用于增进表面的疏水性的聚硅氧烷官能化的聚氨酯制造技术

本发明专利技术涉及通式(I)[(Q)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于增进表面的疏水性的聚硅氧烷官能化的聚氨酯
[0001]本专利技术涉及NCO封端聚硅氧烷预聚物、其制备方法、包含NCO封端聚硅氧烷预聚物的配制品和这种NCO封端聚硅氧烷预聚物在漆配制品中的用途。
[0002]已知的是，NCO封端的预聚物可用作聚氨酯漆或涂料体系中的固化组分。这些预聚物通常通过使多元醇与二异氰酸酯或多异氰酸酯反应获得。作为固化组分，该预聚物随后在漆或涂料体系中与其它多元醇，例如与聚丙烯酸酯多元醇反应，以形成相应的聚氨酯。在此希望这些涂料的表面具有疏水性质，以例如使水和/或污物的附着最小化。
[0003]将硅氧烷单元并入涂料以因此提高相应表面的疏水性是现有技术中已知的。
[0004]文献WO 2018/146016 A1描述了包含至少三个结构单元的共聚物，一方面是具有至少一种缩二脲或异氰脲酸酯亚结构的组分、作为另一组分的聚硅氧烷、和作为第三组分的不同于第二组分的含有至少6个碳原子的另一种烃。该共聚物用于使纺织品具备疏水性质。
[0005]WO 2017/151621 A1公开了用于涂料的非异氰酸酯官能化的、硅氧烷改性的氨基甲酸缩水甘油酯。氨基甲酸缩水甘油酯通过使有机多异氰酸酯、缩水甘油和至少一种双(羟烷基)封端的聚二甲基硅氧烷反应获得。
[0006]文献US 2008/0213599 A1描述了一种通过包含氨基官能聚有机硅氧烷、多异氰酸酯和多元醇的混合物的反应获得的聚合物材料。这种材料可用作防污涂料。
[0007]US 2014/0275410 A1公开了一种异氰酸酯封端的聚硅氧烷共聚物，其可用作涂料中的固化剂或共反应剂。为了生产这种共聚物，使甲氧基官能化的聚硅氧烷，如甲基苯基聚硅氧烷与多异氰酸酯反应以获得所需共聚物。在涂料中，这种共聚物随后与异氰酸酯反应性基团反应以形成相应的聚氨酯。
[0008]WO 2014/149331 A1同样涉及一种异氰酸酯封端的聚硅氧烷，其可用作涂料体系中的固化剂。为了生产这种聚硅氧烷，同样将甲氧基官能化的聚硅氧烷水解，然后与多异氰酸酯反应。
[0009]在现有技术中已知的体系中，硅氧烷结构单元在漆体系中的相容性在一些情况下需要改进。另一问题是硅氧烷链在涂层表面的积聚。如果硅氧烷链主要存在于涂层的表面上，与水的接触和表面的划伤可导致硅氧烷层的剥离，以致由硅氧烷链提供的所需的表面疏水化的损失。存在的聚硅氧烷结构单元因此应该具有足够强的与基质的结合。此外，可还提高表面疏水化本身的强度。
[0010]本专利技术的目的因此是提供用于基于聚氨酯的涂料的基于聚硅氧烷的固化剂，所述涂料具有比现有技术中已知的涂料高的表面疏水性。此外，这种疏水性应该不受表面划伤或水对表面的作用的影响。本专利技术的进一步目的因此是提供用作涂料中的固化剂的相应合适的聚硅氧烷结构单元，其具有特别高的与基质的相容性和结合。
[0011]根据本专利技术通过通式(I)的NCO封端聚硅氧烷预聚物实现这些目的[(Q)
q
]‑
[(M)
m
‑
(P)
p
‑
(R)
r
]t
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(I)其中R、P、M、Q、r、p、m、q和t如下定义R在每种情况下彼此独立地为至少一个多异氰酸酯单元和/或至少一个二异氰酸酯单元，
P在每种情况下彼此独立地为至少一个多元醇单元，M在每种情况下彼此独立地为至少一个二异氰酸酯单元和/或至少一个多异氰酸酯单元，Q为至少一个聚硅氧烷单元，r在每种情况下彼此独立地为1至10的数，p在每种情况下彼此独立地为1至10的数，m在每种情况下彼此独立地为1至10的数，q在每种情况下彼此独立地为1至10的数，t为2至5的整数，并且存在的单元M直接连接到单元Q。
[0012]所述目的另外通过制备本专利技术的NCO封端聚硅氧烷预聚物的方法实现，所述方法包括至少下列步骤：(A) 使至少一种聚硅氧烷多元醇与至少一种二异氰酸酯和/或至少一种多异氰酸酯反应以获得至少一种NCO封端聚硅氧烷，(B) 任选除去过量的所述至少一种二异氰酸酯或至少一种多异氰酸酯，(C) 使来自步骤(A)或(B)的所述至少一种NCO封端聚硅氧烷与至少一种多元醇反应，(D) 使步骤(C)中获得的产物与至少一种多异氰酸酯或至少一种二异氰酸酯反应以获得NCO封端聚硅氧烷预聚物，以及通过包含至少一种本专利技术的NCO封端聚硅氧烷预聚物的本专利技术的配制品和通过本专利技术的NCO封端聚硅氧烷预聚物作为漆配制品中的固化剂的用途实现。
[0013]下面详细描述本专利技术。
[0014]本专利技术涉及通式(I)的NCO封端聚硅氧烷预聚物[(Q)
q
]‑
[(M)
m
‑
(P)
p
‑
(R)
r
]t
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(I),其中R、P、M、Q、r、p、m、q和t如上文定义。
[0015]本专利技术的通式(I)的预聚物是NCO封端的。在本专利技术中，“NCO封端”是指优选2重量%至24重量%，特别优选4重量%至15重量%，非常特别优选5重量%至12重量%的存在于末端的官能团是异氰酸酯基团，即NCO基团。
[0016]本专利技术的通式(I)的预聚物原则上可具有本领域技术人员已知的各种分子量。在本专利技术的一个优选实施方案中，本专利技术的预聚物的数均分子量Mn为445至8500 g/mol，特别优选550至6000 g/mol，非常特别优选600至5500 g/mol。
[0017]在本专利技术的一个优选实施方案中，本专利技术的预聚物的支化度为2至14，特别优选3至12，非常特别优选4至10。
[0018]在通式(I)中，R、P、M、Q、r、p、m、q和t特别是如下定义。
[0019]在通式(I)中，M在每种情况下彼此独立地是指至少一个二异氰酸酯单元和/或至少一个多异氰酸酯单元。根据本专利技术，各自存在的单元M直接连接到单元Q。根据本专利技术可能的是，2至5个二异氰酸酯和/或多异氰酸酯单元M，优选2、3、4或5个二异氰酸酯和/或多异氰酸酯单元M连接到聚硅氧烷单元Q。在一个非常特别优选的实施方案中，两个二异氰酸酯和/或多异氰酸酯单元M连接到聚硅氧烷单元Q。
[0020]根据本专利技术，通式(I)中的M特别优选在每种情况下彼此独立地是指至少一个二异氰酸酯单元，即在聚硅氧烷单元Q上存在2至5，优选2、3、4或5，非常特别优选2个二异氰酸酯单元M。它们可根据本专利技术是相同或不同的；优选地，连接到聚硅氧烷单元Q的二异氰酸酯单元M是相同的。
[0021]在本专利技术中，“单元”是指通式(I)的化合物中存在的结构单元衍生自下述反应性化合物。如果例如二异氰酸酯与二醇或多元醇反应，则各自由异氰酸酯基团和羟基形成氨基甲酸酯基团。但是，所用化合物的其余部分，例如六亚甲基二异氰酸酯的6个亚甲基保持不变。“单元”在本专利技术中相应地理解为既指未参与反应的化合物部分，也指通过反应形成的官能团，例如氨基甲酸酯基团。在本专利技术中，相应的单元始终本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.通式(I)的NCO封端聚硅氧烷预聚物[(Q)
q
]
‑
[(M)
m
‑
(P)
p
‑
(R)
r
]
t
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(I)其中R、P、M、Q、r、p、m、q和t如下定义R在每种情况下彼此独立地为至少一个多异氰酸酯单元和/或至少一个二异氰酸酯单元，P在每种情况下彼此独立地为至少一个多元醇单元，M在每种情况下彼此独立地为至少一个二异氰酸酯单元和/或至少一个多异氰酸酯单元，Q为至少一个聚硅氧烷单元，r在每种情况下彼此独立地为1至10的数，p在每种情况下彼此独立地为1至10的数，m在每种情况下彼此独立地为1至10的数，q在每种情况下彼此独立地为1至10的数，t为2至5的整数，并且存在的单元M直接连接到单元Q。2.如权利要求1中所述的聚硅氧烷预聚物，其特征在于所述至少一个多异氰酸酯单元R选自三异氰酸酯，如3,5,5
‑
三甲基
‑1‑
异氰酸根合
‑3‑
异氰酸根合甲基环己烷，或通过二异氰酸酯或三异氰酸酯的反应可获得的具有缩二脲、脲二酮、异氰脲酸酯、亚氨基噁二嗪二酮、脲基甲酸酯、氨基甲酸酯和/或碳二亚胺/脲酮亚胺结构单元的优选更高分子量的低聚物，所述二异氰酸酯或三异氰酸酯选自丁烷1,4
‑
二异氰酸酯、戊烷1,5
‑
二异氰酸酯（五亚甲基二异氰酸酯，PDI）、己烷1,6
‑
二异氰酸酯（六亚甲基二异氰酸酯，HDI）、4
‑
异氰酸根合甲基辛烷1,8
‑
二异氰酸酯（壬烷三异氰酸酯，TIN）、4,4'
‑
亚甲基双(环己基异氰酸酯)（H12MDI）、3,5,5
‑
三甲基
‑1‑
异氰酸根合
‑3‑
异氰酸根合甲基环己烷（异佛尔酮二异氰酸酯，IPDI）、1,3
‑
和1,4
‑
双(异氰酸根合甲基)环己烷（H6XDI）、萘1,5
‑
二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯（2,2'
‑
、2,4'
‑
和4,4'
‑
MDI或其混合物）、二异氰酸根合甲基苯（甲苯2,4
‑
和2,6
‑
二异氰酸酯，TDI）和这两种异构体的技术级混合物以及1,3
‑
和/或1,4
‑
双(异氰酸根合甲基)苯（XDI）、3,3'
‑
二甲基联苯基4,4'
‑
二异氰酸酯（TODI）、1,4
‑
对苯二异氰酸酯（PPDI）、环己基二异氰酸酯（CHDI）及其混合物。3.如权利要求1或2中所述的聚硅氧烷预聚物，其特征在于所述至少一个多元醇单元P选自聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚氨酯多元醇、聚硅氧烷多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚丁二烯多元醇、聚丙烯酸酯多元醇、聚甲基丙烯酸酯多元醇、聚丙烯酸酯多元醇和聚甲基丙烯酸酯多元醇的共聚物及其混合物。4.如权利要求1至3任一项中所述的聚硅氧烷预聚物，其特征在于M是至少一个二异氰酸酯单元，其选自丁烷1,4
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：科思创知识产权两合公司，
类型：发明
国别省市：