基于聚氨酯的表面活性剂制造技术

本发明专利技术涉及用于例如涂料、粘合剂或密封剂中的基于聚氨酯的新型高分子量表面活性剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于聚氨酯的表面活性剂本专利技术涉及例如用于涂料、粘合剂或密封剂中的基于聚氨酯的新型高分子量表面活性剂。最近有日益增加的兴趣并且依据应用领域需要的是在用于各种的应用中的聚合物配制剂中，由高分子量添加物质替代低分子量添加物质，如表面活性剂、润湿和分散剂、 稳定剂或增稠剂。在这一方面需要提及的例子是商购低分子量物质对于生物体(尤其植物、动物和人)的(表皮上)刺激效果或甚至毒性效果。该结果通常是细胞毒害性涂层，粘合剂层和密封剂。在许多情况下，不希望有的这种效果尤其归因于所添加物质的低分子量属性，因为摩尔质量低于500g/mol的分子一般比具有更高分子量的化合物有高得多的生理方面的活性。然而，低分子量的表面活性剂常常也与积极性的性能相关，这些性能用分子量高于500g/mol的化合物并不总是能实现。EP 0731148描述了以具有至少2. 5的平均NCO官能度的多异氰酸酯为基础的亲水改性的支化多异氰酸酯加合物，这些多异氰酸酯与亲水性聚醚进行反应。这些组分具有以下缺点较高支化度会阻止聚醚链的亲水性潜力的最佳实现，因为当加合物的疏水性基团同时位于疏水性相中时，空间原因使得多于2个的聚醚链不可能同时完全地位于水相中。 因此，描述在EP 0731148中的分散助剂的亲水性基团的一部分将总是接近于疏水性相。本专利技术的目的因此是提供作为(泡沫)添加剂的合适高分子量表面活性剂，它能够与聚合物或聚合物混合物，优选与聚氨酯，尤其与水性聚氨酯分散体一起发泡，然后在干燥之后，提供细孔隙的泡沫体，该泡沫体甚至当层厚度大时也是均勻的并且没有细胞毒性并且基本上不含(热)可分裂的组分，如胺类。现在已经发现，通过基于聚氨酯的新型表面活性剂用作添加剂这一目的能够实现。本专利技术因此提供了具有不超过1. 0wt%的游离异氰酸酯基含量和10重量％_95重量％的经由单官能醇B)引入的和在聚醚链内排列的氧化乙烯单元(分子量=44 g/mol) 的含量的聚氨酯，该聚氨酯通过下列组分的反应而制备A)具有在1.7-2. 5范围内，优选在1. 8-2. 2范围内，更优选2的(平均)NCO官能度的多异氰酸酯预聚物与B)10-100当量％以幻的异氰酸酯基为基础的单羟基醇组分，该组分包括具有在 150-5000 g/mol范围内的数均分子量和30_100wt%基于单羟基聚醚醇中氧化烯单元的总含量的氧化乙烯单元含量的至少一种单羟基聚醚醇，C)0-20当量％以幻的异氰酸酯基为基础的、包括与组分B)的化合物不同的具有在 32-5000 g/mol范围内的数均分子量的单羟基醇的单羟基醇组分，D)0-80当量％以幻的异氰酸酯基为基础的、具有在32-10 000 g/mol范围内的数均分子量的结构化组分，为了 NCO加成反应的目的该组分是至少二官能度的，有氨基甲酸酯形成和有或没有脲键形成，其中任选过量的NCO基团通过同时或后续的3二次反应已经反应掉，降至不超过1. 0wt%的残余量。在本专利技术的聚氨酯中，氧化乙烯单元(分子量=44 g/mol)的含量优选是 20%-75wt%范围内，更优选在35%-60wt%范围内和最优选在45%_55wt%范围内。在本专利技术的聚氨酯中游离异氰酸酯基的含量是低于l t% ；和，一般地，游离异氰酸酯基不再可检测到。组分A)的合适的多异氰酸酯预聚物是具有上述NCO官能度的本领域技术人员已知的脂肪族、芳族或脂环族异氰酸酯官能化预聚物。可用于A)中的异氰酸酯官能化预聚物可通过多异氰酸酯与羟基官能化多元醇在催化剂存在或不存在下以及在助剂和辅助材料存在或不存在下的反应来获得。此类合适异氰酸酯官能化构造单元A)的例子是以多元醇和低分子量异氰酸酯构造单元为基础的预聚物。低分子量异氰酸酯构造单元是化合物，如1，4-亚丁基二异氰酸酯，1，6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)，异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)，2，2，4-和/或2，4，4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯，双G，4 ‘_异氰酸根环己基)甲烷异构体或这些异构体的具有任何所需异构体含量的混合物，1，4-亚环已基二异氰酸酯，4-异氰酸根甲基-1，8-辛烷二异氰酸酯(壬烷三异氰酸酯)，1，4-苯二异氰酸酯，2，4-和/或2，6-甲苯二异氰酸酯， 1，5-亚萘基二异氰酸酯，2，2’ -和/或2，4’ -和/或4，4’ - 二苯甲烷二异氰酸酯，1，3-和/ 或1，4_双(2-异氰酸根丙-2-基)苯(TMXDI)，1，3-双(异氰酸根甲基)苯O(DI)，和具有 C1-C8-烷基的2，6- 二异氰酸根己酸烷基酯(赖氨酸二异氰酸酯)。该异氰酸酯官能化组分A)可含有例如脲二酮，异氰脲酸酯，脲烷，脲，脲基甲酸酯，缩二脲，亚氨基琦二嗪二酮或琦二嗪三酮结构以及它们的混合物。用于制备A)的聚合物多元醇是众所周知的聚氨酯涂料技术中的聚酯多元醇，聚丙烯酸酯多元醇，聚氨酯多元醇，聚碳酸酯多元醇，聚醚多元醇，聚酯聚丙烯酸酯多元醇，聚氨酯聚丙烯酸酯多元醇，聚氨酯聚酯多元醇，聚氨酯聚醚多元醇，聚氨酯聚碳酸酯多元醇和聚酯聚碳酸酯多元醇。这些能够单独或以彼此之间的任何所需混合物形式用于制备预聚物 A)。合适的聚酯多元醇是从二元醇和任选的三元醇和四元醇以及二羧酸和任选的三羧酸和四羧酸或羟基羧酸类或内酯类形成的众所周知的缩聚物。代替游离多羧酸，还可以使用相应的多元羧酸酐或低级醇的相应多元羧酸酯来制备该聚酯。合适二醇的例子是乙二醇，丁二醇，二甘醇，三甘醇，聚(亚烷基)二醇，如聚乙二醇，还有1，2-丙二醇，1，3-丙二醇，1，3- 丁二醇，1，4- 丁二醇，1，6-已二醇和异构体，新戊二醇或羟基新戊酸新戊二醇酯，其中1，6-已二醇和异构体，1，4- 丁二醇，新戊二醇和羟基新戊酸新戊二醇酯是优选的。除这些外，还可以使用多元醇，如三羟甲基丙烷，甘油，赤藓醇，季戊四醇，三羟甲基苯或三羟乙基异氰脲酸酯。可用的二羧酸包括邻苯二甲酸，间苯二酸，对苯二甲酸，四氢化邻苯二甲酸，六氢邻苯二甲酸，环己烷二羧酸，己二酸，壬二酸，癸二酸，戊二酸，四氯邻苯二甲酸，马来酸，富马酸，衣康酸，丙二酸，辛二酸，2-甲基琥珀酸，3，3- 二乙基戊二酸和/或2，2- 二甲基琥珀酸。相应的酸酐也能够用作酸的来源。当需要酯化的多元醇的平均官能度是> 2时，单羧酸，如苯甲酸和己烷羧酸另外能够同样使用。优选的酸是上述类型的脂肪族或芳族酸。己二酸，间苯二酸和邻苯二甲酸是特别优选的。在具有末端羟基的聚酯多元醇的制备中共同用作反应参与者的羟基羧酸类包括例如羟基己酸，羟基丁酸，羟基癸酸，羟基硬脂酸等等。合适的内酯包括己内酯，丁内酯和同系物。己内酯是优选的。低分子量多元醇也可以用于制备A)。此类多元醇的例子是乙二醇，1，2-丙二醇， 1，3-丙二醇，1，3- 丁二醇，1，4- 丁二醇，1，6-已二醇，1，8-辛二醇，新戊二醇，1，4-双羟基甲基环己烷，2-甲基-1，3-丙二醇，2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇，二丙二醇，聚丙二醇，二丁二醇，聚丁二醇，双酚A和上述类型的内酯改性二元醇。用于制备A)的聚醚多元醇的使用是优选的。用于制备组分A)的聚醚多元醇一般具有在300-8000 g/mol范围内，优选在 400-6000 g/mol范围内和更优选在600-3000 g/mol范围内的数均分子量Mn。进一步特别优本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．具有不超过１．０ｗｔ％的游离异氰酸酯基含量和１０重量％－９５重量％的经由单官能醇Ｂ）引入的和在聚醚链内排列的氧化乙烯单元（分子量　＝　４４　ｇ／ｍｏｌ）的含量的聚氨酯，该聚氨酯通过下列组分的反应而制备：Ａ）　具有在１．７－２．５范围内，优选在１．８－２．２范围内，更优选２的（平均）ＮＣＯ官能度的多异氰酸酯预聚物与Ｂ）　１０－１００当量％以Ａ）的异氰酸酯基为基础的单羟基醇组分，该组分包括具有在１５０－５０００　ｇ／ｍｏｌ范围内的数均分子量和３０－１００ｗｔ％基于单羟基聚醚醇中氧化烯单元的总含量的氧化乙烯单元含量的至少一种单羟基聚醚醇，Ｃ）　０－２０当量％以Ａ）的异氰酸酯基为基础的、包括与组分Ｂ）的化合物不同的具有在３２－５０００　ｇ／ｍｏｌ范围内的数均分子量的单羟基醇的单羟基醇组分，Ｄ）　０－８０当量％以Ａ）的异氰酸酯基为基础的、具有在３２－１０　０００　ｇ／ｍｏｌ范围内的数均分子量的结构化组分，为了ＮＣＯ加成反应的目的该组分是至少二官能度的，有氨基甲酸酯形成和有或没有脲键形成，其中任选过量的ＮＣＯ基团通过同时或后续的二次反应已经反应掉，降至不超过１．０ｗｔ％的残余量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J舍恩贝格尔，
申请(专利权)人：拜尔材料科学股份公司，
类型：发明
国别省市：DE