多异氰酸酯加聚产物、其制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及多异氰酸酯加聚产物、它的制备方法及其应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多异氰酸酯加聚产物、其制备方法及应用本专利技术涉及多异氰酸酯加聚产物、它的制备方法及其应用。聚氨酯已经长期已知并且用于许多领域。通常，真正的聚氨酯反应必须使用催化剂进行，因为否则反应进行过慢并且可能导致聚氨酯产品机械性能差。在大多数情形下，必须催化羟基组分(NC0-反应性基团，OH基团)与NCO组分之间的反应。普遍使用的催化剂被分成含金属和不含金属的催化剂。典型的普遍使用的催化剂是例如胺催化剂，例如1，4_ 二氮杂双环[2.2.2]辛烷(DABCO)或三乙醇胺，和脒催化剂，例如1，8- 二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU。含金属的催化剂通常是路易斯酸化合物，例如二月桂酸二丁基锡、辛酸铅、辛酸锡、钛-和锆络合物，以及镉化合物、铋化合物(例如新癸酸铋)和铁化合物。对催化剂的一个要求是其尽可能明确地仅催化多种聚氨酯反应中的一个，例如仅催化OH与NCO基团之间的反应。副反应，例如异氰酸酯的二-或三聚化、脲基甲酸酯化、缩二脲化、水反应或形成脲在这里不应同时被催化。该要求一直包含了，最佳的催化剂精确催化正好所希望的反应；例如，仅催化水反应，因此产生给定的泡沫分布型，或者如在使用乙酸钾时优选催化多异氰脲酸酯反应。然而，迄今几乎没有催化剂仅催化一种确定的反应。然而，在聚氨酯制备中的多种反应可能性的情况下，这是特别希望的。特别感兴趣的催化剂不仅是明确催化仅一种反应的那些，而且是额外有针对性地变得有活性并且仅在某些条件下催化反应的催化剂。在这种情形中，提及可转换的(schaltbar)催化剂。这些可转换的催化剂又被分成热_、光化学_、化学_(例如通过离解)和光学可转换的催化剂。通常这里还提及潜性(latent)催化剂并且在热的情形中提及热潜性催化剂。这些催化剂暂时失效，直到反应混合物达到一定温度。在该温度以上，它们则活化，优选突然活化。这些潜性催化剂使得长的适用期和短的脱模时间成为可能。迄今已知并且优选使用的潜性催化剂是汞化合物。这里最突出的代表是新癸酸苯基汞(Thorcat? 535和Cocure? 44)。该催化剂表现出潜性反应剖面，其中该催化剂起先基本无活性并且只有在缓慢加热混合物后，通常由于未经催化的NCO基团与OH基团反应的放热，在某些的温度(通常约70°C)突然变得有活性。当使用该催化剂时，可以实现非常长的开放时间同时非常短的固化时间。当必须排放非常大量的材料(例如必须填充大的模具)时，并且当进行排放后反应应当迅 速并且因此经济地终止时，这特别有利。其中可看出潜性催化剂的一个特别的优点，由于它们的催化作用随着温度降低而减少，因此在制成的聚氨酯材料中，与传统催化剂相比例如在室温下它们仅仅略微加速氨基甲酸酯基团的裂解。因此它们有助于聚氨酯有利的长期使用性能。此外，在使用催化剂时通常应注意，尽可能不负面影响产品的物理性能。这也是为什么有针对性地催化某种反应如此重要的原因。特别是在制备弹性体，尤其是浇注弹性体时，使用汞催化剂非常普遍，因为它们广泛可用、不需要与另外的催化剂组合并且非常有针对性地催化OH-与NCO基团之间的反应。仅有的一但非常显著的缺点是汞化合物的高毒性，以致于作出极大的努力去找到汞催化剂的替代品。此外，这些化合物在一些工业(汽车和电子工业)中不受欢迎。至少比汞催化剂毒性更小的例如基于锡、锌、铋、钛或锆的体系，以及脒-和胺催化剂是市场上已知的，但迄今不具有汞化合物的鲁棒性(Robustheit)和简易性，并且另外没有潜性或者潜性太少。在WO 2008/018601中描述了使用基于胺、环状氮化合物、羧酸盐/酯和/或季铵盐的共混物的催化剂。然而，这类共混物具有本领域技术人员已知的缺点。胺和环状氮化合物起直接活化作用并因此对于某些应用而言没有带来足够的潜性，而羧酸盐/酯和季铵盐也催化例如多异氰脲酸酯反应，这在某些应用例如高性能弹性体中必须完全排除。催化剂的某些组合的效果是凝胶反应与固化反应尽可能分别进行，因为许多这些催化剂仅仅选择性地作用。例如，新癸酸铋(III)与新癸酸锌组合。通常，还将另外加入1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯。尽管该组合属于最公知的一种，但不幸的是其不能像例如Thorcat? 535 (得自Thor Especialidades S.A.)那样广泛并且普遍使用，并且另外在配方变化的情形中容易受到影响。这些催化剂的应用描述于DE-A 10 2004 011348 中。催化剂的其它的组合公开于 US-A 3714077、US-A 4584362、US-A 5011902、US-A5902835 和 US-A 6590057 中。在WO 2005/058996中描述了钛催化剂和锆催化剂与铋催化剂的组合。然而，所述催化剂组合的至关重要的缺点是它们不能像汞催化剂那样广泛并且普遍使用，并且在配方变化的情形中容易受到影响。与汞催化剂相比，描述于WO 2008/155569中的钛催化剂也有一些缺点。为了可接受的结果，必须加入基于胺的助催化剂。其是一种三聚化催化剂，在某些应用(例如浇注弹性体)中对聚氨酯的物理性能有负面影响。通过改变催化剂组分的混合比可以实现非常好的潜性或者非常好的材料性能，但并不是同时实现两者。因此，关于其混合比，所述催化剂组合必须与各自的要求相一致，这意味着不可能用一种催化剂组合覆盖所有应用，这是至关重要的缺点。在市场上可获得的产品Air Products Chemicals Europe B.V.的 DABCO DC-2是1，4- 二氮杂双环[2.2.2]辛烷(DABCO)和二乙酸二丁基锡的催化剂混合物。该混合物的缺点是胺起直接活化作用。替代的体系是例如POLYCAT? SA-1/10 (得自Air ProductsChemicals Europe B.V.)。这包含苯酹-封端的DBU。尽管该体系是热潜性的,但这种体系由于在固化过程中它们差的催化作用而不予使用；在这些体系的存在下制备的弹性体在反应结束时仍然是粘的；这也被称为反应“饿死”。这里缺点可能是苯酚过度封端使得转换温度要高得多(根据制造商此温度为80°C )。在WO 2009/050115中描述了光潜性催化剂，但其具有多个显著的缺点。实心模制品通常在非透明金属模具中制造，因此实际上不可能通过外辐射源活化光潜性催化剂。即使在技术解决了该问题的情形下，也由于电磁辐射在反应混合物中有限的进入深度产生另外的固有缺点。在DE-A 10 2008 026 341中描述了基于N-杂环卡宾的热潜性催化剂，但其具有一些显著的缺点。这些化合物的制备非常复杂并且因此昂贵，这意味着在大多数应用中使用该催化剂在经济上无利可图。此外，这些化合物在某些聚氨酯体系中也催化多异氰脲酸酯反应，这在某些应用例如高性能弹性体中绝对必须排除。在DE-A 10 2008 021 980中描述了热潜性锡催化剂，但其具有显著的缺点。在反应性NCO基团未超过一定含量的聚氨酯反应混合物中，NCO基团与OH基团的未经催化的反应的放热对完全活化热潜性催化剂是不足的。这尤其适用于薄壁模制品，由于大的表面积/体积比，在其固化时仅获得相对低的温度。同样已知汞催化的热潜性反应从所谓的转换温度开始进行。催化剂的转换温度被催化剂生产者视为一个重要的产品性能(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】2010.12.16 EP 10306434.11.具有良好机械性能的多异氰酸酯加聚产物，其能够由a)和b) a)多异氰酸酯和 b)NCO反应性化合物，选自bl)组的具有27— 112 mg KOH/g的OH值和1.9 — 2.3的官能度的长链聚酯多元醇和b2)组的具有300 - 1810 mg KOH/g的OH值和1.9 一 2.3的官能度的短链羟基化合物， 在c)和d)存在下 c)潜性催化剂 d)任选另外的不同于c)的催化剂和/或活化剂， 通过加入e)、f)、g)和h)获得， e)任选的填料和/或纤维材料 f)任选的助剂和/或添加剂， g)任选的发泡剂， h)至少一种水清除剂， 其特征在于，使用的潜性催化剂(c)是基于组分bl)计20-400ppm的量的用一元羧酸封端的脒类，其中脒与羧酸的摩尔比为1:3-1; 0.5。2.根据权利要求1所述的多异氰酸酯加聚产物，其特征在于，所用催化剂(d)为锡催化剂。3.根据权利要求1所述的多异氰酸酯加聚产物，其特征在于，所述多异氰酸酯(a)是二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)和/或碳二亚胺化/脲酮亚胺化的二苯甲烷二异氰酸酯和/或脲基甲酸酯化MDI的NCO预聚物。4.根据权利要求1所述的多异氰酸酯加聚产物，其特征在于，所述多异氰酸酯(a)是基于聚酯多元醇的NCO预聚物。5.制备根据权利要求1-4中一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：J克劳塞，
申请(专利权)人：拜耳知识产权有限责任公司，
类型：
国别省市：