生产异氰酸酯封端的含氨基甲酸酯基团的预聚物制造技术

本发明专利技术涉及生产异氰酸酯封端的含氨基甲酸酯基团的预聚物的方法，其包括使含有化学计量过量的至少一种脂族和/或脂环族二异氰酸酯和OH值>400的多元醇组合物的反应混合物反应，其特征在于在基于反应混合物的总体积计0.5kW/m3至40kW/m3的比功率输入下混合所述反应混合物。应混合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生产异氰酸酯封端的含氨基甲酸酯基团的预聚物
[0001]本专利技术涉及生产异氰酸酯封端的含氨基甲酸酯基团的预聚物的方法。此外，本专利技术涉及由此制成的预聚物用于生产含有异氰脲酸酯和脲基甲酸酯基团且平均异氰酸酯官能度≥4的多异氰酸酯的用途，以及生产这样的多异氰酸酯的方法、多异氰酸酯本身和这样的多异氰酸酯用于生产弹性涂料的用途。
[0002]脂族二异氰酸酯的改性反应早已为人所知。在此所得的多异氰酸酯用作涂料体系和胶粘剂中的交联剂组分。通常，一方面是改性反应，其中异氰酸酯与自身反应并例如导致形成缩二脲、异氰脲酸酯、脲二酮或亚氨基噁二嗪二酮。另一方面，异氰酸酯可以与多元醇或多胺反应并因此低聚，同时形成氨基甲酸酯、脲基甲酸酯和/或脲基团。至关重要的是形成具有比单体二异氰酸酯本身更低的蒸气压的更高分子量加合物。未反应的二异氰酸酯例如通过薄膜蒸馏从反应混合物中分离出来，作为塔底产物留下多异氰酸酯，其如果需要可以用溶剂稀释。
[0003]WO2019061019描述了出色地适用于生产用于弹性涂料，特别是所谓的软触感涂料的双组分体系的多异氰酸酯。这些多异氰酸酯的特征尤其在于高异氰酸酯官能度，即每分子的平均异氰酸酯基团数高，以及多异氰酸酯的异氰脲酸酯基团与脲基甲酸酯基团的特定比率，其中该多异氰酸酯中优选还含有其中异氰脲酸酯和脲基甲酸酯基团相互化学键合存在，即存在于同一分子中的低聚物。在此，异氰脲酸酯基团也可以部分地以异构体形式作为亚氨基噁二嗪二酮存在。
[0004]在EP0496208A2中也描述了类似的多异氰酸酯。在此例如在实验室规模下首先描述了(环)脂族二异氰酸酯与单官能醇的氨基甲酸酯化反应，随后描述了组合的三聚化和脲基甲酸酯化。没有提到所得多异氰酸酯的官能度。
[0005]但是，通过现有技术的方法制成的产物可能具有过高的浊度值，由此限制在光学要求极高的涂料体系和漆料领域中的可靠使用。在现有技术中没有提出这一问题及其解决的可能方式。
[0006]本专利技术的目的现在是提供方法，其可以生产含有氨基甲酸酯基团和/或脲基甲酸酯基团和异氰脲酸酯基团并可用于涂料体系，例如用于生产弹性涂料的特别是在工业规模下无浑浊的多异氰酸酯。在本情况下，无浑浊的多异氰酸酯是具有根据DIN EN ISO 7027
‑
1：2016
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11通过比浊法测定的最多2.0NTU的浊度的多异氰酸酯。
[0007]现在已经令人惊讶地发现，浑浊可归因于已在氨基甲酸酯化反应的过程中不利的反应条件。
[0008]本专利技术在第一个方面涉及生产异氰酸酯封端的含氨基甲酸酯基团的预聚物的方法，其包括使含有化学计量过量的至少一种脂族和/或脂环族二异氰酸酯和OH值＞400的多元醇组合物的反应混合物反应，其中在基于反应混合物的总体积计0.5kW/m3至40kW/m3的比功率输入下混合所述反应混合物。
[0009]在第二个方面，本专利技术涉及生产含有异氰脲酸酯和脲基甲酸酯基团且平均异氰酸酯官能度≥4的多异氰酸酯的方法，其包括步骤
[0010](1)生产异氰酸酯封端的含氨基甲酸酯基团的预聚物，
[0011](2)使步骤(1)中获得的预聚物在催化剂存在下反应以形成多异氰酸酯，同时形成异氰脲酸酯和脲基甲酸酯基团，
[0012](3)从步骤(2)中获得的多异氰酸酯中蒸馏分离出单体二异氰酸酯，其中步骤(1)和(2)可以按所述顺序相继进行、部分同时进行或同时进行，
[0013]其特征在于在步骤(1)中通过使含有化学计量过量的至少一种脂族和/或脂环族二异氰酸酯和OH值>400的多元醇组合物的反应混合物反应而生产所述异氰酸酯封端的含氨基甲酸酯基团的预聚物，其特征在于在基于反应混合物的总体积计0.5kW/m3至40kW/m3的比功率输入下混合所述反应混合物。
[0014]在第三个方面，本专利技术涉及含有异氰脲酸酯和脲基甲酸酯基团的多异氰酸酯，其具有≥4的平均异氰酸酯官能度和最多2.0NTU，优选最多1.0NTU，特别优选最多0.5NTU的根据DIN EN ISO 7027
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1：2016
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11借助比浊法测得的浊度。
[0015]根据本专利技术，术语“包含”或“含有”优选是指“基本由...组成”，特别优选是指“由...组成”。
[0016]在本情况下，平均OH官能度应该理解为是指每分子的平均OH基团数。其可以通过将构成多元醇组合物的多元醇的所有OH基团的总数除以多元醇组合物中的分子数来计算。
[0017]类似地，平均异氰酸酯官能度应该被理解为是指每分子的平均NCO基团数。在本情况下其根据下式测定：
[0018][0019]在此，NCO含量以重量％给出并根据DIN EN ISO 11909：2007
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05滴定测定，通过根据DIN 55672
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1：2016
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03使用聚苯乙烯作为标样和四氢呋喃作为洗脱剂的凝胶渗透色谱法(GPC)测定平均分子量。
[0020]本文所用的“至少一种”是指1或更多，例如2、3、4、5、6、7、8、9或更多种。关于本文所述的化合物的成分，这一值不是指分子的绝对数，而是指成分的类型。“至少一种脂族和/或脂环族二异氰酸酯”因此是指例如可能含有仅一种类型的二异氰酸酯或多种不同类型的二异氰酸酯，而非给出各化合物的量。
[0021]本文给出的没有小数位的数值各自是指用一个小数位给出的全值。例如，“99％”是指“99.0％”。
[0022]以“x至y”的格式给出的数值范围包括所述值。如果在这种格式中给出多个优选数值范围，要理解的是，同样包括由各种端点的组合产生的所有范围。
[0023]在本专利技术中，反应混合物的反应是氨基甲酸酯化反应。这不完全排除可能在小程度上发生的副反应。
[0024]在本情况下，术语“化学计量过量”涉及所述至少一种脂族和/或脂环族二异氰酸酯和多元醇组合物的最终总添加量。
[0025]用于根据本专利技术的方法的合适的脂族或脂环族二异氰酸酯例如选自1，4
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丁烷二异氰酸酯、1，5
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戊烷二异氰酸酯(PDI)、1，6
‑
己烷二异氰酸酯(HDI)、2
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甲基
‑
1，5
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戊烷二异氰酸酯、1，5
‑
二异氰酸根合
‑
2，2
‑
二甲基戊烷、2，2，4
‑
或2，4，4
‑
三甲基
‑
1，6
‑
己烷二异氰酸
酯、1，10
‑
癸烷二异氰酸酯、1，3
‑
和1，4
‑
环己烷二异氰酸酯、2，4
‑
和2，6
‑
二异氰酸根合
‑1‑
甲基环己烷、1，3
‑
和1，4
‑
双(异氰酸根合甲基)环己烷、1
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.生产异氰酸酯封端的含氨基甲酸酯基团的预聚物的方法，其包括使含有化学计量过量的至少一种脂族和/或脂环族二异氰酸酯和OH值>400的多元醇组合物的反应混合物反应，其中在基于反应混合物的总体积计0.5kW/m3至40kW/m3的比功率输入下混合所述反应混合物。2.如权利要求1中所述的方法，其特征在于所述至少一种脂族和/或脂环族二异氰酸酯选自1，4
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丁烷二异氰酸酯、1，5
‑
戊烷二异氰酸酯、1，6
‑
己烷二异氰酸酯、2
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甲基
‑
1，5
‑
戊烷二异氰酸酯、1，5
‑
二异氰酸根合
‑
2，2
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二甲基戊烷、2，2，4
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或2，4，4
‑
三甲基
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1，6
‑
己烷二异氰酸酯、1，10
‑
癸烷二异氰酸酯、1，3
‑
和1，4
‑
环己烷二异氰酸酯、2，4
‑
和2，6
‑
二异氰酸根合
‑1‑
甲基环己烷、1，3
‑
和1，4
‑
双(异氰酸根合甲基)环己烷、1
‑
异氰酸根合
‑
3，3，5
‑
三甲基
‑5‑
异氰酸根合甲基环己烷、4，4
′‑
二环己基甲烷二异氰酸酯、2，4
′‑
二环己基甲烷二异氰酸酯、1
‑
异氰酸根合
‑1‑
甲基
‑
4(3)
‑
异氰酸根合甲基环己烷、双(异氰酸根合甲基)降冰片烷及其任意混合物。3.如权利要求1或2中所述的方法，其特征在于所述多元醇组合物具有≥2且≤8，优选≥2且≤6，特别优选≥3且≤5的平均OH官能度。4.如权利要求1至3任一项中所述的方法，其特征在于所述多元醇组合物含有选自三羟甲基丙烷、乙二醇、丙
‑
1,2
‑
二醇、丙
‑
1，3
‑
二醇、丁
‑
1，3
‑
二醇、丁
‑
1,4
‑
二醇、二乙二醇和甘油的至少一种多元醇，优选选自三羟甲基丙烷、丁
‑
1，3
‑
二醇、丁
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：科思创德国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：