[发明专利]冷固化、低溶剂或无溶剂的二组分聚氨酯/聚脲组合物

说明书

本发明涉及含有二仲二胺和(环)脂肪族异氰酸酯(NCO)预聚物的光稳定的冷固化、低溶剂或无溶剂的二组分聚氨酯/聚脲组合物(PUR/PU组合物)，它们可用于涂料、密封胶和铸塑组合物、以及活性涂料和粘合剂。

已经知道，一般来说，(环)脂肪族多胺与多异氰酸酯反应很快以致它们不能被加工，也已知道，引入脲链段可以大大地改善聚氨酯弹性体的性质，例如抗张强度、耐撕裂蔓延性及耐磨性。

因此，本发明的目的是寻找能与多异酸酯一起在室温下加工而得到聚氨酯/聚脲组合物的合适的(环)脂肪族二胺。

这一目的已经达到，用于与多异氰酸酯反应的二胺是那些基于(环)脂肪族的有空间位阻的二仲二胺。

因此本发明涉及能在室温下固化的光稳定的二组分聚氨酯/聚脲活性组合物，其中包含：

(a)下列通式的二元胺：其中R是一个任选烷基取代的具有2～16个碳原子的(环)亚烷基，其中1～3个CH₂基可任选地由-O-或基团代替，而R’是二异丙基甲基或叔丁基，和

(b)具有(环)脂肪族NCO基团和NCO官能度≥2的NCO预聚物，反应物以(1.5～1)∶1的NCO∶NH当量比进行反应。

PUR/PU组合物也可含有增塑剂。

按照本发明，用于PUR/PU组合物的合适的NCO预聚物是支化的聚醚-和/或聚酯多元醇，如果需要的话，也可含有线型的聚醚-和/或聚酯多元醇与(环)脂肪族二异氰酸酯的反应产物，其中OH/NCO当量比可以是1∶(1.5～2)。合适的线型或支化的聚醚多元醇是具有平均分子量为200～7000的聚亚烷基聚醚多元醇，它们由诸如，特别是环氧乙烷和/或环氧丙烷的烯化氧与诸如乙二醇、1，3-丙二醇及三羟甲基丙烷的二官能度和更高官能度的醇类或诸如乙二胺或己二胺的胺类作为起始组分进行共聚、嵌段共聚或阴离子聚合而得到，或由诸如四氢呋喃、环氧乙烷及环氧丙烷的环醚与酸性催化剂进行阳离子聚合和共聚合得到。

另外，按照本发明，多羟基聚酯也可适用于生产PUR/PU组合物。这些材料是多元醇与多元羧酸的反应产物。也可采用相应的酸酐或较低级醇的羧酸酯或其混合物来代替游离的多元羧酸。多元羧酸的属性可以是脂肪族的、环脂肪族的、芳香族的和/或杂环的。合适的多元羧酸及其衍生物的例子是琥珀酸、己二酸、癸二酸、苯二甲酸、间苯二酸、六氢化-和四氢化苯二甲酸和对苯二甲酸二甲酯。

用于制备多羟基聚酯的合适的多元醇的实例是乙二醇、1，2-丙二醇和1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、1，8-辛二醇、新戊二醇、2，2，4-(2，4，4-)三甲基-1，6-己二醇、环己烷-1，4-二甲醇，2-甲基-1，5-戊二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、1，2，6-己三醇、二甘醇和二丁二醇。其它可用于制备聚酯的原料组分是诸如ε-己内酯的内酯或诸如羟基己酸的羟基羧酸。按照本发明，用于PUR/PU组合物的NCO预聚物的合适的羟基组分当然也可以是具有羟基官能度≥2的聚己内酯。

对于制备NCO预聚物，可以提及的合适的(环)脂肪族二异氰酸酯是六亚甲基-1，6-二异氰酸酯(HDI)、2-甲基戊亚甲基-1，5-二异氰酸酯、2，2，4-(2，4，4-)三甲基-亚己基-1，6-二异氰酸酯(TMDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(I PDI)、亚甲基双(4-环己基异氰酸酯)、四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯和1，4-双(异氰酸根合甲基)环己烷。

NCO预聚物是用本身已知的方法在本体或在诸如邻苯二甲酸苄酯丁酯、磷酸酯和氯化石蜡的增塑剂中制备的；也就是说，将多元醇组分计量地加入到已被加热到80℃的二异氰酸酯中，而且如果需要的话，加入到二异氰酸酯同增塑剂一起形成的混合物中，其加入速率不得使反应混合物的温度超过90℃。当多元醇添加完成后，继续在80℃加热直到OH/NCO反应已经定量地发生。以这种方法制得的NCO预聚物含有2～7％的单体二异氰酸酯(取决于OH组分的分子量)并具有2～10％NCO含量。在一些情况下已经证明以两步法制备NCO预聚物是适宜的，在第一步中，将5～10摩尔二异氰酸酯与1摩尔多元醇在约80℃进行反应，而在第二步则由薄膜蒸馏在150～180℃/0.1托下将未反应的二异氰酸酯从反应产物中脱除。以这种方法制得的NCO预聚物的特点是单体含量极低，不大于0.3％。

可由已知方法制备的诸如异氰脲酸酯或缩二脲的二异氰酸酯的三聚形式当然也适用于制备本发明上下文的PUR/PU组合物。