CN102224180B - 含有羟基醛亚胺的聚氨酯组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及具有式(I)的醛亚胺的组合物。这类组合物特别是双组分的聚氨酯组合物。其尤其特征在于长的晾置时间,虽然如此但迅速地建立起早期强度,并在固化的状态下具有高拉伸强度和高弹性模量。而且,这是一个重要的优势,使得组合物能够实现在固化之前、期间和之后无气味或者至少低气味。
Description
技术领域
本发明涉及聚氨酯组合物领域及其应用,特别是作为双组分粘合剂、密封剂、灌注材料、涂料和地面覆层的应用。
背景技术
具有异氰酸酯基团的聚氨酯组合物长久以来已被用于各种用途,尤其是用作粘合剂、密封剂、灌注材料、涂料或地面覆层。单组分的聚氨酯组合物可以以其原样使用并在其施用后通过与水分接触和/或借助于热而固化,而双组分聚氨酯组合物由两个彼此分开存储的组分——通常是一个具有游离异氰酸酯基的组分和一个具有游离羟基的组分——组成,且为了使用组合物所述组分可以仅在其施用前迅速地或在其施用期间良好混合并随后固化。特别是对于双组分的聚氨酯组合物,通常期望在足够长的适用期和加工期的情况下组合物能尽可能快地固化,亦即在施用之后尽可能快地构建强度并由此在很短时间后即已能受负荷或可加工,例如因此能够移动用粘合剂接合的部件或者能除去固定的支撑件,或者因此能在所涂覆的涂层上行走、再涂覆或打磨。
对于双组分的聚氨酯组合物,可以例如通过导入热或通过使用强催化剂或高剂量的催化剂来促进固化。但是,热的导入可能造成提高的应用成本,可能损害基材和可能导致形成气泡和粘附损失,并且使用强催化剂或高剂量的催化剂可能在组合物的耐用性和长期稳定性方面造成损害并特别导致组合物晾置时间的缩短。
其含羟基的组分额外具有同时含有的多胺的游离伯氨基或仲氨基的双组分聚氨酯组合物特别快速地固化,在此过程中几乎不趋于形成气泡并显示出非常好的机械性能,因为形成了通常提高聚氨酯的强度和弹性的多种脲基。但是,游离氨基对于异氰酸酯基的反应性非常高,使得这类组合物对于大多数应用而言具有过快的适用期和加工期(晾置时间)。此外,胺在空气中通常由于与CO2反应而倾向于形成硬皮(“雾浊(Blushing)”)和/或由于其毒性而在工作安全性和生态学方面具有缺点。
代替游离胺的,可以使用具有可水解活化的氨基的所谓的封闭胺,例如以亚胺或噁唑啉的的形式。它们不具有雾浊并使得具有略微更长晾置时间的双组分组合物成为可能。但是,在聚氨酯组合物中使用封闭的胺会导致其他一些困难,特别是由于如下事实引起的困难:用于封闭氨基的物质,典型地醛或酮,会在组合物固化时被释放出来。它们通常是挥发性的并且是气味浓烈的并尤其可能导致气味污染和过敏。
WO2007/036571A1公开了包含具有额外的反应性基团的醛亚胺的双组分聚氨酯组合物,其快速且无气味地固化。这些醛亚胺在固化时释放出相对难挥发的醛,其保留在经固化的组合物中并对组合物产生或多或少显著的增塑作用。由此,这些组合物在其机械性能方面,特别是可实现的弹性模量值方面受到了限制并因此不适用于所有应用。
发明概述
本发明的目的因此在于提供聚氨酯组合物,其因为足够长的晾置时间而可以很容易地进行加工,尽管如此其迅速和低气味地固化并因此很快建立起强度,而且在固化状态下其具有高拉伸强度和高弹性模量。
令人吃惊的是,通过在权利要求1中公开的组合物实现了这一目的。这种组合物除了至少一种多异氰酸酯还包含至少一种特殊的醛亚胺。这种醛亚胺除了多个醛亚氨基还具有多个羟基、巯基或仲氨基,并且因此能够使得多异氰酸酯即使在没有水分存在的情况下交联。当水分侵入时(这至迟在施用组合物时通过空气接触而发生),发生醛亚氨基的水解活化和其与存在的异氰酸酯基的反应。在此期间,释放出低挥发性的、低气味至无气味的多醛,其对经固化的组合物具有极小的或根本不具有增塑作用。由于醛亚胺的特殊结构,特别是在其优选的实施方案中,特别是可以获得双组分的聚氨酯组合物,其一方面具有足够长并因此可以确保容易的加工的晾置时间,另一方面其迅速且无气泡形成地固化而没有气味形成,并很快地建立起强度,和最后在固化的状态下还具有优秀的机械性能,特别是高的拉伸强度和高弹性模量。
本发明的其他方面为其他的独立权利要求的主题。本发明特别优选的实施方案为从属权利要求的主题。
发明的实施方式
本发明的主题在于一种组合物,其包含
a)至少一种式(I)的醛亚胺A,
其中
n是2或3或4,
E或者是具有3至20个碳原子的二价烃残基,或者与R11一起是具有3至20个碳原子的三价烃残基,其中E任选地含有以醚氧或叔胺氮形式的杂原子,
Y是具有6至30个碳原子的n-价有机残基,其任选地具有以叔氨基、醚基、酯基、羧酸酯基、酰胺基、氨基甲酸酯基(Urethan)或脲基形式的氮原子和/或氧原子,
X是O或S或N-R10或N-R11,
其中
R10是具有1至20个碳原子的单价烃残基,且其任选地具有至少一个羧酸酯基、腈基、硝基、膦酸酯基、磺基或磺酸酯基,和
R11与E一起是具有3至20个碳原子的三价烃残基,其任选地含有以醚氧或叔胺氮形式的杂原子;以及
b)至少一种多异氰酸酯P。
以“聚(多)”开头的物质名称如多元醇、多异氰酸酯或多醛,在本文中是指形式上每个分子包含两个或更多个在它们名称中出现的官能团的物质。
在本文中,术语“多异氰酸酯”包括具有两个或更多个异氰酸酯基的化合物,不管它们是否是单体二异氰酸酯、低聚多异氰酸酯还是含有异氰酸酯基且具有相对较高分子量的聚合物。
术语“伯氨基”在本文中是指键接到有机基团上的NH2-基形式的氨基。术语“仲氨基”是指其中氮原子键接到两个有机基团上的氨基,并且这两个有机基团也可以一起是环的一部分。术语“叔氨基”是指其中氮原子(=叔胺氮)键接到三个有机基团上的氨基,其中这些有机基团中的两个也可以一起是环的一部分。
术语“聚合物”在本文献中一方面包括通过聚合反应(加成聚合、聚加成、缩聚)制备的,在化学上一致但在聚合度、摩尔质量和链长方面不同的大分子的集合。该术语另一方面还包括所述来自聚合反应的大分子的集合的衍生物,亦即通过给定的大分子上官能团的例如加成或取代的反应而得到的并且可以是化学上一致或化学上不一致的化合物。该术语进一步也包括所谓的预聚物,亦即其官能团参与大分子构建的反应性低聚的预加合物。
术语“聚氨酯聚合物”包括所有根据所谓的二异氰酸酯-聚加成方法制备的聚合物。其还包括那些几乎或完全不含氨基甲酸酯基团的聚合物。聚氨酯聚合物的实例是聚醚-聚氨酯、聚酯-聚氨酯、聚醚-聚脲、聚脲、聚酯-聚脲、聚异氰脲酸酯或聚碳二亚胺。
作为“脂肪族的”指的是一种胺、醛和异氰酸酯,其氨基,醛基和异氰酸酯基分别仅键接到脂肪族、环脂族或芳基脂族基团上;相应的,这些基团被称作脂肪族的氨基基团、醛基团和异氰酸酯基团。
作为“芳香族的”指的是一种胺、醛和异氰酸酯,其氨基、醛基和异氰酸酯基团分别键接到芳香族基团上;相应的,这些基团被称作芳香族的氨基基团、醛基团和异氰酸酯基团。
所述组合物包含至少一种式(I)的醛亚胺A。
优选X是O,即是氧原子。
作为式(I)的醛亚胺A优选的是式(II)的醛亚胺A1,
其中
其中Y1是n-价,取代的或未取代的芳基或杂芳残基,其具有5至8个、优选6个原子的环大小;
且n,X和E具有如上所述的含义。
作为式(I)的醛亚胺A还优选的是式(III)的醛亚胺A2,
其中
R1和R2或者
各自独立地是具有1至12个碳原子的单价烃残基,
或者一起是具有4至12个碳原子的二价烃残基,且其是任选被取代的、具有5或8个(优选6个)碳原子的碳环的一部分;
Y2是具有1至24个碳原子的n-价有机残基,其任选地具有以叔氨基、醚基、酯基、羧酸酯基、酰胺基、氨基甲酸酯基或脲基形式的氮原子和/或氧原子,
且n,X和E具有如上所述的含义。
所述式(III)的醛亚胺A2相对于所述式(II)的醛亚胺A1更加优选。
作为式(I)的醛亚胺A,或式(III)的醛亚胺A2,特别优选的是式(III a)的醛亚胺A3,
其中
其中R3是氢原子或者具有1至12个碳原子的烷基、环烷基、芳基烷基或者烷氧羰基;
Y3是n-价残基,其选自以下基团:
其中
m是0或1;
Z1或者是羰基或者是具有2至15个碳原子的亚烷基,其任选地具有至少一个醚基;
Z2是具有1至15个碳原子的二价烃残基,其任选地具有至少一个醚基、羰基或羧基;
Z3是具有2至15个碳原子的n-价烃残基,其任选地具有至少一个醚基或羰基;
R4是具有1至20个碳原子的烷基、环烷基或芳基烷基;
R5和R6或者
各自独立地是具有1至12个碳原子的烷基、环烷基或芳基烷基,
或者在Z1是羰基的情况下,各自独立地是氢原子或是具有1至12个碳原子的烷基、环烷基或芳基烷基;
或者一起是具有2至20个碳原子的亚烷基,其与N-Z1-N一起形成5至12元的环并且任选地具有至少一个醚基;
R7或者
是具有1至15个碳原子的烷基、环烷基或芳基烷基;
或者在Z1是羰基的情况下是氢原子或是具有1至15个碳原子的烷基、环烷基或芳基烷基;
以及R8是氢原子或是具有1至8个碳原子的烷基、环烷基或芳基烷基;
且n,X,E,R1和R2具有如上所述的含义。
本文化学式中的虚线均表示在取代基与其所属的分子残基之间的键。
优选R1和R2分别是甲基。
优选R3是氢原子。
优选R4是具有6-20个碳原子的烷基、环烷基或芳基烷基。
优选R5和R6与N-Z1-N一起形成哌嗪残基或咪唑烷-2-酮残基或六氢嘧啶-2-酮残基,其任选地取代。
在Z1是羰基的情况下,还优选R5和R6是甲基或氢原子或式(IX)的残基R13。
优选Y3是残基:
式(I)的醛亚胺A涉及低气味或无气味的物质。
式(III)的醛亚胺A2或者式(III a)的醛亚胺A3涉及无气味的物质。
“低气味的”物质理解为,其气味对于人类个体仅能轻微感知,即,可闻到的物质,因此其不具有强烈的气味(例如甲醛,乙醛,异丁醛,或溶剂如丙酮,甲乙酮,甲基异丁基酮),并且其中这种轻微的气味不被大多数人类个体觉得是不愉快的或反感的。
“无气味的”物质理解为,对于大多数人类个体是不可闻到的物质,因此其不具有可以感知的气味。
式(I)的醛亚胺A可由至少一种式(IV)的胺B与至少一种式(V)的多醛ALD的反应获得,
HX-E-NH2 (IV)
在此,n,X,E和Y具有如上所述的含义
式(IV)的胺B与式(V)的多醛ALD之间的反应在脱水的缩合反应中进行。这种缩合反应是众所周知的并且记载在,例如,Houben-Weyl,“Methoden der organischen Chemie”,第XI/2卷,第73页起的内容中。在此,相对于所述胺B的伯氨基以化学计量的量或者以化学计量过量的量使用所述多醛的醛基。典型地,这些缩合反应在溶剂存在的情况下进行,借助于溶剂共沸除去在所述反应中形成的水。然而,为了制备式(I)的醛亚胺A,优选不使用溶剂的制备方法,其中在所述缩合中形成的水通过施用真空直接从反应混合物中除去。由于不使用溶剂的制备,在制备完成时不必蒸馏掉所述溶剂,这简化了制备过程。此外,所述醛亚胺因此不含可能引起令人讨厌的气味的溶剂残余物。
适合作为式(IV)的胺B的是这样的化合物,其既具有伯氨基,又具有以羟基、巯基或仲氨基形式的反应性基团。特别适合作为胺B的是以下这些:
-羟基胺,例如2-氨基乙醇、2-氨基-1-丙醇、1-氨基-2-丙醇、3-氨基-1-丙醇、4-氨基-1-丁醇、4-氨基-2-丁醇、2-氨基-2-甲基丙醇、5-氨基-1-戊醇、6-氨基-1-己醇、7-氨基-1-庚醇、8-氨基-1-辛醇、10-氨基-1-癸醇、12-氨基-1-十二烷醇、4-(2-氨基乙基)-2-羟基乙基苯、3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己醇;二醇例如二乙二醇、二丙二醇、二丁二醇和这些二醇的高级低聚物和聚合物的带有一个伯氨基的衍生物,尤其是2-(2-氨基乙氧基)乙醇、2-(2-(2-氨基乙氧基)乙氧基)乙醇、α-(2-羟基甲基乙基)-ω-(2-氨基甲基乙氧基)-聚(氧(甲基-1,2-乙烷二基));多烷氧基化的三元或更多元醇的带有一个羟基和一个伯氨基的衍生物;由二醇的一次氰乙基化且随后氢化得到的产物,尤其是3-(2-羟基乙氧基)-丙胺、3-(2-(2-羟基乙氧基)-乙氧基)丙胺和3-(6-羟基己氧基)丙胺;
-脂肪族巯基胺,特别如2-氨基乙硫醇(半胱胺)、3-氨基丙硫醇、4-氨基-1-丁硫醇、6-氨基-1-己硫醇、8-氨基-1-辛硫醇、10-氨基-1-癸硫醇和12-氨基-1-十二硫醇;
-各具有一个脂肪族伯氨基和仲氨基的化合物,特别如N-甲基-1,2-乙二胺、N-乙基-1,2-乙二胺、N-丁基-1,2-乙二胺、N-己基-1,2-乙二胺、N-(2-乙基己基)-1,2-乙二胺、N-环己基-1,2-乙二胺、4-氨基甲基哌啶、3-(4-氨基丁基)哌啶、N-(2-氨基乙基)哌嗪;由伯单胺的氰乙基化或氰丁基化且随后氢化得到的二胺,特别如N-甲基-1,3-丙二胺、N-乙基-1,3-丙二胺、N-丁基-1,3-丙二胺、N-己基-1,3-丙二胺、N-(2-乙基己基)-1,3-丙二胺、N-十二烷基-1,3-丙二胺、N-环己基-1,3-丙二胺、3-甲基氨基-1-戊胺、3-乙基氨基-1-戊胺、3-丁基氨基-1-戊胺、3-己基氨基-1-戊胺、3-(2-乙基己基)氨基-1-戊胺、3-十二烷基氨基-1-戊胺、3-环己基氨基-1-戊胺,以及脂肪二胺例如N-椰油烷基-1,3-丙二胺、N-油烯基-1,3-丙二胺、N-大豆烷基-1,3-丙二胺、N-牛油烷基-1,3-丙二胺和N-(C16-22-烷基)-1,3-丙二胺,例如来自Akzo Nobel的商品名为Duomeen的那些;以及由脂肪族的伯二胺与丙烯腈、马来酸二酯或富马酸二酯、柠康酸二酯、丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺及甲基丙烯酰胺以及衣康酸二酯以1∶1的摩尔比反应的迈克尔型加成反应得到的产物。
优选作为羟基胺或巯基胺是其中伯氨基与羟基或巯基被至少5个原子的链或者被环隔开的那些,尤其是5-氨基-1-戊醇、6-氨基-1-己醇及其高级同系物,4-(2-氨基乙基)-2-羟基乙基苯、3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己醇、2-(2-氨基乙氧基)乙醇、三乙二醇单胺和其高级同系物,3-(2-羟基乙氧基)丙胺、3-(2-(2-羟基乙氧基)乙氧基)丙胺以及3-(6-羟基己氧基)丙胺。
优选的胺B是选自以下的:5-氨基-1-戊醇、6-氨基-1-己醇或其高级同系物、4-(2-氨基乙基)-2-羟基乙基苯、3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己醇、2-(2-氨基乙氧基)-乙醇、三乙二醇单胺或其高级同系物、3-(2-羟基乙氧基)-丙胺、3-(2-(2-羟基乙氧基)乙氧基)-丙胺、3-(6-羟基己氧基)丙胺、N-甲基-1,3-丙二胺、N-乙基-1,3-丙二胺、N-丁基-1,3-丙二胺、N-(2-乙基己基)-1,3-丙二胺、N-十二烷基-1,3-丙二胺、N-环己基-1,3-丙二胺、N-椰油烷基-1,3-丙二胺、N-油烯基-1,3-丙二胺、N-大豆烷基-1,3-丙二胺、N-牛油烷基-1,3-丙二胺和N-(C16-22-烷基)-1,3-丙二胺。
特别优选的胺B是5-氨基-1-戊醇和2-(2-氨基乙氧基)-乙醇。最优选的是2-(2-氨基乙氧基)-乙醇。
在一个实施方案中,适合作为式(V)的多醛ALD的是脂肪族或环脂族的多醛如辛二醛、壬二醛、癸二醛、1,12-十二烷二醛、六氢邻苯二甲醛、六氢间苯二甲醛、六氢对苯二甲醛、八氢-4,7-桥亚甲基-1H-茚二甲醛、3,6,9-三氧杂十一烷-1,11-二醛及其高级同系物。
特别适合作为式(V)的多醛ALD的是芳香族的式(VI)的多醛ALD1。
此处n和Y1具有如上所述的含义。
特别适合的多醛ALD1是芳香族二醛,特别是例如邻苯二甲醛、间苯二甲醛、对苯二甲醛、9,10-蒽二甲醛以及2,3-萘二甲醛及其异构体。
由多醛ALD1得到优选的式(II)的醛亚胺A1。
特别适合作为式(V)的多醛ALD的还有式(VII)的多醛ALD2。
此处n、R1、R2和Y2具有如上所述的含义。
由多醛ALD2可特别得到优选的式(III)的醛亚胺A2。
适合作为式(VII)的多醛ALD2的例如是2,2,6,6-四甲基庚-1,7-二醛、2,2,7,7-四甲基辛-1,8-二醛以及1,3-和1,4-二(4,4-二甲基-5-氧-2-戊基)苯。
特别适合作为式(VII)多醛ALD2的是式(VIII)的多醛ALD3。
此处n、R1、R2、R3和Y3具有如上所述的含义。
在一个实施方案中,适合作为式(VIII)的多醛ALD3的是式(VIII a)的多醛ALD3a。
此处R12或者是R4或者是式(IX)的残基R13,和R1、R2、R3和R4具有如上所述的含义。
式(VIII a)的多醛ALD3a尤其可作为曼尼希反应的产物或者类似于曼尼希反应的α-氨基烷基化的产物获得,如从技术文献中已知的那些;因此它们也可称为曼尼希碱。将式(X)的醛Y1、式(XI)的醛Y2和式(XIIa)的化合物C1脱水转化为式(VIII a)的多醛ALD3a,
H2N-R14 (XII a)
此处R14或者是氢原子或者是R4,并且R1、R2、R3和R4具有如上所述的含义。
该反应可使用式(X)、(XI)和(XII a)的游离试剂Y1、Y2和C1来进行,或者所述试剂可部分地或全部地以衍生形式使用。在一个优选实施方案中,所述反应采用所有游离形式的试剂按一锅反应进行,并且在反应完成后通过蒸馏纯化多醛ALD3a。此处,优选不使用有机溶剂。
特别合适作为式(X)的醛Y1的为以下的醛:异丁醛、2-甲基丁醛、2-乙基丁醛、2-甲基戊醛、2-乙基己醛、环戊基甲醛、环己基甲醛、1,2,3,6-四氢苯甲醛、2-甲基-3-苯基丙醛、2-苯基丙醛以及联苯基乙醛。优选异丁醛。
适合作为式(XI)的醛Y2的特别为以下的醛:甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、异丁醛、苯乙醛以及乙醛酸酯,尤其是乙醛酸乙酯。优选甲醛。
在第一个实施方案中,适合作为式(XII a)的化合物C1的是脂肪族伯胺,特别是以下的:甲胺、乙胺、丙胺、异丙胺、丁胺、异丁胺、仲丁基胺、己胺、环己胺、辛胺、2-乙基-1-己胺、苄胺、1-或2-苯基乙胺、癸胺、十二烷胺、十四烷胺、十六烷胺、十八烷胺、二十烷胺,以及来源于天然脂肪酸混合物的脂肪胺,例如椰油烷基胺、C16-22-烷基胺、大豆烷基胺、油烯基胺和牛油烷基胺,可以例如商品名Armeen(来自Akzo Nobel)或Rofamin(来自Ecogreen Oleochemicals)商购获得。
在另一个实施方案中,适合作为式(XII a)的化合物C1的是氨。
在作为化合物C1的是氨的情况下,对于每摩尔氨分别使3摩尔的醛Y1和Y2反应,其中形成带有三个醛基的多醛ALD3a,而在作为化合物C1的是脂肪族伯胺的情况下,对于每摩尔胺分别使2摩尔的醛Y1和Y2反应并形成带有两个醛基的多醛ALD3a。
在另一个实施方案中适合作为式(VIII)的多醛ALD3的是式(VIII b)的多醛ALD3b。
在此,在一个实施方案中,R15是R5和R16是R6;在另一个实施方案中,R15是R7和R16是R13;在另一个实施方案中,R15和R16分别是残基R13;和Z1、R1、R2、R3、R5、R6、R7和R13具有如上所述的含义。
式(VIII b)的多醛ALD3b特别可以用如对于式(VIII a)的多醛ALD3a所述的同样方法获得,但是其中使用式(XII b)的化合物C2代替式(XII a)的化合物C1。
此处,在一个实施方案中,R17是R5和R18是R6;在另一个实施方案中,R17是R7和R18是氢原子;在另一个实施方案中,R17和R18分别是氢原子;且Z1、R5、R6和R7具有如上所述的含义。
在一个实施方案中,适合作为化合物C2的是具有两个仲氨基的多胺,特别例如哌嗪、2,5-和2,6-二甲基哌嗪、1,7-二氧杂-4,10-二氮杂环十二烷、N,N′-二丁基乙二胺;N,N′-二-叔丁基乙二胺、N,N′-二乙基-1,6-己二胺、1-(1-甲基乙基-氨基)-3-(1-甲基乙基氨甲基)-3,5,5-三甲基环己烷(Jefflink754来自Huntsman)、N4-环己基-2-甲基-N2-(2-甲基丙基)-2,4-戊二胺、N,N′-二烷基-1,3-二甲苯二胺、二(4-(N-烷氨基)-环己基)甲烷、4,4′-三亚甲基-二哌啶和N-烷基化的聚醚胺,例如Jeffamine-SD-231(来自Huntsman);以及还有取代的脲,例如N,N′-二烷基脲如N,N′-二甲基脲、N,N′-二乙基脲、N,N′-二丁基脲,和特别是环脲如咪唑烷-2-酮和六氢嘧啶-2-酮。
在这种实施方案中,相对于每摩尔化合物C2分别使用2摩尔的醛Y1和Y2,使得形成带有两个醛基的式(VIII b)的多醛ALD3b。
在另一个实施方案中,适合作为化合物C2的是具有一个仲氨基和一个伯氨基的多胺,特别是例如N-甲基-1,2-乙二胺、N-乙基-1,2-乙二胺、N-丁基-1,2-乙二胺、N-己基-1,2-乙二胺、N-(2-乙基己基)-1,2-乙二胺、N-环己基-1,2-乙二胺、4-氨基甲基哌啶、3-(4-氨基丁基)哌啶、N-(2-氨基乙基)哌嗪,由伯单胺的氰乙基化或氰丁基化且随后氢化得到的二胺,特别如N-甲基-1,3-丙二胺、N-乙基-1,3-丙二胺、N-丁基-1,3-丙二胺、N-己基-1,3-丙二胺、N-(2-乙基己基)-1,3-丙二胺、N-十二烷基-1,3-丙二胺、N-环己基-1,3-丙二胺、3-甲基氨基-1-戊胺、3-乙基氨基-1-戊胺、3-丁基氨基-1-戊胺、3-己基氨基-1-戊胺、3-(2-乙基己基)氨基-1-戊胺、3-十二烷基氨基-1-戊胺、3-环己基氨基-1-戊胺,和脂肪二胺例如N-椰油烷基-1,3-丙二胺,例如来自Akzo Nobel的商品名为Duomeen的那些;以及由脂肪族的伯二胺与丙烯腈、马来酸二酯或富马酸二酯、柠康酸二酯、丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺及甲基丙烯酰胺以及衣康酸二酯以1∶1的摩尔比反应的迈克尔型加成反应得到的产物。在这种实施方案中,相对于每摩尔化合物C2分别使用3摩尔的醛Y1和Y2,使得形成带有三个醛基的式(VIII b)的多醛ALD3b。
在另一个实施方案中,适合作为化合物C2的是单取代的脲,例如N-烷基脲如N-甲基脲、N-乙基脲或N-丁基脲。在该实施方案中,相对于每摩尔化合物C2使用2或3摩尔的醛Y1和Y2,使得形成带有两个或三个醛基的式(VIII b)的多醛ALD3b。
在另一个实施方案中,适合作为化合物C2的是具有两个伯氨基的多胺,特别例如乙二胺、1,2-丙二胺、1,3-丙二胺、2-甲基-1,2-丙二胺、2,2-二甲基-1,3-丙二胺、1,3-丁二胺、1,4-丁二胺、1,3-戊二胺(DAMP)、1,5-戊二胺、1,5-二氨基-2-甲基戊烷(MPMD)、2-丁基-2-乙基-1,5-戊二胺(C11-新二胺)、1,6-己二胺、2,5-二甲基-1,6-己二胺、2,2,4-和2,4,4-三甲基六亚甲基二胺(TMD)、1,7-庚二胺、1,8-辛二胺、1,9-壬二胺、1,10-癸二胺、1,11-十一烷二胺、1,12-十二烷二胺、1,2-、1,3-和1,4-二氨基环己烷、二(4-氨基环己基)甲烷(H12-MDA)、二(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷、1-氨基-3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己烷(=异佛尔酮二胺或者IPDA)、2-和4-甲基-1,3-二氨基环己烷及其混合物、1,3-和1,4-二(氨基甲基)环己烷、2,5(2,6)-二(氨基甲基)双环[2.2.1]庚烷(NBDA)、3(4),8(9)-二(氨基-甲基)-三环[5.2.1.02,6]癸烷、1,4-二氨基-2,2,6-三甲基环己烷(TMCDA)、1,8-薄荷烷二胺、3,9-二(3-氨基丙基)-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷、1,3-和1,4-亚二甲苯基二胺;以及含有醚基的脂肪族二胺,特别是二(2-氨基乙基)醚、3,6-二氧杂辛烷-1,8-二胺、4,7-二氧杂癸烷-1,10-二胺、4,7-二氧杂癸烷-2,9-二胺、4,9-二氧杂十二烷-1,12-二胺、5,8-二氧杂十二烷-3,10-二胺以及短链聚氧化亚烷基二胺,其是从聚氧化亚烷基二醇的胺化得到的产物并且可以例如商品名Jeffamine(来自Huntsman)、Polyetheramin(来自BASF)或者PC Amine(来自Nitroil)得到;尤其合适的聚氧化亚烷基二胺是JeffamineD-230、JeffamineXTJ-511、JeffamineXTJ-568、Polyetheramin D 230和PC AmineDA 250。
在该实施方案中,相对于每摩尔化合物C2分别使用4摩尔的醛Y1和Y2,使得形成带有四个醛基的式(VIII b)的多醛ALD3b。
在另一个实施方案中,脲适合作为化合物C2。在该实施方案中,相对于每摩尔脲使用2或3或4摩尔的醛Y1和Y2,使得形成带有两个或三个或四个醛基的式(VIIIb)的多醛ALD3b。
优选的式(XII b)的化合物C2选自由哌嗪、2,5-和2,6-二甲基哌嗪、N,N′-二甲基脲、咪唑烷-2-酮、六氢嘧啶-2-酮和脲组成的组。
在另一个实施方案中,适合作为式(VIII)的多醛ALD3的是式(VIIIc)的多醛ALD3c。
此处,残基R19各自独立地或者是R8或者是R13;且m、Z2、R1、R2、R3、R8和R13具有以上所述的含义。
在一个实施方案中,式(VIII c)的多醛ALD3c用如对于式(VIII a)的多醛ALD3a所述的同样的方法获得,但是其中使用具有两个或三个或四个酰胺氢原子的二胺代替式(XII a)的化合物C1。
但是,为了制备式(VIII c)的多醛ALD3c优选经由式(XIII)的中间产物ZW1的制备方法。
此处R1、R2、R3和R19具有以上所述的含义。
式(XIII)的中间产物ZW1用如对于式(VIII a)的多醛ALD3a所述的同样的方法获得,其中所述(XII a)的化合物C1与两种醛Y1和Y2之间的反应如此进行,使得使用相对于醛基化学计量过量的胺-氢原子。随后,所述中间产物ZW1与二羧酸(优选以二羧酸二氯或二羧酸二酯的形式),或者与四羧酸二酐反应生成相应的二酰胺,其中形成式(VIII c)的多醛ALD3c。适合的二羧酸特别是草酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、1,12-十二烷二酸、马来酸、富马酸、六氢邻苯二甲酸、六氢间苯二甲酸、六氢对苯二甲酸、甲基六氢邻苯二甲酸,3,6,9-三氧杂十一烷二酸及其高级同系物,邻苯二甲酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸,以及上述二羧酸的二氯化物和二酯、特别是甲酯和乙酯。特别适合的四羧酸二酐是1,2,4,5-苯四羧酸二酐、1,8,4,5-萘四羧酸二酐、3,4,3′,4′-和2,3,3′,4′-联苯四羧酸二酐,3,4,3′,4′-和2,3,3′,4′-二苯甲酮四羧酸二酐,氧代二邻苯二甲酸二酸酐和六氢-4,8-桥亚乙基-1H,3H-苯并[1,2-c:4,5-c′]二呋喃-1,3,5,7-四酮。
在另一个实施方案中,适合作为式(VIII)的多醛ALD3的是式(VIIId)的多醛ALD3d。
此处m、Z2、R1、R2和R3具有如上所述的含义。
式(VIII d)的多醛ALD3d是形式上2,2-二取代的3-羟基醛和二羧酸的二酯。所述2,2-二取代的3-羟基醛一方面是羟醛反应的产物,特别是脂肪族伯或仲醛(特别是甲醛)与脂肪族、环脂族或芳基脂族的仲醛(例如异丁醛、2-甲基丁醛、2-乙基丁醛、2-甲基戊醛、2-乙基己醛、环戊基甲醛、环己基甲醛、1,2,3,6-四氢苯甲醛、2-甲基-3-苯基丙醛、2-苯基丙醛(氢化阿托醛)以及联苯乙醛)之间的交叉羟醛缩合反应的产物。适合的2,2-二取代的3-羟基醛特别是2,2-二甲基-3-羟基丙醛、2-羟甲基-2-甲基丁醛、2-羟甲基-2-乙基丁醛、2-羟甲基-2-甲基戊醛、2-羟甲基-2-乙基己醛、1-羟甲基-环戊基甲醛、1-羟甲基-环己基甲醛、1-羟甲基-环己-3-烯甲醛、2-羟甲基-2-甲基-3-苯基丙醛、3-羟基-2-甲基-2-苯基丙醛和3-羟基-2,2-二苯基丙醛。适合的二羧酸已经在多醛ALD3c中描述过了。所述多醛ALD3d的制备可以特别通过直接酯化上述的羟基醛与上述的二羧酸进行。
在另一个实施方案中,适合作为式(VIII)的多醛ALD3的是式(VIIIe)的多醛ALD3e。
此处n、Z3、R1、R2和R3具有如上所述的含义。
式(VIII e)的多醛ALD3e形式上是2,2-二取代的3-羟基醛和二元和更多元醇或酚的醚。适合的2,2-二取代的3-羟基醛已经在多醛ALD3d中描述过了。
适合的二元和更多元醇或酚例如1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、1,10-癸二醇、新戊二醇、二乙二醇、三乙二醇、异构的二丙二醇和三丙二醇、氢化双酚A、1,1,1-三羟甲基乙烷、1,1,1-三羟甲基丙烷、甘油、季戊四醇、前述二元和更多元醇的低分子量烷氧基化产物、间苯二酚、双酚A、双酚F、二(4-羟基-3-甲基苯基)甲烷、4,4′-二羟基联苯(DOD)、4,4′-二羟基二苯甲酮、1,5-二羟基萘和二(4-羟基苯基)醚。多醛ALD3e可以例如通过上述的羟醛和上述的二元和更多元醇或酚之间的交叉醚化进行制备。例如在US3,676,500中描述的另一种制备多醛ALD3e的方法经由适合的间-二噁烷的热诱导开环而进行。
在另一个实施方案中,适合作为式(VIII)的多醛ALD3的是式(VIIIf)的多醛ALD3f。
此处n、Z3、R1、R2和R3具有如上所述的含义。
式(VIII f)的多醛ALD3f形式上是2,2-二取代的3-羟基醛和二元和更多元醇或酚的二碳酸酯。适合的2,2-二取代的3-羟基醛已经在多醛ALD3d中描述过了,而适合的二元和更多元醇或酚在多醛ALD3e中描述过了。所述多醛ALD3f的制备可以例如通过前述的羟醛与前述的二元和更多元醇或酚的氯代甲酸酯(例如二-氯代甲酸亚乙基酯或二-氯代甲酸1,6-亚己基酯)的反应进行。
在另一个实施方案中,适合作为式(VIII)的多醛ALD3的是式(VIIIg)的多醛ALD3g。
此处n、Z3、R1、R2、R3和R8具有如上所述的含义。
式(VIII g)的多醛ALD3g形式上是2,2-二取代的3-羟基醛与二胺的二氨基甲酸酯。所述多醛ALD3g的制备可以特别通过在多醛ALD3d中描述过的2,2-二取代的3-羟基醛与多异氰酸酯(任选随后进行烷基化步骤)进行。适合这种反应的多异氰酸酯是本文后面特别作为多异氰酸酯PI描述的多异氰酸酯。
在另一个实施方案中,适合作为式(VIII)的多醛ALD3的是式(VIIIh)的多醛ALD3h。
此处n、Z3、R1、R2、R3和R8具有如上所述的含义。
式(VIII h)的多醛ALD3h特别可由已述的式(XIII)的中间产物ZW1(其中R19是R8)与二碳酸酯(如在对于制备式(VIII f)的多醛ALD3f已提及的那些)的反应获得,或者优选由与这些二碳酸酯的二氯化物(如式(XIV)中所示的那些,例如二-氯代甲酸亚乙基酯或二-氯代甲酸1,6-亚己基酯)的反应获得。
此处n和Z3具有如上所述的含义。
在另一个实施方案中,适合作为式(VIII)的多醛ALD3的是式(VIIIi)的多醛ALD3i。
此处n、Z3、R1、R2、R3和R8具有如上所述的含义。
式(VIII i)的多醛ALD3i特别可由已述的式(XIII)的中间产物ZW1(其中R19是R8)与多异氰酸酯(任选随后进行烷基化步骤)的反应获得。适合这种反应的多异氰酸酯是本文后面特别作为多异氰酸酯PI描述的多异氰酸酯。
作为式(V)的多醛ALD优选式(VI)的多醛ALD1和式(VII)的ALD2。特别优选的是式(VIII)的多醛ALD3,其中特别优选的是式(VIII b)的多醛ALD3b。
所述多醛ALD1和多醛ALD2在羰基碳原子的α位上不具有氢原子。由此其醛基不能互变异构为烯醇基,且因此相对于异氰酸酯基团是无反应性的。
所述多醛ALD2是无气味的。
式(III a)的醛亚胺A3的一种替代制备方法,其中X是O或S且Y3是以下的一种基团:
通过式(XV)的中间产物ZW2来进行。
此处X1是O或S,R20是R8或是式(XVI)的基团R21;以及E、R1、R2、R3和R8具有如上所述的含义。
在此,所述中间产物ZW2代替所述中间产物ZW1地,或者与至少一种二羧酸(优选以二羧酸二氯或二羧酸二酯的形式),或者与至少一种四羧酸二酐,或者与至少一种式(XIV)的二碳酸酯的二氯化物,或者与至少一种多异氰酸酯直接反应生成相应的醛亚胺A3。
所述中间产物ZW2可特别通过相应的中间产物ZW1(其中X是O或S)与至少一种式(IV)的胺B的反应获得,其中所述胺B以相对于中间产物ZW1的醛基化学计量的量使用。
如已经提及的,式(I)的醛亚胺A是低气味或者特别是无气味的物质。其以具有羟基、仲氨基或巯基的形式的n个HX-基团。其另外还具有n个醛亚氨基。其在适宜条件下是贮存稳定的。当水分侵入时,其醛亚氨基可以形式上地经由中间产物水解生成氨基,并且释放出用于制备醛亚胺的相应的式(V)的多醛ALD。由于该水解反应是可逆的并且所述化学平衡明显地在醛亚胺这一侧,所以可以认为,在不存在对胺具反应性的化合物(特别是异氰酸酯)的情况下,仅一部分醛亚氨基部分地或完全地水解。由于其相对高的分子量及其化学结构,水解醛亚胺A时释放的式(V)的多醛ALD是低气味或无气味的。
所述优选的式(II)的醛亚胺A1和式(III)的A2具有醛亚氨基,其不能互变异构化为烯氨基。为了与异氰酸酯基一起使用,这些醛亚氨基是受到特别良好保护的氨基。
特别优选的式(III)的醛亚胺A2是具有有益特性的新化合物。其水解时释放低气味或无气味的式(VII)的多醛A2,并且它们基于其低挥发性而很大程度上保留在经固化的组合物中。所述最优选的式(III a)的醛亚胺A3在其水解时释放式(VIII)的多醛ALD3。除了醛基,其还具有额外的,能够形成氢桥键的官能团。
因为所述多醛ALD具有2-4个醛基,所以尽管其分子尺寸但仍具有相对低的醛当量。由此,所释放的多醛ALD的绝对量在经固化的组合物中保持相对较低的重量%。与许多多醛ALD的相对较高的粘度或固体聚集态有关,这导致所述多醛ALD对于组合物没有或仅有极小的增塑作用。
所述的组合物还包含至少一种多异氰酸酯P。
在一个实施方案中,适合的多异氰酸酯P是以单体二异氰酸酯或三异氰酸酯或单体二异氰酸酯的低聚物或单体二异氰酸酯的衍生物形式的多异氰酸酯PI。
适合的单体的二异氰酸酯或三异氰酸酯例如以下:特别适合的脂肪族多异氰酸酯是单体的二异氰酸酯或三异氰酸酯如1,4-四亚甲基二异氰酸酯、2-甲基五亚甲基-1,5-二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、2,2,4-和2,4,4-三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯(TMDI)、1,10-十亚甲基二异氰酸酯、1,12-十二亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸和赖氨酸酯二异氰酸酯、环己烷-1,3-和-1,4-二异氰酸酯、1-甲基-2,4-和-2,6-二异氰酸基环己烷以及这些异构体的任意混合物(HTDI或H6TDI)、1-异氰酸基-3,3,5-三甲基-5-异氰酸基甲基环己烷(=异佛尔酮二异氰酸酯或IPDI)、全氢-2,4′-和-4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(HMDI或H12MDI)、1,4-二异氰酸基-2,2,6-三甲基环己烷(TMCDI)、1,3-和1,4-二(异氰酸基甲基)环己烷、m-和p-亚二甲苯基二异氰酸酯(m-和p-XDI)、m-和p-四甲基-1,3-和-1,4-亚二甲苯基二异氰酸酯(m-和p-TMXDI)、二(1-异氰酸基-1-甲基乙基)萘、二聚和三聚的脂肪酸异氰酸酯如3,6-双(9-异氰酸基壬基)-4,5-二(1-庚烯基)环己烯(二聚的二异氰酸酯(Dimeryldiisocyanat))、α,α,α′,α′,α″,α″-六甲基-1,3,5-亚均三甲苯基三异氰酸酯、2,4-和2,6-甲苯二异氰酸酯以及这些异构体的任意混合物(TDI)、4,4′-、2,4′-和2,2′-二苯基甲烷二异氰酸酯以及这些异构体的任意混合物(MDI)、MDI和MDI-同系物的混合物(聚合的MDI或PMDI)、1,3-和1,4-亚苯基二异氰酸酯、2,3,5,6-四甲基-1,4-二异氰酸基苯、萘-1,5-二异氰酸酯(NDI)、3,3′-二甲基-4,4′-二异氰酸基联苯(TODI)、联茴香胺二异氰酸酯(DADI)、1,3,5-三(异氰酸基甲基)苯、三(4-异氰酸基苯基)甲烷和三(4-异氰酸基苯基)硫代磷酸酯。
作为多异氰酸酯PI特别合适的是单体二异氰酸酯,尤其是HDI、IPDI、TDI和MDI的低聚物或衍生物。商业可获得的类型尤其是HDI-缩二脲,例如作为DesmodurN 100和N 3200(来自Bayer)、TolonateHDB和HDB-LV来自(Rhodia)以及Duranate24A-100(来自AsahiKasei);HDI-异氰脲酸酯,例如作为DesmodurN 3300、N 3600和N3790 BA(都来自Bayer)、TolonateHDT、HDT-LV和HDT-LV2(来自Rhodia)、DuranateTPA-100和THA-100(来自Asahi Kasei)以及CoronateHX(来自Nippon Polyurethane);HDI-脲二酮,例如作为DesmodurN 3400(来自Bayer);HDI-亚氨基噁二嗪二酮,例如作为DesmodurXP 2410(来自Bayer);HDI-脲基甲酸酯,例如作为DesmodurVP LS 2102(来自Bayer);IPDI-异氰脲酸酯,例如以在溶液中形式的DesmodurZ 4470(来自Bayer)或固体形式的VestanatT1890/100(来自Degussa);TDI-低聚物,例如作为DesmodurIL(来自Bayer);以及基于TDI/HDI的混合异氰脲酸酯,例如作为DesmodurHL(来自Bayer)。另外,尤其合适的是室温下为液体形式的MDI(所谓的“改性MDI”),其是MDI与MDI衍生物,例如MDI-碳二亚胺或MDI-脲酮亚胺或MDI-氨基甲酸酯的混合物,已知例如商品名DesmodurCD、DesmodurPF、DesmodurPC(都来自Bayer),以及MDI和MDI-同系物(聚合的MDI或PMDI)的混合物,可以商品名例如DesmodurVL、DesmodurVL50、DesmodurVL R10、DesmodurVL R20和DesmodurVKS 20F(都来自Bayer)、IsonateM 309、VoranateM 229、Voranate M580(都来自Dow)或LupranatM 10 R(来自BASF)获得。
上述低聚的多异氰酸酯PI通常在实践中是具有不同的低聚度和/或化学结构的物质的混合物。它们优选具有2.1至4.0的平均NCO官能度以及尤其含有异氰脲酸酯基、亚氨基噁二嗪二酮基、脲二酮基、氨基甲酸酯基、缩二脲基、脲基甲酸酯基、碳二亚胺基、脲酮亚胺基或噁二嗪三酮基。这些低聚物优选具有低含量的单体二异氰酸酯。
优选的多异氰酸酯PI是室温下为液体形式的MDI,以及HDI、IPDI和TDI的低聚物,尤其是异氰脲酸酯。
在另一个实施方案中,适合的多异氰酸酯P是具有异氰酸酯基的聚氨酯聚合物PUP。
适合的具有异氰酸酯基的聚氨酯聚合物PUP可通过至少一种多元醇与至少一种多异氰酸酯的反应获得。
作为用于制备聚氨酯聚合物PUP的多元醇例如可以使用以下商业通用的多元醇或者其混合物:
-聚氧化亚烷基多元醇,也称为聚醚多元醇或低聚醚醇,其是环氧乙烷、1,2-环氧丙烷、1,2-或2,3-环氧丁烷、氧杂环丁烷、四氢呋喃或其混合物的聚合产物,并且可能情况下借助于具有两个或更多个活泼氢的起始剂分子(Startermolekül)例如水、氨或者具有多个OH-或NH-基团的化合物例如1,2-乙二醇、1,2-和1,3-丙二醇、新戊二醇、二乙二醇、三乙二醇、异构的二丙二醇类和三丙二醇类、异构的丁二醇类、戊二醇类、己二醇类、庚二醇类、辛二醇类、壬二醇类、癸二醇类、十一烷基二醇类、1,3-和1,4-环己烷二甲醇、双酚A、氢化双酚A、1,1,1-三羟甲基乙烷、1,1,1-三羟甲基丙烷、甘油、苯胺以及上述化合物的混合物进行聚合。既可以使用具有低不饱和度(根据ASTM D-2849-69测得,且以每克多元醇的毫当量不饱和度(mEq/g)给出)的聚氧化亚烷基多元醇(例如借助于所谓的双金属氰化物络合催化剂(DMC-催化剂)制得),也可以使用具有更高不饱和度的聚氧化亚烷基多元醇(例如借助于阴离子催化剂如NaOH、KOH、CsOH或碱金属醇盐制得)。
特别合适的是聚氧化亚烷基二醇或聚氧化亚烷基三醇,特别是聚氧化亚乙基二醇和三醇和聚氧化亚丙基二醇和三醇。
特别合适的是具有低于0.02mEq/g的不饱和度且具有1000-30,000g/mol范围分子量的聚氧化亚丙基二醇和聚氧化亚丙基三醇,以及具有400-8,000g/mol的分子量的聚氧化亚丙基二醇和聚氧化亚丙基三醇。
同样地,特别合适的是所谓的环氧乙烷-封端的(“EO-封端”,氧化乙烯封端)聚氧化亚丙基多元醇。后者是特殊的聚氧化亚丙基-聚氧化亚乙基多元醇,其例如通过如下方法获得:将纯的聚氧化亚丙基多元醇,特别是聚氧化亚丙基二醇和聚氧化亚丙基三醇,在所述聚丙氧基化反应结束后用环氧乙烷继续烷氧基化并由此使其具有伯羟基。
-苯乙烯-丙烯腈-或丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯-接枝的聚醚多元醇。
-聚酯多元醇,亦称低聚酯醇,通过已知方法制得,尤其是通过羟基羧酸的缩聚或者脂肪族和/或芳香族多羧酸与二元或更多元醇的缩聚。
尤其合适的聚酯多元醇是由二到三元、尤其二元醇(例如乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、新戊二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、3-甲基-1,5-己二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、1,10-癸二醇、1,12-十二烷二醇、1,12-羟基硬脂醇、1,4-环己烷二甲醇、二聚脂肪酸二醇(二聚二醇(Dimerdiol))、羟基特戊酸新戊二醇酯、甘油、1,1,1-三羟甲基丙烷或者上述醇的混合物)与有机的二或三元羧酸、尤其是二羧酸或者其酸酐或酯(例如琥珀酸、戊二酸、己二酸、三甲基己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二羧酸、马来酸、富马酸、二聚脂肪酸、邻苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸、对苯二甲酸、对苯二甲酸二甲酯、六氢邻苯二甲酸、偏苯三酸和偏苯三酸酐,或者上述酸的混合物)制得的那些,以及由内酯,例如ε-己内酯和起始剂如上述的二或三元醇形成的聚酯多元醇。
特别合适的聚酯多元醇是聚酯二醇。
-聚碳酸酯多元醇,如通过例如上述用于构建聚酯多元醇的醇类与碳酸二烷基酯、碳酸二芳基酯或光气的反应可获得的那些。
-带有至少两个羟基的嵌段共聚物,其具有至少两个不同的具有如上所述类型的聚醚、聚酯和/或聚碳酸酯结构的嵌段,特别是聚醚聚酯多元醇。
-聚丙烯酸酯多元醇以及聚甲基丙烯酸酯多元醇。
-多羟基官能的脂肪和油,例如天然脂肪和油,特别是蓖麻油;或者通过对天然脂肪和油进行化学改性而获得的——所谓的油脂化学的——多元醇,例如通过对不饱和的油进行环氧化并随后用羧酸或醇进行开环作用而得到的环氧聚酯或环氧聚醚,或者通过氢甲酰化和氢化不饱和的油而得到的多元醇;或者由天然脂肪和油通过分解工艺如醇解或臭氧分解并随后对如此获得的分解产物或其衍生物进行化学键接,例如通过酯交换或二聚作用而得到的多元醇。合适的天然脂肪和油的分解产物特别是脂肪酸和脂肪醇以及脂肪酸酯,特别是甲基酯(FAME),其例如可以通过氢甲酰化和氢化成羟基脂肪酸酯而被衍生化。
-聚烃多元醇,也称为低聚碳氢化合物醇(Oligohydrocarbonole),例如多羟基官能的聚烯烃、聚异丁烯、聚异戊二烯;多羟基官能的乙烯-丙烯-、乙烯-丁烯-或乙烯-丙烯-二烯-共聚物,例如它们可由Kraton Polymers公司制得;多羟基官能的二烯聚合物,特别是1,3-丁二烯的,其特别也能由阴离子聚合制得;由二烯如1,3-丁二烯或二烯混合物与乙烯基单体如苯乙烯、丙烯腈、氯乙烯、醋酸乙烯酯、乙烯醇、异丁烯和异戊二烯得到的多羟基官能的共聚物,例如多羟基官能的丙烯腈/丁二烯共聚物,其可例如由环氧化物或氨基醇以及羧基封端的丙烯腈/丁二烯共聚物(例如可以商品名Hypro(以前的Hycar)CTBN和CTBNX和ETBN由Nanoresins AG(德国),或EmeraldPerformance Materials LLC商业获得)制备;以及二烯的氢化多羟基官能的聚合物或共聚物。
这些提及的多元醇优选具有的平均分子量为250-30′000g/mol,特别是400-20′000g/mol,并优选具有1.6-3的范围内的平均OH-官能度。
在本文中,对于低聚物或聚合物“分子量”总是指平均分子量Mn。
优选的多元醇是聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇和聚丙烯酸酯多元醇,优选是二元醇和三元醇。特别优选的是聚醚多元醇,特别是聚氧化亚丙基多元醇和聚氧化亚丙基聚氧化亚乙基多元醇,以及液体的聚酯多元醇和聚醚聚酯多元醇。
除了上述这些多元醇之外,还可以在制备聚氨酯聚合物PUP时并用少量的低分子量的二元醇或更多元醇,例如1,2-乙二醇、1,2-和1,3-丙二醇、新戊二醇、二乙二醇、三乙二醇、异构的二丙二醇和三丙二醇、异构的丁二醇、戊二醇、己二醇、庚二醇、辛二醇、壬二醇、癸二醇、十一烷二醇、1,3-和1,4-环己烷二甲醇、氢化双酚A、二聚脂肪醇、1,1,1-三羟甲基乙烷、1,1,1-三羟甲基丙烷、甘油、季戊四醇,糖醇如木糖醇、山梨醇或甘露醇,糖如蔗糖,其他更多元醇,前述二元和更多元醇的低分子量烷氧基化产物,以及前述醇的混合物。同样可以并用少量具有平均OH-官能度大于3的多元醇,如糖多元醇。
作为用于制备聚氨酯聚合物PUP的多异氰酸酯,可以使用脂肪族、环脂族或芳香族的多异氰酸酯,尤其是二异氰酸酯,例如已经作为适合的多异氰酸酯PI所提及的单体二异氰酸酯,以及这些单体二异氰酸酯的低聚物或聚合物,以及这些异氰酸酯的任意混合物。优选单体二异氰酸酯,尤其是MDI,TDI,HDI和IPDI。
聚氨酯聚合物PUP以已知方式直接从多异氰酸酯和多元醇制备,或者通过逐步加合法,如它们也称为链增长反应来制备。
在一个优选实施方案中,所述聚氨酯聚合物PUP经由至少一种多异氰酸酯与至少一种多元醇的反应制得,其中异氰酸酯基相对于羟基以化学计量过量存在。有利地,所述异氰酸酯基与羟基之间的比例为1.3至10,尤其是1.5至5。
所述的聚氨酯聚合物PUP优选具有大于500g/mol的分子量,尤其是1000与30 000g/mol之间的分子量。
而且,所述聚氨酯聚合物PUP优选具有1.8至3范围内的平均NCO-官能度。
适合的多异氰酸酯P最后还有包含聚氨酯聚合物PUP和多异氰酸酯PI的混合物,尤其是一方面是包含基于MDI的聚氨酯聚合物PUP和单体的和/或聚合的MDI的混合物,以及另一方面是包含基于IPDI的聚氨酯聚合物PUP和单体的和/或低聚的IPDI的混合物。
醛亚胺A与多异氰酸酯P接触时,HX-基团以及任选存在的其他对于异氰酸酯基有反应性的基团与异氰酸酯基进行加成反应,而醛亚氨基在没有水的情况下不与异氰酸酯基反应。但是一旦醛亚氨基接触到水分,特别是以空气湿气的形式的水分,其便开始形式上水解生成醛基和伯氨基,然后后者与异氰酸酯基反应并在此过程中形成脲基。所述异氰酸酯基与水解的醛亚氨基的反应在此不需要经由游离的伯氨基来进行。当然地,与水解反应的中间体反应也是可能的。例如可以考虑,水解的醛亚氨基以半缩醛胺的形式直接与异氰酸酯基反应。此外,异氰酸酯基还可以直接与水分反应并同时形成脲基。根据异氰酸酯基与对于异氰酸酯基反应活性的基团的总合之间的不同化学计量,使得作为该反应的结果所述组合物固化,这也可以称之为交联,或者由醛亚胺A和多异氰酸酯P形成较低分子量的加成产物,其可以用于进一步的反应。
如果在这种反应中存在相对于异氰酸酯基显著过量比例的HX-基团,则将特别形成式(XVII)的加成产物AV1。
其中
Q是去除t个异氰酸酯基的多异氰酸酯P的残基,
t是2或3,特别是2,
且n,E,X和Y具有如上所述的含义。
所述加成产物AV1可以以与醛亚胺A同样的方式使用,特别是作为具有异氰酸酯基的组合物的固化剂。
如果在这种反应中存在相对于HX-基团显著过量比例的异氰酸酯基,那么在隔绝水的情况下,特别形成式(XVIII)的加成产物AV2。
其中n、t、E、Q、X和Y具有如上所述的的含义。
所述的加成产物AV2是与水分可固化的物质。其特别可以用作与水分可固化的组合物的组成成分。
所述的组合物优选是双组分的。
在本文中,“双组分的”理解为是指其中组合物的成分存在于两个不同组分中的组合物,且该组分存储在相互分离的容器中且各自本身是存储稳定的。仅在组合物施用之前迅即地或者在此期间将所述两种组分彼此混合,然后所混合物的组合物固化,所述固化在某些情况下仅通过水分作用才进行或进行完全。
优选所述的组合物是可固化的双组分组合物ZS,其由包含以下成分的第一组分K1
a)至少一种如前所述的式(I)的醛亚胺A和
b)至少一种物质RS,其具有至少两个对于异氰酸酯基有反应性的基团,和/或水,
和包含以下成分的第二组分K2
c)至少一种如前所述的多异氰酸酯P,
构成。
适合作为物质RS中对于异氰酸酯基有反应性的基团的特别是羟基、巯基和伯或仲氨基,其中对于氨基优选是仲氨基。
作为具有至少两种对于异氰酸酯基有反应性的基团的物质RS,特别适合的是:
-具有至少两个羟基的多元醇,特别是如上已述的适合用于制备聚氨酯聚合物PUP的多元醇,以及低分子量的醇,特别是如上已述的适合用于制备聚氨酯聚合物PUP的低分子量醇;
-具有至少两个巯基的多硫醇,例如已知的商品名为Thiokol的液态巯基封端的聚合物,例如型号LP-3、LP-33、LP-980、LP-23、LP-55、LP-56、LP-12、LP-31、LP-32和LP-2(来自Morton Thiokol;可从例如SPI Supplies(美国),或从Toray Fine Chemicals(日本)获得),以及硫代羧酸的聚酯,例如季戊四醇四巯基乙酸酯、三羟甲基丙烷三巯基乙酸酯、乙二醇二巯基乙酸酯、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)和乙二醇二-(3-巯基丙酸酯);
-具有至少一个羟基和一个巯基的硫代醇,例如2-巯基乙醇、1-巯基-2-丙醇、3-巯基-1-丙醇、3-巯基-1,2-丙二醇,4-巯基-1-丁醇、6-巯基-1-己醇;
-具有至少两个仲氨基的多胺,例如N,N′-二丁基乙二胺;N,N′-二叔丁基乙二胺、N,N′-二乙基-1,6-己二胺、1-(1-甲基乙基氨基)-3-(1-甲基乙基-氨基甲基)-3,5,5-三甲基环己烷(来自Huntsman的Jefflink754)、N4-环己基-2-甲基-N2-(2-甲基丙基)-2,4-戊二胺、N,N′-二烷基-1,3-亚二甲苯基二胺、二(4-(N-烷基氨基)环己基)甲烷、4,4′-三亚甲基-二哌啶以及N-烷基化的聚醚胺,例如Jeffamine-型SD-231、SD-401、SD-404和SD-2001(都来自Huntsman);
-具有至少一个羟基和至少一个仲氨基的氨基醇,例如2-(甲基氨基)乙醇、2-(乙基氨基)乙醇、2-(丁基氨基)乙醇、2-(环己基-氨基)乙醇、3-吡咯烷醇、3-或4-羟基哌啶、2-哌啶乙醇、2-[2-(1-哌嗪基(piperazyl))]乙醇、2-[2-(1-哌嗪基)乙氧基]乙醇、N-羟乙基苯胺、二乙醇胺、二异丙醇胺、3-甲基氨基-1,2-丙二醇;
-具有至少两个伯氨基的多胺,特别是聚氧化亚烷基多胺,其是从聚氧化亚烷基多元醇的胺化得到的产物并且可以例如商品名Jeffamine(来自Huntsman Chemicals)、Polyetheramin(来自BASF)或者PC Amine(来自Nitroil)获得;尤其合适的聚氧化亚烷基二胺是JeffamineD-230、JeffamineD-400、JeffamineD-2000、JeffamineD-4000、JeffamineXTJ-568、JeffamineXTJ-569、JeffamineXTJ-523、JeffamineXTJ-536、JeffamineXTJ-542、JeffamineXTJ-559、JeffamineT-403、JeffamineT-5000、Polyetheramin D230、Polyetheramin D400、Polyetheramin D2000、Polyetheramin T403、Polyetheramin T5000、PC AmineDA 250、PCAmineDA 400、PC AmineDA 650、PC AmineDA 2000、PC AmineTA 403和PC AmineTA 5000。
优选物质RS是多元醇,其具有250-30 000g/mol,尤其是400-20000g/mol的平均分子量,以及具有1.6至3.0的平均OH官能度。
在一个优选的实施方案中,所述可固化的双组分组合物ZS是组合物ZS1,其由包含以下成分的第一组分K1′
a)至少一种式(I)的醛亚胺A和
b)至少一种多元醇D和任选的水,
以及包含以下成分的第二组分K2′
c)至少一种多异氰酸酯P,
构成。
适合的多元醇D是上述提及的适合用于制备聚氨酯聚合物PUP的多元醇,且其具有250-30 000g/mol,尤其是400-20,000g/mol的平均分子量,以及具有1.6至3.0的平均OH官能度。
作为多元醇D特别优选的是选自聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚醚聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚丙烯酸酯多元醇、聚烃多元醇以及多羟基官能的脂肪和油的多元醇。
在组合物ZS1中,对异氰酸酯基有反应性的基团的数量与异氰酸酯基的数量之间的比例有利地为0.5至1.1,优选0.6至1.0,特别优选0.65至0.95,其中醛亚氨基算作对异氰酸酯基有反应性的基团,而存在的水不算作对于异氰酸酯基有反应性的基团。
在组合物ZS1中,醛亚氨基的数量和异氰酸酯基的数量之间的比例优选为0.05至0.3。所述羟基的数量和HX-基团的数量之间的比例优选具有1至50,特别是2至20之间的值。
在另一个优选的实施方案中,所述可固化的双组分组合物ZS是组合物ZS2,其由包含以下成分的第一组分K1″
a)至少一种式(I)的醛亚胺A,
b)水和任选的表面活性剂,
以及包含以下成分的第二组分K2″
c)至少一种多异氰酸酯P,特别是聚氨酯聚合物PUP
构成。
所述组分K2″优选如此配制,使得其在与空气湿气接触时也单独固化成具有良好机械性能的固化组合物,即是说,其于是也可以单独使用并因此代表了一种单组分的湿固化组合物,例如已可以广泛商购获得的单组分的聚氨酯粘合剂或聚氨酯密封剂。这类粘合剂例如由SikaSchweiz AG以商品名Sikaflex和SikaTack提供。
所述组分K1″特别用于促进所述组分K2″的固化,任选地还可以用于影响施用性能和/或机械性能。所述组分K1″优选以乳液存在。
在组合物ZS2中,对异氰酸酯基有反应性的基团与异氰酸酯基数目的比例有利地为0.1至0.7,特别是0.1至0.5,其中醛亚氨基算作对异氰酸酯基有反应性的基团,而存在的水不算作对异氰酸酯基有反应性的基团。
在组合物ZS2中,所述水优选以基于异氰酸酯基计大约化学计量的量或特别是显著化学计量过量的量存在。
所述可固化双组分的组合物ZS包含任选的其他组成成分,特别是在聚氨酯组合物中通常使用的助剂和添加剂,例如以下的:
-增塑剂,尤其是羧酸酯如邻苯二甲酸酯,尤其邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯或邻苯二甲酸二异癸酯,己二酸酯尤其如己二酸二辛酯,壬二酸酯和癸二酸酯;有机磷酸酯和磺酸酯或聚丁烯;
-非反应性热塑性聚合物,例如不饱和单体的均聚物或共聚物,所述单体尤其是选自乙烯、丙烯、丁烯、异丁烯、异戊二烯、乙酸乙烯酯和(甲基)丙烯酸烷基酯,尤其是聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚异丁烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)以及无规立构的聚-α-烯烃(APAO);
-溶剂;
-无机和有机填料,例如经研磨或经沉淀的碳酸钙(其任选地涂敷有脂肪酸、尤其是硬脂酸酯),重土(BaSO4,亦称重晶石),石英粉,煅烧高岭土,氧化铝,氢氧化铝,二氧化硅、尤其是来自热解工艺的高分散二氧化硅,炭黑、尤其是工业制得的炭黑(以下称为“炭黑”),PVC粉末和空心球;
-纤维,例如聚乙烯的;
-颜料,例如二氧化钛或氧化铁;
-促进醛亚氨基水解的催化剂,尤其是酸类,例如有机羧酸如苯甲酸、水杨酸或2-硝基苯甲酸,有机羧酸酐如邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐和六氢甲基邻苯二甲酸酐,有机羧酸的甲硅烷基酯,有机磺酸如甲磺酸、对甲苯磺酸和4-十二烷基苯磺酸,磺酸酯,其他有机或无机酸,或者上述酸和酸酯的混合物;
-促进异氰酸酯基的反应的催化剂,尤其是有机锡化合物如二乙酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、二氯化二丁基锡、二乙酰丙酮二丁基锡和二月桂酸二辛基锡,铋化合物如三辛酸铋和三(新癸酸)铋,以及含有叔氨基的化合物如2,2′-二吗啉基二乙基醚和1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷;
-流变改性剂,如增稠剂或触变剂,例如脲化合物、聚酰胺蜡、膨润土或热解二氧化硅;
-封闭的胺,例如以酮亚胺、噁唑烷、烯胺或其它醛亚胺形式;
-干燥剂,例如分子筛、氧化钙、高反应性异氰酸酯如对甲苯磺酰异氰酸酯、原甲酸酯、烷氧基硅烷如四乙氧基硅烷;
-有机烷氧基硅烷,以下也称作“硅烷”,例如环氧硅烷、(甲基)丙烯酰基硅烷、异氰酰基硅烷、乙烯基硅烷、氨基甲酸基硅烷、烷基硅烷、S-(烷基羰基)-巯基硅烷及醛亚氨基硅烷,以及这些硅烷的低聚形式;
-抗热、光及紫外辐射的稳定剂;
-阻燃物质;
-表面活性物质,例如润湿剂、流平剂、脱挥剂或消泡剂;
-杀生物剂,例如杀藻剂、杀真菌剂或抑制真菌生长的物质。
当使用这些其他组分时,有益的是要注意使所述各自的组分K1或K2的存储稳定性不被它们显著地损害。如果这些添加剂作为组分K2的组成成分存在,则应该注意其在存储期间不以显著的程度引发异氰酸酯基的交联。这特别意味着,如此使用的添加剂不应该含有水或至多含有痕量的水。可能合乎需要的是,将某些组分在混合入组分K2中之前对其进行化学或物理干燥。
在所述组分K1的情况下,除了这些之外,其他的助剂和添加剂也是可行的,其与游离的异氰酸酯基一起不具有存储能力或只是很短暂地具有存储能力。例如组分K1中可能存在如前作为化合物C2所述的少量的多胺,以采用两种组分K1和K2的混合直接获得一种结构粘性的、不太容易流动或滑动的材料。此外,还可以存在催化剂,特别如:
锌、锰、铁、铬、钴、铜、镍、钼、铅、镉、汞、锑、钒、钛、锆或钾的化合物,例如乙酸锌(II)、2-乙基己酸锌(II)、月桂酸锌(II)、油酸锌(II)、环烷酸锌(II)、乙酰丙酮锌(II)、水杨酸锌(II)、2-乙基己酸锰(II)、2-乙基己酸铁(III)、乙酰丙酮铁(III)、2-乙基己酸铬(III)、环烷酸钴(II)、2-乙基己酸钴(II)、2-乙基己酸铜(II)、环烷酸镍(II)、新癸酸苯基汞、乙酸铅(II)、2-乙基己酸铅(II)、新癸酸铅(II)、乙酰丙酮铅(II)、乳酸铝、油酸铝、乙酰丙酮铝(III)、二异丙氧基钛-双(乙酰乙酸乙酯)、二丁氧基钛-双(乙酰乙酸乙酯)、二丁氧基钛-双(乙酰丙酮)、乙酸钾、辛酸钾;叔胺化合物,例如三乙胺、三丁胺、N-乙基二异丙基胺、N,N,N′,N′-四甲基乙二胺、五甲基-二亚乙基三胺和其高级同系物,N,N,N′,N′-四甲基丙二胺、五甲基-二亚丙基三胺和其高级同系物,N,N,N′,N′-四甲基-1,3-丁二胺、N,N,N′,N′-四甲基-1,6-己二胺、双(二甲基氨基)甲烷、N,N-二甲基苄胺、N,N-二甲基环己胺、N-甲基二环己基胺、N,N-二甲基十六烷基胺、双(N,N-二乙基氨基乙基)己二酸酯、N,N-二甲基-2-苯基乙基胺、三(3-二甲基氨基丙基)胺、1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷(DABCO)、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一-7-烯(DBU)、1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烯(DBN)、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、N-椰油烷基吗啉(Cocomorpholin)、N,N′-二甲基哌嗪、N-甲基-N′-二甲基氨基乙基哌嗪、双(二甲基氨基乙基)哌嗪、1,3,5-三(二甲基氨基丙基)六氢三嗪、双(2-二甲基氨基乙基)醚;芳香族含氮化合物,例如4-二甲基氨基吡啶、N-甲基咪唑、N-乙烯基咪唑或1,2-二甲基咪唑;脒和胍,例如1,1,3,3-四甲基胍;含有活泼氢原子的叔胺化合物,例如三乙醇胺、三异丙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、3-(二甲基氨基)丙基-二异丙醇胺、二(3-(二甲基氨基)丙基)异丙醇胺、二(3-二甲基-氨基丙基)胺、3-(二甲基氨基)丙基脲、酚如2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚和2,4,6-三(3-(二甲基氨基)丙基氨基甲基)苯酚的曼尼希碱、咪唑如N-羟基丙基咪唑或N-(3-氨基丙基)咪唑、以及这些化合物的烷氧基化和多烷氧基化产物如二甲基氨基乙氧基乙醇;有机铵化合物,例如氢氧化苄基三甲基铵或烷氧基化叔胺;所谓的“延迟作用(delayedaction)”的催化剂,其是已知的金属或胺催化剂的改性物,例如叔胺与羧酸或苯酚的反应产物,例如来自1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷或DBU与甲酸或乙酸的;以及所提及化合物的组合,尤其是金属化合物和叔胺的组合。
优选所述的组合物ZS包含至少一种以金属有机化合物和/或叔胺和/或酸的形式的催化剂,特别是有机的羧酸或磺酸。
此外,优选地所述的组合物ZS包含至少一种填料。
所述两个组分K1和K2彼此独立地进行制备,至少对于组分K2在隔绝水分条件下制备。所述两个组分K1和K2彼此分开地是存储稳定的,即,在使用前它们可各自存储在合适的包装或装置,例如桶、袋、筒、料盒或瓶中,在其使用前保存经历数月直至一年及更久,而它们各自的性能不会在对于其使用相关的程度上有所改变。所述组分K1即使它们包含了一定量的水也还是储存稳定的,因为醛亚胺A的水解在没有异氰酸酯基存在下仅仅初步地进行。
为使用所述组合物ZS,将两个组分K1和K2彼此混合。在此过程中,醛亚胺A的HX-基团,物质RS的任选存在的、对于异氰酸酯基有反应性的基团以及任选存在的其他包含活泼氢原子的反应性基团直接开始与异氰酸酯基团反应,此处特别生成氨基甲酸酯基团。相反,所述醛亚氨基只有与水分接触时才反应,其方式是通过如前所述的醛亚氨基形式上水解成醛基和伯氨基且后者与异氰酸酯基形成脲基。那些不和对于异氰酸酯基有反应性的基团反应的异氰酸酯基,可以直接与水分反应并在此过程中形成脲基。作为这种反应的结果,所述组合物ZS固化;此过程也称作为交联。
两个组分K1和K2的混合可以基本上均匀或不均匀地进行,其中特别使用静态或动态的混合器来混合,且所述混合可以连续地或间歇地实施。由此得到混合的或部分混合的组合物ZS。
在一个优选的实施方案中,所述两个组分K1和K2的混合基本上是均匀的。
这特别是可以通过使用动态混合器实现。通过使用具有许多混合元件的静态混合器达到基本上均匀的混合,也是可能的。
如技术人员已知的,术语“均匀混合的”特别是与糊状组合物相关时,不能绝对的来理解。所述的术语在通常的应用中即是意味着,由目视不再能识别混合界限,而其例如在显微镜下完全仍然可能。基于实验的结果可以得出,在应用静态混合器如型号Sulzer Quadro(可购自Sulzer Chemtech公司)时,用18种或更多的静态混合器元件基本上均匀地进行两种糊状组分的混合。
所述经混合的组合物ZS随后施用于基材上,任选地借助于合适的施用辅助手段。该过程中,必须注意在组分混合与施用之间不消耗太多的时间,因为在施用之前经混合的组合物的组成成分的过强预反应可破坏经固化组合物的功能,例如仅能不充分地或延迟地建立起对基材的粘附力。应在该段时间内施用经混合的组合物的最大时间段称为“晾置时间(Offenzeit)”。
随着组分K1与K2的混合,经混合的组合物ZS经由前面描述过的反应开始固化。用于水解醛亚氨基所需要的水分优选以空气湿气的形式侵入经混合的组合物中。这种情况下,醛亚氨基的反应延迟进行,更确切说该反应是由外到内,与侵入组合物的空气水分同时地。但是所述的水分还可以在开始时已经部分或完全地存在于组合物中,特别通过使其成为组分K1的组成成分来实现。在这种情况下,所述醛亚氨基与存在的异氰酸酯基略为更快地反应,但尽管如此却明显慢于相应的游离胺。作为这些反应的结果,经混合的组合物进行交联并最终固化得到固体材料。
所述固化通常以不形成气泡的方式进行,甚至在高的固化速率下。所述固化速率可以通过一种或多种任选存在的催化剂的类型和量,通过固化过程中主导的温度以及通过组合物中可用的水分,特别是空气湿气来影响。
如前面所述的可固化双组分的组合物ZS,具有一系列的优点。HX-基团与异氰酸酯基的反应是一种可以很好地控制并因此可以调节到组合物的易操作的晾置时间的反应,特别是当所述HX-基团以优选的羟基形式存在时。但是与水分接触时,所述存在的醛亚氨基很快与异氰酸酯基反应。由此,所述组合物很快建立起强度,明显快于可比较的仅通过多元醇固化的组合物。此外,通过醛亚氨基的水解,异氰酸酯基与水分的直接反应一直被抑制,直至多数的醛亚氨基已经反应。但是此刻,组合物已经具有足够高的强度,使得由异氰酸酯基与水分直接反应释放的CO2几乎不会再导致气泡形成。醛亚胺A的醛亚氨基水解时,释出带有2至4个醛基的多醛ALD。这些仅具有相对较低的挥发性并基本上残留在固化的组合物中,在那里其仅导致很少的气味或者根本没有气味。令人意外的是,所释放的多醛ALD在固化的组合物中很好地相容,且对组合物仅具有很小的增塑作用。因此特别有利的是,所述组合物应当具有高拉伸强度和高弹性模量。在固化的组合物中具有特别良好的相容性的是所述多醛ALD2,且特别是所述多醛ALD3。醛亚胺A的这些有利的性能估计得益于醛亚胺A的特殊结构。由于水解时释放的多醛ALD具有2至4个醛基,其醛当量重量相对较小,且基于整个组合物计总共仅相对较少的醛的量是游离的。此外,由最优选的式(III a)的醛亚胺A3释放的多醛ALD3具有能够形成氢桥键的官能基团。也许,多醛ALD3因此在固化的组合物中有特别良好的相容性且几乎无增塑作用。具有式(III a)的醛亚胺A3的组合物几乎不显示收缩和迁移效应。
其中式(I)中的指数n是3或4的醛亚胺A,又显示了另外的有益的效应。由于所述醛亚胺A关于HX-基团具有大于2的官能度,所以在固化时非常迅速地形成高度交联并从而很快地建立起强度。但是在醛亚氨基水解时,醛亚胺固化剂(现在是胺B)的官能度减少至2,且最终形成具有期望的、良好可调节的终强度和弹性的经固化的组合物。因此可以获得具有特别高和快速的早期强度与良好弹性的组合物。
前面所描述的组合物具有一系列的优点。其有足够长的晾置时间,以便实现进行很好的操作。但是所述固化随后进行得很快,且同时不产生强烈的气味干扰。所述组合物在固化的状态下,具有高拉伸强度和高弹性模量并基本无收缩和迁移效应。
如果所述组合物仅包含优选的无气味的醛亚胺A2或A3,且此外没有具有强烈气味的成分,则在固化之前、期间和之后没有干扰性的气味产生,这对于很多应用,特别是在室内,是一种很大的优势,有时甚至是前提条件。
前面所描述的组合物,尤其是组合物ZS,特别可以作为粘合剂、密封剂、灌注材料、涂料、地面覆层、刷涂剂、漆料或底漆应用。
其特别适合的是在不过于短的晾置时间里应当实现快速固化和高强度的那些应用。这些特别是作为粘合剂、灌注材料、涂料、地面覆层、刷涂剂和漆料的应用。
本发明的再一方面涉及一种用于将基材S1与基材S2粘合的方法,其包括以下步骤:
i)将前面所描述的组合物施用到基材S1上;
ii)在所述组合物的晾置时间之内将所施用的组合物与基材S2接触;
或者
i′)将前面所描述的组合物施用到基材S1上以及到基材S2上;
ii′)在所述组合物的晾置时间之内将所施用的组合物彼此接触;
其中所述基材S2由与基材S1相同或不同的材料构成。
本发明的再一方面涉及一种用于密封的方法。这包括以下步骤:
i″)将前面所述的组合物施用到基材S1与基材S2之间,使得所述组合物与基材S1和基材S2接触;
其中所述基材S2由与基质S1相同或不同的材料构成。
通常将所述密封剂挤压入所谓的接缝中。
本发明的另一方面涉及一种涂覆基材S1的方法。该方法包括以下步骤:
i″′)在所述组合物的晾置时间之内将前面所述的组合物施用到基材S1上。
在这些方法中,合适的基材S1和/或S2特别是
-玻璃、玻璃陶瓷、混凝土、砂浆、砖、瓦、石膏以及天然石料例如花岗岩或大理石;
-金属或合金例如铝、钢、铁、有色金属、镀锌金属;
-皮革、织物、纸张、木材、与树脂结合的木材材料,树脂-织物复合材料及其他的所谓的聚合物复合材料;
-塑料例如聚氯乙烯(软质和硬质-PVC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、SMC(片状模塑复合材料)、聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(PA)、聚酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚酯、环氧树脂、聚氨酯(PUR)、聚氧化亚甲基(POM)、聚烯烃(PO),聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)、乙烯/丙烯共聚物(EPM)以及乙烯/丙烯/二烯-三元共聚物(EPDM),其中优选可以用等离子、电晕或火焰表面处理所述塑料;
-经涂覆的基材例如粉末涂层的金属或合金;以及色漆和清漆。
根据需要,可在施用所述组合物之前将基材进行预处理。这种预处理包括尤其是物理和/或化学清洁方法,例如打磨、喷砂、刷或类似处理,或者用清洁剂或溶剂处理,或者施加增粘剂、增粘剂溶液或底漆。
经混合的组合物可以在一个宽的温度范围内施用。例如,所述组合物可以在室温下施用。然而,所述组合物也可在更低或更高的温度下施用。
由这些所描述的用于粘合、密封或涂层的方法——或由所述组合物之一作为粘合剂、密封剂、灌注材料、涂料、地面覆层、刷涂剂、漆料或底漆的应用——形成制品。
这些制品特别地是建筑物,尤其是地上或地下工程的建筑物,或者工业产品或消费品,尤其是窗户、家用器具,或者运输工具,尤其是水陆车辆,优选汽车、客车、载重汽车、火车或船舶,或者运输工具的附属部件,或者家具业、纺织业或包装业的制品。
实施例
1.试验方法描述
红外光谱在Perkin-Elmer的FT-IR仪器1600上测量(采用ZnSe晶体的水平ATR分析单元)。未经稀释地涂覆液体样本作为薄膜,将固体的样本溶解在CH2Cl2中。吸收谱带以波数(cm-1)表示(测量窗:4000-650cm-1)。
在Bruker DPX-300型的光谱仪上且在300.13MHz下测量1H-NMR谱;化学位移δ用相对于四甲基硅烷(TMS)的ppm表示,耦合常数J用Hz表示。不区分真假耦合方式。
于温度调节的锥板粘度计Physica UM(锥直径20mm,锥角1°,锥尖-板间距0.05mm,剪切速率10至1000s-1)上测量粘度。
胺含量,即在所制备的化合物中醛亚氨基和游离氨基的总含量,通过滴定法确定(采用溶于冰醋酸中的0.1N HClO4,以结晶紫为指示剂)并总是以mmol N/g表示。
2.多醛的制备
1,3-二(2,2-二甲基-3-氧丙基)-咪唑烷-2-酮
在氮气气氛下,于装有回流冷凝器的圆底烧瓶中预置入21.5g(0.25mol)2-咪唑烷酮,41.7g(0.50mol)36%的含水甲醛和37.2g(0.52mol)异丁醛,在良好搅拌下与5.0g浓盐酸混合,其中将混合物强力煮沸。待沸腾平静后,将混合物在油浴(100℃)中加热3个小时至沸腾。无色、澄清的反应混合物用10N NaOH中和,并用乙酸乙酯萃取两次,将合并的有机相用盐水洗涤,经由MgSO4干燥且在旋转蒸发器上完全浓缩。将获得的白色晶体饼粉碎并在高真空中分馏。在蒸气温度138℃和压力4·10-2mbar下蒸馏产物。得率:45.9g(72%的理论产率)雪白和无气味的晶体,其具有78-80℃熔点(未修正)。
IR:3433br,2968,2933,2906,2872,2827,2788,2754,2716(CHO),2685sh,1757sh,1719(C=O醛),1682(C=O脲),1493,1471,1447,1420,1400,1379,1365,1347,1332,1273,1249,1202,1168,1141,1116,1106,1050,1028,1021sh,992,952,909,886,870,847sh,775,757,671,655。
N,N′-二(2,2-二甲基-3-氧丙基)-哌嗪
在氮气气氛下,于圆底烧瓶中预置入166.8g(2.00mol)36%的含水甲醛和150.4g(2.08mol)异丁醛。在良好搅拌与冰冷却下由滴液漏斗缓慢滴入86.1g(1.00mol)哌嗪,同时要注意,反应混合物的温度不升高超过20℃。添加完后在室温下搅拌1个小时。所生成的稠液状悬浮液在油浴中于120℃下回流搅拌18个小时。将澄清的、深桔黄色的反应混合物冷却至室温,并其完全结晶。用捣杵将固体材料粉碎,悬浮于水中并吸滤。将粗产品由乙酸乙酯重结晶。得率(3次分馏):161.1g(63%的理论产率)浅黄色、无气味的针状结晶,其胺含量为7.78mmol N/g。
IR:2964,2938,2871,2795,2752,2688(CHO),1719(C=O),1463,1400,1374,1360,1341,1323,1283,1152,1123,1054,1017,1005,917,869,830,775,703。
1H-NMR(CDCl3,300K):δ9.52(s,2H,CHO),2.44(s,4H,NCH2C(CH3)2),2.39(s,8H,NCH2CH2 cycl.),1.04(s,12H,CH2C(CH3)2).
N,N,N′,N′-四-(2,2-二甲基-3-氧丙基)-脲
在氮气气氛下,于装有回流冷凝器的圆底烧瓶中预置入20.0g(0.33mol)脲,111.1g(1.33mol)36%的含水甲醛和97.3g(1.35mol)异丁醛,在良好搅拌下与5.0g浓盐酸混合,其中混合物显著变温热。10分钟后,将混合物在油浴(120℃)中加热18个小时至沸腾。将白色、浑浊的反应混合物用10N NaOH中和,并用二氯甲烷萃取两次,将合并的有机相用盐水洗涤,经由MgSO4干燥且在旋转蒸发器上完全浓缩。将获得的稠液状的油用薄层蒸发器蒸馏。得率:33.1g(25%的理论产率)浅黄、稠液状、无气味的油。
IR:3370br,2962,2931sh,2912sh,2870,2709(CHO),1721(C=O醛),1640(C=O脲),1490,1472,1450,1397,1380,1364,1310,1280,1264,1232,1218,1194,1140,1110,1088,1058,1040,1029sh,1005,986,976sh,948,912,894,868,844,813,772,754,735,704。
N,N′-二(2,2-二甲基-3-氧丙基)-脲
在氮气气氛下,于装有回流冷凝器的圆底烧瓶中预置入5.0g(0.08mol)脲,13.9g(0.17mol)36%的含水甲醛和12.6g(0.17mol)异丁醛,在良好搅拌下与1.0g浓盐酸混合,其中混合物变热并结块。10分钟后,将混合物在油浴(120℃)中加热8个小时至沸腾。将白色浑浊的反应混合物用10N NaOH中和,并用二氯甲烷萃取两次,将合并的有机相用盐水洗涤,经由MgSO4干燥且在旋转蒸发器上完全浓缩。得率:18.2g无色无气味、粘稠蜜样的粗制的N,N′-二-(2,2-二甲基-3-氧丙基)脲,其根据GC/MS分析具有部分其他的脲醛,特别是N,N-二(2,2-二甲基-3-氧丙基)脲和N,N,N′-三(2,2-二甲基-3-氧丙基)脲。
IR:3330br,3057,2967,2932,2911,2871,2716(CHO),1720(C=O醛),1637br(C=O脲),1490,1449,1403,1378,1367,1304,1265,1204,1141,1086s h,1055,1039,1029s h,1003,982,953,913,894,868,838,802,759,733,701。
3.醛亚胺的制备
实施例1:醛亚胺A-1
在氮气气氛下于圆底烧瓶中将10.00g(75mmol)的对苯二甲醛悬浮于15.30g 2-(2-氨基乙氧基)-乙醇(DGA,DiglycolamineAgent,Huntsman;胺含量9.46mmol N/g)中并搅拌加热,其中所述醛迅速溶解。然后在真空中除去挥发性成分(10mbar,80℃)。得率:22.7g略微浑浊的、棕橙色油,其胺含量为6.19mmol N/g并在冷却几小时到室温时完全结晶。熔点为47-49℃(未修正)。
IR:3370br(OH),2910sh,2857,1933br,1697,1639(C=N),1607,1567,1506,1441,1416,1371sh,1355,1339,1298,1216,1162sh,1120,1058br,1017sh,967,890br,830,813sh。
实施例2:醛亚胺A-2
在氮气气氛下于圆底烧瓶中将10.00g(39mmol)的1,3-二(2,2-二甲基-3-氧丙基)-咪唑烷-2-酮悬浮于7.84g 2-(2-氨基乙氧基)乙醇(DGA,DiglycolamineAgent,Huntsman;胺含量9.46mmol N/g)中,搅拌加热所述混合物,并在真空中除去挥发性成分(首先10mbar,然后4·10-2mbar,80℃),其中所述醛在约30分钟后完全溶解。得率:16.48g澄清无色的蜜,其胺含量为4.46mmol N/g和在20℃下粘度为10.3Pa·s。
IR:3390br(OH),2954,2925,2907,2864,2717,1682sh(C=O),1666(C=N),1493,1444,1425sh,1391,1362,1335,1275,1253,1204sh,1162sh,1123,1060,997sh,928sh,900sh,892,813,786,757,677,660。
1H-NMR(CDCl3,300K):δ7.63(t,J=1.3,2H,CH=N),3.70和3.56(2×m,2×8H,HOCH2CH2OCH2CH2N),3.38(br s,2H,OH),3.31和3.18(2×s,2×4H,NCH2C(CH3)2和),1.09(s,12H,NCH2C(CH3)2).
实施例3:醛亚胺A-3
在氮气气氛下于圆底烧瓶中预置入10.00g的2-(2-氨基乙氧基)乙醇(DGA,DiglycolamineAgent,Huntsman;胺含量9.46mmolN/g)。在室温下5分钟内向其中用小勺加入12.46g(49mmol)精细研磨的N,N′-二(2,2-二甲基-3-氧丙基)哌嗪并将所述生成的悬浮液在室温下搅拌30分钟。然后将混合物在油浴中加热,并在真空中除去挥发性组分(10mbar,85℃)。得率:20.78g轻微浑浊、浅橙色的油,其胺含量为9.30mmol N/g且在20℃下粘度为1.95Pa·s。
IR:3358br(OH),2929,2922,2904,2861,2842,2804,1664(C=N),1458,1441sh,1378,1358,1336,1320,1280,1235br,1150,1122,1061,1015,890,831。
1H-NMR(CDCl3,300K):δ7.61(s,2H,CH=N),3.71和3.56(2×m,2×8H,全部OCH2),2.42(s,8H,NCH2 cycl.),2.40(br s,2H,OH),2.33(s,4H,NCH2C(CH3)2),1.04(s,12H,CH2C(CH3)2).
实施例4:醛亚胺A-4
在氮气气氛下于圆底烧瓶中预置入10.00g(25mmol)的N,N,N′,N′-四(2,2-二甲基-3-氧丙基)脲并在室温下搅拌加入10.66g2-(2-氨基乙氧基)乙醇(DGA,DiglycolamineAgent,Huntsman;胺含量9.46mmol N/g)。然后将混合物在油浴中加热,并在真空中除去挥发性成分(首先10mbar/80℃,然后4·10-2mbar/100℃)。得率:16.1g浅黄色的蜜,其胺含量为3.07mmol N/g且在50℃下粘度为13.5Pa·s。
IR:3380br(OH),2959,2929,2909,2866,1710,1662sh(C=N),1642,1634,1489,1472,1446,1393,1361,1308,1262,1232,1221sh,1192,1125,1084sh,1058,1007,991sh,977sh,945,908,845,804,752,733,704,662。
实施例5:醛亚胺A-5
在氮气气氛下于圆底烧瓶中预置入15.00g(66mmol)粗制的N,N′-二(2,2-二甲基-3-氧丙基)脲并在室温下搅拌加入12.50g 2-(2-氨基乙氧基)乙醇(DGA,DiglycolamineAgent,Huntsman;胺含量9.46mmol N/g)。然后将混合物在油浴中加热,并在真空中除去挥发性成分(首先10mbar/80℃,然后4·10-2mbar/100℃)。得率:25.9g略浑浊、浅黄色的油,其胺含量为4.86mmol N/g和在20℃下粘度为5.2Pa·s。
IR:3350br(OH),2948,2924,2910,2862,1661sh(C=N),1642,1490,1451,1378sh,1365,1352,1303,1274,1203,1122,1058,984,955,894,839,802,760。
比较实施例6:醛亚胺A-6
在氮气气氛下于圆底烧瓶中预置入28.06g(0.099mmol)2,2-二甲基-3-月桂酰氧-丙醛。在剧烈地搅拌下由滴液漏斗加入10.00g(0.095mol)2-(2-氨基乙氧基)乙醇(DGA,DiglycolamineAgent,Huntsman;胺含量9.46mmol N/g)。然后在真空中除去挥发性成分(10mbar,80℃)。得率:36.3g无色的、在室温下稀液状的澄清且无气味的液体,其胺含量为2.58mmol N/g。
4.制备双组分的聚氨酯组合物
实施例7至10,比较实施例11和12:灌注材料
对于每一实施例,组分K1的各组成成分根据表1给出的重量份数在没有预先干燥的情况下称重加入带有螺旋栓塞的聚丙烯烧杯中,并借助于离心混合机(SpeedMixerTM DAC 150,FlackTek Inc.;2分钟,以3000转/分)混合成均匀的膏状物。将以表1给出的重量份数的PMDI作为组分K2加入其中,并混合均匀(30秒,以3000转/分)。组分K2的异氰酸酯基和组分K1的反应性基团总和(羟基和醛亚胺基)的比例始终为1.1。
所使用的蓖麻油来自Fluka公司并具有165mg KOH/g的羟值。使用Cognis的羟值为200mg KOH/g的Sovermol908作为二聚脂肪酸二醇。使用Bayer的羟值为550mg KOH/g的Desmophen4011 T作为三醇。使用己二酸二辛酯中5重量%的水杨酸溶液作为酸催化剂。作为白垩使用Omya的Omyacarb5-GU。所述PMDI是具有NCO-含量30.0重量%的Bayer的DesmodurVKS 20 F。
表1:实施例7至11的组成
测试如此获得的经混合的组合物(灌注材料)的晾置时间、固化速率和固化后的机械性能。如果在室温下混合两种组分K1和K2后直至最多3分钟的时时刻仍能很容易倒出来,并从而可如所期望的进行加工,因此也即没有显示出阻碍加工或使得加工成为不可能的粘度升高,则灌注材料的晾置时间为“良好”。通过测量直至粘性丧失的时间(tack-free time)——表中以“粘性丧失”表示——获得固化速率的指标。为此,将所述灌注材料直接在混合两个组分K1和K2后以约2mm的层厚涂覆于纸板上,并在标准气候条件(23±1℃,50±5%相对空气湿度)下测定一段时间,该段时间持续直至用LDPE制的移液管轻击灌注材料的表面时第一次移液管上不再留有残留物。另一方面,固化的(并因此间接的强度构建的)的进一步进程(Verlauf)通过依据DIN EN 53505的周期性地测量Shore D-硬度来追踪。此处,“温度调节的”是指在标准气候条件下固化7天的测试样品在105℃下放置4小时。为了测试机械性能,将所述灌注材料作为层厚约2mm的薄膜灌注于平的PTFE-模型中,所述薄膜在标准气候条件下固化了7天并依据DIN EN 53504在0.5-1.0%的拉伸率下(拉伸速度:10mm/min)测试拉伸强度、断裂伸长率和弹性模量(E-模量)。此外,以定性地评估气泡形成(根据薄膜固化期间产生的气泡的量)以及气味。
这些测试的结果列于表2中。
表2:实施例7至11的性能
由表2可见,实施例7至9的根据本发明的灌注材料具有用于加工的足够长的晾置时间,并快速固化且无气泡形成。在标准气候条件下几天后,其已经达到最终硬度。温度调节不是必需的。其具有非常高的拉伸强度和E-模量。含有来源于长链单醛的等量醛亚胺的比较实施例10的灌注材料,固化得明显更慢且具有更小的拉伸强度和更低的E-模量。代替醛亚胺而含有等量二醇的比较实施例11的灌注材料,同样地固化得更慢,具有更小的拉伸强度和更低的E-模量,并在固化时显示出明显的气泡形成。所述实施例7的灌注材料在固化时具有较弱的气味,而实施例8至11的每一个是无气味的。
实施例12至15和比较实施例16:粘合剂
对于每个实施例,组分K1的各组成成分根据表3中给出的重量份数在没有预先干燥的情况下称重入带有螺旋栓塞的聚丙烯烧杯中,并借助于离心混合机(SpeedMixerTM DAC 150,FlackTek Inc.;2分钟,以3000转/分)混合成均匀的膏状物。将表3中给出的重量份数的组分K2(如以下所述制备)加入其中,并混合(30秒,以3000转/分)。组分K2的异氰酸酯基和组分K1的反应性基团总和(羟基和醛亚胺基)之间的比例始终为1.1。
所述组分K2将如下制备:
在混合器中在隔绝水分的情况下,均匀混合30重量份数的PMDI(DesmodurVKS 20 F,来自Bayer;NCO-含量=30.0重量%),10重量份的改性MDI(DesmodurCD,来自Bayer;NCO-含量=29.5重量%)和60重量份的聚氨酯聚合物P-1。
所述的聚氨酯聚合物P-1将如下制备:
在80℃下将1300g聚氧化亚丙基二醇(Acclaim4200 N,Bayer;羟值28.5mg KOH/g),2600g聚氧化亚丙基聚氧化亚乙基三醇(CaradolMD34-02,Shell;羟值35.0mg KOH/g),600g 4,4′-亚甲基二苯基二异氰酸酯(4,4′-MDI;Desmodur44 MC L,Bayer)和500g邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP;PalatinolZ,BASF)根据已知的方法转化成具有2.05重量%游离异氰酸酯基含量的NCO-封端的聚氨酯聚合物。
作为蓖麻油、作为白垩和作为酸催化剂使用与实施例7相同的那些。作为多元醇使用来自Bayer的羟值为28.5mg KOH/g的聚丙二醇Acclaim4200。作为分子筛使用Zeochem Europe的Purmol13(以活化形式的)。作为胺催化剂使用Air Products的DABCO33-LV。
表3:实施例12至16的组成
将如此所获得的经混合的组合物(粘合剂)基本上以对实施例7描述的相同方式进行测试。但是代替Shore D硬度地测量Shore A硬度;拉伸强度、断裂伸长率和E-模量在层厚3mm的薄膜上并用200mm/min的拉伸速度测量,而且所述的E-模量在0.5-5.0%的拉伸率下测量。这些测试的结果列于表4中。
表4:实施例12至16的性能
由表4可见,所述实施例12至15的根据本发明的粘合剂具有对于加工而言足够长的晾置时间,快速且无气泡的固化以及高拉伸强度和高E-模量。所述实施例13和14的粘合剂具有特别高的固化速率;对于实施例13的粘合剂,这可能归因于醛亚胺A-3的醛部分中的叔氨基的额外的催化作用,而对于实施例14的粘合剂,醛亚胺A-4的高的OH-官能度对迅速的强度构建也可能起到协同作用。
Claims (21)
3.根据权利要求2的组合物,其特征在于,Y1是n-价,取代的或未取代的芳基或杂芳基,其具有6个原子的环大小。
5.根据权利要求4的组合物,其特征在于,R1和R2一起是具有4至12个碳原子的二价烃残基,且其是任选被取代的、具有6个碳原子的碳环的一部分。
6.根据权利要求4的组合物,其特征在于,醛亚胺A具有式(IIIa)
其中R3是氢原子或者具有1至12个碳原子的烷基、环烷基、芳基烷基或者烷氧羰基;
Y3是n-价残基,其选自以下基团:
其中
m是0或1;
Z1或者是羰基或者是具有2至15个碳原子的亚烷基,其任选地具有至少一个醚基;
Z2是具有1至15个碳原子的二价烃残基,其任选地具有至少一个醚基、羰基或羧基;
Z3是具有2至15个碳原子的n-价烃残基,其任选地具有至少一个醚基或羰基;
R4是具有1至20个碳原子的烷基、环烷基或芳基烷基;
R5和R6或者
各自独立地是具有1至12个碳原子的烷基、环烷基或芳基烷基,
或者在Z1是羰基的情况下,各自独立地是氢原子或是具有1至12个碳原子的烷基、环烷基或芳基烷基;
或者一起是具有2至20个碳原子的亚烷基,其与N-Z1-N一起形成5至12元的环,并且任选地具有至少一个醚基;
R7或者
是具有1至15个碳原子的烷基、环烷基或芳基烷基;
或者在Z1是羰基的情况下,是氢原子或是具有1至15个碳原子的烷基、环烷基或芳基烷基;
以及R8是氢原子或是具有1至8个碳原子的烷基、环烷基或芳基烷基。
8.根据权利要求1至7之一的组合物,其特征在于,式(I)的醛亚胺由至少一种式(IV)的胺B与至少一种式(V)的多醛ALD的反应制备
且所述式(IV)的胺B是选自以下:5-氨基-1-戊醇、6-氨基-1-己醇及其更高级同系物,4-(2-氨基乙基)-2-羟基乙基苯、3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己醇、2-(2-氨基乙氧基)乙醇、三乙二醇单胺及其更高级同系物,3-(2-羟基乙氧基)丙胺、3-(2-(2-羟基乙氧基)乙氧基)丙胺、3-(6-羟基己氧基)丙胺、N-甲基-1,3-丙二胺、N-乙基-1,3-丙二胺、N-丁基-1,3-丙二胺、N-(2-乙基己基)-1,3-丙二胺、N-十二烷基-1,3-丙二胺、N-环己基-1,3-丙二胺、N-椰油烷基-1,3-丙二胺、N-油烯基-1,3-丙二胺、N-大豆烷基-1,3-丙二胺、N-牛油烷基-1,3-丙二胺和N-(C16-22-烷基)-1,3-丙二胺。
9.根据权利要求1至7之一的组合物,其特征在于,所述组合物是双组分组合物并且由组分K1和组分K2构成,其中所述组分K1包含
a)至少一种式(I)的醛亚胺A和
b)至少一种物质RS,其具有至少两个对于异氰酸酯基有反应性的基团,和/或水,
以及所述组分K2包含
c)至少一种多异氰酸酯P。
10.加成产物AV,其由如存在于根据权利要求1至9之一的组合物中的式(I)的醛亚胺A与多异氰酸酯P反应获得。
11.根据权利要求10的加成产物,其特征在于,所述加成产物AV具有式(XVII)
其中Q是去除t个异氰酸酯基后的多异氰酸酯P残基,且t是2或3。
12.根据权利要求11的加成产物,其特征在于,t是2。
13.根据权利要求10的加成产物,其特征在于,所述加成产物AV具有式(XVIII)
其中Q是去除t个异氰酸酯基后的多异氰酸酯P残基,且t是2或3。
14.根据权利要求13的加成产物,其特征在于,t是2。
15.式(III)的醛亚胺
其中
R1和R2或者
各自独立地是具有1至12个碳原子的单价烃残基,
或者
一起是具有4至12个碳原子的二价烃残基,且其是任选被取代的、具有5至8个碳原子的碳环的一部分;
Y2是具有1至24个碳原子的n-价有机残基,其任选地具有以叔氨基、醚基、酯基、羧酸酯基、酰胺基、氨基甲酸酯基或脲基形式的氮原子和/或氧原子,
E或者是具有3至20个碳原子的二价烃残基,或者与R11一起是具有3至20个碳原子的三价烃残基,其中E任选地含有以醚氧或叔胺氮形式的杂原子,
X是O或S或N-R10或N-R11,
其中
R10是具有1至20个碳原子的单价烃残基,且其任选地具有至少一个羧酸酯基、腈基、硝基、膦酸酯基、磺基或磺酸酯基,和
R11与E一起是具有3至20个碳原子的三价烃残基;
且n是2或3或4。
16.根据权利要求15的醛亚胺,其特征在于,R1和R2一起是具有4至12个碳原子的二价烃残基,且其是任选被取代的、具有6个碳原子的碳环的一部分。
17.根据权利要求15的醛亚胺,其特征在于,所述醛亚胺具有式(IIIa)
其中
R3是氢原子或者具有1至12个碳原子的烷基、环烷基、芳基烷基或者烷氧羰基;
Y3是n-价残基,其选自以下基团:
其中
m是0或1;
Z1或者是羰基或者是具有2至15个碳原子的亚烷基,其任选地具有至少一个醚基;
Z2是具有1至15个碳原子的二价烃残基,其任选地具有至少一个醚基、羰基或羧基;
Z3是具有2至15个碳原子的n-价烃残基,其任选地具有至少一个醚基或羰基;
R4是具有1至20个碳原子的烷基、环烷基或芳基烷基;
R5和R6或者
各自独立地是具有1至12个碳原子的烷基、环烷基或芳基烷基,
或者在Z1是羰基的情况下,各自独立地是氢原子或是具有1至12个碳原子的烷基、环烷基或芳基烷基;
或者一起是具有2至20个碳原子的亚烷基,其与N-Z1-N一起形成5至12元的环,并且任选地具有至少一个醚基;
R7或者
是具有1至15个碳原子的烷基、环烷基或芳基烷基;
或者在Z1是羰基的情况下,是氢原子或是具有1至15个碳原子的烷基、环烷基或芳基烷基;
以及R8是氢原子或是具有1至8个碳原子的烷基、环烷基或芳基烷基。
18.用于将基材S1与基材S2粘合的方法,其包括以下步骤:
i)将根据权利要求1至9之一的组合物施用到基材S1上;
ii)在所述组合物的晾置时间之内将所施用的组合物与基材S2接触;
或者
i′)将根据权利要求1至9之一的组合物施用到基材S1上以及到基材S2上;
ii′)在所述组合物的晾置时间之内将所施用的组合物彼此接触;
其中所述的基材S2由与所述基材S1相同或不同的材料构成。
19.根据权利要求1至9之一的组合物作为粘合剂、密封剂、灌注材料、涂料、地面覆层、刷涂剂、漆料的用途。
20.根据权利要求1至9之一的组合物作为底漆的用途。
21.固化的组合物,其由根据权利要求1至9之一的组合物和水分获得。
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