[发明专利]用于弹性体的预聚物和聚合物

说明书

技术领域

本发明涉及多元醇，预聚物，特别是异氰酸酯和多元醇的预聚物，优选用于制备弹性体的预聚物，所述弹性体由多元醇、预聚物或者其组合制成。

背景技术

弹性体通常在张力作用下拉伸，具有高拉伸强度以及当外加应力消除时快速回缩至初始尺寸。所述弹性体能够在不同应用包括无压铸塑技术，注塑和表面喷涂中使用。

喷雾弹性体是比较年轻的一类聚氨酯弹性材料，其在大约20年前已经用于涂料工业。在过去的十年中，这些喷雾应用的聚氨酯和聚脲聚合物由于其高活性，应用速度以及机械强度和韧性，已经在保护涂层工业中得到快速肯定。所述弹性体被广泛用于不同基体的涂层，所述基体如金属、塑料、木材和混凝土。例如，大容器，管套等是暴露于高摩擦环境的制品以及其可被弹性的，耐磨性面层保护。

近来承包商和喷涂者受到其成功用于苛刻施用环境如化学加工基础设施，发电，造纸厂或者采矿的激励。

然而由于化学和/或热暴露的严重性，喷涂弹性体已经仅仅少量用于这些应用和未被证明作为已有保护溶液如环氧，聚酯或者乙烯酯涂层的可行替代。

美国专利6,797,789记载了报道具有改进的耐化学性的酚/聚脲弹性涂层体系。所述体系基于异氰酸酯的异氰酸酯准预聚物，而其它活性组分包含胺封端聚醚多元醇，胺封端扩链剂和酚醛树脂。美国专利5,077,349记载了耐化学品的高柔性聚氨酯塑料和涂料以及他们的制备方法。该反应体系具有与羟基封端的聚丁二烯多元醇反应的多异氰酸酯组分，水，碱土金属氢氧化物或氧化物和有机助剂如沥青和添加剂。聚合物用例如辊或抹刀加工，以及特别适用于混凝土表面如车库甲板(garage deck)或桥梁上的大面积密封。

虽然聚丁二烯多元醇赋予弹性体优良的耐化学性，但是由于这种多元醇昂贵，期望找到在向弹性体提供优良物理性能和优良耐化学性的同时提供成本优点的替代物。也期望部分多元醇能够由可再生资源制备。

本发明的目的是提供显示优良耐化学性，具体地耐酸性同时保持最佳固化速度(set rates)和流动性的非多孔异氰酸酯基聚合物。聚合物还具有优良的粘结性以使聚合物与基体粘附，从而提供保护性涂层。

发明内容

已经发现由至少一种源自可再生资源的多元醇与聚丁二烯多元醇组合制备的预聚物，在用于制备弹性体时，有利于形成具有优良物理性能和耐化学性能的弹性体。

本发明涉及异氰酸酯(NCO)含量为5至25重量％的异氰酸酯封端预聚物，其包含化学计量过量的一种或多种二或多异氰酸酯与第一多元醇组合物的反应产物，其中第一多元醇组合物包含10至90重量％的至少一种基于天然油的多元醇；10至90重量％的至少一种聚丁二烯多元醇；和任选存在另外的一种或多种多元醇。

在更进一步的具体实施方式中，所述聚丁二烯多元醇的官能度为1.8至2.1和平均分子量为500至10000。

在另一个具体实施方式中，所述基于天然油的多元醇是至少一种聚酯多元醇或脂肪酸衍生的多元醇，所述脂肪酸衍生的多元醇是至少一种引发剂和至少一种脂肪酸，包含至少约45重量％单不饱和脂肪酸或其衍生物的脂肪酸或者脂肪酸衍生物的混合物的反应产物，其中所述多元醇衍生自具有平均1.7至4个反应基团的引发剂。在另外更进一步的具体实施方式中，基于天然油的多元醇的平均分子量为500至5000。

在发明的另一方面，发明涉及一种弹性体，其包含下列物质的混合物：

a)异氰酸酯(NCO)含量为5至25重量％的异氰酸酯封端预聚物，其包含化学计量过量的一种或多种二或多异氰酸酯与第一多元醇组合物的反应产物，其中第一多元醇组合物包含10至90重量的至少一种基于天然油的多元醇；10至90重量％的至少一种聚丁二烯多元醇；和任选存在另外的一种或多种多元醇；

b)第二多元醇组合物，其中任何一种多元醇是标称官能度为1.8至2.5和平均分子量为500至10,000的多元醇或多元醇共混物，所述任何一种多元醇不是聚丁二烯多元醇或天然油多元醇；

c)任选存在的扩链剂和/或交联剂；和

d)任选存在的催化剂和本身在弹性体生产中已知的其它添加剂。

在另一方面，发明涉及制备弹性体的方法，所述方法包括混合：a)异氰酸酯(NCO)含量为5至25重量％的异氰酸酯封端预聚物，其包含化学计量过量的一种或多种二或多异氰酸酯与第一多元醇组合物的反应产物，其中第一多元醇组合物包含10至90重量％的至少一种基于天然油的多元醇；10至90重量％的至少一种聚丁二烯多元醇；和任选存在另外的一种或多种多元醇；