用于制备用作交联剂的多官能的聚碳二亚胺的方法技术

一种用于制备用作交联剂的多官能的聚碳二亚胺的方法，其中，聚碳二亚胺通过在含有一个或多个额外的活性官能团的单异氰酸酯或多异氰酸酯的存在下和在碳二亚胺催化剂的存在下使单异氰酸酯和多异氰酸酯反应并且之后使聚碳二亚胺链终止或扩链而制备。在聚碳二亚胺形成反应和/或封端反应和/或扩链反应期间、之前或之后，将0～10％的有机溶剂和/或0～30％的增塑剂和/或0～30％的表面活性组分添加到产物中。此外，本发明专利技术涉及一种其中聚碳二亚胺用作交联剂的涂料混合物并且涉及一种用所述涂料混合物得到的固化材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
聚碳二亚胺是众所周知的用于含有羧酸官能团的水性聚合物的交联剂。聚碳二亚胺制备和应用的发展综述描述在EP1644428(US7439316)中。特别引人关注的是具有有助于交联的额外的官能团的聚碳二亚胺。作为交联剂的多官能的聚碳二亚胺的制备和应用描述在EP0507407(US5258481)中。这些交联剂含有碳二亚胺基和至少一种其它官能团。这两种基团都有助于交联。制备方法中使用相对大量(约50%)的溶剂，否则在多官能的聚碳二亚胺交联剂的制备的第一阶段期间的粘度将变得过高。结果交联剂包含相对大量的挥发性有机化合物，由于环境原因，这些挥发性有机化合物目前是不想要的。此外，通过使用这种方法，碳二亚胺基的浓度和其它活性基团的浓度显然是相对低的，从而需要相对大量的多官能的聚碳二亚胺交联剂以对将被交联的聚合物获得良好的交联度。在US6566437和US4118536的结论和实施例中描述了如何用具有烷氧基硅烷官能团的异氰酸酯能制备烷氧基硅烷官能的聚碳二亚胺，但是该聚碳二亚胺不含有亲水性基团并且结果将不能很好地分散在水或水性体系中。此外，在US6566437的实施例中使用了36 %的有机溶剂，所以本方法的好处没有被公开。US4118536的实施例描述了如何用具有烷氧基硅烷官能的异氰酸酯能制备烷氧基硅烷官能的碳二亚胺，但在该实施例中重要的烷氧基硅烷官能的碳二亚胺以非常低的浓度被制备，从而缺少本方法的好处。在本专利技术的目的是提供一种消除上述缺点的方法。
技术实现思路
根据本专利技术，提供一种，所述方法包括:A.在80 180°C下，在0.05 5wt%碳二亚胺催化剂的存在下，使单异氰酸酯和/或多异氰酸酯发生反应，其中，形成具有平均值为I 10的碳二亚胺官能团的聚碳二亚胺或异氰酸酯官能的聚碳二亚胺；B.在聚碳二亚胺链形成期间或之后，在用含有一个或多个氨基和/或羟基官能团的化合物封端残余的异氰酸酯官能团之前，通过相对于在聚碳二亚胺链形成中未消耗的异氰酸酯官能团添加0.05 1.0当量的含有亲水性基团以及一个或多个氨基和/或羟基官能团的化合物，使异氰酸酯官能的聚碳二亚胺链终止和/或扩链，或者在聚碳二亚胺链形成期间或之后，通过相对于在聚碳二亚胺链形成中未消耗的异氰酸酯官能团添加0.05 1.0当量的含有亲水性基团以及一个或多个氨基和/或羟基官能团的化合物，使异氰酸酯官能的聚碳二亚胺链终止和/或扩链，随后用含有一个或多个氨基和/或羟基官能团的化合物封端残余的异氰酸酯官能团，其中含有一个或多个氨基和/或羟基官能团的化合物还能够包含额外的官能团，其特征在于， 在步骤A中，含有一个或多个额外的官能团的一种或多种单异氰酸酯和/或多异氰酸酯以0.5 30wt %存在，其中异氰酸酯基有助于碳二亚胺形成，并且其特征进一步在于，在碳二亚胺形成反应和/或封端反应和/或扩链反应期间、之前或之后，添加O 10%的有机溶剂和/或O 30%的增塑剂和/或O 30%的表面活性组分。在EP0507407中，额外的官能团通过用含有该额外的官能团的羟基官能团或氨基官能团的化合物进行的异氰酸酯官能的碳二亚胺低聚物的终止反应而并入。令人惊讶地，明显在本方法中，如果额外的活性官能团没有根据在EP0507407中描述的方法而是通过碳二亚胺形成反应并入，则多官能团的聚碳二亚胺的粘度相当低。这可显著地避免或减少溶剂的使用，同时还可获得具有足够低粘度的多官能的聚碳二亚胺，从而它可容易地分散在水中。通过碳二亚胺形成反应并入额外的活性官能团的额外优点是碳二亚胺基和额外的官能团两者的浓度都较高。其原因是，在每分子相同量的碳二亚胺官能团的情况下，产生的聚碳二亚胺的平均分子量低于其中通过终止反应并入额外的官能团的聚碳二亚胺的平均分子量。与现有的具有额外的官能团的聚碳二亚胺相比，本专利技术的另一个优点是可以显著降低溶剂的量或可以完全避免使用溶剂。 在本方法中可以使用一定量的增塑剂。其原因是聚碳二亚胺与增塑剂的混合物相比聚碳二亚胺本身具有较低的粘度。这提高了易用性。优选具有一些亲水性的增塑剂，诸如磷酸三(丁氧基乙基)酯、四乙二醇二甲醚或三乙二醇单-2-己基己酸酯，以便聚碳二亚胺与增塑剂一起可以容易地分散在水或水性体系中。根据本方法的方法制备的产品可以容易地分散在使用这些产品的水聚合物分散体或水性聚合物分散体中，因为亲水性基团已被并入聚合物中。本方法中使用的单异氰酸酯和/或二异氰酸酯组分有几种选择。单异氰酸酯可以是含有6 25个碳原子的直链或支链的烷基、亚烷基、烷基-芳基或亚烷基-芳基的异氰酸酷。例如，它可以是烧基、环烧基、烧基_芳基或芳基烧基官能的异氛酸酷，诸如己基异氛酸酯、辛基异氰酸酯、十一烷基异氰酸酯、十二烷基异氰酸酯、十六烷基异氰酸酯、十八烷基异氰酸酯、环己基异氰酸酯、苯基异氰酸酯、甲苯基异氰酸酯、2-庚基-3，4-二(9-异氰酸根合壬基)-1_戊基环己烷。进一步的选择是，单异氰酸酯和/或多异氰酸酯是多异氰酸酯与具有4 25个碳原子的直链或支链的烷基、亚烷基、烷基-芳基或亚烷基-芳基的羟基或氨基官能的化合物的加合物。进一步的选择是，单异氰酸酯是含有I 50个氟原子的烷基、亚烷基、烷基-芳基或亚烷基-芳基的异氰酸酯。这些单异氰酸酯的实例是氟苯基异氰酸酯、氟甲苯基异氰酸酯和3-(三氟甲基)苯基异氰酸酯。进一步的选择是，单异氰酸酯和/或多异氰酸酯是多异氰酸酯与具有包含I 50个氟原子的烷基、亚烷基、烷基-芳基或亚烷基-芳基的羟基或氨基官能的化合物的加合物。进一步的选择是，单异氰酸酯和/或多异氰酸酯是多异氰酸酯与羟基官能的硅或氨基官能的硅、羟基烷基官能的硅或氨基烷基官能的硅的加合物。用于制备聚碳二亚胺的多异氰酸酯是甲苯-2，4- 二异氰酸酯、甲苯-2，6- 二异氰酸酯和它们的混合物，是二苯基甲烷_4，4- 二异氰酸酯、I，4-亚苯基二异氰酸酯、二环己基甲烷-4，4' - 二异氰酸酯、3-异氰酸酯基甲基_3，5，5-三甲基环己基异氰酸酯、1，6-己基二异氰酸酯、I，4-环己基二异氰酸酯、降冰片基二异氰酸酯或它们的混合物。优选使用的多异氰酸酯是二环己基甲烷_4，4' - 二异氰酸酯或3-异氰酸酯基甲基_3，5，5-三甲基环己基异氰酸酯。含有一个或多个额外的活性官能团并且有助于形成异氰酸酯官能的聚碳二亚胺的单异氰酸酯是具有一个或多个不是碳二亚胺的活性基团的异氰酸酯化合物、对聚合物中的官能团或在水中的聚合物分散体、乳液或溶液中的官能团具有反应性的异氰酸酯化合物，或具有水解直接或之后自缩合或自加成能力的异氰酸酯化合物。活性官能团可以是齒素；稀基；芳基稀经；块基；芳基块经(aryIalkyn) ；_■稀经；醒；_■烧基缩醒；_■硫缩醒；酮；不饱和醛；酮或羧酸酯；腈；亚胺；烷基烷氧基硅烷；烷氧基硅烷；酸酐；混合酸酐；肟保护的二异氰酸酯；二酮；酮酯；硫酮酯(thioketoester);酮硫酯(ketothioester);硫酮硫酯(thioketothioester);或一种或多种这些活性基团的混合物；活性官能团也可以是活性环体系或含有这样的体系。活性环体系可以是任何可以在亲电或亲核攻击下打开的环体系。活性环体系可以是任何含有一个或多个氮和/或氧和/或硫和/或酮基和/或酮-烯醇官能团的三、四、五、六、七或本文档来自技高网...

【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：安德里斯·约翰尼斯·德克森，罗布雷赫特·雷欧纳德斯·约翰尼斯·凡·德·布鲁亨，
申请(专利权)人：斯塔尔国际有限公司，
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