含氨基甲酸酯的液体加合物制造技术

一种包括单官能活性氢化合物与异氰酸酯封端中间体的反应产品的含氨基甲酸酯的加合物，所述中间体本身通过多异氰酸酯与多官能活性氢化合物偶联获得，其中加合物基本上无任何异氰酸酯官能度或任何反应性异氰酸酯官能度，它在室温下为液体，其数均分子量为６００至８００００。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及含氨基甲酸酯的液体加合物；它的制备方法；和它的用途。更具体地，本专利技术涉及在室温下为液体的稳定加合物，该加合物含多个氨基甲酸酯键，但基本上无任何异氰酸酯官能度或异氰酸酯反应性官能度。通常，含氨基甲酸酯的加合物可通过有机异氰酸酯与含活泼氢的物质反应制备。该反应可在溶剂存在下进行并且采用异氰酸酯与含活泼氢的物质的各种加成顺序，由此得到基本上无任何异氰酸酯官能度或异氰酸酯反应性官能度的最终产品。本领域已知的这些产品和各种反应工艺的说明性例子为公开于US4,079,028中的。对于很多应用(包括表面活性领域)，例如当制备聚氨酯泡沫、润滑剂或淬火剂时，需要加合物具有合适的纯度并且为液体。对于聚氨酯应用，当试图利用更高分子量产品的表面活性性能时，存在的较低分子量加合物将在一定程度不利于消泡剂。加合物的液体特性是特别合适的，因为增强了其对于要求液相中具有其它物质的稳定体系的应用的通用性。我们的研究涉及开发具有改进纯度的含氨基甲酸酯的液体加合物，特别是具有支化结构的液体加合物。从我们的研究中，目前已发现这些加合物可通过无溶剂方法在小心控制反应剂、加工助剂和方法条件下制备。术语“加工助剂”，是指起到催化涉及异氰酸酯官能度的反应的物质，特别是促进形成氨基甲酸酯键的物质。本专利技术第一方面涉及一种包括单官能活性氢化合物(monoahl)与异氰酸酯封端中间体的反应产物的含氨基甲酸酯的加合物，所述中间体本身通过多异氰酸酯与多官能活性氢化合物(polyahl)偶联获得，其中加合物基本上无异氰酸酯官能度或任何异氰酸酯反应性官能度，它在室温下为液体，其数均分子量为600至80000。本专利技术第二方面涉及一种在室温下为液体的含氨基甲酸酯的组合物，它为单官能活性氢化合物与异氰酸酯封端中间体的反应产品，所述中间体本身通过多异氰酸酯与多官能活性氢化合物偶联获得，该组合物按组分(a)、(b)和(c)的总摩尔量100％计，包括(a)65至100mol％如下结构通式(I)的加合物B-(A-M)f(I)(b)低于35至0mol％的如下结构通式(II)的加合物；M-A-M(II)(c)低于12至0mol％的每分子含两个或多个B部分的加合物(III)，M-A-(B-A)n-B-A-M (III)其中n≥1其中A衍生自多异氰酸酯；B衍生自多官能活性氢化合物；M衍生自单官能活性氢化合物；f为形式上存在于多官能活性氢化合物上的异氰酸酯反应性基团数。本专利技术第三方面涉及制备含多个氨基甲酸酯键的加合物的无溶剂两步骤方法，所述加合物在室温下为稳定液体并且基本上无异氰酸酯或异氰酸酯反应性基团，所述方法包括在第一步中多异氰酸酯与多官能活性氢化合物反应提供异氰酸酯封端的中间体；和在第二步中所述中间体与单官能活性氢化合物反应，其中a)多异氰酸酯包括与多官能活性氢化合物具有不同相对反应性的至少两个异氰酸酯部分/分子；b)多官能活性氢化合物为分子量200至20000并且每分子含有两个或多个选自-OH、-SH、-COOH或-NHR的异氰酸酯反应性官能团的有机物质，其中R为氢或烷基；c)单官能活性氢化合物为含一个选自-OH、-SH、-COOH或-NHR的异氰酸酯反应性官能团的有机物质，其中R为氢或烷基；其特征在于i)在基本上无水条件和无氨基甲酸酯促进催化剂存在下的第一步中，将多官能活性氢化合物以控制速率加入多异氰酸酯中，使反应温度不超过100℃，加入的多官能活性氢化合物总量相对于多异氰酸酯为化学计量当量或更低的；和ii)在第二步骤中，将单官能活性氢化合物以足以消耗所有异氰酸酯基团的限制量加入，其中该量通过直接检测反应混合物中存在的异氰酸酯官能度测定。本专利技术第四方面涉及一种异氰酸酯封端的中间体，它通过在基本上无水条件和不存在氨基甲酸酯促进催化剂下，使具有分子量200至20000并且每分子含两个或更多个选自-OH、-SH、-CO0H、或-NHR(其中R为氢或烷基)的异氰酸酯反应性官能基团的多官能活性氢化合物和包括与多官能活性氢化合物具有不同反应性的至少两个异氰酸酯部分/分子的多异氰酸酯接触获得，其中将多官能活性氢化合物以控制速率加入多异氰酸酯中，使反应温度不超过100℃，加入的多官能活性氢化合物总量相对于多异氰酸酯和所得中间体为化学计量当量或更低的，其中所述中间体具有0.5至5wt％的异氰酸酯含量，并且按组分(a)、(b)、(c)的总重量百分比为100％计，包括(a)65至100mol％如下结构通式(IV)的加合物B(-A)f(IV)(b)低于35至0mol％的如下结构通式(V)的加合物；A (V)(c)低于12至0mol％的每分子含两个或多个B部分的加合物(VI)，其中A为多异氰酸酯；B为多官能活性氢化合物；f为形式上存在于多官能活性氢化合物上的异氰酸酯反应性基团数。本专利技术再一方面涉及该加合物或其组合物作为润滑剂、淬火剂、液压液、涂料增稠剂或表面活性剂的用途。这些淬火剂和润滑剂(例如)在金属加工中发现了价值，它们可在含水或无水条件下使用。发现表面活性剂在制备微孔聚氨酯聚合物中有用。当该加合物用作液压液时，其存在量按含加合物并包括存在的所有水的液压液的总重量计有利地为1至50，优选1至25wt％。当加合物用作涂料增稠剂时，其存在量按包括加合物的涂料组合物计有利地为0.1至10，优选1至10wt％。本专利技术的加合物产品是基本上无任何异氰酸酯官能度或任何异氰酸酯反应性基团(包括羟基、硫醇、羧酸、硫代羧酸或伯胺官能度)的物质。该加合物在室温(25℃)下为液体并包括多个氨基甲酸酯键。该加合物可由如下结构通式(I)表示B-(A-M)f(I)其中A衍生自多异氰酸酯；B衍生自多官能活性氢化合物；M衍生自单官能活性氢化合物；f为形式上存在于多官能活性氢化合物上的异氰酸酯反应性基团数。应注意键A-B和A-M为来自异氰酸酯基团与异氰酸酯反应性基团，如羟基，反应的氨基甲酸酯键。当加合物基于二官能多官能活性氢化合物时，它具有线型结构；当基于三醇时，它具有支化或三臂结构，等等。对于包括在加合物中的各多异氰酸酯单元(A)，引入了至少两个氨基甲酸酯键。参考下面将要详细讨论制备这些液体加合物的方法，本专利技术的产品在大多数情况下将为包括主要量的结构(II)的加合物和少量相对于结构(II)和(III)的加合物的组合物。加合物II相当于与单官能活性氢化合物(M)充分反应的多异氰酸酯(A)；加合物III相当于每分子含两个或更多个多官能活性氢化合物(B)单元的结构。应注意当B的官能度大于2时，加合物II可达到非常复杂的支化结构，其中各支链通常被单官能活性氢化合物的衍生单元封端。下面给出加合物II和III的结构例子，在此情况下，包括两个或多个B部分的(III)被描绘为通过含两个异氰酸酯反应性基团/分子的多官能活性氢化合物产生的线型加合物。M-A-M (II)M-A-(B-A)n-B-A-M(III)其中n≥1当多异氰酸酯仅与单官能活性氢化合物反应时，可得到相当于结构(II)的加合物；当与单官能活性氢化合物反应前多个多异氰酸酯分子能够与多个多官能活性氢化合物反应时可得到相当于结构(III)的加合物。本专利技术含氨基甲酸酯的液体加合物产品的特征在于其数均分子量可为600至80000，优选1000至60000，更本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：H·J·M·格鲁恩巴尤尔，C·F·巴特林科，M·莫里尔，
申请(专利权)人：陶氏化学公司，
类型：发明
国别省市：