[发明专利]含有脂环族结构单元的多异氰酸酯混合物

说明书

本发明涉及包含脂环族结构单元并仅仅含有线性脂族基连接的游离异氰酸酯基团的新型多异氰酸酯混合物，涉及制备它们的方法以及涉及它们在聚氨酯塑料的生产中作为起始组分的用途，特别在聚氨酯涂覆材料和涂料中作为交联剂组分的用途。

双组分聚氨酯涂覆材料(2K-PUR)由于其突出的技术性能而对于许多非常不同的应用领域显示出重要性。作为光稳定的、非泛黄的2K-PUR涂覆材料和涂料的交联剂组分，通常使用以线性脂族和/或脂环族二异氰酸酯为基础的多异氰酸酯。

在2K-PUR涂覆材料的大部分应用领域中，目前使用以1，6-二异氰酸根己烷(HDI)为基础的多异氰酸酯。甚至在低温下，这些多异氰酸酯导致具有良好耐化学和机械作用的涂层，但是在很多情况下显示出不够的干燥速率和较低的极限硬度。

在使用特殊高官能度HDI多异氰酸酯时(例如高官能度HDI三聚物)同样如此，它们常常被推荐作为快速干燥的2K-PUR涂覆材料的配制剂的交联剂组分(参见例如XFD 90B的产品资料，RhodiaPCS)。虽然完全有可能使用此类交联剂来提高相对于标准交联剂的干燥速率，但是无法获得涂膜的较高极限硬度。

对于能达到的膜硬度，以脂环族二异氰酸酯如异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)为基础的多异氰酸酯交联剂具有明显的优点。尽管以线性脂族二异氰酸酯为基础的多异氰酸酯尤其突出表现在低粘度并且产生高弹性的涂膜，但是无溶剂形式的脂环族多异氰酸酯是高度粘稠到固体的产物，其导致涂层制品的快速物理干燥并得到非常高硬度的涂层。

HDI多异氰酸酯因此常常与相应的脂环族多异氰酸酯(例如以IPDI为基础的那些)相结合使用(参见例如U.Meier-Westhues，Polyurethane-Lacke，Kleb-und Dichtstoffe，Vincentz Network 2007，第166页)。以这种方式能够显著地促进涂膜的干燥和特别是硬度的发展。然而，为了完全的化学交联，脂环族多异氰酸酯由于它们的异氰酸酯基团的较低反应性而需要在100℃或100℃以上的区域中的温度。在室温或稍微强制干燥(约60℃)时，虽然获得了快速触干的硬涂膜，但是其与仅仅使用HDI多异氰酸酯交联的涂层相比具有更低的耐溶剂性和耐化学品性。

本发明的目的因此是提供新的多异氰酸酯，其适合于脂族多异氰酸酯的全部应用领域，特别是作为双组分聚氨酯涂覆材料的交联剂组分，但是它们没有现有技术的缺点。这些新多异氰酸酯交联剂应该使得能够配制出快速干燥的涂料体系，后者同时甚至在低温下固化得到硬的、耐溶剂性和耐化学品的涂层。

这一目的现在通过如下所述的本发明来实现。

本发明提供制备包含脂环族结构单元和线性脂族基连接的游离异氰酸酯基团的多异氰酸酯混合物的方法，其中使下列的A)与B)进行反应：

A)具有2.0到5.0的平均官能度和8.0-27.0重量％的线性脂族基连接的异氰酸酯基团含量(以NCO计算；分子量＝42)的多异氰酸酯组分，

B)以所使用的组分A)和B)的总量为基础计2-80重量％的至少一种羟基尿烷，其以脂环族二异氰酸酯和/或多异氰酸酯为基础、不含异氰酸酯基团、任选地含有脲基团、具有260-8000g/mol的数均分子量和具有1.0-6.0的平均OH官能度。

本发明进一步提供以这种方法可获得的多异氰酸酯混合物，以及可由该方法获得的产品在聚氨酯塑料的生产中作为起始组分、特别是作为聚氨酯涂覆材料和涂料的交联剂组分的用途。

在本发明的范围中在“线性脂族基”和“脂环族基”连接的异氰酸酯基团之间有区别，这些术语是指根据本发明所使用的二异氰酸酯和从该二异氰酸酯制备的多异氰酸酯的化学结构。“线性脂族”二异氰酸酯是指完全不含环状结构单元的那些化合物，而在“脂环族”二异氰酸酯中一定有至少一个连接于脂环族环上的异氰酸酯基团。

用于本发明方法中的多异氰酸酯组分A)一般具有2.0-5.0、优选2.3-4.5的(平均)NCO官能度，8.0-27.0重量％、优选14.0-24.0重量％的异氰酸酯基团含量，和低于1重量％、优选低于0.5重量％的单体二异氰酸酯含量。它们包括仅仅含有线性脂族连接的异氰酸酯基团的至少一种有机多异氰酸酯。

组分A)的多异氰酸酯是通过简单线性脂族二异氰酸酯的改性制备的并且由至少两个二异氰酸酯构成的具有脲二酮、异氰脲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲、亚氨基噁二嗪二酮和/或噁二嗪三酮结构的任意多异氰酸酯；这一类型的多异氰酸酯例如已举例描述在J.Prakt.Chem.336(1994)185-200，在DE-A 1 670 666和EP-A 0 798 299中。