抗老化聚氨酯密封条制造技术

本发明专利技术涉及一种制备由聚氨酯形成的密封条的方法，其中将(a)脂族多异氰酸酯、(b)具有至少两个对异氰酸酯有反应性的基团的化合物,(c)催化剂,(d)抗氧化剂和/或光稳定剂，以及任选地(e)发泡剂，以及(f)助剂和/或附加物质混合得到反应混合物，并使反应混合物完成反应得到聚氨酯。聚氨酯制成的密封条的肖氏A硬度小于90且其密度为至少850g/L。具有对异氰酸酯有反应性的基团的聚合化合物物包含b1)具有官能度为2‑4且羟值为20‑100mg KOH/g的聚醚醇、b2)具有羟值小于180mg KOH/g且官能度为大于2至3的疏水性多元醇，和b3)扩链剂。本发明专利技术还涉及可通过该方法制得的聚氨酯密封条，以及该密封条与橡胶接触的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】抗老化聚氨酯密封条本专利技术涉及一种通过以下步骤制备聚氨酯垫圈的方法：将(a)脂族多异氰酸酯、(b)具有至少两个对异氰酸酯有反应性的基团的化合物、(c)催化剂、(d)抗氧化剂和/或光稳定剂，以及任选(e)发泡剂，以及(f)助剂和/或附加物质混合得到反应混合物，以及使反应混合物完成反应得到聚氨酯，其中聚氨酯垫圈的肖氏A硬度小于90且其密度为至少850g/L，并且具有对异氰酸酯有反应性的基团的聚合化合物包含b1)具有官能度为2-4且羟值为20-100mgKOH/g的聚醚醇、b2)具有羟值小于180mgKOH/g且官能度为大于2至3的疏水多元醇，以及b3)扩链剂。本专利技术进一步涉及可通过所述方法得到的聚氨酯垫圈，以及还涉及该垫圈与橡胶接触的用途。聚氨酯的一个特征是多功能性。这些材料的性能多样性使得它们频繁用于尤其是汽车制造业中。汽车部门中所使用的聚氨酯受到严格要求：需要在汽车的使用期间不变的优异机械性能，该目标在此为聚氨酯保留了其在应用领域有关的日常使用中的功能，例如服务性能、美学性能、触觉性能或稳定性能。用于汽车应用的聚氨酯暴露于极端气候条件(例如日晒、湿气，以及小于-10℃至高达100℃的极端温度)，加速了聚氨酯的老化。这些极端条件导致均匀的键裂、氧化应激或水解。这些导致不想要的效果，如机械性能损伤、材料脆变以及裂化。除不利的气候条件之外，也会导致材料性能损伤的另一个因素是和与聚氨酯一起使用的其他材料相互作用。该损伤可由不同的热膨胀系数的应激而引起，或如果与其他合成聚合物相互作用，其可由迁移到材料中的物质的不利影响引起，实例为增塑剂或催化剂残留物，其导致聚氨酯材料中的脆变和不想要的软化。基于聚酯多元醇的聚氨酯展现出明显更好的抗氧化降解性能，但由于酯基的水解从而对于接触汽车中经常出现的这种潮湿或微湿的环境的应用而言是不适合的，特别是在汽车的外部应用中，实例为垫圈应用如用于装配玻璃的那些。在此尤其要求聚氨酯垫圈具有高的耐候性。对于外部汽车应用，优选使用聚醚多元醇和芳族异氰酸酯如MDI，但是它们因MDI的UV吸附而表现出加速材料在紫外光下的分解。耐光性可因使用用于具有高UV曝光的外部应用的脂族异氰酸酯如IPDI、HDI或H12MDI代替芳香族异氰酸酯而提高。这些体系例如记载于EP929561中。虽然根据EP929561的体系表现出良好的耐候性，例如耐水解性和耐UV性，它们易受与合成聚合物，特别是包含增塑剂的合成聚合物有关的脆变的影响，实例为橡胶如乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)。本专利技术的目的在于提供聚氨酯体系，其——即使当接触其他聚合物时——仍具有高的耐候性且适合于车辆中的内部和外部用途，例如用于玻璃的密封。所述目的已通过可通过以下方法制备的聚氨酯垫圈实现：其中将(a)脂族多异氰酸酯、(b)具有至少两个对异氰酸酯有反应性的基团的化合物、(c)催化剂、(d)抗氧化剂和/或光稳定剂，以及任选(e)发泡剂、和(f)助剂和/或附加物质混合得到反应混合物，并使反应混合物完成反应得到聚氨酯，其中聚氨酯垫圈的肖氏A硬度小于90且其密度为至少850g/L，以及具有对异氰酸酯有反应性的基团的聚合化合物包含b1)具有官能度为2-4且羟值为20-100mgKOH/g的聚醚醇、b2)具有羟值小于180mgKOH/g且官能度为大于2至3的疏水多元醇，以及b3)扩链剂。具体而言，在此涉及的材料优选为密度至少850g/L，优选900-1500g/L，以及特别优选950-1350g/L的聚氨酯。进一步优选未发泡的聚氨酯。在此未发泡的聚氨酯实质上是在不加入发泡剂的情况下而获得。由于制备方法，多元醇中包含的少量发泡剂，例如水在此不视为发泡剂。用于制备致密聚氨酯的反应混合物优选包含小于0.2重量％的水，特别优选小于0.1重量％，以及特别小于0.05重量％。另外，本专利技术的聚氨酯垫圈的硬度小于90肖氏A，优选40-88肖氏A，以及特别是60-86肖氏A。这些软质聚氨酯具有作为汽车部门，特别是玻璃装配体系中的垫圈的特别适用性，因为它们在无需过高压力下提供至需要密封区域以良好的材料贴合性。可使用的异氰酸酯(a)为任何脂族或脂环族多异氰酸酯，优选二异氰酸酯。可提及的单个实例为：脂族二异氰酸酯如六亚甲基1,6-二异氰酸酯或2-甲基五亚甲基1,5-二异氰酸酯，以及脂环族二异氰酸酯如异氟尔酮二异氰酸酯或环己烷1,4-二异氰酸酯。异氰酸酯(a)优选不以其单体形式或非全部以其单体形式使用，以及优选包含异氰酸酯预聚物、脲二酮、异氰脲酸酯、脲基甲酸酯，或缩二脲。这些异氰酸酯为已知的且可购买得到。异氰酸酯优选包含异氰脲酸酯，其通过二异氰酸酯的三聚而获得，且其具有三个异氰酸酯基团。由此，异氰脲酸酯的使用提供在所得聚氨酯中的交联。具体而言，异氟尔酮二异氰酸酯的异氰脲酸酯用作用于本专利技术目的的多异氰酸酯(a)。在一个特别优选的实施方案中，异氰酸酯(a)包含异氟尔酮二异氰酸酯的单体和三聚异氰脲酸酯。异氰酸酯(a)的NCO含量在此优选为24.4-34，特别优选26-32。优选异氰酸酯(a)包含——除异氟尔酮二异氰酸酯和异氟尔酮异氰脲酸酯之外——小于30重量％的其他异氰酸酯，特别优选小于15重量％以及特别小于5重量％。(a)下提及的任何异氰酸酯在此可用作其他异氰酸酯，以及尤其异氟尔酮二异氰酸酯的预聚物用作其他异氰酸酯。多异氰酸酯预聚物可通过使过量的上述多异氰酸酯(组分(a-1))与具有对异氰酸酯有反应性的基团的化合物(组分(a-2))(b)例如在30-100℃，优选在约80℃的温度下反应得到异氰酸酯预聚物。具有对异氰酸酯有反应性的基团的聚合化合物(a-2)，以及扩链剂(a-3)为本领域技术人员已知且例如记载于"Kunststoffhandbuch,7,Polyurethane"[Plasticshandbook,7,Polyurethanes],CarlHanser-Verlag,第三版1993,第3.1章。具有对异氰酸酯有反应性的基团的聚合化合物(a-2)例如也可为具有对异氰酸酯有反应性的基团的如下所述(b)下的聚合化合物。使用的具有对异氰酸酯有反应性的化合物(b)可为任何已知的具有至少两个对异氰酸酯有反应性的氢原子的化合物，例如具有官能度为2-8以及数均摩尔质量为400-15000g/mol的那些。例如可使用选自聚醚多元醇、聚酯多元醇及其混合物的化合物。聚醚多元醇例如由环氧化物如环氧丙烷和/或环氧乙烷，或由四氢呋喃通过使用包含活性氢的起始化合物(例如脂肪醇、酚、胺、羧酸、水)或基于天然材料的化合物(例如蔗糖、山梨糖醇或甘露糖醇)和催化剂制备。在此可提及的是碱性催化剂和双金属氰化物催化剂，如例如记载于PCT/EP2005/010124、EP90444或WO05/090440中。聚酯醇例如是由脂肪族或芳香族二羧酸和多元醇、聚硫醚多元醇、聚酯酰胺、羟基化聚缩醛和/或羟基化脂肪族聚碳酸酯，优选在酯化催化剂的存在下制备。其他可能的多元醇例如在"Kunststoffhandbuch,7,Polyurethane"[Plasticshandbook,7,Polyurethanes],CarlHanser-Verlag,第三版1993,第3.1章中被提及。除所述聚醚醇和聚酯醇之外，可使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备聚氨酯垫圈的方法，其通过将以下组分混合得到反应混合物并使反应混合物完成反应而得到聚氨酯：(a)脂族多异氰酸酯，(b)具有至少两个对异氰酸酯有反应性的基团的化合物，(c)催化剂，(d)抗氧化剂和/或光稳定剂，以及任选地(e)发泡剂，以及(f)助剂和/或附加物质，其中聚氨酯垫圈的肖氏A硬度小于90且其密度为至少850g/l，以及具有对异氰酸酯有反应性的基团的聚合化合物包含b1)具有官能度为2‑4且羟值为20‑100mg KOH/g的聚醚醇、b2)具有羟值小于180mg KOH/g且官能度为大于2至3的疏水性多元醇，和b3)扩链剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.28 EP 14182711.31.一种制备聚氨酯垫圈的方法，其通过将以下组分混合得到反应混合物并使反应混合物完成反应而得到聚氨酯：(a)脂族多异氰酸酯，(b)具有至少两个对异氰酸酯有反应性的基团的化合物，(c)催化剂，(d)抗氧化剂和/或光稳定剂，以及任选地(e)发泡剂，以及(f)助剂和/或附加物质，其中聚氨酯垫圈的肖氏A硬度小于90且其密度为至少850g/l，以及具有对异氰酸酯有反应性的基团的聚合化合物包含b1)具有官能度为2-4且羟值为20-100mgKOH/g的聚醚醇、b2)具有羟值小于180mgKOH/g且官能度为大于2至3的疏水性多元醇，和b3)扩链剂。2.权利要求1的方法，其中所述脂族多异氰酸酯(a)包含单体的和三聚异氟尔酮二异氰酸酯的混合物。3.权利要求1或2的方法，其中所述聚醚醇b1)的羟值为25-50mgKOH/g。4.权利要求1至3中的任一项方法，其中所述聚醚醇b1)具有环氧乙烷单元和环氧丙烷单元作为环氧烷，其中环氧乙烷单元的比例小于30重量％，基于聚醚多元醇b1)中的环氧烷单元的总重量计，以及伯羟基的比例大于70重量％，基于聚醚多元醇b1)中的羟基数计。5.权利要求1至4中的任一项方法，其中所述疏水性多元醇b2)包含脂肪酸或改性脂肪酸的甘油酯。6.权利要求1至5中的任一项方法，其中所述疏水性多元醇b2)包含蓖麻油、脱水蓖麻油，或蓖麻油或脱水蓖麻油的烷氧基化产物。7.权利要求1至6中的任一项方法，其中所述扩链剂b3)为脂族键合羟基且其摩尔质量小于160g/mol。8.权利要求1至7中的任一项方法，其中除化合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·柏克恩，P·科庞，P·博尔策，T·马修，C·麦隆，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE