用于制备含缩脲二酮基团的固体高反应性聚氨酯组合物的方法技术

本发明专利技术涉及制备含有缩脲二酮基团的在低烘烤温度下固化的固体高反应性聚氨酯组合物的方法，还涉及这种组合物及其用于制备塑料、特别是交联形成高光泽或者无光泽的、光稳定和耐候性的漆膜的粉末涂料的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及制备含缩脲二酮基团的在低烘烤温度下固化的固体高反应性聚氨酯组合物的方法，还涉及这种组合物及其用于制备塑料、特别是交联形成高光泽或者无光泽的、光稳定和耐候性的漆膜的粉末涂料的用途。在室温下为固态的外部或者内部封端的聚异氰酸酯对于可热交联的聚氨酯(PUR)粉末涂料组合物是有价值的交联剂。例如DE-OS 2735497中记载了具有优异的气候稳定性和热稳定性的PUR粉末涂料。在DE-OS 2712931中记载了其制备方法的交联剂由含ε-己内酰胺封端的异氰脲酸酯基团的异佛尔酮二异氰酸酯构成。还已知含尿烷基团、缩二脲基团或者尿素基团的聚异氰酸酯，其异氰酸酯基团同样是封端的。这些外部封端的体系的缺点在于在热交联反应期间封端剂的消除。因为这样封端剂可能释放到环境中，出于环境和工作卫生的考虑必须采取特别措施以净化废气和/或回收封端剂。为此，交联剂具有低反应性。这要求高于170℃的固化温度。DE-OS 3030539和DE-OS 3030572记载了用于制备含缩脲二酮基团的加聚化合物的方法，该加聚化合物的端部异氰酸酯基团用一元醇或者一元胺不可逆地封端。缺点尤其在于交联剂的链终止成分，该链终止成分导致PUR粉末涂料的低网络密度和由此导致中等的耐溶剂性。羟基封端的含缩脲二酮基团的加聚化合物是EP 0669353的主题。这种加聚化合物由于其官能度为2具有改善的耐溶剂性。基于这些含缩脲二酮基团的聚异氰酸酯的粉末涂料组合物的共同之处在于在固化反应时不会释放出挥发性化合物。但是烘烤温度处于至少180℃的高水平。在EP 0803524中记载了在PUR粉末涂料组合物中使用脒作为催化剂。这些催化剂虽然导致固化温度降低，但是也导致显著的变黄，这在涂料领域通常是不希望的。这种变黄的原因可能归因于脒中的反应性氮原子。它们可以与空气氧反应成氮氧化物，而这导致变色。在EP 0803524中还提及了迄今用于该目的的其它催化剂，但是没有指出对固化温度的特殊效果。这些催化剂包括从聚氨酯化学中已知的金属有机催化剂例如二月桂酸二丁基锡(DBTL)或者叔胺例如1，4-二氮杂二环辛烷(DABCO)。在WO 00/34355中要求保护基于金属乙酰丙酮化物(例如乙酰丙酮锌)的催化剂。这些催化剂事实上能够降低含缩脲二酮基团的聚氨酯粉末涂料组合物的固化温度(M.Gedan-Smolka，F.Lehmann，D.Lehmann“New catalysts for the low temperature curing of uretdionepowder coatings”International Waterborne，High solids and PowderCoatings Symposium，New Orleans，21-23.2.2001)。在制备之后一般将粉末涂料组合物研磨和过筛。所得粉末颗粒(通常5-200μm)即使在储存时也不得进行烧结，因为否则将会中断喷涂。因此，为了确保这一物理稳定性，要求粉末涂料组合物的玻璃态转变温度为至少40-50℃。但是具有这样的玻璃态转变温度的粉末涂料组合物通常在90-130℃温度下才熔融。因此，仅能困难地将导致高反应性粉末涂料组合物的所有催化剂混入到粉末涂料组合物中。其原因在于粉末涂料组合物的加工温度(挤出温度)和熔融温度非常接近于反应温度(130-150℃)。在挤出期间，在粉末涂料组合物能形成均匀表面之前，其可能发生不理想的预交联或者该粉末涂料组合物在基材上固化。两种情况下均导致不希望出现的表面缺陷。因此，本专利技术的任务在于寻找一种用于制备含有缩脲二酮基团的固态高反应性聚氨酯组合物的方法，该聚氨酯组合物在极低的温度下就已经能够固化，特别适用于制备塑料以及制备高光泽或者低光泽、光稳定和耐气候性的粉末涂料，而不显示出明显的表面缺陷。令人惊奇地发现，在70-170℃温度下混合过程开始之后的时间点向含有缩脲二酮基团的聚氨酯组合物中混入高有效性的催化剂导致高反应性的组合物，特别是在固化后在基材上不显示出表面缺陷或者仅有些微表面缺陷的粉末涂料组合物。本专利技术的主题在于制备含有缩脲二酮基团的固态高反应性聚氨酯组合物的方法，其通过在混合装置中在组分C)存在的条件下使下列组分相混合而进行A)基于含芳族、脂族、脂(环)族或者脂环族聚异氰酸酯和羟基的化合物计，游离NCO含量低于5重量％和缩脲二酮含量为1-30重量％的熔点为40-130℃的至少一种含缩脲二酮的固化剂，和B)视需要的至少一种熔点为40-130℃和OH值为20-200mg KOH/克的含羟基聚合物，C)下列之中的至少一种催化剂C1)式M(OR1)n(OR2)m(OR3)o(OR4)p(OR5)q(OR6)r，其中M是呈等于n+m+o+p+q+r之和的任意正氧化态的金属，m、o、p、q、r表示0-6的整数并使n+m+o+p+q+r＝1-6，基团R1-R6同时或者彼此独立地表示氢或者具有1-8个碳原子的烷基、芳基、芳烷基、杂芳基、烷氧基烷基，且该基团各自为线型或者支化的、非桥连的或者与其它基团桥连而形成环、二环或者三环，且桥原子除了碳之外还可以是杂原子，并且R1-R6基团还可以另外具有一个或多个醇基团、氨基、酯基、酮基、硫基团、尿烷基团、尿素基团、脲基甲酸酯基团、双键、三键或者卤原子，和/或C2)选自式+-的四烷基铵盐，其中R1-R4同时或者彼此独立地表示具有1-18个碳原子的烷基、芳基、芳烷基、杂芳基、烷氧基烷基，它们各自为线型或者支化的，非桥连或者与其它R1-R4基团桥连而形成环、二环或者三环，且桥原子除了碳之外还可以是杂原子，且每个R1-R4基团还可以另外含有一个或多个醇基团、氨基、酯基、酮基、硫基、尿烷基、尿素基、脲基甲酸酯基、双键、三键或者卤原子，且R5表示OH或者F，和/或C3)式+-，其中R1-R4同时或者彼此独立地表示具有1-18个碳原子的烷基、芳基、芳烷基、杂芳基、烷氧基烷基，它们各自为线型或者支化的，非桥连或者与其它R1-R4基团桥连而形成环、二环或者三环，且桥原子除了碳之外还可以是杂原子，且每个R1-R4基团还可以另外含有一个或多个醇基团、氨基、酯基、酮基、硫基、尿烷基、尿素基、脲基甲酸酯基、双键、三键或者卤原子，且R5表示具有1-18个碳原子的线型或者支化的烷基、芳基、芳烷基、杂芳基、烷氧基烷基，并还可以另外含有一个或多个醇基团、氨基、酯基、酮基、硫基、酸基、尿烷基、尿素基、脲基甲酸酯基、双键、三键或者卤原子，和/或C4)选自式Mn+(acac-)n的金属乙酰丙酮化物，其中M为金属离子，n为n＝1-6的自然数，acac为双-(2，4-戊二酮酸根合)，C5)选自式+-的化合物，其中R1-R4同时或者彼此独立地表示具有1-18个碳原子的烷基、芳基、芳烷基、杂芳基、烷氧基烷基，它们各自为线型或者支化的，非桥连或者与其它R1-R4基团桥连而形成环、二环或者三环，且桥原子除了碳之外还可以是杂原子，且每个R1-R4基团还可以另外含有一个或多个醇基团、氨基、酯基、酮基、硫基、尿烷基、尿素基、脲基甲酸酯基、双键、三键或者卤原子，且R5表示OH、F或者R6COO，其中R6同样表示具有1-18个碳原子的线型或支化的烷基、芳基、芳烷基、杂芳基、烷氧基烷基，本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制备含有缩脲二酮基的固态高反应性聚氨酯组合物的方法，其通过在混合装置中在组分Ｃ）存在的条件下使下列组分相混合而进行：Ａ）以含芳族、脂族、脂（环）族或者脂环族聚异氰酸酯和羟基的化合物计，游离ＮＣＯ含量低于５重量％和缩脲二酮含量为１ －３０重量％的熔点为４０－１３０℃的至少一种含缩脲二酮的固化剂，和Ｂ）视需要的至少一种熔点为４０－１３０℃和ＯＨ值为２０－２００ｍｇＫＯＨ／克的含羟基聚合物，Ｃ）下列之中的至少一种催化剂Ｃ１）式Ｍ（ＯＲ↑ ［１］）↓［ｎ］（ＯＲ↑［２］）↓［ｍ］（ＯＲ↑［３］）↓［ｏ］（ＯＲ↑［４］）↓［ｐ］（ＯＲ↑［５］）↓［ｑ］（ＯＲ↑［６］）↓［ｒ］，其中Ｍ是呈等于ｎ＋ｍ＋ｏ＋ｐ＋ｑ＋ｒ之和的任意正氧化态的金属，ｍ、ｏ、ｐ、ｑ、ｒ表示０－６的整数并使ｎ＋ｍ＋ｏ＋ｐ＋ｑ＋ｒ＝１－６，基团Ｒ↑［１］－Ｒ↑［６］同时或者彼此独立地表示氢或者具有１－８个碳原子的烷基、芳基、芳烷基、杂芳基、烷氧基烷基，且该基团各自为线型或者支化的、非桥连的或者与其它基团桥连而形成环、二环或者三环，且桥原子除了碳之外还可以是杂原子，并且Ｒ↑［１］－Ｒ↑［６］基团还可以另外具有一个或多个醇基团、氨基、酯基、酮基、硫基团、尿烷基团、尿素基团、脲基甲酸酯基团、双键、三键或者卤原子，和／或Ｃ２）选自式［ＮＲ↑［１］Ｒ↑［２］Ｒ↑［３］Ｒ↑［４ ］］↑［＋］［Ｒ↑［５］］↑［－］的四烷基铵盐，其中Ｒ↑［１］－Ｒ↑［４］同时或者彼此独立地表示具有１－１８个碳原子的烷基、芳基、芳烷基、杂芳基、烷氧基烷基，它们各自为线型或者支化的，非桥连或者与其它Ｒ↑［１］－Ｒ↑［４］基团桥连而形成环、二环或者三环，且桥原子除了碳之外还可以是杂原子，且每个Ｒ↑［１］－Ｒ↑［４］基团还可以另外含有一个或多个醇基团、氨基、酯基、酮基、硫基、尿烷基、尿素基、脲基甲酸酯基、双键、三键或者卤原子，且Ｒ↑［５］表示ＯＨ或者Ｆ，和／或Ｃ ３）式［ＮＲ↑［１］Ｒ↑［２］Ｒ↑［３］Ｒ↑［４］］↑［＋］［Ｒ↑［５］ＣＯＯ］↑［－］，其中Ｒ↑［１］－Ｒ↑［４］同时或者彼此独立地表示具有１－１８个碳原子的烷基、芳基、芳烷基、杂芳基、烷氧基烷基，它们各自为线型或者支化的，非桥连或者与其它Ｒ↑［１］－Ｒ↑［４］基团桥连而形成环、二环或者三环，且桥原子除了碳之外还可以是杂原子，且每个Ｒ↑［１］－Ｒ↑［４］基团还可...

【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：E斯皮洛，H勒施，A温宁，T威劳赫，
申请(专利权)人：德古萨公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]