具有突出力学性能的聚氨酯-聚异氰脲酸酯化合物制造技术

本申请发明专利技术涉及一种制备聚氨酯

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有突出力学性能的聚氨酯
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聚异氰脲酸酯化合物


[0001]本申请专利技术涉及一种制备聚氨酯
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聚异氰脲酸酯化合物的方法，所述方法通过混合a)至少一种多异氰酸酯，b)可通过向化合物(Z)中引入碱金属或碱土金属盐得到的混合物，所述化合物(Z)选自R
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NH
‑
CO
‑
XR
′
(Z1)，其中R和R
′
相同或不同且可以为饪何有机化学中已知的基团，以及X选自NH、O和S；具有至少一个
‑
CO
‑
NH
‑
CO
‑
基团的化合物(Z2)以及(Z1)和(Z2)的混合物，其中以化合物(Z)中每摩尔
‑
NH
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CO
‑
X
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基团和
‑
CO
‑
NH
‑
CO
‑
基团计，所述混合物(M)中碱金属和/或碱土金属的摩尔量在≥0.0001至≤3.5的范围内，基于碱金属和/或碱土金属离子的总数以及
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NH
‑
CO
‑
X
‑
基团和
‑
CO
‑
NH
‑
CO
‑
基团的总数计，c)至少一种包含一个或多个环氧基团的化合物，d)至少一种数均分子量＞300g/mol的脂族多元醇(P1)，e)至少一种数均分子量≤300g/mol的多元醇(P2)，和f)至少一种增容剂，和可选地g)填料和其他添加剂以生成反应混合物(RM)，并且将混合物(RM)反应以生成聚氨酯
‑
聚异氰脲酸酯化合物而进行；一种通过本申请专利技术的方法获得的聚氨酯
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聚异氰脲酸酯化合物，以及所述聚氨酯
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聚异氰脲酸酯化合物用于生产汽车车身部件的用途。

技术介绍

[0002]特别对于生产大表面积的塑料部件，例如纤维复合材料而言，需要一种开放时间长的塑料体系。因此在塑料体系固化得到完整的塑料之前，例如，增强剂例如玻璃或碳制成的纤维或纤维垫能够被充分润湿，以及塑料体系完全填充模具。然而，另一个要求是塑料体系应快速固化生成塑料，由此可有更快的脱模时间，因此提高利润。这种大表面积纤维复合物用于例如汽车或飞机建造或风力涡轮机转子叶片的生产。一个特别是考虑到在汽车建造中用于车体部件时的额外的要求是具有高机械阻力，尤其是冲击韧性。这里希望的是，玻璃化转变温度高的产品具有良好的力学性能，以确保在宽的温度范围有非常一致的力学性能。通常来说，只能通过环氧体系或不饱和聚酯体系实现长的开放时间，然而这通常需要长时间来固化。
[0003]生产这种大表面积的塑料部件的常见方法是，例如，手工层压、注塑、树脂注射工艺，也称为树脂传递模塑或RTM，或真空辅助灌注工艺，例如真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺，或预浸料技术。特别优选的是真空辅助灌注工艺，因为它们可以快速、高质量地生产大型部件。
[0004]当前使用不同催化剂提供所需开放时间的塑料体系的技术如下：
[0005]EP 2257580记载了在聚氨酯体系中使用酸封闭胺催化剂延长开放时间且快速固化，以及使用这种体系生产夹层组件。然而，酸封闭催化剂延长的加工时间只在几分钟的范围内。作为对比，需要的是加工时间高达几小时。
[0006]WO 2013/057070记载了纤维增强聚异氰脲酸酯组件的生产，使用一种潜在反应型的三聚催化剂。这些组件的缺点是室温下开放时间仍然非常短，脆性也较高。
[0007]WO 2010/121898记载了一种多异氰酸酯组分，其一部分由一种阴离子是双齿的尿素预聚物(
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NH
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CO
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NH
‑
)组成，该预聚物已与氯化锂混合。当该组件和含有环氧化物和多元
醇的第二组分混合，并将得到的混合物加热至80
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90℃时，会发生一种快速反应，导致材料彻底固化。
[0008]WO 2012/103965记载了一种基于环氧化物的体系，其基于与WO 2010/121898记载的相同的催化。其中，催化所需要的基团，通过位于氮原子的两个氢原子，确定为甲酰胺基团(
‑
CO
‑
NH2)，该基团的阴离子是双齿的，还需要有LiCl。
[0009]WO 2013/098034包括一种反应型的混合物，其除了卤化锂之外还需要
‑
(
‑
CO
‑
NH
‑
CO
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)
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基团，该基团的阳离子是双齿的。该说明书中记载的尿素组分也可包含多齿的缩二脲基团(
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NH
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CO
‑
NH
‑
CO
‑
NH
‑
)。
[0010]WO 2013/143841记载的是一种三聚催化剂，所述三聚催化剂由碱金属或碱土金属盐与CO
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NH2结构的甲酰胺基团(其阴离子是双齿的)联合组成，或与
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(
‑
CO
‑
NH
‑
CO
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)
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基团(其阳离子是双齿的)联合组成。
[0011]WO 2010/121898、WO 2012/103965、WO 2013/098034和WO 2013/143841记载的体系的缺点是必须加入相对大量的尿素、羧酸盐或缩二脲封端的催化剂才能得到足够的活性。获得的材料比较脆，以及在升温下固化时间依然非常长。
[0012]WO 2016/188805解决了现有技术的缺点，其中用于生产聚氨酯
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聚异氰脲酸酯化合物的催化剂为，向含有氨基甲酸酯基团的化合物R
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NH
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CO
‑
R
′
中引入碱金属或碱土金属盐获得的混合物，其中R不是氢也不是COR
″
。以化合物中每摩尔氨基甲酸酯基团计，反应混合物中的碱金属和/或碱土金属离子的摩尔量为0.0001至3.5，且异氰酸酯指数大于150。然而，聚氨酯
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聚异氰脲酸酯化合物的力学性能依然可进一步提高。
[0013]因此需要提供一种开放时间足够长、升温下固化时间短，且具有突出力学性能的聚氨酯
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聚异氰脲酸酯化合物。
[0014]专利技术目的
[0015]本申请专利技术的一个目的是提供一种开放时间足够长、升温下固化时间短而且具有突出力学性能的聚氨酯
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聚异氰脲酸酯化合物的生产方法，所述力学性能例如弯曲强度、弹性和拉伸强度。此外，希望有高的玻璃化转变温度Tg。
[0016本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制备聚氨酯
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聚异氰脲酸酯化合物的方法，包括：A)将下列组分混合，以生成包含下列组分的反应混合物(RM)a)至少一种多异氰酸酯,b)可通过向化合物(Z)中引入碱金属或碱土金属盐获得的混合物(M)，所述化合物(Z)选自R
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NH
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CO
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XR'(Z1)，其中R和R'相同或不同且可以为任何有机化学中已知的基团，以及X选自NH、O和S，具有至少一个
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CO
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NH
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CO
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基团的化合物(Z2)或(Z1)和(Z2)的混合物,其中以化合物(Z)中每摩尔
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NH
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CO
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X
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基团和
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CO
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NH
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CO
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基团计，混合物(M)中碱金属和/或碱土金属离子的摩尔量在≥0.0001至≤3.5的范围内，基于碱金属和/或碱土金属离子的总数和
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NH
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CO
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X
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基团与
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CO
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NH
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CO
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基团的总数计,c)至少一种包含一个或多个环氧基团的化合物(E)，d)至少一种数均分子量为>300g/mol的脂族多元醇(P1)，e)至少一种多元醇(P2)，选自：i.至少一种数均分子量≤300g/mol的脂族二醇；和ii.至少一种平均分子量≤300g/mol的环脂族二醇；f)至少一种增容剂，选自：i.至少一种含≥5wt.％至≤80wt.％的范围内的芳族基团的芳族多元醇(P3)，基于芳族多元醇(P3)的总重量计；和ii.至少一种平均分子量在≥200g/mol至≤1000g/mol范围内的一元醇(P4)；和B)将反应混合物(RM)反应以生成聚氨酯
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聚异氰脲酸酯化合物。2.根据权利要求1的方法，其中反应混合物以≥300至≤1300的范围内的异氰酸酯指数反应。3.根据权利要求1或2的方法，其中至少一种脂族多元醇(P1)的数均分子量在≥500g/mol至≤8000g/mol的范围内。4.根据权利要求1至3中一项或多项的方法，其中混合物(M)可通过向化合物R
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N...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：