[发明专利]包含硅氧烷基团的聚异氰脲酸酯塑料及其制造方法

说明书

本发明涉及包含硅氧烷基团的聚异氰脲酸酯塑料，其可通过包括下列步骤的方法获得：a1)提供组合物A)，其i)包含低聚的多异氰酸酯B)和含硅化合物C)；或ii)包含低聚的硅改性多异氰酸酯D)；或iii)包含低聚的硅改性多异氰酸酯D)和低聚的多异氰酸酯B)；或iv)包含低聚的多异氰酸酯B)、含硅化合物C)和低聚的改性多异氰酸酯D)；或v)包含含硅化合物C)和低聚的硅改性多异氰酸酯D)；a2)使组合物A)催化三聚；其中组合物A)的单体二异氰酸酯含量为最多20重量。本发明还涉及可用于获得本发明聚异氰脲酸酯塑料的方法，本发明聚异氰脲酸酯塑料用于制造涂层、薄膜、半成品和模制件的用途以及用此类涂层涂覆的基底。

本发明涉及包含硅氧烷基团的聚异氰脲酸酯塑料、其制造方法、其用于制造涂层、薄膜、半成品或模制件的用途以及用此类涂层涂覆的基底。

由含烷氧基甲硅烷基的多异氰酸酯和多元醇制成的包含硅氧烷的聚氨酯塑料是长久已知的。它们特别地用于制造OEM系列涂装和汽车修补涂装的耐化学品和耐刮擦的涂层。此类涂层的固化一方面通过含烷氧基甲硅烷基的多异氰酸酯的异氰酸酯基团通过多元醇的羟基的氨基甲酸酯化反应和另一方面通过烷氧基甲硅烷基的水解和缩合以产生硅氧烷基团来进行。

EP 1 273 640 A1描述了含溶剂的热固化型双组分聚氨酯汽车清漆或面漆，其具有改进的耐刮擦性，并可通过使用硅改性多异氰酸酯作为异氰酸酯交联剂组分获得。硅改性多异氰酸酯通过脂族和/或脂环族多异氰酸酯与N,N-双(三烷氧基甲硅烷基丙基)胺的反应获得。或者，硅改性多异氰酸酯也可以通过单体二异氰酸酯，例如HDI或IPDI与N,N-双(三烷氧基甲硅烷基丙基)胺的部分反应和随后的低聚来制备。在后一种制备硅改性多异氰酸酯的方法中，通过随后的低聚有针对性地不形成高度转化的交联的包含硅氧烷基团的聚异氰脲酸酯塑料，而是仅形成低聚的低粘度的可溶性产物。

一系列其它出版物，例如WO 2008/074489 A1、WO 2008/074490 A1、WO 2010/149236 A1、WO 2014/086530 A1和WO 2009/156148 A1同样描述了用于制造OEM系列涂装和汽车修补涂装的气候稳定、耐刮擦的聚氨酯清漆层的涂料组合物，其中使用硅改性多异氰酸酯作为异氰酸酯交联剂组分。

所有这些情况的缺点是，不仅异氰酸酯基团和羟基，而且烷氧基甲硅烷基和羟基必须彼此分开地储存在不同组分中，并且通常在施用前即刻才彼此混合，因为所述基团在常规储存条件下就可以彼此反应。

通过含烷氧基甲硅烷基的化合物的催化缩合而使高度耐刮擦的涂层固化例如描述在S.Hofacker等人, Progress in Organic Coatings 45 (2002), 159-164中。

由于烷氧基甲硅烷基的固化机理经由缩合反应且同时消去相应的醇得以进行，因此发生了相当大的体积收缩。因此可能导致应力、裂缝和粘附损失。此外，在涂料技术中例如已知由于严重收缩的涂料所致的底基粗糙度和表面结构的情况（Telegrafieren），这会导致涂层丧失光泽度和其它光学干扰。

因此，现有技术中已知的含硅氧烷的聚氨酯塑料具有如下基本缺点，即为了实现高网络密度，由于在固化期间过度消去成分而必须经历高体积收缩，或在使用加聚反应（例如通过氨基甲酸酯形成）时难以实现高网络密度。但是，产生的最低要求是在存储期间用两种组分操作。

具有聚异氰脲酸酯结构的聚合物因其高机械强度而为人所知。迄今从现有技术中已知用于制造此类高度转化的聚异氰脲酸酯塑料的方法通常由液体单体二异氰酸酯起始。由于三聚反应以提供聚异氰脲酸酯的高放热性（-75 kJ/mol NCO），由单体二异氰酸酯起始的反应特别是在具有高异氰酸酯含量的单体二异氰酸酯（例如BDI、PDI、HDI、TIN）的情况下通常在大规模下不可能，而是仅以少量物质在严格的温度控制下才可能。

WO 2015/166983描述了聚异氰脲酸酯塑料用于封装LED。未公开硅改性多异氰酸酯的使用。

尽管US 6,133,397描述了使用低聚多异氰酸酯形成涂层，但没有公开硅改性涂层。