CN104718215A - 包含含烷氧基硅烷的异氰酸酯和酸性稳定剂的组合物 - Google Patents
包含含烷氧基硅烷的异氰酸酯和酸性稳定剂的组合物 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及组合物，其包含A)式(I)的异氰酸酯OCN-A-SiR1R2R3(I)，和B)布朗斯台德-酸、或者路易斯-酸、或者在室温下释放布朗斯台德-酸或者路易斯-酸的化合物。在一个特别的实施方案中，根据式(II)描述组分B)：R5为卤素、-CO-卤素或者–CH2-卤素，R6为氢、-CH2-卤素、卤素和-CO-卤素。所述的酸性组分用作稳定剂，以提高根据无光气的方法制备的含烷氧基的异氰酸酯的贮存稳定性。此外要求保护的是，制备稳定化的含烷氧基硅烷的异氰酸酯的方法，其包括将路易斯-酸、或者布朗斯台德-酸、或者在室温下释放布朗斯台德-酸或者路易斯-酸的化合物加入到含烷氧基硅烷的异氰酸酯中的步骤。
Description
本发明涉及组合物，其包含A)式(I)的异氰酸酯OCN-A-SiR1R2R3(I)，其中A为具有1至12个碳原子的直链、支化、取代和/或未取代的脂族烃残基，或者具有4至18个碳原子的取代或者未取代的环脂族烃残基，其中R1选自–O-RAlk，其中R2和R3各自相互独立地选自–RAlk和–O-RAlk的取代基，其中-RAlk为具有1至6个碳原子的烃残基，和B)布朗斯台德-酸、或者路易斯-酸、或者在室温下释放布朗斯台德-酸或者路易斯-酸的化合物；以及制备稳定化的含烷氧基硅烷的异氰酸酯的方法，其包括将路易斯-酸、或者布朗斯台德-酸、或者在室温下释放布朗斯台德-酸或者路易斯-酸的化合物加入到含烷氧基硅烷的异氰酸酯中的步骤。
含烷氧基硅烷的异氰酸酯是有价值的化学化学物，其允许目标明确的聚合物构建，其以含硅烷的聚氨基甲酸酯或者含硅烷的聚脲的形式，多样地在工业上用于泡沫材料、弹性体、热塑性塑料、纤维、耐光性的聚氨基甲酸酯涂料或者胶粘剂中。
异氰酸酯的合成可以通过一系列不同的路线进行。大规模工业上制备异氰酸酯的最古老和如今还占优势的方案是，通过使用腐蚀性、非常毒性和含有高含量氯的光气使相应的胺光气化，这对于在工业上大规模的使用提出了特别高的要求。除了目标产物以外，在该方法中生成一系列不希望的含氯的副产物。
存在多种可以使用的方法，以避免对于工业上大规模制备异氰酸酯使用光气。关于通过使用替代的羰基化试剂，例如脲或者碳酸二烷基酯将胺转化为异氰酸酯（EP 18 586、EP 355 443、US 4,268,683和EP 990 644），通常使用术语无光气的方法。
所谓的脲路线基于，通过两阶段的工艺将胺借助脲转化为异氰酸酯。在第一工艺步骤中，使胺与醇在脲或者脲-等量物（例如碳酸烷基酯、氨基甲酸烷基酯）的存在下转化为双氨基甲酸酯，其通常经受中间净化阶段，并且此后在第二工艺步骤中热分解为异氰酸酯和醇（EP 126 299、EP 126,300、EP 355 443、US 4,713,476和US 5,386,053）。替代地，还可以通过使胺与脲目标明确地反应，在实际的氨基甲酸酯形成之前单独制备脲（EP 568 782）。还可以设想的是两阶段的次序，在第一步骤中使脲与醇部分反应，并且在第二步骤中随后计量加入胺和使其氨基甲酸酯化（EP 657 420）。
氨基甲酸酯的热分解可以在气相或者在液相中，在有或者无溶剂的情况下并且有或者无催化剂的情况下进行。例如描述于EP 126 299和EP 126 300中的制备六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯的方法，其中通过在410℃下在金属填料的存在下在管式反应器中在气相中使相应的双氨基甲酸酯分解。
从EP 18 568中已知，由胺、脲和醇在一锅法反应中制备氨基甲酸酯，同时分离氨。进一步研发EP 18 568的教导，并且描述于EP 126 299、EP 126 300、EP 355 443、EP 566 925和EP 568 782中。制备异氰酸酯的较新的方法从EP1512681、EP1512682、EP1512680、EP1593669、EP1602643、EP1634868和EP 2091911中是已知的。
经由脲路线的反应在通过一阶段、二阶段和替代的多阶段制备氨基甲酸酯的方法的情况下，以及在随后氨基甲酸酯热分解为异氰酸酯的情况下，导致不希望的副产物形成，例如叔胺。已证实，来自脲路线的副产物显著地影响所产生的含烷氧基-硅烷的异氰酸酯的贮存稳定性。特别地，含烷氧基-硅烷的异氰酸酯的NCO-含量在50℃下贮存4周之后下降最多75%（相对）。
在US7060849 B1中描述了，为了使含烷氧基的氨基甲酸酯分解为含硅氧烷的异氰酸酯，将催化剂通过含卤素的物质中和，得以在制备期间避免不希望的三聚体。但是未指示，将这样或者其它的物质加入到最终产物中。在此，也为检测和未提到最终产物的贮存稳定性。
本发明的基本目的在于，提供经由无光气的方法制备的新的组合物，其避免以上提及的缺点，尤其在50℃下贮存四周之后具有小于25%的相对NCO-含量损失。
本发明的另一基本目的在于，提供无光气地制备包含含烷氧基硅烷的异氰酸酯的稳定化的组合物的方法，特别是，使反应性NCO-基团损失和/或例如异氰酸酯的低聚物的干扰性副产物的形成最小化。
本发明的基本目的在第一方面通过组合物实现，其包含
A) 式(I)的异氰酸酯
OCN-A-SiR1R2R3 (I)，
其中A为具有1至12个碳原子的直链、支化、取代和/或未取代的脂族烃残基，或者具有4至18个碳原子的取代或者未取代的环脂族烃残基，
其中R1选自–O-RAlk，
其中R2和R3各自相互独立地选自–RAlk和–O-RAlk的取代基，
其中-RAlk为具有1至6个碳原子的烃残基，和
B) 布朗斯台德-酸、或者路易斯-酸、或者在室温下释放布朗斯台德-酸或者路易斯-酸的化合物。
在第一方面的第一实施方案中，目的通过组合物实现，其中B)选自羧酸，优选二羧酸；无机酸，优选磷酸；酰基卤和烷基卤或者芳基卤。
在第一方面的第二实施方案中，其也为第一实施方案的一个实施方案，目的通过组合物实现，其中所述的布朗斯台德-酸、或者路易斯-酸、或者在室温下释放布朗斯台德-酸或者路易斯-酸的化合物是指式(II)的化合物，
其中R5选自卤素、-CO-卤素和–CH2-卤素，并且其中R6选自氢、卤素、-CH2-卤素和-CO-卤素，并且R5优选为–CH2-Cl或者–CO-Cl，和R6优选为氢。
在第一方面的第三实施方案中，其也为第一至第二方面的一个实施方案，目的通过组合物实现，其中布朗斯台德-酸、或者路易斯-酸、或者在室温下释放布朗斯台德-酸或者路易斯-酸的化合物的含量为0.0001至1重量%，优选为0.001至0.9重量%，最优选为0.002至0.5重量%，基于在该组合物中异氰酸酯的质量计。
在第一方面的第四实施方案中，其也为第一至第三方面的一个实施方案，目的通过组合物实现，其中异氰酸酯具有式OCN-(CH2)n-Si(OR7)3，并且n为1至12，优选为2至4，并且R7为甲基或者乙基。
在第一方面的第五实施方案中，其也为第一至第四方面的一个实施方案，目的通过组合物实现，其进一步包含
C) 具有至少一个，优选二至四个与NCO-基团反应性的羟基、硫羟基、-NH-基团、CH-酸性基团和/或胺基的化合物。
在第一方面的第六实施方案中，其也为第一至第五方面的一个实施方案，目的通过组合物实现，其中C)的与NCO-基团反应性的羟基、硫羟基、-NH-基团、CH-酸性基团和/或胺基的总和与A)的NCO-基团的总和之间的化学计量比为2:1至1:2，优选为1.8:1至1:1.8，最优选为1.6:1至1:1.6。
在第二方面，本发明的基本目的通过制备聚合物的方法实现，其包括使根据第一方面或者其实施方案的组合物固化的步骤。
在第二方面的第一实施方案中，目的通过制备稳定化的含烷氧基硅烷的异氰酸酯的方法实现，其包括步骤
e) 加入路易斯-酸、或者布朗斯台德-酸、或者在室温下释放布朗斯台德-酸或者路易斯-酸的化合物。
在第二方面的第二实施方案中，其也为第一实施方案的一个实施方案，目的通过方法实现，其进一步包括以下步骤
a1) 使式(III)的烷氧基硅烷烷基胺
H2N-A-SiR1R2R3 (III)
与脲在式R8-OH的醇的存在下转化为式(IV)的(环)亚烷基双脲
H2N-OC-A-SiR1R2R3 (IV)，
b1) 使来自步骤a)的式(IV)的(环)亚烷基双脲与式R8-OH的醇转化为式(V)的氨基甲酸酯
R8O-OC-A-SiR1R2R3 (V)，
或者
a2) 使式(III)的烷氧基硅烷烷基胺
H2N-A-SiR1R2R3 (III)
与脲在式R8-OH的醇的存在下转化为式(V)的氨基甲酸酯
R8O-OC-A-SiR1R2R3 (V)，
以及除了步骤a1)和b1)的组合、或者除了步骤a2)以外
c) 将式R8-OH的醇在步骤b1)或者a2)之后分离，以形成与该醇分离的反应混合物，和
d) 在180至280℃的温度下和在0.1至200 mbar的压力下使与该醇分离的反应混合物热分解，
其中A为具有1至12个碳原子的直链、支化、取代和/或未取代的脂族烃残基，或者具有4至18个碳原子的取代或者未取代的环脂族烃残基，
其中R1选自-RAlk，
其中R2和R3各自相互独立地选自–RAlk和–O-RAlk的取代基，
其中-RAlk为具有1至6个碳原子的烃残基，
并且其中R8为取代或者未取代的烷基-、环烷基-、芳基-或者芳烷基残基。
在第二方面的第三实施方案中，其也为第一至第二实施方案的一个实施方案，目的通过方法实现，其中布朗斯台德-酸、或者路易斯-酸、或者在室温下释放布朗斯台德-酸或者路易斯-酸的化合物选自羧酸，优选二羧酸，无机酸、酰基卤、和烷基卤和芳基卤。
在第二方面的第四实施方案中，其也为第一至第三实施方案的一个实施方案，目的通过方法实现，其中所述的布朗斯台德-酸、或者路易斯-酸、或者在室温下释放布朗斯台德-酸或者路易斯-酸的化合物是指式(II)的化合物，
其中R5选自卤素、-CO-卤素和–CH2-卤素，并且其中R6选自氢、-CH2-卤素、卤素和-CO-卤素，并且R5优选为–CH2-Cl或者–CO-Cl，和R6优选为氢。
在第二方面的第五实施方案中，其也为第一至第四实施方案的一个实施方案，目的通过方法实现，其中布朗斯台德-酸、或者路易斯-酸、或者在室温下释放布朗斯台德-酸或者路易斯-酸的化合物的含量为0.0001至1重量%，优选为0.001至0.9重量%，最优选为0.002至0.5重量%，基于所述酸和异氰酸酯的总量计。
在第二方面的第六实施方案中，其也为第一至第五实施方案的一个实施方案，目的通过方法实现，其中异氰酸酯具有式OCN-(CH2)n-Si(OMe)3，并且n为1至12，优选为2至4。
在第二方面的第七实施方案中，其也为第一至第六实施方案的一个实施方案，目的通过方法实现，其中步骤b1)或者步骤a)在压力蒸馏反应器中实施，并分离所产生的氨。
在第三方面中，本发明的基本目的通过布朗斯台德-酸、或者路易斯-酸、或者在室温下释放布朗斯台德-酸或者路易斯-酸的化合物用于使式(I)的异氰酸酯稳定化的用途来实现
OCN-A-SiR1R2R3 (I)，
其中A为具有1至12个碳原子的直链、支化、取代和/或未取代的脂族烃残基，或者具有4至18个碳原子的取代或者未取代的环脂族烃残基，
其中R1选自–O-RAlk，
其中R2和R3各自相互独立地选自–RAlk和–O-RAlk的取代基，
其中-RAlk为具有1至6个碳原子的烃残基，
并且其中该组合物还包含布朗斯台德-酸、或者路易斯-酸、或者在室温下释放布朗斯台德-酸或者路易斯-酸的化合物。
在第三方面的第一实施方案中，目的通过用途实现，其中所述布朗斯台德-酸、或者路易斯-酸、或者在室温下释放布朗斯台德-酸或者路易斯-酸的化合物选自羧酸，优选二羧酸，无机酸、酰基卤、和烷基卤和芳基卤。
在第三方面的第二实施方案中，其也为第一实施方案的一个实施方案，目的通过用途实现，其中布朗斯台德-酸、或者路易斯-酸、或者在室温下释放布朗斯台德-酸或者路易斯-酸的化合物是指式(II)的化合物，
其中R5选自卤素、-CO-卤素和–CH2-卤素，并且其中R6选自氢、-CH2-卤素、卤素和-CO-卤素，并且R5优选为–CH2-Cl或者–CO-Cl，和R6优选为氢。
在第三方面的第三实施方案中，其也为第一至第二实施方案的一个实施方案，目的通过用途实现，其中布朗斯台德-酸、或者路易斯-酸、或者在室温下释放布朗斯台德-酸或者路易斯-酸的化合物的含量为0.0001至1重量%，优选为0.001至0.9重量%，最优选为0.002至0.5重量%，基于所述酸和异氰酸酯的总量计。
在第三方面的第四实施方案中，其也为第一至第三实施方案的一个实施方案，目的通过用途实现，其中异氰酸酯具有式OCN-(CH2)n-Si(OR7)3，并且n为1至12，优选为2至4，并且R7为甲基或者乙基。
本发明的发明人已发现，酸性稳定剂令人惊奇地提高根据无光气的方法制备的含烷氧基硅烷的异氰酸酯的贮存稳定性，从而使该异氰酸酯的反应性NCO-基团的浓度在所提及的稳定剂的存在下明显更慢地下降。
本发明的发明人还发现了，例如异氰酸酯的低聚物的不希望的副产物的形成，在酸性稳定剂的存在下令人惊奇地减少了。
本发明涉及通过酸性稳定剂使含烷氧基硅烷的异氰酸酯稳定化，该稳定剂为本发明组合物的组分B)。根据本发明，使用布朗斯台德-酸或者路易斯-酸、或者在室温下释放布朗斯台德-酸或者路易斯-酸的物质，例如羧酸、无机酸或者含卤素的物质，例如酰基卤或者烷基卤作为组分B。合适的化合物还是苄基卤，例如苄基氯或者苄基溴；还是苯甲酰卤，例如苯甲酰氯或者苯甲酰溴、邻苯二甲酰二氯、间苯二甲酰二氯、对苯二甲酰二氯、甲苯酰二氯、草酸、琥珀酸或者磷酸。特别优选为苄基氯或者苯甲酰氯。
异氰酸酯的制备在现有技术中已多次被描述。通过使至少一种胺与脲和/或脲等量物和至少一种醇转化为氨基甲酸酯，和随后使该氨基甲酸酯热分解为异氰酸酯，来连续地制备异氰酸酯的方法例如描述于EP 18 568、EP 126 299、EP 126 300、EP 355 443和EP 566 925中。优选地，使用根据EP 1 512 681、EP 1 512 682、EP 1 512 680、EP 1 593 669、EP 1 602 643、EP 1 634 868、EP 2 091 911、EP 355 443、EP 568 782和EP 2 091 911的方法制备异氰酸酯。各个方法步骤的进一步详细描述尤其可以从WO 2008/077672-A，第17至26页获知。在一个最优选的实施方案中，根据本发明经由无光气的方法制备含烷氧基硅烷的异氰酸酯。
根据本发明，将酸性稳定剂，更确切地说是路易斯-酸、或者布朗斯台德-酸、或者在室温下释放这样的酸的化合物加入到完成了的含烷氧基硅烷的异氰酸酯中。然而，只要该稳定剂通过后续的合成步骤不被去除或者失活，也可以将该稳定剂在制备期间放入到所述含烷氧基硅烷的异氰酸酯的前体中。根据本发明，可以正如使用包含两种或者更多种稳定剂的混合物那般，使用单种稳定剂。
用于该方法的起始化合物是以上已提及的式(II)的二胺、以上已提及的式(III)的醇、以及脲和/或由脲制备的脲等量物。
合适的式(II)的含烷氧基硅烷的胺例如为氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、氨甲基三甲氧基-硅烷、氨甲基三乙氧基硅烷、氨丙基二甲氧基甲基硅烷、氨丙基二乙氧基甲基硅烷、氨甲基二甲氧基甲基硅烷和氨甲基二乙氧基-甲基硅烷。优选地使用氨丙基三甲氧基硅烷和氨丙基三乙氧基硅烷。
作为式R8-OH的醇，合适的是任意的脂族或者环脂族的伯醇和仲醇，其在常压下具有低于190℃的沸点。在一个优选的实施方案中，R8是取代或者非取代的烷基-、环烷基-、芳基-或者芳烷基残基。例如可提到的是C1-C6-链烷醇，例如甲醇、乙醇、1-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、1-己醇或者环己醇。优选地使用1-丁醇作为醇。
组分A)还可以含有额外的二异氰酸酯和多异氰酸酯。所使用的二异氰酸酯和多异氰酸酯可以由任意的芳族、脂族、和/或环脂族的二异氰酸酯和/或多异氰酸酯组成。
本发明的组合物可以以固体、粘性、液体以及粉末状的形式存在。
此外，该组合物还可以含有助剂和添加剂，其选自抑制剂、任选地含有不饱和基团的有机溶剂、表面活性物质、氧捕获剂和/或自由基捕获剂、催化剂、光稳定剂、色增亮剂、光引发剂、光敏剂、触变剂、抗结皮剂、消泡剂、染料、颜料、填料和消光剂。根据应用领域和助剂和添加剂的类型，用量剧烈变化。
作为有机溶剂，可以考虑所有的不与其它内容物反应的液体物质，例如丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲苯、Solvesso 100、Solvesso 150、乙酸甲氧基丙酯和二元酸酯。
可以以0.05至5重量%的总量加入常见的添加剂，例如流平剂，例如聚硅酮或者丙烯酸酯；光稳定剂，例如立体位阻的胺；或者例如描述于EP 0 669 353中的其它助剂。可以以最高50重量%的量将填料和颜料，例如二氧化钛加入到整个组合物中。
本发明组合物的制备优选地通过混合组分A)、B)和任选的C)进行。
组分A)、B)和任选的例如助剂等的其它组分的混合，可以在合适的装置、搅拌容器、静态搅拌器、管式反应器、捏和机、挤压机、或者其它的有或者无混合功能的反应室中实施。该反应在室温至220℃的温度下，优选在室温至120℃的温度下实施，并且根据温度和反应组分A)和B)持续数秒至多个小时。
就应用而言，本发明的组合物可以作为涂料物（例如纺织品-、纸张-和皮革涂料）、胶粘剂、漆料、着色剂、粉末漆料、印刷油墨和墨水、抛光剂、釉、颜料糊和母料、油灰物料、密封件和绝缘材料、热塑性弹性体，特别是热塑性聚氨酯、热固性弹性体、泡沫材料（例如块状泡沫材料、成型泡沫材料）、半硬性泡沫材料（例如薄膜背衬泡沫材料、吸能泡沫材料、纤维增强的泡沫材料）、整体泡沫材料（例如软性整体-和硬性整体泡沫材料）、热绝缘材料、RIM-材料、医疗和卫生应用的材料（例如伤口处理）、纤维、凝胶和微胶囊的主要组分、基础组分或者附加组分。
本发明的组合物还可以作为RIM-材料、透镜和薄膜的UV-树脂，例如根据“粉末-脂膏-方法”生产成型塑皮的用于薄膜、软管和粉末的热塑性聚氨酯（TPU），用于湿固化的漆料和胶粘剂的含NCO的预聚物的主要组分、基础组分或者附加组分。
此外，本发明的组合物可以作为特别优选地具有组分C)的化合物的涂敷剂，特别是底漆、中间层、面漆、清漆、胶粘剂或者密封材料的主要组分、基础组分或者附加组分。
此外，本发明的组合物可以作为在金属-、塑料-、玻璃-、木材-、纺织品-、MDF-（中密度纤维板）或者皮革基材上的液体和粉末状的漆料涂料的主要组分、基础组分或者附加组分。
此外，本发明的组合物可以作为用于胶合金属-、塑料-、玻璃-、木材-、纺织品-、纸张-、MDF-（中密度纤维板）或者皮革基材的粘胶剂组合物的主要组分、基础组分或者附加组分。
此外，本发明的组合物可以作为尤其用于汽车车身、摩托车和自行车、建筑部件和家用电器的金属涂料-组合物、木材涂料组合物、玻璃涂料组合物、纺织品涂料组合物、皮革涂料组合物和塑料涂料组合物的主要组分、基础组分或者附加组分。
该涂料可以单独使用，或者作为多层结构的层的部分。可以例如将其施涂作为底漆、作为中间层、或者作为面漆或者清漆。处于该涂层上或者下的层可以传统地热固化，但是也可以通过辐射固化。
在一个优选的实施方案中，本发明的组合物还包含C)具有至少一种，优选二至四种与NCO-基团反应性的羟基、硫羟基、-NH-基团、CH-酸性基团和/或胺基的化合物。如果C)例如是指醇，那么在包含A)、B)和C)的组合物固化时产生聚氨酯化合物。
可以以这样的质量比使用组分A)和C)，以致OH:NCO比为2.0:1.0至1.0:2.0，优选为1.8:1.0至1.0:1.8，和特别优选为1.6:1.0至1.0:1.6。
因此可以获得优选地具有0–30重量%的NCO-值、500 - 0 mg KOH/g的OH-值和0 - 50 mg KOH/g的酸值的聚合物和预聚物，以及热固性或者热塑性的弹性体。
原则上，所有的具有至少一个，优选至少两个相对于NCO-基团反应性的官能团的化合物适合作为化合物C)。作为官能团合适的例如是OH-、NH2-、NH-、SH-和CH-酸性的基团。化合物C)优选地含有2至4个官能团。特别优选为醇基团和/或氨基。
作为二胺和多胺合适的是：1,2-乙二胺、1,2-丙二胺、1,3-丙二胺、1,2-丁二胺、1,3-丁二胺、1,4-丁二胺、2-(乙基氨基)乙胺、3-(甲基氨基)-丙胺、3-(环己基氨基)丙胺、4,4'-二-氨基二环己基甲烷、异佛尔酮二胺、4,7-二氧杂癸烷-1,10-二胺、N-(2-氨基乙基)-1,2-乙二胺、N-(3-氨基丙基)-1,3-丙二胺、N,N''-1,2-乙烷二基双(1,3-丙二胺)、已二酸二酰肼、二乙三胺、三乙四胺、四乙五胺、五乙六胺、二丙三胺、肼、1,3-和1,4-苯二胺、4,4'-二苯基甲烷二胺、氨基官能的多环氧乙烷和/或多环氧丙烷、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷-1-磺酸的盐的加合物、以及也可以带有一个或者多个C1-C4-烷基残基的六亚甲基二胺。此外，还可以使用二仲或者伯/仲二胺，其例如以已知方式由相应的二伯二胺通过与例如酮或者醛的羰基化合物反应、和随后氢化，或者通过将二伯二胺加成到丙烯酸酯上或者加成到马来酸衍生物上获得。
还可以使用所提及的多胺和其它多胺的混合物。
作为氨基醇，例如可以提及单乙醇胺、3-氨基-1-丙醇、异丙醇胺、氨基-乙氧基乙醇、N-(2-氨基乙基)乙醇胺、N-乙基--乙醇胺、N-丁基乙醇胺、二乙醇胺、3-(羟基乙基氨基)-1-丙醇和二异丙醇胺及其混合物。
合适的具有SH-基团的化合物C)例如为三羟甲基丙烷-三-3-巯基丙酸酯、季戊四醇-四-3-巯基丙酸酯、三羟甲基丙烷-三巯基乙酸酯和季戊四醇四巯基乙酸酯。
适合作为CH-酸性的化合物例如是，马来酸酯、乙酰丙酮和/或乙酰乙酸酯的衍生物。
适合作为化合物C)的特别是，所有在PUR-化学中常用的具有至少两个OH-基团的二元醇和多元醇。
作为二元醇和多元醇，单独或者以混合物形式使用例如乙二醇、1,2-和1,3-丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、四乙二醇、1,2-和1,4-丁二醇、1,3-丁基乙基-丙二醇、1,3-甲基丙二醇、1,5-戊二醇、双(1,4-羟基甲基)环己烷（环己烷二甲醇）、丙三醇、己二醇、新戊二醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇、双酚A、B、C、F、降冰片二醇（Norbornylenglykol）、1,4-苄基二甲醇、1,4-苄基二乙醇、2,4-二甲基-2-乙基己-1,3-二醇、1,4-和2,3-丁二醇、二-β-羟基-乙基丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、癸二醇、十二烷二醇、新戊二醇、环己二醇、3(4),8(9)-双(羟基甲基)三环[5.2.1.02，6]癸烷（Dicidol）、2,2-双(4-羟基环己基)丙烷、2,2-双[4-(β-羟基乙氧基)苯基]丙烷、2-甲基-1,3-丙二醇、2-甲基-1,5-戊二醇、2,2,4(2,4,4)-三甲基-1,6-己二醇、1,2,6-己三醇、1,2,4-丁三醇、三(β-羟基乙基)异氰脲酸酯、甘露醇、山梨醇、聚丙二醇、聚丁二醇、亚二甲苯基二甲醇、或者羟基新戊酸新戊二醇酯和羟基丙烯酸酯。
特别优选为1,4-丁二醇、1,2-丙二醇、环己烷二甲醇、己二醇、新戊二醇、癸二醇、十二烷二醇、三羟甲基-丙烷、乙二醇、三乙二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、新戊二醇、2,2,4(2,4,4)-三甲基己二醇以及羟基新戊酸新戊二醇酯。单独或者以混合物形式使用它们。
还适合作为化合物C)是含有其它官能团的二元醇和多元醇。在此，是指本身已知的直链或者轻微支化的含羟基的聚酯、聚碳酸酯、聚己内酯、聚醚、聚硫醚、聚酯酰胺、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚氨酯或者聚缩醛。它们优选地具有134至20 000 g/mol，特别优选地具有134至4000 g/mol的数均分子量。对于所述的含羟基的聚合物，优选地使用具有5 - 500 (mg KOH/克)的OH-值的聚酯、聚醚、聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚乙烯醇和/或聚碳酸酯。
优选为直链或者支化的含羟基的多元醇，特别优选为聚酯多元醇、或者这些聚酯的混合物。它们例如可以通过二元醇与不足量的二羧酸、相应的二羧酸酐、较低级醇的相应的二羧酸酯、内酯或者羟基羧酸的反应制备。
除了以上提及的二元醇和多元醇以外，对于制备优选的聚酯多元醇而言合适的二元醇和多元醇还是2-甲基丙二醇、2,2-二甲基丙二醇、二乙二醇、1,12-十二烷二醇、1,4-环己烷二甲醇、和1,2-和1,4-环己二醇。
优选地使用1,4-丁二醇、1,2-丙二醇、环己烷二甲醇、己二醇、新戊二醇、癸二醇、十二烷二醇、三羟甲基-丙烷、乙二醇、三乙二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、新戊二醇、2,2,4(2,4,4)-三甲基己二醇以及羟基新戊酸新戊二醇酯用于制备所述聚酯多元醇。
对于制备该聚酯多元醇而言合适的二羧酸或者衍生物可以是脂族、环脂族、芳族和/或杂芳族的种类，和任选的例如被卤素原子取代和/或是不饱和的。
优选的二羧酸或者衍生物包括琥珀酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、2,2,4(2,4,4)-三甲基己二酸、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、四氢-邻苯二甲酸、马来酸、马来酸酐和二聚的脂肪酸。
合适的聚酯多元醇还是这样的聚酯多元醇，其可以以已知方式通过例如己内酯的内酯的开环，和简单的二元醇作为起始物分子制备。来自例如ε-己内酯的内酯的单酯和聚酯或者羟基羧酸，例如羟基新戊酸、ε-羟基癸酸、ε-羟基己酸、硫代乙醇酸可以用作根据本发明制备聚合物的起始物。来自在本申请中提及的多元羧酸或者其衍生物和多酚、氢醌、双酚-A、4,4'-二羟基联苯或者双(4-羟基苯基)-砜的聚酯；碳酸的聚酯，其可以由氢醌、二羟苯基丙烷、对-亚二甲苯基二甲醇、乙二醇、丁二醇或者1,6-己二醇和其它多元醇例如与光气或者碳酸二乙酯或碳酸二苯酯通过常见的缩合反应，或者可以由环状碳酸酯，例如碳酸乙二醇酯或者碳酸亚乙烯酯通过聚合以已知方式获得；硅酸的聚酯；磷酸的聚酯，其例如来自甲烷-、乙烷-、β-氯乙烷-、苯- 或者苯乙烯磷酸、或者例如磷酰氯或者磷酸酯的衍生物和以上所提及种类的多元醇或者多酚；硼酸的聚酯；聚硅氧烷，其例如是可以通过用水水解二烷基二氯硅烷和用多元醇的后续处理，通过聚硅氧烷二氢化物加成到例如烯丙醇或者丙烯酸的烯烃上而获得的产物，是适合作为制备化合物C)的起始物的。
所述聚酯可以以本身已知的方式通过在惰性气体气氛中在100至260℃，优选 130至220℃的温度下缩合以熔体或者共沸方式获得，例如描述于Methoden der Organischen Chemie（Houben-Weyl）；第14/2册，第1至5，21至23，40至44页，Georg Thieme Verlag，Stuttgart，1963，或者描述于C. R. Martens，Alkyd Resins，第51至59页，Reinhold Plastics Appl. Series，Reinhold Publishing Comp.，New York，1961中。
同样可优选地使用的是含OH-基团的(甲基)丙烯酸酯和聚(甲基)丙烯酸酯。它们通过(甲基)丙烯酸酯的共聚合反应制备，其中个别组分带有OH-基团，相反地其它的不带有。因此产生随机分布的含OH-基团的聚合物，其不带有、带有一个或者多个OH-基团。这样的聚合物描述于High solids hydroxy acrylics with tightly controlled molecular weight. van Leeuwen, Ben. SC Johnson Polymer，Neth. PPCJ，Polymers Paint Colour Journal (1997)，187(4392)，11-13；Special techniques for synthesis of high solid resins and applications in surface coatings. Chakrabarti, Suhas，Ray, Somnath. Berger Paints India Ltd.，Howrah，India. Paintindia (2003)，53(1)，33-34，36，38-40；VOC protocols and high solid acrylic coatings. Chattopadhyay, Dipak K.，Narayan, Ramanuj，Raju, K. V.S.N. Organic Coatings and Polymers Division，Indian Institute of Chemical Technology，Hyderabad，India. Paintindia (2001)，51(10)，31-42中。
制备所述聚酯多元醇所使用的二元醇和二羧酸或者其衍生物可以以任意混合物的形式使用。还可以使用由聚酯多元醇和二元醇构成的混合物。
合适的化合物C)还是例如描述于DE-OS 24 10 513 中的多元羧酸和缩水甘油化合物的反应产物。
可以使用的缩水甘油化合物的实例是2,3-环氧基-1-丙醇与具有4至18个碳原子的一元酸的酯，例如软脂酸缩水甘油酯、月桂酸缩水甘油酯和硬脂酸缩水甘油酯；具有4至18个碳原子的环氧烷，例如环氧丁烷；和缩水甘油醚，例如辛基缩水甘油醚。
化合物C)还可以是这样的化合物，其除了环氧基以外还带有至少一个其它的官能团，例如羧基-、羟基-、巯基-或者氨基，其可以与异氰酸酯基团反应。特别优选的是2,3-环氧基-1-丙醇和环氧化的豆油。
可以使用化合物C)的任意组合。
此外，本发明通过以下附图和不受限的实施例阐述，从其中可以获知本发明的其它特征、实施方案、方面和优点。
实施例
实施例1：根据脲路线制备含烷氧基硅烷的异氰酸酯
由氨基丙基三甲氧基硅烷（AMMO）和脲在甲醇的存在下制备异氰酸根合丙基三甲氧基硅烷（IPMS）。
压力蒸馏反应器的顶部每小时进料360.2 g AMMO、127.9 g脲熔体和386.2 g甲醇，并且使反应混合物在11 - 14 bar和180℃下沸腾12.5 h的平均时间，并连续地去除释放的氨。反应器流出物在闪蒸-容器中与来自120℃和300 mbar下的再氨基甲酸酯化（Reurethanisierung）的物料流和随后的130℃和10 mbar下的薄层蒸发的物料流，均不含过量的醇、低沸物和中沸物。这样获得的粗-IPMU随后在短程蒸发器中在180℃和0.1 mbar的压力下分为有用材料（IPMU）流和高沸物流。
将407 g/h IPMU连续地进料到分解塔和整流塔的降膜蒸发器的循环中，其中解封反应在195℃的温度下和在75 mbar的塔底压力（Sumpfdruck）下在恒定50 ppm的二氯化锡浓度的存在下实施。裂解气体IPMS和甲烷在两个串联设置的冷凝器中在85℃和-25℃下冷凝。将所获得的约93%的粗IPMS输入到纯化蒸馏中，其中获得330 g/h纯度>98.5%的IPMS，这对应于92%的产率。产生44 g/h甲醇作为分解塔和整流塔的塔顶产物。为了在分解塔和整流塔内部的维持质量恒定，并且避免裂解装置的沉积和堵塞，连续地将分料流从循环中排出，并且与33.1 g/h来自IPMS-纯化蒸馏的塔底产物以及来自分解塔和整流塔的塔顶产物合并和再氨基甲酸酯化。将再氨基甲酸酯料流导入到第一阶段的闪蒸-蒸发中。
实施例2：制备贮存稳定的组合物和贮存稳定性测量
将来自实施例1的产物（NCO-含量：20.16%）在50℃下贮存四周。此后NCO-含量为14.30%。这对应于29%的相对NCO-损失。相反地如果向来自实施例1的产物中加入0.1%的苯甲酰氯，那么NCO-含量在50℃下四周之后仅降至19.25%。这对应于4.5%的相对NCO-损失。如果代替苯甲酰氯而使用相同量的琥珀酸，那么NCO-含量在贮存之后降至18.34%（相对损失9.0%）。因此，含稳定剂的组合物相比于起始产物而言是明显更贮存稳定的。
Claims (20)
1.组合物，其包含
A) 式(I)的异氰酸酯
OCN-A-SiR1R2R3 (I)，
其中A为具有1至12个碳原子的直链、支化、取代和/或未取代的脂族烃残基，或者具有4至18个碳原子的取代或者未取代的环脂族烃残基，
其中R1选自–O-RAlk，
其中R2和R3各自相互独立地选自–RAlk和–O-RAlk的取代基，
其中-RAlk为具有1至6个碳原子的烃残基，和
B) 布朗斯台德-酸、或者路易斯-酸、或者在室温下释放布朗斯台德-酸或者路易斯-酸的化合物。
2.根据权利要求1的组合物，其中B)选自羧酸，优选二羧酸；无机酸，优选磷酸；酰基卤、和烷基卤或者芳基卤。
3.根据权利要求1至2任一项的组合物，其中所述布朗斯台德-酸、或者路易斯-酸、或者在室温下释放布朗斯台德-酸或者路易斯-酸的化合物是指式(II)的化合物，
其中R5选自卤素、-CO-卤素和–CH2-卤素，并且其中R6选自氢、-CH2-卤素、卤素和-CO-卤素，并且R5优选为–CH2-Cl或者–CO-Cl，和R6优选为氢。
4.根据权利要求1至3任一项的组合物，其中所述布朗斯台德-酸、或者路易斯-酸、或者在室温下释放布朗斯台德-酸或者路易斯-酸的化合物的含量为0.0001至1重量%，优选为0.001至0.9重量%，最优选为0.002至0.5重量%，基于在所述组合物中异氰酸酯的质量计。
5.根据权利要求1至4任一项的组合物，其中所述异氰酸酯具有式OCN-(CH2)n-Si(OR7)3，并且n为1至12，优选为2至4，并且R7为甲基或者乙基。
6.根据权利要求1至5任一项的组合物，其进一步包含
C) 具有至少一个，优选二至四个与NCO-基团反应性的羟基、硫醇基、-NH-基团、CH-酸性基团和/或胺基的化合物。
7.根据权利要求1至6任一项的组合物，其中C)的与NCO-基团反应性的羟基、硫醇基、-NH-基团、CH-酸性基团和/或胺基的总和与A)的NCO-基团的总和之间的化学计量比为2:1至1:2，优选为1.8:1至1:1.8，最优选为1.6:1至1:1.6。
8.制备聚合物的方法，其包括使根据权利要求6或者7任一项的组合物固化的步骤。
9.制备稳定化的含烷氧基硅烷的异氰酸酯的方法，其包括步骤
e) 将路易斯-酸、或者布朗斯台德-酸、或者在室温下释放布朗斯台德-酸或者路易斯-酸的化合物加入到含烷氧基硅烷的异氰酸酯中。
10.根据权利要求9的方法，其进一步包括以下步骤：
a1) 使式(III)的烷氧基硅烷烷基胺
H2N-A-SiR1R2R3 (III)
与脲在式R8-OH的醇的存在下转化为式(IV)的(环)亚烷基双脲
H2N-OC-A-SiR1R2R3 (IV)，
b1) 使来自步骤a)的式(IV)的(环)亚烷基双脲与式R8-OH的醇转化为式(V)的氨基甲酸酯
R8O-OC-A-SiR1R2R3 (V)，
或者
a2) 使式(III)的烷氧基硅烷烷基胺
H2N-A-SiR1R2R3 (III)
与脲在式R8-OH的醇的存在下转化为式(V)的氨基甲酸酯
R8O-OC-A-SiR1R2R3 (V)，
以及除了步骤a1)和b1)的组合、或者除了步骤a2)以外
c) 将式R8-OH的醇在步骤b1)或者a2)之后分离，以形成与所述醇分离的反应混合物，和
d) 在180至280°C的温度下和在0.1至200 mbar的压力下，使与所述醇分离的反应混合物热分解，
其中A为具有1至12个碳原子的直链、支化、取代和/或未取代的脂族烃残基，或者具有4至18个碳原子的取代或者未取代的环脂族烃残基，
其中R1选自-RAlk，
其中R2和R3各自相互独立地选自–RAlk和–O-RAlk的取代基，
其中-RAlk为具有1至6个碳原子的烃残基，
其中R8为取代或者未取代的烷基-、环烷基-、芳基-或者芳烷基残基。
11.根据权利要求9至10任一项的方法，其中所述的布朗斯台德-酸、或者路易斯-酸、或者在室温下释放布朗斯台德-酸或者路易斯-酸的化合物选自羧酸，优选二羧酸，无机酸、酰基卤、和烷基卤和芳基卤。
12.根据权利要求9至11任一项的方法，其中所述的布朗斯台德-酸、或者路易斯-酸、或者在室温下释放布朗斯台德-酸或者路易斯-酸的化合物是指式(II)的化合物，
其中R5选自卤素、-CO-卤素和–CH2-卤素，并且其中R6选自氢、-CH2-卤素、卤素和-CO-卤素，并且R5优选为–CH2-Cl或者–CO-Cl，和R6优选为氢。
13.根据权利要求9至12任一项的方法，其中所述布朗斯台德-酸、或者路易斯-酸、或者在室温下释放布朗斯台德-酸或者路易斯-酸的化合物的含量为0.0001至1重量%，优选为0.001至0.9重量%，最优选为0.002至0.5重量%，基于所述酸和所述异氰酸酯的总量计。
14.根据权利要求9至13任一项的方法，其中所述异氰酸酯具有式OCN-(CH2)n-Si(OMe)3，并且n为1至12，优选为2至4。
15.根据权利要求9至14任一项的方法，其中步骤b1)或者步骤a)在压力蒸馏反应器中实施，并分离所产生的氨。
16.布朗斯台德-酸、或者路易斯-酸、或者在室温下释放布朗斯台德-酸或者路易斯-酸的化合物用于使式(I)的异氰酸酯稳定化的用途
OCN-A-SiR1R2R3 (I)，
其中A为具有1至12个碳原子的直链、支化、取代和/或未取代的脂族烃残基，或者具有4至18个碳原子的取代或者未取代的环脂族烃残基，
其中R1选自–O-RAlk，
其中R2和R3各自相互独立地选自–RAlk和–O-RAlk的取代基，
其中-RAlk为具有1至6个碳原子的烃残基，
并且其中所述组合物还包含布朗斯台德-酸、或者路易斯-酸、或者在室温下释放布朗斯台德-酸或者路易斯-酸的化合物。
17.根据权利要求16的用途，其中所述布朗斯台德-酸、或者路易斯-酸、或者在室温下释放布朗斯台德-酸或者路易斯-酸的化合物选自羧酸，优选二羧酸，无机酸、酰基卤、和烷基卤和芳基卤。
18.根据权利要求16至17任一项的用途，其中所述的布朗斯台德-酸、或者路易斯-酸、或者在室温下释放布朗斯台德-酸或者路易斯-酸的化合物是指式(II)的化合物，
其中R5选自卤素、-CO-卤素和–CH2-卤素，并且其中R6选自氢、-CH2-卤素、卤素和-CO-卤素，并且R5优选为–CH2-Cl或者–CO-Cl，和R6优选为氢。
19.根据权利要求16至18任一项的用途，其中所述布朗斯台德-酸、或者路易斯-酸、或者在室温下释放布朗斯台德-酸或者路易斯-酸的化合物的含量为0.0001至1重量%，优选为0.001至0.9重量%，最优选为0.002至0.5重量%，基于所述酸和所述异氰酸酯的总量计。
20.根据权利要求16至19任一项的用途，其中所述异氰酸酯具有式OCN-(CH2)n-Si(OR7)3，并且n为1至12，优选为2至4，并且R7为甲基或者乙基。
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