[发明专利]甲硅烷基化的多异氰酸酯

说明书

本发明涉及甲硅烷基化的含有脲基甲酸酯基团的多异氰酸酯，涉及其制备方法，涉及其用途，以及涉及包含其的涂料组合物。

含有聚氨酯或基于聚氨酯的有色的涂料和透明清漆已经为人所知了几十年。

最近发现了含有被烷氧基甲硅烷基基团部分取代的异氰酸酯基团的多异氰酸酯，其不仅使所得产物的游离的异氰酸酯基团固化，还通过硅氧烷的形成而赋予所得产物其他的固化机理。对于此类多异氰酸酯体系结构，通常使用易市售可得的3-(三烷氧基甲硅烷基)丙胺或其N-烷基化衍生物——参见例如WO2008/074489。

该反应体系的缺点在于所述异氰酸酯基团与3-(三烷氧基甲硅烷基)丙胺的反应产生脲基，所述脲基使所得产物的溶解度降低。

可取的是，例如，通过氨基甲酸酯基团连接烷氧基甲硅烷基基团。但是，要做到这一点，需要使用不仅含有烷氧基甲硅烷基基团而且含有连接至异氰酸酯基团的游离羟基基团的化合物。但是，此情况是互相排斥的，原因在于游离羟基基团会与烷氧基甲硅烷基基团立即反应。

此外还需要可用于聚氨酯涂料组合物的低粘度多异氰酸酯。为了将涂料组合物配置为所需应用粘度，通常需要添加溶剂。通过降低起始组分的粘度，可减少所需溶剂。

本发明的目的在于开发一种方法，使用这种方法，烷氧基甲硅烷基基团可连接至多异氰酸酯，同时并不产生呈现出含有脲基的多异氰酸酯的较差的溶解度的产物。此外，该产物的粘度应尽可能低。

该目的通过用于制备带有甲硅烷基基团并含有脲基甲酸酯基团的多异氰酸酯的方法来实现，所述方法包括：

-在第一步中，在形成脲基甲酸酯基团的反应条件下，使至少一种二异氰酸酯或多异氰酸酯(A)与至少一种带有至少一个C＝C双键和至少一个羟基基团的不饱和醇(B)反应，以及

-随后将至少一种带有至少一个Si-H键的硅烷化合物(C)通过氢硅烷化加成至C＝C双键上的至少一部分上，C＝C双键通过脲基甲酸酯基团键合至所得的含有脲基甲酸酯基团的多异氰酸酯上。

由于采用特定的化合的两步合成，根据本发明所得的甲硅烷基化的多异氰酸酯不包含上述破坏性脲基。所得的多异氰酸酯比类似的含有脲基的多异氰酸酯表现出在常用溶剂中的更好的溶解度和/或更低的熔点。

由于硅烷基基团通过脲基甲酸酯基团键合至本发明的多异氰酸酯，还可降低产物的粘度。

二异氰酸酯或多异氰酸酯(A)为含有至少2个游离异氰酸酯基团的化合物。提及的化合物可为单体型(monomeric)二异氰酸酯或多异氰酸酯，或可通过至少一种二异氰酸酯的反应得到的多异氰酸酯。优选其为单体型二异氰酸酯。

用于制备多异氰酸酯的二异氰酸酯和单体型异氰酸酯可为芳族、脂族或脂环族的二异氰酸酯，优选脂族或脂环族的二异氰酸酯，其在本文还简称为(环)脂族的二异氰酸酯；特别优选脂族异氰酸酯。

芳族异氰酸酯为包含至少一个芳环系的化合物，换言之，并不仅仅为芳族化合物还为芳脂族化合物。芳族异氰酸酯固有地显示出较强的反应性，其可通过使用催化剂而进一步提高。

脂环族异氰酸酯为包含至少一个脂环族环系的化合物。

脂族异氰酸酯为仅包含线性链或支化链的化合物，即非环状化合物。

单体型异氰酸酯优选为二异氰酸酯，其恰好带有两个异氰酸酯基团。

原则上，可也以是平均含有多于2个异氰酸酯基团的更高级的异氰酸酯。适合于此的实例为三异氰酸酯，如三异氰酸酯基壬烷、2’-异氰酸酯基乙基2,6-二异氰酸酯基己酸酯、2,4,6-三异氰酸酯基甲苯、三苯基甲烷三异氰酸酯或2,4,4’-三异氰酸酯基二苯基醚、或二异氰酸酯、三异氰酸酯和更高级的多异氰酸酯的混合物，所述更高级的多异氰酸酯例如通过相应的苯胺/甲醛缩合物的光气化而得到并代表亚甲基桥连的多苯基多异氰酸酯。

这些单体型异氰酸酯基本上不含有任何异氰酸酯基团与自身反应的产物。