[发明专利]借助膦催化生产聚异氰脲酸酯塑料的方法

说明书

本发明涉及生产聚异氰脲酸酯塑料的方法，其包括下列步骤：a)提供多异氰酸酯组合物A)，其包含低聚多异氰酸酯并且单体二异氰酸酯含量低，“单体二异氰酸酯含量低”是指多异氰酸酯组合物A)具有不大于20重量%的单体二异氰酸酯含量，b)使用至少一种叔有机膦催化剂B)催化三聚所述多异氰酸酯组合物A)。本发明进一步涉及可通过根据本发明的方法获得的聚异氰脲酸酯塑料、包含或由根据本发明的聚异氰脲酸酯塑料构成的涂层、膜、半成品和模制品、和涉及根据本发明的聚异氰脲酸酯塑料用于生产涂层、膜、半成品和模制品的用途。

本发明涉及生产聚异氰脲酸酯塑料的方法、可通过这种方法获得的聚异氰脲酸酯塑料和由其制成的涂层、膜、半成品或模制品。

具有聚异氰脲酸酯结构的聚合物以其良好的热稳定性和阻燃性为人所知。基于芳族二苯甲烷4,4'-二异氰酸酯（MDI）的聚异氰脲酸酯泡沫例如由于它们的极低热导率而被广泛使用，尤其是作为高性能隔热材料。但是，MDI聚异氰脲酸酯，如从芳族聚氨酯中普遍获知，只有低的光稳定性并具有显著黄化的趋势。

因此不缺乏基于脂族耐光异氰酸酯合成聚异氰脲酸酯塑料的尝试。

例如，European Polymer Journal, 第16卷, 147-148 (1980)描述了单体1,6-二异氰酸根合己烷（HDI）在40℃下的催化三聚以产生不含异氰酸酯基团的清澈透明聚异氰脲酸酯塑料。但是，为此，需要15重量%的二丁基二甲氧基锡作为三聚催化剂。European Polymer Journal, 第16卷, 831-833 (1980)描述了单体HDI在140℃的温度下使用6重量%的三丁基氧化锡作为催化剂的完全三聚以产生聚异氰脲酸酯。

Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry 2013, 51, 2631 - 2637描述了用对甲苯亚磺酸钠作为催化剂制备基于单体HDI/MDI混合物的光学透明聚异氰脲酸酯膜。但是，仅使用单体HDI作为起始二异氰酸酯，不可能用这种催化剂获得清澈膜，因为该反应混合物由于三聚反应的极端放热性而显著起泡。根据这一公开，纯HDI聚异氰脲酸酯的合成只有在试管中、在毫摩尔规模下和在有机溶液中在复杂后处理后才有可能。

US 3,211,703描述了由经二价脂族基团，优选六亚甲基链连接的至少10个连续异氰脲酸酯结构构成的固体交联聚合物。但是，这一专利说明书中的具体实施例仅描述了HDI与氧化苯乙烯的共聚物。

JP 2001-098042提供了以单体脂环族双(异氰酸根合甲基)降冰片烷（NBDI）开始的聚异氰脲酸酯，在最终产物中具有13%的最大异氰酸酯基团含量并使用由氟化钾和含环氧乙烷基团的络合剂构成的催化剂体系制备。

Theo Flipsen所著的论文: Design, synthesis and properties of new materials based on densely crosslinked polymers for polymer optical fiber and amplifier applications, Rijksuniversiteit Groningen, 2000描述了用钕/冠醚配合物作为催化剂的单体HDI的三聚。在该论文中审查了据说具有良好的光学、热和机械性质的所得聚异氰脲酸酯对光学应用的适用性，尤其是作为聚合物光纤。

但是，现有技术中已知的由单体脂族二异氰酸酯制备聚异氰脲酸酯塑料的方法具有根本的缺点：所用三聚催化剂也极大加速异氰酸酯基团与水的反应。为避免通过形成的二氧化碳形成气泡，必须在绝对隔绝水分的受控条件下进行三聚反应。通过已知方法只有在封闭系统中在保护性气体气氛下才能制备例如光学应用需要的无气泡和无混浊的聚异氰脲酸酯塑料。