封端的异氰酸酯交联溶液制造技术

一种低粘度的封端的异氰酸酯溶液，可通过使聚异氰酸酯基化合物与丙二醇一起反应，或通过聚伯胺或仲胺与碳酸丙酯一起反应来制备。产生的β－羟丙基氨基甲酸酯聚合物可以和作为稀释溶剂的丙二醇单甲基醚混合，形成易流动的高固体含量的溶液，该溶液在室温具有良好流动性。该溶液的粘度低于使用乙二醇作为封端剂或使用几种类似于丙二醇单甲基醚的非－ＨＡＰＳ稀释溶剂制备的溶液的粘度。该溶液易与可电沉积漆的组分混合，形成可固化涂料组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可固化的组合物及其制备和用途。
技术介绍
基于含活性氢物质、β-羟基氨基甲酸酯和固化催化剂的涂料组合物一直被用来对车辆和其它基材进行底涂和涂漆。β-羟基氨基甲酸酯通常采用异氰酸酯基化合物(isocyanato compound)与1，2-多元醇反应，或通过伯胺或仲胺与碳酸酯反应来制备。这些反应可以产生所谓的“封端的异氰酸酯”，其中异氰酸酯基被侧接羟烷基取代。封端的异氰酸酯如果适当处理是稳定的并能储藏(通常即使在含活性氢物质存在下)。加热时，羟烷基解除封端释放异氰酸酯基，该异氰酸酯基则可与含活性氢物质反应。不幸的是，某些封端的异氰酸酯已经配制在目前被认为是对空气有害的污染物(“HAPs”)的溶剂中。这限制了这种封端的异氰酸酯的应用并且需要对这种异氰酸酯进行再配制。专利技术概述要求这种涂料组合物中的封端异氰酸酯在室温具有低粘度，使其容易与含活性氢物质以及涂料组合物的其它组分混合。有时通过在非活性(不含活性氢)的适当溶剂中形成封端的异氰酸酯，或通过在形成封端的异氰酸酯后加入适当活性或非活性溶剂来兑稀(let down)，获得适当低粘度。然而，由于必须使用非HAP配方，选择合适的溶剂受到很多限制。聚异氰酸酯可以为各种原因包括低挥发性和增加处理的安全性提供特别合乎需要的封端的异氰酸酯。不幸的是，很难获得封端的聚异氰酸酯的低粘度溶液。本专利技术一个方面提供了一种制备封端的异氰酸酯溶液的方法，其包括以下步骤a)使聚异氰酸酯基化合物和丙二醇一起反应，或聚伯胺或聚仲胺和碳酸丙酯反应，形成β-羟丙基氨基甲酸酯聚合物；b)将β-羟丙基氨基甲酸酯聚合物与丙二醇单甲基醚结合(combining)，形成易流动的封端聚异氰酸酯溶液。另一方面，本专利技术提供一种封端聚异氰酸酯溶液，该溶液包含β-羟丙基氨基甲酸酯聚合物和丙二醇单甲基醚的易流动的混合物。该异氰酸酯溶液使用了非-HAP溶剂，具有低的室温粘度，并能以相对较高固体含量方便地与含活性氢物质混合，汽提溶剂并分散在水中，形成能在如低于约175℃的低温下固化的水基涂料组合物。由下面的详细说明，本专利技术的这些方面和其它方面将是显而易见。上面的概述不构成对要求的主题的限制，该主题只由权利要求书来限定，因为它们可以在审查(prosecution)期间进行修改。专利技术详述术语“聚合物”和“聚合的”指均聚物和共聚物，以及通过如共挤出形成为可掺混共混物或通过反应包括如酯交换形成的均聚物或共聚物。术语“共聚物“包括交替共聚物、无规共聚物和宽度共聚物。术语“高固体含量”指溶液的固体含量大于50重量％。术语“易流动的”指高固体量的液体溶液，如果置于240ml玻璃瓶的下半部，需要时冷却至室温(25℃)并于室温静置3天后，将该玻璃瓶倒置，该溶液会在不到1分钟内流动到玻璃瓶的另一端。术语“分散体”指溶液和胶态悬浮液。本专利技术中可以使用各种聚异氰酸酯基化合物。异氰酸酯基化合物可以是脂族、脂环族或芳族异氰酸酯基化合物，其中优选芳族异氰酸酯基化合物。其代表例包括但不限于二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)聚合物，如MONDURTMMR，MONDURMRS，MONDUR 582和其它品级的MONDUR聚异氰酸酯(可从Bayer Corporation购得)，以及PAPITM27，PAPI 94，PAPI 95，PAPI 901和其它品级的PAPI聚异氰酸酯(可从Dow Chemical Co.购得)；甲苯二异氰酸酯(TDI)聚合物，如甲苯二异氰酸酯二聚物和三聚物；以及通过多元醇、聚醚多元醇或聚酯多元醇与化学计量过量的一种或多种多异氰酸酯反应形成的异氰酸酯封端的预聚物。用来制备这类预聚物的合适多元醇包括在美国专利No.4,435,559中列出的那些，该专利内容全文参考结合于本文。β-羟丙基氨基甲酸酯聚合物可通过使聚异氰酸酯基化合物和对于可利用的异氰酸酯基为化学计量过量的羟基反应形成。丙二醇中羟基与异氰酸酯基化合物中可利用的异氰酸酯基的当量比值可以例如为2-1或更小，更优选约为1.5-1。反应混合物还可任选包含封端剂，其解封端的温度要求比只使用丙二醇作为封端剂时显示的解封端温度高。合适的其它这类封端剂包括脂族、脂环族或芳族一元醇，如甲醇、乙醇、氯乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、3，3，5-三甲基己醇、癸醇和月桂醇等；脂环族醇，如环戊醇和环己醇；芳族醇，如苯甲醇。这些其它封端剂中羟基当量通常不大于丙二醇的羟基当量的两倍。聚异氰酸酯基化合物、丙二醇和任选其它封端剂的反应通常在合适的氨基甲酸酯形成剂存在下进行。优选的氨基甲酸酯形成剂包括金属盐或配合物，如二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、乙酸铅等。氨基甲酸酯形成反应优选在合适的非活性溶剂存在下进行。代表性的非活性溶剂包括酮类如2-丁酮、2-戊酮和甲基异丁基酮，酯类如乙酸丁酯。宜将聚异氰酸酯基化合物缓慢加入到丙二醇、氨基甲酸酯形成催化剂和任选其它封端剂的加热溶液中。代表性反应温度约为50-120℃，优选低于约80℃。β-羟丙基氨基甲酸酯聚合物还可以通过使聚伯胺或聚仲胺与碳酸丙酯反应形成。可以使用各种聚伯胺和聚仲胺(包括亚胺)，包括脂族、脂环族或芳族胺。通常优选芳族胺。代表性胺包括但是不限于乙二胺(EDA)、二亚乙基三胺(DETA)、三亚乙基四胺(TETA)、四亚乙基五胺(TEPA)、氨基乙基哌嗪(AEP)和氨基乙基乙醇胺(AEEA)，这些都可以从Huntsman LLC购得。合适的碳酸丙酯是JEFFSOLTM碳酸亚内酯，也可以从Huntsman LLC购得。合适的反应条件在Huntsman TechnicalBulletin标题为“JEFFSOLTMALKYLENE CARBONATES SYNTHESIS OFHYDROXYALKYL URETHANES”中描述，可从http//www.huntsman.com/performance_chemicals/Media/JEFFSOL_Alkylene_Carbonates_Synthesis_of_Hydroxy_Alkyl_Urethanes.pdf获得，其内容参考结合于本文。β-羟丙基氨基甲酸酯聚合物通过将该聚合物与丙二醇单甲基醚混合，而被“兑稀”或“稀释(reduced)”形成β-羟丙基氨基甲酸酯溶液。丙二醇单甲基醚在本文中可称作“稀释溶剂”。丙二醇单甲基醚是非-HAP溶剂，比具有类似结构的一些稀释溶剂能提供更低粘度的氨基甲酸酯聚合物溶液。丙二醇单甲基醚还能比不同的非-HAP溶剂2-丁酮(也称作甲基丙基酮)提供更低粘度的氨基甲酸酯聚合物溶液。应使用足够的丙二醇单甲基醚来提供高固体含量但在室温有足够低粘度的溶液，使溶液为易流动的，因此容易与含活性氢物质混合。该溶液较好含有约50-75重量％固体。产生的β-羟丙基氨基甲酸酯溶液可以汽提稀释溶剂后分散在水中，形成水基涂料组合物，该组合物可以在低温，例如低于约175℃下固化。在涂料组合物中可以使用各种含活性氢物质。优选的含活性氢物质是含活性氢基团如羟基、伯胺、仲胺或硫醇等基团的成膜组合物。说明性例子包括环氧聚合物、丙烯酸类聚合物、聚酯等。特别优选的含活性氢物质可由单体环氧化物或聚合环氧化物或每分子上平均具有一个或多个环氧基团的化合物的混合物制备。虽然可以使用单环氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备封端的异氰酸酯溶液的方法，其包括以下步骤：ａ）使聚异氰酸酯基化合物与丙二醇共同反应，或使聚伯胺或聚仲胺与碳酸丙酯共同反应，形成β－羟丙基氨基甲酸酯聚合物；ｂ）将β－羟丙基氨基甲酸酯聚合物与丙二醇单甲基醚结合，形成易流 动的封端聚异氰酸酯溶液。

【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：AW加纳，LB勃兰登布格尔，
申请(专利权)人：威士伯来源有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]