[发明专利]多异氰酸酯预聚物和它们的用途

说明书

本发明提供多异氰酸酯预聚物，特征在于它们包含聚醚碳酸酯多元醇作为结构组分，它们的制备和它们在用于漆料、粘合剂和密封材料的1-和2-组分体系中作为异氰酸酯组分的用途。

异氰酸酯官能预聚物用于许多技术领域，特别是用于粘合和涂覆基材以及用于密封材料中。在此，使用湿固化1-组分体系和2-组分体系，通常使用多元醇和/或多元胺作为用于含异氰酸酯的预聚物的反应参与物。

湿固化漆料、粘合剂和密封材料以及它们的制备属于常规现有技术并且在文献中多次描述。不能绝对排除水分而储存的所有含异氰酸酯基团的预聚物通过与大气水分反应，随着时间流逝而损失异氰酸酯基团。暴露于高温(Temperaturbelastung)显著促进了该过程。该反应在表面迅速进行；扩散到例如成型体、泡沫、漆膜或粘合剂和密封材料层内可能占用长的时间。只要该反应进行，则摩尔质量或交联密度增加，物理性能相应改变。

特别在漆料和粘合剂领域，希望预聚物的游离异氰酸酯基团与大气水分的反应尽可能迅速和完全地进行，以在早期阶段获得最终的使用性能。尽管如此，预聚物必须具有非常好的储存稳定性。为了加快固化过程，通常将外部催化剂例如有机锡化合物(二月桂酸二丁基锡)或胺类促进剂(二吗啉代二乙醚)加入配制料。然而，随着暴露于高温，这些催化剂可能不利地影响特别是基于反应性芳族异氰酸酯的预聚物的储存稳定性，以及粘合剂的性能组合(Eigenschaftsprofil)。因此不缺少对于提供在不加入外部催化剂的情况下对于水分具有高反应性的高反应性含异氰酸酯的预聚物的尝试。这种预聚物通常基于含氮原子的聚醚多元醇或聚酯多元醇。这些产品优选用于单组分湿固化泡沫应用。

DE OS 1922626和EP-A 796 880描述了用于制备储存稳定并且借助大气水分迅速干燥的聚氨酯-基单组分体系的方法。它们是含溶剂和含增塑剂的配制料，可以在单组分涂漆体系中用作粘结剂。

湿固化粘合剂组合物描述于例如WO-A 95/10555、DE OS 102 37 649、DE OS 103 04 153、EP-A 1 072 620、WO-A 00/44803、WO-A 2009000405中。为了加快固化，在一些情形中使用含胺的聚醚作为结构组分或者基于吗啉衍生物的催化剂。

持续需要用于上述应用的替代性或者改进的异氰酸酯官能的预聚物。作为粘合剂、涂覆剂或密封材料中的粘结剂，预聚物应尽可能好地满足对特定应用相关的性能的要求。

因此，本发明的目的是提供当用作粘合剂、密封材料或者用于漆应用时具有改进的性能，特别是更快速干燥的异氰酸酯官能的预聚物。

惊奇地发现该目的通过包含聚醚碳酸酯多元醇作为结构组分的异氰酸酯官能的预聚物实现。本发明进一步提供异氰酸酯官能的预聚物、其制备以及它们在粘合剂、密封材料和漆应用中的用途。

聚醚碳酸酯多元醇优选具有2－6，优选2－4，特别优选2－3并且最特别优选2的平均OH官能度(每分子的平均OH基团数)。

聚醚碳酸酯多元醇优选具有至少1 重量%，优选至少5 重量%，特别优选至少10 重量%并且最特别优选15－30 重量%的碳酸酯基团含量(作为CO₂计算)。

通过GPC(凝胶渗透色谱)测量，聚醚碳酸酯多元醇优选具有500－10,000，优选500－5000，特别优选750－4000并且最特别优选1000－3500的数均分子量。

例如根据WO 2008/013731，合适的聚醚碳酸酯多元醇可例如通过使用多金属氰化物催化剂－也称为DMC催化剂，将二氧化碳和环氧烷加成到H-官能的起始物上获得。尽管该说明书提及了在聚氨酯泡沫、弹性体、涂料、密封材料和粘合剂中普遍使用聚醚碳酸酯的可能，但没有给出关于就所得产品的性能而言预期的效果的信息。

聚醚碳酸酯多元醇的制备常规地通过环氧烷和二氧化碳催化加成到H-官能的起始物上进行。

作为环氧烷，可以使用纯的环氧烷、环氧烷混合物或者可工业获得的提余液流的氧化物混合物。一般而言，具有2－24个碳原子的环氧烷可用于根据本发明的方法。可以提及的例子包括环氧乙烷、环氧丙烷、1-环氧丁烷、2,3-环氧丁烷、1-环氧戊烷、1-环氧己烷、1-环氧辛烷、1-环氧癸烷、单氧化丁二烯、单氧化异戊二烯、氧化环戊烯、氧化环己烯、氧化苯乙烯和氧化三甲基苯(Mesitylenoxid)。特别使用环氧乙烷、环氧丙烷和氧化苯乙烯，特别优选环氧丙烷和氧化苯乙烯，并且最特别优选环氧丙烷。