[发明专利]用于制造有机－无机产物的组合物、由其得到的产品及其用途

说明书

本发明涉及用于制造有机-无机产物的组合物、由其得到的产品及其用途。

已知，通过多异氰酸酯和碱性硅酸盐水溶液(水玻璃)的转化制造多孔(发泡)和无孔有机-无机产物的方法，例如，可参阅自DE-A-1770384、DE-A-2460834和EP-B-0000579。在这些例子中，优选应用具有不同固体物质含量和不同Me₂O/SiO₂(Me：碱金属)比例的碱性水玻璃。

EP-B-0167002叙述了以高机械强度为特征的有机-无机产物。通过加入一定量多异氰酸酯三聚催化剂使在含有SiO₂的碱性水溶液中的多异氰酸酯三聚。

超初，NCO/水玻璃的反应被强烈抑制，如此产生可通过配方控制的大量CO₂气体，这最佳地用于水玻璃的反应。在反应期间，同时形成两种紧密结合的聚合物结构，这样在所生产的有机-无机产物中有致密高强度网状结构。

在反应的第一步中，某比例多异氰酸酯与水反应形成聚脲，同时分离出气体CO₂。所生成的CO₂就地与水玻璃溶液中的Me₂O组分进行即时反应，形成Me₂CO₃xH₂O。借助于水玻璃溶液的Me₂O的结合，使SiO₂成分形成聚硅酸。反应释放出大量的热，如此，在下一步中，另外某特定比例的多异氰酸酯能够进行三聚反应。起初的三聚产物，对于它们说至少部分进行再次三聚，如此能够形成支化的高分子结构。

将同样的原理应用于采矿和开隧道以稳定煤层和岩石，以及应用于建筑工业一般用来稳定和固结石头和砖砌结构，例如保护古结构，这些在EP-B-0167003中已有叙述。

就应用来说，在大多数情况下，实际希望生产两组分体系，该体系由水玻璃组分(组分A)和异氰酸酯组分(组分B)组成，其中能够将催化剂加入到或者组分A或者组分B中。一方面，催化剂应当与所涉及的组分在化学上相容，另一方面，催化剂应当以在组分中的均匀分散体存在。

在异氰酸酯组分中，以催化剂的稳定分散体/溶液存在是没有问题的，只须在加工时完全除去水分。在EP-B-0636154中叙述了能够稳定分散在异氰酸酯组分中的杂环取代的醚。然而，实际上，这仅仅在密闭系统中才有可能，例如在喷淋罐中或者采用筒装法。

所以催化剂一般加入到水玻璃组分中。而在异氰酸酯组分中，以催化剂的稳定分散体存在并无问题，只须保证除去水分；另一方面，在水玻璃组分中，不能防止在高碱性溶液中催化剂发生浮花或水解，因此催化剂只能够在加入之后不久便使组分混合，或者必须在水玻璃组分中仔细重新分散之后不久便与其它组分放在一起。

已经发现，如果将三氧化锑加到混合物中，能够减少非均化趋势(EP-B-0167002+003)。当然，尽管这样，也没有生产出能够贮存几个月的分散体。应用分散剂、增溶剂、稳定剂、乳化剂、湿润剂、表面活性剂或多元醇，都没产生完全令人满意的结果。

过去应用的催化剂是聚氨酯化学中普通的胺催化剂，例如叔胺、叔氨基-醇或多胺。除了这些之外，也应用自EP-B-0167002和EP-B-0167003已知的三聚催化剂：同样地是叔胺催化剂或曼尼希碱。在EP-B-0016262中叙述了金属有机化合物，例如月桂酸二丁基锡。就过去一般用作催化剂的叔胺和曼尼希碱来说，即使在异氰酸酯组分中应用聚合物，事实上也是得到机械强度高但是较脆且硬的产物，并且产物的性质难以控制。

因此，本发明是基于生产具有所需性能的、价廉的且能以简单方式制造的新型有机-无机产物的问题。

该问题通过令人惊异的发现得到了解决，即，伯氨基-醇能够作为催化剂稳定地溶解在水玻璃组分中，同时得到具有所希望性能的有机-无机产物。这是令人惊异的，因为在聚氨酯化学中几乎不能应用伯氨基-醇，其原因在于：作为极高的反应速率的结果，常常出现不希望的现象，例如反应混合物的“溶胀”。因为反应速率的增加，所要求的产品-性能的可控性降低。完全更令人惊异的在于，因为使用伯氨基-醇不仅解决了长期存在的催化剂在水玻璃组分中的稳定分散性的问题，而且也开辟了具有特殊性能/特性的有机-无机产物的制造路线。就过去一般用作催化剂的叔胺和曼尼希碱来说，即使在异氰酸酯组分中应用聚合物时，事实上也是得到机械强度高但是较脆且硬的产物。就本发明而言，现已能够生产出不仅以高机械强度为特性，而且也以杰出弹性为特性的有机-无机产物，从而得到高机械负荷能力。