本發明專利技術涉及包含脲基甲酸酯基團和硅烷基團的多異氰酸酯，涉及制備它們的方法和它們在聚氨酯聚合物的生產中用作起始組分，更特別地作為在聚氨酯漆和涂料中的交聯劑組分的用途。本發明專利技術克服了現有技術中的以下問題：平均異氰酸酯官能度的減少，粘度的增加以及硅烷官能團的無規分布。本發明專利技術的方法包括使：Ａ）至少一種包含硅烷基團的羥基氨基甲酸酯和／或羥基酰胺，其可從氨基硅烷與環狀碳酸酯和／或內酯的反應獲得；與，基于Ａ）的ＮＣＯ－活性基團，摩爾過量的Ｂ）至少一種具有以脂肪族、脂環族、芳脂族和／或芳香族方式連接的異氰酸酯基團的二異氰酸酯反應；并且任選地隨后除去未反應的過量二異氰酸酯。
【技術實現步驟摘要】
相關申請本申請要求2007年7月13提交的德國專利申請No.10?2007?032666.3的優先權，其以全文形式在此引入作為參考用于所有有用目的。
本專利技術涉及包含脲基甲酸酯基團和硅烷基團的多異氰酸酯，制備它們的方法和它們在聚氨酯聚合物的生產中用作起始組分，更特別地在聚氨酯漆和涂料中作為交聯劑組分的用途。
技術介紹
包含烷氧硅烷基團的多異氰酸酯混合物已經存在很長時間了。這類產品(其除了異氰酸酯基團還包含第二結構，該第二結構是活性的(即，能夠交聯))，在過去已經被用于不同的聚氨酯體系和聚氨酯應用中，以獲得特殊性能-例如，用于增強涂層的粘附力、耐化學性或抗劃傷性。例如，WO?03/054049描述了異氰酸酯官能的硅烷作為聚氨酯熱熔粘合劑的增粘劑，其由低單體含量的脂肪族或脂環族多異氰酸酯和仲氨基丙基三甲氧基硅烷(secondary?aminopropyltrimethoxysilanes)制備獲得。同樣，根據JP-A?2005015644的教導，通過使用用N-取代的，即，仲氨基丙基烷氧基硅烷改性的異氰酸酯預聚物或多異氰酸酯，可增強粘合劑和密封劑的粘附力。EP-B?0994139要求保護脂肪族和/或脂環族多異氰酸酯與不足量的烷氧基硅烷-官能的天冬氨酸酯(在EP0596360中描述的種類，作為異氰酸酯官能化合物的共反應物)，以及如果需要的話與聚環氧乙烷聚醚醇的反應產物，作為具有加速固化特征的單組分水分交聯涂料、粘合劑或密封劑的粘結劑。在WO?02/058569中還描述了脂肪族和/或脂環族的多異氰酸酯與不足量的烷氧基硅烷官能的天冬氨酸酯或仲氨基烷基硅烷的反應產物，作為用于二組分聚氨酯粘合底漆的交聯劑組分。EP-B?0?872?499描述了水性二組分聚氨酯涂料材料，其包含含有異-->氰酸酯基團和烷氧基甲硅烷基基團的化合物作為它們的交聯劑組分。使用這些特定的多異氰酸酯導致涂料結合增強的抗水性與高光澤。親水改性的包含烷氧基硅烷基團的多異氰酸酯，其因此更容易乳化，同樣地早已經被確定為用于水性的2K(2-組分)涂料和粘合劑分散體的交聯劑組分(例如EP-A?0?949?284)。近段時間已經看到有人提出將脂肪族的和/或脂環族的多異氰酸酯與N，N-二(三烷氧基甲硅烷基丙基)胺的反應產物作為用于改善溶劑基、熱固化、2K?PU汽車透明涂層(automotive?clearcoat)和外涂層材料的抗劃傷性的交聯劑組分(EP?1?273?640)。所有這些包含硅烷基團的多異氰酸酯混合物的共同特征為：它們通過未改性的多異氰酸酯或多異氰酸酯預聚合物與包含對異氰酸酯基團有活性的基團的有機官能硅烷的比例反應進行制備，硅烷的實例是巰基官能的硅烷、伯氨基烷基硅烷、仲N-烷基取代的氨基烷基硅烷或烷氧基硅烷官能的天冬氨酸酯。然而，這類改性，不可避免地導致平均異氰酸酯官能度相對于起始多異氰酸酯的官能度減少。這種減少的影響與反應產物的目標硅烷含量成比例地增加。然而在實踐中，在上述應用中(如涂料材料或粘合劑)，例如，為了獲得高網絡密度，特定需要的是具有很高異氰酸酯官能度的多異氰酸酯交聯劑。而且，隨著改性度增大，在產品的粘度方面也急劇升高，這是由于硫代氨基甲酸酯基團(thiourethane?groups)和更特別地脲基團被引入到分子中；因此，已有的包含硅烷基團的多異氰酸酯通常僅能夠以使用相當大量的有機溶劑的溶解形式進行使用。這種產品的已有的制備方法的其他缺點是：多異氰酸酯與異氰酸酯活性的有機官能硅烷的反應引起硅烷官能團在低聚多異氰酸酯混合物上的無規分布。除了包含所需要的硅烷-官能化的多異氰酸酯，該反應混合物往往還包含未改性的起始多異氰酸酯，和隨改性程度提高在提高的程度上含有完全沒有異氰酸酯的分子，這種分子僅僅攜帶硅烷基團作為它們的活性基團。當這類產品用作聚氨酯體系中的交聯劑時，結果為硅烷單元在聚合物主鏈中不均勻分布，由此不是最好的性能水平。
技術實現思路
-->本專利技術的一種實施方案是制備包含脲基甲酸酯基團的多異氰酸酯的方法，包括使A)至少一種包含硅烷基團的羥基氨基甲酸酯和/或羥基酰胺，其可從氨基硅烷與環狀碳酸酯和/或內酯的反應獲得；與，基于A)的NCO-活性基團，摩爾過量的B)至少一種具有以脂肪族、脂環族、芳脂族(araliphatically)和/或芳香族方式連接的異氰酸酯基團的二異氰酸酯反應；并且任選地隨后除去未反應的過量二異氰酸酯。本專利技術的另一種實施方案是上述方法，其中A)包含具有通式(I)的氨基硅烷與環狀碳酸酯和/或內酯的反應產物，其中R1、R2和R3是相同或不同的，為飽和或不飽和的，直鏈或支鏈的，脂肪族或脂環族的，或任選取代的芳香族或芳脂族(araliphatic)的基團，上述基團具有最多18個碳原子并任選地包含最多3個來自氧、硫和氮的雜原子；X是直鏈或者支鏈的具有至少2個碳原子并任選包含最多2個亞氨基(-NH-)的有機基團；和R4是氫，或飽和或不飽和的，直鏈或支鏈的，脂肪族或脂環族的，或任選取代的芳香族或芳脂族的具有最多18個碳原子的基團，或具有下式的基團：-->其中R1、R2、R3和X是如上面所定義。本專利技術的另一種實施方案是上述方法，其中A)包含具有通式(I)的氨基硅烷與環狀碳酸酯和/或內酯的反應產物，其中R1、R2和R3是相同或不同的，為飽和的直鏈或支鏈的脂肪族或脂環族的基團，具有最多6個碳原子并任選地包含最多3個氧原子；X是直鏈或支鏈的具有2-10個碳原子的亞烷基，任選包含最多2個亞氨基(-NH-)；和R4是氫，飽和的直鏈或支鏈的具有最多6個碳原子的脂肪族或脂環族基團，或具有下式的基團：其中R1、R2、R3和X是如上面所定義。本專利技術的另一種實施方案是上述方法，其中A)包含具有通式(I)的氨基硅烷與環狀碳酸酯和/或內酯的反應產物，其中R1、R2和R3各自是烷基，所述烷基具有最多6個碳原子，和/或包含最多3個氧原子的烷氧基，前提條件是R1、R2和R3的至少一個是烷-->氧基；X是直鏈或支鏈的具有3或4個碳原子的亞烷基；和R4是氫、甲基或具有下式的基團其中R1、R2、R3和X是如上面所定義。本專利技術的另一種實施方案是上述方法，其中A)包含具有通式(I)的氨基硅烷與環狀碳酸酯和/或內酯的反應產物，其中R1、R2和R3是相同或不同的，為甲基、甲氧基或乙氧基，前提條件為R1、R2和R3的至少一個是甲氧基或乙氧基；X是亞丙基(即，-CH2-CH2-CH2-)；和R4是氫、甲基或具有下式的基團：其中R1、R2、R3和X是如上面所定義。本專利技術的另一實施方案是上述方法，其中A)包含3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和/或3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷與環狀碳酸酯和/或內酯的反應產物。-->本專利技術的另一實施方案是上述方法，其中A)包含氨基硅烷與碳酸亞乙酯和/或碳酸異丙烯酯的反應產物。本專利技術的另一實施方案是上述方法，其中A)包含氨基硅烷與β-丙內酯、γ-丁內酯、γ-戊內酯、γ-己內酯和/或ε-己內酯的反應產物。本專利技術的另一實施方案是上述方法，其中B)包含具有以脂肪族和/或脂環族方式連接的異氰酸酯基團的二異氰酸酯。本專利技術另一實施方案是上述方法，其中B)包含1，6-二異氰酸根合己烷、1-本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種制備包含脲基甲酸酯基團的多異氰酸酯的方法，包括使： Ａ）至少一種包含硅烷基團的羥基氨基甲酸酯和／或羥基酰胺，其可從氨基硅烷與環狀碳酸酯和／或內酯的反應獲得； 與，基于Ａ）的ＮＣＯ－活性基團，摩爾過量的 Ｂ）至少一種具有以脂肪族、脂環族、芳脂族和／或芳香族方式連接的異氰酸酯基團的二異氰酸酯 反應；并且 任選地隨后除去未反應的過量二異氰酸酯。
【技術特征摘要】
DE 2007-7-13 102007032666.31.一種制備包含脲基甲酸酯基團的多異氰酸酯的方法，包括使:A)至少一種包含硅烷基團的羥基氨基甲酸酯和/或羥基酰胺，其可從氨基硅烷與環狀碳酸酯和/或內酯的反應獲得；與，基于A)的NCO-活性基團，摩爾過量的B)至少一種具有以脂肪族、脂環族、芳脂族和/或芳香族方式連接的異氰酸酯基團的二異氰酸酯反應；并且任選地隨后除去未反應的過量二異氰酸酯。2.權利要求1的方法，其中A)包含具有通式(I)的氨基硅烷與環狀碳酸酯和/或內酯的反應產物，其中R1、R2和R3是相同或不同的，為具有最多18個碳原子并任選地包含最多3個來自氧、硫和氮的雜原子的飽和或不飽和的，直鏈或支鏈的，脂肪族或脂環族的，或任選取代的芳香族或芳脂族的基團；X是直鏈或者支鏈的具有至少2個碳原子并任選包含最多2個亞氨基(-NH-)的有機基團；和R4是氫，或具有最多18個碳原子的飽和或不飽和的，直鏈或支鏈的，脂肪族或脂環族的，或任選取代的芳香族或芳脂族的基團，或具有下式的基團:其中R1、R2、R3和X是如上面所定義。3.權利要求1的方法，其中A)包含具有通式(I)的氨基硅烷與環狀碳酸酯和/或內酯的反應產物，其中R1、R2和R3是相同或不同的，為飽和的直鏈或支鏈的脂肪族或脂環族的基團，具有最多6個碳原子并任選地包含最多3個氧原子；X是直鏈或支鏈的具有2-10個碳原子的亞烷基，任選包含最多2個亞氨基(-NH-)；和R4是氫，飽和的直鏈或支鏈的具有最多6個碳原子的脂肪族或脂環族基團，或具有下式的基團:其中R1、R2、R3和X是如上面所定義。4.權利要求1的方法，其中A)包含具有通式(I)的氨基硅烷與環狀碳酸酯和/或內酯的反應產物，其中R1、R2和R3每個都是烷基，所述烷基具有最多6個碳原子，和/或包含最多3個氧原子的烷氧基，前提條件是R1、R2和R3的至少一個是烷氧基；X是直鏈或支鏈的具有3或4個碳原子...
【專利技術屬性】
技術研發人員：HJ拉斯，R哈爾帕普，
申請(專利權)人：拜爾材料科學股份公司，
類型：發明
國別省市：DE[德國]
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