[发明专利]使用绿色预聚合物的密封剂和胶粘剂

说明书

目前市场上的氨基甲酸酯密封剂和胶粘剂大多主要是基于石油衍生多元醇。石油化学品易受价格波动和能源市场的需求所决定的可得性、化石燃料和石油的有限储量和政治动荡所影响。此外，石油基的组分还不利地影响环境，因为它们可能赋予聚氨酯组合物高挥发性的有机物含量。

人们越来越关注于使用生物基可再生资源如植物油基的多元醇作为原材料的原料以减少对不可再生的化石燃料的需求和削减二氧化碳“温室效应”气体的产生以减少全球变暖。提供密封剂和胶粘剂——其在很大的程度上基于产自可再生的植物来源的“天然油多元醇”——将是有利的，该密封剂和胶粘剂可配制以调整性质和性能从而适应特定的最终用途应用，并且具有高的生物基含量和低的挥发性有机物含量。

由于可再生的原材料提供成本优势并且通过降低制剂的石化产品含量而减轻环境问题，已经建议将生物基的来源（如豆油、蓖麻油、棕榈油、亚麻子油等）作为聚氨酯组合物中石油基组分的理想替代物。然而，使用100%的植物油基多元醇和石油-生物混合多元醇的混合物来合成绿色预聚合物先前不是已知的，该绿色预聚合物随后被用来制备一个可涂型（paintable）、单组分、湿固化密封剂和/或单组分、湿固化的泥铲级(trowel grade)氨基甲酸酯木地板胶粘剂，该密封剂和胶粘剂是环境友好的，具有低VOC，包括可再生的内容物和再循环填料以及任选地不含邻苯二甲酸酯、不含锡和无溶剂。

附图说明

图1是实施例8的绿色密封剂的ASTM D412拉伸试验的结果的图示。

图2是实施例9的绿色密封剂的ASTM D412拉伸试验的结果的图示。

图3是实施例10的绿色密封剂的ASTM D412拉伸试验的结果的图示。

图4是实施例11的绿色密封剂的ASTM D412拉伸试验的结果的图示。

图5是实施例13的胶粘剂的ASTM D412拉伸试验的结果的图示。

图6是实施例13的胶粘剂的ASTM D1002胶粘搭接试验(AdhesiveLap Joint Test)的结果的图示。(木材在木材上，7天)。

图7是实施例13的胶粘剂的ASTM D1002胶粘搭接试验的结果的图示。(木材在混凝土上，7天)。

发明内容

提供了基本上基于可再生原材料的聚氨酯预聚合物，其包括一种反应物制剂的反应产物，该反应物制剂含有(a)完全来自天然油的多元醇；(b)天然油-石油混合多元醇；(c)异氰酸酯；(d)至少一种催化剂；(e)干燥剂，和(f)增塑剂，其中所述的预聚合物具有约15重量%至约75重量%的生物基含量。

为了说明的目的，但不是通过限制的方式，完全来自天然油的多元醇可以基本上为植物油衍生物(例如为100%的植物油多元醇)。在某些实施方案中，完全来自天然油的合适的多元醇是100%蓖麻油基多元醇，例如那些可购自Vertellus Performance Material Inc.(Greensboro,NC)的多元醇。在某些实施方案中，100%的蓖麻油基多元醇具有以下中的至少一种：约3400克/摩尔至约4000克/摩尔的平均分子量(Mn)、官能度为2、和33至40的羟基数。

在某些实施方案中，100%蓖麻油基多元醇是购自VertellusPerformance Material Inc.的GR-35多元醇，其是一种100%固体的蓖麻油基多元醇，具有3450的分子量，2000的粘度(cP)且官能度为2。

所用的完全来自天然油的多元醇的量通常可以为约45%至约65%，在某些实施方案中约58重量%至约62重量%，基于预聚合物的总重量计。

为了说明的目的，但不是通过限制的方式，所述天然油-石油混合多元醇包括蓖麻油-石油混合多元醇，其官能度为约2至约2.75。在某些实施方案中，所述天然油-石油混合多元醇可以包括购自BASF Group的Elastogran GmbH的BALANCE50，其为一种基于可再生原材料的官能度为约2至约2.75的聚醚多元醇，该聚醚多元醇主要含有仲羟基，且为31%蓖麻油基和剩余为石油基。在其它实施方案中，天然油/石油的比例可以是20/80。通常用在预聚合物中的天然油-石油混合多元醇的量可以是约15%至约45%，在某些实施方案中约19重量%至约22重量%，基于预聚合物的总重量计。

为了说明的目的，但不是通过限制的方式，异氰酸酯可以是芳族、脂肪族或脂环族，并且可以具有等于约2的平均官能度。