[发明专利]复合制品和使用异氰酸酯基封端的预聚物作为粘结剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种粘结颗粒物质的复合制品；一种加工该复合材料的方法，其中使用选择氨基甲酸乙酯改性异氰酸酯粘合剂为粘结剂；层压产品，其中一层或多层包含该复合产品。

背景技术

广泛熟知，使用聚氨酯粘结剂或粘合剂，通过例如橡胶、人造树脂、木材的有机颗粒或例如沙子或石英的无机颗粒生产复合产品。例如，在德国专利申请DE1955267和英国专利公开GB 1,373,923和GB1,359,761中描述了使用双组份聚氨酯粘结剂以粘结弹性颗粒。在专利申请GB 1,384,619和GB1,294,017中公开了湿固化单组分聚氨酯粘结剂。

通常，通过使含有多羟基化合物的聚异氰酸酯与同时或随后含有颗粒物的化合物混合获得基于已知双组份聚氨酯粘结剂的复合材料。加入的聚异氰酸酯与大气中的水分反应。除了别的以外，大气湿度和颗粒物中残余水分含量决定了这两个反应发生的比例，这使得复合材料的加工过程和最终性质难以进行控制。通过使用单组分聚氨酯粘结剂(其仅通过与大气水分的反应变硬)，在某种程度上改善该不足。或者，通过选择存在于加工过程中的氨基甲酸乙酯催化剂，在一定程度上改善该不足。

通常，单组分粘结剂由包含异氰酸酯基的预聚物组成，该预聚物通过摩尔含量过量的聚异氰酸酯与常规的多羟基化合物进行反应获得。然而，已知的单组分聚氨酯粘结剂具有多个由其化学结构和反应性所决定的不足。基于二苯甲烷-4，4’-二异氰酸酯的预聚物在温度为0℃左右或略微高于0℃时有结晶趋势，因此受限于在低温条件下储存和使用。基于商业化二苯甲烷二异氰酸酯且可能额外含有三异氰酸酯、四异氰酸酯和二异氰酸酯系列的更高官能化聚异氰酸酯的预聚物具有明显降低的结晶趋势，但另一方面，这些预聚物在室温下的粘度太高以致其难于加工，除非随后通过加入稀释剂、溶剂对其粘度进行改性或者提升加工过程的温度。因为存在风险(某些颗粒物可能由于吸收溶剂而膨胀并随后在固化过程中释放出溶剂，因此可能造成例如尺寸不稳定性的问题)，溶剂的存在是不理想的。此外，对挥发性有机物排放引起的环境问题的意识增强，使得有必要避免出现此种挥发性有机物溶剂。

对于聚氨酯粘结剂体系的反应性，使用催化剂以调整该反应性分布(reactivity profile)是非常普遍的。催化剂类型的选择会限制所得复合材料的最终用途。

调整聚氨酯体系反应性分布的另一方法是使用更高固有反应性的起始原料，例如含有三级氮原子的多元醇。在多个出版物包括美国专利公开US 3,317,481和US 4,426,487中公开了含有基于三级氮的多元醇的异氰酸酯基封端的预聚物。专利公开EP 1,268,598建议了异氰酸酯基封端的预聚物的常规制备方法，该异氰酸酯基封端的预聚物适于通过源自交替胺引发剂的多元醇制备柔性聚氨酯泡沫。

发明内容

本发明的目的之一在于改善已知聚氨酯粘结剂的上述不足，并提供制造具有交替聚氨酯粘结剂体系的复合制品，以满足最终用户对具有更简单加工(包括固化时间和湿度灵敏度)、更少的与溶剂或催化剂存在的敏感性相关的限制和提升的机械性能的体系的一个或多个要求。

本发明涉及通过使颗粒物与聚氨酯粘胶剂粘结或粘合所获得的复合制品，其中聚氨酯粘胶剂源自氨基甲酸乙酯改性异氰酸酯(其通过异氰酸酯与源自含有三级氮的引发剂的聚醚多元醇反应获得)。这些复合制品可为，例如休闲垫(recreational mattings)、瓦片(tiles)、运动或跑步用跑道(tracks)、地板材料或层压材料。

在第一方面，本发明是复合材料，该复合材料由基本被基于氨基甲酸乙酯改性异氰酸酯的未发泡聚氨酯粘结剂涂布的颗粒物组成，其特征在于氨基甲酸乙酯改性异氰酸酯是如下的反应产物：

a)化学计量过量的脂肪族或芳香族聚异氰酸酯，或其混合物，与

b)包含聚醚多元醇(b1)的多元醇复合材料，其中该聚醚多元醇具有1000至12000分子量且通过至少一种具有通式(I)或通式(II)的引发剂分子的烷氧基化获得：

H_mA-(CH₂)_n-N(R)-(CH₂)_p-AH_m    通式(I)

其中n和p独立地为2至6的整数，

A在每一处独立地为氧、氮、硫或氢，条件是同时只有一个A为氢，

R为C₁至C₃烷基，

当A为氢时m等于0，当A为氧时m等于1，当A为氮时m等于2，