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用于聚氨酯应用的低粘度多元醇制造技术

技术编号:24178354 阅读:63 留言:0更新日期:2020-05-16 05:32
本文公开了用于聚氨酯组合物的基于丙交酯的无规聚酯多元醇。所述聚酯多元醇具有范围为大于400mg KOH/g到至多1100mg KOH/g的OH值且为至少一种多元羧酸、至少一种丙交酯、和一种或多种多醇的反应产物。所述聚酯多元醇可配制成两部分聚氨酯组合物的B方以获得具有改进的硬度和耐溶剂性以及低VOC含量的聚氨酯。所述聚氨酯组合物特别适合于聚氨酯涂料应用。

Low viscosity polyols for polyurethane applications

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于聚氨酯应用的低粘度多元醇相关申请的交叉引用本申请要求2017年7月7日提交的美国临时申请No.62/529,873和2018年1月26日提交的美国临时申请No.62/622,228,以及2018年5月16日提交的美国临时申请No.62/672,182的优先权。上面提到的临时申请的整个说明书在此并入作为参考。专利技术背景本专利技术技术涉及基于丙交酯的聚酯多元醇,以及涉及包含该基于丙交酯的聚酯多元醇的聚氨酯组合物。聚氨酯一直用于各种各样的应用,包括用于各种基板如塑料、木材、玻璃、金属和混凝土的涂料。这样的聚氨酯涂层的重要性质包括耐磨损和化学性,以及硬度。用于制备聚氨酯涂料的聚酯多元醇树脂通常具有在25℃大于15,000cps的粘度,因此为更容易处置和配制成聚氨酯涂料组合物,需要溶剂来降低该树脂的粘度。近来,对减少挥发性有机化合物(VOC)释放到环境中的量的重视一直在加大。一直提议更加严苛的限制VOC的法规,使得限制或消除来自聚酯树脂、以及采用这种树脂的聚氨酯组合物的溶剂变得重要。现有技术仍然需要提供具有降低的粘度如在25℃小于15,000cps的粘度的聚酯多元醇,由此减少或消除为便于该聚酯多元醇在聚氨酯配制物和应用中使用而包含溶剂的需要。还需要在用于聚氨酯组合物中时相比于溶剂型聚酯多元醇可以提供等同的或改进的物理性质的低或无VOC的聚酯多元醇。
技术实现思路
在一个方面,本专利技术技术涉及基于丙交酯的无规聚酯多元醇,其包括如下的反应产物:(a)至少一种多元羧酸,或者其酸酐、酰卤、烷基酯或内酯衍生物;(b)至少一种丙交酯、乳酸、乳酸衍生物,或其组合;和(c)一种或多种多醇,其中所述无规聚酯多元醇具有10mgKOH/g或更小的酸值,和大于400到至多1100mgKOH/g的羟值。在另一方面,本专利技术技术涉及用于制备聚氨酯组合物的聚酯多元醇共混物,其中所述聚酯多元醇共混物包括:(a)无规聚酯多元醇,其包括如下的反应产物:(i)至少一种多元羧酸;(ii)至少一种丙交酯、乳酸、乳酸衍生物,或其组合;和(iii)一种或多种多醇,其中所述无规聚酯多元醇具有大于400到至多1100mgKOH/g的羟值;(b)任选地,至少一种唑烷,其量基于聚酯多元醇组合物的重量为0%至60%重量;和(c)任选地,具有与异氰酸酯基团反应的官能团的一种或多种另外组分。在又一方面,本专利技术技术涉及用于制备聚氨酯组合物的聚酯多元醇共混物,其中所述聚酯多元醇共混物包括:(a)无规聚酯多元醇,其包括如下的反应产物:(i)至少一种多元羧酸;(ii)至少一种丙交酯、乳酸、乳酸衍生物,或其组合;和(iii)一种或多种多醇,其中所述无规聚酯多元醇具有大于400到至多1100mgKOH/g的羟值;(b)任选地,至少一种酮亚胺树脂,其量基于聚酯多元醇组合物的重量为0%至60%重量;和(c)任选地,具有与异氰酸酯基团反应的官能团的一种或多种另外组分。在另一个方面,本专利技术技术涉及包括A方(组分,side)和B方的2部分聚氨酯涂料组合物,其中所述B方包括:(1)无规聚酯多元醇,其为如下的反应产物:(a)至少一种多元羧酸;(b)至少一种丙交酯、乳酸、乳酸衍生物,或其组合;和(c)一种或多种多醇,其中所述无规聚酯多元醇具有大于400到至多1100mgKOH/g的OH值;和(2)任选地,至少一种唑烷,其量基于所述B方的总重量为0%至60%重量;以及其中所述A方包括至少一种脂族或芳族异氰酸酯、多异氰酸酯、或其组合。在另一个方面,本专利技术技术涉及包括A方和B方的2部分聚氨酯涂料组合物,其中所述B方包括:(1)无规聚酯多元醇,其为如下的反应产物:(a)至少一种多元羧酸;(b)至少一种丙交酯、乳酸、乳酸衍生物,或其组合;和(c)一种或多种多醇,其中所述无规聚酯多元醇具有大于400到至多1100mgKOH/g的OH值;和(2)任选地,至少一种酮亚胺树脂,其量基于所述B方的总重量为0%至60%重量;以及其中所述A方包括至少一种脂族或芳族异氰酸酯、多异氰酸酯、或其组合。在又一方面,本专利技术技术涉及交联的聚氨酯涂料,其包括如下的反应产物:(a)至少一种脂族或芳族异氰酸酯、多异氰酸酯、或其组合;和(b)聚酯多元醇,其为如下的反应产物:(i)至少一种多元羧酸;(ii)至少一种丙交酯、乳酸、乳酸衍生物,或其组合;和(iii)一种或多种多醇,其中所述聚酯多元醇具有大于400到至多约1100mgKOH/g的OH值;(c)任选地,具有与异氰酸酯、多异氰酸酯、或其组合反应的官能团的一种或多种另外组分;以及(d)任选地,唑烷,其量基于(b)、(c)、和(d)的加和重量为0%至60%重量。在又一方面,本专利技术技术涉及交联的聚氨酯涂料,其包括如下的反应产物:(a)至少一种脂族或芳族异氰酸酯、多异氰酸酯、或其组合;和(b)聚酯多元醇,其为如下的反应产物:(i)至少一种多元羧酸;(ii)至少一种丙交酯、乳酸、乳酸衍生物,或其组合;和(iii)一种或多种多醇,其中所述聚酯多元醇具有大于400到至多约1100mgKOH/g的OH值;(c)任选地,具有与异氰酸酯、多异氰酸酯、或其组合反应的官能团的一种或多种另外组分;和(d)任选地,酮亚胺,其量基于(b)、(c)、和(d)的加和重量为0%至60%重量。附图说明图1是比较本专利技术技术的聚氨酯配制物相对于商购(工业)涂料配制物在UV曝光2000小时的时段之后的颜色稳定性的图。图2是显示本专利技术技术的聚氨酯配制物和商购涂料配制物在UV曝光2000小时的时段之后的光泽度水平的图。图3是显示本专利技术技术的聚氨酯配制物和商购涂料配制物在UV曝光2000小时的时段之后的颜色稳定性的图。图4是显示本专利技术技术的聚氨酯配制物和商购涂料配制物在UV曝光2000小时的时段之后的光泽度水平的图。图5是显示本专利技术技术的聚氨酯配制物和商购涂料配制物在UV曝光2000小时的时段之后的Δb*水平的图。具体实施方式本文使用的术语“官能度”是指在分子中反应性基团例如羟基的数量。本文使用的术语“羟值”或“OH值”或“OHV”是指羟基浓度的可量化的度量,通常表示为mgKOH/g,即与1g物质中的羟基相当的氢氧化钾的毫克数。本文使用的术语“丙交酯”是指乳酸的环二酯且包括所有的立体异构构型(L-丙交酯、D-丙交酯、内消旋丙交酯、外消旋丙交酯),及其混合物。本文使用的术语“乳酸”是指2-羟基丙酸。“乳酸衍生物”包括乳酸的盐形式、乳酸酯、和乳酸卤。本文使用的术语“多羟基醇”或“多醇(polyalcohol)”包括二醇、三醇、和具有大于3的平均官能度的较高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.无规聚酯多元醇,其包括如下的反应产物:/n(a)至少一种多元羧酸或者其酸酐、酰卤、烷基酯或内酯衍生物;/n(b)至少一种丙交酯、乳酸、乳酸衍生物或其组合;和/n(c)一种或多种多醇,/n其中所述无规聚酯多元醇具有10.0或更小的酸值和大于400到至多1100mg KOH/g的OH值。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170707 US 62/529,873;20180126 US 62/622,228;20181.无规聚酯多元醇,其包括如下的反应产物:
(a)至少一种多元羧酸或者其酸酐、酰卤、烷基酯或内酯衍生物;
(b)至少一种丙交酯、乳酸、乳酸衍生物或其组合;和
(c)一种或多种多醇,
其中所述无规聚酯多元醇具有10.0或更小的酸值和大于400到至多1100mgKOH/g的OH值。


2.权利要求1的聚酯多元醇,其中所述一种或多种多醇选自二醇、三醇、和平均官能度大于三的多醇、及其组合。


3.权利要求2的聚酯多元醇,其中所述多醇选自如下的一种或多种:乙二醇,二甘醇,三甘醇,丙二醇,一缩二丙二醇,三亚甲基二醇,亚丁基二醇,新戊二醇,2,2-二甲基-1,3-丙二醇,1,6-己二醇,2-甲基-1,3-丙二醇,1,3-丙二醇,1,3-丁二醇,1,4-丁二醇,1,5-戊二醇,1,2-环己二醇,1,3-环己二醇,1,3-环己烷二甲醇,1,4-环己烷二甲醇,间苯二酚,氢醌,由环氧乙烷、环氧丙烷或其组合的缩合得到的聚(氧化亚烷基)多元醇,甘油,双甘油,三羟甲基丙烷,季戊四醇,二季戊四醇,乙氧基化三羟甲基丙烷,丙氧基化三羟甲基丙烷,蔗糖,葡萄糖,果糖,山梨糖醇,甘露糖醇,及其组合。


4.权利要求1-3任一项的聚酯多元醇,其中所述多醇包括新戊二醇和三羟甲基丙烷。


5.权利要求1-4任一项的聚酯多元醇,其中所述至少一种多元羧酸选自直链或支化的脂族或芳族二酸、脂环族二酸、官能度至少为二的多元羧酸及其混合物。


6.权利要求5的聚酯多元醇,其中所述至少一种多元羧酸选自戊二酸,己二酸,琥珀酸,马来酸,富马酸,癸二酸,庚二酸,辛二酸,十二烷二酸,壬二酸,邻苯二甲酸,对苯二甲酸,间苯二甲酸,柠檬酸,异柠檬酸,偏苯三酸,均苯四酸,偏苯三酸酐,和均苯四酸酐。


7.权利要求1-6任一项的聚酯多元醇,其中所述多元羧酸是己二酸。


8.权利要求1-7任一项的聚酯多元醇,其中所述丙交酯选自D-丙交酯,L-丙交酯,内消旋丙交酯,外消旋丙交酯,及其组合。


9.权利要求1-8任一项的聚酯多元醇,其中所述反应产物包括约1%至约40%、优选5%至28%重量的所述丙交酯,基于形成所述反应产物的组分的总重量。


10.权利要求1-9任一项的聚酯多元醇,其中所述反应产物包括29%至89%重量的所述一种或多种多醇,基于形成所述反应产物的组分的总重量。


11.权利要求1-10任一项的聚酯多元醇,其中所述反应产物包括10%至70%重量的所述多元羧酸,基于形成所述反应产物的组分的总重量。


12.权利要求1-11任一项的聚酯多元醇,其中所述聚酯多元醇具有大于400至约800mgKOH/g的OH值。


13.权利要求1-12任一项的聚酯多元醇,其中所述聚酯多元醇具有2.0或更大的官能度。


14.权利要求1-13任一项的聚酯多元醇,其中多醇对丙交酯的重量比为60:1至0.7:1,优选为5:1至1.1:1。


15.权利要求1-14任一项的聚酯多元醇,其中所述聚酯多元醇具有约500cps至小于约15,000cps在25℃的粘度。


16.权利要求1-15任一项的聚酯多元醇,其中所述聚酯多元醇具有约1,000cps至小于约10,000cps在25℃的粘度。


17.权利要求1-16任一项的聚酯多元醇,其中所述反应产物进一步包括天然油。


18.用于制备聚氨酯组合物的聚酯多元醇共混物,所述聚酯多元醇共混物包括:
(a)无规聚酯多元醇,其包括如下的反应产物:
(i)至少一种多元羧酸、其衍生物或其组合;
(ii)至少一种丙交酯、乳酸衍生物或其组合;和
(iii)一种或多种多醇,
其中所述无规聚酯多元醇具有大于400到至多1100mgKOH/g的OH值;
(b)任选地,至少一种唑烷,其量基于所述聚酯多元醇共混物的重量为0%至60%重量;和
(c)任选地,具有两个或更多个活性氢基团的一种或多种另外组分;
其中所述聚氨酯组合物为涂料、粘合剂、密封剂、弹性体或泡沫体。


19.权利要求18的聚酯多元醇共混物,其中所述一种或多种多醇选自二醇、三醇、和平均官能度大于三的多醇、及其组合。


20.权利要求19的聚酯多元醇共混物,其中所述多醇选自如下的一种或多种:乙二醇,二甘醇,三甘醇,丙二醇,一缩二丙二醇,三亚甲基二醇,亚丁基二醇,新戊二醇,2,2-二甲基-1,3-丙二醇,1,6-己二醇,2-甲基-1,3-丙二醇,1,3-丙二醇,1,3-丁二醇,1,4-丁二醇,1,5-戊二醇,1,2-环己二醇,1,3-环己二醇,1,3-环己烷二甲醇,1,4-环己烷二甲醇,间苯二酚,氢醌,由环氧乙烷、环氧丙烷、或其组合的缩合得到的聚(氧化亚烷基)多元醇,甘油,双甘油,三羟甲基丙烷,季戊四醇,二季戊四醇,乙氧基化三羟甲基丙烷,丙氧基化三羟甲基丙烷,蔗糖,葡萄糖,果糖,山梨糖醇和甘露糖醇,及其组合。


21.权利要求18-20任一项的聚酯多元醇共混物,其中所述多醇包括新戊二醇和三羟甲基丙烷。


22.权利要求18-21任一项的聚酯多元醇共混物,其中所述至少一种多元羧酸选自直链或支化的脂族或芳族二酸、脂环族二酸、官能度至少为二的多元羧酸及其混合物。


23.权利要求22的聚酯多元醇共混物,其中所述至少一种多元羧酸选自戊二酸,己二酸,琥珀酸,马来酸,富马酸,癸二酸,庚二酸,辛二酸,十二烷二酸,壬二酸,邻苯二甲酸,对苯二甲酸,间苯二甲酸,柠檬酸,异柠檬酸,偏苯三酸,均苯四酸,偏苯三酸酐,和均苯四酸酐。


24.权利要求18-23任一项的聚酯多元醇共混物,其中所述多元羧酸为己二酸。


25.权利要求18-24任一项的聚酯多元醇共混物,其中所述丙交酯选自D-丙交酯,L-丙交酯,内消旋丙交酯,外消旋丙交酯,及其组合。


26.权利要求18-25任一项的聚酯多元醇共混物,其中所述反应产物包括约1%至约40%、优选5%至28%重量的所述丙交酯,基于形成所述反应产物的组分的总重量。


27.权利要求18-26任一项的...

【专利技术属性】
技术研发人员:ME奥布莱恩J雅诺什S因
申请(专利权)人:斯蒂潘公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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