[发明专利]包含具有异氰酸酯官能团的配制物的聚氨酯

说明书

公开了含有氨基甲酸酯基团的反应性多异氰酸酯组合物，所述组合物含有基于所述多异氰酸酯组合物的总重量的不多于1重量%的单体起始二异氰酸酯，具有0.1%至15%的NCO值，并且其中所述组合物包含氨基甲酸酯基团和脲基甲酸酯基团，并且其中脲基甲酸酯基团与氨基甲酸酯基团的比率为0.05至100。

发明领域

本发明涉及包含具有异氰酸酯官能团和低单体含量，更特别是低二异氰酸酯单体含量的配制物的聚氨酯。

另外，本发明还涉及用于制备所述包含具有异氰酸酯官能团和低单体含量的配制物的聚氨酯的方法。

再另外，本发明还涉及包含具有异氰酸酯官能团和低单体含量的配制物的聚氨酯在涂料、粘合剂和密封剂应用中的用途。

发明背景

出于不同原因，多异氰酸酯和聚氨酯体系中的残余单体含量可以是不利的。一些体系在升高的温度下处理（例如在100至170℃的热熔性粘合剂），在一定温度范围中单体二异氰酸酯具有相当大的蒸气压。

另外，包含1%或更多游离MDI的PU体系自2010年12月1日起根据DSD（欧盟的dangerous Substances Directive）被分类和标注为R40（其中R40被标注为致癌作用的有限证据）或根据CLP（欧盟的Classification, Labelling and Packaging regulation）被分类和标注为H351。再分类的作用对于在德国、法国、奥地利等的消费者使用造成影响，因为它们强制控制消费者对于含有分类为H351物质的产品的接触（例如训练商店员工、上锁橱窗、接收者日志等）。此再分类应用于二异氰酸酯物质或含有多于1%的单体二异氰酸酯的制备物/混合物。许多PU体系含有高浓度的MDI单体（例如OCF罐），并且因此被分类为潜在致癌的。

另外，German Federal Institute for Occupational Safety and Health（BAuA）最近提出了在REACH规定下对于二异氰酸酯的工业和专业使用的基于风险的测量。所述提议禁止了含有＞0.1重量%的二异氰酸酯的所有基于二异氰酸酯的产品的销售和使用（除非可以证明产品/使用组合仅导致可接受的残余皮肤暴露和吸入暴露，或者除非工人和管理者接受与工作地点技术和组织措施相结合的训练）。

减少单体（二异氰酸酯）浓度的量的可能方法是使用蒸馏技术（例如薄膜蒸发器）从预聚物体系中汽提出挥发性的异氰酸酯单体。这公开在EP0316738和US5441808中。然而，汽提需要另外的单元操作，并且因此增加生产预聚物的资本成本和操作成本。另外，所得聚合物的粘度将过高，以至于其无法在不加热的情况下进行处理。

减少单体含量的另一可能性涉及利用不对称二异氰酸酯的选择性反应性制备预聚物（WO0300652A1）。

另一可能性在于通过使用一元醇/二元醇/三元醇（的混合物）进行粘度控制（US20060079661A1、US5880167A1）。

获得低单体体系的其他方法包括例如在预聚物合成期间降低NCO/OH比率，从而获得含有较少单体的预聚物。然而降低NCO/OH比率是不可行的，因为平均M_w呈指数增加，并且所得PU组合物将具有非常高的粘度并且不再能施加。

消除单体的另一个有效方式是使用杂化物（hybrids），其中用替代官能团将所述异氰酸酯完全封闭末端（tipped）（封端）。这种方法能够制成不含异氰酸酯（并且因此不含单体）的材料，例如用烷氧基硅烷封闭末端（EP1245601A1）或例如用丙烯酸酯封闭末端（EP1247825A1）。利用封端剂（tipping agent）将异氰酸酯完全封闭末端也可以导致非常高的粘度（150Pas，这使得它们不适合用于一些PU应用）和高成本。