双(N-烷基氨基环已基)甲烷用作聚氨酯和聚脲的固化剂制造技术

在用单体多异氰酸酯和异氰酸根封端的预聚物生成聚氨酯和聚脲聚合物（弹性体和涂料）的过程中，双（Ｎ－烷基氨基环己基）甲烷是很好的固化剂或增链剂。这些增链剂可以单独使用或者与其它多胺以及与多元醇结合使用。由此可生成一大批独特的聚合物材料，其性能多种多样。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
作为商品聚合物中一个类别的聚氨酯高弹体因具有若干有利性能而使其显示独特的优点。一般来说，聚氨酯和与其相关的聚脲均呈现高载荷下的高抗磨性，优良的抗切割和抗撕裂性，较高的硬度，以及抗臭氧降解作用的性能，同时又是轻质而可浇涛的。与金属相比，聚氨酯重量较轻，使用时噪声较小，具有较好的耐磨性和优良的耐腐蚀性，同时又能比较便宜地加工制造。与其它塑料相比，聚氨酯是非脆性的，耐磨性要好得多，还显示良好的弹性记忆能力。聚氨酯在下列多种多样的产品中得到应用飞机套钩、轴衬、容器、垫片、星形轮、垫圈、刮板、叶轮、齿轮等，还在各种广泛应用中用作涂料。聚氨酯(及聚脲)之所以有用，部分得益于以下事实，即可用较为有限数目的反应物得到极其多样化的性能。聚氨酯通常在现场制备即让单体多异氰酸酯或低分子量预聚物中的末端异氰酸根基团与多官能化合物中能与异氰酸根反应的氢起作用(固化)，从而通过链延长以及某些场合下的交联作用生成高聚物。聚氨酯预聚物为多异氰酸酯和多元醇的加成化合物，例如二异氰酸酯和二醇的21加成化合物;脲预聚物为单体多异氰酸酯和多元胺的加成化合物。二醇(尤其是亚烷基二醇)是用作固化剂的是最常见的能与异氰酸根反应的物质，其作用是通过链延长生成线性聚合物。使用三元醇或更高级的多元醇会发生交联并给出非线性聚合物。虽然其他多官能物质(特别是二胺)从理论上讲也适用，但除了极少数例外，它们作为固化剂并未在工业上起到重要作用。主要的例外是4，4′-亚甲基二邻氯苯胺(通常称作MOCA)以及2，4-和2，6-二氨基-3，5-二乙基-1-甲苯(常称作二乙基甲苯二胺或DETDA)，这两种固化剂既是增链剂又是交联剂。最近发现某些特选的仲二胺和/仲多胺适宜于用作固化剂。仲二胺的作用只是增链剂。在聚氨酯和聚脲高弹体领域中尚未满足的需要之一是这样一种产品它既显示优良的光稳定性，同时又具有用胺基固化剂制得的聚合物的韧性。目前许多产品的缺点之一是易于在日光下泛黄。如果能有产品不随时间而加深颜色则对一些特定应用来说是很有利的，例如用作涂料类，用作汽车及室外器具面漆的弹性体，用作房顶涂料，用作桥梁和甲板的涂料，以及用作某些粘合剂。本专利技术的目的是提供可用作增链剂的二胺类固化剂，用以得到聚氨酯和聚脲类型的耐光聚合物。一种实施方案中包含以下两类二胺双(4-烷基氨基环己基)甲烷和双(4-烷基氨基-3-烷基环己基)甲烷，其中的烷基在与氮键合时为含碳原子不超过10个的低级烷基，在与环己基环键合时为含碳原子不超过5个的低级烷基。在一具体实施方案中，所述的二胺为双(4-仲丁基-3-甲基环己基)甲烷。另一实施方案包括用这些独特的增链剂制备的聚合物。本专利技术中的聚合物为一种或多种多异氰酸酯反应物与能和异氰酸根反应的胺类的反应产物。所述胺类为双(N-烷基氨基环己基)甲烷以及这些胺与其它能和异氰酸根反应的物质(主要指多元醇和其它多胺类)的混合物。(本申请书中所用的“聚合物”一词应包括弹性体和涂料)。由于可能有反应物的各种不同组合，因而出现许多变通方案。在一类变通方案中，多异氰酸酯反应物为单体多异氰酸酯，它与能和异氰酸根反应的物质起作用时生成两种不同的聚合物。A型聚合物中，能与异氰酸根反应的物质为多胺，单体多异氰酸酯只与多胺反应生成聚脲，其特点是只有脲键连。B型聚合物中，单体多异氰酸酯与多胺和多元醇的混合物反应生成既有脲键连又有聚氨酯键连的聚物，但因有聚氨酯基团存在仍统称为聚氨酯。但是应该说清楚，虽然B型方案聚合物通常称作聚氨酯，该产品中的聚氨酯键连程度变化很大，从相当多到比较少。在另一类变通方案中，多异氰酸酯反应物为预聚物，它是单体多异氰酸酯与多胺或多元醇的异氰酸根封端的反应产物。用2当量单体多异氰酸酯与1当量多元醇或多胺反应的产物叫作“全预聚物”;用2当量单体多异氰酸酯与不到1当量的多元醇或多胺反应的产物叫做“准预聚物”。1当量的多胺或多元醇的定义如下这一数量所提供的能和异氰酸根反应的氢原子(来自氨基或活性羟基)数与多异氰酸酯反应物中存在的异氰酸根基团数一样多。反过来，1当量多异氰酸酯这一数量所提供的异氰酸根基团足以和存在的氨基和/或羟基中的氢完全反应。“全预聚物”的例子为2毫尔二异氰酸酯OCN-Y-NCO与1摩尔二醇HO-Z-OH的反应2OCN-Y-NCO+HO-Z-OH→OCN-Y-NHC(O)OZO(O)CNH-Y-NCO虽然以上按理想情况将异氰酸根封端的预聚物表示为2∶1反应产物，一般来说它们包含有上述产物与多元醇进一步反应而得到的较短的聚合物链段。不论是全预聚合物还是准预聚物均可由单体多异氰酸酯与多元醇或多胺的反应生成，得到不同类型的预聚物，随后这种预聚物又可以与本专利技术的多胺固化剂反应(该多胺固化剂可以a)单独使用，b)与多元醇结合使用，或c)与其它多胺结合使用)导致进一步的多样化。在C型聚合物中，由单体多异氰酸酯与多元醇(称之为骨架多元醇)反应得到预聚物(全预聚物或准预聚物)以提供聚氨酯键连。在D型聚合物中，由单体多异氰酸酯与多胺(称之为骨架多胺)反应得到预聚物(全预聚物或准预聚物)以提供脲键连。当C型预聚物随后再与本专利技术的增链多胺反应时，生成的聚合物既有聚氨酯键连(来自预聚物)又有脲键连(来自链延长反应)，但该聚合物仍叫作聚氨酯。当D型预聚物随后再与本专利技术的增链多胺反应时(不管是否和其它多胺结合使用)，所得聚合物只含脲键连，产品显然为聚脲。当D型预聚物随后再与本专利技术的增链多胺(与多元醇结合使用)反应时，所得聚合物既有脲键连又有聚氨酯键连。根据聚氨酯键连的相对数量有时也难以判定该弹性体究竟应该叫作聚脲还是聚氨酯。以上结束了简要的阐述解释，下面我们将对本专利技术作详细介绍。在上述每一种(变体)方案中，多异氰酸酯反应物(不管是单体、预聚物、或是某种混合物)随后均与本专利技术中的胺类反应。由于该胺类为仲胺，它们只起增链剂作用生成本专利技术的聚合物。由于可使多异氰酸酯反应物与本专利技术的胺和多元醇的混合物发生反应，这就导致进一步多样化，它取决于所用多元醇的特性以及多元醇在混合物中的相对数量。当多异氰酸酯反应物为单体多异氰酸酯，它又是和多元醇-多胺混合物反应时，以上这一点更是如此。还有一项多样性来自于多异氰酸酯反应物与本专利技术的胺与其它胺的混合物的反应。本专利技术实施中所用的多异氰酸酯反应物中包括单体多异氰酸酯，它至少为二异氰酸酯。可用于本专利技术实施中的这类多异氰酸酯的例子有亚苯基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二甲苯二异氰酸酯、1，5-萘二异氰酸酯、氯亚苯基2，4-二异氰酸酯、双甲苯二异氰酸酯、联茴香胺二异氰酸酯、联甲苯胺二异氰酸酯和烷基化苯二异氰酸酯类;亚甲基间断的芳族二异氰酸酯，例如亚甲基二苯基二异氰酸酯，尤其是它的4，4′-异构体(MDI)，包括其烷基化同类物，如3，3′-二甲基-4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯;加氢后的物质，如环己烯二异氰酸酯、4，4′-亚甲基二环己基二异氰酸酯(H12MDI);混合芳烷基二基异氰酸酯，如四甲基二甲苯基二异氰酸酯、OCN-C(CH3)2-C6H4C(CH3)2-NCO以及通常所称的异佛尔酮二异氰酸酯，它是3，3，5-三甲基-5-异氰酰-甲基环己基异氰酸酯;多亚甲基异氰酸酯，如1，4-四亚甲基二异氰酸酯、1，5-五亚甲基二异氰酸酯、1，6-六亚甲基二异本文档来自技高网...

【技术保护点】
聚氨酯和聚脲的固化剂，该固化剂包含结构如下的双（Ｎ－烷基氨基环己基）甲烷： ＊＊＊ 其中的Ｒ↓［１］和Ｒ↓［２］各自分别选自含１至１０个碳原子的烷基构成的一组基团，Ｒ↓［３］、Ｒ↓［４］、Ｒ↓［５］和Ｒ↓［６］各自分别选自由氢和含１至５个碳原子的烷基构成的一组基团。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：DW豪斯，RV斯科特，MJ加图索，
申请(专利权)人：环球油品公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]