具有异氰酸酯官能度的化合物、其制备及其在涂层制备方法中的用途技术

技术编号:1569177 阅读:314 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
平均异氰酸酯官能度大于2的本发明专利技术化合物由平均官能度大于2的(多)异氰酸酯与化合物X的反应产生,所述化合物X包含官能团B(H)↓[n]或B’(H)↓[n]’,其中n等于1或2,n’等于1、2或3,H是不稳定氢以及B表示O、S、N(N为伯或仲氮)、-C(=O)-O、-C(=O)-N、或基团O=P(O)↓[2];O=P(O)OR↓[1];O=P(O)↓[3];O=P(O)↓[2]OR↓[1];O=P(O)-OR↓[1],R↓[1]表示烷基或芳烷基,以及B’表示-SiR↓[2]R↓[3]R↓[4],R↓[2]、R↓[3]和R↓[4]表示氧、带有与所述(多)异氰酸酯反应的官能团的烷基、或者芳烷基、芳基、-O-烷基或-O-芳烷基,另外X是脂环族、芳族或杂环化合物或者交联聚合物的粒子;以及条件是,当B表示仲氮以及当X是脂环族化合物时,则X是具有至少两个环的化合物;所述反应以化合物X/[化合物X+(多)异氰酸酯]重量比为至多50%下进行。本发明专利技术还涉及包含至少一种上述类型的化合物的固化剂型组合物。本发明专利技术的化合物或组合物可以用于油漆或清漆型的涂层的制备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有异氰酸酯官能度的化合物、涉及其制备以及其在涂层制备方法中的用途,特别是油漆或清漆类型的涂层,并且尤其用于金属基材。
技术介绍
汽车和航空工业领域日益要求技术上非常先进的涂层组合物,该组合物具有产生优质成品的改善的使用条件。 这类组合物包括含有双组分的聚氨酯制剂,该组分之一是多异氰酸酯型固化剂而另一组分是另外包含该涂层所必需的添加剂的多元醇型树脂。为了储存在分开的两个容器中配制这些组分并且在制造涂层时将它们混合以便在多异氰酸酯与多元醇之间进行交联反应。 为了提高生产率并且特别是为了加速有待涂漆的载体在涂漆室中的旋转,存在着对越来越快速地干燥的油漆制剂的需要。干燥事实上包括两种现象。首先是化学现象,它是聚氨酯网络的形成并且它基本上是由固化剂与多元醇之间的化学反应产生共价聚氨酯键的结果。另外存在物理现象,它通过涂层固化的速率来反映。在物理意义上该干燥与所用成分的固有性质有关并且特别是与这些成分的玻璃化转变温度(Tg)有关。 受到推荐和已知的提高干燥速率的解决方案是向通常基于六亚甲基二异氰酸酯(HDI)的脂族多异氰酸酯固化剂中加入一定量的尤其基于异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)的脂环族多异氰酸酯,例如异佛尔酮二异氰酸酯三聚物(IPDT)。然而,这些基于IPDI的多异氰酸酯固化剂包含与基于HDI的具有脂族结构的多异氰酸酯相比明显不那么有活性的异氰酸酯官能团。如果加速所谓“物理”的干燥,则另一方面的交联化学过程会明显减缓。 在如此获得的涂层中未反应的异氰酸酯官能团的存在会导致该涂层在抛光和精加工操作期间的塑化。则存在涂层劣化,甚至漆膜剥离,从而产生需要修补的缺陷。 此外,这些涂层过快暴露于潮湿条件下会由于未反应的异氰酸酯官能团与水的反应而导致微白色斑点的出现,这在此又导致需要修补。 因此提出的问题是在保持涂层性质的同时加速干燥。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供使得可以在保留异氰酸酯官能团的良好反应性的同时提高干燥速率的化合物,以及因而提供使得可以对上述问题起作用的化合物。 在该目标下,本专利技术涉及一种具有大于2的平均官能度的具有异氰酸酯官能度的化合物,其由平均官能度大于2的(多)异氰酸酯与至少一种化合物X的反应产生,所述化合物X包含 -要么至少一个官能团B(H)n,其中 n是等于1或2的数, H是不稳定氢并且 B表示O,S,N,N为伯或仲氮,-C(=O)-O,-C(=O)-N,或以下基团 R1表示任选支化的烷基或芳烷基,或者被杂原子中断的烷基链; -要么至少一个官能团B’(H)n’,其中 n’是等于1、2或3的数, H是不稳定氢并且B’表示-SiR2R3R4,R2,R3和R4表示氧,带有与所述(多)异氰酸酯反应的官能团的烷基,芳烷基,芳基,-O-烷基或-O-芳烷基,R2,R3和R4基团的数目使得n’能够很好满足上述条件; X另外是脂环族,芳族或杂环化合物,或者交联聚合物的粒子; 并且条件是 -当B表示仲氮以及当X是脂环族化合物时,则X是具有至少两个环的化合物; -并且上述反应以化合物X/重量比为至多50%来进行。 本专利技术还涉及固化剂型的组合物,其特征在于它包含至少一种上述类型的化合物。 在阅读下面的说明还有意图举例说明本专利技术的各种具体但非限制性的实施例时,本专利技术的其他特征、细节和优点会变得更彻底地显而易见。 对于以下的说明,除非另有指示,规定给出的数值范围包括边界值在内。 本专利技术的化合物具有异氰酸酯官能度,也就是说它在其结构中具有异氰酸酯官能团,而且它可以另外具有氨基甲酸乙酯(uréthane)、脲基甲酸酯(allophanate)、脲、缩二脲、酯、碳酸酯类型的官能团。 另外,该化合物具有大于2的平均官能度,更特别地至少为2.5以及再特别地至少为2.8。根据优选的实施方案,该平均官能度可以至少为3,更特别地至少3.2以及再特别地至少3.5。该平均官能度通常为至多20,更特别地至多15以及再特别地至多10。 对于该化合物,在这里以及对说明书的其余部分来说,用于异氰酸酯基团的术语“平均官能度”理解为是指数值r r=Mn× 其中Mn是该具有异氰酸酯官能度的化合物的数均摩尔质量,而是以mol/g表示的异氰酸酯官能团的浓度。 该质量Mn由凝胶渗透色谱法测定。 本专利技术的化合物是至少一种上述化合物X与(多)异氰酸酯的反应产物。因而应当理解本专利技术适用于(多)异氰酸酯与几种化合物X的混合物反应的情况。 如上所述,该化合物X必须具有若干特性。 它首先必须包含至少一个官能团B(H)n或B’(H)n’,其中H为不稳定氢以及B表示不同的原子或原子团。 因而,B可以表示O,这种情况下官能团BH为OH;S,对应于官能团SH的情况;N,氮是伯氮或仲氮,也就是说该氮原子分别带有两个氢原子或一个氢原子,其分别对应于官能团NH2或NH,B也可以是C(=O)-N基团,就BH而言它对应于官能团C(=O)-NH或C(=O)-NH2或者C(=O)-NHR’,R’为通常具有1-10个碳原子的任选支化的烷基链或芳基链。这里提及的B的值对应于本专利技术的优选实施方案。 此外,如上所述,B可以表示包含磷的基团,在该情况下化合物X例如为下式的化合物 其中X’为化合物X的其余部分,而R1如上定义,在这里规定所述烷基或芳烷基更特别地包含至多20个碳原子,特别是1-10个碳原子。在R1表示被杂原子中断的烷基链的情况下,该链包含通常至多为60的碳数,更特别地至多为40以及再特别地至多35。在该相同情况下,所述杂原子可以更特别地为氧以及杂原子数优选为1-20。在本专利技术的化合物用于水相组合物的情况下,本段中定义的基团B是有利的。 最后,应当注意本专利技术当然适用于X包含几个官能团B(H)n或B’(H)n’的情况,这些官能团可以相同或不同。 该化合物X更特别地具有等于或大于1的平均官能度,其可以例如为1-10和更特别地为1-5以及有利地为1-3。 该化合物X的平均官能度由数值r’给出 r’=M’n×或者r’=M’n× 其中M’n是该化合物X的数均摩尔质量而和代表以mol/g表示的官能团B(H)n和B’(H)n’的相应浓度。质量M’n由凝胶渗透色谱法测定。官能团B(H)n或B’(H)n’的浓度在其中B为N、-C(=O)-O、-C(=O)-N和上述含磷基团的官能团的情况下通过直接的电位测定法计算,或者对于其它官能团通过间接方法计算,该间接方法在于使官能团B(H)n或B’(H)n’与乙酸酐反应然后反滴定释放出的乙酸。还可以将分析方法例如NMR用于测定该浓度。 化合物X另外是具有脂环族、芳族或杂环结构的有机化合物。构成化合物X的结构的环可以是稠合的或者通过脂族链或者通过简单键彼此结合。如上所述,当B表示仲氮时是这种情况。在脂族链的情况下,该链优选短而且是任选支化的,例如至多15个碳原子的链,特别是至多10个碳原子,更特别地至多6个碳原子以及再特别地至多4个碳原子。这些环可以包含任选支化的短的烷基链,例如至多10个碳原子的链,特别是至多6个碳原子,更特别地至多4个碳原子以及再特别地至多2个碳原子。该环也可以是双环。 根据本专利技术的一种优选实施方案,所述化合物X本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种具有大于2的平均官能度的具有异氰酸酯官能度的化合物,其由平均官能度大于2的(多)异氰酸酯与至少一种化合物X的反应产生,所述化合物X包含: -要么至少一个官能团B(H)↓[n],其中: n是等于1或2的数, H是不稳定氢并且 B表示O,S,N,N为伯或仲氮,-C(=O)-O,-C(=O)-N,或以下基团 *** R↓[1]表示任选支化的烷基或芳烷基,或者被杂原子中断的烷基链; -要么至少一个官能团B’(H)↓[n’],其中: n’是等于1、2或3的数, H是不稳定氢并且B’表示-SiR↓[2]R↓[3]R↓[4],R↓[2],R↓[3]和R↓[4]表示氧,带有与所述(多)异氰酸酯反应的官能团的烷基,芳烷基,芳基,-O-烷基或-O-芳烷基,R↓[2],R↓[3]和R↓[4]基团的数目使得n’能够很好满足上述条件; X另外是脂环族,芳族或杂环化合物,或者交联聚合物的粒子; 并且条件是: -当B表示仲氮以及当X是脂环族化合物时,则X是具有至少两个环的化合物; -并且上述反应以化合物X/[化合物X+(多)异氰酸酯]重量比为至多50%来进行。

【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:JM贝尔纳P巴尔博P奥利尔
申请(专利权)人:罗地亚管理公司
类型:发明
国别省市:FR[法国]

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