新型含氨基甲酸酯基的硅烷化预聚物及其制备方法技术

本发明专利技术提供了新型含氨基甲酸酯和甲硅烷基的预聚物和组合物，其通过作为带有烷氧基甲硅烷基的化合物和带有异氰酸酯的化合物的反应产物而获得，以及所述预聚物和组合物的制备方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及由甲硅烷基聚醚和带有异氰酸酯的化合物形成的新型含氨基甲酸酯 基的反应产物、以及制备该反应产物的方法。
技术介绍
过去一段时间中，已知晓众多不同化学类别的、从含有异氰酸酯的化合物与羟 基_官能化或胺基_官能化的化合物的反应而制备的聚合物及低聚物。根据反应的化学计 量和原料化合物的类型，由此形成具有氨基甲酸酯或脲基团的预聚物，所述预聚物带有末 端的活性异氰酸酯、羟基或胺基基团，并且在合成中，所述的预聚物可进一步地在后续步骤 中转化，或常常被用作粘合剂和密封剂的可交联基本原料或作为涂料。特别分布广泛并且 具有经济重要性的是带有异氰酸酯的氨基甲酸酯预聚物。例如，US 4，038，304描述了如下 的预聚物制备方法通过将Imol三羟甲基丙烷与3mol异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)反应以 得到异氰酸酯_官能化的预聚物。同样已知晓的是通过聚醚多元醇与摩尔过量的有机二异氰酸酯单体反应形成的 异氰酸酯-封端的氨基甲酸酯预聚物，并且在所述的反应中，过量的二异氰酸酯单体任选 地通过蒸馏去除。例如，UK 专禾Ij 1，101,410 以及 US 5，703，193，4，061，662，4，182,825， 4，385，171,4, 888，442和4，278，577的文献中的教导涉及这样的预聚物。特别在聚氨酯弹 性体的情况中，预聚物常常衍生自甲苯二异氰酸酯和一系列多元醇，其可包括聚醚、聚酯和 聚己酸内酯、以及相似的化合物类。最终，通过涉及聚氨酯的物理、化学和动力学性质的所 需性质范围(profile of properties)来确定根据所用类型和用量而选择的活性组分。例 如，预聚物的异氰酸酯含量决定肖氏A硬度。EP-Al-O 511 566描述了湿气-固化的NCO-活性的聚氨酯热熔粘合剂，其通过多 元醇与聚异氰酸酯的加成反应得到。在该聚官能化原料化合物反应中的反应产物按照其化 学组分和摩尔质量常常是复杂的预聚物混合物。根据反应方案将异氰酸酯化合物向已先 形成的氨基甲酸酯基团上的加成还可形成不同程度的脲基甲酸酯基结构。通常，难以防止 发生异氰酸酯基团与另一异氰酸酯基团的聚合反应，也难以防止形成支化的预聚物结构。 因此，在通过催化剂、反应条件和单体原料化合物的技术性选择，为了得到所定义的化学结 构和通常具有非常低粘度以及低摩尔质量分布的产物的目的，现有技术包括了在从异氰酸 酯和OH-或氨基-官能化化合物的预聚物合成中的多种方法变型。DE 10 2006 056478公开了所述预聚物合成的变型，其中通过具有不同活性的 NCO基团的聚异氰酸酯的使用对获得高分子量预聚物结构的进一步反应进行抑制。WO 99/24486公开了制备具有特别低含量的单体的、未转化的异氰酸酯化合物的聚氨酯粘结剂 的一种两步法。此外，包含可固化官能团如硅烷基团的氨基甲酸酯预聚物是已知的。长期以来，通过硅烷缩合而交联的烷氧基硅烷-官能化的氨基甲酸酯是已知的。 可找到该主题的综述性文章，如在“Adhesives Age”4/1995，第30页及其以下数页(作者Ta-Ming Feng, B. A. Waldmarm)。这样的烷氧基硅烷-封端的、湿气固化的单组分聚氨酯正 被越来越多地用作建筑和汽车工业中柔性涂料、密封材料和粘合材料。根据US 3，627，722或US 3，632，557，通过如将聚醚多元醇与过量的聚异氰酸酯 反应而得到含有NCO的预聚物，其随后再与氨基_官能化的烷氧基硅烷进行反应，可制备这 样的烷氧基硅烷_官能化的聚氨酯。形成的烷氧基硅烷_官能化的预聚物包含高浓度的脲 基和氨基甲酸酯基团，其导致产物的高粘度。至少减少由脲基基团产生的氢键密度比例的有效方法是使用仲氨基硅烷以得到 取代的脲。为此，已提出了多种方法US 3，627，722和US 3，632，557使用烷基取代的氨基 硅烷，US 4，067，844在伯氨基硅烷上加上了丙烯酸酯，EP-Al 676 403引入芳基-取代的氨 基硅烷。但是，所有这些方法仅可取代末端的脲基团上的一个氢原子；所有其它的脲基和氨 基甲酸酯基的质子仍然通过氢键提供高粘度。DE 10 2005 041954 Al描述了具有烷氧基硅烷基团、并且是脲基甲酸酯基-改性 的聚氨酯预聚物，其脲基甲酸酯结构具有湿气固化的硅烷_官能化基团。硅烷-官能化的氨基甲酸酯预聚物也称为硅烷-封端的聚氨酯，其根据现有技术 不再包含任何游离的NCO基团。例如，与带有氨基基团的烷氧基硅烷的反应形成脲基团，其 作为在预聚物和实际所需的可固化的末端烷氧基甲硅烷基基团之间的连接。与这一可固化的末端烷氧基甲硅烷基基团的思路相关地是，在US 7，524，915中， Momentive描述了通过将一个或多个聚醚多元醇与一个或多个聚异氰酸酯以及一个或多个 异氰酸酯_官能化的硅烷进行反应而得到可湿气_固化的聚合物。这些化合物的特征在于 甲硅烷基团只存在于聚合物主链的链端。在US 6，162，862中Dow Chemical描述了含氨基甲酸酯基的多官能化液体加合 物，其除了含异氰酸酯官能团，还可包含甲硅烷基官能团。通过含异氰酸酯的中间体与多官 能化物质的反应得到这些产物。在其它方法中，通过将聚醚与多官能化异氰酸酯的反应可 制备包含异氰酸酯的中间体。然后将剩余的异氰酸酯官能团与具有两个或更多个异氰酸 酯-活性基团的物质反应。例如，在该方式下，据称还可将甲硅烷基团引入所述的产物。例 如，所得的产物是适用于表面涂覆的，如作为涂料中的组分。当通过这些方法制备包含甲硅 烷基基团的聚合物时，可以只通过异氰酸酯官能团连接甲硅烷基基团。因此，已知的方法缺乏超出已知的α，ω-官能化反应原理的自由度，以产生具有 存在大于2的可固化部分(=每分子的异氰酸酯基官能团和甲硅烷基官能团的总和)的分 子，并且完全出于合成化学家的考量而给出了一种选择方法，以在根据作为其目的的性质 需求的宽范围中调节可固化部分(异氰酸酯基/烷氧基甲硅烷基官能团)彼此相对的比 率。此外，如在US 7，365，145中所强调地，本领域技术人员已知因化学结构产生的高 粘度，常规的甲硅烷-封端的聚氨酯的仅在有限的程度下可被使用的缺陷。当在密封剂和 粘合剂体系领域，加入30-50重量％的常规用量的无机填料如碳酸钙或硅酸盐时，这是特 别现实的。因此，根据现有技术向该类型的聚合物中加入稀释剂。这些稀释剂可以是活性 稀释剂，其不但降低粘度，而且同时增加交联密度，如单体烷氧基硅烷；或是非活性稀释剂 或溶剂，其可额外地具有塑化性质。该类甲硅烷基-封端的聚氨酯的典型实例是如具有约 40 OOOmPas (230C )的得自 Bayer Material Science 的 Desmoseal S XP 2636。在受到控制的脲基甲酸酯化反应的帮助下，在现有技术中尝试了抑制基于强烈的 分子间氢键以及聚氨酯与另一聚氨酯的脲单元的偶极作用的高粘度，但其不能消除低交联 密度的缺陷。WO 2007/025667描述了具有改性烷氧基硅烷基团的氨基甲酸酯预聚物，其据称具 有显著降低的粘度。但是，其不利之处在于可交联的硅烷基团的相对低密度。根据在此描述的现有技术，确定需要解决的技术问题是提供新型的含氨基甲酸酯 基的硅烷化预聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
含氨基甲酸酯基的反应产物，其通过如下的反应获得：（ａ）至少一种具有一个或更多个异氰酸酯基团的化合物与（ｂ）至少一种具有一个或更多个烷氧基甲硅烷基基团和额外带有至少一个羟基基团的化合物，（ｃ）任选地在一种或多种催化剂的存在下，（ｄ）任选地在其它与反应产物反应的组分的存在下，（ｅ）任选地在其它不与反应产物和反应物反应的组分的存在下的反应。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：F舒伯特，M费伦茨，W克诺特，
申请(专利权)人：赢创高施米特有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]