[发明专利]用于形成聚氨酯的体系和方法

说明书

用于形成热固性氨酯或聚氨酯的反应体系，其包含至少一种多元醇、至少一种异氰酸酯和含锌催化剂。在一些方面中，该多元醇可以是包含仲羟基的单体多元醇或其可以是包含所述单体多元醇的残基的聚合多元醇。该含锌催化剂可以有效催化多元醇和异氰酸酯的反应，特别是在单体或聚合多元醇中至少一部分仲羟基是受阻仲羟基时。如本文所述形成的氨酯和聚氨酯可用于涂料组合物，包括粉末涂料组合物、溶剂型涂料组合物和水性涂料组合物，以及用于许多其它应用。

背景

1. 发明领域

本发明大体上涉及聚氨酯。本发明特别涉及用于制备聚氨酯的反应体系及其制备方法和用途。

2. 相关技术描述

聚氨酯可具有各种形式并可用于许多不同应用。例如，聚氨酯可用作各种商业和工业涂料、粘合剂、密封剂中的组分，甚至用作注塑操作的起始材料。聚氨酯泡沫可用于各种绝缘、包装和结构应用。通常通过使多元醇组分与异氰酸酯组分反应形成聚氨酯。此类反应通常在任选与一种或多种其它添加剂组合的催化剂存在下进行。

许多应用要求聚氨酯表现出快速固化速率，同时仍保持足够的硬度和耐候性水平。通常，由于伯醇与异氰酸酯的相对较高反应性，选择这些化合物作为羟基官能组分。但是，使用伯醇形成的聚氨酯通常表现出比许多应用所需的硬度低的硬度，因此使用由伯醇形成的聚氨酯的大多数配制物要求在聚氨酯形成过程中与伯醇一起包含另外的多元醇，如丙烯酸多元醇（acrylic polyol）以优化该材料的强度和柔软度。

因此，需要能够形成表现出快速固化的聚氨酯的反应体系并产生具有韧性、耐候性和柔软度的合意平衡的聚氨酯。有利地，该聚氨酯可用于多种多样的应用。

概述

本发明的一个实施方案涉及一种用于形成氨酯（urethane）和/或聚氨酯的反应体系。所述反应体系包含(a) 具有受阻仲羟基的单体多元醇和包含所述单体多元醇的残基的聚合多元醇的至少一种；(b) 异氰酸酯；和(c) 含锌催化剂。

本发明的另一实施方案涉及一种用于形成氨酯和/或聚氨酯的反应体系。所述反应体系包含(a) 包含具有仲羟基的单体多元醇的残基的聚合多元醇；(b) 脂族异氰酸酯；和(c) 含锌催化剂。当在55℃的温度下组合和固化时，组分(a)至(c)以至少0.045 min^-1的固化速率反应。

本发明的再一实施方案涉及一种用于形成氨酯和/或聚氨酯的反应体系。所述反应体系包含(a) 选自2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、2,4-二乙基-1,5-戊二醇、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、3-羟基-2,2,4,4-四甲基环丁酮及其组合的单体多元醇和包含所述单体多元醇的残基的聚合多元醇的至少一种；(b) 脂族异氰酸酯；和(c) 包含至少一个羧酸根配体和至少一个咪唑配体的含锌催化剂。

本发明的又一实施方案涉及固化的含氨酯或聚氨酯的材料，其含有包含受阻仲羟基的单体多元醇和包含所述单体多元醇的残基的聚合多元醇的至少一种、异氰酸酯和含锌催化剂的残基。

本发明的另一实施方案涉及一种形成含氨酯和/或聚氨酯的组合物的方法。所述方法包括使包含仲羟基的单体多元醇和包含所述单体多元醇的残基的聚合多元醇的至少一种与异氰酸酯在含锌催化剂存在下反应以形成氨酯和/或聚氨酯。该反应在低于100℃的最大温度下进行并且其中所述组合物具有在55℃下测得的小于30分钟的胶凝时间。

本发明的再一实施方案涉及一种形成含氨酯和/或聚氨酯的组合物的方法。所述方法包括使包含受阻仲羟基的单体多元醇和包含所述单体多元醇的残基的聚合多元醇的至少一种与异氰酸酯在含锌催化剂存在下反应以形成氨酯和/或聚氨酯。

附图简述

下面参照附图详细描述本发明的各种实施方案，其中：

图1是根据实施例2中描述的程序制备和测试的几个涂层样品的纺织品试验结果的图示；