多异氰酸酯混合物制造技术

本发明专利技术涉及新型的无溶剂低单体量的多异氰酸酯混合物，和涉及其用于制备具有高光折射和低光色散的耐光和耐候聚氨酯物体的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多异氰酸酯混合物通过脂肪族或环脂族多异氰酸酯与含酸式氢原子的化合物反应制备耐光和耐候性的塑料是已知的。根据H酸式反应参与物(Reaktionspartner)例如多元醇、多胺和/或多硫醇的性质，这里得到带有例如氨基甲酸酯、脲和/或硫代氨基甲酸酯结构的加聚产物。通用术语〃聚氨酯〃在下面也作为可由多异氰酸酯和H酸式化合物制备的大量不同聚合物的同义词使用。对于各种应用，例如作为无机玻璃的轻质替代物用于汽车和飞机制造的玻璃或作为用于光学组件、电子组件或光电组件的烧铸物料(Vergussmasse),目前市场上记录显示了对透明的耐光聚氨酯物料日益增加的兴趣。特别是对于高质量的光学应用例如用于透镜或镜片，通常希望塑料材料具有高的光折射性和同时显示低的色散性(高的阿贝系数)。具有高折射指数的透明聚氨酯物料的制备已经描述了很多次。通常，所谓的芳脂族二异氰酸酯，即:其异氰酸酯基团经脂肪族基团结合到芳族体系上的二异氰酸酯，在这里被用作多异氰酸酯组分。由于它们的芳香结构，芳脂族二异氰酸酯产生具有高折射指数的聚氨酯，同时脂族式结合的异氰酸酯基团确保了高质量应用中所要求的耐光性和低的发黄趋势。US 4680369和US 4689387描述了例如适合作为透镜材料的聚氨酯和聚硫氨酯，在其制备中特殊的含硫多元醇和巯基官能的脂肪族化合物与芳脂族二异氰酸酯结合以实现特别高的折射指数，所述二异氰酸酯例如1，3-双(异氰酸根合甲基)苯(间-苯二甲基-二异氰酸酯，m-XDI)、1，4-双(异氰酸根合甲基)苯(对-苯二甲基-二异氰酸酯，P-XDI)、1，3-双(2-异氰酸根合丙-2-基)苯(间-四甲基苯二甲基-二异氰酸酯，m-TMXDI)或1，3-双(异氰酸根合甲基)_2，4，5,6-四氯苯。在大量另外的公 开出版物，例如在EP-A O 235 743,EP-A O 268 896,EP-A O 271839、EP-A O 408 459、EP-A O 506 315、EP-A O 586 091 和 EP-A O 803 743 中，芳脂族二异氰酸酯，例如m-和p-XDI或m-TMXDI，也被提及作为用于制备高折射的透镜材料的优选的多异氰酸酯组分。因此它们充当多元醇和/或多硫醇的交联剂组分并且根据反应参与物，得到具有1.56至1.67范围的高折射指数和最高45的较高阿贝系数的透明塑料。然而，迄今提到的用于制备光学应用的高光折射聚氨酯物料的所有方法共同具有的显著不利之处是它们使用大量低分子量单体芳脂族二异氰酸酯，这被归类为是对健康有害的、敏化的或者甚至是有毒的材料并且其中部分具有高的蒸气压。为了工作场所的卫生，这些单体二异氰酸酯的加工要求安全技术上的高支出。另外，特别是当使用过量多异氰酸酯时，如在EP-A O 235 743或EP-A O 506 315中已经提出的那样，可能未反应的单体二异氰酸酯将长时间残留在制造的模塑体例如镜片中，并可从其中缓慢蒸发。使用单体形式的芳脂族二异氰酸酯的主要原因是这些二异氰酸酯的已知的低单体量(low monomer)衍生物在常规加工温度下是高粘度或者甚至是固态的化合物，它们不适合原样用于无溶剂应用如制备浇铸物料。基于芳脂族二异氰酸酯的低单体量多异氰酸酯如今仅以在有机溶剂中的溶液使用，例如用于漆料、粘合剂或印刷油墨。本专利技术的目的在于提供新型的高度透明的耐光和耐候性聚氨酯物料，该物料具有高的光折射和低的色散，没有显示已知体系的不利之处。该新型的聚氨酯物料是基于毒理学上无害的原料，并且也可通过常规的方法，例如通过简单的手动倾倒或借助简单的机器，例如通过RIM法，将它们加工成特别是用于高质量的光学应用的、高度交联的透明模塑体。通过提供下面更详细描述的多异氰酸酯混合物和可由其得到的聚氨酯已可实现该目的。下面更详细地描述的本专利技术是基于令人惊奇的观察结果:低粘度HDI多异氰酸酯和基于芳脂族二异氰酸酯的低单体量多异氰酸酯的无溶剂混合物即使在相对低的HDI多异氰酸酯含量的情况下也展现出足够低的粘度，它们可以在常规条件下无困难地加工成耐光性的不发黄聚氨酯物体，该聚氨酯物体表现在高的光折射和同时高的阿贝系数。虽然例如EP-A O 329 388和EP-A O 378 895，其提供用于制备聚硫氨酯和聚氨酯塑料透镜的方法，除了潜在地适合作为增效(Aufbau)组分的二异氰酸酯的广泛列表，所述二异氰酸酯特别包括芳脂族二异氰酸酯，例如XD1、双(异氰酸根合乙基)苯、双(异氰酸根合丙基)苯、TMXD1、双(异氰酸根合丁基)苯、双(异氰酸根合甲基)萘或双(异氰酸根合甲基)二苯基醚，其还包含非常笼统的说明，即预聚物、氨基甲酸酯、碳二亚胺、脲、缩二脲、所提及的二异氰酸酯的二聚体和三聚体也代表了制备透镜材料的适合的起始多异氰酸酯，但是本领域熟练技术人员不能在这些公开出版物中找到下面更详细地描述的低单体量多异氰酸酯组分对于制备具有高折射指数的塑料物料的特别适合性的具体参考，该低单体量多异氰酸酯组分由低粘度HDI多异氰酸酯与芳脂族多异氰酸酯的混合物组成。其实，所有这些公开出版物的实施例都是仅使用单体二异氰酸酯进行，其中包括m-XDI和m-TMXDI。本专利技术提供了无溶剂的低单体量多异氰酸酯混合物A)，其具有11-23重量％的异氰酸酯基团含量和至少2.3的平均异氰酸酯官能度，该混合物包含5-95重量％的NCO含量为16-24重量％的基于六亚甲基二异氰酸酯的至少一种多异氰酸酯a-Ι)和5-95重量％的NCO含量为10-22重量％的基于芳脂族二异氰酸酯的至少一种多异氰酸酯a-2)。本专利技术还提供一种 用于制备耐光性聚氨酯物料的方法，是通过A)和B)并任选地同时使用C)的无溶剂反应进行的， A)低单体量多异氰酸酯混合物，B)对异氰酸酯基团呈反应活性并具有2.0至6.0的平均官能度的反应参与物， C)另外的助剂和添加剂， 同时保持异氰酸酯基团与对异氰酸酯呈反应活性的基团的当量比为0.5:1至2.0:1。最后，本专利技术还提供可如此获得的耐光性聚氨酯物料在制备透明的致密或发泡的模塑体中的用途。根据本专利技术的多异氰酸酯组分A)是5至95重量％的基于HDI的至少一种多异氰酸酯a-Ι)和5至95重量％的基于芳脂族二异氰酸酯的至少一种多异氰酸酯a-2)的无溶剂混合物。多异氰酸酯组分a-Ι)是本身已知的HDI衍生物，其含有脲二酮、异氰脲酸酯、亚氨基噁二嗪二酮、氨基甲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲和/或噁二嗪三酮基团，和在23°C具有70至12，OOOmPas的粘度，具有16至24重量％的异氰酸酯基团含量，小于0.5重量％的单体HDI含量和至少2.0的平均异氰酸酯官能度。在_Laas等，J.Prakt.Chem.336，1994，7滞-之洲中，在 DE-A I 670 666,DE-A3 700 209、DE-A 3 900 053、EP-A O 330 966、EP-A O 336 205、EP-A O 339 396 和 EP-AO 798 299中对它们举例进行了描述。组分a-Ι)的多异氰酸酯优选是上述类型的基于HDI的、带有脲二酮、脲基甲酸酯、异氰脲酸酯和/或亚氨基噁二嗪三酮结构的多异氰酸酯，其在23°C具有70至1600mPas的粘度和18至24重量％的异氰酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：D格雷茨塔弗兰茨，HJ拉斯，R哈尔帕普，D马格尔，HU迈尔韦斯特许斯，
申请(专利权)人：拜耳知识产权有限责任公司，
类型：
国别省市：