具有长适用期和快速固化的聚天冬氨酸类制造技术

本发明专利技术涉及双组分聚脲组合物，其包含多异氰酸酯组分C1和硬化剂组分C2。所述硬化剂组分C2包含至少一种天冬氨酸的混合物和至少一种分解温度为30‑150℃的盐水合物SH。该组合物允许施加于大面积和/或厚层或大体积的铸件，并显示出通过热触发而快速固化，但在应用温度下具有较长的适用期。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有长适用期和快速固化的聚天冬氨酸类
本专利技术涉及含有聚天冬氨酸酯硬化剂的双组分聚脲组合物领域。专利技术背景双组分聚脲组合物很久以来就广为人知，并广泛用于例如涂料和地板产品或浇铸树脂的制备。其中，所谓的聚天冬氨酸树脂具有独特的性质和应用领域，因为它们含有作为硬化剂组分的特殊的空间位阻仲胺，称为聚天冬氨酸酯。这些双组分天冬氨酸组合物具有低粘度、超高固含量、高反应性和优异的耐化学、物理和耐候性的优点。然而，基于它们的固化化学性，它们遭受一个固有的问题：它们可以被配制成在施用后显示出快速的固化，这对于有效且经济可行的方法是理想的，但是它们的适用期通常很短，这使得大面积施用很困难。另一方面，它们可以配制成具有较长的更适用于大体积施用的适用期，但随后需要大量的固化，因此需要等待一定时间才能完成固化。典型的聚氨酯催化剂并不总是很容易适用于该体系，这可能是由于空间位阻胺硬化剂。解决该问题的一个方法是使用潜在的硬化剂或催化剂。例如WO2006/030029公开了一种聚氨酯组合物，其包含多异氰酸酯、多硫醇和潜在的碱催化剂。然而，由于有毒成分，考虑到安全和环境危害，这种系统是不利的。此外，多硫醇倾向于有难闻的气味。用于聚天冬氨酸类的一种有效的催化剂或促进剂是水。然而，很难以受控方式使用水。可以简单地将水添加到硬化剂组分中，这导致显著加快固化，但同时会大大降低适用期。而且，简单增加周围空气的湿度并不能充分解决该问题，因为加速仅在表面附近发生，并且因此仅对于非常薄的层或涂层是可行的，而对于浇铸应用而言则不太适用。US5,736,604公开了一种用于制备涂料的水性聚氨酯组合物。该水性涂料组合物的固含量为20％至96％，并且大量的水被用作非有机溶剂，从而导致改善的施用特性并快速固化。然而，尽管该系统显示出快速固化的事实，但是这些组合物仅限于小面积施用。此外，较低的固含量和水蒸发的需求进一步限制了其适用性。WO2012/069623公开了一种三组分聚天冬氨酸类组合物，其使用具有弱结合水或吸收的水的物质作为第三组分，该物质与多异氰酸酯和聚天冬氨酸酯的混合的双组分组合物接触。该解决方案在进行额外的处理步骤时有些麻烦，并且还经常会将水带到已经施用的混合组合物的表面，并且因此不太适合浇注或厚层施用。WO2014/151307公开了一种特殊的聚天冬氨酸类组合物，其在硬化剂组分中包括聚醚天冬氨酸酯。这种组合物似乎具有增加的适用期，但仍能快速固化，这可能是由于其较高的亲水性，但需要使用不太常见的聚醚天冬氨酸酯，该酯在市场上不易买到，并且与传统的聚天冬氨酸类相比在一定程度上限制了产品的化学和物理性质，因为固化后的组合物中不可避免地会引入聚醚链段。此外，它也不太适合于浇注或厚层应用。因此仍然期望具有长的适用期，但快速固化，不受低固含量或特定掺入的聚合物链段的限制，并且也可用于浇铸或厚层应用的双组分聚天冬氨酸聚脲组合物。专利技术概述因此，本专利技术要解决的问题是提供一种能够施用于大面积和/或厚层或在浇铸应用中并且显示出长的适用期和快速固化而不受聚合物网络或固含量限制且对健康和环境没有问题或无毒的聚脲组合物。出乎意料且非常令人惊讶的是，该问题通过根据本专利技术的权利要求1的双组分聚脲组合物解决。混合后，多异氰酸酯组分C1和硬化剂组分C2具有反应性，并且通过硬化剂组分C2中包含的盐水合物促进它们的固化。当将混合物加热到盐水合物的分解温度以上时，所述盐水合物分解成游离水和较低水合度的盐。随后游离水充当聚脲组合物的固化机理的有效催化剂或促进剂。这允许包含多异氰酸酯组分C1和硬化剂组分C2的配制体系，该体系在加热时迅速固化并因此是具有足够长的开放时间以用于大面积或大体积施用而不会过早固化的聚脲体系。然而，同时，当在施用后对混合物施加热量时，固化以受控和快速的方式进行，这显著减少了直至固化完成的等待时间。由于与水结合的多种可能的盐水合物材料，可以容易地选择盐水合物，从而将生态毒性影响降至最低。此外，由于每个盐水合物的各自的分解温度，可以通过选择具有合适的分解温度和水合度的盐水合物来使热处理和固化温度适应任何所需的工艺。另外，加速的程度以及因此的固化速率也可以通过所掺入的盐水合物的量进行微调。通过将盐水合物精细分散在混合物中，可以实现整个层或整个体积的均匀加速。这也是基于这样的事实，即聚脲硬化的放热反应产生热量，该热量也导致铸件内部的盐水合物分解。相应的，这将导致水的释放，然后将进一步催化反应，使其在整个体积中传播。本专利技术的组合物非常适合于它们作为涂料、地板或浇铸材料的应用，并且特别适合于厚层涂料或大体积浇铸的应用。特别优选的本专利技术的实施方案是从属权利要求的主题。专利技术详述本专利技术涉及一种三组分聚脲组合物，其由多异氰酸酯组分C1和硬化剂组分C2组成；多异氰酸酯组分C1包含至少一种多异氰酸酯PI；硬化剂组分C2包含至少一种式(I)的化合物，其中R1表示n价有机基团，R2和R3彼此独立地表示脂族或脂环族或芳香族基团。n为2-6的值，特别是2或3。其特征在于硬化剂组分C2包含至少一种分解温度为30-150℃的盐水合物SH。本文中的术语“多异氰酸酯”包括具有两个或更多个异氰酸酯基团的化合物，无论是否它们是单体二异氰酸酯，低聚多异氰酸酯或含有异氰酸酯基团且分子量相对较高(通常为大于1000g/mol)的聚合物。本文中的术语“聚合物”一方面包含化学上均一但在聚合度、摩尔质量和链长方面却有所不同，并且是通过聚合反应(链增长加成聚合、加聚、缩聚、自由基聚合)制备的大分子的集合。此外，该术语还包括来自聚合反应的这类大分子集合的衍生物，换句话说，通过反应(例如对现有大分子上的官能团进行加成或取代)而获得的并且可以在化学上均一或化学上不均一的化合物。此外，该术语还包括所谓的预聚物，其是指其官能团参与大分子构建的反应性低聚预加合物。与分子有关的术语“官能度”在本文中描述了每个分子的化学官能团的数目。术语“多官能的”描述了具有超过一个给定类型的官能团的分子。例如，具有3的官能度的多官能胺描述具有3个氨基的分子。如果存在在各个官能度上略有不同但平均表现出给定的功能的分子混合物，则使用术语“平均官能度”，如工业级化学品有时就是这种情况。在本文件中，以“聚(多)”开头的物质名称，例如多异氰酸酯或多元醇或多硫醇，是指从形式上讲，每个分子中含有两个或更多个在其名称中出现的官能团的物质。该化合物可以是单体、低聚或聚合的化合物。例如，多元醇是具有两个或更多个羟基的化合物；多异氰酸酯是具有两个或更多个异氰酸酯基团的化合物。如果未另有说明，则单位术语“wt％”是指基于各自总组合物的重量计的重量百分比。在本文中，术语“重量”和“质量”可互换使用。聚合物的平均分子量应理解为是指使用常规方法测定的数均分子量，优选地通过凝胶渗透色谱法(GPC)，使用聚苯乙烯为标样，以孔隙率为100埃、1000埃的苯乙烯-二乙烯基苯凝胶作为柱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.双组分聚脲组合物，其包含多异氰酸酯组分C1和硬化剂组分C2，/n其中/n多异氰酸酯组分C1包含至少一种多异氰酸酯PI；/n硬化剂组分C2包含至少一种式(I)的化合物/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171201 EP 17204894.41.双组分聚脲组合物，其包含多异氰酸酯组分C1和硬化剂组分C2，
其中
多异氰酸酯组分C1包含至少一种多异氰酸酯PI；
硬化剂组分C2包含至少一种式(I)的化合物



其中
R1表示n价有机基团；
R2和R3彼此独立地表示脂族或脂环族或芳香族基团；
n为2-6的整数，特别是2或3；
其特征在于
硬化剂组分C2包含至少一种分解温度为30-150℃的盐水合物SH。


2.根据权利要求1的双组分聚脲组合物，其特征在于式(I)的化合物具有150–230mgKOH/g、特别是185–205mgKOH/g的胺值。


3.根据权利要求1或2的双组分聚脲组合物，其特征在于式(I)的化合物在25℃下具有根据DIN53019测量的700-3000mPas，特别是750-2500mPas的粘度。


4.根据前述权利要求任一项的双组分聚脲组合物，其特征在于所述多异氰酸酯PI为脂族或脂环族二异氰酸酯或三异氰酸酯或其低聚物。


5.根据前述权利要求任一项的双组分聚脲组合物，其特征在于所述多异氰酸酯PI为1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)的缩二脲或脲二酮或异氰脲酸酯。


6.根据前述权利要求任一项的双组分聚脲组合物，其特征在于所述盐水合物SH为具有有机或无机阴离子并且每个盐离子对具有至少2个、优选至少4个结合水分子的金属盐水合物。


7.根据前述权利要求任一项的双组分聚脲组合物，其特征在于所述盐水合物SH具有45-80℃，优选50-75℃的分解温度。


8.根据前述权利要求任一项的双组分聚脲组合物，其特征在于所述盐水合物SH选自CaHPO4x2H2O、NaHPO4x2H2O、LiH2PO4,MgSO4x6H2O、MgHPO4x3H2O、Na2SO4x10H2O、Na2...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·科普，H·施威格尔特，
申请(专利权)人：SIKA技术股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH