CN104822774A - 用于制备基于烷氧基硅烷的喷涂泡沫的多组分体系 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多组分体系,该体系包括至少两种分开的组分A和B,其中组分A含有烷氧基硅烷封端的预聚物,组分B含有一种混合物,该混合物包括含有水的组分B1和含有具有至少两个OH基团和摩尔质量为>62g/mol和<500g/mol的多元醇的组分B2,其中在组分B中组分B2的含量>20重量%和<80重量%。本发明还涉及多腔室压力箱,其包含根据本发明的多组分体系,以及可通过将根据本发明的多组分体系聚合获得的成型制品。
Description
公开的本发明涉及一种多组分体系,包含至少两种分开的组分A和B,含有本发明多组分体系的多腔室压力箱,以及可通过本发明的多组分体系聚合获得的成型制品。
可喷涂的多组分体系由现有技术已知。因此存在用于在例如建造领域中填充空隙的可喷涂装配泡沫。它们特别应用于填充门窗框架和周围的砌砖之间的间隙和空隙,并且除了良好的绝热性能之外还具有良好的防潮性能。这种可喷涂的多组分体系另外还被用于使管线绝缘或用于填充技术设备中的空隙。
通常这种用于技术应用的可喷涂体系由多异氰酸酯组分和多元醇组分组成。其组分含有游离异氰酸酯基团的可喷涂体系恰恰对于医药用途来说应用较差。
出于上述原因,近年来已经开发了不通过游离的异氰酸酯基团固化的可聚合的可发泡组合物。例如,US 6,020,389 A1公开了包含烷氧基-、酰氧基-或肟-封端的硅酮预聚物的硅酮泡沫。这些化合物经由硅氧烷基团的缩合反应进行聚合。这些化合物的长的固化时间是不利的,因为它们(包括1K聚氨酯喷涂泡沫)依赖于用于聚合反应的大气湿度。特别是在比较厚的发泡层的情况下,相应地需要许多时间完全反应。这不仅不方便,而且有问题,因为通过喷涂形成的泡沫结构在孔壁通过进行的聚合反应可能发展到其自身足够的强度之前会再次部分坍塌。
从WO 00/04069 A,WO2009/007038 A,EP 946 629 A和EP 1 098 920 A中已知烷氧基硅烷封端的聚氨酯预聚物。这些预聚物具有常规的聚氨酯骨架,也称为“主链”,所述骨架是以常规的方式通过二官能异氰酸酯与多元醇反应得到的。在WO 00/04069 A中,使用过量的多官能异氰酸酯实现以确保预聚物链的各端基具有游离的异氰酸酯基团。这些异氰酸酯封端的预聚物然后在另外的反应步骤中与氨基烷基三烷氧基硅烷反应以产生需要的烷氧基硅烷封端的聚氨酯预聚物。特别地为此使用氨基丙基三甲氧基硅烷。由此得到的预聚物带有与聚氨酯骨架经由亚丙基间隔基团偶联的三甲氧基硅烷封端的端基。由于硅原子和聚氨酯骨架之间的亚丙基基团,这种硅烷也称作γ-硅烷。
在固化反应中,γ-硅烷与水反应消除醇并由此形成Si-O-Si网络,使预聚物固化。γ-硅烷如同异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物的缺点是固化反应进行比较缓慢。这一缺点通过将γ-硅烷基组合物与大量交联催化剂例如也用于聚氨酯预聚物的二月桂酸二丁基锡混合也只能部分得以补偿。然而,在某些情况下这对该类组合物的贮存稳定性具有有害影响。
由于甚至相当大量的交联催化剂都不能完全补偿γ-硅烷的低反应活性,所以已寻找了更具反应活性的化合物类型。该类化合物例如由WO 02/066532 A1已知。其中描述的预聚物同样是硅烷封端的聚氨酯预聚物。与前面描述的γ-硅烷本质的不同是在聚氨酯骨架与硅原子之间使用的是亚甲基间隔基团,而不是亚丙基基团。这是为什么所述硅烷也被称作α-硅烷。从硅原子到聚氨酯骨架的强极性脲基团更短的距离增加了硅原子上的烷氧基团的反应活性(α-效应),因此烷氧基硅烷基团的水解和随后的缩合反应以明显增加的速率进行。
WO2009/007018一般性描述了硅烷封端的预聚物用于制备伤口敷料的用途.
在申请号为11183213.5,11183214.3和11183212.7的尚未公开的欧洲专利申请中描述了基于α-或γ-硅烷封端的预聚物的可喷涂泡沫,其特别适合用于伤口护理领域中的应用。硅烷封端的预聚物使用特殊的喷涂系统借助于推进气体并在静态混合机中与水性组分快速混合情况下喷涂成快速固化的泡沫。在所引用的专利申请中描述的泡沫需要泡沫添加剂,例如硅酮醚,以便使这种泡沫被水良好地润湿。但是因为这种添加剂不是共价结合在聚合物骨架上,它们会从泡沫中洗脱出来。
因此,本发明的目的是提供一种多组分体系,其适合于产生喷涂泡沫,所述泡沫快速固化,呈现具有高的孔体积的高度孔结构并且具有良好的润湿性。此外,所述多组分体系或者可由该多组分体系获得的喷涂泡沫应该具备宽广的应用领域。特别地,所述多组分体系应该能够用于医药用途中用在皮肤上,例如发泡的伤口敷料。
根据本发明,该目的通过一种多组分体系完成,该体系包括至少两种分开的组分A和B,其中组分A含有烷氧基硅烷封端的预聚物,组分B含有一种混合物,该混合物包括含有水的组分B1和含有具有至少两个OH基团和分子量为≥62g/mol和≤500g/mol的多元醇的组分B2,其中在组分B中组分B2的含量>20重量%和≤80重量%。
令人意外地发现,烷氧基硅烷封端的预聚物可以借助于含有多元醇的第二组分在最短时间内固化,使得这样的组合物可以填充到两腔室或多腔室压力箱中并借助于推进气体发泡成稳定的泡沫。本发明多组分体系的高固化速度现在导致,混合物或多或少在发泡之后立刻就已经形成自支撑泡沫结构,从而泡沫直到通常仅需要几分钟的完全固化几乎不再坍塌。换言之,本发明提供2K硅烷泡沫体系,可由其获得高孔隙体积的聚合物泡沫,而不需要另外使用释放气体的反应物,例如碳酸钙和柠檬酸的组合。所得泡沫此外显示出对水特别好的润湿性。另外有利的是,对于良好润湿性所需的泡沫亲水性是永久性的并且不会被洗出,正如在附加亲水化情况下添加剂例如硅酮醚的情况那样。
本发明的多组分体系可以用于多种应用。因此该体系适合于其中建议上述聚氨酯泡沫和α-/γ-硅烷泡沫的所有应用领域,例如用于建造领域、管道绝缘或机器中的空隙填充。
令人惊奇地,另外还知道:本发明的多组分体系也可以用于医药领域,因为该体系不含毒性或刺激性的化合物。医药领域用途包括例如提供可原位制备的伤口敷料。
在上述医药应用中,观察到本发明的多组分体系另外的优点还在于可能通过选择硅烷预聚物的聚合物骨架的化学性质和/或链长来改变所得聚合物泡沫的硬度。除了上述参数之外,也可使用其它措施改变泡沫的硬度。因此,可以形成非常软质的并因此弯曲的聚合物泡沫,或者具有支撑品质的结实的聚合物泡沫。因此,医药领域用途不是仅局限于直接的伤口处理;而是例如在骨折、韧带劳损、扭伤等的情况下也可以固定四肢。另外,在化妆品领域的应用同样是可以的。
在本发明的优选实施方案中组分B1在20℃具有≥3.0和≤9.0的pH值。这种pH范围的应用使得本发明的多组分体系可以直接施用在人或动物皮肤上。
为了进一步改善皮肤相容性,组分B1优选具有≥3.5和≤8.0的pH,特别是≥4.0和≤6.5的pH值。在该pH值范围内即便是在敏感皮肤上也几乎没有出现皮肤刺激。同时,所述多组分体系在组分A和B混合之后以上述高速度固化。
所述pH范围原则上以任何可想到的方式调节。因此,组分B1可以含有至少一种酸、一种碱或缓冲体系。优选地,组分B1含有至少一种缓冲体系。因此,例如两种本发明的多组分体系的对比表明,所述含有缓冲体系的多组分体系具有改善的性能,特别是形成细孔泡沫,其中在相同的pH值下包含在水中的组分包括酸,另一种包含在水中的组分包括缓冲体系。
可考虑作为酸的是有机和无机化合物,其至少部分是水溶性的并且pH值向酸推移。它们例如是无机酸如磷酸。作为有机酸,例如可以使用甲酸、乙酸、各种α-氯乙酸、乳酸、苹果酸、柠檬酸、酒石酸、琥珀酸等。也可以使用上述物质的混合物。
根据本发明可以使用的碱同样可以是有机和无机来源并且至少部分是水溶性的,并在此过程中将pH值推移到碱性中。它们例如可以是碱金属氢氧化物或碱土金属氢氧化物例如氢氧化钠或氢氧化钾,铵,这里仅仅提及几种。考虑作为有机碱的是例如含氮化合物,例如脂族或环脂族伯、仲、叔胺以及芳族胺。为此,同样可以使用上述物质的混合物。
本发明使用的缓冲体系通常包括弱酸和其共轭碱或反过来的混合物。也可以使用两性电解质。在本发明范围使用的缓冲剂特别是选自乙酸盐缓冲剂、磷酸盐缓冲剂、碳酸盐缓冲剂、柠檬酸盐缓冲剂、酒石酸盐缓冲剂、琥珀酸缓冲剂、TRIS、HEPES、HEPPS、MES、Michaelis缓冲剂或其混合物。但本发明不限于上述体系。原则上,可以使用每一种缓冲体系,该体系可以这样调节使得可以调整到所要求的pH范围。
在本发明优选的实施方案中,缓冲体系是基于有机羧酸和其共轭碱。有机羧酸特别优选具有一个、两个或三个羧酸基团。特别优选地所述缓冲体系基于乙酸、琥珀酸、酒石酸、苹果酸或柠檬酸和其各自的共轭碱。为此,同样可以使用上述物质的混合物。
优选的是将制成的泡沫特别快地固化。如果组分B1与本发明要求的多元醇B2混合的话,通过这样的添加可以达到固化反应的延长。现在意外地发现,在使用基于有机羧酸和其共轭碱的缓冲体系时,即便在加入本发明多元醇情况下,泡沫特别快地固化。
在本发明多组分体系的另一实施方案中,B1中缓冲体系的浓度优选为≥0.001和≤2.0Mol/1,特别优选≥0.01和≤1.0Mol/1并特别优选≥0.01和≤0.5Mol/1。
该浓度特别优选,因为一方面提供充分的缓冲能力,另一方面在通常的储存条件下缓冲体系不会从水性组分中结晶出来。这对例如在压力箱中使用时是不利的,因为结晶出来的成分会堵塞混合机构或压力箱的喷嘴。
进一步优选地,组分B1的缓冲能力为≥0.01Mol/1,特别是≥0.02和≤0.5Mol/1。
根据本发明,组分B包括组分B2,其包含具有至少两个OH基团和分子量为≥62和≤500g/mol,优选是≥62和≤400g/mol和特别优选≥62和≤300g/mol的多元醇。本发明的多元醇特别是选自乙二醇、甘油或山梨糖醇。为此,同样可以使用上述物质的混合物。
在本发明优选的实施方案中,组分B2的多元醇具有至少三个OH基团。特别优选组分B2的多元醇是甘油和/或山梨糖醇,特别优选仅仅是甘油。
在另外的优选实施方案中,组分B2的多元醇可以与水混合。
组分B中组分B2的含量根据本发明为>20重量%和≤80重量%,优选≥35重量%和≤75wt并特别优选≥40重量%和≤70重量%。
组分B在喷涂体系中应该可以稳定储存超过几个月。在低温下储存或运输时,在纯粹基于B1的组分B情况下其在低于0℃的温度下冻结的危险变大。由于形成的冰扩展,喷涂系统会不可逆地受损,使得功能受破坏和喷涂系统无法再可靠地使用。以相应量添加可与水混合的多元醇会使冻点显著降低。
在本发明范围内,此外有利的是匹配组分B的粘度,以便例如减轻在两腔室压力箱的混合机构中与硅烷封端的预聚物的可混合性。因此,在23℃下组分B的动态粘度可以为10-4000mPas,特别是300-1000mPas。粘度在实践中是在23℃根据DIN 53019用旋转粘度测量法使用来自德国Ostfildern的Anton PaarGermany GmbH的旋转粘度计以旋转频率18s-1测定的。
根据本发明多组分体系特别优选的实施方案,组分B可以含有增稠剂。借助于增稠剂一方面可以调节上述粘度。增稠剂的另一个优点在于,其在一定程度上对泡沫具有稳定作用并因此可以有助于保持泡沫结构直到达到自支撑性。
在此方面意外地表明,通过添加增稠剂,特别是基于淀粉或纤维素的增稠剂,一系列市售推进气体溶解在组分B中。由于这种推进气体在组分A中的溶解性比较不成问题,由此在多腔室压力箱的各腔室中防止推进气体与组分A和B的相分离。因此,推进气体和组分A,和/或推进气体和组分B在离开压力箱之前以非常均匀的混合物形式存在。在分开装在该箱中的这两种组分A和B在压力箱的混合喷嘴中混合后,溶解在该混合物中的推进气体使这种混合物在离开压力箱后显著膨胀,由此产生细孔泡沫。因此,特别有利地使用的增稠剂选自淀粉、淀粉衍生物、糊精、多糖衍生物例如瓜尔胶、纤维素、纤维素衍生物,特别是纤维素醚、纤维素酯、基于聚丙烯酸、聚乙烯基吡咯烷酮、聚(甲基)丙烯酸化合物或聚氨酯的有机全合成增稠剂(缔合增稠剂)以及无机增稠剂,例如混凝土或硅酸或其混合物。作为具体实例可提及甲基纤维素或羧甲基纤维素,例如以钠盐形式。
在本发明范围中,此外可以设计为组分B含有聚氨酯分散体。对此在本发明中理解为,例如可以使用市售的聚氨酯分散体,但是其浓度也可以通过附加的水降低并且然后可以借助于上述可能性达到所述pH范围。此外,上述pH值与聚氨酯分散体结合的另一优点在于,在这些范围内,该聚氨酯分散体中的聚合物颗粒通常不会凝聚,换言之,在这些条件下,该分散体贮存稳定。意外表明,通过使用聚氨酯分散体可以进一步提升市售推进气体在水性组分中的溶解性。因此特别优选使用上述类型的聚氨酯分散体和增稠剂。
作为聚氨酯分散体原则上可以使用市场上可得的所有聚氨酯分散体。然而,在此使用由不含芳族的异氰酸酯制备的聚氨酯分散体也是有利的,因为这些特别对于医药应用是不太另人讨厌的。另外,聚氨酯分散体也可包括其它成分。特别优选所述聚氨酯分散体含有5-65重量%的聚氨酯,特别是20-60重量%。
在本发明的多组分体系的开发中,聚氨酯分散体中的聚氨酯的重均分子量为10000-1000000g/mol,特别是20000-200000g/mol,在每种情况下都通过凝胶渗透色谱法以聚苯乙烯为标准在四氢呋喃中在23℃测定。具有这样的摩尔质量的聚氨酯分散体是特别有利的,因为它们是贮存稳定的聚氨酯分散体,另外,所述分散体在装入压力箱中时使推进气体在组分B中产生高的溶解度。
在本发明优选的实施方案中,组分A包括烷氧基硅烷封端的聚氨酯预聚物,其可通过含有至少一个异氰酸酯反应性基团的烷氧基硅烷与异氰酸酯封端的预聚物反应获得。
根据本发明在组分A中存在的硅烷封端的预聚物原则上可包含所有类型的聚合物骨架,以及它们的混合物。根据一个优选的实施方案,所述烷氧基硅烷封端的预聚物包含烷氧基硅烷封端的聚氨酯预聚物。这些特别优选可通过含有至少一个异氰酸酯反应性基团的烷氧基硅烷与异氰酸酯封端的预聚物反应获得。替选地,但是不太优选的是OH官能的预聚物也可以与异氰酸酯官能的烷氧基硅烷反应。在此情况下,但是与通过异氰酸酯官能的预聚物和异氰酸酯反应性烷氧基硅烷反应制备的相比,硅烷封端的预聚物具有较高的粘度,并且因此不太适合于喷涂泡沫应用。
在此情况下所述聚氨酯预聚物可以以多种方式构造。由此,一方面可以通过二异氰酸酯与多元醇反应产生聚合物骨架,得到具有许多内部氨基甲酸酯基团的聚合物骨架。这样,得到硅烷封端的预聚物,并且根据链长能够产生比较结实的泡沫。在此,多元醇优选地选自聚醚-、聚酯-和聚碳酸酯多元醇,但是也可以使用上述多元醇的混合物。特别优选所述多元醇是聚醚多元醇.
使用的多元醇优选具有500-6000g/mol,进一步优选1000-5000g/mol,特别优选1000-3000g/mol的数据分子量Mn。优选地,使用的多元醇具有2-4,优选2-3.5,特别优选2-3的OH官能度。
在本发明的意义上聚氨酯预聚物也指在其主链中例如仅具有聚醚-、聚碳酸酯和/或聚酯基团并且在其链端带有异氰酸酯基团的聚合物骨架。此种聚合物骨架特别适合于医药应用,因为相应的硅烷封端的预聚物具有足够低的粘度并因此容易发泡。相反,聚合物骨架中的氨基甲酸酯基团或脲基团是较不优选的,因为它们使粘度增加,在某些情况下更是如此。
可考虑的具有羟基的聚酯例如是多元醇优选二元醇与多元聚羧酸优选二元聚羧酸的反应产物。替代游离羧酸,也可以使用相应的聚羧酸酐或低级醇的相应聚羧酸酯或其混合物用于制备聚酯。聚酯多元醇可以是单官能的或多官能的,特别是二官能的。
聚羧酸可以是脂族、环脂族、芳族和/或杂环性质并且必要时可以是被例如卤原子取代的和/或是不饱和的。优选脂族和环脂族二元羧酸。其实例可以提及:
琥珀酸、己二酸、壬二酸(Azelainsaeure)、癸二酸、邻苯二甲酸、四氯邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、环己烷二甲酸、衣康酸、癸二酸、戊二酸、软木酸、2-甲基琥珀酸、3,3-二甲基戊二酸、2,2-二甲基琥珀酸、马来酸、丙二酸、富马酸或对苯二甲酸二甲基酯。这些酸的酸酐也是可以使用的,只要它们存在。其实例有马来酸酐、邻苯二酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、戊二酸酐、六氢邻苯二甲酸酐和四氯邻苯二甲酸酐。
作为必要时以少量一起使用的聚羧酸可提及偏苯三酸。
使用的多元醇优选是二醇。这种二醇的实例例如是乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、二甘醇、三甘醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、新戊基二醇、2-甲基-1,3-丙二醇或羟基新戊酸新戊二醇酯。也可以使用内酯例如ε-己内酯的聚酯二醇。作为任选一起使用的多元醇这里可提及例如三羟甲基丙烷、甘油、赤藓醇、季戊四醇、三羟甲基苯或三羟基乙基异氰尿酸酯。
可考虑的含羟基的聚醚是通过环状醚例如环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、四氢呋喃、氧化苯乙烯或表氯醇自身之间例如在BF3或碱性催化剂存在下进行聚合反应制备的那些,或通过这些环状化合物,必要时以混合物或先后地,加成到具有反应性氢原子的起始组分例如醇和胺或氨基醇上制备的,例如水、乙二醇、甘油、
三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨糖醇、乙二胺、1,2-丙二醇或1,3-丙二醇。
优选的含羟基的聚醚是基于环氧乙烷、环氧丙烷或四氢呋喃或这些环状醚的混合物的那些。
聚合物骨架中的聚醚或聚酯和/或聚碳酸酯单元的优点是这样所得泡沫的亲水性根据需要进行调节,使得泡沫展现出例如对于含水流体如血液或伤口分泌物的更好的吸收性能。亲水性例如可以通过聚醚多元醇中环氧乙烷基团含量调节。尽管如此在此情况下有用的是不要将聚醚中环氧乙烷单元的含量设定在太高的水平,因为否则的话将导致伤口敷料严重溶胀。因此,本发明组合物的一个优选的实施方案限定聚醚多元醇中环氧乙烷单元的含量≤50重量%,优选≤30重量%,更优选≤20重量%。环氧乙烷基团的下限可以位于例如≥5重量%。与此无关,也可以使用没有环氧乙烷单元的聚醚多元醇。
根据本发明可以使用的聚碳酸酯多元醇特别是二元或多元醇与碳酸二芳基酯例如碳酸二苯基酯、碳酸二甲基酯或光气的本身已知的反应产物。合适的聚碳酸酯多元醇还有除了碳酸酯结构外还另外含有酯基的那些。在此,它们特别是本身已知的聚酯碳酸酯二醇,正如它们例如根据DE-AS 1 770 245的教导通过二元醇或多元醇与内酯例如ε-己内酯反应和随后将其中生成的聚酯二醇与碳酸二苯基酯或碳酸二甲基酯反应获得。合适的还有除了碳酸酯结构外另外含有醚基的聚醚碳酸酯多元醇。在此,特别涉及本身已知的聚醚碳酸酯二醇,正如它们例如可根据EP-A 2046861的方法通过环氧烷(环氧化物)和二氧化碳在H官能起始物质的催化反应获得。
可用于本发明目的的聚醚多元醇或聚酯多元醇和/或聚碳酸酯多元醇可以由脂族单元构成或者也可以具有芳族基团。
原则上适合于制备本发明的烷氧基硅烷封端的预聚物的是具有的NCO官能度≥2的芳族、芳脂族、脂族或环脂族的多异氰酸酯,这本身是本领域技术人员已知的。这类多异氰酸酯的例子,1,4-亚丁基二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、2,2,4-和/或2,4,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、双(4,4'-异氰酸酯基环己基)甲烷的异构体或者其具有任意需要的异构体含量的混合物、1,4-亚环己基二异氰酸酯、1,4-亚苯基二异氰酸酯、2,4-和/,2,6-甲代亚苯基二异氰酸酯,1,5-亚萘基二异氰酸酯、2,2'-和/或2,4'-和/或4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯、1,3-和/或1,4-双(2-异氰酸酯基丙-2-基)苯(TMXDI)、1,3-双(异氰酸酯基甲基)苯(XDI),具有C1-C8烷基的2,6-二异氰酸酯基己酸烷基酯(赖氨酸二异氰酸酯),以及4-异氰酸酯基甲基-1,8-辛烷二异氰酸酯(壬烷三异氰酸酯)和三苯基甲烷4,4',4"-三异氰酸酯。
除了上面提到的多异氰酸酯之外,也可以相应地使用具有脲二酮结构、异氰脲酸酯结构、氨基甲酸酯结构、脲基甲酸酯结构、缩二脲结构、亚胺基噁二嗪二酮结构和/或噁二嗪三铜结构的改性二异氰酸酯或三异氰酸酯。
优选涉及上述类型的仅仅具有脂族和/或环脂族键合的异氰酸酯基团的多异氰酸酯或多异氰酸酯混合物。特别优选它们具有的平均NCO官能度为2-4,优选2-2.6和特别优选为2。
这是有利的,因为从芳族异氰酸酯出来更高的健康危险倾向。特别是在上述类型的医药应用中因此应该放弃这些化合物。
适合于对上述的异氰酸酯或OH官能的预聚物进行封端的是具有至少一个异氰酸酯基团和/或异氰酸酯反应性基团的烷氧基硅烷。异氰酸酯反应性基团是指能够与异氰酸酯基团反应裂去氢的官能团。异氰酸酯反应性基团优选是OH、SH和/或氨基。
异氰酸酯官能的预聚物优选用这样用量的具有异氰酸酯反应性基团的烷氧基硅烷封端,使得通过滴定或IR光谱法,根据在方法部分中所述的测定方法,不再能检测到游离异氰酸酯基团。烷氧基硅烷封端的预聚物因此称为无异氰酸酯的。
适合的具有异氰酸酯反应性基团的烷氧基硅烷是本领域技术人员已知的,例如可提及氨基丙基三甲氧基硅烷、巯基丙基三甲氧基硅烷、氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、氨基丙基三乙氧基硅烷、巯基丙基三乙氧基硅烷、氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、巯基丙基甲基二乙氧基硅烷、氨基甲基三甲氧基硅烷、氨基甲基三乙氧基硅烷、(氨基甲基)甲基二甲氧基硅烷、(氨基甲基)甲基-二乙氧基硅烷、N-丁基-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-乙基-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)天冬氨酸二乙酯,N-(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)天冬氨酸二乙酯、N-(3-二甲氧基甲基甲硅烷基丙基)-天冬氨酸二乙酯、(N-环己基氨基甲基)甲基二乙氧基硅烷、(N-环己基氨基甲基)三乙氧基硅烷、(N-苯基氨基甲基)甲基二甲氧基硅烷和/或(N-苯基氨基甲基)三甲氧基硅烷,特别适合的是(N-环己基氨基甲基)甲基二乙氧基硅烷、(N-环己基氨基甲基)三乙氧基硅烷、(N-苯基氨基甲基)甲基二甲氧基硅烷和/或(N-苯基氨基甲基)三甲氧基硅烷,和特别适合的是(N-环己基氨基甲基)甲基二乙氧基硅烷和/或(N-环己基氨基甲基)三乙氧基硅烷。
适合的具有异氰酸酯基团的烷氧基硅烷同样是基本上已知的。作为实例可提及异氰酸酯基三甲氧基硅烷、异氰酸酯基甲基三乙氧基硅烷、(异氰酸酯基甲基)甲基二甲氧基硅烷、(异氰酸酯基甲基)甲基二乙氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷和3-异氰酸酯基丙基甲基二乙氧基硅烷。优选使用3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷和3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷。
优选使用二或三烷氧基硅烷,特别优选三烷氧基硅烷,特别优选三乙氧基-或三甲氧基硅烷。
根据本发明多组分体系的优选实施方案,烷氧基硅烷封端的预聚物具有α-硅烷基团。在此情况下,含有的烷氧基硅烷封端的预聚物也可以只具有α-硅烷基团。α-硅烷基团是指在硅原子和聚合物骨架或其第一个电子推移原子(例如N或O原子)之间存在亚甲基间隔基团。这类硅烷值得注意的是与缩合反应有关的特别的易反应活性。为此,在本发明中可以完全放弃使用重金属基的交联催化剂如有机钛酸盐或有机锡(IV)化合物。尤其在医药领域用途的情况下这对于本发明的组合物是优点。
同样优选的是,使用的烷氧基硅烷封端的预聚物的α-硅烷基团是二烷氧基或三烷氧基-α-硅烷基团,特别优选二乙氧基-、二甲氧基-、三乙氧基-或三甲氧基-α-硅烷基团。
进一步优选所述烷氧基硅烷封端的预聚物的数均分子量Mn为500-20000g/mol,优选500-6000g/mol,特别是2000-5000g/mol。上述分子量特别是对于聚醚多元醇和聚酯多元醇是有利的,可由它们制备的本发明的固化的组合物可以选择性地由非常软到非常硬进行调节。
所有多元醇和预聚物的数均分子量Mn如方法部分中所述那样测定。
在本发明优选的实施方案中,组分A含有其它的烷氧基硅烷封端的预聚物和/或烷氧基硅烷封端的多异氰酸酯。对于其它的烷氧基硅烷封端的预聚物,同样适用的是在此方面上述的优选实施方案。烷氧基硅烷封端的多异氰酸酯可以通过具有脲二酮、异氰尿酸酯、氨基甲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲、亚胺基噁二嗪二酮和/或噁二嗪三酮结构的二异氰酸酯、改性的二异氰酸酯或三异氰酸酯或上述化合物的混合物与具有至少一个异氰酸酯反应性基团的烷氧基硅烷反应获得。优选使用具有异氰尿酸酯结构的多异氰酸酯(例如Desmodur N 3300,来自Bayer Material Science AG),具有亚胺基噁二嗪二酮结构的多异氰酸酯(例如Desmodur N 3900,来自Bayer Material Science AG)和/或具有脲基甲酸酯结构的多异氰酸酯(Desmodur XP 2580,来自Bayer Material Science AG)。同样适合作为具有至少一个异氰酸酯反应性基团的烷氧基硅烷还有上面所述的化合物。组分A中其它的烷氧基硅烷封端的预聚物和/或烷氧基硅烷封端的多异氰酸酯的含量优选为≥0和≤60重量%,特别优选≥1和≤30重量%,并特别优选≥5和≤15重量%。
本发明的多组分体系的组分A和因此还有本发明的整个多组分体系优选不含单体异氰酸酯化合物,其中在此对其理解为是含有少于0.5重量%的单体异氰酸酯化合物的体系。这可以通过不同的本领域技术人员本身已知的方法实现。根据本发明特别适合的是对预聚物蒸馏提纯,特别是通过薄膜蒸馏法。这种纯化程序是特别有利的,因为发现,其预聚物通过薄膜蒸馏除去了多异氰酸酯的组合物可以更好地发泡,因为组合物的粘度可以简单地调整和总体上获得不太粘稠的预聚物。例如可以在异氰酸酯封端的预聚物制备之后进行薄膜蒸馏,也可以在用烷氧基硅烷封端此中间产物之前进行。
根据本发明的多组分体系的一个另外优选的实施方案,所述组分A和/或组分B包含活性医用成分和/或化妆品成分。
在该多组分体系中同样可以想到提供另外的组分形式的一种或多种活性成分,即:第三或第四组分,并且直到所述多组分体系马上应用之前它们才与组分A和组份B混合。但是,由于存在更多种分开的组分增加了所述多组分体系的复杂性,这一路线通常只有在使用的活性成分与组分A和与组分B都不相容时才有意义。
所述活性成分可以作为纯的活性成分存在或者以封装的形式存在,以便例如实现延时释放。
考虑作为活性化妆品成分的特别包括具有皮肤护理品质的那些,实例为活性保湿或皮肤镇静的成分。
对于本发明有用的活性医用成分包括多种类型和级别的活性成分。
这种活性医用成分可以包含例如在体内条件下释放一氧化氮的组分,优选L-精氨酸或含L-精氨酸或释放L-精氨酸的中间组分,更优选盐酸L-精氨酸。也可使用脯氨酸、鸟氨酸和/或其它生物源的成分例如生物源多胺(精胺、亚精胺(Spermitin)、腐胺或生物活性的人工多胺)。已知这类组分增进伤口愈合,同时它们连续地基本均匀的释放速率特别有益于伤口愈合。
根据本发明可用的其它活性成分包含至少一种选自下组的物质:维他命或维他命原、类胡萝卜素、镇痛剂、防腐剂、止血剂、抗组胺剂、抗微生物金属或其盐、植物基促进伤口愈合物质或物质混合物、植物提取物、酶类、生长因子、酶抑制剂和它们的组合。
适合的镇痛剂特别是非类固醇类的镇痛剂,尤其是水杨酸、乙酰水杨酸和其衍生物如苯胺和其衍生物,对乙酰氨基酚,例如Antranil酸和其衍生物,例如甲芬那酸,吡唑或其衍生物,例如Methamizol、安替比林(Phenazon)、异丙安替比林并且非常优选芳基乙酸和其衍生物、杂芳基乙酸和其衍生物、芳基丙酸和其衍生物以及杂芳基丙酸和其衍生物,例如
生长因子特别地包括如下:aFGF(酸性的成纤维细胞生长因子)、EGF(表皮生长因子)、PDGF(血小板衍生的生长因子)、rhPDGF-BB(贝卡普勒明)、PDECGF(血小板衍生的肉皮细胞生长因子)、bFGF(碱性的成纤维细胞生长因子)、TGFα;(转化生长因子α),TGFβ(转化生长因子β)、KGF(角质化细胞生长因子)、IGF1/IGF2(类胰岛素生长因子)和TNF(肿瘤坏死因子)。
适合的维他命或维他命原特别是包括脂溶性或水溶性维他命类维他命A,类视黄醇族,维他命原A,类胡萝卜素族,尤其是β-胡萝卜素,维他命E,生育酚族,尤其是α-生育酚、β-生育酚、γ-生育酚、δ-生育酚和α-生育三烯酚、β-生育三烯酚、γ-生育三烯酚和δ-生育三烯酚,维他命K,叶绿醌,尤其是植物甲萘醌或植物基维他命K,维他命C,L-抗坏血酸,维他命B1,硫胺,维他命B2,核黄素,维他命G,维他命B3,烟酸,烟碱酸和烟酰胺,维他命B5,泛酸,维他命原B5,泛醇或右旋泛醇,维他命B6,维他命B7,维他命H,生物素,维他命B9,叶酸及其组合。
有用的防腐剂是具有杀菌性、灭菌性、抑菌性、杀真菌性、杀病毒性、抑病毒性和/或通常杀微生物作用的任何该类试剂。
尤其适合的是选自下组的那些化合物:间苯二酚、碘、碘-聚乙烯基吡咯烷酮、氯己定、苯扎氯铵、苯甲酸、过氧化苯甲酰或氯化鲸蜡基吡啶。另外,抗微生物金属也特别地适合用作防腐剂。可以使用的抗微生物金属特别是包括组合或单独使用银、铜或锌,以及它们的盐、氧化物或配合物。
在本发明中植物基促进伤口愈合活性成分特别是包括洋甘菊提取物,金缕梅提取物,例如北美金缕梅(Hamamelis virgina),金盏花提取物,芦荟提取物例如库拉锁芦荟(Aloe vera)、巴巴多斯芦荟(Aloe barbadensis)、Aloe feroxoder或Aloe vulgaris,绿茶提取物,海藻提取物,例如红藻或绿藻提取物,鳄梨提取物,没药提取物,例如Commophora molmol,竹提取物以及它们的组合。
所述活性成分的量主要由医学要求的剂量以及与本发明的组合物的其它组分的相容性控制。
本发明的多组分体系还可进一步与其它助剂混合。考虑用于此的那些助剂的实例包括泡沫稳定剂、触变剂、抗氧化剂、光防护剂、乳化剂、增塑剂、颜料、填料、包装稳定添加剂、杀生物剂、共溶剂和/或流动助剂。
适合的泡沫稳定剂的实例包括烷基多糖苷。它们通过本身已为本领域技术人员所知的方法通过相对长链的一元醇与单糖、二糖或多糖反应可获得(Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology,John Wiley&Sons,卷24,第29页)。相对长链的一元醇,其任选地也可以是支化的,优选地在烷基基团中具有4-22个C原子,优选8-18个C原子,和特别优选10-12个C原子。相对长链的一元醇的具体实例包括1-丁醇、1-丙醇、1-己醇、1-辛醇、2-乙基己醇、1-癸醇、1-十一烷醇、1-十二烷醇(月桂醇)、1-十四烷醇(肉豆蔻醇)和1-十八烷醇(硬脂醇)。当然也可以使用所述相对长链一元醇的混合物。
这些烷基多聚糖苷优选具有衍生自葡萄糖的结构。特别优选使用通式(I)的烷基多聚糖苷。
m=4-20
n=1或2
式(I)
m优选为6-20,更优选10-16的数。
所述烷基多糖苷优选地具有的HLB值小于20,更优选小于16,并非常优选小于14,其中HLB值用公式HLB=20·Mh/M计算,其中Mh是分子亲水性部分的摩尔质量和M是整个分子的摩尔质量(Griffin,W.C.:Classification ofsurface active agents by HLB,J.Soc.Cosmet.Chem.1,1949)。
另外的泡沫稳定剂包括常规的阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂和非离子表面活性剂,以及它们的混合物。优选使用烷基多糖苷、EO/PO嵌段共聚物、烷基或芳基烷氧基化物、硅氧烷烷氧基化物、磺基琥珀酸的酯和/或碱金属或碱土金属链烷酸盐。特别优选使用EO/PO嵌段共聚物。
这些泡沫稳定剂可以加入到组分A中和/或优选地加入到组分B中,条件是不与各组分发生化学反应。这些化合物的总量基于本发明的多组分体系计特别为0.1-20重量%,优选为1-10重量%。
另外,为了提高所得泡沫的泡沫性能,可以使用1-20重量%,优选1-10重量%的一元醇以及它们的混合物。这些醇是一元醇,如乙醇、丙醇、丁醇、癸醇、十三烷醇、十六烷醇和单官能的聚醚醇和聚酯醇。
本发明的多组分体系的组分A和组分B的用量比例相对于彼此有利地进行设定使得聚合完成并引起组分A尽可能定量地转化。因此,例如本发明的多组分体系的组分A和组分B存在的相互体积比为1:10-10:1,优选相互体积比为1:1-5:1,特别为2:1-3:1,更优选为大约2.5:1。
本发明的另一主题是成型制品,可通过本发明的多组分体系的聚合反应获得。
这种成型制品可通过将本发明的多组分体系的组分A和B混合并将在此生成的混合物完全聚合获得。本发明的成型制品可以是发泡或未发泡的。但其优选是发泡成型制品。
混合物优选在室温下在最多10分钟时间内聚合完全,特别优选在4分钟内,更特别优选在最多2分钟内。
完全聚合对本发明而言被理解为是指不只是在外部形成皮;即不仅仅成型制品的外表面不再发粘,而是预聚物已在很大程度上发生完全反应。这在本发明中被验证为是下述情况:制成的成型制品用手指完全压进几秒,然后在移除指压时自动恢复原始状态。
如此快速固化特别在医药用途中有利,尤其是当本发明的多组分体系用作可喷涂发泡的伤口敷料时。这是因为只有本发明的组合物极快固化才使伤口敷料有可能立即用绷带包裹并置于患者施加的机械负荷下。因此可避免长等待时间。
因此本发明的另一主题是本发明的成型制品,其可通过将本发明的多组分体系聚合和发泡获得,其特征在于所述成型制品是伤口敷料。
为此,在所述两种组分A和B混合之后,本发明的多组分体系可以进行喷涂或另外的方式施加到皮肤损伤或某些其它种类的损伤上。所述发泡的多组分体系未显示对有机组织例如伤口组织明显的粘着性,并且它们的孔结构另外使得它们能够吸收伤口分泌物或血液。对此的原因看起来是:当在上述条件下喷涂时本发明的多组分体系至少在某种程度上形成了开放的孔结构,并因此是吸收性的。
本发明的这种伤口敷料的一个优点在于,该泡沫结构不仅能够吸收伤口分泌物,还能同时为伤口提供机械保护以抵御碰撞等。该泡沫结构甚至部分吸收服装在伤口上的压力。
喷涂的伤口敷料还理想地依循伤口的通常不规则轮廓,由此确保在很大程度上没有由不适当的伤口敷料贴合造成的压痛的创面覆盖。此外,根据本发明制成的伤口敷料与使用传统伤口敷料的护理相比缩短伤口护理所需的时间,因为不需要耗时的按尺寸和形状切割。
本发明还涉及具有出口阀和混合喷嘴的多腔室压力箱,其包含本发明的多组分体系,该多组分体系的组分A和组分B分开引入该多腔室压力箱的一个第一腔室和一个第二腔室中,且第一腔室和/或第二腔室分别在超大气压下充入推进气体,其中第一腔室和第二腔室中的推进气体可以相同或不同。
特别优选第一腔室和/或第二腔室充入至少1.5巴的压力。
根据本发明的多腔室压力箱的进一步实施方案,推进气体在组分A和组分B中都可溶,在至少1.5巴的灌装压力和在20℃的温度下的溶解度为至少3重量%,引入的推进气体的量特别不大于与该溶解度对应的量。这确保喷涂的泡沫的品质一致,因为决不会出现这样的情况:在喷涂操作开始时只有推进气体从一个腔室中逸出,因此组分A与组分B之间的混合比非最佳。为此主要考虑多组分体系,其在组分B中具有上述增稠剂和/或聚氨酯分散体之一。
另一优点在于,由于推进气体在压力箱的腔室中的溶解度,在组分A/组分B与推进气体之间没有发生相分离。因此,推进气体仅在启动压力箱且组分A和组分B混合时逸出,并在该过程中使这种混合物发泡。本发明的多组分体系的极快固化时间的作用在于,由推进气体产生的泡沫结构“冻结”并且不会自己坍塌。
上述效果通过在组分B中使用上述类型的增稠剂和/或聚氨酯分散体增强,因为增稠剂和分散体在一定程度上对泡沫都具有稳定性质。至少3重量%的推进气体溶解度有利于确保输送的混合物的充分发泡。组分A的推进气体含量优选为10至40重量%,更优选15至30重量%,组分B的推进气体含量为3至20重量%,更优选5至15重量%,在每种情况中基于每种混合物的所得总重量计。引入的和/或溶解在各组分中的推进气体的量也可用于影响泡沫结构。因此,在组合物的情况中,较高量的推进气体通常产生较低密度的泡沫。
推进气体特别优选选自二甲基醚、烷烃类,如丙烷、正丁烷、异丁烷以及这些的混合物。这些推进气体是特别有利的,因为发现它们可以很好地溶解在含有所述硅烷封端的预聚物的组分A中。就在组分B中的溶解性涉及的而言,上述推进气体特别是在使用上述增稠剂和/或聚氨酯分散体情况下在水性组分中是充分可溶的。在上述推进气体中烷烃是特别优选的。
虽然本发明的多组分体系提供在压力箱中体现了方便性,但是本发明并不局限于此。因此,本发明的多组分体系在两种组分混合之后也可以作为可倾倒组合物容易地使用。
现在参考示例性实施方案更具体地描述本发明。
实施例
通用情况:
除非另外声明,下面的任何量、比例和百份数都是基于组合物的重量和总量或总重量计。
除非另外指明,所有的分析测量都是在23℃的温度下的测量。
方法:
在聚醚碳酸酯多元醇中引入的CO2含量借助于1H-NMR(Firma Bruker,DPX 400,400MHz;Pulsprogramm zg30,等待时间dl:5s,100扫描)测定。样品分别溶解在氘化氯仿中。作为内部标准,向氘化溶剂中添加对苯二甲酸二甲基酯(2mg加到2g CDCl3中)。在1H-NMR(基于CHCl3=7.24ppm)中的相关共振如下:碳酸酯,源自引入聚醚碳酸酯多元醇的二氧化碳(在5.2-4.8ppm处共振),未反应掉的PO,其共振在2.4ppm处,聚醚多元醇(即无引入的二氧化碳),其共振在1.2-1.0ppm处。
聚合物中引入的碳酸酯的、聚醚多元醇份额的以及未反应掉的PO的摩尔含量通过相应信号积分测定。
数均分子量Mn如下测定:首先多元醇与乙酸酐和吡啶混合。在反应后,根据DIN 53240-1通过随后将生成的乙酸用氢氧化钾醇溶液回滴定而根据实验测定。OH值以mg KOH/g多元醇记录。由OH值,数均分子量Mn通过公式“数均分子量Mn=56×1000×OH官能度/OH值”计算。
除非另外明确提到,NCO含量均根据DIN-EN ISO 11909按体积地测定。
对于游离NCO基团的监测通过IR光谱法(在2260cm-1处谱带)进行。
报道的粘度是在23℃根据DIN 53019用旋转粘度测量法使用来自德国Ostfildern的Anton Paar Germany GmbH的旋转粘度计以旋转频率18s-1测定的。
在20℃在瑞士Pamasol WilliAG的“用于气溶胶光学检查的试管”中测定推进气体的最大可溶量。推进气体的最大可溶量与推进气体和研究的物质/混合物的重量比有关,并且就在推进气体正好不能持久地(>1h)形成第二相时达到该值。
混合物用2K喷涂装置发泡,所述装置以如PCT申请号为WO2012/022686和WO2012/022685中所描述的方式填充。
所用物质和缩写:
HDI:六亚甲基1,6-二异氰酸酯
N 3300:HDI-三聚体,NCO-含量21.8±0.3重量%(BayerMaterialScience AG,Leverkusen,DE)
XL 926:[(环己基氨基)甲基]三乙氧基硅烷(Wacker Chemie AG,München,DE)
P/B 2.7:丙烷和异丁烷的混合物,从而在20℃时产生2.7bar的气压
Walocel CRT 30G:羧甲基纤维素,钠盐(Dow Deutschland AnlagengesellschaftmbH,Schwalbach,DE)
Tegostab B 8408:不可水解的聚醚聚二甲基硅氧烷共聚物(Evonik IndustriesAG,Essen,DE)
聚醚碳酸酯多元醇1:聚醚碳酸酯二醇,基于环氧丙烷和CO2,其中OH-值为58.2mg KOH/g(Mn=1924g/mol)和引入的CO2-含量为15.1重量%,其OH官能度为2。
实施例1:制备预聚物P1:
向1032g聚环氧烷和1.8g苯甲酰氯的混合物中在80℃在30分钟内滴加650gHDI并继续搅拌4小时,其中聚环氧烷的摩尔质量为4000g/mol,在1,2-丙二醇上开始,环氧乙烷重量比例为13%和环氧丙烷重量比例为86%。过量HDI通过在130℃和0.03mbar下薄膜蒸馏去除。获得NCO含量为1.82%的预聚物。
实施例2:制备预聚物P2:
向800g聚醚碳酸酯多元醇1和1.89g磷酸二丁酯的混合物中在60-65℃在15分钟内滴加1044.56g六亚甲基二异氰酸酯(HDI)。然后将混合物在80℃下搅拌1.5小时。该混合物的NCO含量为25.9%。
过量HDI通过在140℃和0.15mbar下薄膜蒸馏去除。获得NCO含量为3.74%的预聚物。
实施例3:
207.5预聚物P1在30-40℃在15分钟内与24.8g Geniosil XL 926混合。在30-40℃进一步搅拌30分钟后,通过IR光谱法可以证明NCO预聚物完全转化成STP。
实施例4:制备烷氧基硅烷封端的预聚物STP2:
292.7g预聚物P1和32.5g Desmodur N 3300在30-40℃在15分钟内与84.3gGeniosil XL 926混合。在30-40℃进一步搅拌30分钟后,通过IR光谱法可以证明NCO预聚物完全转化成STP。
实施例5:制备烷氧基硅烷封端的预聚物STP3:
170.0g预聚物P1和18.9g Desmodur N 3900在30-40℃在15分钟内与51.2gGeniosil XL 926混合。反应温度升高到最高45℃。然后在40-45℃继续搅拌1小时。由于在IR中能够检测出小的游离NCO谱带,补充加入0.5g Geniosil XL 926。在35-40℃进一步搅拌1小时后,通过IR光谱法可以证明NCO预聚物完全转化成STP。
实施例6:制备烷氧基硅烷封端的预聚物STP4:
150g预聚物P2在30℃在15分钟内与36.41g Geniosil XL 926混合。反应轻微放热,温度升高到最高47℃。在30-40℃进一步搅拌2小时后,通过IR光谱法可以证明完全转化成硅烷封端的预聚物(STP)。
实施例7:STP4用途:
12.1g STP4溶解在3.2g P/B 2.7中。作为第二组分制备琥珀酸缓冲剂和甘油的混合物。为此,将23.62g琥珀酸用水补充到1000ml。25ml该溶液与25ml的0.1M苛性钠溶液混合并用水补充到1000ml,用Walocel CRT 30G调节到粘度大约500mPas。该缓冲溶液的pH值为4.0,该溶液的缓冲剂浓度为0.05Mol/l。60ml这种溶液与40ml甘油混合。
两种组分单个地分别填充到用压缩空气驱动的2K喷涂装置的腔室中,其中喷涂装置的腔室以2.5(STP):1(缓冲溶液)的体积比存在。在设计上确保两种组分以该体积比同步施加,并通过在其中进行彻底混合的静态混合机实施。40秒钟后获得完全固化的泡沫。
实施例8:STP2用途:
11.8g STP2溶解在3.2g P/B 2.7中。作为第二组分制备柠檬酸缓冲剂和甘油的混合物,其根据以下制备。4.202g柠檬酸一水合物溶解在40ml的1M NaOH中和然后用水补充到1000ml。44ml的0.1M盐酸用上述制备的柠檬酸溶液填充到100ml。溶液的pH值为4.5并用1N盐酸调节到pH4.0,然后用Walocel CRT 30G调节到粘度为大约500mPas,该溶液的缓冲剂浓度为0.11Mol/l。35g这种缓冲溶液与65g甘油混合并用作试剂。
两种组分单个地分别填充到用压缩空气驱动的2K喷涂装置的腔室中,其中喷涂装置的腔室以2.5(STP):1(缓冲溶液)的体积比存在。在设计上确保两种组分以该体积比同步施加,并通过在其中进行彻底混合的静态混合机实施。2.5分钟后获得完全固化的泡沫。
实施例9:STP1用途
12.1g STP1溶解在3.4g P/B 2.7中。作为第二试剂制备柠檬酸缓冲剂和甘油的混合物,其根据以下制备。21.008g柠檬酸一水合物溶解在200ml的1M NaOH中和然后用水补充到1000ml。23.1ml的0.1M盐酸用上述制备的柠檬酸溶液填充到100ml并用Walocel CRT 30G调节到粘度为大约500mPas。该缓冲溶液的pH值为4.6,该溶液的缓冲剂浓度为0.077Mol/l。60g这种缓冲溶液与40g甘油混合并用作试剂。
两种组分单个地分别填充到用压缩空气驱动的2K喷涂装置的腔室中,其中喷涂装置的腔室以2.5(STP):1(缓冲溶液)的体积比存在。在设计上确保两种组分以该体积比同步施加,并通过在其中进行彻底混合的静态混合机实施。2分钟后获得完全固化的泡沫。
实施例10:STP2用途:
11.9g STP2溶解在3.3g P/B 2.7中。作为第二试剂制备琥珀酸缓冲剂和甘油的混合物。为此,将23.62g琥珀酸用水补充到1000ml。25ml这种溶液与20ml的0.1M苛性钠溶液混合,用水补充到100ml并用Walocel CRT 30G调节到粘度为大约500mPas。该缓冲溶液的pH值为4.0,该溶液的缓冲剂浓度为0.05Mol/l。60g这种溶液与40g甘油混合。
两种组分单个地分别填充到用压缩空气驱动的2K喷涂装置的腔室中,其中喷涂装置的腔室以2.5(STP):1(缓冲溶液)的体积比存在。在设计上确保两种组分以该体积比同步施加,并通过在其中进行彻底混合的静态混合机实施。1分钟后获得完全固化的泡沫。
实施例11:STP3用途:
12.2g STP3溶解在3.3g P/B 2.7中。作为第二试剂制备琥珀酸缓冲剂和甘油的混合物。为此,将23.62g琥珀酸用水补充到1000ml。25ml该溶液与20ml的0.1M苛性钠溶液混合并用水补充到100ml,用Walocel CRT 30G调节到粘度大约500mPas。该缓冲溶液的pH值为4.0,该溶液的缓冲剂浓度为0.05Mol/l。60g这种溶液与40g甘油混合。
两种组分单个地分别填充到用压缩空气驱动的2K喷涂装置的腔室中,其中喷涂装置的腔室以2.5(STP):1(缓冲溶液)的体积比存在。在设计上确保两种组分以该体积比同步施加,并通过在其中进行彻底混合的静态混合机实施。30秒钟后获得完全固化的泡沫。
实施例12:STP3用途:
12.2g STP3溶解在3.3g P/B 2.7中。作为第二试剂制备琥珀酸缓冲剂和甘油的混合物。为此,将23.62g琥珀酸用水补充到1000ml。25ml该溶液与50.4ml的0.1M苛性钠溶液混合并用水补充到100ml,用Walocel CRT 30G调节到粘度大约500mPas。该缓冲溶液的pH值为4.9,该溶液的缓冲剂浓度为0.05Mol/l。60g这种缓冲溶液与40g甘油混合。
两种组分单个地分别填充到用压缩空气驱动的2K喷涂装置的腔室中,其中喷涂装置的腔室以2.5(STP):1(缓冲溶液)的体积比存在。在设计上确保两种组分以该体积比同步施加,并通过在其中进行彻底混合的静态混合机实施。2.5分钟后获得完全固化的泡沫。
实施例13:STP2用途:
12.4g STP2溶解在3.1g P/B 2.7中。作为第二试剂制备琥珀酸缓冲剂和甘油的混合物。为此,将23.62g琥珀酸用水补充到1000ml。25ml该溶液与40ml的0.1M苛性钠溶液混合并用水补充到100ml,用Walocel CRT 30G调节到粘度大约500mPas。该缓冲溶液的pH值为4.0,该溶液的缓冲剂浓度为0.10Mol/l。35g这种缓冲溶液与65g甘油混合。
两种组分单个地分别填充到用压缩空气驱动的2K喷涂装置的腔室中,其中喷涂装置的腔室以2.5(STP):1(缓冲溶液)的体积比存在。在设计上确保两种组分以该体积比同步施加,并通过在其中进行彻底混合的静态混合机实施。30秒钟后获得完全固化的泡沫。
实施例14:STP2用途:
11.6g STP2溶解在3.3g P/B 2.7中。作为第二试剂制备乙酸盐缓冲剂和甘油的混合物。为此,41ml的0.1M乙酸与9ml的0.2M乙酸钠溶液混合并用水补充到100ml的体积。该缓冲溶液的pH值为4.0,该溶液的缓冲剂浓度为0.059Mol/l。该缓冲剂用Walocel CRT 30G调节到粘度大约500mPas。60g这种缓冲溶液与40g甘油混合。
两种组分单个地分别填充到用压缩空气驱动的2K喷涂装置的腔室中,其中喷涂装置的腔室以2.5(STP):1(缓冲溶液)的体积比存在。在设计上确保两种组分以该体积比同步施加,并通过在其中进行彻底混合的静态混合机实施。2分钟后获得完全固化的泡沫。
实施例15:STP1用途:
12.3g STP1溶解在3.1g P/B 2.7中。作为第二试剂制备琥珀酸缓冲剂和山梨糖醇的混合物。为此,将23.62g琥珀酸用水补充到1000ml。50ml该溶液与40ml的0.1M苛性钠溶液混合并用水补充到100ml,用Walocel CRT 30G调节到粘度大约500mPas。该缓冲溶液的pH值为4.0,该溶液的缓冲剂浓度为0.1Mol/l。向40g这种水性缓冲溶液中加入60g山梨糖醇。
两种组分单个地分别填充到用压缩空气驱动的2K喷涂装置的腔室中,其中喷涂装置的腔室以2.5(STP):1(缓冲溶液)的体积比存在。在设计上确保两种组分以该体积比同步施加,并通过在其中进行彻底混合的静态混合机实施。20秒钟后获得完全固化的泡沫。
实施例16:STP2用途:
12.1g STP2溶解在3.4g P/B 2.7中。作为第二试剂制备磷酸盐缓冲剂和甘油的混合物。为此将9.078g KH2PO4溶解在1L水中,作为第二溶液将11.876gNa2HMPO4溶解在1L水中。0.6ml的Na2HPO4溶液用KH2PO4溶液填充到100ml。该缓冲溶液的pH值为4.9,该溶液的缓冲剂浓度为0.066Mol/l。该缓冲溶液用Walocel CRT 30G调节到粘度大约500mPas。60g这种溶液与40g甘油混合。
两种组分单个地分别填充到用压缩空气驱动的2K喷涂装置的腔室中,其中喷涂装置的腔室以2.5(STP):1(缓冲溶液)的体积比存在。在设计上确保两种组分以该体积比同步施加,并通过在其中进行彻底混合的静态混合机实施。9.5分钟后获得完全固化的泡沫。
实施例17:STP1用途:
12.4g STP1溶解在3.1g P/B 2.7中。作为第二试剂制备磷酸盐缓冲剂和山梨糖醇的混合物。为此将9.078g KH2PO4溶解在1L水中,作为第二溶液将11.876g Na2HMPO4溶解在1L水中。15ml的Na2HPO4溶液用KH2PO4溶液填充到100ml。该磷酸盐缓冲溶液的pH值为6.1,该溶液的缓冲剂浓度为0.07Mol/l。该缓冲溶液用Walocel CRT 30G调节到粘度大约500mPas。50g这种溶液与50g山梨糖醇混合。
两种组分单个地分别填充到用压缩空气驱动的2K喷涂装置的腔室中,其中喷涂装置的腔室以2.5(STP):1(缓冲溶液)的体积比存在。在设计上确保两种组分以该体积比同步施加,并通过在其中进行彻底混合的静态混合机实施。5分钟后获得完全固化的泡沫。
实施例18:STP1的用途
a)根据本发明使用甘油的用途
12.1g STP1溶解在3.4g P/B 2.7中。作为第二试剂使用磷酸盐缓冲剂。为此将1.816g KH2PO4溶解在100ml水中,作为第二溶液将2.375g Na2HPO4溶解在100ml水中。0.6ml的Na2HPO4溶液用KH2PO4溶液填充到100ml。该磷酸盐缓冲溶液的pH值为4.9,该溶液的缓冲剂浓度为0.13Mol/l。100g该缓冲溶液用6.6g的Walocel CRT 30G调节到粘度大约500mPas。60g这种溶液与40g甘油混合。
两种组分单个地分别填充到用压缩空气驱动的2K喷涂装置的腔室中,其中喷涂装置的腔室以2.5(STP):1(缓冲溶液)的体积比存在。在设计上确保两种组分以该体积比同步施加,并通过在其中进行彻底混合的静态混合机实施。8.5分钟后获得完全固化的泡沫。
固化的泡沫在室温下干燥过夜后为亲水性。一滴水在60秒内被泡沫完全吸收。然后该泡沫用流动温水(约40℃)冲洗5分钟,用流动冷水(约15分钟)冲洗10分钟。干燥后用水的滴落样品(Tropfenprobe)表明,泡沫再次需要约60秒以便完全吸收水。使用本发明缓冲剂制备的泡沫在不进一步添加泡沫添加剂的情况下是亲水性的并且即便在用水充分洗涤后保持其亲水性。
b)无甘油的用途(对比)
12.1g STP1溶解在3.4g P/B 2.7中。作为第二试剂使用磷酸盐缓冲剂。为此将9.078g KH2PO4溶解在1000ml水中,作为第二溶液将11.876g Na2HPO4溶解在1000ml水中。150ml的Na2HPO4溶液用KH2PO4溶液填充到1000ml。该缓冲溶液的pH值为6.1,该溶液的缓冲剂浓度为0.069Mol/l。获得的缓冲溶液用66g的Walocel CRT 30G调节到粘度大约500mPas。在该缓冲溶液中还要添加19g的Tegostab B 8408作为泡沫助剂。缓冲剂在没有用甘油作为含水组分进一步稀释情况下用于制备泡沫。
两种组分单个地分别填充到用压缩空气驱动的2K喷涂装置的腔室中,其中喷涂装置的腔室以2.5(STP):1(缓冲溶液)的体积比存在。在设计上确保两种组分以该体积比同步施加,并通过在其中进行彻底混合的静态混合机实施。0.5分钟后获得完全固化的泡沫。
固化的泡沫在室温下干燥过夜后为亲水性。一滴水在1秒内被泡沫完全吸收。然后该泡沫用流动温水(约40℃)冲洗5分钟,用流动冷水(约15分钟)冲洗10分钟。干燥后用水的滴落样品表明,泡沫需要2分钟以便完全吸收水。泡沫极高的亲水性由于泡沫助剂部分被洗出而部分失去。
Claims (15)
1.一种多组分体系,该体系包括至少两种分开的组分A和B,其中组分A含有烷氧基硅烷封端的预聚物,组分B含有一种混合物,该混合物包括含有水的组分B1和含有具有至少两个OH基团和摩尔质量为≥62g/mol和≤500g/mol的多元醇的组分B2,其中在组分B中组分B2的含量≥20重量%和≤80重量%。
2.根据权利要求1的多组分体系,其特征在于,组分B1在20℃具有≥3.0和≤9.0的pH值。
3.根据权利要求1或2的多组分体系,其特征在于,组分B1含有至少一种缓冲体系。
4.根据权利要求3的多组分体系,其特征在于,缓冲体系基于有机羧酸和其共轭碱。
5.根据权利要求4的多组分体系,其特征在于,缓冲体系是基于乙酸、琥珀酸、酒石酸、苹果酸或柠檬酸和其各共轭碱。
6.根据权利要求3-5之一的多组分体系,其特征在于,组分B1中缓冲体系的浓度为0.001-2.0Mol/1,特别是0.01-1.0Mol/1。
7.根据权利要求1-6之一的多组分体系,其特征在于,组分B2的多元醇具有至少三个OH基团。
8.根据权利要求7的多组分体系,其特征在于,组分B2的多元醇是甘油。
9.根据权利要求1-8之一的多组分体系,其特征在于,组分B中组分B2的含量为≥35重量%和≤75重量%,优选≥40重量%和≤70重量%。
10.根据权利要求1-9之一的多组分体系,其特征在于,组分A包括烷氧基硅烷封端的聚氨酯预聚物。
11.根据权利要求10的多组分体系,其特征在于,烷氧基硅烷封端的预聚物可通过具有至少一个异氰酸酯反应性基团的烷氧基硅烷与异氰酸酯封端的预聚物反应获得。
12.根据权利要求10或11的多组分体系,其特征在于所述烷氧基硅烷封端的聚氨酯预聚物基于聚酯多元醇和/或聚醚多元醇,其中所述聚醚多元醇中环氧乙烷单元的比例≤50重量%,优选≤30重量%,更优选≤20重量%。
13.根据权利要求1-12之一的多组分体系,其特征在于,烷氧基硅烷封端的预聚物具有α-硅烷基团。
14.成型制品,可通过将根据权利要求1-13之一的多组分体系聚合获得。
15.具有出口阀和混合喷嘴的多腔室压力箱,其包含根据权利要求1-13之一的多组分体系,其中该多组分体系的组分A和组分B分开引入该多腔室压力箱的一个第一腔室和一个第二腔室中,且第一腔室和/或第二腔室分别在超大气压下充入推进气体,其中第一腔室和第二腔室中的推进气体可以相同或不同。
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