟丙烷)、HFC-236ca(1,1,2,2,3,3-六氟丙烷)、HFC 236fa(1,1,1,3,3,3-六氟乙烷)、HFC 245ca(1,1,2,2,3-五氟戊烷)、HFC356mff(1,1,1,4,4,4-六氟丁烷)、HFC 365mfc(1,1,1,3,3-五氟丁烷)；氢氟烯烃，诸如顺式-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯、1,3,3,3-四氟丙烯、反式-1-氯-3,3,3-三氟丙烯；化学发泡剂，诸如甲酸和水。发泡剂可以是其他挥发性有机物，诸如乙酸乙酯；甲醇；乙醇；卤代烷烃，诸如二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷、偏二氯乙烯、一氟三氯甲烷、一氯二氟甲烷或二氯二氟甲烷；丁烷；己烷；庚烷；乙醚；以及氮气、空气和二氧化碳气体。
对于各种实施方案，基于反应混合物的总重量，表面活性剂可以以0.1重量％至10重量％的量存在。合适的表面活性剂的实例包括基于有机硅的表面活性剂和有机基表面活性剂。一些代表性材料通常为聚硅氧烷聚氧化烯嵌段共聚物，诸如美国专利号2,834,748、2,917,480和2,846,458中公开的那些；这些专利的公开内容通过引用整体并入本文。还包括含有聚氧乙烯-聚氧丁烯嵌段共聚物的有机表面活性剂，如美国专利号5,600,019中所述，其公开内容通过引用整体并入本文。其他表面活性剂包括长链醇的聚乙二醇醚、长链烯丙基酸硫酸酯的叔胺或链烷醇胺盐、烷基磺酸酯、烷基芳基磺酸及其组合。
基于反应混合物的总重量，水可以以0.1重量％至1.5重量％的量存在于反应混合物中。
除了水、催化剂、发泡剂、表面活性剂及其组合之外，反应混合物还可以包含填料以及其他添加剂。此类其他添加剂的总量可以为0.01重量％至30.0重量％。用于聚氨酯聚合物组合物的其他添加剂的使用也是已知的并且可以与本公开一起使用。
对于这些实施方案，本文提供的反应混合物可用于形成基于聚氨酯的聚合物，包括基于聚氨酯的聚合物泡沫。用来制备用于生产基于聚氨酯的泡沫的反应混合物的方法可以通过本领域中任何已知的工艺技术来实现。通常，本公开的基于聚氨酯的泡沫可通过不连续或连续工艺生产，包括通常称为间断制板工艺(DCP)和连续层压的工艺，其中发泡反应和随后的固化在模具中或在输送机上进行。如本文提供的方法可以在15℃至80℃的温度下进行。用于该方法的混合压力可以包括80kPa至25,000kPa的值。用于基于聚氨酯的泡沫的组分的配混可以使用本领域已知的混合装置进行。所得聚氨酯泡沫的密度可为10kg/m3或更大，优选地15kg/m3或更大，更优选地25kg/m3或更大，最优选地35kg/m3或更大，同时典型地为200kg/m3或更小，优选地100kg/m3或更小，更优选地70kg/m3或更小，并且还最优选地50kg/m3或更小。
本公开的基于聚氨酯的泡沫提供根据ASTM E662“Test Method for SpecificOptical Density of Smoke Generated by Solid Materials”(由固体材料产生的烟雾的比光密度测试方法)测定的低烟雾产生和高热稳定性。较低的最大比光密度(Max Ds)值意味着较低的烟雾产生。较低的质量损失％值意味着较高的热稳定性。Max Ds可以是400或更小，优选地200或更小，更优选地100或更小，并且还最优选地50或更小。质量损失％可以是50％或更少，优选地45％或更少，更优选地40％或更少，并且还最优选地30％或更少。
本公开的基于聚氨酯的泡沫在诸如建筑绝热的应用中可具有低热导率。硬质泡沫的热导率由K因子表示。K因子是绝热性的量度。所制备的泡沫的K因子可以为30.0mW/m·K或更小，优选地27.0mW/m·K或更小，更优选24.0mW/m·K或更小，并且还最优选地22.0mW/m·K或更小。使用ASTM C-518-17在75°F的平均温度下测量热导率(K因子)F。
通过本公开生产的基于聚氨酯的泡沫的应用是行业中已知的那些。例如，基于聚氨酯的泡沫可用于建筑墙壁和屋顶、车库门、运输卡车和有轨车以及冷藏设施中的绝热。本文公开的基于聚氨酯的泡沫可具有这些应用所需的性质的组合。例如，本文公开的基于聚氨酯的泡沫可有利地提供期望的低热导率、烟雾密度、热稳定性和改善的燃烧特性，同时减少HCN和CO排放。
本公开的金属螯合多元醇和聚氨酯聚合物也可用作例如柔性泡沫、涂料、弹性体、密封剂、粘结剂或粘合剂。为了用作涂料、弹性体、密封剂、粘结剂或粘合剂，优选将反应物配制成双组分体系(2K)，一种组分含有多异氰酸酯(更优选地异氰酸酯封端的预聚物或准预聚物)，另一种组分含有金属螯合聚酯多元醇液体和/或金属螯合聚醚多元醇液体中的至少一种，其中金属螯合多元醇赋予固化的聚氨酯产物抗真菌性、抗微生物性、防臭性、硬度、摩擦阻力等。为了用作涂料、弹性体、密封剂、粘结剂或粘合剂，金属螯合多元醇与其他任选的多元醇可以与有机多异氰酸酯预反应以形成含有异氰酸酯基团并用作单组分(1K)固化体系的预聚物或准预聚物。
现在将在以下实例中详细描述本公开的一些实施方案。
实施例
现在将在以下实施例中详细描述本公开的一些实施方案，其中除非另外指明，否则所有份数和百分比均按重量计。在这些实施例中，使用以下材料和测试。
材料
实施例和/或比较例中所使用的材料包括以下这些。
多元醇A是羟值为220mg KOH/g且官能度为2的聚酯多元醇(得自对苯二甲酸、聚乙二醇200和二乙二醇的芳族聚酯多元醇)。
多元醇B是羟值为315mg KOH/g且官能度为2.4的聚酯多元醇(得自对苯二甲酸、聚乙二醇200、甘油和二乙二醇的芳族聚酯多元醇)。
聚乙二醇200(PEG200)，可得自TCI America。
聚乙二醇400(PEG400)，可得自TCI America。
N,N,N’,N’-四-(2-羟丙基)乙二胺，可得自TCI America。
2-[[2-(二甲基氨基)乙基]甲基氨基]乙醇，可得自TCI America。
1-[双[3-(二甲基氨基)丙基]氨基-2-丙醇]，可得自Sigma-Aldrich。
甘油，可得自Acros Organics。
Figure BDA0003462110220000281
AA105(催化剂)，可得自Dorf Ketal Chemicals。
2,2’-联吡啶(BIPY)，可得自Sigma-Aldrich。
N,N,N’,N’-四甲基乙二胺(TMEDA)，可得自TCI America。
磷酸三乙酯(TEP)是得自LANXESS的阻燃剂。
内消旋丁烷-1,2,3,4-四羧酸二酐，得自TCI America。
POLYCATTM5是得自Evonik Industries AG的催化剂。
POLYCATTM46是得自Evonik Industries AG的催化剂。
乙二胺四乙酸二酐，可得自TCI America。
二亚乙基三胺五乙酸二酐，可得自TCI America。
表面活性剂是得自Evonik Industries AG的有机硅硬质泡沫表面活性剂。
水是在25℃下的比电阻为10MΩ×cm(百万欧姆)的去离子水。
环戊烷(c-Pentane)是得自Sigma-Aldrich的发泡剂。
二乙基(羟甲基)膦酸酯(DEHMP)是得自Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.的阻燃剂。
PAPITM580N是得自Dow Inc.的具有30.8％异氰酸酯的含有亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)的聚亚甲基聚苯基异氰酸酯(MDI)。
氢氧化铜(II)(Cu(OH)2)，技术级，可得自Sigma Aldrich。
氧化亚铜(I)(Cu2O)，技术级，可得自Sigma Aldrich。
碱式碳酸铜，可得自Sigma Aldrich。
乙基己酸铜(II)(CuEH)，可得自Sigma Aldrich。
乙酸铜(II)一水合物(Cu(OAc)2H2O)，可得自Acros Organics。
乙酸钴(II)四水合物(Co(OAc)2 4H2O)，可得自Acros Organics。
乙酸镍(II)四水合物(Ni(OAc)2 4H2O)，可得自Acros Organics。
乙酸银(I)(Ag(OAc))，可得自Fisher Scientific。
乙酸锌(II)二水合物(Zn(OAc)2 2H2O)，可得自Fisher Scientific。
乙酸钙(II)一水合物(Ca(OAc)2H2O)，可得自Acros Organics。
非螯合聚酯多元醇的制备
含有丁二酸酐和氢氧化铜(II)的聚酯多元醇(用于比较例A)
将聚酯多元醇A(85.0克，OH#220mg KOH/g)装入置于加热套中的干燥3颈250mL圆底烧瓶中，并置于初始氮气(N2，气体)吹扫下，同时顶部搅拌。将烧瓶温热至100℃。分两份添加内消旋-丁烷-1,2,3,4-四羧酸二酐，分别为3.07g(第一份)和2.99g(第二份)，第一次添加后的保持时间为30分钟，第二次添加后的保持时间为1.75小时。分两份添加氢氧化铜(II)，分别为1.44g(第一份)和1.33g(第二份)，第一次添加后的保持时间为60分钟，第二次添加后的保持时间为2.0小时。在反应器产物中观察到氢氧化铜(II)的固体颗粒。将温度升高至120℃保持总共8小时，在反应器产物中观察到氢氧化铜(II)的固体颗粒。将温度升高至140℃保持总共2小时，在反应器产物中观察到氢氧化铜(II)的固体颗粒。将温度升高至160℃保持3小时，在反应器产物中观察到凝胶状颗粒。
液体螯合金属多元醇的制备
液体螯合金属多元醇C
将聚酯多元醇A(85.99克，OH#220mg KOH/g)装入置于加热套中的干燥3颈250mL圆底烧瓶中，并置于初始氮气(N2，气体)吹扫下，同时顶部搅拌。将烧瓶温热至100℃。分两份添加乙二胺四乙酸二酐，分别为4.096g(第一份)和3.839g(第二份)，第一次添加后的保持时间为30分钟，第二次添加后的保持时间为60分钟。将烧瓶的内容物冷却至60℃。分两份添加碱式碳酸铜(II)，分别为1.713g和1.712g，第1次添加后的保持时间为60分钟，第2次添加后的保持时间为6小时。接着，将烧瓶的内容物加热至80℃并在此温度下保持2小时，之后将烧瓶的内容物加热至100℃并在此温度下保持16小时，然后将烧瓶的内容物加热至120℃并在此温度下保持6小时。产物是蓝色粘性液体。将产物冷却至60℃并使用聚酯多元醇B(28.63克，OH#315mg KOH/gram)和磷酸三乙酯(20.25克)在搅拌下稀释，在60℃搅拌下保持16小时，然后冷却至室温(23℃)。
液体螯合金属多元醇D
将聚酯多元醇A(170.49克，OH#220mg KOH/g)装入置于加热套中的干燥3颈500mL圆底烧瓶中，并置于初始氮气(N2，气体)吹扫下，同时顶部搅拌。将烧瓶温热至100℃。分三份添加乙二胺四乙酸二酐，分别为5.047g(第一份)、5.233g(第二份)和5.450g(第三份)，第一次添加和第二次添加后的保持时间为30分钟，第三次添加后的保持时间为60分钟。取出4.26g等份试样。分三份添加氢氧化铜(II)，分别为2.078g(第一份)、1.918g(第二份)和1.858g(第三份)，在第一次添加和第二次添加后的保持时间为30分钟，在第三次添加后的保持时间为5.75小时，取出7.44g等分试样并冷却至室温。产物具有2.05mg KOH/g的酸值并且为澄清的蓝色粘性液体。将产物温热至60℃并用聚酯多元醇B(53.3克，OH#315mg KOH/gram)和磷酸三乙酯(37.6克)在搅拌下稀释，在40℃搅拌下保持2.5小时，然后冷却至室温。
液体螯合金属多元醇E
将聚乙二醇200(100克，Mn 201)装入置于加热套中的干燥3颈250mL圆底烧瓶中，并置于初始氮气(N2，气体)吹扫下，同时顶部搅拌。将烧瓶温热至100℃。分三份添加乙二胺四乙酸二酐，分别为3.105g(第一份)、3.095g(第二份)和3.026g(第三份)，第一次添加和第二次添加后的保持时间为约25分钟，第三次添加后的保持时间为约75分钟。分三份添加氢氧化铜(II)，分别为1.086g(第一份)、1.105g(第二份)和1.243g(第三份)，第一次添加和第二次添加后的保持时间为30分钟，第三次添加后的保持时间为3.25小时。将产物冷却至室温。产物为澄清的蓝色粘性液体。
液体螯合金属多元醇F
将N,N,N’,N’-四-(2-羟丙基)乙二胺(8.85克)和多元醇A(120.00g)装入置于加热套中的干燥3颈250mL圆底烧瓶中，并置于初始氮气(N2，气体)吹扫下，同时顶部搅拌。将烧瓶温热至180℃，在接近温度时将
Figure BDA0003462110220000311
AA105(0.0430克)注入并搅拌2小时。将烧瓶的内容物冷却至100℃。分两份添加乙酸铜(II)一水合物，分别为2.779g和2.961g，第一次添加后的保持时间为1小时，第二次添加后的保持时间为2小时。将产物冷却至室温。产物为澄清的蓝色粘性液体。
液体螯合金属多元醇G
将聚乙二醇200(348.33克，Mn 200)、对苯二甲酸(199.33克)和TYZOR AA 105(0.1374克)装入具有N2入口适配器和热电偶的绝热的4颈1000mL圆底烧瓶中，顶部搅拌，烧瓶置于加热套中。通过在真空(100托)与N2之间循环脱气后，用伴热和绝热的Dean-stark型分水器和连接到出口适配器的冷凝器完成反应器，其中N2吹扫通过油鼓泡器离开。收集馏出物的反应曲线为220℃下4.5小时、230℃下4小时、240℃下3小时和250℃下4.5小时，其中随着聚酯多元醇冷却而添加聚乙二醇200(28克，Mn 200)。
将N,N,N’,N’-四-(2-羟丙基)乙二胺(20.61克)和本实施例中所述的聚酯多元醇(122.0克)装入置于加热套中的干燥3颈250mL圆底烧瓶中，并置于初始氮气(N2，气体)吹扫下，同时顶部搅拌，然后转换为正氮气(N2，气体)。将烧瓶温热至180℃，在接近温度时将
Figure BDA0003462110220000321
AA105(0.0472克)注入并搅拌4小时。此材料的羟值为214mg KOH/g。将烧瓶的内容物冷却至100℃。分两份添加乙酸铜(II)一水合物，分别为3.505g和3.384g，第一次添加后的保持时间为1小时，第二次添加后的保持时间为1小时。将产物冷却至室温。产物为澄清的蓝色粘性液体。
液体螯合金属多元醇H
将1-[双[3-(二甲基氨基)丙基]氨基-2-丙醇](8.64克)、甘油(3.24克)和多元醇A(131.08克)装入置于加热套中的干燥3颈250mL圆底烧瓶中，并置于初始氮气(N2，气体)吹扫下，同时顶部搅拌，然后转换为正氮气(N2，气体)。将烧瓶温热至180℃，在接近温度时将
Figure BDA0003462110220000322
AA105(0.0467克)注入并搅拌4小时。羟值为282mg KOH/g。将烧瓶的内容物冷却至100℃。分两份添加乙酸铜(II)一水合物，分别为3.521g和3.312g，第一次添加后的保持时间为1小时，第二次添加后的保持时间为1小时。将产物冷却至室温。产物为澄清的蓝色粘性液体。
液体螯合金属多元醇I
将2-[[2-(二甲基氨基)乙基]甲基氨基]乙醇(5.14克)、甘油(3.24克)和多元醇A(134.60克)装入置于加热套中的干燥3颈250mL圆底烧瓶中，并置于初始氮气(N2，气体)吹扫下，同时顶部搅拌，然后转换为正氮气(N2，气体)。将烧瓶温热至165℃，在接近温度时将
Figure BDA0003462110220000331
AA105(0.0431克)注入并搅拌3小时。羟值为287mg KOH/g。将烧瓶的内容物冷却至100℃。分两份添加乙酸铜(II)一水合物，分别为3.45g和3.45g，第一次添加后的保持时间为1小时，第二次添加后的保持时间为1.75小时。将产物冷却至室温。产物为澄清的蓝绿色粘性液体。
液体螯合金属多元醇J
将聚乙二醇400(45.0克，Mn 407)装入置于加热套中的干燥3颈100mL圆底烧瓶中，并置于初始氮气(N2，气体)吹扫下，同时顶部搅拌。将烧瓶温热至75℃。分三份添加二亚乙基三胺五乙酸二酐，分别为1.451g(第一份)、1.379g(第二份)和1.120g(第三份)；将第一部分在75℃下混合1小时，然后在100℃下混合1小时，第二部分和第三部分在100℃下添加，在第二次添加和第三次添加后的保持时间为约1小时。分两份添加氢氧化铜(II)，分别为0.243g(第一份)和0.225g(第二份)，第一次添加和第二次添加后的保持时间为1小时。将产物冷却至室温。产物为澄清的蓝色粘性液体。
液体螯合金属多元醇K
将聚乙二醇200(348.33克，Mn 200)、对苯二甲酸(199.33克)和
Figure BDA0003462110220000332
AA 105(0.1374克)装入具有N2入口适配器和热电偶的绝热的4颈1000mL圆底烧瓶中，顶部搅拌，烧瓶置于加热套中。通过在真空(100托)与N2之间循环脱气后，用伴热和绝热的Dean-stark型分水器和连接到出口适配器的冷凝器完成反应器，其中N2吹扫通过油鼓泡器离开。收集馏出物的反应曲线为220℃下4.5小时、230℃下4小时、240℃下3小时和250℃下4.5小时，其中随着聚酯多元醇冷却而添加聚乙二醇200(28克，Mn 200)。
将N,N,N’,N’-四-(2-羟丙基)乙二胺(42.24克)和本实施例中所述的聚酯多元醇(250.0克)装入置于加热套中的干燥3颈500mL圆底烧瓶中，并置于初始氮气(N2，气体)吹扫下，同时顶部搅拌，然后用50托/大气压力的N2的真空脱气(循环3次)，再转换为正氮气(N2，气体)。将烧瓶温热至180℃，在接近温度时将
Figure BDA0003462110220000341
AA105(0.1007克)注入并搅拌4小时。此材料的羟值为220mg KOH/g。将烧瓶的内容物冷却至80℃并转移至瓶中。
将聚酯氨基多元醇(前一段落，60.0克)装入置于加热套中的3颈100mL圆底烧瓶中，并置于氮气(N2，气体)吹扫下，同时顶部搅拌。将烧瓶温热至100℃。分三份添加乙酸钴(II)四水合物，分别为2.51g、2.30g和2.21g，第一次添加和第二次添加后的保持时间为1小时，第三次添加后的保持时间为1.25小时。将产物冷却至室温。产物为澄清的深紫色粘性液体。
液体螯合金属多元醇L
将聚乙二醇200(348.33克，Mn 200)、对苯二甲酸(199.33克)和
Figure BDA0003462110220000343
AA 105(0.1374克)装入具有N2入口适配器和热电偶的绝热的4颈1000mL圆底烧瓶中，顶部搅拌，烧瓶置于加热套中。通过在真空(100托)与N2之间循环脱气后，用伴热和绝热的Dean-stark型分水器和连接到出口适配器的冷凝器完成反应器，其中N2吹扫通过油鼓泡器离开。收集馏出物的反应曲线为220℃下4.5小时、230℃下4小时、240℃下3小时和250℃下4.5小时，其中随着聚酯多元醇冷却而添加聚乙二醇200(28克，Mn 200)。
将N,N,N’,N’-四-(2-羟丙基)乙二胺(42.24克)和本实施例中所述的聚酯多元醇(250.0克)装入置于加热套中的干燥3颈500mL圆底烧瓶中，并置于初始氮气(N2，气体)吹扫下，同时顶部搅拌，然后用50托/大气压力的N2的真空脱气(循环3次)，再转换为正氮气(N2，气体)。将烧瓶温热至180℃，在接近温度时将
Figure BDA0003462110220000342
AA105(0.1007克)注入并搅拌4小时。此材料的羟值为220mg KOH/g。将烧瓶的内容物冷却至80℃并转移至瓶中。
将聚酯氨基多元醇(前一段落，60.0克)装入置于加热套中的3颈100mL圆底烧瓶中，并置于氮气(N2，气体)吹扫下，同时顶部搅拌。将烧瓶温热至100℃。分三份添加乙酸镍(II)四水合物，分别为2.568g、2.244g和2.208g，第一次添加、第二次添加和第三次添加后的保持时间为1小时。将产物冷却至室温。产物为澄清的深蓝绿色粘性液体。
液体螯合金属多元醇M
将聚乙二醇200(348.33克，Mn 200)、对苯二甲酸(199.33克)和
Figure BDA0003462110220000352
AA 105(0.1374克)装入具有N2入口适配器和热电偶的绝热的4颈1000mL圆底烧瓶中，顶部搅拌，烧瓶置于加热套中。通过在真空(100托)与N2之间循环脱气后，用伴热和绝热的Dean-stark型分水器和连接到出口适配器的冷凝器完成反应器，其中N2吹扫通过油鼓泡器离开。收集馏出物的反应曲线为220℃下4.5小时、230℃下4小时、240℃下3小时和250℃下4.5小时，其中随着聚酯多元醇冷却而添加聚乙二醇200(28克，Mn 200)。
将N,N,N’,N’-四-(2-羟丙基)乙二胺(42.24克)和本实施例中所述的聚酯多元醇(250.0克)装入置于加热套中的干燥3颈500mL圆底烧瓶中，并置于初始氮气(N2，气体)吹扫下，同时顶部搅拌，然后用50托/大气压力的N2的真空脱气(循环3次)，再转换为正氮气(N2，气体)。将烧瓶温热至180℃，在接近温度时将
Figure BDA0003462110220000351
AA105(0.1007克)注入并搅拌4小时。此材料的羟值为220mg KOH/g。将烧瓶的内容物冷却至80℃并转移至瓶中。
将聚酯氨基多元醇(前一段落，60.0克)装入置于加热套中的3颈100mL圆底烧瓶中，并置于氮气(N2，气体)吹扫下，同时顶部搅拌。将烧瓶温热至100℃。添加乙酸银(I)(1.680克)，在1小时的保持时间后得到澄清的棕色粘性可搅拌液体。
液体螯合金属多元醇N
将聚酯多元醇A(250.0克，OH#220mg KOH/g)装入置于加热套中的干燥3颈500mL圆底烧瓶中，并置于初始氮气(N2，气体)吹扫下，同时顶部搅拌。将烧瓶温热至100℃。分四份添加乙二胺四乙酸二酐，分别为5.122克(第一份)、4.842克(第二份)、4.739克(第三份)和4.617克(第四份)，在第一次添加、第二次添加、第三次添加后的保持时间为30分钟，在第四次添加后的保持时间为60分钟。将产物冷却并转移至瓶中。
将具有氨基聚羧酸部分的螯合聚酯多元醇(前一段落，55.0克)装入置于加热套中的3颈100mL圆底烧瓶中，并置于氮气(N2，气体)吹扫下，同时顶部搅拌。将烧瓶温热至100℃。分两份添加乙酸钙(II)一水合物，分别为0.457克(第一份)和0.448(第二份)，每次添加后的保持时间为1小时。将产物冷却至室温。产物为金色粘性液体。
液体螯合金属多元醇O
将聚酯多元醇A(250.0克，OH#220mg KOH/g)装入置于加热套中的干燥3颈500mL圆底烧瓶中，并置于初始氮气(N2，气体)吹扫下，同时顶部搅拌。将烧瓶温热至100℃。分四份添加乙二胺四乙酸二酐，分别为5.122克(第一份)、4.842克(第二份)、4.739克(第三份)和4.617克(第四份)，在第一次添加、第二次添加、第三次添加后的保持时间为30分钟，在第四次添加后的保持时间为60分钟。将产物冷却并转移至瓶中。
将具有氨基聚羧酸部分的螯合聚酯多元醇(前一段落，55.0克)装入置于加热套中的3颈100mL圆底烧瓶中，并置于氮气(N2，气体)吹扫下，同时顶部搅拌。将烧瓶温热至100℃。分三份添加乙酸锌(II)二水合物，分别为1.187克(第一份)、1.169克(第二份)和0.856克(第三份)，在每次添加后的保持时间为1小时，在第三次添加后在120℃下再保持1.5小时。将产物冷却至室温。产物为金色粘性液体。
液体螯合金属多元醇P
将聚酯多元醇A(250.0克，OH#220mg KOH/g)装入置于加热套中的干燥3颈500mL圆底烧瓶中，并置于初始氮气(N2，气体)吹扫下，同时顶部搅拌。将烧瓶温热至100℃。分四份添加乙二胺四乙酸二酐，分别为5.122克(第一份)、4.842克(第二份)、4.739克(第三份)和4.617克(第四份)，在第一次添加、第二次添加、第三次添加后的保持时间为30分钟，在第四次添加后的保持时间为60分钟。将产物冷却并转移至瓶中。
将具有氨基聚羧酸部分的螯合聚酯多元醇(前一段落，55.0克)装入置于加热套中的3颈100mL圆底烧瓶中，并置于氮气(N2，气体)吹扫下，同时顶部搅拌。将烧瓶温热至75℃。分两份添加乙酸银(I)，分别为0.684克(第一份)和0.602克(第二份)，第一次添加后的保持时间为20小时，第二次添加后的保持时间为1小时。将产物冷却至室温。产物为琥珀色粘性液体。
表1-用于使用液体螯合过渡金属多元醇的基于聚氨酯的模制泡沫的聚异氰脲酸 酯实施例和比较例的反应混合物
Figure BDA0003462110220000371
Figure BDA0003462110220000381
表2-用于使用液体螯合过渡金属多元醇的基于聚氨酯的杯状泡沫的聚异氰脲酸 酯实施例和比较例的反应混合物
比较例C 实施例5
组分 pbw pbw
配制的异氰酸酯反应性组合物
多元醇A 16.33
多元醇B 5.44 4.22
多元醇H 15.19
磷酸三乙酯(TEP) 3.84 3.80
POLYCAT<sup>TM</sup>5催化剂 0.26 0.26
POLYCAT<sup>TM</sup>46催化剂 0.49 0.49
硅表面活性剂 0.77 0.76
水 0.20 0.20
环戊烷 5.38 5.37
异氰酸酯
PAPI<sup>TM</sup>580N 67.28 69.71
如下制备基于聚氨酯的模塑泡沫。对于每个实施例(EX)和比较例(CEx)，将表1中提供的异氰酸酯反应性组合物的组分在烧杯中以2,000rpm用旋转混合器混合10秒(s)。接下来，将异氰酸酯反应性组合物和异氰酸酯再次在烧杯中以3,000rpm混合4s。混合后，立即将烧杯的内容物倒入预热至60℃的模具(300毫米(mm)×200mm×50mm)中。在60℃下固化15分钟后，从模具中取出泡沫。模制泡沫的芯密度为约40kg/m3。
如下制备基于聚氨酯的杯状泡沫。在500mL烧杯中为表2中提供的每个实施例和比较例制备总重量为80克(g)的反应混合物。将表2中提供的异氰酸酯反应性组合物的组分以2000rpm用旋转混合器混合10秒(s)。接下来，在室温条件(23℃，50％相对湿度)下以3000rpm再次在烧杯中混合异氰酸酯反应性组合物和异氰酸酯5秒。24小时(h)后，去除已升至烧杯顶部平面上方的泡沫部分，然后切下2.54cm×2.54cm×2.54cm的中心芯。
烟气组成分析
使用安装在具有FID检测器的Agilent 6890GC上的Frontier Labs 2020D热解仪进行热解测试。将大约200-250μg样品称量到Frontier labs硅衬里不锈钢杯中。将样品杯放入烘箱中以单枪模式进行热解，在600℃的空气条件下分析2分钟，然后在氦气条件下再分析2分钟。使用微低温捕集装置(MCT)在分离柱的头部捕获从样品中散发出来的挥发性产物。使用得自Agilent的10m×0.32mm ID×5μm PoraBond Q柱，用HP-1(10m×0.53mm×2.65μm)作为保护柱实现分离。将后入口压力用于反吹目的(0.5m×0.53mm保护柱，使用后入口作为PoraBond Q和HP-1柱的顶压三通(head pressure tee))。在背面FID检测器上检测HCN。使用按样品重量归一化的HCN峰面积进行HCN浓度比较。含过渡金属的样品的相对HCN含量定义为其归一化HCN峰面积除以不含过渡金属的相应比较对照例的归一化HCN峰面积的比值。
GC条件：前进样口：300℃；1:1分流进样器；斜坡压力：4.9psi保持1.5min，然后以50psi/min升至3.1psi；后进样口：4psi；GC柱温箱：40℃保持3min，以30℃/min至240℃；FID：250℃，H2流量：40mL/min，空气流量：450mL/min，尾吹气(N2)：30mL/min，50Hz。
结果
如表3和表4中所见，使用含有液体螯合过渡金属多元醇的模制泡沫实现了HCN产生的显著减少。
表3
比较例A 实施例1 实施例2 实施例3
金属离子重量％ 0 0.50 0.37 0.22
相对HCN含量 1.00 0.89 0.12 0.27
表4
比较例B 实施例4
金属离子重量％ 0 0.22
相对HCN含量 1.00 0.67
如表5所见，使用含有液体螯合过渡金属多元醇的杯状泡沫实现了HCN生成的显著减少。
表5
比较例C 实施例5
金属离子重量％ 0 0.22
相对HCN含量 1.00 0.69

Claims (10)

1.一种金属螯合聚酯多元醇液体，其包含：
以下物质的反应产物：
具有螯合部分的螯合聚酯多元醇与具有金属离子的金属化合物，所述螯合聚酯多元醇由以下方式形成：
液体聚酯多元醇的单体或由所述液体聚酯多元醇的所述单体形成的所述液体聚酯多元醇和具有所述螯合部分的螯合剂的化学反应，其中所述螯合部分选自二酐部分、基于氨基的螯合部分及其组合，其中：
具有所述二酐部分的所述螯合剂与所述液体聚酯多元醇的所述单体或由所述液体聚酯多元醇的所述单体形成的所述液体聚酯多元醇发生化学反应以形成具有氨基聚羧酸部分的所述螯合聚酯多元醇；并且
具有所述基于氨基的螯合部分的所述螯合剂与所述液体聚酯多元醇的单体或由所述液体聚酯多元醇的所述单体形成的所述液体聚酯多元醇中的一者发生化学反应以形成作为所述螯合聚酯多元醇的聚酯氨基多元醇；并且
其中所述螯合聚酯多元醇的所述螯合部分螯合所述金属离子以形成所述金属螯合聚酯多元醇液体，其具有0.05:1至2:1的所述金属离子与所述螯合部分的摩尔比。
2.一种金属螯合聚醚多元醇液体，其包含：
以下物质的反应产物：
具有螯合部分的螯合聚醚多元醇与具有金属离子的金属化合物，所述螯合聚醚多元醇由以下方式形成：
液体聚醚多元醇的单体或由所述液体聚醚多元醇的所述单体形成的所述液体聚醚多元醇和具有所述螯合部分的螯合剂的化学反应，其中所述螯合部分选自二酐部分、基于氨基的螯合部分及其组合，其中：
具有所述二酐部分的所述螯合剂与所述液体聚醚多元醇的所述单体或由所述液体聚醚多元醇的所述单体形成的所述液体聚醚多元醇发生化学反应以形成具有氨基聚羧酸部分的所述螯合聚醚多元醇；并且
具有所述基于氨基的螯合部分的所述螯合剂与所述液体聚醚多元醇的单体或由所述液体聚醚多元醇的所述单体形成的所述液体聚醚多元醇中的一者发生化学反应以形成作为所述螯合聚醚多元醇的聚醚氨基多元醇；并且
其中所述螯合聚醚多元醇的所述螯合部分螯合所述金属离子以形成所述金属螯合聚醚多元醇液体，其具有0.05:1至2:1的所述金属离子与所述螯合部分的摩尔比。
3.根据权利要求1所述的金属螯合聚酯多元醇液体或根据权利要求2所述的金属螯合聚醚多元醇液体，其中：
具有所述二酐部分的所述螯合剂与所述液体聚酯多元醇以1:1.5至1:100的摩尔比发生化学反应以形成具有氨基聚羧酸部分的所述螯合聚酯多元醇；或者
具有所述二酐部分的所述螯合剂与所述液体聚醚多元醇以1:1.5至1:100的摩尔比发生化学反应以形成具有氨基聚羧酸部分的所述螯合聚醚多元醇；或者
其中具有所述二酐部分的所述螯合剂选自由乙二胺四乙酸二酐、二亚乙基三胺五乙酸二酐及其组合组成的组；或者
其中用于所述金属螯合聚酯多元醇液体的具有所述基于氨基的螯合部分的所述螯合剂选自由烷氧基化二胺、烷氧基化三胺和烷氧基化四胺及其组合组成的组；或者
其中用于所述金属螯合聚醚多元醇液体的具有所述基于氨基的螯合部分的所述螯合剂选自由二胺、三胺、四胺及其组合组成的组。
4.根据权利要求1所述的金属螯合聚酯多元醇液体或根据权利要求2所述的金属螯合聚醚多元醇液体，
其中所述金属化合物选自由氢氧化物、碳酸盐、羧酸盐、金属盐及其组合组成的组，并且所述金属离子选自由铜、锌、银、铁、锰、钴、镍、锆、钙、铝、钡、镉、镓、铟、铅、镁、汞、钯、钪、锶、钍、钛、钒及其组合组成的组；
或者
其中所述金属化合物选自由氢氧化铜(II)、碳酸铜(II)、碱式碳酸铜(II)、乙酸铜(II)、乙酸钴(II)、乙酸镍(II)、乙酸银(I)、乙酸锌(II)、乙酸钙(II)及其组合组成的组。
5.一种用于形成聚氨酯聚合物的具有羟基部分的异氰酸酯反应性组合物，其包含：
0.1至100重量百分比的根据权利要求1和3-4中任一项所述的金属螯合聚酯多元醇液体；或者
0.1至100重量百分比的根据权利要求2-4中任一项所述的金属螯合聚醚多元醇液体；以及
任选地最高99.9重量百分比的多元醇以形成所述异氰酸酯反应性组合物，所述重量百分比基于所述异氰酸酯反应性组合物的总重量。
6.根据权利要求5所述的异氰酸酯反应性组合物，其进一步包含用于根据权利要求1和3-4中任一项所述的金属螯合聚酯多元醇液体的选自以下的化合物：
0.1重量％至7.0重量％的来自阻燃化合物的磷，所述重量％的磷基于所述异氰酸酯反应性组合物的总重量；
0.05重量％至14.0重量％的来自所述金属螯合聚酯多元醇液体的金属，所述重量％的金属基于所述异氰酸酯反应性组合物的总重量；以及其组合；
或者
进一步包含用于根据权利要求2-4中任一项所述的金属螯合聚醚多元醇液体的选自以下的化合物：
0.1重量％至1.5重量％的来自阻燃化合物的磷，所述重量％的磷基于所述异氰酸酯反应性组合物的总重量；
0.05重量％至3.0重量％的来自所述金属螯合聚醚多元醇液体的金属，所述重量％的金属基于所述异氰酸酯反应性组合物的总重量；以及其组合。
7.一种用于形成聚氨酯聚合物的反应混合物，其包含：
具有异氰酸酯部分的异氰酸酯化合物；以及
根据权利要求5-6中任一项所述的异氰酸酯反应性组合物，其中所述反应混合物具有0.90:1至7:1的所述异氰酸酯部分与所述羟基部分的摩尔比。
8.根据权利要求7所述的反应混合物，其中所述反应混合物包含选自由水、催化剂、表面活性剂、发泡剂或其组合组成的组的化合物。
9.一种基于聚氨酯的聚合物，其由根据权利要求7-8中任一项所述的反应混合物形成。
10.一种用于制备根据权利要求1和3-4中任一项所述的金属螯合聚酯多元醇液体或根据权利要求2-4中任一项所述的金属螯合聚醚多元醇液体的方法，用于制备所述金属螯合聚酯多元醇液体的所述方法包括：
使液体聚酯多元醇的单体或由所述液体聚酯多元醇的所述单体形成的所述液体聚酯多元醇与具有螯合部分的螯合剂反应以形成螯合聚酯多元醇，其中所述螯合部分选自二酐部分、基于氨基的螯合部分及其组合，其中：
具有所述二酐部分的所述螯合剂与所述液体聚酯多元醇的所述单体或由所述液体聚酯多元醇的所述单体形成的所述液体聚酯多元醇发生化学反应以形成具有氨基聚羧酸部分的所述螯合聚酯多元醇；并且
具有所述基于氨基的螯合部分的所述螯合剂与所述液体聚酯多元醇的所述单体或由所述液体聚酯多元醇的所述单体形成的所述液体聚酯多元醇发生化学反应以形成作为所述螯合聚酯多元醇的聚酯氨基多元醇；以及
使具有所述螯合部分的所述螯合聚酯多元醇与具有金属离子的金属化合物反应，其中所述螯合聚酯多元醇的所述螯合部分螯合所述金属离子以形成所述金属螯合聚酯多元醇液体，所述反应具有0.05:1至2:1的所述金属离子与所述螯合部分的摩尔比；
或者
用于制备所述金属螯合聚醚多元醇液体的所述方法包括：
使液体聚醚多元醇的单体或由所述液体聚醚多元醇的所述单体形成的所述液体聚醚多元醇与具有螯合部分的螯合剂反应以形成螯合聚醚多元醇，其中所述螯合部分选自二酐部分、基于氨基的螯合部分及其组合，其中：
具有所述二酐部分的所述螯合剂与所述液体聚醚多元醇的所述单体或由所述液体聚醚多元醇的所述单体形成的所述液体聚醚多元醇发生化学反应以形成具有氨基聚羧酸部分的所述螯合聚醚多元醇；并且
具有所述基于氨基的螯合部分的所述螯合剂与所述液体聚醚多元醇的所述单体或由所述液体聚醚多元醇的所述单体形成的所述液体聚醚多元醇发生化学反应以形成作为所述螯合聚醚多元醇的聚醚氨基多元醇；以及
使具有所述螯合部分的所述螯合聚醚多元醇与具有金属离子的金属化合物反应，其中所述螯合聚醚多元醇的所述螯合部分螯合所述金属离子以形成所述金属螯合聚醚多元醇液体，所述反应具有0.05:1至2:1的所述金属离子与所述螯合部分的摩尔比。
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