[发明专利]湿气硬化性粘结剂

说明书

发明领域

本发明涉及一种湿气硬化性的、特别是用于工业和建筑应用的聚氨酯基粘结剂。另外，本发明还涉及用于制备湿气硬化性粘结剂的包括双组分的试剂盒，涉及湿气硬化性粘结性剂的制备方法以及由该湿气硬化性粘结剂制得的经湿气硬化的粘结剂。

发明背景

长久以来，具有至少一个活性硅烷基团(这些硅烷基团可以含有连接在硅上的羟基或可水解的基团，如烷氧基、乙酰氧基、肟、苯甲酰胺或者还有氯原子)、优选具有两个或三个活性硅烷基团的可室温交联且硅烷封端的聚氨酯就用来制备粘结剂和密封剂以及其他一些工业和建筑产品如平整材料、地面铺层、颜料和涂漆、浇铸材料、建筑泡沫材料等。因此，可以配制出在保持合理的商业范围的同时还具有良好性能状况的产品。在建筑业内，接缝用于抵消例如由于热膨胀或安装过程而引起的各个建筑构件之间的运动。通常，使用例如根据DINISO 11600的密封剂来填封接缝。

具有活性硅烷基团的硅烷改性的聚醚氨酯及其在粘结剂和密封剂中的应用都是已知的并且例如在US5554709，US4857623，US5227434，US6197912，US6498210和US4364955中有记载。具有活性硅烷基团的聚醚氨酯可以根据多种方法制得。一种可能的途径是使脂族或芳族的二异氰酸酯以过量的化学计量量，与优选由环氧乙烷和/或环氧丙烷构成的聚醚多元醇反应生成含异氰酸酯的聚氨酯-预聚物，然后再使其与氨基硅烷优选是仲氨基硅烷反应生成硅烷改性(硅烷封端)的聚氨酯。这些反应可以在无需锡催化剂的条件下进行(US6784272)，由此获得不含金属的硅烷改性的聚氨酯。

另一可能途径是使脂族和芳族的二异氰酸酯以不足量的化学计量量，与优选由环氧乙烷和/或环氧丙烷构成的聚醚多元醇反应生成羟基封端的聚氨酯-预聚物，然后可以再使其与异氰酸基硅烷反应生成硅烷封端的聚氨酯。

再一可能的途径在于使Monolen(例如α-烯丙基-ω-羟基-多元醇)与二异氰酸酯优选是脂族二异氰酸酯的反应，生成具有不饱和端基的聚氨酯-预聚物。接着，硅烷基团可以在优选铂催化剂的贵金属催化作用条件下，经由与氢硅烷诸如HSiMe(OMe)₂或HSi(OMe)₃进行氢化硅烷化反应而引入。该过程中得到硅烷封端的聚氨酯。另外，也可以使聚醚二醇或聚醚混合物与异氰酸基硅烷如γ-和α-异氰酸基硅烷，特别优选二和三烷氧基官能的γ-和α-异氰酸基硅烷反应。

另一种制备硅烷改性聚氨酯的方法是“拜耳法”。EP596360和US6599354记载了通过Michael加成反应由马来酸酯和/或富马酸酯与具有伯氨基的氨基硅烷制得非环的脲衍生物的过程。如此制得的非环的脲衍生物再与含异氰酸酯的聚氨酯-预聚物反应生成硅烷封端的聚氨酯。WO2004/060953和US2004/0122200中阐述，为使如此制得的硅烷封端的聚氨酯具有良好的热稳定性，需要在端部具有环状的含硅烷基的脲衍生物。这可通过用热和酸性催化剂来处理非环的脲衍生物而实现。

US2004/0087752和WO1996/34030记载了由α，ω-羟基二有机硅氧烷、二异氰酸酯和聚醚多元醇反应生成含羟基的聚二有机硅氧烷-氨基甲酸酯-预聚物的聚二有机硅氧烷氨基甲酸酯。US2004/0087752记载了与异氰酸基硅烷接着进行反应生成硅烷改性的聚二有机硅氧烷氨基甲酸酯。

当存在空气湿度时，所述的硅烷改性聚氨酯和聚氨酯共聚物在室温下即已能通过水解并裂解出相应的离去基团(例如醇、酮肟、醋酸等)而被活化。接着发生缩合反应，同时生成Si-O-Si网络。这里的优点是，在硅烷交联过程中不会象传统的氨基甲酸酯交联时那样释放出气态的副产品。因此也就可以尽可能无危险地配制不含异氰酸酯的产品。众所周知，挥发性的异氰酸酯单体有损害健康的嫌疑。根据活性硅烷基团含量和粘结剂结构的不同，该过程中会形成长链聚合物，较大网眼的三维网络或高度交联的体系。根据构造这种硅烷封端的粘结剂的无数种可能性，未交联聚合物的性能(粘度、溶解度等)以及配制的且交联的材料的性能(机械性能如模量、拉伸强度、伸长率等和硬度、通体硬化性、UV稳定性、耐热性、黏附性等)可以在一个很宽的范围内调节。这种硅烷封端的聚氨酯的用途也是相应五花八门的。其可制备弹性体、密封剂、粘结剂、弹性粘结剂、硬质和软质泡沫，各种各样的涂覆体系(颜料和涂漆)、模型材料(例如用于牙医学应用)、铸造材料(例如在汽车业内)和平整材料(例如建筑应用)、地面铺层等。这些产品可以多种方式应用，例如刷涂、喷雾、浇铸、压制等。