具有改进的聚醚多元醇溶解度的树枝状高分子及其生产方法技术

一种树枝状高分子，具有如下特征：ｉ）至少３．８ｍｍｏｌ／ｇ的活性氢含量；和ｉｉ）至少１６的活性氢官能度；并且所述高分子可以至少１５％重量的比例与羟基值为最多４０ｍｇＫＯＨ／ｇ的聚醚多元醇混合形成在２３℃下稳定的液体。所述主题树枝状高分子赋予异氰酸酯基泡沫和弹性体如聚氨酯泡沫和弹性体显著的荷载建筑特性并且为此可用于部分或完全地替换目前用于赋予这些泡沫和弹性体载荷建筑特性的相对昂贵的化学体系。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
具有改进的聚醚多元醇溶解度的树枝状高分子及其生产方法专利
一方面，本专利技术涉及一种树枝状高分子。优选所述高分子含有一核或引发剂，  由此一个或多个链增长剂形成相应于至少一代(generation)(如下面定义的)的一支化结构。在一优选实施方式中，所述树枝状高分子借助至少一个链停止剂终止。另一方面，本专利技术涉及一种含有主题树枝状高分子的组合物。专利技术背景树枝状高分子，包括树枝状聚合物(dendrimer)，通常能够描述为具有树枝状结构的三维高度支化的分子。被称为树枝状或者有时高支化高分子的高分子，在某种程度上，可以保持不对称，但是保持高度支化的树枝状结构。树枝状聚合物通常是高度对称的。树枝状聚合物可以说是树枝状高分子的单分散变体。树枝状高分子通常由一引发剂、具有一个或多个反应位点的芯或核以及许多支化层，和任选一层链终止分子组成。这些层通常称作“代”，本说明书全文都使用的一种称呼。具有两个支化代的树枝状聚合物、单分散树枝状高分子的组成可以通过下面的通式(I)和(II)描述：式I式II-->其中：X和Y各自是一引发剂，分别具有四个和两个反应位点的芯或核；A、B、C和D是具有3个(A和B)和4个(C和D)反应位点的链增长剂，每一个链增长剂在高分子中形成一代；并且T是终止链的停止剂或者是适宜的终止官能度，例如由羟基、羧基或环氧化物基团、或其组合组成。T例如可以是饱和或不饱和化合物的一部分，例如风干脂肪酸或其衍生物。其对称或相邻对称的高度支化结构的结果，聚酯型的树枝状高分子的特征在于比常规聚酯具有有用的优点。树枝状聚酯呈现低的多分散性，特别是与支化，但是也是线性的聚酯相比。树枝状高分子可以因其结构而设计具有非常高的分子量，同时呈现非常低的粘性，因此适宜作为例如涂层等的组合物中的组分，以便增加其固体含量。各种树枝状高分子尤其描述在：-Tomalia等，Angew.Chem.Int.Ed.Engl.29第138-175页(190)；-Hult等的美国专利5,418,301；-Srensen等的美国专利5,663,247；-国际申请WO 96/1532-Perstorp AB。Tomalia等公开了树枝状聚合物型的聚酰胺胺类的制备。使用NH3作为引发剂分子，并且使用丙烯酸甲酯和乙二胺作为链增长剂。最终树枝状聚合物是NH2结尾的。没有使用链停止剂。美国专利5,418,301公开了一种聚酯型的树枝状高分子。所述高分子包括一种具有一个或多个反应羟基的化合物作为单体或聚合引发剂或核，和一种具有至少一个羧基和至少两个羟基的羟基官能羧酸作为链增长剂。-->美国专利5,663,247公开了一种聚酯型的树枝状(高支化的)高分子，含有一个单体或聚合核和至少一个具有至少3个反应位点的支化链增长剂的代，其中至少一个反应位点是羟基，至少一个反应位点是羧基或者末端环氧化物基团。所述核是具有至少一个反应环氧化物基团的环氧化合物。美国专利5,663,247公开的高分子特别有益的是它们增强了各种膜性能，例如使用它们的涂层组合物的干燥时间、硬度和耐擦性。美国专利5,418,301和美国专利5,663,247的高分子描述为可用于许多领域，包括制备构成或是如下的一部分的产品：醇酸树脂、醇酸树脂乳剂、饱和聚酯、不饱和聚酯、环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂、聚氨酯泡沫和弹性体、辐射固化体系如用紫外线(UV)、红外线(IR)或电子束(EB)固化的体系的粘结剂、牙齿物质、粘合剂、合成润滑剂、微平版涂层和抗蚀剂、粉末体系的粘结剂、氨基树脂、用玻璃、芳酰胺或碳/石墨纤维强化的复合物以及以脲-甲醛树脂、蜜胺-甲醛树脂或酚-甲醛树脂为基础的模制化合物。尽管美国专利5,418,301和美国专利5,663,247的高分子在本领域具有显著的优点，但是仍然存在改善的空间，特别是高分子在异氰酸酯基弹性和半刚性泡沫和弹性体的领域。特别是，美国专利5,418,301和美国专利5,663,247教导的特定高分子当生产工业量的异氰酸酯基泡沫，例如聚氨酯泡沫时难以操作。其主要原因是高活性氢官能度和分子量的所述高分子在具有羟基值的聚醚多元醇中的相对差的溶解度。因此，特别希望具有一种将树枝状高分子加入到聚氨酯泡沫基质中的方便方式。更具体地说，能够将具有高活性氢含量、高活性氢官能度的组合的树枝状高分子加入到聚氨酯泡沫基质中并且可以容易地在聚氨酯泡沫加工厂加工将是非常有益的。-->
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种新型树枝状高分子，它排除或除去了至少一种现有技术中的上述缺陷。因此，本专利技术公开了一类可以方便地加入到聚氨酯泡沫中的新型树枝状高分子。令人吃惊和出人意料的是，还已发现所述新型类的树枝状高分子赋予聚氨酯泡沫基质显著的荷载建筑特性(load buildingproperty)并且为此可用于部分或完全地替换目前用于赋予聚氨酯泡沫载荷建筑特性的相对昂贵的化学体系。这种效果将在下面实施例中加以描述。本树枝状高分子的特征是至少15％重量的树枝状高分子可以与羟基值是40或低于40的聚醚多元醇混合形成在23℃下稳定的液体。正如贯穿本说明书所用的，术语“稳定的液体”，当与树枝状高分子的溶解度特性结合使用时，希望意思是通过将树枝状高分子和聚醚多元醇混合形成的液体在混合物生产之后持续至少2小时，优选至少30天，更优选许多月都具有基本上恒定的透光率(在一个极端是透明的，在另一个极端是不透明的)。实际上，在一个实施方式中，所述稳定液体将是长时间地保持原样的澄清、均匀液体(例如溶液)的形式。在另一实施方式中，稳定液体将是长时间地保持原样的树枝状高分子的多元醇乳剂的形式-即树枝状高分子长时间不沉淀。因此，一方面，本专利技术提供了一种具有以下特性的树枝状高分子：i)至少3.8或者优选至少4的活性氢含量，例如活性氢含量的范围在3.8-10、3.8-7、4-8或4.4-5.7mmol/g；ii)至少16或者优选至少18的活性氢官能度，例如16-70、18-60、17-35或20-30；-->并且所述高分子可以至少15％，例如15-50％、15-40％或15-30％重量的量与羟基数为最多40，例如35-40或28-32mg KOH/g的聚醚多元醇混合形成在23℃下稳定的液体。正如本说明书全文所用的，术语“活性氢官能度”希望意思是单位分子的树枝状高分子中活性氢部分的数量。本树枝状高分子的通式与其它这些高分子类似。特别地，本树枝状高分子可以得自：(a)单体或聚合引发剂，(b)至少一个固有支化的结构，该结构含有至少一代具有多个包括含活性氢部分的反应位点的至少一个支化单体或聚合链增长剂，和(c)任选地，至少一个终止高分子的单体或聚合链停止剂。所述单体或聚合引发剂与所述固有支化的结构化学地键合。本专利技术树枝状高分子中所含的单体或聚合引发剂没有特别的限制，并且在一优选实施方式中，适当地选自上面引用的美国专利5,418,301和美国专利5,663,247中公开的单体或聚合引发剂和核类，并将这两个专利中每一个的内容通过引用加入本文。本专利技术树枝状高分子中所含的链增长剂没有特别的限制，并且在一个优选实施方式中适宜地选自上面引用的美国专利5,418,301和美国专利5,663,247中公开的链增长剂类，并将这两个专利中每一个的内容通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种树枝状高分子，特征在于，它具有 ｉ）至少３．８ｍｍｏｌ／ｇ，优选至少４的活性氢含量；和 ｉｉ）至少１６，优选至少１８的活性氢官能度； 所述高分子可以至少１５％重量的比例与羟基值为最多４０ｍｇＫＯＨ／ｇ的聚醚多元醇混合以形成在２３℃下稳定的液体。

【技术特征摘要】
US 2000-7-28 60/221,5121.一种树枝状高分子，特征在于，它具有i)至少3.8mmol/g，优选至少4的活性氢含量；和ii)至少16，优选至少18的活性氢官能度；所述高分子可以至少15％重量的比例与羟基值为最多40mgKOH/g的聚醚多元醇混合以形成在23℃下稳定的液体。2.如权利要求1的树枝状高分子，特征在于，所述高分子可以15-50％重量的比例与羟基值为最多40mg KOH/g的聚醚多元醇混合形成在23℃下稳定的液体。3.如权利要求1或2的树枝状高分子，特征在于，所述高分子可以15-40％重量的比例与羟基值为最多40mg KOH/g的聚醚多元醇混合形成在23℃下稳定的液体。4.如权利要求1-3任意的树枝状高分子，特征在于，所述高分子可以15-30％重量的比例与羟基值为最多40mg KOH/g的聚醚多元醇混合形成在23℃下稳定的液体。5.如权利要求1-4任意的树枝状高分子，特征在于，所述高分子可以至少15％重量的比例与羟基值为25-35mg KOH/g的聚醚多元醇混合形成在23℃下稳定的液体。6.如权利要求1-5任意的树枝状高分子，特征在于，所述高分子可以至少15％重量的比例与羟基值为28-32mg KOH/g的聚醚多元醇混合形成在23℃下稳定的液体。7.如权利要求1-6任意的树枝状高分子，特征在于，所述高分子具有3.8-10mmol/g的活性氢含量。8.如权利要求1-7任意的树枝状高分子，特征在于，所述高分子具有3.8-7mmol/g的活性氢含量。9.如权利要求1-8任意的树枝状高分子，特征在于，所述高分子具有4-8mmol/g的活性氢含量。10.如权利要求1-9任意的树枝状高分子，特征在于，所述高分子具有4.4-5.7mmol/g的活性氢含量。11.如权利要求1-10任意的树枝状高分子，特征在于，所述高分子具有16-70的活性氢官能度。12.如权利要求1-11任意的树枝状高分子，特征在于，所述高分子具有18-60的活性氢官能度。13.如权利要求1-12任意的树枝状高分子，特征在于，所述高分子具有17-35的活性氢官能度。14.如权利要求1-13任意的树枝状高分子，特征在于，所述高分子具有20-30的活性氢官能度。15.如权利要求1-14任意的树枝状高分子，特征在于，所述活性氢以一种或多种巯基部分的形式存在于所述高分子中。16.如权利要求1-14任意的树枝状高分子，特征在于，所述活性氢以一种或多种伯氨基部分的形式存在于所述高分子中。17.如权利要求16的树枝状高分子，特征在于，所述高分子可以包括如下步骤的方法获得：i)通过如下使羟基官能树枝状经受烷醇化：将所述聚醚和溶剂，例如四氢呋喃混合，和优选当获得澄清溶液时，加入化学计量量或者略微过量的碱，例如NaOH、KOH和/或NaH；ii)通过向丙烯腈不饱和物中加入步骤(i)中获得的烷醇化物使所述烷醇化物经受腈化，所述丙烯腈以相对所述烷醇化物的摩尔数的化学计量量加入，由此所述烷醇化物转化成聚醚型的腈官能树枝状聚合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：B派特森，H彼约恩伯格，
申请(专利权)人：佩什托普公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]