[发明专利]具有低含量的单体二异氰酸酯的含异氰酸酯基团的聚合物

说明书

本发明涉及含异氰酸酯基团的聚醚聚氨酯聚合物，所述聚合物具有1.3至1.9重量％的NCO含量和至多0.5重量％的单体二异氰酸酯含量，其通过至少一种单体芳族二异氰酸酯与聚醚三元醇以至少3/1的NCO/OH比反应，然后通过合适的分离方法除去大部分单体二异氰酸酯而获得，所述聚醚三元醇的平均OH官能度为2.2至2.6且OH值为25至32mg KOH/g，以及本发明还涉及包含所述聚合物且单体二异氰酸酯含量小于0.1重量％的湿固化聚氨酯组合物。根据本发明的聚合物能够实现非常储存稳定的湿固化聚氨酯组合物，所述组合物即使没有特殊的保护措施也可安全处理、容易加工，具有长的开放时间并且迅速固化成具有高可拉伸性和弹性和高强度、高抗撕裂蔓延性、良好的低温柔性、良好粘附性能和高耐久性(特别是针对热和紫外辐射)的弹性材料。所述聚氨酯组合物特别适合作为弹性粘合剂、密封剂和涂料。

技术领域

本发明涉及用于湿固化聚氨酯组合物的具有低单体含量的聚合物及其作为弹性粘合剂、密封剂和涂料的用途。

背景技术

通过异氰酸酯基团与水分或水反应而交联并在此过程中固化成弹性体的聚氨酯组合物，特别用作建筑工业和制造工业中的弹性粘合剂、密封剂或涂料，例如在组装时用于粘合组件，用于填充接缝，作为地板涂料或作为屋顶密封剂。由于其良好的粘附性和弹性，其可以完好地抑制和消除例如由于振动或温度变化而引起的作用在基材上的力。

这种聚氨酯组合物包含含异氰酸酯基团的聚合物作为粘结剂，所述聚合物通过多元醇与单体二异氰酸酯的反应而制得。由此获得的聚合物由于扩链反应而包含残余含量的单体二异氰酸酯，通常为1至3重量％。单体二异氰酸酯可能对健康有害。含有单体二异氰酸酯的制剂(特别是浓度超过0.1％重量时)，必须在标签上和数据表中提供危险标示和警告信息，并且在某些国家只有在特定情况下才能销售和使用。

有多种方法可以获得具有低含量单体二异氰酸酯的含异氰酸酯基团的聚合物。一种途径是在制备聚合物时不足量地使用单体二异氰酸酯。然而，这会形成粘度极高的强烈扩链的聚合物，造成产品的储存稳定性和可加工性的问题。

另一种途径是将对称的单体二异氰酸酯更换成不对称的单体二异氰酸酯，例如将4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯更换成2,4'-二苯甲烷二异氰酸酯或2,4-甲苯二异氰酸酯，从而降低扩链反应的比例，因此实现聚合物较低的粘度。但是由此制备的含异氰酸酯基团的聚合物的反应性明显更低。这造成固化缓慢，并且与基于对称二异氰酸酯的产品相比，产品中实现的机械强度明显下降。

另一种途径是使含异氰酸酯基团的聚合物与官能化合物(例如巯基硅烷、氨基硅烷或羟基醛亚胺)部分反应。然而，获得的反应产物具有不同的交联特性以及严重升高的粘度，并且仅具有有限的储存稳定性和可加工性。

EP 2,439,219中描述了使用表面上具有氨基的二氧化硅来降低单体二异氰酸酯的含量。然而，这种特殊的二氧化硅昂贵并且同样导致高粘度。

就产品性能而言，获得具有低含量单体二异氰酸酯的含异氰酸酯基团的聚合物的最有吸引力的途径是在制备聚合物时过量使用单体二异氰酸酯，然后通过合适的分离方法(特别是通过蒸馏)除去大部分未反应的单体二异氰酸酯。通过所述方法获得的聚合物具有相对较低的粘度和较低残余含量的单体二异氰酸酯。对于低分子量单体二异氰酸酯(例如己烷二异氰酸酯)，所述途径特别容易进行。然而，通过这种途径制备的聚合物在产品中也具有缺点，特别是固化缓慢、与基材的粘附构建较弱并且固化后的弹性降低。基于芳族单体二异氰酸酯的聚合物特别适用于弹性粘合剂、密封剂和涂料，因为它们可导致快速固化和高强度，并且具有高的可拉伸性和弹性。特别地，4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯获得特别好的结果。然而，由于其低蒸气压，其特别难以通过蒸馏除去，特别是从高分子量的聚合物中除去。