[发明专利]用于生产具有功能化表面的聚异氰脲酸酯塑料的方法

说明书

本发明涉及用于生产具有功能化表面的聚异氰脲酸酯塑料的方法，其包括以下步骤：a)提供多异氰酸酯组合物A)，其含有单体多异氰酸酯和/或低聚多异氰酸酯；b)催化三聚多异氰酸酯组合物A)，从而获得体相聚异氰脲酸酯材料作为中间体；c)通过使中间体的至少一个表面与至少一种功能化试剂D)接触，从而对中间体进行表面功能化；d)继续进行催化三聚。本发明还涉及具有可由本发明的方法获得的功能化表面的聚异氰脲酸酯塑料。

高度整合的新技术，例如在通信、运输、医药、微电子、和微系统技术的领域中且用于有效生产、储存和利用能源的那些新技术，需要具有新型的准确定义的特性和优化的功能性的材料。对于该目的而言，塑料具有高潜能，因为它们可以针对多种应用进行定制并且其自身也可以承担功能。

现有的方法试图通过开发功能性聚合物和纳米结构(混合)的材料来解锁这种潜能。其目的在于精确调节塑料的体系结构、功能性、自组装和纳米结构。

对于功能的整合而言通常期望的是，可以将材料以可再现的方式、在它们的功能方面具有长期稳定性、且以环境兼容和廉价的方式并入具有期望的功能性和形貌的高度整合的组分和复合材料组合物中。

由现有技术已知的用于以期望的方式在组分或甚至选择性地仅在其表面对塑料进行功能化的方法非常普遍地按照下述策略：

首先，通过将功能性添加剂和填料添加至塑料来实现功能性。例如，通过将导电碳黑、碳纳米管或石墨烯并入塑料中，有可能实现各向同性和各向异性的电导率，并且在一些情况下甚至是热导率。该途径的缺点在于，在并入添加剂或填料的过程中，体相材料的特性随着增加的添加剂或填料的含量而改变。

一个替代方案是由已功能化的单体单元进行，其均聚或共聚从而获得功能化塑料。该途径的缺点在于，功能性无法选择性地限制到塑料的特定区域，使得塑料具有实质上均匀的特性轮廓，这意味着在体相材料和表面的特性方面没有差异。另一个缺点在于，功能化的单体单元通常不得不以复杂的方式合成，因此其大量的使用是不经济的。

其次，具有功能化表面的塑料例如经由通过将新材料层施加至现有的体相材料的涂布法或者通过其中将材料从表面除去的材料去除法来生产。涂布法的缺点在于，新施加的材料层经常以不充分的程度粘附至体相材料，并且由此获得的功能化表面不具有充分的长期稳定性。通过材料去除法进行功能化的唯一目的通常为表面结构上的改变，并且由此在应用方面受限。

由现有技术已知的用于生产具有功能化表面的塑料的方法相应地具有不充分的效率和/或导致具有不充分的长期稳定性的功能化表面。面对现有技术的背景，存在对用于生产具有功能化表面的塑料的有效方法的需求，所述方法可以以受控的方式进行功能化而不损失体相特性，其中获得具有延长的稳定性的功能化表面。利用现有技术中迄今记载的用于生产具有功能化表面的塑料的方法，所述方法也由现有塑料进行，随后通过各种各样的不同表面方法或材料的自组装能力来改性或涂布所述塑料，从而形成特定的多相结构。

WO 2015/166983公开了异氰脲酸酯聚合物用于封装LED的用途。首先使低聚多异氰酸酯三聚从而提供体相聚异氰脲酸酯材料，并接着使该体相材料的表面与功能化剂接触的两阶段法没有公开。

美国专利6,133,397仅公开了通过使低聚多异氰酸酯三聚而制造的涂层。其未公开如本申请所公开的两步法。

本发明所解决的问题因此在于，提供用于生产具有功能化表面的聚异氰脲酸酯塑料的新方法，其中，功能化表面因优异的粘附性和稳定性而显著。

这一问题根据本发明通过权利要求1中规定的方法和权利要求16中规定的聚异氰脲酸酯塑料而得以解决。

本发明的有利配置规定在从属权利要求中，并且在后文中作为本发明的总体思路那样详细阐述。

本发明提供用于生产具有功能化表面的聚异氰脲酸酯塑料的方法，其包括以下步骤：

a)提供多异氰酸酯组合物A)，其含有单体多异氰酸酯和/或低聚多异氰酸酯；