[发明专利]以聚氨酯为基础的化学硬化双组份材料的制造方法及其应用

说明书

本发明所涉及的是以聚氨酯为主要成份的化学硬化的双组份材料，同时还阐述了这些材料的制造和使用方法。

我们已经知道，可硬化的聚氨酯已在有关文献中说明过，例如，美国专利3，933，725号说明了用单步法使二苯基甲烷·二异氰酸酯同聚氧丙烯二醇和聚氧丙烯三醇进行化学反应，制造可硬化低聚氨酯（Oligourethanes）的过程。

美国专利3，707，521号阐述了过量的二异氰酸酯同聚氧烯二醇的化学反应生产低聚氨酯的过程，通过这些过程获得仍含有原异氰酸酯基团的制品。接着，所得产品跟聚氧烯三醇进行反应生成带支链的聚氨酯，含有游离的异氰酸酯基团。

按照这些专利所揭示的方法（或类似的方法）所获得的制品是一种因CO₂的逸出而引起硬化的劣质产品。湿气活性的低聚氨酯R-N＝C＝O的硬化可近似的用下面的反应图解加以说明：

受潮硬化可能导致有害气泡的生成，而硬化程度在绝大程度上取决于空气中的水份含量，很难控制。硬化过程是缓慢地从最外层向内

层扩展的，而不象双组份材料那样同时在整体范围中进行的。

在联邦德国专利申请30    19    356号中阐述了含有异氰酸酯基团的低聚氨酯的硬化技术，它使用了潜在硬化剂，例如，醛亚胺和噁唑烷。文献中还推荐了用二烯胺来作为潜在硬化剂。在这些条件下，尽管附加了这些硬化剂，但硬化的速率仍取决于由周围环境所传输的湿气及其扩散速率。同样，其硬化也是逐渐地从外部向内部扩散，对于厚层来说就需要更长的时间。

聚氨酯中异氰酸酯官能基保护剂推荐如下：羟甲基醚、丙二酸酯、己内酰胺、苯酚和酮肟（关于这一点，请参见联邦德国专利申请29    46    085;25    42    500;25    50    156和29    29    224）。然而，使用保护剂硬化的缺点是需要更高的温度，往往由于引起挥发性产物的逸出而可能导致气泡的产生。

美国专利3，054，755号描述了通过多异氰酸酯同聚烯基甘醇（聚烯基醚乙二醇）反应，然后同氨基醇的反应生成聚氨酯的过程。美国专利3，228，914号描述了含有异氰酸酯基的预聚物同氨基醇的反应。这种材料在升高温度和加压下，最终是由附加芳香族的二异氰酸酯单体来硬化的。美国专利3，114，734号描述了通过氨基硫醇和氨基二硫醇与末端带有异氰酸酯基的聚氨酯树酯反应所生成的化合物。该物质是由氢硫基的氧化来进行硫化的。

以上所述的各双组份系统都具有不足之处，即，通常必须完全按照化学计量混合配比来使用它们的组份，否则，生成的产品将有很大差异，其物理特性往往不能令人满意，硬化强度也听其自然。不需要化学计量混合配比的情况，常常是与一种低分子交联媒介物有关。在这种情况下，硬化速度常常是如此之快，以致控制它是极其困难的，

同时还将导致产品缺乏所需的物理特性。

人们发现，一种预聚物（1）（具有游离异氰酸酯官能基，从一种二异氰酸酯单体或多异氰酸酯中获得）与通过由末端带有异氰酸酯基的一种预聚物，同氢硫基醇、氨基醇、以及同羟基羧酸、硫代羧酸或氨基羧酸中之一同时反应所形成的第二组份（2）混合，得到的混合物具有用作粘接、涂敷、封填和模压材料等意想不到的有益特性。

这些材料的有利特性与其组份的固定混合比例没有密切的关系。它们很容易进行控制和加工处理，特别值得注意的优点是：这些材料硬化得快而彻底，因此在其深处也不必过热，故不会有气泡产生。

本发明的目的是提供一种双组份材料，在该双组份材料中，普通单组份的含有游离异氰酸酯基团的低聚氨酯和第二组份一起混合处理，与先有材料比较，可以找到以下几点改进之处。

双组份材料应能在很宽的可变比例范围内互相混合，而不降低质量。

在已硬化的情况下，产品始终是均匀的和稳定的。

比用湿气活性的低聚氨酯能得到更快的和更彻底的硬化。

一般情况下能够防止由CO₂和其它挥发性反应物的扩散所形成的气泡。

能够大大地简化硬化过程。

本发明的另一个目的是提供一些简单涂敷、密封或粘接的材料，这些材料在快速硬化之后具有理想的物理特性、特别是具有改进的弹性、断裂载荷、抗断强度、抗撕裂强度和均匀硬度。

下面用简图举例说明：