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不含增塑剂的固化组合物制造技术

技术编号:13196071 阅读:91 留言:0更新日期:2016-05-12 07:59
制备了不含增塑剂的固化组合物,这些固化组合物包含分散在一种挥发性的、非极性的有机溶剂中的具有60微米或更小、经常20微米或更小、例如10微米或更小的平均直径的亚甲基二苯胺和碱金属盐的小粒径络合物、例如MDA/碱金属盐的3:1配位化合物。制备了包含这些不含增塑剂的固化组合物以及聚氨酯预聚物的稳定的单组分氨基甲酸乙酯组合物,这些单组分氨基甲酸乙酯组合物显示出优异的储存稳定性并且克服了当使用分散在增塑剂如高沸点芳香族二酯和烷基二酯中的MDA络合物时遇到的许多缺点。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】不含増塑剂的固化组合物[00011 本申请根据35USC 119(e)要求于2013年9月24日提交的美国临时申请号61/881, 615和2014年9月3日提交的美国申请号14/475,877的权益,这些申请的披露内容通过引用 结合在此。 本专利技术提供了一种固化组合物,该固化组合物包含亚甲基二苯胺/碱金属盐配位 化合物的小颗粒、具有160°C或更低的bp的非极性有机溶剂、以及小于lwt%的增塑剂;一种 用于制备该固化组合物的方法;以及一种聚氨酯组合物,该聚氨酯组合物包含异氰酸酯封 端的预聚物以及该固化组合物的小颗粒亚甲基二苯胺/碱金属盐配位化合物。 专利技术背景 长期以来已知,芳香族二胺的某些络合物,例如,4,4 亚甲基二苯胺(MDA)的碱金 属盐络合物,可以用来固化胺可固化的聚合物或预聚物而在该可固化的聚合物或预聚物与 上述二胺之间不发生过早反应。已经发现,这些胺络合物固化剂用在所谓的单组分(one-pack) 聚氨酯 (S 卩 ,含有异氰酸酯封端的预聚物的氨基甲酸乙酯组合物,通过使多元醇与多 异氰酸酯反应形成)以及被设计为直到典型地通过加热活化板应的固化剂中。 将包含芳香族二胺和金属盐的配位化合物的可商购的固化组合物作为在高沸点 液体(典型地被广泛地称为增塑剂的液体,如邻苯二甲酸二酯)中的分散体来配制。 美国专利号3,876,604披露了一种MDA和碱金属盐的配位化合物在惰性液体媒介 物中的分散体。通过使含有钠或锂的氯化物、溴化物、碘化物或亚硝酸盐的水溶液或盐水与 MDA的甲醇溶液反应形成该MDA络合物。该MDA配位化合物具有MDA与碱金属盐的3:1摩尔比 率,并且作为具有>150微米的粒径的晶形沉淀例如通过过滤、倾析、离心或其他合适的操作 分呙。 为了有效地作为固化剂,例如用于聚氨酯预聚物的固化剂,该络合物的粒径需要 小于60微米。通过US 3,876,604的方法产生的MDA络合物的粒径太大(即,>150)以致不是有 效的,并且所以需要研磨或碾磨步骤以便产生有效的材料。 然而,发现在单独加入到聚合物或预聚物例如聚氨酯预聚物中时需要相对充分的 混合以便充分分散该精细分离的固化剂。这不仅是不方便的而且由于从该混合操作产生的 热量可能导致一些过早的固化。使用MDA络合物在惰性液体媒介物中的分散体的一个主要 优点是该固化剂可以遍及该预聚物或聚合物均匀分散而不消耗过多的能量或产生可能引 起过早固化的热量。 该惰性液体媒介物必须对于该络合物和被固化的聚合物或预聚物二者是惰性的, 易于与待固化的预聚物或聚合物混合,这样使得该液体和聚合物可以易于混合,并且总体 上必须具有足够低的挥发性以便在固化后或者在最终应用期间不从该固化的聚合物蒸发。 低挥发性要求的一个例外是在其中溶剂状材料的损失可以毫不费力地发生的应用中,如在 表面涂层中,并且如果液体媒介物是足够低沸点的,如二氯甲烷,它可以在固化操作期间起 发泡剂的作用以便产生多孔产物。通过以下实例说明了该固化剂分散体的液相与被固化的聚合物或预聚物的相互 的相容性的重要性。努乔尔(Nujol)油,一种饱和的轻烃石油,易于与该络合物形成稳定的 分散体;然而,除其他聚合物和预聚物之外,生成的混合物是与聚醚聚氨酯不相容的,并且 因此努乔尔分散体被认为对于固化此类预聚物是无效的。 本领域中发现的合适的液体载体的实例包括邻苯二甲酸、间苯二甲酸、偏苯三酸、 脂肪族二酸(如己二酸、壬二酸和癸二酸)的酯、芳香烃和环烷烃加工油、卤化的联苯和液体 芳香族磺胺。具体的实例包括二(2-乙基己基)邻苯二甲酸酯、四乙二醇双(2-乙基己酸酯)、 以及包含18 %极性化合物、76 %芳香族化合物以及6 %饱和石油衍生物的芳香族加工油。石 蜡烃油具有与大多数熟知的胺可固化聚合物的有限的相容性并且因此被认为是仅在个别 情况下有价值。 美国专利3,899,438披露了MDA/碱金属盐配位化合物的小颗粒的分散体可以在合 适的惰性液体载体中在一步法(即,没有单独的碾磨步骤)中通过在高剪切混合器(如以7, OOOrpm运行的球磨机或高速分散机)内进行反应形成。合适的惰性载体液体包括二(2-乙基 己基)邻苯二甲酸酯和四乙二醇双(2-乙基己酸酯)。美国专利4,282,344和4,075,150披露 了与美国专利3,899,438的方法相似的方法,其中通过与加入的异氰酸酯(US 4,282,344) 或芳香族单碳二亚胺(4,075,150)的反应去除过量的MDA。还在美国申请号12/754,944、现 在美国专利8,586,682中披露了相似的方法。 将包含芳香族二胺和金属盐的配位化合物的可商购的固化组合物作为在高沸点 液体(典型地被广泛地称为增塑剂的液体,g卩,芳香族二酯如邻苯二甲酸二辛酯、以及烷基 二酯如己二酸二辛酯)中的分散体来配制。当将该固化组合物加入预聚物并且该混合物被 加热并且固化时,该增塑剂留在该产物中。增塑剂对聚氨酯聚合物具有副作用如降低的动 力学特性和机械特性并且在固化过程中由于增塑剂的部分蒸发(烟雾生成)已经遇到了环 境、健康和安全问题。因此,对于用于胺可固化聚合物的易于制备并且高度有效的固化剂组 合物存在一种需求,该固化剂组合物避免了使用当前的增塑剂载体液体以及由其引起的问 题。 专利技术概述 提供了包含分散在一种挥发性的、非极性的有机溶剂中的小粒径MDA/碱金属盐配 位化合物(即,平均直径60微米或更小、经常20微米或更小,例如10微米或更小)的固化组合 物,这些固化组合物基本上不含基于酯的增塑剂以及高沸点烃载体。本专利技术的固化组合物 出人意料地在制备储存稳定的单组分(one pack)氨基甲酸乙酯组合物上是高度有效的,克 服了目前可商购的在高沸点芳香族二酯和烷基二酯中的MDA络合物的分散体的许多缺点, 并且易于以尚广量和尚纯度制备。 专利技术说明 提供了一种固化组合物,具体地用于固化胺可固化聚合物(如由异氰酸酯封端的 预聚物制成的聚氨酯、环氧树脂和类似物)的组合物,该固化组合物包含: -种惰性液体载体,具有小于3.7的极性指数以及在大气压下160°C或更低的沸 点;以及 作为具有从0.1圓至5(^!11平均直径的固体颗粒形成的4,4'-亚甲基二苯胺和碱金 属盐一种的3:1配位化合物,其中该固化组合物包含小于lwt%、例如小于O.lwt%或小于 O.Olwt%的一种增塑剂,该增塑剂选自由以下各项组成的组:多元羧酸和一元醇或酚的酯、 多元醇和一元羧酸的酯、磷酸的三酯、具有超过200°C沸点的芳香烃以及具有超过200°C沸 点的脂肪烃。 该惰性载体与配位化合物在该组合物中的相对浓度可以变化,例如在一个广义的 实施例中,该固化组合物包含 从10wt%至90wt%的该配位化合物以及 从1 Owt %至90wt %的该惰性液体载体基于配位化合物和载体的组合的总重量:例如, 从20wt%至80wt%、例如30wt%至70wt%、或40wt%至60wt%的该配位化合物以 及从20wt %至80wt %例如30wt %至70wt %、或40wt %至60wt %的该惰性液体载体 基于配位化合物和载体的组合的总重量。该固化组合物将经常除该MDA配位化合物和惰性液体载体之外包含其他任选组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固化组合物,包含:一种惰性液体载体,该惰性液体载体具有从0至3.7的极性指数以及在大气压下160℃或更低的沸点、选自由以下各项组成的组C6‑10直链或支链烷基,被一个或多个卤素取代的C1‑4直链或支链烷基,被氧间断的C4‑12直链或支链烷基,C5‑10环烷基被一个或多个C1‑4直链烷基,C3‑4支链烷基,卤素,C1‑6直链烷氧基取代的C5‑7环烷基,苯,以及被一个或多个C1‑4直链烷基、C3‑4支链烷基、或卤素取代的苯;以及基于该固化组合物总重量从10wt%至90wt%的一种4,4’‑亚甲基二苯胺和碱金属盐的3:1配位化合物,该碱金属盐选自由以下各项组成的组:氯化钠、溴化钠、碘化钠、氯化钾、溴化钾、碘化钾、氯化锂、溴化锂和碘化锂,该配位化合物作为具有从1μm至50μm平均直径的固体颗粒形成;其中,该固化组合物包含小于1wt%的一种增塑剂,该增塑剂选自由以下各项组成的组:多元羧酸和一元醇或酚的酯、多元醇和一元羧酸的酯、磷酸的三酯、具有超过200℃沸点的芳香烃以及具有超过200℃沸点的脂肪烃。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:T·R·多伊尔Y·丁K·杰克逊R·O·罗森伯格
申请(专利权)人:科聚亚公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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