CN112334553B - 具有长加工时间和高强度的聚氨酯组合物 - Google Patents
具有长加工时间和高强度的聚氨酯组合物 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112334553B CN112334553B CN201980040664.1A CN201980040664A CN112334553B CN 112334553 B CN112334553 B CN 112334553B CN 201980040664 A CN201980040664 A CN 201980040664A CN 112334553 B CN112334553 B CN 112334553B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- formula
- composition
- mol
- group
- compound
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/48—Polyethers
- C08G18/4829—Polyethers containing at least three hydroxy groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
- C08G18/32—Polyhydroxy compounds; Polyamines; Hydroxyamines
- C08G18/3225—Polyamines
- C08G18/3253—Polyamines being in latent form
- C08G18/3256—Reaction products of polyamines with aldehydes or ketones
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
- C08G18/36—Hydroxylated esters of higher fatty acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/48—Polyethers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/65—Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
- C08G18/66—Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
- C08G18/6666—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52
- C08G18/6696—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/36 or hydroxylated esters of higher fatty acids of C08G18/38
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/67—Unsaturated compounds having active hydrogen
- C08G18/675—Low-molecular-weight compounds
- C08G18/676—Low-molecular-weight compounds containing the unsaturation at least partially in a non-aromatic carbocyclic ring
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
- C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
- C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
- C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
- C08G18/7657—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings
- C08G18/7664—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups
- C08G18/7671—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups containing only one alkylene bisphenyl group
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D175/04—Polyurethanes
- C09D175/08—Polyurethanes from polyethers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
- Polyethers (AREA)
Abstract
本发明的主题是一种组合物,所述组合物包含第一组份和第二组分,所述第一组份包含至少一种多元醇和至少一种具有至少一个式(I)的反应性基团的化合物,所述第二组份包含至少一种芳族多异氰酸酯和/或至少一种含芳族异氰酸酯基团的聚合物。根据本发明的组合物具有长的开放时间并且在即使很少量具有至少一个式(I)的反应性基团的化合物的情况下也能实现具有改善的机械性能的弹性涂层,而不会有造成气味排放或迁移作用的问题。其因此特别适合用作地面或屋顶的涂料。
Description
技术领域
本发明涉及双组分聚氨酯组合物及其用途,特别是作为涂料的用途。
背景技术
双组分聚氨酯组合物在建筑工业和制造工业中广泛使用,例如用作粘合剂、密封剂、涂料、刷抹料、浇注树脂或复合材料(Composite)的粘结剂(树脂基质)。其由彼此分开储存的多元醇组分和异氰酸酯组分组成。应用时将这两种组分相互混合,由此使得组合物固化成聚合物弹性体材料。在此,异氰酸酯组分通常包含芳族异氰酸酯,例如特别是二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)或其衍生物。脂族异氰酸酯由于高得多的成本,因此通常仅在对抗黄变性要求特别高的场合中使用。
基于芳族异氰酸酯的常规双组分聚氨酯组合物具有对于非机器应用来说容易操控的开放时间,但在不利的气候条件下,特别是较高的空气湿度和温度下施加时容易形成气泡,并且固化后可达到的强度有限。在多元醇组分中一并使用多胺可以抑制气泡的形成并且通常提高强度,但这通常以可伸展性和弹性为代价。此外,能够实现足够长加工时间的可能的胺的选择非常有限。只有空间受阻和电子失活的芳族多胺才能实现还算适用于芳族异氰酸酯而无需机械混合和施加的加工时间。然而,这种多胺在室温下通常是固体、有毒并且会导致变色。
除了多胺,也可以使用具有临时封闭的氨基的化合物(所谓的潜在固化剂),例如噁唑烷、酮亚胺或醛亚胺。其活化通过封闭氨基的水解而进行,同时释放出氨基和封闭剂。由于氨基延迟释放,潜在固化剂与异氰酸酯的反应比与游离多胺的反应慢,但是对于与芳族异氰酸酯的足够长的加工时间来说,这通常仍然太快。此外,释放的封闭剂可能导致不期望的气味形成、排放、迁移或塑化作用。
通过WO 2009/140344已知使用氨基巴豆酸酯或烯胺酮作为多异氰酸酯固化剂的双组分组合物。这些固化剂表现出不期望的短开放时间。没有描述这种固化剂与多元醇的组合。
发明内容
因此本发明的目的是提供具有长开放时间的双组分聚氨酯组合物,其迅速固化而不形成气泡,并且具有高强度以及高的弹性和可伸展性。
所述目的通过根据权利要求1所述的组合物得以实现。所述组合物在第一组分中包含至少一种多元醇和额外的至少一种具有至少一个式(I)的反应性基团的化合物。
即使在使用量相对较少的情况下,结合使用根据本发明的化合物也可以令人惊讶地明显提高强度和韧性,特别是弹性模量、抗撕裂蔓延性和硬度,而不会明显缩短材料的开放时间或可伸展性。这在现有技术中是不能期望的,因为在现有技术中这种化合物被用作唯一的固化剂而不并用多元醇。根据本发明的组合物的优点还在于其固化过程中不释放出排气性或塑化性的化合物,因此不存在气味排放或迁移效应的问题。
与潜在固化剂(例如由异丁醛、甲基异丁酮或环己酮形成的醛亚胺或酮亚胺)相比,根据本发明的多元醇和具有至少一个式(I)的反应性基团的化合物的组合能够实现明显更长的开放时间,并且在固化过程中没有气味排放。
与无气味的潜在固化剂(例如2,2-二甲基-3-月桂酰氧基丙醛的醛亚胺)相比,根据本发明的多元醇和具有至少一个式(I)的反应性基团的化合物的组合能够实现明显更高的强度。
与空间受阻且电子失活的芳族多胺(例如3,5-二甲基硫代-2,4(6)-甲苯二胺)相比,根据本发明的多元醇和具有至少一个式(I)的反应性基团的化合物的组合能够实现明显更长的开放时间。
根据本发明的组合物特别适合作为可手工加工的地面涂料,其中需要长的加工时间(开放时间)和高的硬度、韧性和耐久性,以及高弹性和最小排放。这种涂料特别能抵抗机械应力。根据本发明的组合物还特别适合作为用于密封平坦或略微倾斜的屋顶的可手工加工的涂料(液体施加膜),其中需要足够长的加工时间和高可伸展性连同高的抗撕裂蔓延性和适中的硬度。这种涂料在裂缝桥接方面特别有利。
本发明的其它方面为其它独立权利要求的主题。本发明的特别优选的实施方案为从属权利要求的主题。
具体实施方式
本发明的主题是包含第一组分和第二组分的组合物,所述第一组份包含
-至少一种多元醇,和
-至少一种具有至少一个式(I)的反应性基团的化合物,
其中R1表示具有1至8个碳原子的烷基或苯基,Y表示O、N或C,并且所述化合物具有最高2500g/mol的平均分子量Mn,
所述第二组份包含至少一种芳族多异氰酸酯和/或至少一种含芳族异氰酸酯基团的聚合物。
式中的虚线各自表示与其它分子基团的键。
以“聚/多”为首的物质名称,如多胺、多元醇或多异氰酸酯,表示形式上每分子包含两个或多个在其名称中出现的官能团的物质。
“芳族”异氰酸酯基团表示直接键合至芳族碳原子的异氰酸酯基团。相应地,只具有芳族异氰酸酯基团的异氰酸酯被称为“芳族异氰酸酯”。“脂族”异氰酸酯基团表示直接键合至脂族或脂环族碳原子的异氰酸酯基团。相应地,只具有脂族异氰酸酯基团的异氰酸酯被称为“脂族异氰酸酯”。
“脂族”氨基表示直接键合至脂族或脂环族或芳脂族碳原子的氨基。相应地,只具有脂族氨基的胺被称为“脂族胺”。
“伯”氨基表示键合至仅一个有机基团并且氮原子上带有两个氢原子的氨基;“仲”氨基表示键合至两个有机基团(它们也可以共同成为环的一部分)并且氮原子上带有一个氢原子的氨基;并且“叔”氨基表示键合至三个有机基团(其中两个或三个也可以成为一个或多个环的一部分)并且氮原子上不带有氢原子的氨基。
“分子量”表示分子或分子基团的摩尔质量(单位为克/摩尔)。“平均分子量”表示低聚或聚合的分子或分子基团的多分散混合物的数均分子量(Mn)。通常通过凝胶渗透色谱(GPC)相对于聚苯乙烯标样确定平均分子量。
“储存稳定的”或“可储存的”表示组合物可以在室温下在合适的容器中保存较长时间,通常至少3个月至12个月和更久,而其应用性能或使用性能在储存过程中不会以与其使用相关的程度变化。
“开放时间”或“加工时间”表示固化过程开始之后组合物可以加工或后加工的时间段。
“室温”表示23℃的温度。
组合物的第一组分和第二组分自身是储存稳定的并且储存在彼此分开的容器中,直到紧接着应用之前或在应用过程中才彼此混合。
式(I)的反应性基团在形式上与其互变异构体形式处于平衡。特别地,式(Ia)的反应性基团在形式上与式(Ia')和(Ia")的互变异构体形式处于平衡。
在本发明的范围内,式(I)的反应性基团的所有可能的互变异构体形式被视为等效的。
优选地,具有至少一个式(I)的反应性基团的化合物具有小于1000g/mol的平均分子量Mn。这样的化合物能够实现具有特别高强度的组合物。
优选地,R1表示具有1至4个碳原子的烷基,特别是甲基。这些反应性基团基于的是工业上特别容易获得且成本低廉的物质。
在本发明的一个优选实施方案中,具有至少一个式(I)的反应性基团的化合物是式(II)的化合物,
其中
m表示0或1并且n表示1或2或3,并且(m+n)的总和表示2或3,
A表示具有2至100个碳原子的(m+n)价脂族、脂环族或芳脂族有机基团,并且
X表示具有1至8个碳原子的烷基或烷氧基,或者表示式-NR2R3的基团,其中R2和R3彼此各自独立地表示H或者表示具有1至12个碳原子的任选具有醚氧的烷基、环烷基、芳烷基或芳基,或者共同表示具有3至6个碳原子的任选具有醚氧的亚烷基,
并且R1具有上述含义。
在此,Y---表示X。
优选地,(m+n)表示2。
特别地,A表示任选具有醚氧的二价脂族或脂环族或芳脂族基团。
优选地,A具有6至50个碳原子,特别是6至25个碳原子。
特别优选地,A表示选自如下的基团:1,2-亚乙基、1,3-亚丙基、2-甲基-1,5-亚戊基、1,6-亚己基、1,3-亚环己基-双(亚甲基)、1,3-亚苯基-双(亚甲基)、(1,5,5-三甲基环己烷-1-基)甲烷-1,3、3-氧杂-1,5-亚戊基和平均分子量Mn在170至500g/mol范围内的α,ω-聚氧化亚丙基。这些式(II)的化合物容易获得、易于加工并且能够实现具有良好可加工性的组合物。
最优选地,A表示平均分子量Mn在170至500g/mol范围内的α,ω-聚氧化亚丙基。这种式(II)的化合物具有容易操控的粘度,并且能够实现具有易加工性和特别高可伸展性的组合物。
优选地,X表示具有1至4个碳原子的烷基或烷氧基,特别是甲基、甲氧基或乙氧基,或者表示-NR2R3,其中R2和R3各自表示具有1至4个碳原子的烷基,特别是二乙基氨基。
特别优选地,X表示选自甲基、乙氧基和二乙基氨基的基团。这些式(II)的化合物可由特别容易获得且成本低廉的物质制得。其中优选的是甲基或乙氧基。
最优选地,X表示乙氧基。这种式(II)的化合物特别容易获得,粘度特别低并且能够实现特别长的开放时间。
式(II)的优选化合物可以通过简单方法由容易获得的原料获得,并且能够实现具有特别好的机械性能的组合物。
在一种特别优选的式(II)的化合物中,m表示0,n表示2或3,并且A表示具有至少2个醚基的二价或三价有机基团。这种式(II)的化合物能够实现特别长的开放时间和特别高的可伸展性。
这种式(II)的化合物特别是式(II a)的化合物,
其中s表示2或3,A1表示具有6至100个碳原子和至少2个醚基的二价或三价有机基团,并且R1和X具有上述含义。
优选地,A1具有6至50个碳原子,特别是6至25个碳原子。
优选地,s表示2并且A1表示平均分子量Mn在170至500g/mol范围内的α,ω-聚氧化亚丙基,或者s表示3并且A1表示平均分子量Mn在300至500g/mol范围内的始于三羟甲基丙烷或甘油的三价聚氧化亚丙基。
在一种特别优选的式(II a)的化合物中,s表示2,A1表示平均分子量Mn在170至500g/mol范围内的α,ω-聚氧化亚丙基,并且R1表示甲基。优选地,X表示选自甲基、乙氧基和二乙基氨基的基团,特别是乙氧基。这种化合物的粘度特别低,因此特别容易处理,并且能够实现具有特别高可伸展性的组合物。
最优选地,在式(II a)的化合物中s表示2,A1表示平均分子量Mn在170至500g/mol范围内的α,ω-聚氧化亚丙基,R1表示甲基并且X表示乙氧基。这种化合物是N,N'-双(乙基巴豆酸酯-3-基)聚氧化亚丙基二胺。其粘度特别低,并且能够实现具有特别高强度和可伸展性的组合物。
在另一种特别优选的式(II)的化合物中,m和n各自表示1。这种式(II)的化合物的粘度特别低,因此能够实现特别好的可加工性,以及特别长的开放时间和特别高的强度、可伸展性和韧性。
这种式(II)的化合物特别是式(II b)的化合物,
其中A2表示具有2至50个碳原子的二价脂族、脂环族或芳脂族有机基团,并且R1和X具有上述含义。
优选地,A2具有2至25个碳原子,特别是2至12个碳原子。
特别优选地,A2表示1,2-亚乙基、1,2-亚丙基、1,3-亚丙基、1,4-亚丁基、2,4-亚丁基、1,5-亚戊基、1,6-亚己基、1,7-亚庚基、1,8-亚辛基、1,10-亚癸基、1,12-亚十二基、3-氧杂-1,5-亚戊基、3,6-二氧杂-1,8-亚辛基、1,4-亚苯基-双(亚乙基)或(1,5,5-三甲基环己烷-1-基)甲烷-1,3,特别是1,2-亚乙基或3-氧杂-1,5-亚戊基。
在一种特别优选的式(II b)的化合物中,A2表示1,2-亚乙基或3-氧杂-1,5-亚戊基,R1表示甲基并且X表示选自甲基、乙氧基和二乙基氨基的基团,特别是乙氧基。这种化合物在室温下为液体、粘度特别低,因此特别容易处理,并且能够实现具有特别高强度和长开放时间的组合物。
在本发明的另一个优选实施方案中,具有至少一个式(I)的反应性基团的化合物是式(III)的化合物,
其中
p表示0、1或2,q表示1、2或3,并且(p+q)的总和表示2或3,
G1表示具有2至100个碳原子的(p+q)价脂族、脂环族或芳脂族有机基团,
R4表示具有1至12个碳原子的任选具有醚氧的烷基、环烷基、芳烷基或芳基,
R5表示H或具有1至12个碳原子的任选具有醚氧的烷基、环烷基、芳烷基或芳基,
或者R4和R5共同表示具有3至6个碳原子的任选具有醚氧的亚烷基,
并且R1具有上述含义。
在此,Y表示O。
优选地,(p+q)表示2。这种式(III)的化合物的粘度特别低。
还优选地,(p+q)表示3。这种化合物能够实现特别高的强度。
优选地,G1具有6至50个碳原子,特别是6至25个碳原子。
特别优选地,(p+q)表示2并且G1表示α,ω-聚氧化亚烷基,特别是平均分子量Mn在200至500g/mol范围内的聚氧化亚丙基。
优选地,R5表示H并且R4表示具有4至12个碳原子的烷基、环烷基或芳烷基,特别是丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、异戊基、3-甲基丁基、己基、环己基、辛基、2-乙基己基、月桂基或苯甲基。
还优选地,R4和R5共同表示1,3-亚丙基或1,4-亚丁基,并且与氮原子共同形成吡咯烷环或哌啶环。
最优选地,R5表示H。
这种式(III)的化合物特别容易制备,特别是与氮上具有两个氢原子但不符合式(III)的类似化合物相比。
在一种特别优选的式(III)的化合物中,p表示0,q表示2,G1表示平均分子量Mn在200至500g/mol范围内的α,ω-聚氧化亚丙基,并且R1表示甲基。
优选地,此处的R5表示H,R4表示选自如下的基团:丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、异戊基、3-甲基丁基、己基、环己基、辛基、2-乙基己基、月桂基、苯甲基、羟基乙基和2-(2-羟基乙氧基)乙基。这种式(III)的化合物容易获得,在室温下为液体,并且能够实现具有特别高可伸展性的组合物。
在一种非常特别优选的式(III)的化合物中,R5表示H,R4表示具有1至12个碳原子的具有羟基且任选具有醚氧的烷基、环烷基、芳烷基或芳基。这种式(III)的化合物具有特别高的官能度。其在室温下为液体,并且即使在用量很少的情况下也能实现高强度和特别高的交联密度。这种式(III)的化合物特别是式(III a)的化合物,
其中R7表示具有2至12个碳原子的二价脂族、脂环族或芳脂族有机基团,并且p、q、R1和G1具有上述含义。优选地,p表示0并且q表示2。
优选地,R7表示1,2-亚乙基或3-氧杂-1,5-亚戊基,特别是1,2-亚乙基。
在本发明的另一个实施方案中,具有至少一个式(I)的反应性基团的化合物是式(IV)的化合物,
其中
y表示2或3,
G2表示具有2至100个碳原子的y价脂族、脂环族或芳脂族有机基团,
R6表示H或具有1至6个C原子的烷基,
并且R1、R4和R5具有上述含义。
在此,Y表示N。
优选地,y表示2。
优选地,G2具有6至50个碳原子,特别是6至25个碳原子。
特别地,y表示2,G2表示平均分子量Mn在170至500g/mol范围内的α,ω-聚氧化亚丙基。
优选地,R6表示H或2-丙基,特别是H。
式(II)的化合物比式(III)的化合物更为优选。其能够实现具有特别高的水解稳定性的经固化组合物。
由于其特别低的粘度,式(II)和(III)的化合物比式(IV)的化合物更为优选。
特别优选地,具有至少一个式(I)的反应性基团的化合物选自:式(II a)的化合物、式(II b)的化合物和式(III)的化合物,其中式(III a)的化合物优选作为式(III)的化合物。
式(II)的化合物特别通过至少一种式(V)的胺与至少一种式(VI)的1,3-二羰基化合物的反应获得。
其中m、n、A、R1和X具有上述含义。
为了制备式(II a)的化合物使用至少一种式(V a)的胺,而为了制备式(II b)的化合物使用至少一种式(V b)的胺,
HO-A2-NH2 (V b)
其中A1、s和A2具有上述含义。
在此,式(VI)的1,3-二羰基化合物相对于式(V)的胺的伯氨基优选以化学计量使用或以化学计量过量使用。反应优选在低于90℃,特别是10℃至80℃的温度下进行。反应可以酸催化或无催化剂的方式进行。优选特别通过施加真空除去反应中形成的水。
合适的式(V)的胺是脂族胺,特别是
-氨基醇例如特别是2-氨基乙醇、2-氨基-1-丙醇、1-氨基-2-丙醇、3-氨基-1-丙醇、4-氨基-1-丁醇、4-氨基-2-丁醇、2-氨基-2-甲基丙醇、5-氨基-1-戊醇、6-氨基-1-己醇、7-氨基-1-庚醇、8-氨基-1-辛醇、10-氨基-1-癸醇、12-氨基-1-十二烷醇、4-(2-氨基乙基)-2-羟基乙基苯、3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己醇,或者二醇(例如二乙二醇、二丙二醇、二丁二醇和这些二醇的更高级的低聚物或聚合物)的带有伯氨基的衍生物,特别是2-(2-氨基乙氧基)乙醇或2-(2-(2-氨基乙氧基)乙氧基)乙醇;
-脂族伯二胺,例如特别是1,2-乙二胺、1,2-丙二胺、1,3-丙二胺、1,4-丁二胺、1,3-丁二胺、2-甲基-1,2-丙二胺、1,3-戊二胺、1,5-戊二胺、2,2-二甲基-1,3-丙二胺、1,6-己二胺、1,5-二氨基-2-甲基戊烷、1,7-庚二胺、1,8-辛二胺、2,5-二甲基-1,6-己二胺、1,9-壬二胺、2,2(4),4-三甲基-1,6-己二胺、1,10-癸二胺、1,11-十一烷二胺、2-丁基-2-乙基-1,5-戊二胺、1,12-十二烷二胺、1,2-环己二胺、1,3-环己二胺、1,4-环己二胺、1-氨基-3-氨基甲基-3,5,5-三甲基-环己烷、4(2)-甲基-1,3-环己二胺、1,3-双(氨基甲基)环己烷、1,4-双(氨基甲基)环己烷、双(4-氨基环己基)甲烷、双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷、双(4-氨基-3-乙基环己基)甲烷、双(4-氨基-3,5-二甲基环己基)甲烷、双(4-氨基-3-乙基-5-甲基环己基)甲烷、2,5(2,6)-双(氨基甲基)二环[2.2.1]庚烷、3(4),8(9)-双(氨基甲基)三环[5.2.1.02,6]癸烷、1,3-双(氨基甲基)苯、1,4-双(氨基甲基)苯、3-氧杂-1,5-戊二胺、3,6-二氧杂辛烷-1,8-二胺、4,7-二氧杂癸烷-1,10-二胺、4,7-二氧杂癸烷-2,9-二胺、4,9-二氧杂十二烷-1,12-二胺、5,8-二氧杂十二烷-3,10-二胺、4,7,10-三氧杂十三烷-1,13-二胺,平均分子量Mn在200至2000g/mol范围内的α,ω-聚氧化亚丙基二胺,特别是-型D-230、D-400或XTJ-582(均来自Huntsman),α,ω-聚氧化亚丙基聚氧化亚乙基二胺,特别是-型ED-600或ED-900(两者来自Huntsman),α,ω-聚氧化亚丙基聚氧化-1,4-亚丁基二胺,特别是THF-100(来自Huntsman)或α,ω-聚氧化亚丙基聚氧化-1,2-亚丁基二胺,特别是XTJ-568(来自Huntsman),或-脂族伯三胺,例如特别是1,3,6-三氨基己烷、1,4,8-三氨基辛烷、4-氨基甲基-1,8-辛二胺、5-氨基甲基-1,8-辛二胺、1,6,11-三氨基十一碳烷、1,3,5-三氨基环己烷、1,3,5-三-(氨基甲基)环己烷、1,3,5-三(氨基甲基)苯,平均分子量Mn在380至2000g/mol范围内的始于三羟甲基丙烷或甘油的三(ω-聚氧化亚丙基胺),特别是T-403(来自Huntsman),或始于三羟甲基丙烷的三(ω-聚氧化亚丙基-聚氧化-1,2-亚丁基胺),特别是XTJ-566(来自Huntsman)。
其中优选的是氨基醇,即式(V b)的胺,以及聚醚二胺和聚醚三胺,即式(V a)的胺。
特别优选的是选自如下的胺:2-氨基乙醇、3-氨基-1-丙醇、3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己醇、2-(2-氨基乙氧基)乙醇,平均分子量Mn在200至530g/mol范围内的α,ω-聚氧化亚丙基二胺,特别是D-230、D-400或XTJ-582,以及平均分子量Mn在300至550g/mol范围内的始于三羟甲基丙烷或甘油的聚氧化亚丙基三胺,特别是T-403。
其中优选的是2-氨基乙醇、2-(2-氨基乙氧基)乙醇或平均分子量Mn在200至530g/mol范围内的α,ω-聚氧化亚丙基二胺。这些胺能够实现特别优选的式(II a)或(II b)的化合物。
合适的式(VI)的1,3-二羰基化合物特别是1,3-二酮例如特别是乙酰丙酮,或1,3-酮酯例如特别是乙酰乙酸乙酯,或1,3-酮酰胺例如特别是N,N-二乙基-3-氧杂丁酰胺。特别优选的是乙酰乙酸乙酯。这些二羰基化合物特别容易获得,并且能够实现具有良好性能的式(II)的化合物。
式(III)的化合物特别通过使至少一种式(VII)的多元醇与至少一种式(VIII)的β-酮酯进行酯交换然后与至少一种式(IX)的胺反应而获得,
其中p、q、G、R1、R4和R5具有上述含义。
为了制备式(III a)的化合物,使用至少一种式(IX a)的胺:
HO-R7-NH2 (IX a)
其中R7具有上述含义。
对于酯交换,每摩尔式(VII)的多元醇大约使用q摩尔式(VIII)的β-酮酯,并且优选通过真空蒸馏除去释放的醇HOR。这产生了作为中间产物的式的化合物,然后该化合物任选在作为催化剂的酸的存在下与式(IX)的胺反应。优选特别通过施加真空除去反应中形成的水。
合适的式(VII)的多元醇特别是具有两个或三个OH-基团的市售化合物,特别是低聚或聚合的二醇或三醇。
优选的是聚醚二醇或三醇,特别是二丙二醇、三丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、三羟甲基丙烷或甘油及其烷氧基化物,以及更高级的聚合的聚氧化亚乙基二醇或三醇、聚氧化亚丙基二醇或三醇,或混合的聚氧化亚乙基-聚氧化亚丙基二醇或三醇。
特别优选的是平均分子量Mn在200至2000g/mol,优选200至530g/mol范围内的聚氧化亚丙基二醇。
特别合适的式(VIII)的β-酮酯是乙酰乙酸叔丁酯。因此与多元醇的酯交换特别容易进行,并且容易除去释放的醇及其后续产物。
适合作为式(IX)的胺的是市售单伯胺或单仲胺或氨基醇(式(IX a)的胺),特别是脂族、脂环族或芳脂族类型,特别是丁胺、异丁胺、仲丁胺、叔丁胺、异戊胺、3-甲基丁胺、己胺、环己胺、辛胺、2-乙基己胺、月桂胺、苯甲胺、2-氨基乙醇、2-(2-氨基乙氧基)乙醇或吡咯烷。
式(IV)的化合物特别通过使至少一种式(X)的胺与至少一种式(VIII)的β-酮酯反应然后与至少一种式(IX)的胺反应而获得,
其中y、G2和R6具有上述含义。
对于该反应,首先每摩尔式(X)的胺大约使用y摩尔式(VIII)的β-酮酯,使其在至少100℃、优选约110至130℃的温度下反应,并且优选通过真空蒸馏除去释放的醇HOR。这产生了作为中间产物的式的化合物,然后该化合物任选在作为催化剂的酸的存在下与式(IX)的胺反应。优选特别通过施加真空除去在此过程中形成的水。
适合作为式(X)的胺的特别是具有伯氨基且平均分子量Mn在200至530g/mol范围内的α,ω-聚氧化亚丙基二胺,特别是D-230、D-400或XTJ-582,或具有仲氨基的类似类型,特别是SD-231或SD-401(全部来自Huntsman)。
作为式(VIII)的β-酮酯和式(IX)的胺,上述那些是合适且优选的。
取决于Y是O、N还是C,式(I)的反应性基团是插烯(vinyloge)氨基甲酸酯基团或插烯脲基团或插烯酰胺基团。其为耐水解的,并且能够与异氰酸酯基团反应而不释放分解产物。其与潜在固化剂(例如噁唑烷、醛亚胺或酮亚胺)不同,潜在固化剂的封闭氨基水解并且通过封闭剂的解离而与异氰酸酯基团反应。
第一组份包含至少一种多元醇。
特别合适的是在室温下为液体的多元醇。
优选的是平均分子量Mn在400至20000g/mol,优选500至10000g/mol,特别是500至5000g/mol范围内的多元醇。
优选的是平均OH-官能度在1.6至4,特别优选1.8至3范围内的多元醇。
特别优选的是平均分子量Mn在500至10000g/mol范围内且平均OH-官能度在1.8至3范围内的多元醇。
作为第一组分的成分的合适的多元醇特别是如下市售多元醇或其混合物:
-聚醚多元醇,特别是聚氧化亚烷基二元醇和/或聚氧化亚烷基三元醇,特别是环氧乙烷、1,2-环氧丙烷、1,2-或2,3-环氧丁烷、氧杂环丁烷、四氢呋喃或其混合物的聚合产物,其中它们可以借助于具有两个或更多个活性氢原子的起始剂分子聚合,所述起始剂分子特别是例如水、氨或具有多个OH-基团或NH-基团的化合物,例如1,2-乙二醇、1,2-或1,3-丙二醇、新戊二醇、二乙二醇、三乙二醇、异构的二丙二醇或三丙二醇、异构的丁二醇、戊二醇、己二醇、庚二醇、辛二醇、壬二醇、癸二醇、十一烷二醇、1,3-或1,4-环己烷二甲醇、双酚A、氢化双酚A、1,1,1-三羟甲基乙烷、1,1,1-三羟甲基丙烷、甘油、苯胺、乙二胺或上述化合物的混合物。同样合适的是具有分散在其中的聚合物颗粒的聚醚多元醇,特别是具有苯乙烯-丙烯腈-颗粒(SAN)或聚脲颗粒或聚亚肼基二甲酰胺颗粒(PHD)的那些。
优选的聚醚多元醇为聚氧化亚丙基二元醇或聚氧化亚丙基三元醇,或环氧乙烷封端的(EO-封端的)聚氧化亚丙基二元醇或三元醇。后者为聚氧化亚乙基-聚氧化亚丙基-混合多元醇(嵌段共聚物),它们特别这样获得:在聚丙氧基化反应结束之后用环氧乙烷进一步烷氧基化聚氧化亚丙基二元醇或三元醇,并由此使其主要具有伯羟基。
优选的聚醚多元醇具有小于0.02mEq/g,特别是小于0.01mEq/g的不饱和度。
-聚酯多元醇(也被称为低聚酯醇),其根据已知方法(特别是羟基羧酸或内酯的缩聚或脂族和/或芳族多羧酸与二元醇或多元醇的缩聚)制得。优选的是得自二元醇(例如特别是1,2-乙二醇、二乙二醇、1,2-丙二醇、二丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇)或三元醇(例如甘油、1,1,1-三羟甲基丙烷或上述醇的混合物)与有机二羧酸或其酸酐或酯(例如特别是丁二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、癸二酸、十二烷二羧酸、马来酸、富马酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸或六氢邻苯二甲酸或上述酸的混合物)的反应的聚酯二元醇,或由内酯(例如特别是ε-己内酯)形成的聚酯多元醇。特别优选的是得自己二酸或癸二酸或十二烷二羧酸和己二醇或新戊二醇的聚酯多元醇。
特别合适的聚酯多元醇为聚酯二元醇。
-聚碳酸酯多元醇,如通过例如上述(为了合成聚酯多元醇所使用的)醇与碳酸二烷基酯、碳酸二芳基酯或碳酰氯的反应获得的那些。
-带有至少两个羟基的嵌段共聚物,所述嵌段共聚物具有至少两个不同的具有上述类型的聚醚、聚酯和/或聚碳酸酯结构的嵌段,特别是聚醚聚酯多元醇。
-聚丙烯酸酯多元醇和聚甲基丙烯酸酯多元醇。
-多羟基官能的脂肪和油(也被称为脂肪酸多元醇),特别是任选用酮树脂改性的天然脂肪和油,特别是蓖麻油或蓖麻油与酮树脂的反应产物;或者通过天然脂肪和油的化学改性获得的(所谓的油脂化学的)多元醇,例如通过不饱和油的环氧化和之后的用羧酸或醇开环获得的多元醇,或通过不饱和油的加氢甲酰化和氢化获得的多元醇;或由天然脂肪和油通过分解过程(例如醇解或臭氧分解)和所获得的分解产物或其衍生物的随后的化学键合(例如通过酯交换或二聚)获得的多元醇。天然脂肪和油的合适的分解产物特别是脂肪酸和脂肪醇以及脂肪酸酯,特别是甲基酯(FAME),所述甲基酯(FAME)可以例如通过加氢甲酰化和氢化衍生成羟基脂肪酸酯。
-聚烃多元醇,也被称为低聚烃醇,例如多羟基官能的聚烯烃、聚异丁烯、聚异戊二烯;多羟基官能的乙烯-丙烯-共聚物、乙烯-丁烯-共聚物或乙烯-丙烯-二烯-共聚物,例如由Kraton Polymers公司制备的那些;多羟基官能的二烯(特别是1,3-丁二烯)聚合物,所述聚合物特别也可以通过阴离子聚合制备;多羟基官能的二烯(例如1,3-丁二烯或二烯混合物)和乙烯基单体(例如苯乙烯、丙烯腈、氯乙烯、乙酸乙烯酯、乙烯醇、异丁烯和异戊二烯)的共聚物,例如多羟基官能的丙烯腈/丁二烯-共聚物,例如可以通过环氧化物或氨基醇和羧基封端的丙烯腈/丁二烯-共聚物(例如以名称CTBN或CTBNX或ETBN从EmeraldPerformance Materials市售获得)制备的那些;以及氢化的多羟基官能的二烯的聚合物或共聚物。
优选的多元醇是聚醚多元醇,其中分散或接枝有聚合物颗粒的聚醚多元醇(特别是具有苯乙烯-丙烯腈-颗粒(SAN)的那些)、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚(甲基)丙烯酸酯多元醇、聚丁二烯多元醇或脂肪酸多元醇,特别是聚醚多元醇或脂肪酸多元醇。
特别优选的多元醇是聚醚多元醇,特别是聚氧化亚烷基多元醇,特别是聚氧化亚丙基多元醇或聚氧化亚乙基-聚氧化亚丙基-混合多元醇,其任选包含分散在其中或接枝在其中的苯乙烯-丙烯腈-颗粒。聚醚多元醇能够实现例如对于屋顶密封而言期望的特别高的柔韧性,分散在其中或接枝在其中的苯乙烯-丙烯腈-颗粒能够实现更高的强度。
特别优选的还有脂肪酸多元醇,特别是蓖麻油或蓖麻油衍生物。脂肪酸多元醇能够实现对于地板涂料而言期望的特别高的强度和韧性。特别优选的是蓖麻油与酮树脂的反应产物。这些多元醇可市售获得,特别是D 1150(来自Nuplex)或805(来自BASF)。
在本发明的一个优选实施方案中,所述组合物包含至少一种平均分子量Mn在500至2000g/mol范围内的基于脂肪酸的多元醇,特别以与酮树脂的反应产物的形式并且特别是基于蓖麻油或蓖麻油衍生物的。这种多元醇能够实现具有特别高强度和高可伸展性的组合物,所述组合物特别适用于机械要求特别高的涂料,例如地面涂料。
在本发明的另一个优选实施方案中,所述组合物包含至少一种平均分子量Mn在3000至6000g/mol范围内的聚醚三醇,所述聚醚三醇中特别分散或接枝有苯乙烯-丙烯腈-颗粒。这种多元醇能够实现具有特别好的裂缝桥接性能和特别高的可伸展性的组合物,所述组合物特别适用于屋顶表面的涂覆和/或密封。
特别优选地,多元醇选自平均分子量Mn在500至2000g/mol范围内的基于脂肪酸的多元醇和平均分子量Mn在3000至6000g/mol范围内的聚醚三醇,其中特别分散或接枝有苯乙烯-丙烯腈-颗粒。
优选作为多元醇的特别还有两种或多种多元醇的混合物。
所述组合物的第二组份中包含至少一种芳族多异氰酸酯和/或至少一种含芳族异氰酸酯基团的聚合物。
优选作为芳族多异氰酸酯的是二异氰酸酯,特别是4,4'-或2,4'-或2,2'-二苯甲烷二异氰酸酯或其混合物(MDI)、2,4-甲苯二异氰酸酯(其任选具有一部分2,6-甲苯二异氰酸酯)(TDI)、1,3-苯二异氰酸酯或1,4-苯二异氰酸酯或其混合物。
优选作为芳族多异氰酸酯的还有更高官能度的多异氰酸酯,特别是MDI-同系物及其与MDI(聚合MDI或PMDI)的混合物,或在室温下为液体的MDI衍生物(所谓的“改性MDI”),其为MDI与MDI-衍生物(例如特别是MDI-碳二亚胺或MDI-脲酮亚胺或MDI-氨基甲酸酯)的混合物。其特别具有2.1至4.0范围内的平均NCO-官能度。
特别优选作为芳族多异氰酸酯的是TDI、MDI、PMDI或室温下为液体的MDI衍生物,特别是MDI与MDI-碳二亚胺的混合物。
特别优选地,所述组合物包含作为芳族多异氰酸酯的4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯,其中任选包含一部分2,4'-或2,2'-二苯甲烷二异氰酸酯和/或4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯的衍生物或4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯的同系物。
合适的含异氰酸酯基团的芳族聚合物特别通过至少一种多元醇与超化学计量的量的至少一种芳族多异氰酸酯(特别是二异氰酸酯,优选MDI或TDI)的反应获得。所述反应优选在排除水分的情况下在50至160℃范围内的温度下任选在合适催化剂的存在下进行。任选地,所述聚合物可以通过并用增塑剂或溶剂而制得,其中所使用的增塑剂或溶剂不包含对异氰酸酯有反应性的基团。
优选选择过量的多异氰酸酯,使得在所有羟基反应之后聚合物中保留1至30重量%,优选1.5至25重量%,特别优选2至20重量%的自由异氰酸酯基团含量,以整个聚合物计。
这种含异氰酸酯基团的聚合物优选具有350至6000g/mol范围内的平均分子量Mn。
用于制备含异氰酸酯基团的聚合物的合适的多元醇是上文作为第一组分的成分描述的多元醇。
优选的是聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚(甲基)丙烯酸酯多元醇或聚丁二烯多元醇。
特别优选的是聚醚多元醇,特别是聚氧化亚烷基多元醇。最优选的是聚氧化亚丙基二元醇或三元醇或环氧乙烷封端的聚氧化亚丙基二元醇或三元醇。
优选的是平均分子量Mn在400至20000g/mol,优选1000至15000g/mol范围内的多元醇。
优选的是平均OH-官能度在1.8至3范围内的多元醇。
优选的是在室温下为液体的多元醇。
在制备含异氰酸酯基团的聚合物时还可以并用一部分双官能或多官能醇,特别是1,2-乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,3-戊二醇、1,5-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、新戊二醇、二溴新戊二醇、1,2-己二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,2-辛二醇、1,8-辛二醇、2-乙基-1,3-己二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、三丙二醇、1,3-或1,4-环己烷二甲醇、乙氧基化双酚A、丙氧基化双酚A、环己二醇、氢化双酚A、二聚脂肪酸醇、1,1,1-三羟甲基乙烷、1,1,1-三羟甲基丙烷、甘油、季戊四醇、糖醇例如特别是木糖醇、山梨醇或甘露醇,或糖例如特别是蔗糖,或上述醇或上述醇混合物的烷氧基化衍生物。
优选作为第二组分的成分的特别还有一种或多种多异氰酸酯和一种或多种含异氰酸酯基团的聚合物的组合。
作为第一组分的成分,所述组合物可以包含其它对异氰酸酯有反应性的物质,特别是
-双官能或多官能的醇,特别是平均分子量Mn在250至500g/mol范围内的醇,特别是乙氧基化和/或丙氧基化的双酚A、双酚F、三羟甲基丙烷或甘油,
-增链剂,特别是分子量Mn在62至150g/mol范围内的二元醇,特别是乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇或1,5-戊二醇,
-少量的伯多胺,其目的特别是通过混合两种组分直接获得一种结构粘性、坚固且不太会流失的材料,
-氨基醇,或
-潜在固化剂,例如特别是酮亚胺、醛亚胺或噁唑烷。
优选地,除了至少一种多元醇之外,所述组合物还包含至少一种平均分子量Mn在250至500g/mol范围内的双官能或多官能的醇,所述醇特别选自乙氧基化和/或丙氧基化的三羟甲基丙烷、乙氧基化和/或丙氧基化的甘油、乙氧基化和/或丙氧基化的双酚A以及乙氧基化和/或丙氧基化的双酚F。这种醇能够实现高强度。
作为第二组分的成分,所述组合物还可以额外包含脂族多异氰酸酯或具有脂族异氰酸酯基团的聚合物,特别是1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、1-异氰酸基-3,3,5-三甲基-5-异氰酸基甲基环己烷(异佛尔酮二异氰酸酯或IPDI),或源自其的低聚物、衍生物或聚合物,特别是IPDI-异氰尿酸酯或基于TDI/HDI或HDI-低聚物的混合异氰尿酸酯。
所述组合物可以额外包含其它成分,特别是如下助剂和添加剂:
-填料,特别是任选涂布有脂肪酸、特别是硬脂酸酯的研磨或沉淀碳酸钙,重晶石(沉晶石),石英粉,石英砂,白云石,硅灰石,高岭土,煅烧高岭土,层状硅酸盐例如云母或滑石,沸石,氢氧化铝,氢氧化镁,二氧化硅(包括来自热解过程的高分散性二氧化硅),工业制得的炭黑,石墨,金属粉末例如铝、铜、铁、银或钢,PVC-粉末或空心球;
-纤维,特别是玻璃纤维、碳纤维、金属纤维、陶瓷纤维、塑料纤维,例如聚酰胺纤维或聚乙烯纤维,或天然纤维,例如羊毛、纤维素、***或剑麻;
-纳米填料例如石墨烯或碳纳米管;
-染料;
-颜料,特别是二氧化钛、氧化铬、氧化铁和/或有机颜料;
-增塑剂,特别是邻苯二甲酸酯、对苯二甲酸酯、偏苯二甲酸酯、己二酸酯、癸二酸酯、壬二酸酯、丁二酸酯、柠檬酸酯、苯甲酸酯、邻环己烷二羧酸二酯、乙酰化甘油、甘油单酯、脂肪酸甲酯或乙酯(也称为“生物柴油”)、天然或改性植物油、有机磷酸酯或磺酸酯、磺酰胺、氨基甲酸酯、高沸点烃、聚丁烯、聚异丁烯、聚苯乙烯或氯代石蜡;
-溶剂,特别是通常用于染料、漆或涂料的溶剂;
-改性剂,例如烃树脂、天然或合成的蜡或沥青;
-流变改性剂,特别是脲化合物、层状硅酸盐如膨润土、蓖麻油衍生物、氢化蓖麻油、聚酰胺、聚氨酯、热解二氧化硅或疏水改性的聚氧乙烯;
-助粘剂,特别是钛酸酯或有机烷氧硅烷,例如氨基硅烷、巯基硅烷、环氧硅烷、乙烯基硅烷、(甲基)丙烯酰基硅烷、氨基甲酸酯基硅烷、烷基硅烷、S-(烷基羰基)巯基硅烷、醛亚氨基硅烷或这些硅烷的低聚形式;
-促进异氰酸酯基团的反应的催化剂,特别是锡、铁、铋、锌、锰、铬、钴、铜、镍、钼、铅、镉、汞、锑、钒、钛、铝、钾或稀土金属的化合物,特别是有机锡(IV)化合物例如二乙酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二甲基锡、二氯化二丁基锡、二丁基二乙酰丙酮锡或二月桂酸二辛基锡;铋(III)络合化合物、乙酸锌(II)、2-乙基己酸锌(II)、月桂酸锌(II)、乙酰丙酮锌(II)、2-乙基己酸钴(II)、2-乙基己酸铜(II)、环烷酸镍(II)、乳酸铝、油酸铝、双-(乙基乙酰乙酸)二异丙氧基钛;包含叔氨基的化合物,特别是N-乙基-二异丙胺、N,N,N',N'-四甲基亚烷基二胺、五甲基亚烷基三胺及其更高级的同系物、双-(N,N-二乙基氨基乙基)己二酸酯、三-(3-二甲基氨基丙基)胺、1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷(DABCO)、1,8-二氮杂双环[5.4.0]-7-十一碳烯(DBU)、1,5-二氮杂双环[4.3.0]-5-壬烯(DBN)、2,2'-二吗啉代二***(DMDEE)、N-烷基吗啉、N,N'-二甲基哌嗪;氮芳族化合物例如4-二甲基氨基吡啶、N-甲基咪唑、N-乙烯基咪唑或1,2-二甲基咪唑;有机铵化合物例如苯甲基三甲基氢氧化铵或烷氧化叔胺;所谓的“延迟作用”催化剂,其为已知金属催化剂或胺催化剂的改性形式;以及所述化合物的组合,特别是金属化合物和叔胺的组合;
-非反应性热塑性聚合物,例如不饱和单体的均聚物或共聚物,所述不饱和单体特别选自乙烯、丙烯、丁烯、异丁烯、异戊二烯、乙酸乙烯酯和(甲基)丙烯酸烷基酯,特别是聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚异丁烯、乙烯乙酸乙烯酯-共聚物(EVA)和无规立构聚-α-烯烃(APAO);
-阻燃物质,特别是上文所述的填料氢氧化铝或氢氧化镁,以及特别是有机磷酸酯,例如特别是三乙基磷酸酯、三甲苯基磷酸酯、三苯基磷酸酯、二苯基甲苯基磷酸酯、异癸基二苯基磷酸酯、三(1,3-二氯-2-丙基)磷酸酯、三(2-氯乙基)磷酸酯、三(2-乙基己基)磷酸酯、三(氯异丙基)磷酸酯、三(氯丙基)磷酸酯、异丙基化三苯基磷酸酯、不同异丙基化程度的单-、双-和三(异丙基苯基)磷酸酯、间苯二酚-双(二苯基磷酸酯)、双酚-A-双(二苯基磷酸酯)、聚磷酸铵、三聚氰胺或其衍生物、硼化合物或锑化合物;
-添加剂,特别是湿润剂、流平剂、消泡剂、脱气剂,耐氧化、热、光或紫外辐射的稳定剂或杀生物剂;
以及其它通常在可固化组合物中使用的物质。
这些掺加剂可以作为第一或第二组分的成分存在。对异氰酸酯基团有反应性的物质优选为第一组份的成分。可能合意的是,某些成分在被混入各个组分之前进行化学或物理干燥。
优选地,所述组合物额外包含至少一种特别选自填料、助粘剂、干燥剂、催化剂和稳定剂的其它成分。优选地,所述组合物包含多种这样的其它成分。
所述组合物优选包含1至50重量%,特别优选2至25重量%,特别是5至15重量%的具有至少一个式(I)的反应性基团的化合物,以第一组分中的对异氰酸酯基团有反应性的成分的总和计。
在所述组合物中,(i)具有至少一个式(I)的反应性基团的化合物的OH-基团和式(I)的反应性基团的数目与(ii)多元醇的OH-基团的数目之间的比例优选在0.01至1.0,特别优选0.025至0.5,特别是0.05至0.4的范围内。
在所述组合物中,对异氰酸酯有反应性的基团(即羟基、式(I)的反应性基团和任选存在的其它反应性基团)与异氰酸酯基团的比例优选在0.5至1.1,特别是0.7至1.05的范围内。
合适地,组合物的两种组分的稠度使得两种组分可以以简单方法容易地混合。为此,液体和糊状组分都是合适的,其中液体或糊状组分在室温下的粘度优选足够低,使得可以通过简单方式手动地或利用市售计量***和动态或静态混合器来进行计量和混合。对于作为涂料的应用,两种组分在室温下优选具有液体稠度或仅具有轻微结构粘性的稠度以及低粘度。
组合物的第一和第二组分彼此分开地制得。各个组分的成分在排除水分的情况下彼此混合,从而形成宏观上均匀的物料。每种组分保存在分开的隔绝水分的容器中。合适的容器特别是桶、容器、瓶、斗、筒、罐、囊、软管袋、料盒或管。组分是储存稳定的。
为了使用所述组合物,紧接着施加之前或者在施加过程中彼此混合两种组分和任选存在的其它组分。优选选择混合比例,使得对异氰酸酯有反应性的基团与异氰酸酯基团存在如上所述的合适的比例。以重量份计,第一和第二组分之间的混合比例通常在1:2至20:1,特别是1:1至10:1的范围内。
通常地,将两种组分预先配制好,使得容器中的内容物对应于混合比例。如果情况并非如此,例如在大型容器的情况下,则根据混合比例适当地单独称量各个组分。
两种组分的混合通常使用机械搅拌器(特别是双轴搅拌器)来进行。也可以是具有静态或动态混合器的连续运转的混合设备。在混合时应注意,尽可能均匀地混合所述组分。当混合不充分时,出现与有利混合比例的局部偏离,这可能造成机械性能的劣化和/或气泡形成。如果在施加之前进行混合,则必须注意在组分的混合和施加之间不能停留过多的时间,因为否则的话反应的开始和与此相关的粘度升高会造成干扰,例如流动性不足或与基材的粘合缓慢且不完全。特别地,施加过程中不应超过组合物的开放时间。
“开放时间”在此表示组分的混合和组合物的适合加工的状态结束之间的时间。
混合优选在环境温度下进行,特别是在-5至50℃,特别是0至40℃范围内的温度下进行。
随着两种组分的混合,组合物由于发生化学反应而开始固化,其中任选通过外部水分的作用完成固化。
固化时式(I)的反应性基团与异氰酸酯基团反应,如上所述那样。此外,羟基也与异氰酸酯基团反应。此外,异氰酸酯基团在水分的作用下相互反应。所述反应的结果是组合物最终固化成固体材料。
固化优选在环境温度下进行,特别是在-5至50℃,特别是0至40℃范围内的温度下进行。
所述组合物具有相对较长的开放时间,并且固化成具有高强度和耐久性的弹性体材料。优选地,所述组合物具有在标准气候下测得且如实施例所述的10至100分钟,特别优选15至80分钟,特别是15至60分钟的开放时间。
本发明的另一个主题是由所述组合物在混合两种组分并且固化之后获得的经固化组合物。
所述组合物适合多种用途。其特别可用作粘合剂、密封剂、涂料、浇注树脂或填充料。
对于建筑工业和制造工业以及汽车制造中的粘合应用和密封应用,特别是对于地板粘合、安装件粘合、空腔密封、装配、模块粘合、车身粘合、车窗粘合或接缝密封,所述组合物特别适合作为粘合剂和/或密封剂。
所述组合物特别适合作为涂料从而保护钢筋混凝土或金属的支撑结构,或保护阳台、露台、广场、桥梁、屋顶停车场,或用于密封屋顶,特别是平面屋顶或略微倾斜的屋顶表面或屋顶花园,或在建筑的内部(例如在水槽或厨房的瓷砖或陶瓷板的下方)用于防水密封,或作为厨房、工业建筑或制造区域中的地面覆层,或作为收集槽、通道、井道或废水处理装置中的密封剂,或作为漆或密封料用于保护表面,或作为例如管的保护涂料,或作为例如体育馆、健身中心或田径场地等体育设施的地面涂料。
作为浇注树脂,所述组合物特别适用于空腔密封、缝隙密封、作为复合材料的粘结剂或作为电浇铸料。
作为填充料,所述组合物特别适用于建筑物或物品的修复或安装。
对于作为粘合剂或密封剂的应用,所述组合物在室温下优选具有糊状稠度和结构粘性。这种糊状密封剂或粘合剂特别可以通过市售手动、气动或电动料筒进行施涂。另一种可能性是经由输送泵或挤出机(任选经由应用机器人)从料桶或料瓶进行施涂。
对于作为涂料的应用,所述组合物优选具有在室温下为液体的稠度或轻微触变性的稠度。所述组合物特别借助于辊子、刷子或刮板施加,或通过借助于辊、刮刀或抹刀分配而施加,或借助于计量装置浇注或喷洒到基材上而施加。在工作过程中,通常施涂0.5至3mm,特别是1.0至2.5mm范围内的层厚度。
对于作为填充料的应用,所述组合物优选具有糊状稠度。
可以用所述组合物粘合或密封或涂布的合适的基材特别是
-玻璃、玻璃陶瓷、混凝土、砂浆、水泥地坪(Zementestrich)、纤维水泥特别是纤维水泥板、砖、瓦、石膏特别是石膏板或无水地坪,或天然石材例如花岗石或大理石;
-基于PCC(聚合物改性的水泥砂浆)或ECC(环氧树脂改性的水泥砂浆)的修复料或找平料;
-金属或合金,例如铝、铁、钢、铜、其它有色金属,包括经表面处理的金属或合金,例如镀锌或镀铬的金属;
-柏油或沥青;
-皮革、织物、纸、木材、与树脂(例如酚树脂、三聚氰胺树脂或环氧树脂)结合的木质材料、树脂-织物-复合材料或其它所谓的聚合物-复合物;
-塑料,例如硬质和软质PVC、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺、PMMA、ABS、SAN、环氧树脂、酚醛树脂、PUR、POM、TPO、PE、PP、EPM或EPDM,各自未处理或例如经由等离子体、电晕或火焰进行表面处理;
-纤维增强的塑料,例如碳纤维增强的塑料(CFK)、玻璃纤维增强的塑料(GFK)和片状模塑复合物(SMC);
-特别是由EPS、XPS、PUR、PIR、石棉、玻璃棉或发泡玻璃(泡沫玻璃)制成的绝缘泡沫;
-经涂布或经涂漆的基材,特别是经涂漆瓷砖、经涂覆的混凝土、经粉末涂布的金属或合金或经涂漆的板材;
-染料或漆,特别是汽车面漆。
在需要的情况下,基材可以在施加之前进行预处理,特别是通过物理和/或化学清洗方法或者通过施涂活化剂或底漆。
可以粘合和/或密封两种相同的基材或两种不同的基材。
通过施加和固化组合物获得用组合物粘合或密封或涂布的制品。所述制品可以是建筑物或其部件,特别是地上建筑或地下建筑的建筑物,桥梁,房顶,楼梯间或房屋立面,或可以是工业商品或消耗品,特别是窗户,管道,风力发电装置的转子叶片,家用机器或交通工具,例如特别是汽车、巴士、卡车、轨道车辆、船舶、飞机或直升机,或其附件。
优选地,所述组合物用作涂料,优选用作地面涂料,特别用于诸如办公室的生活空间和居住空间,诸如学校、托儿所或诊所的社交设施,诸如体育馆、健身中心或田径场地的体育设施,工业大厅或储藏大厅,以及阳台、露台、广场、桥梁或屋顶停车场。
优选地,这样的涂料是弹性的并且具有高硬度和高抗撕裂蔓延性。
优选地,涂料为此具有根据DIN EN 53504确定且如实施例所述的至少40%,特别优选至少50%,特别是至少60%的断裂伸长。
优选地,涂料为此具有根据DIN EN 53504确定且如实施例所述的10至40MPa范围内的抗拉强度。优选地,涂料为此具有根据DIN EN 53504确定且如实施例所述的至少150MPa,优选至少250MPa,特别是至少300MPa的弹性模量(0.5至5%伸长范围内的E-模量)。
优选地,涂料为此具有根据DIN ISO 34-1确定且如实施例所述的至少65N/mm,特别是至少70N/mm的抗撕裂蔓延性。
优选地,涂料为此具有根据DIN 53505确定且如实施例所述的至少60,特别优选至少63,特别是至少65的肖氏D-硬度。
所述组合物还优选用作用于密封屋顶表面的涂料。
优选地,这种涂料具有良好的裂缝桥接性能和高伸长和高撕裂强度以及适中的强度。
优选地,涂料为此具有根据DIN EN 53504确定且如实施例所述的至少80%,特别优选至少120%,特别是至少160%的断裂伸长。
优选地,涂料为此具有根据DIN EN 53504确定且如实施例所述的2至20MPa,特别是4至15MPa范围内的抗拉强度。
优选地,涂料为此具有根据DIN EN 53504确定且如实施例所述的最高50MPa,优选最高30MPa,特别是最高20MPa的弹性模量(0.5至5%伸长范围内的E-模量)。
优选地,涂料为此具有根据DIN ISO 34-1确定且如实施例所述的至少6N/mm,特别是至少8N/mm的抗撕裂蔓延性。
优选地,涂料具有根据DIN 53505确定且如实施例所述的50至85,特别优选60至80,特别是65至80范围内的肖氏A-硬度。
实施例
下文描述实施例,所述实施例更详细地解释本发明。本发明当然不限于所描述的实施例。
“标准气候”表示23±1℃的温度和50±5%的相对空气湿度。
如果没有另外说明,所使用的化学试剂得自Sigma-Aldrich并且不进行其它预处理。
具有式(I)的反应性基团的化合物的制备:
通过滴定确定胺值(使用乙酸中的0.1N HClO4,以结晶紫为指示剂)。
粘度在恒温锥板式粘度计Rheotec RC30(Brookfield公司,锥直径50mm,锥角1°,锥尖至板的距离0.05mm,剪切速度10s-1)上进行测量。
红外光谱(FT-IR)在Thermo Scientific的配备有具有金刚石晶体的水平ATR-测量单元的FT-IR设备Nicolet iS5上以未稀释膜的形式进行测量。吸收带用波数(cm-1)表示。
1H-和13C-NMR-光谱在室温下在Bruker Ascend型光谱仪上在400.14MHz(1H)或100.63MHz(13C)下测得;化学位移δ相对于四甲基硅烷(TMS)以ppm表示。耦合常数J以Hz表示。不区分真伪耦合样式。
化合物H-1:N,N'-双(乙基巴豆酸酯-3-基)-α,ω-聚氧化亚丙基二胺
在圆底烧瓶中在氮气氛下预置136.5g(1.05mol)乙酰乙酸乙酯。伴随搅拌加入153.0g(0.50mol)平均分子量Mn为306g/mol的α,ω-聚氧化亚丙基二胺(84.1gD-230和68.9gD-400的混合物,两者均来自Huntsman),其中通过冷却将反应混合物的温度保持在15和25℃之间。然后将反应混合物在室温下搅拌20分钟,然后在80℃和10mbar真空下除去挥发性成分。获得澄清、淡黄色、略带气味的液体,其在20℃下的粘度为460mPa·s并且胺值为211mg KOH/g。根据1H-NMR和13C-NMR的数据,化合物H-1主要以烯氨基酯的形式存在。
1H NMR(CDCl3):8.54(s,2H,NH),4.40(s,2H,C=CH-C(O)O),4.07(q,4H,O-CH2-CH3),3.81-3.14(m,15H,聚醚的CH2-O和CH-O),1.95(s,6H,N-C(CH3)=CH),1.24(t,6H,CH3-CH2-O),1.24-1.22(m,6H,CH3-CH-N),1.17-1.06(m,9H,聚醚的CH3-CH-O)。
13C NMR(CDCl3)(仅在80至180ppm范围内评估):170.5(O-C(O)酯),161.3(CH=C-NH),82.3(CH=C-NH)。
FT-IR:2973,2931,2871,1651,1600,1498,1444,1375,1362,1300,1263,1133,1094,1056,1026,976,963,783,697。
化合物H-2:N,N'-双(二乙基巴豆酰胺-3-基)-α,ω-聚氧化亚丙基二胺
如对化合物H-1所述进行制备,但是其中使用165.1g(1.05mol)N,N-二乙基乙酰乙酰氨代替乙酰乙酸乙酯。获得澄清、橙黄色、略带气味的液体,其在20℃下的粘度为2500mPa·s并且胺值为198mg KOH/g。
FT-IR:2969,2929,2870,1601,1578,1506,1477,1443,1405,1373,1358,1312,1276,1253,1139,1095,1081,1019,959,927,827,769,693。
化合物H-3:N,N'-双(戊-3-烯-2-酮-4-基)-α,ω-聚氧化亚丙基二胺
如化合物H-1所述进行制备,但是其中使用105.1g(1.05mol)乙酰丙酮代替乙酰乙酸乙酯。获得澄清、黄色、略带气味的液体,其在20℃下的粘度为435mPa·s并且胺值为249mg KOH/g。
FT-IR:2970,2870,1607,1570,1512,1441,1353,1296,1101,1009,960,930,795,735。
化合物H-4:N,N'-双(乙基巴豆酸酯-3-基)-1,3-双(氨基甲基)苯
如对化合物H-1所述使136.5g(1.05mol)乙酰乙酸乙酯和68.1g(0.5mol)1,3-双(氨基甲基)-苯(来自Mitsubishi Gas Chem.)反应。获得澄清、黄色、略带气味的液体,其在20℃下的粘度为4800mPa·s并且胺值为306mg KOH/g,其在室温下数月的储存时间之后才结晶形成固体。
FT-IR:3290,2977,2931,2900,2869,1646,1600,1499,1438,1385,1362,1289,1265,1230,1169,1147,1110,1057,1022,830,782,694。
化合物H-5:N-(乙基巴豆酸酯-3-基)-2-(2-氨基乙氧基)乙-1-醇
如对化合物H-1所述使136.5g(1.05mol)乙酰乙酸乙酯和105.0g(1.0mol)2-(2-氨基乙氧基)-乙-1-醇反应。获得澄清、淡黄色、略带气味的液体,其在20℃下的粘度为118mPa·s并且胺值为253mg KOH/g。
FT-IR:3426(br),3296,2976,2929,2869,1646,1596,1503,1443,1385,1363,1257,1233,1171,1123,1095,1054,1019,979,922,887,783,699。
化合物H-6:N-(乙基巴豆酸酯-3-基)-2-氨基乙醇
如对化合物H-1所述使136.5g(1.05mol)乙酰乙酸乙酯和62.1g(1.0mol)2-氨基乙醇反应。获得澄清、淡黄色、略带气味的液体,其在20℃下的粘度为127mPa·s并且胺值为325mg KOH/g。
FT-IR:3398(br),3303,2978,2933,2875,1646,1634,1593,1503,1441,1385,1364,1269,1253,1218,1169,1125,1095,1051,1017,979,964,881,782,696。
化合物H-7:α,ω-聚氧化亚丙基-双(3-(N-环己基氨基)丁-2-烯酸酯))
在圆底烧瓶中预置316.1g(0.79mol)平均分子量Mn为约400g/mol的聚氧化亚丙基二元醇(P 400,来自Dow)。伴随搅拌加入249.8g(1.58mol)叔丁基乙酰乙酸酯和0.5g甲磺酸。然后在80至120℃和5mbar下真空除去挥发性成分(叔丁醇)。获得作为中间产物的澄清、淡黄色液体形式的α,ω-聚氧化亚丙基-双(乙酰乙酸酯),其在20℃下的粘度为126mPa·s。
在圆底烧瓶中预置85.2g(0.15mol)如此制得的中间产物并且伴随搅拌加入29.8g(0.30mol)环己胺。然后将反应混合物在室温下搅拌20分钟,然后在80℃和10mbar真空下除去挥发性成分。获得澄清、橙黄色、略带气味的液体,其在20℃下的粘度为8400mPa·s并且胺值为140mg KOH/g。
FT-IR:2971,2929,2855,1647,1604,1496,1448,1374,1346,1305,1271,1237,1171,1149,1103,1017,997,983,927,782,695。
化合物H-8:N,N'-双(乙基巴豆酸酯-3-基)-2,2(4),4-三甲基己-1,6-二胺
如对化合物H-1所述使136.5g(1.05mol)乙酰乙酸乙酯和79.2g(0.5mol)2,2(4),4-三甲基己-1,6-二胺(TMD,来自Evonik)反应。获得澄清、橙黄色、略带气味的液体,其在20℃下的粘度为874mPa·s并且胺值为290mg KOH/g。
化合物H-9:
如对化合物H-1所述使136.5g(1.05mol)乙酰乙酸乙酯和162.0g(1.0mol氨基)平均分子量Mn为约440g/mol的聚氧化亚丙基三胺(T-403,来自Huntsman)反应。获得澄清、黄色、略带气味的液体,其在20℃下的粘度为4870mPa·s并且胺值为199mgKOH/g。
化合物H-10:α,ω-聚氧化亚丙基-双(3-(N-2-羟基乙基氨基)丁-2-烯酸酯))
如对化合物H-7所述使85.2g(0.15mol)为化合物H-7制备的中间产物(α,ω-聚氧化亚丙基-双(乙酰乙酸酯))与18.3g(0.30mol)2-氨基乙醇反应。获得澄清、橙黄色、略带气味的液体,其在20℃下的粘度为6710mPa·s并且胺值为177mg KOH/g。
化合物H-11:α,ω-聚氧化亚丙基-双(3-氨基丁-2-烯酸酯)
在具有回流冷却器和脱水器的圆底烧瓶中预置184.20g(0.32mol)为化合物H-7制备的中间产物(α,ω-聚氧化亚丙基-双(乙酰乙酸酯)),使其与54.72g(0.90mol)28%氨水溶液、200ml甲苯和1ml甲酸反应并且通过脱水回流干燥3小时。在此总共收集39ml水。然后,在140℃和正常压力下和接着在旋转蒸发器(浴温120℃,8mbar真空)上2小时,除去挥发性成分。获得176.95g澄清、橙色、略带气味的液体,其在20℃下的粘度为175mPa·s。
化合物H-1至H-6、H-8和H-9为式(II)的化合物,其中化合物H-1、H-2、H-3和H-9对应于式(II a)并且化合物H-5和H-6对应于式(II b)。化合物H-7和H-10为式(III)的化合物,其中化合物H-10对应于式(III a)。
化合物H-11不对应于式(III)而是充当式(III)化合物的对比。
对比化合物的制备
化合物R-1(二醛亚胺)
在圆底烧瓶中在氮气氛中预置298.7g(1.05mol)2,2-二甲基-3-月桂酰氧丙醛。然后伴随充分搅拌加入153.0g(0.50mol)平均分子量Mn为306g/mol的聚氧化亚丙基二胺(84.1gD-230和68.9gD-400的混合物,两者都来自Huntsman),然后在80℃和10mbar下真空除去挥发性成分。获得澄清、浅黄色、无气味的液体,其在20℃下的粘度为122mPa·s并且胺值为129mg KOH/g。
化合物R-2(二醛亚胺)
如对化合物R-1所述使193.5g(1.05mol)十二醛(月桂醛)反应。
如对化合物R-1所述进行制备,其中使用193.5g(1.05mol)月桂醛代替2,2-二甲基-3-月桂酰氧基丙醛。获得澄清、淡黄色、略带气味的液体,其在20℃下的粘度为147mPa·s并且胺值为171mg KOH/g。
化合物R-3(二酮亚胺)
如对化合物H-1所述进行制备,但是其中使用103.1g(1.05mol)环己酮代替乙酰乙酸乙酯。获得澄清、黄色、强烈气味的液体,其在20℃下的粘度为99mPa·s并且胺值为253mgKOH/g。
双组份组合物的制备:
所使用的物质:
BYK-E 410 流变添加剂(来自Altana)
组合物Z-1至Z-31和Ref-1至Ref-14:(用于高机械负荷的涂料,适用作地面涂料)
对于每种组合物,在排除水分的情况下借助于离心混合器(SpeedMixerTM DAC150,FlackTek Inc.)在1600rpm下在3min内将表1或2中给出的第一组份(“组分-1”)的成分以给定的量(以重量份表示)加工成均匀液体并且保存至少2小时。随后,将表1中给定量的第二组分添加到第一组分中,并且在排除水分的情况下通过离心混合器以1600rpm在3分钟内将两种组分加工成均匀液体,立即进行如下测试:
开放时间以如下方式确定:借助于抹刀以规则时间间隔移动20克混合的组合物。当第一次感觉到所述组合物太稠而无法进行合理加工时,读取从混合过程开始的开放时间。
为了确定机械性能,将组合物浇注在PTFE涂布薄膜上形成2mm厚的膜,通过在标准气候下储存14天而将其固化,从膜中冲压长度为75mm、杆长度为30mm并且杆宽度为4mm的哑铃形样品,并且根据DIN EN 53504在200mm/min的拉伸速度下检测最大抗拉强度、断裂伸长和E-模量(在0.5-5%伸长之间)。此外,冲压出一些测试试样用于确定抗撕裂蔓延性,并且根据DIN ISO 34-1方法B(角状测试试样)以500mm/min的拉伸速度进行测试。
为了根据DIN 53505确定肖氏硬度,由尚为液体的反应混合物制备圆柱形测试试样(直径20mm,厚度5mm),并在测量之前在标准气候下储存14天。在结果中分别指明其为肖氏A还是肖氏D的值。
对在标准气候下制备以确定机械性能的薄膜进行视觉外观评估。“美观”表示具有均匀、无粘性表面的无泡薄膜。“不平坦”表示由于开放时间太短而没有流平的薄膜。
通过用鼻子距离2cm嗅闻刚制备的膜来评估气味。“无”表示闻不到气味。“有”表示能闻到霉味。“强烈”表示能闻到浓烈的溶剂气味。
结果列于表1或2中。
用“Ref”表示的组合物为对比实施例。
表1:Z-1至Z-26和Ref-1至Ref-12的组成(以重量份计)和性质。
“n.b.”表示“不能确定”(反应过快)
表1:(续)
表1:(续)
表1:(续)
表1:(续)
表1:(续)
通过表1可知,与参考组合物Ref-1相比,根据本发明的化合物H-1至H-7即使在用量较少的情况下也能实现弹性模量和抗撕裂蔓延性的显著提高,以及相似或更高的抗拉强度。
使用对应于式(II a)和(II b)的优选化合物H-1、H-5和H-6实现特别好的性能。具有化合物H-1(式II a)的组合物Z-3和Z-4能够在高抗拉强度和断裂伸长保持不变的情况下使得弹性模量和撕裂强度明显提高,具有化合物H-5或H-6(式II b)的组合物Z-16、Z-17和Z-19也是如此,其中这些组合物还具有与参考组合物Ref-1相似的长的开放时间。
不对应于优选的式(II a)或(II b)的化合物H-4导致断裂伸长降低(Z-13至Z-15)。
表2:Z-27至Z-31和Ref-13至Ref-14的组成(以重量份计)和性质。
通过表2可知,使用基于蓖麻油的多元醇D 1150实现了特别高的强度和高的断裂伸长(Ref-13和Z-27至Z-30),而具有聚醚-三元醇和丁二醇的组合的体系具有相似的可伸展性和明显更低的强度(Ref-14和Z-31)。对于两个体系,使用化合物H-1均实现了弹性模量和抗撕裂蔓延性的明显提高(Z-27相比于Ref-13和Z-31相比于Ref-14)。
具有不对应于优选的式(II a)或(II b)的化合物H-8的组合物Z-28表现出短的开放时间并且弹性模量或抗撕裂蔓延性没有提高。
采用制备特别复杂并且不对应于优选的式(III)的化合物H-11,同样也不能提高弹性模量或抗撕裂蔓延性(Z-29和Z-30相比于Ref-13)。
组合物Z-32至Z-41和Ref-15至Ref-16:(具有高裂缝桥接性的涂料,适用于屋顶密封)
对于每种组合物,制备表3中给定的第一组分的成分并与表3中给定量的第二组分混合,如对于组合物Z-1所述那样。如对组合物Z-1所述那样分别测试混合的组合物。
结果列于表3中。
用“Ref”表示的组合物为对比实施例。
表3:Z-32至Z-41和Ref-15至Ref-16的组成(以重量计)和性质
表3:(续)
通过表3可知,与具有常规多元醇和相应量的白垩代替SAN-聚合物的体系相比,具有含SAN-聚合物的多元醇4003/1的体系能实现更高的抗拉强度和高的抗撕裂蔓延性,其中对于两个体系,借助于化合物H-1使得机械性能明显改善,特别是在伸长率、抗拉强度和抗撕裂蔓延性方面(Z-34和Z-35相比于Ref-16,Z-32相比于Ref-15)。而且,根据本发明的化合物H-7、H-9、H-10和H-11也表现出对机械性能的积极影响,其中制备特别复杂且不对应于优选式(III)的化合物H-11导致不希望的长的开放时间(Z-40和Z-41相比于Ref-16)。对于良好的加工性,约30至60分钟范围内的开放时间是特别有利的。
对应于特别优选的式(III a)的化合物H-10即使在用量极小的情况下(Z-38)也表现出特别高的强度。
Claims (12)
1.组合物,所述组合物包含第一组分和第二组分,所述第一组分包含
-至少一种多元醇,和
-至少一种式(II a)的化合物,
其中
R1表示具有1至8个碳原子的烷基或苯基,并且
其中s表示2并且A1表示平均分子量Mn在170至500g/mol范围内的α,ω-聚氧化亚丙基,或者s表示3并且A1表示平均分子量Mn在300至500g/mol范围内的始于三羟甲基丙烷或甘油的三价聚氧化亚丙基,以及
X表示具有1至8个碳原子的烷基或烷氧基,或者表示式-NR2R3的基团,其中R2和R3彼此各自独立地表示H或者表示具有1至12个碳原子的任选具有醚氧的烷基、环烷基、芳烷基或芳基,或者共同表示具有3至6个碳原子的任选具有醚氧的亚烷基和
所述第二组分包含至少一种芳族多异氰酸酯和/或至少一种含芳族异氰酸酯基团的聚合物。
2.根据权利要求1所述的组合物,其特征在于,所述多元醇具有在500至10000g/mol范围内的平均分子量Mn和在1.8至3范围内的平均OH官能度。
3.根据权利要求1所述的组合物,其特征在于,所述组合物包含至少一种平均分子量Mn在500至2000g/mol范围内的基于脂肪酸的多元醇。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物,其特征在于,所述组合物包含以与酮树脂的反应产物的形式的至少一种平均分子量Mn在500至2000g/mol范围内的基于脂肪酸的多元醇。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物,其特征在于,所述组合物包含至少一种平均分子量Mn在3000至6000g/mol范围内的聚醚三醇。
6.根据权利要求5所述的组合物,其特征在于,所述聚醚三醇具有分散在其中或接枝在其上的苯乙烯-丙烯腈颗粒。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物,其特征在于,所述组合物包含作为芳族多异氰酸酯的4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯,其中任选包含一部分2,4'-或2,2'-二苯甲烷二异氰酸酯或4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯的衍生物或4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯的同系物。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物,其特征在于,所述组合物还包含至少一种选自填料、助粘剂、干燥剂、催化剂和稳定剂的其它成分。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物,其特征在于,以第一组分中的对异氰酸酯基团有反应性的成分的总和计,所述组合物包含1至50重量%的式(IIa)的化合物。
10.由根据权利要求1至9中任一项所述的组合物在混合两种组分并且固化之后获得的经固化组合物。
11.根据权利要求1至9中任一项或权利要求10所述的组合物作为涂料的用途。
12.根据权利要求11所述的用途,作为用于地面或屋顶表面的涂料。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP18186345 | 2018-07-30 | ||
EP18186345.7 | 2018-07-30 | ||
PCT/EP2019/069945 WO2020025422A1 (de) | 2018-07-30 | 2019-07-24 | Polyurethanzusammensetzung mit langer verarbeitungszeit und hoher festigkeit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112334553A CN112334553A (zh) | 2021-02-05 |
CN112334553B true CN112334553B (zh) | 2022-05-17 |
Family
ID=63103837
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201980040664.1A Active CN112334553B (zh) | 2018-07-30 | 2019-07-24 | 具有长加工时间和高强度的聚氨酯组合物 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11945901B2 (zh) |
EP (1) | EP3830203B1 (zh) |
CN (1) | CN112334553B (zh) |
WO (1) | WO2020025422A1 (zh) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114835598A (zh) * | 2021-06-22 | 2022-08-02 | 深圳飞扬兴业科技有限公司 | 一种位阻型二仲胺化合物、制备方法和聚脲树脂 |
CN113372479B (zh) * | 2021-07-20 | 2023-04-28 | 安徽工程大学 | 利用可功能化酰胺动态共价键制备的交联乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯共聚物及制备方法 |
CN113861051B (zh) * | 2021-09-08 | 2022-09-02 | 上海交通大学 | 一种聚氨酯材料及其制备、回收与再生方法 |
CN113801030A (zh) * | 2021-09-08 | 2021-12-17 | 上海交通大学 | 一种活***联剂、交联聚氨酯材料及其制备方法与回收方法 |
CN114395097B (zh) * | 2021-12-13 | 2023-12-12 | 山东一诺威新材料有限公司 | 用于井下巷道加固的双组分阻燃聚氨酯材料及其制备方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4348511A (en) * | 1980-05-07 | 1982-09-07 | Ciba-Geigy Corporation | Process for the preparation of crosslinked, unsaturated polymers and the polymers thus obtained |
US5159048A (en) * | 1989-10-26 | 1992-10-27 | Imperial Chemical Industries Plc | Isocyanate-reactive compositions |
EP0700945A1 (en) * | 1994-09-09 | 1996-03-13 | R.E. Hart Labs, Inc. | Water-based, solvent-free or low voc, two-component polyurethane coatings |
CN106103525A (zh) * | 2014-03-11 | 2016-11-09 | Sika技术股份公司 | 具有长开放时间的双组份聚氨酯粘合剂 |
CN107922584A (zh) * | 2015-09-11 | 2018-04-17 | 旭化成株式会社 | 封端多异氰酸酯组合物、单液型涂覆组合物、涂膜、及涂装物品 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1928129B2 (de) * | 1969-06-03 | 1974-03-21 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Verfahren zur Herstellung von nichtzelligen Polyurethankunststoffen |
US5066824A (en) * | 1990-05-15 | 1991-11-19 | Mobay Corporation | Novel process for the preparation of amine-terminated compounds |
US5151470A (en) * | 1992-01-10 | 1992-09-29 | Miles Inc. | Aminocrotonates as curing agents for epoxy resins |
US5302303A (en) * | 1993-08-24 | 1994-04-12 | Miles Inc. | Storage stable isocyanate-reactive compositions for use in flame-retardent systems |
EP0939091A1 (en) * | 1998-02-27 | 1999-09-01 | Basf Corporation | An extremely fast curing chemical reactive coating composition, which may cure at ambient or low temperatures, with long useable pot life |
US8710170B2 (en) | 2008-05-15 | 2014-04-29 | The United States of Americas, as represented by the Secretary of the Navy | Polyureas made from aminocrotonates and enaminones |
-
2019
- 2019-07-24 US US17/252,098 patent/US11945901B2/en active Active
- 2019-07-24 CN CN201980040664.1A patent/CN112334553B/zh active Active
- 2019-07-24 WO PCT/EP2019/069945 patent/WO2020025422A1/de unknown
- 2019-07-24 EP EP19742071.4A patent/EP3830203B1/de active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4348511A (en) * | 1980-05-07 | 1982-09-07 | Ciba-Geigy Corporation | Process for the preparation of crosslinked, unsaturated polymers and the polymers thus obtained |
US5159048A (en) * | 1989-10-26 | 1992-10-27 | Imperial Chemical Industries Plc | Isocyanate-reactive compositions |
EP0700945A1 (en) * | 1994-09-09 | 1996-03-13 | R.E. Hart Labs, Inc. | Water-based, solvent-free or low voc, two-component polyurethane coatings |
CN106103525A (zh) * | 2014-03-11 | 2016-11-09 | Sika技术股份公司 | 具有长开放时间的双组份聚氨酯粘合剂 |
CN107922584A (zh) * | 2015-09-11 | 2018-04-17 | 旭化成株式会社 | 封端多异氰酸酯组合物、单液型涂覆组合物、涂膜、及涂装物品 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20210253776A1 (en) | 2021-08-19 |
US11945901B2 (en) | 2024-04-02 |
CN112334553A (zh) | 2021-02-05 |
WO2020025422A1 (de) | 2020-02-06 |
EP3830203B1 (de) | 2024-03-13 |
EP3830203A1 (de) | 2021-06-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112334553B (zh) | 具有长加工时间和高强度的聚氨酯组合物 | |
CN108602932B (zh) | 聚醛亚胺和可固化聚氨酯组合物 | |
CN112533973B (zh) | 具有聚合物型增塑剂和低单体二异氰酸酯含量的聚氨酯组合物 | |
US11214706B2 (en) | Polyurethane composition with low plasticiser migration | |
CN112533972B (zh) | 具有低含量的单体二异氰酸酯的聚氨酯组合物 | |
CN110770272B (zh) | 潜在固化剂和可固化的聚氨酯组合物 | |
CN112543779A (zh) | 具有低含量的单体二异氰酸酯的含异氰酸酯基团的聚合物 | |
CN108368233B (zh) | 双组分聚氨酯组合物 | |
CN113330048A (zh) | 基于二聚脂肪酸聚酯二元醇的含异氰酸酯基团的聚合物 | |
CN114981331A (zh) | 含异氰酸酯基团的线性聚合物 | |
CN110753711B (zh) | 胺的封闭剂,潜在固化剂和聚氨酯组合物 | |
CN112955485A (zh) | 用于可固化组合物的触变剂 | |
CN113272299B (zh) | 包含噁唑烷的湿固化聚氨酯组合物 | |
CN112996834B (zh) | 用于芳族羧酸或磺酸的溶剂 | |
CN116075572A (zh) | 脂环族醛亚胺混合物 | |
CN114026142A (zh) | 具有降低的表面粘性的可湿固化聚氨酯组合物 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |