聚氨酯及其用途制造技术

本发明专利技术涉及能通过基于二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)的预聚物与包含NCO反应性基团的化合物反应得到的聚氨酯，和其用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚氨酯及其用途本专利技术涉及能通过基于二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)的预聚物与包含NCO反应性基团的化合物反应得到的聚氨酯，及其用途。在管道绝缘中，特别是在深海管道的情形中，使用复合铸造聚氨酯。术语“复合铸造塑料(syntaktisch Kimststoff) ”通常包括包含中空填料的塑料。由于它们的有利压缩强度和温度稳定性，因此复合铸造塑料通常用作绝热涂料，优选在离岸领域中。离岸领域中的其它应用是弯曲加固元件(Bend stiffner)、弯曲节流板(Bend restrikor)、浮标、夹具系统、电缆、穿流系统(Durchflusssystem)和压载箱(Ballasttank)。除了离岸应用，这类聚氨酯还例如在建筑工地用于喷射区域，例如用于制造混凝土模型垫。另一种典型的户外应用还有反应性聚氨酯粘合剂。同样已知作为防火材料和作为隔音材料的用途。在上述应用中，优选使用基于二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)的体系。MDI主要由异构体2，4 ‘-MDI、4，4 ‘_1 1和2，2 ‘-MDI组成。通常希望尽可能高比例的纯4，4 ‘-MDI，因为4，4’ -MDI对预聚物/聚氨酯产生最好的机械性能并且此外最廉价。4，4 ‘-MDI的缺点包括其的高结晶趋势和其的高熔点。例如通过碳二亚胺化、氨基甲酸酯化(基本是预聚) 和脲基甲酸酯化改性4，4 ‘-MDI，可以例如减少4，4 ‘-MDI的结晶趋势。这里的目的是获得具有尽可能高的NCO含量(即轻度改性)、具有低粘度并且同时在整个户外温度范围呈液态的产品。该户外温度范围是_15°C至50°C。MDI的改性原则上是MDI的NCO基团反应。预聚物的形成是改性的特殊情形，并且涉及含NCO反应性基团的化合物与MDI的NCO基团反应。然而，许多改性的缺点是a)MDI的碳二亚胺化极大地增加了官能度；然而通常需要具有2官能度的直链体系；b)改性通常如此急剧降低NCO含量以致于室温下粘度变得过高；然而，在室温下为液体、在25°C具有< 2000 mPas粘度的产品是有利的；这大多对应于>2洲的NCO含量；c)改性确实允许产品在宽的温度范围内加工，但在MDI预聚物中剩余的游离MDI趋于结晶；为了避免此情况，通常将多芳环MDI(也已知为聚合MDI)加入预聚物；然而其的结果是官能度增加并且机械性能削弱，并且因此反过来需要更大量的聚合MDI以提高结晶稳定性；然而，更大量的聚合MDI不仅增加官能度而且极大地增加粘度。此外，许多改性的另一个缺点是它们通过与昂贵的三丙二醇反应得到。因此，本专利技术的目的是提供具有在25°C下<2000 mPas的粘度、在低至-10°C为液体并且在_5°C储存2个月后不结晶的基于MDI的改性预聚物，该基于MDI的改性预聚物不应通过与三丙二醇反应，而是借助于更廉价的多元醇得到。本专利技术提供在d)催化剂，e)任选的助剂和/或添加剂，f)任选的基于聚氨酯的量为2— 10重量％的环氧树脂的存在下能由以下组分得到的聚氨酯a)能由以下成分得到的包含异氰酸酯基团并且基于二苯基甲烷二异氰酸酯，具有23 - 28重量％的NCO含量的预聚物(i )至少一种基于环氧丙烷的多元醇，其具有200 - 1000，优选400 — 800，更优选500 - 700 mg KOH/g的OH值和1. 8 — 4的官能度，排除掉三丙二醇，并且任选地包含基于(a)各自最大2重量％的量的1，3-丁二醇和/或1，2-丙二醇，和(ii)用碳二亚胺基团和脲酮亚胺基团改性的4，4’ - 二苯基甲烷二异氰酸酯 (4，4，-MDI)的混合物，基于(ii)，脲酮亚胺基团含量为10 - 40重量％，以及15 — 40重量 ％ 2，4，-MDI、60 - 85 重量 ％ 4，4，-MDI 和 0 — 10 重量 ％ 2，2，-MDI 的混合物，b)至少一种含NCO-反应性基团的化合物，优选聚醚多元醇，更优选具有1.8— 3的官能度和20 - 150的OH值的聚氧丙烯多元醇，c)至少一种具有2- 3的官能度和62 - 500的分子量的增链剂和/或交联剂。令人惊奇地发现，通过在碳二亚胺/脲酮亚胺改性的4，4 ‘-MDI存在下使基于环氧丙烷的多元醇与富含2，4 ‘-MDI的MDI反应，可以提供低粘度的结晶稳定的NCO预聚物。特别优选通过在一步中碳二亚胺/脲酮亚胺改性的富含4，4 ‘_1 1和2，4 ‘-MDI的 MDI (2，4 74,4 ‘-MDI的混合物)与基于环氧丙烷的多元醇反应得到的NCO预聚物。特别优选的是连续制备该预聚物。基于MDI的预聚物特点在于它们在室温低的粘度和它们特别的低温稳定性。因此，这些预聚物和/或由它们制备的聚氨酯还优选直接在现场用于户外应用，例如在建筑工地上在喷射应用的情形中。所述聚氨酯还用于制备离岸领域中的产品，例子是用本专利技术的聚氨酯绝缘的离岸管道，以及在离岸领域使用的其它组件和设备。根据本专利技术使用的NCO预聚物只有在低于0°C，优选低于-5°c，在密闭容器中储存2个月后才开始结晶。根据DIN EN ISO 11909，该NCO预聚物在25°C的粘度小于2000mPaSo本专利技术进一步提供能由以下组分得到的包含异氰酸酯基团并且基于二苯基甲烷二异氰酸酯，具有23 - 28重量％的NCO含量的预聚物(i)至少一种基于环氧丙烷的多元醇，其具有200- 1000，优选400 — 800，更优选 500 - 700 mg KOH/g的OH值和1. 8 — 4的官能度，排除掉三丙二醇，并且任选地包含基于 (a)各自最大2重量％的量的1，3- 丁二醇和/或1，2-丙二醇，和(ii)用碳二亚胺基团和脲酮亚胺基团改性的4，4’- 二苯基甲烷二异氰酸酯 (4，4，-MDI)的混合物，基于(ii)，脲酮亚胺基团含量为10 - 40重量％，以及15 — 40重量 ％ 2，4，-MDI、60 - 85 重量 ％ 4，4，-MDI 和 0 — 10 重量 ％ 2，2，-MDI 的混合物。优选地，当将制备复合铸造聚氨酯时可以在聚氨酯中使用中空微球作为添加剂。在本专利技术的上下文中，术语“中空微球”是指有机和矿物中空球。可以使用的有机中空球包括，例如由聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚苯乙烯或它们的混合物制成的中空塑料球。 中空矿物球可以例如基于粘土、硅酸铝、玻璃或它们的混合物制备。中空球可以在内部具有真空或部分真空，或者可以用空气、惰性气体例如氮气、氦气或氩气，或者反应性气体例如氧气填充。有机或矿物中空球优选具有1 一 1000 Mffl，优选5 — 200 Mffl的直径。有机或矿物中空球优选具有0. 1 — 0. 4 g/cm3的堆密度。它们通常具有0. 03 一 0. 12 ff/mK的导热率。作为中空微球，优选使用中空玻璃微球。在一个特别优选的实施方案中，中空玻璃微球具有至少20巴的流体静力学压缩强度。作为中空玻璃微球，可以例如使用3M Scotchlite 玻璃泡。作为塑料基中空微球，可以例如使用得自Akzo Nobel的Expancel产品。使用的增链剂/交联剂是具有2 - 3的官能度和62 - 500的分子量的化合物。可以使用芳族胺类增链剂，例如二乙基甲苯二胺(DETDA)、3，3’-二氯-4，4’-二氨基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M施密特，R维勒，E费尔斯克，HG皮尔克尔，J克劳泽，A维尔贝特，
申请(专利权)人：拜尔材料科学股份公司，鲍勒有限公司，
类型：发明
国别省市：