BR112016009247B1 - Método para formar um material de poliuretano, e, composição reativa - Google Patents

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Abstract

método para formar um material de poliuretano, composição reativa, e, material de poliuretano. a presente invenção refere-se a um método para formar um material de poliuretano, uma composição de catalisador compreendendo compostos de silsesquioxanos poliédricos oligoméricos metalizados (poms) em combinação com compostos reativos adequados a serem utilizados para fornecer um material de poliuretano e o material de poliuretano obtido utilizando a composição de catalisador.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO
[001] A presente invenção refere-se a uma nova composição de catalisador compreendendo silsesquioxanos oligoméricos poliédricos metalizados (referidos como POMS) adequados para utilização como um catalisador na formação de materiais de poliuretano.
[002] A presente invenção refere-se, portanto, a um método para formar um material de poliuretano, uma composição de catalisador em combinação com compostos reativos apropriados para ser utilizados para fornecer um material de poliuretano e o material de poliuretano obtido utilizando a composição de catalisador.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
[003] Os silsesquioxanos são conhecidos na técnica e referem-se a compostos que possuem a fórmula química empírica RSiO3/2. Estes compostos podem ser utilizados como um suporte para os catalisadores e, tipicamente, tem uma estrutura tipo gaiola [1] em que n unidades de RSiO3/2 são organizadas em uma estrutura de gaiola com a identidade de R sendo tipicamente um grupo alquila. A estrutura tipo gaiola organizada é normalmente referida como silsesquioxanos oligoméricos poliédricos (POSS). A estrutura combinada exata destas unidades de RSiO3/2 varia dependendo dos métodos de síntese, os materiais de partida e o catalisador utilizado. Um exemplo de uma estrutura de gaiola de silsesquioxano ou em outras palavras estrutura de silsesquioxano oligomérico poliédrico (POSS) em que as quatro unidades mais comuns formam uma gaiola de n unidades de RSiO3/2 de uma estrutura de gaiola Tn designada correspondem à seguinte estrutura [1]:
Figure img0001
[004] WO200110871 descreve processos para a fabricação de silsesquioxanos oligoméricos poliédricos (POSS) que utilizam a ação de bases, que sejam capazes de tanto atacar silício ou qualquer composto que pode reagir com um solvente prótico (por exemplo, ROH, ...) e gerar hidróxido [OH], etc. Este processo pode resultar em uma estrutura de gaiola de POSS parcial, na qual a estrutura de gaiola carece de ligação completa de todas as unidades na gaiola. As referidas estruturas de gaiola de POSS parciais podem ser referidas como silsesquioxano silanóis, um exemplo típico pode ser de POSS trissilanol que corresponde à seguinte estrutura [2]. Estas estruturas de POSS trissilanol [2] podem ser submetidas a mais manipulações químicas adicionais para, finalmente, convertê-las em espécies de POSS adequadas para polimerização, enxerto, ou outras reações químicas desejáveis.
Figure img0002
[005] Estruturas de silsesquioxano oligomérico poliédrico metalizado (POMS) são conhecidas na técnica e conhecidas por ser muito adequadas para o uso como catalisadores. Por exemplo, US20100125123 descreve silsesquioxanos poliédricos oligoméricos metalizados e silicatos oligoméricos poliédricos metalizados para uso como promotores de cura, catalisadores e agentes de liga para o reforço de microestruturas de polímeros, incluindo bobinas de polímero, domínios, cadeias, e segmentos, a nível molecular.
[006] Métodos para produzir materiais de poliuretano são bem conhecidos na atualidade. Vários catalisadores têm sido utilizados para promover a gelificação e, opcionalmente, o sopro dos materiais reativos na mistura de um isocianato e um componente reativo de isocianato. Vários catalisadores de POMS são conhecidos como catalisadores adequados para a reação fornecendo ligação de uretano.
[007] WO 2007/041344 menciona produtos químicos nanoestruturados metalizados como promotores de cura. Os materiais compósitos compreendendo polímeros (incluindo poliuretanos) e POMS, compreendendo Ti como metal são mencionados.
[008] O documento WO 2008/144735 descreve silsesquioxanos oligoméricos poliédricos metalizados, metalizados utilizando Ti ou Zr, como catalisador, como promotores de cura para poliuretanos.
[009] WO 2009/065873 descreve estanasilsesquioxanos oligoméricos poliédricos como catalisador para a cura de poliuretano. O poliuretano pode ser usado em revestimentos, pinturas, lacas, películas e composições poliméricas e aumenta a resistência aos riscos dos revestimentos.
[0010] WO2011/076570 descreve um método para formar um material de uretano, o método compreende a mistura e reação de pelo menos um isocianato, pelo menos um componente reativo de isocianato e um silsesquioxano oligomérico poliédrico metalizado para fornecer o referido material de uretano, o silsesquioxano oligomérico poliédrico metalizado é uma estrutura dimérica contendo 2 estruturas de silsesquioxano oligomérico em que ambas as estruturas de silsesquioxano tem um centro de metal 6- coordenado e em que ambas as estruturas de silsesquioxano estão ligadas entre si por meio de alcóxidos em ponte dos centros de metal 6-coordenado.
[0011] Para uso na formação de poliuretano e de cura, compostos de silsesquioxano de titânio correspondendo à estrutura [3] têm apenas uma atividade muito limitada enquanto os compostos de silsesquioxano de titânio correspondendo a estrutura [4] têm atividade moderada. Além disso, compostos de silsesquioxano de titânio correspondendo a estrutura [4] libera VOC. Isto resulta a partir da reação do componente reativo de isocianato (poliol) com o grupo alcóxi 2, que processa o álcool como o VOC.
[0012] Além disso, todos compostos conhecidos de silsesquioxano de titânio, por exemplo, aqueles exemplificados pelas estruturas [3] e [4] a seguir, são sólidos microcristalinos. Na prática, é preferido dissolver os aditivos necessários para a formação do poliuretano em um dos principais ingredientes da corrente significando na parte reativa de isocianato (por exemplo, polióis) ou na parte compreendendo isocianato. Para conseguir que uma solução de alta concentração (mistura base de catalisador) é feita em primeiro lugar, por exemplo, um poliol adequado, tal que a quantidade necessária pode ser adicionada como tal. Como o estado da técnica dos compostos catalíticos de silsesquioxano de titânio conhecidos até hoje têm uma solubilidade muito baixa em polióis de uma mistura base de catalisador não podem ser feitos e, por conseguinte, os compostos catalíticos de silsesquioxano de titânio primeiro têm de ser dissolvidos em um solvente adequado que pode ser adicionado, em seguida, para a parte reativa de isocianato (por exemplo poliol).
Figure img0003
[0013] O problema a ser resolvido pela presente invenção consiste em proporcionar compostos catalíticos de silsesquioxano de metal (tal como o titânio) com uma melhor atividade catalítica, em especial para a formação do poliuretano e de cura.
[0014] Além disso, é o objetivo de fornecer compostos catalíticos de silsesquioxano de metal (tal como o titânio) que possuem uma boa solubilidade em polióis que faz com que seja possível fazer uma mistura base de catalisador em, por exemplo, os polióis utilizados como reagentes de isocianato na formação de poliuretano.
SUMARIO DA INVENÇÃO
[0015] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é descrito um método para formar um material de poliuretano.
[0016] De acordo com formas de realização do primeiro aspecto referido método descrito para formar um material de poliuretano compreende as etapas de: - fornecer pelo menos um isocianato; - fornecer, pelo menos, um componente reativo de isocianato; - fornecer uma composição de catalisador, a referida composição de catalisador que compreende compostos de silsesquioxanos poliédricos oligoméricos metalizados (POMS), em que: - referidos compostos POMS são produtos da reação de alcóxidos metálicos e silsesquioxano silanóis, em particular silsesquioxano trissilanóis correspondentes para estruturar [2], e
Figure img0004
- o número de equivalentes de silsesquioxano silanóis utilizados é maior do que o número de equivalentes de alcóxidos metálicos utilizados para reagir com o referido silsesquioxano silanóis, - R é selecionado a partir de um grupo alquila, preferivelmente grupo alifático linear, ramificado ou cíclico, compreendendo de preferência 1 a 20 átomos de carbono, o mais preferido um grupo i- ou n-butila ou um grupo i- ou n-octila. - mistura e reação do referido pelo menos um isocianato, pelo menos um componente reativo de isocianato e a referida composição de catalisador para fornecer o referido material de poliuretano.
[0017] De acordo com formas de realização do primeiro aspecto do metal no alcóxido metálico usado para fabricar a composição de catalisador é selecionado a partir de um metal coordenado 4 e/ou 5, que é selecionado a partir de metais de bloco, s, p, d, f, referido metal de um modo mais preferido é selecionado de Ti, Zr, B, Al e Sn, mais preferivelmente o composto do alcóxido metálico é um tetra alcóxido de titânio, Ti(OR)4.
[0018] De acordo com formas de realização do primeiro aspecto, a razão entre o número de equivalentes de silsesquioxano silanóis, em particular trisilsesquioxano silanóis sobre o número de equivalentes de alcóxidos metálicos utilizados para fazer a composição de catalisador está na faixa de 1,5:1 até 2:1.
[0019] De acordo com formas de realização do primeiro aspecto da composição do catalisador utilizada para formar o material de poliuretano é uma mistura que compreende seguintes estruturas intermédias POMS [8], [9], [10] e [11] em um equilíbrio dinâmico:
Figure img0005
Figure img0006
selecionado a partir preferivelmente grupo alifático linear, ramificado ou cíclico, compreendendo de preferência 1 a 20 átomos de carbono, mais preferido um grupo i- ou n- butila ou um grupo i- ou n-octila.
[0020] De acordo com formas de realização do primeiro aspecto, o método para formar um material de poliuretano compreende o referido silsesquioxano oligomérico poliédrico metalizado é incorporado em um componente reativo de isocianato antes da mistura, o referido pelo menos um isocianato, pelo menos um componente reativo de isocianato e a referida composição de catalisador. A composição que compreende o catalisador de POMS de acordo com a invenção e pelo menos um componente reativo de isocianato que é adequado para dissolver o catalisador de POMS é também referido como "mistura base catalisador/poliol".
[0021] De acordo com formas de realização o componente reativo de isocianato adequado para dissolver o catalisador de POMS é selecionado a partir monoóis e/ou polióis, tais como glicóis, polióis poliéter de elevado peso molecular e poliéster polióis, mercaptanos, ácidos carboxílicos, tais como ácidos polibásicos, aminas, poliaminas, componentes que compreendem pelo menos um grupo álcool e pelo menos um grupo amina, tal como polióis poliamina, ureia e amidas.
[0022] De acordo com formas de realização o componente reativo de isocianato é selecionado a partir monoóis ou polióis que têm uma funcionalidade hidroxila nominal média de 1 a 8 e um peso molecular médio de 32 a 8000 e misturas dos referidos monoóis e/ou polióis.
[0023] De acordo com formas de realização o componente reativo de isocianato é selecionado a partir monoóis selecionados de entre metanol, etanol, propanol, butanol, fenol, ciclo-hexanol e hidrocarbonetos monoóis tendo um peso molecular médio de 200 a 5000 como monoóis alifáticos e de poliéter e/ou polióis selecionados a partir de etileno glicol, dietileno glicol, trietileno glicol, propileno glicol, dipropileno glicol, tripropileno glicol, trimetilol propano, sorbitol, sacarose, glicerol, etanodiol, propanodiol, butanodiol, pentanodiol, hexanodiol, polióis aromáticos e/ou alifáticos com um peso molecular de até 8000, de preferência 200 a 6000, poliéster polióis com um peso molecular médio de 200 a 8000, de preferência 200 a 6000, polióis poliéter possuindo um peso molecular médio de 200 a 8000, de preferência 200 a 6000 e polióis poliéter possuindo um peso molecular médio de 200 a 8000, de preferência 200 a 6000.
[0024] De acordo com formas de realização do primeiro aspecto, o método para formar um material de poliuretano compreende a mistura do referido pelo menos um isocianato, pelo menos um componente reativo de isocianato e a referida composição de catalisador é feita a uma temperatura entre -10°C e 25°C.
[0025] De acordo com formas de realização do primeiro aspecto, o método para formar um material de poliuretano compreende a referida mistura do referido pelo menos um isocianato, pelo menos um isocianato de componente reativo e o referido silsesquioxano oligomérico poliédrico metalizado é trazido a uma temperatura entre 25°C e 200°C a iniciar a reação do referido pelo menos um isocianato, pelo menos um componente reativo de isocianato e a referida composição de catalisador.
[0026] De acordo com formas de realização do primeiro aspecto, o método para formar um material de poliuretano compreende pelo menos um catalisador de gelificação é fornecido à referida mistura do referido pelo menos um isocianato, pelo menos um componente reativo de isocianato e a referida composição de catalisador.
[0027] De acordo com formas de realização do primeiro aspecto, o método para formar um material de poliuretano compreende pelo menos um catalisador de expansão é fornecido à referida mistura do referido pelo menos um isocianato, pelo menos um componente reativo de isocianato e a referida composição de catalisador.
[0028] De acordo com formas de realização do primeiro aspecto, o método para formar um material de poliuretano compreende a concentração do referido silsesquioxano oligomérico poliédrico metalizado em que a referida mistura do referido pelo menos um isocianato, pelo menos um isocianato de componente reativo e a referida composição de catalisador é menor do que ou igual a 10 mM.
[0029] De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, uma composição reativa é descrita, a composição reativa que compreende pelo menos um componente isocianato; pelo menos um componente reativo de isocianato e uma composição de catalisador de acordo com o primeiro aspecto da invenção.
[0030] De acordo com um terceiro aspecto da presente invenção, um material de poliuretano é descrito utilizando assim o processo de acordo com o primeiro aspecto da invenção.
[0031] As reivindicações dependentes e independentes estabelecem características particulares e preferidas da invenção. Características das reivindicações dependentes podem ser combinadas com características das reivindicações independentes ou outras dependentes, conforme apropriado.
[0032] As características acima e outras, características e vantagens da presente invenção irão tornar-se evidentes a partir da descrição detalhada e exemplos referidos adiante.
FIGURAS
[0033] A Figura 1 mostra o aumento de viscosidade durante a reação em um material de poliuretano de uma composição reativa de acordo com um aspecto da presente invenção.
[0034] A Figura 2 ilustra a temperatura como uma função do tempo durante a reação em um material de poliuretano de uma composição reativa de acordo com um aspecto da presente invenção.
[0035] Figura 3 ilustra a conversão em função do tempo para a redução relativa de isocianato de fenila (PhNCO) em uma base molar da composição reativa durante a formação do uretano, PhNCO a ser convertido em um uretano, PhNHCOOnBu (ver Figura 1) utilizando-se assim o catalisador de acordo com a presente invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[0036] A presente invenção vai ser descrita com respeito a formas de realização particulares.
[0037] É para ser notado que o termo "compreendendo", utilizado nas reivindicações, não deve ser interpretado como sendo restrito aos meios enumerados em seguida; não exclui outros elementos ou etapas. É, portanto, a ser interpretado como especificando a presença das características indicadas, etapas ou componentes a que se refere, mas não impede a presença ou a adição de uma ou mais outras características, etapas ou componentes ou grupos dos mesmos. Assim, o âmbito da expressão "um dispositivo compreendendo meios A e B" não deve ser limitado aos dispositivos que consistem apenas dos componentes A e B. Ela significa que, em relação com a presente invenção, os únicos componentes relevantes do dispositivo são A e B.
[0038] Ao longo deste relatório, a referência a "uma forma de realização" ou "uma modalidade" é feita. Tais referências indicam que uma determinada característica, descrita em relação à forma de realização está incluída em pelo menos uma forma de realização da presente invenção. Assim, os aspectos das frases "em uma forma de realização" ou "em uma modalidade" em vários lugares ao longo deste relatório não são necessariamente todos referentes à mesma forma de realização, embora pudessem. Além disso, as características particulares ou características podem ser combinadas de qualquer forma adequadas em uma ou mais formas de realização, tal como seria aparente para um especialista na técnica.
[0039] Foi surpreendentemente verificado que a utilização de uma composição específica de silsesquioxanos poliédricos oligoméricos metalizados (POMS) permite fornecer um método para formar o material de poliuretano, método esse que tem uma reatividade e compatibilidade melhorada significativa em comparação com o estado da técnica de catalisador de POMS. Esta reatividade melhorada tem a vantagem de que menos catalisador é necessário para obter reatividade semelhante.
[0040] A composição de catalisador de acordo com a invenção compreende os silsesquioxanos oligoméricos poliédricos metalizados (POMS) e é uma mistura que compreende pelo menos compostos de POMS possuindo uma estrutura polimérica.
[0041] Além disso, a composição de POMS de acordo com a invenção pode ser feita de tal maneira que é compatível com um ou mais dos componentes reativos adequados para fornecimento de um material de poliuretano, os referidos componentes reativos sendo pelo menos um componente de isocianato e pelo menos um componente de isocianato reativo (por exemplo um poliéter poliol). Isto tem a vantagem de que a composição de catalisador pode ser adicionada diretamente em um dos referidos componentes reativos adequados para fornecimento de um material de poliuretano e, por conseguinte, elimina a necessidade de um solvente para a composição de catalisador. Dissolver o catalisador diretamente para um ou mais dos componentes reativos é benéfico, uma vez que irá reduzir o VOC do material de poliuretano final.
[0042] Além disso, porque as composições de catalisador de acordo com a invenção são muito estáveis hidroliticamente e podem ser dissolvidas nos componentes reativos para fornecimento de um material de poliuretano faz com que seja possível alcançar uma mistura de armazenamento muito estável.
[0043] Foi verificado surpreendentemente que o estado da técnica de compostos metálicos (por exemplo) silsesquioxano de titânio correspondentes à estrutura [4] reagem ainda com silsesquioxano silanóis e formam novas composições de silsesquioxano metálico (por exemplo de titânio) de acordo com a invenção e que surpreendentemente apresentam atividade catalítica melhorada (por exemplo, na formação de poliuretano). Em particular trisilsesquioxano silanóis permitem referida reação direta.
[0044] As referidas composições de silsesquioxano metálico (por exemplo de titânio) de acordo com a invenção podem ser utilizadas como catalisador na formação de poliuretano e tem a vantagem de que eles não eliminam VOCs no material de poliuretano final.
[0045] Surpreendentemente, as tentativas para isolar um único composto definido molecular depois da formação da nova composição de silsesquioxano metálico (por exemplo, de titânio) de acordo com a invenção, por exemplo, após a reação, alcóxidos metálicos, por exemplo, tetra alcóxido de titânio, Ti(OR)4, com mais do que um equivalente de trissilanol de silsesquioxano, falhou. Em vez de formar sólidos microcristalinos correspondentes a um único composto, misturas de derivados de silsesquioxano oligomérico metálico (por exemplo, de titânio) são obtidos.
[0046] Deve-se notar que os compostos possíveis (espécies) presentes na nova composição de silsesquioxano metálico (por exemplo, titânio) de acordo com a invenção podem estar em equilíbrio um com o outro, mas que vários destes compostos também podem eliminar os silsesquioxano silanóis que podem, mais uma vez, envolver em equilíbrios químicos com outras espécies de silsesquioxano de titânio presentes.
[0047] Surpreendentemente, foi verificado que as composições de derivados de silsesquioxano oligomérico de titânio misturam muito bem com os polióis. Isto permite a produção conveniente de mistura base de poliol/ catalisador. Após a aplicação como catalisador na formação de poliuretano, este não libera compostos orgânicos voláteis. Foi verificado ainda que a nova composição de silsesquioxano metálico (por exemplo de titânio) de acordo com a invenção têm uma atividade muito elevada como iniciadores de poliuretano.
[0048] A composição de catalisador de acordo com a presente invenção compreende, portanto, uma mistura de compostos de silsesquioxano oligomérico poliédrico metalizado (POMS) que são produtos da reação de silsesquioxano silanóis, em particular trisilsesquioxano silanóis como ilustrado na estrutura [2] e alcóxidos metálicos. Os referidos compostos de silanol de silsesquioxano são adicionalmente mais no pedido também referidos como silanol de POSS, referidos trisilsesquioxano silanóis são adicionalmente no pedido também referidos como trissilanol de POSS.
Figure img0007
[0049] De modo a formar a nova composição de catalisador de silsesquioxanos poliédricos oligoméricos metalizados (POMS) de acordo com a presente invenção, o número de equivalentes dos silsesquioxano silanóis, em particular trisilsesquioxano silanóis deve ser maior do que o número de equivalentes de alcóxidos metálicos a ser feitos reagir com os referidos silsesquioxano silanóis. Em outras palavras, a razão de equivalentes de [silanol de POSS]: [alcóxidos metálicos] deve ser superior a 1.
[0050] De acordo com formas de realização a razão entre o número de equivalentes dos silsesquioxano silanóis, em particular trisilsesquioxano silanóis sobre o número de equivalentes de alcóxidos metálicos é de 2:1.
[0051] De acordo com formas de realização, os alcóxidos metálicos adequados, por exemplo, tetra alcóxido de titânio, Ti(OR)4 reagem com os grupos silanol nos silsesquioxano silanóis, em particular trisilsesquioxano silanóis, a fim de formar as estruturas de silsesquioxanos oligoméricos poliédricos metalizados (POMS) de acordo com a presente invenção.
[0052] De acordo com formas de realização, um equivalente de alcóxidos metálicos, por exemplo, tetra alcóxido de titânio, Ti(OR)4, podem reagir com grupos silanol estando presentes em vários silsesquioxano silanóis, em particular trisilsesquioxano silanóis, e pode, portanto, conduzir as seguintes estruturas intermediárias POMS [5], [6], [7]. A referida estrutura intermediária de POMS pode ainda reagir, ou em outras palavras, os grupos silanol restantes podem ainda reagir com equivalentes de metal remanescentes e equivalentes de silanol de silsesquioxano, em particular os equivalentes de silsesquioxano de trissilanol para formar as estruturas de silsesquioxanos oligoméricos poliédricos metalizados (POMS) de acordo com a presente invenção.
Figure img0008
[0053] De acordo com formas de realização o metal M no composto alcóxido metálico é selecionado de entre um de metal coordenado 4 e/ou 5 que é selecionado de entre metais de bloco, s, p, d, f.
[0054] De acordo com formas de realização preferidas, o metal estando presente nos alcóxidos metálicos pode ser selecionado de Ti, Zr, B, Al e Sn.
[0055] De acordo com formas de realização preferidas o composto alcóxido metálico é um tetra alcóxido de titânio, Ti(OR)4.
[0056] De acordo com formas de realização, os silsesquioxano silanóis, em particular trisilsesquioxano silanóis correspondem à estrutura acima mencionado [2], em que R pode ser selecionado a partir de um grupo alquila, preferivelmente um grupo alifático linear, ramificado ou cíclico, compreendendo de preferência 1 a 20 átomos de carbono, também referido como um grupo alquila C1 a C20, mais preferido um grupo i- ou n-butila ou um grupo i- ou n-octila. Um tal grupo, acoplado a um átomo de Si na estrutura do POMS, é referido como um ligante. Estando presentes nas trisilsesquioxano silanóis os grupos R podem ser todos diferentes, ou alguns deles podem ser idênticos entre si, ao passo que nem todos estes ligantes são idênticos. O mais preferido, todos os grupos R são idênticos.
[0057] Algumas das muitas novas espécies de compostos de silsesquioxano metálico POMS possíveis (aqui mostrado para o titânio, mas a invenção não se limitando a Ti) de que estão presentes nessas misturas em equilíbrio dinâmico são exemplificadas pelas estruturas [8], [9], [10] e [11] mostrado abaixo.
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[0058] De acordo com formas de realização, a razão entre o número total de equivalentes de trisilsesquioxano silanóis sobre o número total de equivalentes de compostos de metal de Ti (por exemplo, Ti(OR)4) usado para fabricar a composição de POMS catalítico de acordo com a invenção está na faixa de 1,5 até 2. A composição catalítica resultante de POMS pode compreender uma mistura de estruturas acima mencionadas [8], [9], [10] e [11].
[0059] De acordo com formas de realização, a composição de POMS catalítica de acordo com a invenção corresponde à fórmula média Ti(POSS)2, em que o número total de equivalentes de trisilsesquioxano silanóis utilizadas durante o número total de equivalentes de compostos de metal de Ti (por exemplo, Ti(OR)4) utilizado é 2. A referida composição catalítica de POMS preferida pode ser uma mistura das estruturas acima mencionadas [8], [9], [10] e [11].
[0060] De acordo com formas de realização, a composição de POMS catalítica de acordo com a invenção corresponde à fórmula média Ti(POSS)1,5, em que o número total de equivalentes de trisilsesquioxano silanóis utilizado durante o número total de equivalentes de compostos de metal de Ti (por exemplo, Ti(OR)4) utilizada é 1,5. A referida composição catalítica de POMS preferida pode ser uma mistura das estruturas acima mencionadas [8], [9], [10] e [11].
[0061] De acordo com formas de realização, a composição catalítica de silsesquioxanos poliédricos oligoméricos metalizados (POMS) resultante é uma mistura de vários derivados de silsesquioxano oligoméricos metálicos (por exemplo de titânio) descritos e acima citados.
[0062] As composições catalíticas de POMS de acordo com a invenção podem ser preparadas por reação de alcóxidos metálicos, por exemplo, tetra alcóxido de titânio, Ti(OR)4, com mais do que um equivalente de trissilanol de silsesquioxano.
[0063] Em alternativa, as composições catalíticas de POMS de acordo com a invenção podem ser preparadas por adição de silsesquioxano silanóis adicional, em especial trisilsesquioxano silanóis a uma composição catalítica do estado da técnica compreendendo compostos de silsesquioxano metálico (por exemplo, de titânio) correspondentes à estrutura [4]. Nesta reação, o grupo alcóxi presente na estrutura do estado da técnica [4] é perdido e novas ligações de silsesquioxano metálico (por exemplo de titânio) são formadas.
[0064] Um exemplo de uma possível reação de síntese é mostrada abaixo, em que são feitos reagir trisilsesquioxano silanóis com tetra alcóxido de titânio, Ti(OR)4, como composto alcóxido metálico.
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[0065] De acordo com formas de realização, as composições reativas adequadas para a fabricação de um material de poliuretano são descritas compreendendo a composição de catalisador de POMS de acordo com a presente invenção
[0066] Uma vez que as composições de catalisador de POMS utilizadas em composições reativas adequadas para a fabricação de um material de poliuretano são hidroliticamente mais estáveis do que os catalisadores organometálicos, uma estabilidade longa de armazenamento e reatividade mantida é garantida.
[0067] Como tal, a composição reativa pode ser mais facilmente transportada e pode ser fornecida como uma composição apta para o uso de produtores de materiais de uretano, tipicamente materiais de poliuretano.
[0068] De acordo com formas de realização de uma composição reativa é fornecida adequada para a formação de materiais de poliuretano. A referida composição reativa adequada para a fabricação de um material de poliuretano compreende: - pelo menos um composto de isocianato; - pelo menos um componente reativo de isocianato; - uma composição de catalisador de silsesquioxanos poliédricos oligoméricos metalizados (POMS) de acordo com a invenção
[0069] É evidente que as características dos metais, ligantes de álcool, alcóxidos, e de qualquer outra funcionalidade, tal como estabelecido em relação à composição de catalisador de acordo com a invenção aplica-se a composição reativa em um modo semelhante, opcionalmente ainda um modo idêntico.
[0070] De acordo com formas de realização de um método para formar um material de poliuretano é fornecido. O método compreende as etapas de: - fornecer, pelo menos, um composto de isocianato; - fornecer, pelo menos, um componente reativo de isocianato; - fornecer a composição de catalisador dos silsesquioxanos oligoméricos poliédricos metalizados (POMS) de acordo com a invenção; - misturar e reagir o pelo menos um isocianato, pelo menos um componente reativo de isocianato e a composição de catalisador dos silsesquioxanos oligoméricos poliédricos metalizados (POMS) para fornecer o material de uretano caracterizado pelo fato de que a composição de catalisador compreende uma mistura de compostos de silsesquioxano oligomérico poliédrico metalizado (POMS) que são produtos de reação de silsesquioxano silanóis, em particular trisilsesquioxano silanóis [2] e metálicos alcóxidos, e em que o número de equivalentes dos silsesquioxano silanóis, em particular trisilsesquioxano silanóis é maior do que o número de equivalentes de alcóxidos metálicos a ser feitos reagir com os referidos silsesquioxano silanóis.
[0071] É também aqui claro que as características dos metais, ligantes de álcool, alcóxidos, e de qualquer outra característica, tal como estabelecido em relação à composição de catalisador de acordo com a invenção se aplica ao método para formar um material de poliuretano de modo similar, opcionalmente até mesmo um modo idêntico.
[0072] De acordo com algumas formas de realização, a composição de catalisador dos silsesquioxanos oligoméricos poliédricos metalizados (POMS) de acordo com a presente invenção pode ser incorporada em um componente reativo de isocianato antes da mistura a pelo menos um isocianato, pelo menos um componente reativo de isocianato e o silsesquioxano oligomérico poliédrico metalizado. A composição que compreende a composição de catalisador de POMS e um componente reativo de isocianato é também referido como "mistura base de poliol/catalisador".
[0073] De acordo com formas de realização a mistura base de poliol/catalisador de acordo com a invenção compreende pelo menos a composição do catalisador de POMS de acordo com a invenção e um componente adequado para dissolver o catalisador de POMS e adequado como um componente reativo de isocianato.
[0074] De acordo com formas de realização, o componente adequado para dissolver o catalisador de POMS e o componente reativo de isocianato é selecionado a partir de monoóis e/ou polióis, tais como glicóis ou polióis mesmo peso molecular relativamente elevado de polióis poliéter e poliéster polióis, mercaptanos, ácidos carboxílicos, tais como ácidos polibásicos, aminas , poliaminas, componentes que compreendem pelo menos um grupo álcool e pelo menos um grupo amina, tais como polióis poliamina, ureia e amidas.
[0075] De acordo com formas de realização, o componente adequado para dissolver o catalisador de POMS e como componente reativo de isocianato é selecionado a partir de monoóis e/ou polióis que têm uma funcionalidade hidróxi nominal média de 1 a 8 e um peso molecular médio de 32 a 8000. Misturas de monoóis e/ou os polióis podem ser usadas também.
[0076] Exemplos de monoóis apropriados são o metanol, etanol, propanol, butanol, fenol, ciclo-hexanol e monoóis de hidrocarbonetos tendo um peso molecular médio de 200 a 5000 como monoóis alifáticos e poliéteres.
[0077] Exemplos de polióis adequados são o etileno glicol, dietileno glicol, trietileno glicol, propileno glicol, dipropileno glicol, tripropileno glicol, trimetilol propano, sorbitol, sacarose, glicerol, etanodiol, propanodiol, butanodiol, pentanodiol, hexanodiol, polióis aromáticos e/ou alifáticos com um peso molecular de até 8000, poliéster polióis com um peso molecular médio de 200 a 8000, poliéter poliéster polióis possuindo um peso molecular médio de 200 a 8000 e polióis poliéter com um peso molecular médio de 200 a 8000.
[0078] Tais monoóis e polióis estão comercialmente disponíveis. Exemplos úteis são Daltocel® F555 e F442 Daltocel®, que são todos poliéter trióis a partir da Huntsman, Voranol® P400 e Alcupol® R1610, que são polióis poliéter a partir da Dow e Repsol, respectivamente, e Priplast® 1838 e 3196, que são poliéster polióis de alto peso molecular de Croda, e Capa® 2043 poliol, um poliésterdiol linear de PM médio de cerca de 400 de Perstorp e polióis K-flex® 188 e A308, que são de poliéster polióis de King Industries, tendo um PM de cerca de 500 e 430, respectivamente, e poliéster polióis aromáticos como Stepanpol® PH56 e BC180, tendo pesos moleculares médios de cerca de 2000 e 600 respectivamente, e Neodol® 23E que é um monool alifático da Shell.
[0079] Os polióis mais preferidos são poliéster polióis e polióis poliéter possuindo um peso molecular médio de 200 a 6000 e uma funcionalidade nominal média de 2 a 4.
[0080] De acordo com algumas formas de realização, a mistura de, pelo menos um isocianato, pelo menos um componente reativo de isocianato e composição de catalisador de silsesquioxanos oligoméricos poliédricos metalizados (POMS) de acordo com a presente invenção pode ser feito a uma temperatura entre -10°C e 25°C.
[0081] De acordo com algumas formas de realização, a mistura de, pelo menos um isocianato, pelo menos um componente reativo de isocianato e composição de catalisador de silsesquioxanos oligoméricos poliédricos metalizados (POMS) de acordo com a presente invenção pode ser levada a uma temperatura entre 25°C e 200°C para iniciar a reação de pelo menos um isocianato, pelo menos um componente reativo de isocianato e o silsesquioxano oligomérico poliédrico metalizado.
[0082] Nos métodos de acordo com a presente invenção, a quantidade de metais prejudiciais potenciais, tais como o mercúrio e estanho e/ou a quantidade de compostos orgânicos odoríferos potenciais tais como as aminas, os quais são vulgarmente utilizados como catalisador de poliuretano, pode ser parcialmente ou completamente substituído por composição de catalisador de silsesquioxanos oligoméricos poliédricos metalizados (POMS) de acordo com a presente invenção.
[0083] A composição de catalisador de silsesquioxanos poliédricos oligoméricos metalizados (POMS) de acordo com a presente invenção utilizada no método de acordo com a presente invenção são hidroliticamente muito estáveis em comparação com outros complexos organometálicos. Isto conduz a uma elevada estabilidade de armazenamento e o catalisador pode ser armazenado durante pelo menos 12 meses com muito limitada, ou mesmo sem deterioração da atividade do catalisador.
[0084] A composição de catalisador de silsesquioxanos poliédricos oligoméricos metalizados (POMS) de acordo com a presente invenção, utilizada no método para a formação de materiais de poliuretano são muito compatíveis com o isocianato ou isocianatos e/ou o componente reativo de isocianato. De um modo geral, eles são compatíveis que de tal modo que o uso de um solvente para levar o POMS no isocianato ou isocianatos e/ou o componente reativo isocianato pode ser evitado, o que leva a um sistema de catalisador de baixo VOC.
[0085] Compostos de isocianato adequados são poli-isocianatos. Componentes de poli-isocianato são os poli-isocianatos do tipo R-(NCO)x com x, pelo menos, 2 e R sendo um grupo aromático ou alifático, tal como difenilmetano, tolueno, diciclo-hexilmetano, hexametileno, ou um poli- isocianato semelhante.
[0086] Compostos de isocianato adequados podem compreender um ou mais poli-isocianatos, incluindo, mas não limitados a poli-isocianatos selecionados a partir do grupo que consiste de di-isocianatos de tolueno (TDI), di-isocianato de difenilmetano (MDI) - tipo de isocianatos, e pré- polímeros destes isocianatos. De preferência, os componentes de poli- isocianato podem ter pelo menos dois anéis aromáticos na sua estrutura, e são produtos líquidos. Isocianatos poliméricos com uma funcionalidade maior do que 2 podem ser utilizados.
[0087] Exemplos de poli-isocianatos adequados são di-isocianato de tolileno (também conhecido como di-isocianato de tolueno, e referido como TDI), tal como 2,4 TDI e 2,6 TDI em qualquer mistura de isômeros adequados, di-isocianato de hexametileno (HMDI ou HDI), di-isocianato de isoforona (IPDI), di-isocianato de butileno, di-isocianato de trimetil- hexametileno, di(isocianatociclo-hexil)metano, por exemplo, 4,4'-di- isocianatodiciclo-hexilmetano (H12MDI), di-isocianato de isocianatometil- 1,8-octano e di-isocianato de tetrametilxileno (TMXDI), di-isocianato de 1,5- naftaleno (NDI), di-isocianato de p-fenileno (PPDI), di-isocianato de 1,4- ciclo-hexano (CDI), di-isocianato de tolidina (TODI), qualquer mistura adequada destes poli-isocianatos, e qualquer mistura adequada de um ou mais destes poli-isocianatos com MDI na forma do seu 2,4'-, 2,2'- e 4,4' isômeros e misturas dos mesmos (também referido como MDI puro), as misturas de di- isocianatos de difenilmetano (MDI) e oligômeros dos mesmos (conhecidos na técnica como "bruto" ou MDI polimérico), produtos de reação de poli- isocianatos (por exemplo, poli-isocianatos, como acima referidos, e de preferência, e poli-isocianatos com base em MDI), com componentes contendo átomos de hidrogênio reativos com isocianato que formam poli- isocianatos poliméricos, ou os chamados pré-polímeros.
[0088] De preferência di-isocianatos de tolueno (TDI), di-isocianato de difenilmetano (MDI) - tipo de isocianatos, e pré-polímeros destes isocianatos são utilizados.
[0089] De acordo com algumas formas de realização, um material de poliuretano pode ser fornecido.
[0090] De acordo com algumas formas de realização, pelo menos um catalisador de gelificação pode ser fornecido à mistura de pelo menos um isocianato, pelo menos um componente reativo de isocianato e o silsesquioxano oligomérico poliédrico metalizado.
[0091] A composição de catalisador de silsesquioxanos poliédricos oligoméricos metalizados (POMS), de acordo com a presente invenção utilizada em um método para a formação de um material de poliuretano pode ser usado em combinação com um ou mais catalisadores de gelificação sem efeito antagonista.
[0092] Qualquer catalisador adequado para ser usado como catalisador de gelificação na produção de um material de poliuretano pode ser usado. O mais preferido, a combinação do catalisador de POMS de acordo com a presente invenção com um catalisador de gelificação conhecido dos versados na técnica.
[0093] De acordo com algumas formas de realização, pelo menos um catalisador de expansão pode ser fornecido à mistura de pelo menos um isocianato, pelo menos um componente reativo de isocianato e composição de catalisador de silsesquioxanos oligoméricos poliédricos metalizados (POMS) de acordo com a presente invenção.
[0094] A composição de catalisador de silsesquioxanos poliédricos oligoméricos metalizados (POMS), de acordo com a presente invenção utilizada em um método para a formação de um material de poliuretano pode ser usada em combinação com um ou mais catalisadores de expansão sem efeito antagonista.
[0095] Qualquer catalisador adequado a ser usado como catalisador de expansão na produção de um material de poliuretano pode ser usado. O mais preferido, uma combinação da composição de catalisador utilizado de silsesquioxanos poliédricos oligoméricos metalizados (POMS), de acordo com a presente invenção em um método para a formação de um material de poliuretano pode ser usado em combinação com um catalisador de expansão conhecido dos versados na técnica.
[0096] Entende-se que uma combinação da composição de catalisador de silsesquioxanos poliédricos oligoméricos metalizados (POMS), de acordo com a presente invenção utilizada em um método para a formação de um material de poliuretano pode ser combinada com um ou mais catalisadores de gelificação e um ou mais catalisadores de expansão.
[0097] Entende-se também que a mistura de pelo menos um isocianato, pelo menos um componente reativo de isocianato e a composição de catalisador de silsesquioxanos oligoméricos poliédricos metalizados (POMS) de acordo com a presente invenção utilizada em um método para a formação de um material de poliuretano pode ainda ser fornecida com componentes adicionais tais como solventes, por exemplo, tolueno, retardantes de chama, antioxidantes, tensoativos, agentes físicos ou químicos de expansão, enchimentos, pigmentos, ou quaisquer outros aditivos típicos utilizados em materiais de poliuretano.
[0098] De acordo com algumas formas de realização, a concentração da composição de catalisador de silsesquioxanos oligoméricos poliédricos metalizados (POMS) de acordo com a presente invenção na mistura de pelo menos um isocianato, pelo menos um componente reativo de isocianato e a composição de catalisador de silsesquioxanos oligoméricos poliédricos metalizados (POMS) de acordo com a presente invenção pode ser menor do que ou igual a 10 mM (esta concentração expressa em mM, é para ser entendida como milimolar, sendo a quantidade de milimol da composição de catalisador por litro da referida mistura reativa).
[0099] Mais preferido, a concentração da composição de catalisador de silsesquioxanos poliédricos oligoméricos metalizados (POMS) de acordo com a presente invenção é inferior ou igual a 5 mM, ainda mais preferido menor do que ou igual a 1 mM, até menos do que ou igual a 0,5 mM.
[00100] De acordo com formas de realização da presente invenção, um material de poliuretano é fornecido. O material de poliuretano pode ser obtido por um dos métodos de acordo com a presente invenção para formar um material de uretano.
[00101] A composição reativa de acordo com a presente invenção pode ser utilizada para fornecer um material de poliuretano
[00102] Um material de poliuretano de acordo com a presente invenção pode ter um baixo VOC em comparação com materiais de poliuretano feitos pelo catalisador de amina conhecida, em particular usando catalisadores de amina não reativos.
[00103] O uso de metal indesejáveis tais como o estanho ou mercúrio sendo parte de catalisadores pode ser evitado, em certa medida, pode mesmo ser totalmente evitado.
[00104] O material de poliuretano de acordo com a presente invenção pode ser uma espuma rígida, semiflexível ou flexível. O material de poliuretano também pode ser material de poliuretano termoplástico, um poliuretano elastomérico. O material de poliuretano também pode ser um revestimento de poliuretano.
[00105] É para ser entendido que, embora formas de realização e/ou os materiais preferidos foram discutidos para fornecer formas de realização de acordo com a presente invenção, várias modificações ou alterações podem ser feitas sem sair do âmbito e do espírito da presente invenção.
EXEMPLOS Síntese de [Ti(POSS)1,5] como uma mistura base de 5% em peso em poliol
[00106] A uma suspensão de trissilanol de isobutila (99,27 g, 125,43 mmol, iBu7Si7O9(OH)3) em 366 ml de hexano é adicionado isopropóxido de titânio (25,2 ml, 83,2 mmol). Subsequentemente, a mistura é aquecida a 50 a 67°C durante um período de 60 a 180 minutos. Após este período, os solventes hexano e isopropanol são removidos por destilação. A remoção dos últimos traços de solventes sob pressão reduzida origina [Ti(POSS)1,5] como um óleo viscoso, incolor.
[00107] Em vez de hexano, DCM, tolueno, etilbenzeno ou outros solventes não próticos podem ser empregados. A quantidade de isopropóxido de titânio pode ser variada para obter outras relações de POSS para Ti. Síntese de [Ti(POSS)1,5] como uma solução a 10% em peso em tolueno
[00108] A uma suspensão de trissilanol de isobutila POSS (99,27 g, 125,43 mmol, iBu7Si7O9(OH)3) em 366 ml de hexano é adicionado isopropóxido de titânio (25,2 ml, 83,2 mmol). Subsequentemente, a mistura é aquecida a 50 a 67°C durante um período de 60 a 180 minutos. Após este período tolueno (1,200 g) é adicionado e a mistura é ainda mais aquecida até ao refluxo durante um período de 30 a 180 minutos que permite remover os solventes hexano, coprodutos de isopropanol e parte do solvente de tolueno através de destilação. A destilação é interrompida quando a concentração desejada de [Ti(POSS)1,5] é atingida.
[00109] Em vez de hexano, DCM, tolueno, etilbenzeno ou outros solventes não próticos podem ser empregados. A quantidade de isopropóxido de titânio pode ser variada para obter outras relações de POSS para Ti. A troca de solvente pode também ser realizada sob pressão reduzida. A etapa de destilação pode ser prolongada para proporcionar soluções altamente concentradas de [TI(POSS)1,5]. Síntese de [Ti (POSS)1,5] como uma mistura base a 5% em peso em poliol
[00110] A uma solução de trissilanol de isobutila POSS (47 g, 59 mmol) em 175 ml de hexano é adicionado isopropóxido de titânio (11,5 ml, 38 mmol). Subsequentemente, a mistura é aquecida a 50 a 67°C durante um período de 60 a 180 minutos. Após este período Daltocel F428 (950 g) é adicionado e a mistura é ainda mais aquecida para 80 a 150°C durante um período de 30 a 180 minutos que permite remover os solventes hexano através de destilação. Após resfriamento até à temperatura ambiente, a mistura base é um líquido límpido, livre de resíduos insolúveis.
[00111] Em vez de hexano, tolueno ou outros solventes não próticos podem ser empregados. A quantidade de isopropóxido de titânio pode ser variada para obter outras relações de POSS para Ti. A permuta de solvente pode também ser realizado sob pressão reduzida.
Atividade catalítica para a reação de formação de uretano
[00112] Em uma primeira experiência, um método de acordo com a presente invenção é comparado com um método utilizando um catalisador de marca de referência ou catalisador de POMS conhecido. Em particular, como catalisadores de marca de referência de dilaureato de dibutilestanho (Bu2SnDL), iBu7Si7O12Al (Al POSS), iBu7Si7O12Ti-OiPr (Ti POSS) e iBu7Si7O12Ti-OH (TiOH POSS) têm sido utilizados. Catalisador de acordo com a presente invenção são representados por [Ti(POSS)1,33], [Ti (POSS) 1,5] e [Ti(POSS)2].
[00113] A reação estudada no presente caso é entre isocianato de fenila (PhNCO) e nBuOH em tolueno a 20°C, a uma razão molar de PhNCO: nBuOH: Ti-POMS de 1000: 1000: 1 e uma concentração de 0,1 M de PhNCO. Em intervalos de tempo regulares, as amostras obtidas a partir destas misturas de reação foram analisadas por GC. A parcela de conversão em função do tempo mostra a redução relativa de PhNCO em uma base molar na composição reativa durante a formação do uretano, PhNCO sendo convertido em um uretano, PhNHCOOnBu (Ver Figura 3). A partir destes dados, constantes de velocidade são derivadas para posterior quantificação da atividade do catalisador para a formação de uretano (Ver Tabela 1).
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Tabela 1: atividade do catalisador para a formação de uretano
Solubilidade do POMS em poliol
[00114] A 25 ml de uma solução a 10% em peso de um composto POMS selecionado em hexanos, tolueno ou THF é adicionado 50 ml de um composto de poliol. A mistura é agitada durante 5 a 30 minutos a 20 a 60°C seguido por remoção do solvente sob pressão reduzida. A formulação resultante de poliol/5% em peso de POMS é deixada em repouso a 20°C durante uma semana. Após este período, a POMS é declarada solúvel no poliol quando a formulação é verificada para ser límpida (Ver Tabela 2).
Figure img0013
Tabe' a 2: Solubilidade de POMS em poliol
Síntese de um poliuretano - 1
[00115] 99,04 g de Daltocel F428 é misturada com 0,96 g da mistura base de POMS1,5 (5% em peso de POMS1,5 em 95% em peso de Daltocel F428) com uma espátula em um frasco para resultar em uma mistura com uma concentração de catalisador de 0,04 mmol de titânio por 100g de Daltocel F428. Esta mistura é subsequentemente misturada com Suprasec 2420 em uma proporção em peso de 100/8,16. A viscosidade construída desta mistura foi medida como uma função de tempo a uma temperatura constante, por uma medição de oscilação usando um Reômetro Haake VT550 com as seguintes definições: - Vão de 1,000 milímetros - Frequência: 1Hz - Frequência Angular: 10000rad/s - Eixo: placa de alumínio descartável; diâmetro 20 milímetros - Temperatura: definido como uma constante por medição
[00116] A mesma experiência foi conduzida com POMS1,0 e DBTDL como catalisador com a mesma concentração de catalisador (0,04 mmol de metal por 100 g Daltocel F428).
[00117] As curvas de viscosidade versus tempo resultantes são apresentadas na figura 1. É evidente que o aumento de viscosidade (uma medida para a reatividade) para o catalisador de POMS (Ti1,5) feito com excesso de ligante é significativamente aumentada em comparação com o POMS (Ti1,0) com uma razão de ligante para metal de 1. Síntese de um poliuretano - 2
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[00118] A mistura de poliol em conjunto com o catalisador é preparada em frasco de polietileno e bem misturada. 45g da mistura de poliol é pesado em um copo de 400 ml. 16,5 g de isocianato (Suprasec 2021) é adicionado e misturado com um misturador de laboratório Heidolph durante 10 segundos a 2500 rpm.
[00119] Um termopar é inserido na resina a cerca de 1 cm abaixo da superfície para seguir a temperatura como uma função de tempo. O gráfico resultante é mostrado na figura 2.

Claims (14)

1. Método para formar um material de poliuretano, o método caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: - fornecer pelo menos um isocianato; - fornecer, pelo menos, um componente reativo de isocianato; - fornecer uma composição de catalisador compreendendo compostos de silsesquioxanos oligoméricos poliédricos metalizados (POMS) em que: - referidos compostos de POMS são produtos da reação de alcóxidos metálicos e silsesquioxano silanóis, em particular de silsesquioxano trissilanóis correspondentes à estrutura [2], e
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- o número de equivalentes de silsesquioxano silanóis utilizados é maior do que o número de equivalentes de alcóxidos metálicos utilizados para reagir com os referidos silsesquioxano silanóis, - R é selecionado a partir de um grupo alquila, preferivelmente um grupo alifático linear, ramificado ou cíclico, compreendendo de preferência 1 a 20 átomos de carbono, o mais preferido um grupo i- ou n-butila ou um grupo i- ou n-octila, - o metal no alcóxido metálico é selecionado de Ti, -misturar e reagir o referido pelo menos um isocianato, pelo menos um componente reativo de isocianato e a referida composição de catalisador para fornecer o referido material de poliuretano,
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o metal no alcóxido metálico na composição de catalisador é selecionado de tetra alcóxido de titânio, Ti(OR)4.
3. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo fato de que a razão do número de equivalentes dos silsesquioxano silanóis, em particular silsesquioxano trissilanóis sobre o número de equivalentes de alcóxidos metálicos está na faixa de 1,5:1 até 2:1.
4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a composição de catalisador é uma mistura compreendendo seguintes estruturas intermédias POMS [8], [9], [10] e [11] em um equilíbrio dinâmico:
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R [11] em que R é selecionado a partir de um grupo alquila, preferivelmente um grupo alifático linear, ramificado ou cíclico, compreendendo de preferência 1 a 20 átomos de carbono, o mais preferido um grupo i- ou n-butila ou um grupo i- ou n-octila.
5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o referido silsesquioxano oligomérico poliédrico metalizado é incorporado em um componente reativo de isocianato antes da mistura, o referido pelo menos um isocianato, pelo menos um componente reativo de isocianato e a referida composição de catalisador.
6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o componente reativo de isocianato é selecionado a partir de monoóis e/ou polióis, tais como glicóis, polióis poliéter de elevado peso molecular e os polióis poliéster, mercaptanos, ácidos carboxílicos, tais como ácidos polibásicos, aminas, poliaminas, componentes que compreendem pelo menos um grupo álcool e pelo menos um grupo amina tal como polióis poliamina, ureia e amidas.
7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o componente reativo de isocianato é selecionado a partir monoóis ou polióis que tenham uma funcionalidade hidroxila nominal média de 1 a 8 e um peso molecular médio de 32 a 8000 e misturas dos referidos monoóis e/ou polióis.
8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o componente reativo de isocianato é selecionado a partir de monoóis selecionados de entre metanol, etanol, propanol, butanol, fenol, ciclo-hexanol e monoóis de hidrocarboneto possuindo um peso molecular médio de 200 a 5000 como monoóis alifáticos e monoóis poliéter e/ou polióis selecionados a partir de etileno glicol, dietileno glicol, trietileno glicol, propileno glicol, dipropileno glicol, tripropileno glicol, trimetilol propano, sorbitol, sacarose, glicerol, etanodiol, propanodiol, butanodiol, pentanodiol, hexanodiol, polióis aromáticos e/ou alifáticos com um peso molecular de até 8000 e, de preferência 200 a 6000, polióis poliéster com um peso molecular médio de 200 a 8000 e, de preferência 200 a 6000, polióis poliéter com um peso molecular médio de 200 a 8000 e, de preferência 200 a 6000 e polióis de poliéter que tem um peso molecular médio de 200 a 8000 e, de preferência 200 a 6000.
9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a mistura do referido pelo menos um isocianato, pelo menos um componente reativo de isocianato e a referida composição de catalisador é feita a uma temperatura entre -10°C e 25°C.
10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a referida mistura do referido pelo menos um isocianato, pelo menos um componente reativo de isocianato e o referido silsesquioxano oligomérico poliédrico metalizado é trazido a uma temperatura entre 25°C e 200°C para iniciar a reação do referido pelo menos um isocianato, pelo menos um componente reativo de isocianato e a referida composição de catalisador.
11. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que pelo menos um catalisador de gelificação é fornecido à referida mistura do referido pelo menos um isocianato, pelo menos um componente reativo de isocianato e a referida composição de catalisador.
12. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que pelo menos um catalisador de expansão é fornecido à referida mistura do referido pelo menos um isocianato, pelo menos um componente reativo de isocianato e a referida composição de catalisador.
13. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que a concentração do referido silsesquioxano oligomérico poliédrico metalizado na referida mistura do referido pelo menos um isocianato, pelo menos um componente reativo de isocianato e a referida composição de catalisador é menor do que ou igual a 10 mM.
14. Composição reativa, referida composição reativa caracterizada pelo fato de que compreende: - pelo menos um composto de isocianato; - pelo menos um componente reativo de isocianato; - uma composição de catalisador como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 4.
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