亲水性含烷氧基硅烷的异氰脲酸酯制造技术

本发明专利技术涉及亲水性含烷氧基硅烷的异氰脲酸酯。本发明专利技术涉及至少一种式(I)的含烷氧基硅烷的异氰脲酸酯与至少一种式BOH的具有至少一个OH基团的亲水化剂的反应产物，其中R

【技术实现步骤摘要】
亲水性含烷氧基硅烷的异氰脲酸酯
本专利技术涉及新型的可在水中分散的亲水性含烷氧基硅烷的异氰脲酸酯，其尤其可以用作交联剂。本专利技术进一步涉及其制备方法、包含其的组合物以及其在涂料组合物中，特别是作为聚氨酯塑料制备中的起始组分、作为用于水溶性或水分散性的漆料、胶粘剂或密封剂粘合剂的交联剂或作为粘合剂组分的用途。
技术介绍
对于水溶性或水分散性粘合剂，存在许多应用领域，例如在漆料、油墨、织物处理剂和胶粘剂中。然而，缺点是对水和化学品的抵抗性弱。在此方面，含溶剂的粘合剂通常比水性的粘合剂表现更好。为了增强水溶性或水分散性粘合剂的耐受性，向粘合剂中加入交联剂。取决于粘合剂，使用的交联剂包括具有羟甲基、乙烯亚胺、环氧基、异氰酸酯或碳二亚胺官能的亲水性产物。水分散性多异氰酸酯是一类亲水性交联剂，其近年来对于各种应用领域已显得重要。它们如今特别用作基于丙烯酸酯的漆料、高品质的可水稀释的双组分聚氨酯漆料(2KPUR漆料)的交联剂组分或作为水性分散体胶粘剂的添加剂。它们用于织物或皮革上浆中的水性分散体、或无甲醛的织物印刷油墨的交联，并且另外还适合于例如作为纸张湿增强的助剂，例如EP0959087A1中所公开。实践中，如今对于大多数应用仅仅使用非离子的借助聚醚亲水改性的多异氰酸酯。例如，在EP959087A1、EP206059B1和EP540985A1中详尽讨论了此类水分散性多异氰酸酯的制备。所述多异氰酸酯通常含有一个或多个异氰脲酸酯结构。DE102005030523A1也公开了可以使用阳离子、阴离子和/或非离子化合物，如单-和/或二羟基羧酸或单官能烷基乙氧基化物以及彼此的混合物作为聚氨酯的亲水化剂。DE102005030523A1进一步教导了使用至少双官能的羧酸的羟基官能的酰胺以将多异氰酸酯和聚氨酯亲水化。其中使用的聚氨酯通常可以是二-或三异氰酸酯以及它们的具有氨基甲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲、脲二酮和/或异氰脲酸酯基团且带有两个或更多个游离NCO基团的较高分子量后续产物。在越来越严格的环境立法的背景下，寻找尽可能满足相同要求的毒理学无害的不含NCO的对于亲水性多异氰酸酯的替代品。基于烷氧基硅烷的体系原则上是对于具有羟甲基、乙烯亚胺、环氧基或异氰酸酯官能的迄今已知的亲水性交联剂的毒理学相对无害的替代物。某些基于烷氧基硅烷的体系，例如氨基烷基烷氧基硅烷甚至是水溶性的。此外，包含具有硅烷醇基团的多官能有机聚硅氧烷的水基组合物已知用作增粘剂；参见EP0716128A2。硅烷醇作为水性粘合剂组分的交联剂的适用性仅是有限的，因为它们过于反应性或者在漆料性能方面不满足与亲水性多异氰酸酯相同的要求。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供避免上述缺点的组合物，特别是提供可以在水性粘合剂组合物中良好均化并实现长加工时间的含烷氧基硅烷的水分散性交联剂。所述目的通过式(I)的含烷氧基硅烷的异氰脲酸酯(式I)与至少一种式BOH的具有至少一个OH基团的亲水化剂的本专利技术反应产物得以实现，其中-R1、R2和R3各自彼此独立地为线性或支化和/或环状的C1-C8亚烷基，-R'、R''和R'''各自彼此独立地为线性或支化和/或环状的C1-C8烷基，且-B是亲水性基团。令人惊讶地，特别是与亲水化剂的物理混合物相比，这些亲水化的异氰脲酸酯显示出良好的可分散性。R1、R2、R3、R'、R''和R'''可以各自以线性、支化、环状形式或者以具有环状部分的线性和/或支化结构的结构存在。在所述至少一种式(I)的异氰脲酸酯与至少一种亲水化剂BOH的反应中进行酯交换，其中基团-OB引入到烷氧基硅烷基上并消除HOR'。因此，在1:1反应(基于异氰脲酸酯和亲水化剂计)或9:1反应(基于存在的烷氧基和亲水化剂的基团-OH计)的情况下，三烷氧基甲硅烷基-Si(OR')3转化成基团-Si(OR')2OB。原则上，可以使异氰脲酸酯中仅一个三烷氧基甲硅烷基单次酯交换。然而还可能的是，异氰脲酸酯的一个三烷氧基甲硅烷基进行两次或者甚至三次酯交换，或者异氰脲酸酯的两个或所有三个烷氧基甲硅烷基进行单次、两次或者甚至三次酯交换。此外，在式(I)的含烷氧基硅烷的异氰脲酸酯与亲水化剂B的反应中，两个或更多个异氰脲酸酯也可以在痕量水存在下通过形式(formell)消除R'/''/'''OR'/''/'''而以交联(quervernetzend)方式相互反应，并缩合和形成硅氧烷结构。同样可以设想，在使用具有两个或更多个基团-OH的亲水化剂的情况下，两个异氰脲酸酯与相同的亲水化剂反应并因此同样形成较高分子量的化合物。由于这个原因，对于至少一种异氰脲酸酯与至少一种亲水化剂的反应不能说明统一的结构式。所述亲水化的含烷氧基硅烷的化合物优选为正好一个唯一的异氰脲酸酯与一个或多个亲水化剂BOH的反应产物。相应的化合物具有式(II)(式II)其中-R1、R2和R3各自彼此独立地为线性或支化和/或环状的C1-C8亚烷基，-R'、R''和R'''各自彼此独立地为线性或支化和/或环状的C1-C8烷基，-j、k、l彼此独立地为0、1、2或3，-1≤j+k+l≤7，且-B是亲水性基团。相应的化合物此外具有优点，即它们赋予将其例如用作交联剂的漆料特别好的化学稳定性。因此，可以毫无问题地获得至少100MEK双冲程的耐化学品性。虽然基团R1、R2和R3原则上可以彼此独立地为线性或支化和/或环状的C1-C8亚烷基，但是优选R1、R2和R3是相同的，即R1=R2=R3。同样，每个R'、R''和R'''原则上可以是不同的线性或支化和/或环状的C1-C8烷基。然而优选地，所有的基团R'、R''和R'''是相同的。R1、R2、R3和R'、R''和R'''可以各自是线性、支化、环状的或以具有环状部分的线性和/或支化结构的结构存在。优选的式(I)的含烷氧基硅烷的异氰脲酸酯是1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)甲基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮，1,3,5-三[3-(三乙氧基甲硅烷基)甲基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮，1,3,5-三[3-(三异丙氧基甲硅烷基)甲基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮，1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)乙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮，1,3,5-三[3-(三乙氧基甲硅烷基)乙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮，1,3,5-三[3-(三异丙氧基甲硅烷基)乙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮，1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮，1,3,5-三[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮，1,3,5-三[3-(三异丙氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮，1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丁基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮，1,3,5-三[3-(三乙氧基甲硅烷基)丁基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮，1,3,5-三[3-(三异丙氧基甲硅烷基)丁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.式(II)的含烷氧基硅烷的异氰脲酸酯

【技术特征摘要】
2017.05.19 EP 17172009.71.式(II)的含烷氧基硅烷的异氰脲酸酯(式II)其中-R1、R2和R3各自彼此独立地为线性或支化和/或环状的C1-C8亚烷基，-R'、R''和R'''各自彼此独立地为线性或支化和/或环状的C1-C8烷基，-j、k、l各自彼此独立地为0、1、2或3，-1≤j+k+l≤7，且-基团-OB是聚氧化烯聚醚烷氧基-或-基团-OB具有式-O{(X)-(y)a-(Z)}，其中o基团X衍生自·化学式HO(CH2CH2O)nT1的羟基聚乙二醇醚，其中n=2-100，其中T1=H或C1-C6烷基，·羟基烷基羧酸或·羟基聚醚磺酸，oa为0或1，o如果存在基团y，基团y衍生自二-或多异氰酸酯、二-或多元羧酸衍生物、二-或多环氧化物、单-或多烷氧基硅烷、环氧异氰酸酯、环氧烷氧基硅烷或异氰酸根合硅烷，且o基团Z衍生自·式TO(CTHCH2O)n(CH2CH2O)pT'的羟基封端的聚醚，其中T=-(CH2)mCH3，n和m彼此独立地=0-20，p=0-5，其中n大于或等于4倍的p，且T'=H或C1-C18烷基，·一个或多个具有1-18个碳原子的羟基烃，其任选地支化和/或含有环和/或(一个或多个)杂原子，或·具有至少4个碳原子的氧化烯，其任选地支化和/或含有环。2.根据权利要求1所述的异氰脲酸酯，其特征在于：-R1=R2=R3=-CH2-、-CH2CH2-、-CH2CH2CH2-或-CH2CH2CH2CH2-，且-R'、R''和R'''是相同的且选自-CH3、-CH2CH3、-CH(CH3)CH3。3.根据权利要求2所述的异氰脲酸酯，其特征在于：-R1=R2=R3=-CH2CH2CH2-，且-R'、R...

【专利技术属性】
技术研发人员：W施塔赫，T昂克尔霍伊泽，I布吕克纳，S瑙曼，M德吕纳，J肖德，
申请(专利权)人：赢创德固赛有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE