经腰果酚改性的环氧多元醇制造技术

一种用于形成聚氨基甲酸酯弹性体的反应系统包括经腰果酚改性的环氧多元醇。确切地说，所述反应系统具有包括所述经腰果酚改性的环氧多元醇的异氰酸酯反应性组分和包括至少一种聚异氰酸酯的异氰酸酯组分。所述经腰果酚改性的环氧多元醇为1∶1到1∶5的环氧基与环氧反应性基团的比率下的环氧组分和环氧反应性组分的反应产物，且按腰果壳液的总重量计，所述环氧反应性组分包括具有至少85重量％的腰果酚含量的所述腰果壳液。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
实施例涉及一种经腰果酚改性的环氧多元醇和使用经腰果酚改性的环氧多元醇形成的聚氨基甲酸酯弹性体。
技术介绍
基于聚氨基甲酸酯的产物可由使异氰酸酯与多元醇反应形成。使用的多元醇可具有至少一个基于石油的建构嵌段(如环氧乙烷和/或环氧丙烷)。尽管此类基于石化品的多元醇为广泛使用的，这些多元醇面对许多问题，如自然资源的枯竭和基于油价变化的价格波动。在水性分散液和涂层的基于环氧基的技术中，已表明基于石化品的树脂可经基于生物质的树脂取代，所述基于生物质的树脂为1∶0.2到1∶0.8的环氧基与环氧反应性基团的比率下的环氧树脂和如腰果酚的生物质衍生的化合物的反应产物，例如如美国专利第7,812,101号中所论述。但是，此类经部分改性的基于生物质的树脂可能不适合用于聚氨基甲酸酯技术中。因此，寻求用作聚氨基甲酸酯技术中的多元醇的基于环氧基和腰果酚的调配物。
技术实现思路
实施例可通过提供用于形成聚氨基甲酸酯弹性体的反应系统实现，所述系统包括具有经腰果酚改性的环氧多元醇的异氰酸酯反应性组分和包括至少一种聚异氰酸酯的异氰酸酯组分。经腰果酚改性的环氧多元醇为1∶0.95到1∶5的环氧基与环氧反应性基团的比率下的环氧组分和环氧反应性组分的反应产物。环氧反应性组分包括按腰果壳液的总重量计具有至少85重量％的腰果酚含量的腰果壳液。具体实施方式聚氨基甲酸酯产物(例如凝胶聚氨基甲酸酯产物)形成为包括异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分的混合物的反应产物。异氰酸酯组分包括至少一种聚异氰酸酯且异氰酸酯反应性组分包括具有至少一种多元醇的多元醇组分。根据实施例，多元醇组分包括至少一种经腰果酚改性的环氧(CME)多元醇。异氰酸酯组分和/或异氰酸酯反应性组分可另外包括任选的添加剂组分，其包括如固化剂、催化剂、表面活性剂、塑化剂、填充剂、溶剂、增链剂和/或交联剂的添加剂。CME多元醇为包括环氧组分和具有腰果酚组分的环氧反应性组分(且可包括任选的酚或酚衍生物组分)的混合物的反应产物。环氧组分和/或环氧反应性组分可包括任选的添加剂组分(例如可包括如固化剂、催化剂、表面活性剂、塑化剂、填充剂、溶剂、增链剂和/或交联剂的添加剂)。环氧组分中的环氧基与环氧反应性组分中的环氧反应性基团的比率为1∶0.95到1∶5。用于形成CME多元醇的环氧组分包括至少一种环氧树脂。至少一种环氧树脂可占环氧组分的90重量％到100重量％，任何其余部分为一部分或全部任选的添加剂组分。按环氧反应性组分的总重量计，环氧反应性组分可包括至少50重量％(例如至少60重量％、至少70重量％、至少80重量％、至少90重量％和/或100重量％)的腰果酚组分。环氧反应性组分的其余部分可为酚或酚衍生物组分。腰果酚组分包括腰果壳液(CNSL)，其为腰果仁加工的副产物(例如可提取自腰果仁的果仁与壳之间的层)。按CNSL的总重量计，CNSL的腰果酚含量为至少85重量％，使得CNSL包括腰果酚作为主要组分且可另外包括腰果二酚、甲基腰果二酚和/或漆树酸作为次要组分。CNSL可经受加热过程(例如在从腰果仁提取时)、脱羧过程和/或蒸馏过程。CME多元醇包括环氧基衍生的主链和至少两个异氰酸酯反应性仲基(即仲羟基)，用于与异氰酸酯组分中的异氰酸酯基反应。CME多元醇可允许调节固化时间，例如基于异氰酸酯反应性仲基相对于异氰酸酯反应性伯基的较慢反应性。环氧主链可充当建构嵌段且测定所得CME多元醇的羟基官能度和化学结构。CME多元醇的合成包括CNSL中的腰果酚与环氧组分中产生自环氧树脂的开环反应的开式环氧树脂之间的反应。举例来说，CME多元醇包括与开环的环氧树脂的腰果酚键，其在开式环氧树脂与腰果酚之间产生醚键。根据示例性实施例，当使用环氧树脂进行合成时，CME多元醇可包括具有下式1的化合物，所述化合物具有两个环氧化物部分和树脂主链，和CNSL，其中具有至少单不饱和腰果酚：在上式1中，R基团独立地等于C15H31-n(其中n＝0、2、4或6)或C17H33-n(其中n＝0、2或4)。确切地说，R基团独立地为包括十五或十七个碳原子的饱和或不饱和直链烷基链，且CME多元醇可衍生自不同地包括具有不同R基团的腰果酚的腰果酚混合物。式1中的环氧基为树脂主链。根据一个示例性实施例，使用基于双酚A的二环氧化物树脂和其中具有至少单不饱和腰果酚的CNSL的CME多元醇的合成包括以下反应阶段：根据另一示例性实施例，使用脂族二环氧化物环氧树脂和其中具有至少单不饱和腰果酚的CNSL的CME多元醇的合成包括以下反应阶段：使用各种芳族环氧树脂和其中具有至少单不饱和腰果酚的CNSL合成的其它示例性CME多元醇结构包括以下各者：上文的第一CME多元醇是使用基于芳族聚环氧化物的树脂和单不饱和腰果酚合成。上文的第二CME多元醇是使用苯基二环氧化物树脂和单不饱和腰果酚合成。上文的第三CME多元醇是使用基于酯族聚环氧化物的树脂和单不饱和腰果酚合成。上文的第四CME多元醇是使用基于双酚A的二环氧化物树脂、酚和单不饱和腰果酚合成。不希望受此理论束缚，CME多元醇中的腰果酚的长链R基团可将疏水性引入到所得聚氨基甲酸酯弹性体中。增加的疏水性可表示为潮湿条件下的低水吸收率，例如测量为在62％湿度和23℃的条件下持续一小时，多元醇组分的重量的小于0.8重量％(例如小于0.7重量％)增加的低水吸收性。另外，可减少和/或避免水解和起泡(例如通过从水与反应混合物中的异氰酸酯组分之间的反应释放的二氧化碳产生的气泡的效应)。CME多元醇的环氧树脂衍生的主链可提供如机械性能和与聚氨基甲酸酯弹性体的材料相容性的特性改进。可考虑到CNSL中的腰果酚上的烷基链部分调节机械性能和/或CME多元醇的其它所需特性。添加到用于形成CME多元醇的反应混合物中的酚或酚衍生物可起始环氧基开环反应，而CNSL可提供疏水性特征和抗水解性能。用于环氧组分的示例性环氧树脂包括每分子具有至少两个环氧化物部分的聚环氧化物(例如环氧树脂可具有2到10个环氧化物官能团、2到6个环氧化物官能团、2到4个环氧化物官能团等)。环氧树脂主链可为饱和或不饱和、脂族、环脂族、芳族或杂环的且可经取代(例如含有至少一个取代基，如卤素、羟基和/或醚基)。环氧树脂可为单体或聚合的。环氧树脂的环氧当量(EEW)可为20g/eq到1000g/eq(例如30g/eq到800g/eq、50g/eq到600g/eq、100g/eq到500g/eq等)，所述EEW为关于一化学当量环氧基的树脂克数的量度。示例性环氧树脂包括双酚A二缩水甘油醚、双酚F二缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚和对氨基苯酚的三缩水甘油醚。环氧树脂组分可包括例如可以商品名称D.E.R.和D.E.N.商购自陶氏化学公司(The Dow Chemical Company)的环氧树脂。所得CME多元醇的粘度和成本可通过用于环氧组分中的环氧树脂的选择来控制。CNSL例如可以商品名称F-180系列获自HDSG Beijing Technology。按CNSL的总重量计，CNSL包括至少85重量％(例如85重量％到100重量％、90重量％到99重量％、91重量％到98重量％、92重量％到98重量％、93重量％到98重量％等)的腰果酚。按总共100重量％计，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于形成聚氨基甲酸酯弹性体的反应系统，所述反应系统包含：包括经腰果酚改性的环氧多元醇的异氰酸酯反应性组分，所述环氧多元醇为1∶0.95到1∶5的环氧基与环氧反应性基团的比率下的环氧组分和环氧反应性组分的反应产物，按腰果壳液的总重量计，所述环氧反应性组分包括具有至少85重量％的腰果酚含量的所述腰果壳液，和包括至少一种聚异氰酸酯的异氰酸酯组分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于形成聚氨基甲酸酯弹性体的反应系统，所述反应系统包含：包括经腰果酚改性的环氧多元醇的异氰酸酯反应性组分，所述环氧多元醇为1∶0.95到1∶5的环氧基与环氧反应性基团的比率下的环氧组分和环氧反应性组分的反应产物，按腰果壳液的总重量计，所述环氧反应性组分包括具有至少85重量％的腰果酚含量的所述腰果壳液，和包括至少一种聚异氰酸酯的异氰酸酯组分。2.根据权利要求1所述的反应系统，其中按所述腰果壳液的总重量计，所述腰果壳液中的腰果酚含量为90重量％到99重量％且所述腰果壳液中的腰果二酚含量为0.5重量％到8重量％。3.根据权利要求1或权利要求2所述的反应系统，其中按所述环氧组分的总重量计，所述环氧组分包括90重量％到100重量％的至少一种每分子具有两个到四个环氧化物部分的环氧树脂。4.根据权利要求1到3中任一项所述的反应系统，其中按所述异氰酸酯反应性组分的总重量计，所述异氰酸酯反应性组分包括40重量％到75重量...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·李，Y·张，J·李，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US