低粘度聚氨酯体系制造技术

一种二组分聚氨酯体系。第一组分是羟基封端的聚酯多元醇，所述羟基封端的聚酯多元醇包含邻苯二甲酸和Mn为60-150的脂族二醇的聚合残基，并且所述羟基封端的聚酯多元醇中脂肪酸的聚合残基含量不超过15重量％。第二组分是异氰酸酯封端的预聚物，所述异氰酸酯封端的预聚物包含二苯基甲烷二异氰酸酯和/或甲苯二异氰酸酯以及Mn为90-1000的二醇或多元醇的聚合残基。

【技术实现步骤摘要】
低粘度聚氨酯体系
技术介绍
本专利技术总体上涉及可以高固体含量涂覆在基材上的低粘度二组分聚氨酯体系。基于邻苯二甲酸酐或邻苯二甲酸的二组分聚氨酯体系是人们熟知的。例如，Fryd的美国专利第3，763，079号公开了一种二组分聚氨酯体系，其中多元醇组分基于间苯二甲酸或邻苯二甲酸和脂族二酸，异氰酸酯组分是基于甲苯二异氰酸酯。但是，仍需要可以高固体含量涂覆的基于其它材料的替代体系。
技术实现思路
本专利技术涉及一种二组分聚氨酯体系，所述二组分聚氨酯体系包含以下组分(a)和(b)(a)羟基封端的聚酯多元醇，所述羟基封端的聚酯多元醇包含以下物质(i)和(ii)的聚合残基⑴40-75重量％的邻苯二甲酸，和(ii)MnS 60-150的25-60重量％的脂族二醇；其中所述羟基封端的聚酯多元醇的羟值为15-60mg KOH/g,并包含不超过15重量％的脂肪酸的聚合残基；以及(b)异氰酸酯封端的预聚物，所述异氰酸酯封端的预聚物包含以下物质(i)和(ii)的聚合残基(i) 二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和甲苯二异氰酸酯(TDI)中的至少一种；和(ii)MnS 90-1000的二醇或多元醇。具体实施例方式除非另外说明，否则，所有的百分数都是重量百分数(重量％)，所有的温度单位都是。C。单体残基的百分数以固体为基准，即不包括溶剂。“邻苯二甲酸”表示苯-1，2-二羧酸。邻苯二甲酸的聚合残基可以使用邻苯二甲酸或邻苯二甲酸酐作为制备羟基封端的聚酯多元醇的起始材料得到。“脂肪酸”是不含芳环的二羧酸，例如己二酸、壬二酸、戊二酸和琥珀酸。优选地，羟基封端的聚酯多元醇中脂肪酸的聚合残基含量不超过10重量％，优选不超过5重量％，优选不超过3重量％。“甲苯二异氰酸酯”表示以该名称销售的市售商品，主要是2，4-异构体，含少量2，6-异构体和其它可能的异构体。本专利技术中所述羟基封端的聚酯多元醇包含邻苯二甲酸和脂族二醇的聚合残基和酯化残基；也可以包含其它二酸和二醇。所述脂族二醇可以是α，ω-二羟基烷烃或者乙二醇或丙二醇低聚物。优选的脂肪二醇包括乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、1,6-己二醇、二甘醇、二丙二醇和三甘醇。特别优选的脂族二醇包括二甘醇和1，6-己二醇。优选地，所述脂族二醇的Mn为90-150，优选90-130，优选100-125。羟基封端的聚酯多元醇是优选羟值为15-55毫克KOH/克，优选20-50毫克KOH/克，优选22-35毫克KOH/克的羟基封端的聚酯。优选地，所述羟基封端的聚酯多元醇包含40-75%的邻苯二甲酸的聚合残基；优选至少45%，优选至少48 %，优选至少50 %，优选至少52 % ;优选不大于70 %，优选不大于65 %，优选不大于63 %，优选不大于61 %，优选不大于59 %。也可以使用邻苯二甲酸的其它异构体(例如间苯二甲酸或对苯二甲酸)来制备羟基封端的聚酯多元醇，但优选这些其它异构体不超过二酸总重量的20重量％ ,优选不超过15重量％ ,优选不超过10重量％ ,优选不超过7重量％，优选不超过5重量％。优选地，所述羟基封端的聚酯多元醇中Mn为60-150的脂族二醇的聚合残基含量为25-60% ;优选至少30%，优选至少35%，优选至少37%，优选至少39 %;优选不超过55 %，优选不超过52 %，优选不超过50 %，优选不超过48 %。可存在少量具有超过三个羟基的化合物(例如季戊四醇)的残基以提高支化程度。优选地，具有超过三个羟基的化合物残基的量不超过二醇总量的O. 5%，优选不超过2%，优选不超过1%，优选不超过O. 5%，优选不超过O. 2%，优选不超过O. 1%。合适的三醇包括例如丙三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷和蓖麻油。二醇、三醇和四醇的添加量足以与所有羧基官能团反应，得到羟值为15-60毫克KOH/克的多元醇。可容易地根据其他成分的量计算该添加量。优选地，所述羟基封端的聚酯多元醇通过使邻苯二酸酐(或邻苯二酸)与脂族二醇在150-260°C的温度下反应的步骤制得。优选地，反应温度为150°C _240°C，优选170°C _235°C，优选180°C _230°C。优选地，反应压力约为大气压(约I OOkPa)，但是可以使用降低的压力来促进去除酯化反应中形成的水。优选地，首先将反应混合物加热至约100-130°C，接着加热至所述反应温度以去除水。当然，反应时间将取决于其他条件，可容易地由本领域技术人员确定，但通常在5-30小时的范围内，优选12-25小时。优选地，酯化/酯交换催化剂的含量不超过O. 2重量％，优选O. 05重量％。这些催化剂是本领域众所周知的，包括锡、钛、铋和锆催化剂。优选锡催化剂，特别是三烷酸烷基锡和氧化羟丁基锡，但也可以使用钛酸酯，例如四烷氧基钛酸酯或烷酸铋或它们的混合物。优选地，结合到异氰酸酯封端的预聚物中的Mn为90-1000的所述二醇或多元醇的每个分子上具有2-3个羟基。优选地，所述二醇或多元醇的Mn为150-800，优选至少250，优选至少300 ;优选不超过700，优选不超过600。优选地，所述多元醇是聚醚多元醇或聚酯多元醇，优选聚醚多元醇。优选地，所述异氰酸酯封端的预聚物包含以下物质的聚合残基(i)50-85重量％的1 1和TDI中的至少一种；和(ii) 15-50重量％的二醇或多元醇，所述二醇或多元醇的Mn为90-1000 ;优选至少55%的MDI/TDI和不超过45重量％的二醇或多元醇，优选至少60%的MDI/TDI和不超过40重量％的二醇或多元醇，优选至少65%的MDI/TDI和不超过35重量％的二醇或多元醇，优选不超过80%的MDI/TDI和至少20重量％的二醇或多元醇。所述异氰酸酯封端的预聚物具有MDI和/或TDI的聚合残基。可以存在其它双官能异氰酸酯，例如脂族二异氰酸酯，例如1，6-己二异氰酸酯。MDI可以是4，4’-和2，4’-异构体的混合物。优选地，所述异氰酸酯封端的预聚物中异氰酸酯聚合残基的至少80重量％来自MDI和TDI，优选至少85重量％，优选至少90重量％，优选至少95重量％来自MDI和TDI。优选地，至少50重量％的MDI残基来自4，4’-异构体，优选至少70重量％，优选至少80重量％，优选至少90重量％，优选至少95重量％的MDI残基来自4，4’-异构体。双官能芳族异氰酸酯与多元醇混合形成异氰酸酯封端的预聚物。在本专利技术的一些实施方式中，混入异氰酸酯组分的多元醇是至少一种环氧乙烷、环氧丙烷或其组合的双官能聚合物或三官能聚合物。优选地，异氰酸酯封端的预聚物中异氰酸酯的含量为7%-21%，更优选11%-15%。在本专利技术的双组分体系中，所述异氰酸酯基与异氰酸酯活性基团的相对比例可以根据需要变化，优选NC0/0H的摩尔比为O. 9:1至2:1。在本专利技术的一些实施方式中，NCO/OH的摩尔比为1:1至I. 8:1，或者为I. 1:1至I. 6:1，或者为I. 2:1至I. 4:1。本专利技术体系的组分在涂覆到基材上之前用溶剂进行稀释。作为本文使用的术语，溶剂是在25°C为液体，大气压下沸点不超过100°C的物质。优选地，所述体系中施加到基材上的混合组分包含45-60重量％的固体，优选46-57重量％，优选47-55重量％，优选48-53重量％。合适的溶剂包括乙酸乙酯、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二组分聚氨酯体系，所述二组分聚氨酯体系包含以下组分(a)和(b)：(a)羟基封端的聚酯多元醇，所述羟基封端的聚酯多元醇包含以下物质(i)和(ii)的聚合残基：(i)40？75重量%的邻苯二甲酸，和(ii)Mn为60？150的25？60重量%的脂族二醇；其中所述羟基封端的聚酯多元醇的羟值为15？60mg？KOH/g，并包含不超过15重量％的脂肪酸的聚合残基；以及(b)异氰酸酯封端的预聚物，所述异氰酸酯封端的预聚物包含以下物质(i)和(ii)的聚合残基：(i)二苯基甲烷二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯中的至少一种；和(ii)Mn为90？1000的二醇或多元醇。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：D·E·维耶蒂，J·祖番茨克，L·F·布林克曼，
申请(专利权)人：罗门哈斯公司，
类型：发明
国别省市：