[发明专利]基于二或多异氰酸酯和甲酰胺封端的低分子量化合物的预聚物、其制备方法及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及基于二或多异氰酸酯和甲酰胺封端的低分子量化合物的预聚物、其制备方法及其用途。 

背景技术

异氰酸酯官能的聚氨酯或多元醇和多异氰酸酯的预聚物已广为所知并且是许多现有商业化产品的基础。 

反应性聚氨酯具有能够与水或其它具有酸性氢原子(acid hydrogenatom)的化合物反应的反应性端基。这种形式的反应性使得可以将反应性聚氨酯在过程状态(通常是从液体到高粘性)以希望的方式引入到希望的位置，并通过添加水或其它具有酸性氢原子的化合物(在这种情况下称为固化剂)固化。 

在这些所谓的2C体系中，通常固化剂在应用前被直接加入，在正常情况下借助于混合和计量体系，在添加固化剂后加工器仅有有限的可用加工时间(适用期(pot life))。 

然而，只通过与大气中的水分的反应而不加入固化剂来固化具有反应性端基的聚氨酯(1C体系)也同样是可能的。这种1C体系一般具有优于2C体系的优点，即对于使用者来说省去了应用之前通常麻烦的常常为粘性的组分的混合。 

通常在1C或2C体系中使用的具有反应性端基的聚氨酯包括例如具有优选地末端异氰酸酯或NCO基团的聚氨酯。 

为了获得具有末端NCO基团的聚氨酯，通常使多官能的醇与过量的单体多异氰酸酯(一般是二异氰酸酯)反应。 

众所周知，在反应结束时，不管反应时间长短，总会剩下一定量的过量使用的单体二异氰酸酯。 

单体二异氰酸酯的含量具有麻烦的影响，例如在基于反应性聚氨酯的粘合剂和密封剂的加工过程中。即使在室温，二异氰酸酯如IPDI或TDI，也可具有不可忽略的蒸汽压。这种可察觉的蒸汽压特别是在喷涂应用中具有严重的影响，因为通过应用设备在这里可能会产生显著量的 异氰酸酯蒸汽，其具有刺激和敏化作用，即是有毒的并且因此是不希望的。 

因此，对于许多应用领域，急切希望发展单体二异氰酸酯含量大大减少的反应性聚氨酯或预聚物。 

具有减少的残余单体含量的反应性预聚物或聚氨酯可以通过例如国际专利公开No.WO 1997046603中公开的方法制备，所述公开的全部内容籍此通过引用并入本文。在该公开中，使过量的二异氰酸酯与多元醇反应，并将反应后剩下的过量的单体二异氰酸酯通过蒸馏除去。该方法的缺点在于具有高NCO含量的产物通常具有非常高的粘度。 

作为选择，具有减少的残余单体含量的反应性预聚物或聚氨酯可以根据例如DE-A 10229519或DE-A 10163857的教导制备，它们各自的全部内容藉此通过引用并入本文。在这种情况下，使用了具有不同反应性的NCO基团的二异氰酸酯并且使其轻微过量与多元醇反应。这种方法的缺点在于得到的产品典型地具有低NCO含量。 

因此，仍然希望提供具有低粘度、高NCO含量和低残余单体含量的反应性预聚物或聚氨酯。 

可以使较高分子量的聚醚-胺与甲酸烷基酯反应，从而得到相应的甲酰胺封端的低聚物，其可以进一步与多异氰酸酯反应从而提供相应的预聚物，即提供酰基脲预聚物。它们通常具有低粘度。 

发明内容

本发明一般涉及从基于具有限定分子量的二官能或高于二官能的脂肪族、脂环族或芳香族胺的甲酰胺类，即甲酰胺封端的低分子量化合物(formamide-terminated low molecular weight compounds)，制备的新型预聚物或多异氰酸酯。 

现在已经出人意料地发现通过甲酰胺封端的低分子量化合物与多异氰酸酯的反应，可获得以低粘度、不具有对于许多用途都有麻烦的聚醚结构单元为特征的酰基脲预聚物或较高分子量的多异氰酸酯。 

本发明因此提供从二异氰酸酯或多异氰酸酯和甲酰胺封端的低分子量化合物制备的预聚物，其具有以下通式(II)： 

X-[-N(CHO)-CO-NH-R¹-NCO]_n    (II) 

甲酰胺封端的低分子量化合物可以例如通过甲酸C₁-C₄烷基酯与适合的经限定的胺的反应获得。 

本发明的一个实施方案包括具有以下通式(II)的预聚物： 

X-[-N(CHO)-CO-NH-R¹-NCO]_n    (II)