一種用于制備用作交聯(lián)劑的多官能的聚碳二亞胺的方法，其中，聚碳二亞胺通過在含有一個或多個額外的活性官能團的單異氰酸酯或多異氰酸酯的存在下和在碳二亞胺催化劑的存在下使單異氰酸酯和多異氰酸酯反應(yīng)并且之后使聚碳二亞胺鏈終止或擴鏈而制備。在聚碳二亞胺形成反應(yīng)和/或封端反應(yīng)和/或擴鏈反應(yīng)期間、之前或之后，將0～10％的有機溶劑和/或0～30％的增塑劑和/或0～30％的表面活性組分添加到產(chǎn)物中。此外，本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種其中聚碳二亞胺用作交聯(lián)劑的涂料混合物并且涉及一種用所述涂料混合物得到的固化材料。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
技術(shù)介紹
聚碳二亞胺是眾所周知的用于含有羧酸官能團的水性聚合物的交聯(lián)劑。聚碳二亞胺制備和應(yīng)用的發(fā)展綜述描述在EP1644428(US7439316)中。特別引人關(guān)注的是具有有助于交聯(lián)的額外的官能團的聚碳二亞胺。作為交聯(lián)劑的多官能的聚碳二亞胺的制備和應(yīng)用描述在EP0507407(US5258481)中。這些交聯(lián)劑含有碳二亞胺基和至少一種其它官能團。這兩種基團都有助于交聯(lián)。制備方法中使用相對大量(約50%)的溶劑，否則在多官能的聚碳二亞胺交聯(lián)劑的制備的第一階段期間的粘度將變得過高。結(jié)果交聯(lián)劑包含相對大量的揮發(fā)性有機化合物，由于環(huán)境原因，這些揮發(fā)性有機化合物目前是不想要的。此外，通過使用這種方法，碳二亞胺基的濃度和其它活性基團的濃度顯然是相對低的，從而需要相對大量的多官能的聚碳二亞胺交聯(lián)劑以對將被交聯(lián)的聚合物獲得良好的交聯(lián)度。在US6566437和US4118536的結(jié)論和實施例中描述了如何用具有烷氧基硅烷官能團的異氰酸酯能制備烷氧基硅烷官能的聚碳二亞胺，但是該聚碳二亞胺不含有親水性基團并且結(jié)果將不能很好地分散在水或水性體系中。此外，在US6566437的實施例中使用了36 %的有機溶劑，所以本方法的好處沒有被公開。US4118536的實施例描述了如何用具有烷氧基硅烷官能的異氰酸酯能制備烷氧基硅烷官能的碳二亞胺，但在該實施例中重要的烷氧基硅烷官能的碳二亞胺以非常低的濃度被制備，從而缺少本方法的好處。在本專利技術(shù)的目的是提供一種消除上述缺點的方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
根據(jù)本專利技術(shù)，提供一種，所述方法包括:A.在80 180°C下，在0.05 5wt%碳二亞胺催化劑的存在下，使單異氰酸酯和/或多異氰酸酯發(fā)生反應(yīng)，其中，形成具有平均值為I 10的碳二亞胺官能團的聚碳二亞胺或異氰酸酯官能的聚碳二亞胺；B.在聚碳二亞胺鏈形成期間或之后，在用含有一個或多個氨基和/或羥基官能團的化合物封端殘余的異氰酸酯官能團之前，通過相對于在聚碳二亞胺鏈形成中未消耗的異氰酸酯官能團添加0.05 1.0當(dāng)量的含有親水性基團以及一個或多個氨基和/或羥基官能團的化合物，使異氰酸酯官能的聚碳二亞胺鏈終止和/或擴鏈，或者在聚碳二亞胺鏈形成期間或之后，通過相對于在聚碳二亞胺鏈形成中未消耗的異氰酸酯官能團添加0.05 1.0當(dāng)量的含有親水性基團以及一個或多個氨基和/或羥基官能團的化合物，使異氰酸酯官能的聚碳二亞胺鏈終止和/或擴鏈，隨后用含有一個或多個氨基和/或羥基官能團的化合物封端殘余的異氰酸酯官能團，其中含有一個或多個氨基和/或羥基官能團的化合物還能夠包含額外的官能團，其特征在于， 在步驟A中，含有一個或多個額外的官能團的一種或多種單異氰酸酯和/或多異氰酸酯以0.5 30wt %存在，其中異氰酸酯基有助于碳二亞胺形成，并且其特征進一步在于，在碳二亞胺形成反應(yīng)和/或封端反應(yīng)和/或擴鏈反應(yīng)期間、之前或之后，添加O 10%的有機溶劑和/或O 30%的增塑劑和/或O 30%的表面活性組分。在EP0507407中，額外的官能團通過用含有該額外的官能團的羥基官能團或氨基官能團的化合物進行的異氰酸酯官能的碳二亞胺低聚物的終止反應(yīng)而并入。令人驚訝地，明顯在本方法中，如果額外的活性官能團沒有根據(jù)在EP0507407中描述的方法而是通過碳二亞胺形成反應(yīng)并入，則多官能團的聚碳二亞胺的粘度相當(dāng)?shù)汀＿@可顯著地避免或減少溶劑的使用，同時還可獲得具有足夠低粘度的多官能的聚碳二亞胺，從而它可容易地分散在水中。通過碳二亞胺形成反應(yīng)并入額外的活性官能團的額外優(yōu)點是碳二亞胺基和額外的官能團兩者的濃度都較高。其原因是，在每分子相同量的碳二亞胺官能團的情況下，產(chǎn)生的聚碳二亞胺的平均分子量低于其中通過終止反應(yīng)并入額外的官能團的聚碳二亞胺的平均分子量。與現(xiàn)有的具有額外的官能團的聚碳二亞胺相比，本專利技術(shù)的另一個優(yōu)點是可以顯著降低溶劑的量或可以完全避免使用溶劑。 在本方法中可以使用一定量的增塑劑。其原因是聚碳二亞胺與增塑劑的混合物相比聚碳二亞胺本身具有較低的粘度。這提高了易用性。優(yōu)選具有一些親水性的增塑劑，諸如磷酸三(丁氧基乙基)酯、四乙二醇二甲醚或三乙二醇單-2-己基己酸酯，以便聚碳二亞胺與增塑劑一起可以容易地分散在水或水性體系中。根據(jù)本方法的方法制備的產(chǎn)品可以容易地分散在使用這些產(chǎn)品的水聚合物分散體或水性聚合物分散體中，因為親水性基團已被并入聚合物中。本方法中使用的單異氰酸酯和/或二異氰酸酯組分有幾種選擇。單異氰酸酯可以是含有6 25個碳原子的直鏈或支鏈的烷基、亞烷基、烷基-芳基或亞烷基-芳基的異氰酸酷。例如，它可以是燒基、環(huán)燒基、燒基_芳基或芳基燒基官能的異氛酸酷，諸如己基異氛酸酯、辛基異氰酸酯、十一烷基異氰酸酯、十二烷基異氰酸酯、十六烷基異氰酸酯、十八烷基異氰酸酯、環(huán)己基異氰酸酯、苯基異氰酸酯、甲苯基異氰酸酯、2-庚基-3，4-二(9-異氰酸根合壬基)-1_戊基環(huán)己烷。進一步的選擇是，單異氰酸酯和/或多異氰酸酯是多異氰酸酯與具有4 25個碳原子的直鏈或支鏈的烷基、亞烷基、烷基-芳基或亞烷基-芳基的羥基或氨基官能的化合物的加合物。進一步的選擇是，單異氰酸酯是含有I 50個氟原子的烷基、亞烷基、烷基-芳基或亞烷基-芳基的異氰酸酯。這些單異氰酸酯的實例是氟苯基異氰酸酯、氟甲苯基異氰酸酯和3-(三氟甲基)苯基異氰酸酯。進一步的選擇是，單異氰酸酯和/或多異氰酸酯是多異氰酸酯與具有包含I 50個氟原子的烷基、亞烷基、烷基-芳基或亞烷基-芳基的羥基或氨基官能的化合物的加合物。進一步的選擇是，單異氰酸酯和/或多異氰酸酯是多異氰酸酯與羥基官能的硅或氨基官能的硅、羥基烷基官能的硅或氨基烷基官能的硅的加合物。用于制備聚碳二亞胺的多異氰酸酯是甲苯-2，4- 二異氰酸酯、甲苯-2，6- 二異氰酸酯和它們的混合物，是二苯基甲烷_4，4- 二異氰酸酯、I，4-亞苯基二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷-4，4' - 二異氰酸酯、3-異氰酸酯基甲基_3，5，5-三甲基環(huán)己基異氰酸酯、1，6-己基二異氰酸酯、I，4-環(huán)己基二異氰酸酯、降冰片基二異氰酸酯或它們的混合物。優(yōu)選使用的多異氰酸酯是二環(huán)己基甲烷_4，4' - 二異氰酸酯或3-異氰酸酯基甲基_3，5，5-三甲基環(huán)己基異氰酸酯。含有一個或多個額外的活性官能團并且有助于形成異氰酸酯官能的聚碳二亞胺的單異氰酸酯是具有一個或多個不是碳二亞胺的活性基團的異氰酸酯化合物、對聚合物中的官能團或在水中的聚合物分散體、乳液或溶液中的官能團具有反應(yīng)性的異氰酸酯化合物，或具有水解直接或之后自縮合或自加成能力的異氰酸酯化合物。活性官能團可以是齒素；稀基；芳基稀經(jīng)；塊基；芳基塊經(jīng)(aryIalkyn) ；_■稀經(jīng)；醒；_■燒基縮醒；_■硫縮醒；酮；不飽和醛；酮或羧酸酯；腈；亞胺；烷基烷氧基硅烷；烷氧基硅烷；酸酐；混合酸酐；肟保護的二異氰酸酯；二酮；酮酯；硫酮酯(thioketoester);酮硫酯(ketothioester);硫酮硫酯(thioketothioester);或一種或多種這些活性基團的混合物；活性官能團也可以是活性環(huán)體系或含有這樣的體系。活性環(huán)體系可以是任何可以在親電或親核攻擊下打開的環(huán)體系。活性環(huán)體系可以是任何含有一個或多個氮和/或氧和/或硫和/或酮基和/或酮-烯醇官能團的三、四、五、六、七或本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：安德里斯·約翰尼斯·德克森，羅布雷赫特·雷歐納德斯·約翰尼斯·凡·德·布魯亨，
申請(專利權(quán))人：斯塔爾國際有限公司，
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