CN108368232A - 具有低增塑剂迁移的聚氨酯组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及组合物作为弹性粘合剂、密封剂或涂料的用途,所述组合物包含至少一种多异氰酸酯和/或至少一种含异氰酸酯基团的聚氨酯聚合物和至少一种具有一个或多个式(I)的醛亚氨基的潜在固化剂,所述弹性粘合剂、密封剂或涂料施用到至少一个对增塑剂迁移敏感的基材上和/或在其上设置至少一个覆盖层和由其获得的连接体。所述用途的特征在于可以无限制地使用多孔材料或形成应力裂纹的塑料作为基材,并且可以无限制地使用非常不同的材料作为覆盖层,而不会发生与增塑剂从组合物的迁移有关的损坏,例如渗出(流出)、变色、斑点形成、软化、膨胀或分离。

Description

具有低增塑剂迁移的聚氨酯组合物
技术领域
本发明涉及基于聚氨酯的弹性粘合剂、密封剂和涂层。
现有技术
通过异氰酸酯基团与水分或水的反应交联并固化以产生弹性体的聚氨酯组合物尤其用作建筑和制造工业中的粘合剂、密封剂或涂料,例如用于组装中的部件粘合,用于填充接缝,作为地板涂料或作为屋顶密封剂。由于它们具有良好的粘附性和弹性,它们可以小心地减弱作用于基材的力,例如由于振动或温度变化而触发的力。然而,当这种组合物在高湿度和/或提高的温度下使用时,其固化常常伴随干扰性的、由于释放的二氧化碳气体导致的损害粘附力和强度的气泡形成,所述二氧化碳气体不能足够迅速地溶解或消散。为了避免形成气泡,可以向组合物中添加化学封闭的胺,所谓的潜在固化剂,其通过水解结合水分并释放与异氰酸酯基团反应而不形成二氧化碳的氨基。使用的潜在固化剂通常是具有醛亚胺,酮亚胺或唑烷基团的化合物。然而,已知的潜在固化剂通常具有缺点,即它们引发异氰酸酯基团的过早交联反应,并因此降低组合物的储存稳定性和/或加速其固化,从而导致开放时间过短和因此加工窗口过小。此外,许多已知的潜在固化剂在固化时会导致由易挥发、有强烈气味的醛或酮引起的令人讨厌的排放,所述醛或酮在潜在固化剂中用作封闭剂并通过水解释放。
WO 2004/013200公开了包含潜在固化剂的聚氨酯组合物,其封闭剂无气味且保留在固化的组合物中。然而,这些组合物具有的缺点是,它们强烈具有增塑剂迁移的倾向,这可以表现在组合物的渗出(流出)、粘性、轻微污染的表面、基材的污染或损坏、或覆盖时的问题,尤其是组合物的上层涂覆、上层涂漆、上层覆盖或上层粘合。特别关键的是在多孔材料如木材,纸张,纸板,石膏,砂浆,混凝土,大理石或其他天然岩石上的应用,其中渗透到孔隙中的增塑剂可以作为变色或斑点而被从外面看到。其他特别关键的是在塑料,如聚苯乙烯,聚碳酸酯,聚酯或PMMA上的应用,它们被渗透的增塑剂损坏从而可以甚至在非常低的负荷下形成应力裂纹。其他特别关键的还有那些其中组合物设置有聚合物覆盖层的应用,其中它们被例如漆料,清漆,涂料,粘合剂或密封剂或保护膜覆盖。这种覆盖层由于增塑剂迁移而变软或膨胀,变得发粘、有斑点或混浊,或与组合物分离。
EP 0 947 529公开了包含具有异氰酸酯和潜在氨基的预聚物的单组分聚氨酯化合物。潜在的氨基基于被芳族基团取代的苯甲醛,尤其是3-苯氧基苯甲醛。这样的被芳族基团取代的苯甲醛对固化的物料产生不希望的强塑化作用,并且在受到湿气、UV辐射和热负载时显著降低其稳定性。而且,这些醛不是完全没有气味,而具有易于察觉的持续很长时间的气味。
发明概述
因此,本发明的目的是提供用作用于对增塑剂迁移敏感的应用的弹性粘合剂或密封剂或涂料的组合物,其克服了现有技术的缺点。
令人惊讶地已经发现,该目的通过使用如权利要求1所述的组合物得以实现。该组合物包含至少一种多异氰酸酯和/或至少一种含异氰酸酯基团的聚氨酯聚合物和至少一种具有特定的醛亚氨基团的潜在固化剂。它用作用于对增塑剂迁移敏感的至少一个基材和/或至少一个覆盖层的弹性粘合剂、密封剂或涂料。令人惊讶地,这导致几乎没有任何由增塑剂迁移出组合物造成的损害,例如渗出(流出),变色,斑点形成,软化,膨胀或分离。
令人惊讶地,从醛亚氨基团释放的醛不仅不挥发和无气味,而且在聚氨酯基质中具有特别好的相容性。尽管在芳基上有长链取代基,但它在聚氨酯中的相容性与没有长链取代基的芳族醛在聚氨酯中的相容性的程度相似,但是后者引起明显直至强烈的持久气味。它自身几乎不会迁移,它也不会导致增塑剂的任何增强的迁移。因此,对增塑剂迁移敏感的材料可以无限制地用作所述组合物的基材或覆盖层。增塑剂迁移的低趋势是令人惊讶的。其分解产物具有高分子量的潜在固化剂对于固化后增塑剂迁移而言当然是特别关键的,因为由于高当量而使用的量相应较高,因此大量的释放的醛留在固化的材料中。此外,原本预期长链疏水取代基(尤其是在支链结构下)在具有氢桥的聚氨酯的亲水聚合物骨架中具有较差的相容性。
本发明的用途确保了简单的操作(因为该组合物具有良好的储存稳定性和长的开放时间),固化而不起泡并且不会引起任何令人讨厌的排放。由此,即使在不利的储存或运输条件下,例如升高或变化的温度下,它仍然可以在生产后长时间保持可以使用,确保足够大的加工窗口和无缺陷的固化,即使在气候不利的应用条件下,如高空气湿度和/或温度或者在使用含水促进剂组分的情况下,并且可以在室内使用而无由排放引起的限制。
本发明还提供了由本发明的用途获得的粘合连接体或密封连接体或涂覆连接体。其是无气味的并且对水分、UV辐射和热量非常稳定,并且具有特别的特征,即令人惊讶地其中几乎没有由增塑剂迁移引发的任何损害。
本发明的其他方面是其他独立权利要求的主题。本发明的特别优选的实施方案是从属权利要求的主题。
本发明的实施方式
本发明提供了组合物作为用于对增塑剂迁移敏感的至少一个基材和/或至少一个覆盖层的弹性粘合剂、密封剂或涂料的用途,所述组合物包含
-至少一种多异氰酸酯和/或至少一种含异氰酸酯基团的聚氨酯聚合物,和
-至少一种具有一个或多个式(I)的醛亚氨基的潜在固化剂,
其中Z是被烷基或烷氧基取代并且总共具有12-26个碳原子的芳基。
式中的虚线在每种情况下表示取代基与相应的分子基团之间的键。
“仲碳原子”是指与两个氢原子键合的碳原子。
“叔碳原子”是指仅与一个氢原子键合的碳原子。
“季碳原子”是指不与任何氢原子键合的碳原子。
“芳族异氰酸酯”是指其异氰酸酯基团直接键合到芳族碳原子上的异氰酸酯。因此,这种异氰酸酯基团被称为“芳族异氰酸酯基团”。
“分子量”是指分子或分子残基的摩尔质量(以克/摩尔计)。“平均分子量”是指低聚物或聚合物分子或分子残基的多分散混合物的数均分子量(Mn)。它通常通过凝胶渗透色谱法(GPC)相对于聚苯乙烯标样来测定。
“伯氨基”是指与单个有机基团键合并带有两个氢原子的氨基;“仲氨基”是指与两个有机基团(其也可以一起成为环的一部分)键合并带有一个氢原子的氨基;以及“叔氨基”是指与三个有机基团(其中的两个或三个也可以是一个或多个环的一部分)键合并且不带有任何氢原子的氨基。
以“聚/多”开头的物质名称如多胺、多元醇或多异氰酸酯,是指在形式上每个分子含有两个或更多个在其名称中出现的官能团的物质。
“伯多胺”是指具有至少两个伯氨基的化合物。
术语“粘度”是指动态粘度或剪切粘度,其由剪切应力与剪切速率(速度梯度)之间的比率定义并且如DIN EN ISO 3219中所述测定。
“储存稳定的”或“可储存的”指的是组合物或物质可以在室温下在合适的容器中长期储存,通常在至少3个月直至高达6个月或更长时间内,其应用或使用性质不会由于存储而在与其使用相关的程度上改变。
“室温”是指23℃的温度。
与材料相关的“对增塑剂迁移敏感”是指其光学和/或机械性能可通过与增塑剂接触而改变或损坏到相关程度。
“增塑剂”是指没有化学结合入固化的聚合物内并通常对聚合物施加增塑作用的液体或溶解物质。
对增塑剂迁移敏感的基材尤其是多孔材料或形成应力裂纹的塑料。
在此,多孔材料尤其选自木材,纸张,纸板,石膏,砂浆,纤维水泥,混凝土和天然石材。合适的天然石材尤其是大理石,花岗岩,片麻岩,石灰石或砂岩,尤其是大理石。大理石是孔隙特别细的材料,因此对增塑剂迁移特别敏感。
多孔材料之所以对增塑剂迁移敏感是因为能够迁移的物质可以从固化的组合物迁移到材料的孔隙中并由此在固化的组合物附近产生斑点或污物。
形成应力裂纹的塑料尤其选自聚苯乙烯,聚碳酸酯,聚酯和PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)。
形成应力裂纹的塑料之所以对增塑剂迁移敏感是因为能够迁移的物质可以从固化的组合物中迁移到塑料中并且可以以这样的方式破坏塑料,使得即使在低负载的情况下在固化组合物的区域中在塑料中也能形成应力裂纹,而塑料的不与组合物接触的其余区域则不形成任何应力裂纹。这种现象也被称为环境应力开裂(ESC),主要发生在无定形聚合物的情况下。
对增塑剂迁移敏感的覆盖层尤其由聚合物材料组成或由其固化形成。
这样的覆盖层之所以对增塑剂迁移敏感是因为能够迁移的物质可以从与其接触的固化组合物迁移到覆盖层中,并因此可以破坏其固化和/或损坏它,使得其功能和/或其视觉外观受损。所观察到的尤其是软化,膨胀,粘性,覆盖层的斑点形成或浑浊,渗出(流出)或粘附问题,或覆盖层的分离。
优选的覆盖层是密封层或粘合层或涂层或保护膜。
密封层或粘合剂层尤其是基于聚氨酯,硅烷改性的聚合物或硅酮的密封剂或粘合剂。
涂层尤其是清漆,色漆或聚氨酯、聚环氧化物或聚丙烯酸酯的涂层。
保护膜尤其是由塑料制成的保护膜。
覆盖层可以由与组合物相同的材料组成。然而,关于增塑剂迁移特别关键的情况是,组合物和覆盖层在其配方方面彼此不同,例如在其增塑剂含量方面。优选地,组合物和覆盖层在它们的配方方面彼此不同。
组合物包含至少一种具有一个或多个式(I)的醛亚氨基的潜在固化剂。
Z优选是式(II)的基团,
其中R是具有6-20,优选8-16个碳原子的直链或支链的烷基或烷氧基。
式(I)的醛亚氨基因此优选是
R优选为具有10至14个碳原子的直链或支链的烷基或具有8至12个碳原子的直链或支链的烷氧基。
R尤其是具有10至14个碳原子的直链或支链的烷基。这种潜在的固化剂特别具有反应性。
R特别优选为支链烷基。这种潜在固化剂在室温下通常是液体并且具有相对较低的粘度,这对于其处理是非常有利的。
R最优选为具有10至14个碳原子的支链烷基。这种潜在的固化剂特别具有反应性,并且在室温下通常是液体并且具有相对低的粘度。
优选地,R处于间位或对位,尤其是在对位。这种潜在固化剂具有特别好的可获得性。
最优选地,R为式的基团,其中R1和R2各自为烷基并且一起具有9至13个碳原子。优选地,R1和R2基团各自是直链的。
最优选地,Z因此是式(IIa)的基团
其中R1和R2具有给出的定义。
式(I)的醛亚氨基因此最优选是
这种潜在固化剂具有特别好的可获得性和特别低的气味,并且在室温下通常是液体。
具有一个或多个式(I)的醛亚氨基的潜在固化剂优选为式(III)的聚醛亚胺,
其中
n是2或3,
A是n价烃基,其任选含有醚氧并具有28-6'000g/mol的分子量,和
Z具有已经给出的定义。
式(III)的聚醛亚胺在室温下通常为液体并且与多异氰酸酯一起储存稳定。
优选地,n是2。
优选地,A是n价脂族、脂环族或芳脂族烃基,其任选含有醚氧且具有28-6'000g/mol的分子量。基于脂族胺的这样的组合物的使用在毒理学方面是特别有利的。
特别优选地,A是分子量为28-300g/mol的二价脂族、脂环族或芳脂族烃基,其通过仲碳原子键合并镜像对称。这种潜在固化剂能够实现特别快速固化并且能够实现特别高的弹性模量。
在此,A尤其选自1,2-亚乙基,1,3-亚丙基,1,4-亚丁基,1,5-亚戊基,1,6-亚己基,1,8-亚辛基,1,10-亚癸基,1,12-亚十二烷基,1,3-亚环己基双(亚甲基),1,4-亚环己基双(亚甲基),1,3-亚苯基双(亚甲基)和1,4-亚苯基双(亚甲基)。
其中,优选的是1,6-亚己基,1,12-亚十二烷基,1,3-亚环己基双(亚甲基),1,4-亚环己基双(亚甲基),1,3-亚苯基双(亚甲基)或1,4-亚苯基双(亚甲基)。
这种潜在固化剂具有特别好的可获得性。
此外特别优选地,A是具有42-500g/mol的分子量的二价脂族或脂环族烃基,并且其通过至少一个叔碳原子或季碳原子键合和/或含有双环或三环环体系,或者是分子量为170-6'000g/mol且通过至少一个叔碳原子或季碳原子末端键合的n价聚氧化亚烷基基团。这种潜在固化剂特别是储存稳定的,尤其是与芳族异氰酸酯基团一起时,并且导致特别好的机械性能。
A在此尤其选自1,2-亚丙基,1,3-亚戊基,1,2-亚环己基,1,3-亚环己基,1,4-亚环己基,(1,5,5-三甲基环己烷-1-基)甲烷-1,3、4(2)-甲基-1,3-亚环己基,亚甲基二环己烷-4-基,亚甲基双(2-甲基环己烷-4-基),(双环[2.2.1]庚烷-2,5(2,6)-二基)二亚甲基,(三环[5.2.1.02,6]癸烷-3(4),8(9)-二基)二亚甲基,平均分子量为170-4'000g/mol的α,ω-聚氧化亚丙基和平均分子量为330-6'000g/mol的三羟甲基丙烷或甘油起始的三(ω-聚氧化亚丙基)。
其中,优选的是(1,5,5-三甲基环己烷-1-基)甲烷-1,3、4(2)-甲基-1,3-亚环己基,1,2-亚环己基,亚甲基二环己烷-4-基,(双环[2.2.1]庚烷-2,5(2,6)-二基)二亚甲基,(三环[5.2.1.02,6]癸烷-3(4),8(9)-二基)二亚甲基,平均分子量为170-2'000g/mol、尤其是170-470g/mol的α,ω-聚氧化亚丙基和平均分子量为330-450g/mol的三羟甲基丙烷或甘油起始的三(ω-聚聚氧化亚丙基)。
这种潜在固化剂具有特别好的可获得性。
具有一个或多个式(I)的醛亚氨基的潜在固化剂进一步优选为式(IV)的醛亚胺,
其中
A'是二价脂族或脂环族或芳脂族烃基,其任选地具有醚氧或胺氮且分子量为28-500g/mol,
X是O或S或NR0,其中R0是氢基或是具有1-30个碳原子的烃基,并且任选地含有至少一个羧酸酯基,腈基,硝基,膦酸酯基,砜基或磺酸酯基或式(I)的醛亚氨基,和
Z具有已经给出的定义。
式(IV)的醛亚胺任选地与式(IV')的环状化合物平衡,
其中X,A'和Z具有已经给出的定义。式(IV')化合物尤其是在式(IV)的醛亚胺中的醛亚氨基和HX基团被两个或三个碳原子隔开的情况下观察到;在这种情况下它们是2-取代的1,3-唑烷(5-元环)或四氢-1,3-嗪(6-元环)。
A'优选选自1,2-亚乙基,1,2-亚丙基,1,3-亚丙基,1,5-亚戊基,1,6-亚己基,(1,5,5-三甲基环己烷-1-基)甲烷-1,3和3-氧杂-1,5-亚戊基。
其中,优选的是1,2-亚乙基,1,3-亚丙基,1,6-亚己基,(1,5,5-三甲基环己烷-1-基)甲烷-1,3或3-氧杂-1,5-亚戊基。
优选地,X是O或NR0
优选地,R0为氢原子或具有1至18,尤其是1至12个碳原子的一价烃基,或者是其中L为具有1至6个碳原子的亚烷基,尤其是亚乙基、1,3-亚丙基或1,6-亚己基。
特别优选地,R0是具有1至12个碳原子的一价烃基或者是尤其是甲基、乙基、环己基、苄基或
如果X是O,则A尤其是(1,5,5-三甲基环己烷-1-基)甲烷-1,3或3-氧杂-1,5-亚戊基。
如果X是NR0,则A尤其是亚乙基并且R0或者A是1,3-亚丙基并且R0或甲基、乙基或环己基,或者A是1,6-亚己基并且R0
具有一个或多个式(I)的醛亚氨基的潜在性固化剂进一步优选为具有一个或多个式(V)的醛亚氨基的反应产物,
其中X,A'和Z具有已经给出的定义。
具有一个或多个式(V)的醛亚氨基的反应产物尤其由至少一种式(IV)的醛亚胺与至少一种多异氰酸酯反应获得。
对于该反应,将至少一种式(IV)的醛亚胺与至少一种多异氰酸酯在排除水分下混合,其中HX基团与存在的异氰酸酯基团反应。该反应可以在环境温度下或在升高的温度下进行。优选温度为0-180℃、优选10-180℃、尤其是20-180℃。在此可以存在催化剂,尤其是铋(III),锌(II),锆(IV)或锡(II)化合物或有机锡(IV)化合物。在该反应中,可以存在通常用于聚氨酯组合物中的物质的其他成分,例如催化剂、填料、增塑剂或溶剂。
该反应可以亚化学计量比的方式(即OH/NCO比低于1)进行。在此得到的是不仅具有醛亚氨基而且还具有异氰酸酯基的反应产物。该反应也可以以化学计量比或超化学计量比的方式(即OH/NCO比为1或更高)进行。在此得到的是不含异氰酸酯基团的反应产物。
用于制备具有一个或多个式(V)的醛亚氨基的反应产物的合适的多异氰酸酯是下文作为组合物的组分所提及的那些。
具有一个或多个式(V)的醛亚氨基的反应产物可以与所述组合物分开制备,或者其可以在所述组合物中原位形成。
具有一个或多个式(I)的醛亚氨基的最优选的潜在固化剂是式(III)的聚醛亚胺。
具有一个或多个式(I)的醛亚氨基的优选的潜在固化剂导致对于本发明的用途而言特别好的性能,并且具有特别好的可获得性和/或特别低的粘度和/或使得具有特别好的储存稳定性和/或特别好的机械性能或稳定性的组合物成为可能。
特别优选地,具有一个或多个式(I)的醛亚氨基的潜在固化剂选自N,N'-双(4-烷基亚苄基)-1,6-己二胺,N,N'-双(4-烷基亚苄基)-1,12-十二烷二胺,N,N'-双(4-烷基亚苄基)-1,3-双(氨基甲基)环己烷,N,N’-双(4-烷基亚苄基)-1,4-双(氨基甲基)环己烷,N,N’-双(4-烷基亚苄基)-1,3-双(氨基甲基)苯,N,N’-双(4-烷基亚苄基)-1,4-双(氨基甲基)苯,N,N’-双(4-烷基亚苄基)-3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己胺,N,N’-双(4-烷基亚苄基)-4(2)-甲基-1,3-环己烷二胺,N,N’-双(4-烷基亚苄基)-1,2-环己烷二胺,N,N’-双(4-烷基亚苄基)双(4-氨基环己基)甲烷,N,N’-双(4-烷基亚苄基)-2,5(2,6)-双(氨基甲基)双环[2.2.1]庚烷,N,N’-双(4-烷基亚苄基)-3(4),8(9)-双(氨基甲基)三环[5.2.1.02,6]癸烷,平均分子量为650-1050g/mol的N,N’-双(4-烷基亚苄基)聚氧丙烯二胺,平均分子量为1050-1350g/mol的N,N',N”-三(4-烷基亚苄基)聚氧丙烯三胺,和N-(4-烷基亚苄基)-3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己醇或N-(4-烷基亚苄基)-2-(2-氨基乙氧基)乙醇或N-(4-烷基亚苄基)-N'-甲基-1,3-丙二胺或N-(4-烷基亚苄基)-N'-乙基-1,3-丙二胺或N-(4-烷基亚苄基)-N'-环己基-1,3-丙二胺或N,N”-双(4-烷基亚苄基)-N'-(2-氨基乙基)乙烷-1,2-二胺或N,N”-双(4-烷基亚苄基)-N'-(3-氨基丙基)丙烷-1,3-二胺或N,N”-双(4-烷基亚苄基)-N'-(2-氨基乙基)丙烷-1,3-二胺或N,N”-双(4-烷基亚苄基)-N'-(6-氨基己基)己烷-1,6-二胺与多异氰酸酯的反应产物,其中烷基在每种情况下是直链或特别是支链的癸基,十一烷基,十二烷基,十三烷基或十四烷基。
具有一个或多个式(I)的醛亚氨基的潜在固化剂优选如下获得:至少一种具有伯氨基的化合物与至少一种式(VI)的醛在缩合反应中在释放水的条件下反应,任选地随后与至少一种多异氰酸酯反应,以得到具有一个或多个式(V)的醛亚氨基的反应产物。
在式(VI)中,Z具有已经给出的定义。
式(IV)的醛优选相对于伯氨基化学计量比地或化学计量比过量地使用。以这种方式,反应产物基本上或完全不含伯氨基。
具有一个或多个式(I)的醛亚氨基的潜在固化剂优选以来自该反应的反应产物的形式使用,其中醛相对于伯氨基化学计量比地或化学计量比过量地存在。
该反应有利地在15至120℃,优选20至100℃的温度下,任选在溶剂存在下进行。缩合水优选从反应混合物中除去,或者作为与合适的溶剂的共沸混合物或者优选直接通过蒸馏,任选在减压下除去。
任选地,反应中使用催化剂,尤其是酸催化剂。
特别优选在没有溶剂的情况下操作,并通过施加减压从加热的反应混合物中除去缩合水。
这种反应产物可以不经进一步后处理而用作组合物中的潜在固化剂。
优选将具有伯氨基的化合物和式(VI)的醛组合以得到反应混合物,其中醛相对于伯氨基化学计量比地或化学计量比过量地存在,并且缩合水通过合适的方法从反应混合物中除去,任选地在加热反应混合物的情况下除去。
具有伯氨基的优选化合物是式的伯多胺:其中A和n具有已经给出的定义。
以下是尤其适合的:1,2-乙二胺,1,2-丙二胺,1,3-丙二胺,1,4-丁二胺,1,3-丁二胺,2-甲基-1,2-丙二胺,1,3-戊二胺,1,5-戊二胺,2,2-二甲基-1,3-丙二胺,1,6-己二胺,1,5-二氨基-2-甲基戊烷,1,3,6-三氨基己烷,1,7-庚二胺,1,8-辛二胺,1,4,8-三氨基辛烷,2,5-二甲基-1,6-己二胺,1,9-壬二胺,2,2(4),4-三甲基-1,6-己二胺,4-氨基甲基-1,8-辛二胺,5-氨基甲基-1,8-辛二胺,1,10-癸二胺,1,11-十一烷二胺,1,6,11-三氨基十一烷,2-丁基-2-乙基-1,5-戊二胺,1,12-十二烷二胺,1,2-环己烷二胺,1,3-环己烷二胺,1,4-环己烷二胺,1,3,5-三氨基环己烷,1-氨基-3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己烷,4(2)-甲基-1,3-环己烷二胺,1,3-双(氨基甲基)环己烷,1,4–双(氨基甲基)环己烷,1,3,5-三(氨基甲基)环己烷,双(4-氨基环己基)甲烷,双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷,双(4-氨基-3-乙基环己基)甲烷,双(4-氨基-3,5-二甲基环己基)甲烷,双(4-氨基-3-乙基-5-甲基环己基)甲烷,2,5(2,6)-双(氨基甲基)双环[2.2.1]庚烷,3(4),8(9)-双(氨基甲基)三环[5.2.1.02,6]癸烷,1,3-双(氨基甲基)苯,1,4-双(氨基甲基)苯,1,3,5-三(氨基甲基)苯,3-氧杂-1,5-戊二胺,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,4,7,10-三氧杂十三烷-1,13-二胺,平均分子量为200-4000g/mol的α,ω-聚氧亚丙基二胺,尤其是产品D-230、D-400、XTJ-582、D-2000、XTJ-578、D-4000(均来自Huntsman),α,ω-聚氧亚丙基聚氧亚乙基二胺,尤其是产品ED-600、ED-900、ED-2003、HK-511(均来自Huntsman),α,ω-聚氧亚丙基聚氧-1,4-丁烯二胺,尤其是产品THF-100、THF-140、THF-230、XTJ-533或XTJ-536(均来自Huntsman),α,ω-聚氧亚丙基聚氧-1,2-丁烯二胺,尤其是产品XTJ-568或XTJ-569(均来自Huntsman),α,ω-聚氧-1,2-丁烯二胺,尤其是XTJ-523(来自Huntsman),平均分子量为380-6000g/mol的三羟甲基丙烷或甘油起始的三(ω-聚氧亚丙基胺),尤其是产品T-403,T-3000或T-5000(均来自Huntsman),三羟甲基丙烷起始的三(ω-聚氧亚丙基聚氧-1,2-丁烯胺),尤其是XTJ-566(来自Huntsman),1,3-苯二胺,1,4-苯二胺,4(2)-甲基-1,3-苯二胺(TDA),3,5-二乙基-2,4(6)-对苯二胺(DETDA)或4,4'-二氨基二苯基甲烷(MDA)。
其中优选的是1,2-乙二胺,1,2-丙二胺,1,3-丙二胺,1,4-丁二胺,1,3-戊二胺,1,5-戊二胺,1,6-己二胺,1,8-辛二胺,1,10-癸二胺,1,12-十二烷二胺,1,2-环己烷二胺,1,3-环己烷二胺,1,4-环己烷二胺,1-氨基-3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己烷,4(2)-甲基-1,3-环己烷二胺,1,3-双(氨基甲基)环己烷,1,4-双(氨基甲基)环己烷,双(4-氨基环己基)甲烷,双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷,2,5(2,6)-双(氨基甲基)双环[2.2.1]庚烷,3(4),8(9)-双(氨基甲基)三环[5.2.1.02,6]癸烷,1,3-双(氨基甲基)苯,1,4-双(氨基甲基)苯,平均分子量为200-4'000g/mol的聚氧丙烯二胺或平均分子量为380-6'000g/mol的三羟甲基丙烷或甘油起始的聚氧丙烯三胺。
优选的聚氧丙烯二胺或聚氧丙烯三胺是可商购产品D-230,D-400,D-2000,D-4000,T-403,T-3000,T-5000(来自Huntsman)或来自其他制造商的等同产品,特别是D-230,D-400或T-403或来自其他制造商的等同产品。
特别优选的是1,6-己二胺,1,12-十二烷二胺,1,3-双(氨基甲基)环己烷,1,4-双(氨基甲基)环己烷,1,3-双(氨基甲基)苯或1,4-双(氨基甲基)苯。
还特别优选1-氨基-3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己烷,4(2)-甲基-1,3-环己烷二胺,1,2-环己烷二胺,双(4-氨基环己基)甲烷,2,5(2,6)-双(氨基甲基)双环[2.2.1]庚烷,3(4),8(9)-双(氨基甲基)三环[5.2.1.02,6]癸烷,平均分子量为200-2'000g/mol、尤其是200-500g/mol的聚氧丙烯二胺,或平均分子量为380-500g/mol的三羟甲基丙烷或甘油起始的聚氧丙烯三胺。
具有伯氨基的进一步优选的化合物是式HX-A′-NH2的伯胺,其中X和A'具有已给出的定义。
以下是尤其合适的: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-1-十二烷醇或其更高级的同系物,4-(2-氨基乙基)-2-羟乙基苯,3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己醇,乙二醇如二乙二醇、二丙二醇、二丁二醇或这些二醇的更高级的低聚物或聚合物的含有伯氨基的衍生物,尤其是2-(2-氨基乙氧基)乙醇,2-(2-(2-氨基乙氧基)乙氧基)乙醇或α-(2-羟基甲基乙基)-ω-(2-氨基甲基乙氧基)-聚(氧基(甲基-1,2-乙二基),来自乙二醇的单氰乙基化和随后氢化的产物,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,3-(6-羟基己氧基)丙胺,巯基胺,例如特别是2-氨基乙硫醇,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-癸硫醇或12-氨基-1-十二烷硫醇,还有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,N-(2-氨基丙基)哌嗪,来自伯单胺的氰基乙基化或氰基丁基化以及随后氢化的二胺,例如特别是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-戊基胺,3-乙基氨基-1-戊基胺,3-丁基氨基-1-戊基胺,3-己基氨基-1-戊基胺,3-(2-乙基己基)氨基-1-戊基胺,3-十二烷基氨基-1-戊基胺或3-环己基氨基-1-戊基胺,或脂肪二胺如N-椰油烷基-1,3-戊基胺,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-丙二胺或N-(C16–22-烷基)-1,3-丙二胺,例如可以商品名从AkzoNobel获得的那些,脂族伯二胺与丙烯腈、马来酸二酯或富马酸二酯、柠康酸二酯,(甲基)丙烯酸酯,(甲基)丙烯酰胺或衣康酸二酯以1:1的摩尔比反应的迈克尔型加成的产物,还有双(六亚甲基)三胺(BHMT),二亚乙基三胺(DETA),二亚丙基三胺(DPTA),N-(2-氨基乙基)-1,3-丙二胺(N3-胺),N3-(3-氨基戊基)-1,3-戊二胺或N5-(3-氨基-1-乙基丙基)-2-甲基-1,5-戊二胺。
其中,优选的是2-氨基乙醇,2-氨基-1-丙醇,1-氨基-2-丙醇,3-氨基-1-丙醇,5-氨基-1-戊醇,6-氨基-1-己醇,3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己醇,2-(2-氨基乙氧基)乙醇,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,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,双(六亚甲基)三胺,二亚乙基三胺,二亚丙基三胺或N-(2-氨基乙基)-1,3-丙二胺。
特别优选的是3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己醇,2-(2-氨基乙氧基)乙醇,N-甲基-1,3-丙二胺,N-乙基-1,3-丙二胺,N-环己基-1,3-丙二胺,双(六亚甲基)三胺,二亚乙基三胺,二亚丙基三胺或N-(2-氨基乙基)-1,3-丙二胺。
优选的式(VI)的醛是式(VIa)的醛,其中R具有已经描述的定义。
特别优选的式(VI)的醛是式(VIb)的醛,其中R1和R2具有已经描述的定义。
尤其优选的式(VI)的醛是4-癸基苯甲醛,4-十一烷基苯甲醛,4-十二烷基苯甲醛,4-十三烷基苯甲醛或4-十四烷基苯甲醛,其中烷基是直链或支链的,尤其是支链的。
最优选的式(VI)的醛是包含4-癸基苯甲醛,4-十一烷基苯甲醛,4-十二烷基苯甲醛,4-十三烷基苯甲醛或4-十四烷基苯甲醛的混合物,它们的烷基主要是支链的。
优选地,组合物包含具有一个或多个式(I)的醛亚氨基的潜在固化剂的混合物,其中Z各自是式(II)的基团并且R选自具有6至20个碳原子的烷基。
特别优选地,组合物包含具有一个或多个式(I)的醛亚氨基的潜在固化剂的混合物,其中Z各自是式(II)的基团并且R选自直链或特别是支链的癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基和十四烷基。
这种混合物特别容易在工业上获得。
组合物还包含至少一种多异氰酸酯和/或至少一种含异氰酸酯基团的聚氨酯聚合物。
合适的多异氰酸酯尤其是可商购的多异氰酸酯,尤其是
-芳族二异氰酸酯或三异氰酸酯,优选4,4'-或2,4'-或2,2'-二苯甲烷二异氰酸酯或这些异构体的任意混合物(MDI)、2,4-或2,6-甲苯二异氰酸酯或这些异构体的任意混合物(TDI)、MDI和MDI-同系物(聚合MDI或PMDI)的混合物、1,3-或1,4-苯二异氰酸酯、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)、邻联茴香胺二异氰酸酯(DADI)、三-(4-异氰酸基苯基)甲烷或三-(4-异氰酸基苯基)硫代磷酸酯;优选MDI或TDI;
-脂族、脂环族或芳脂族二异氰酸酯或三异氰酸酯,优选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/或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-或赖氨酸酯二异氰酸酯、环己烷-1,3-或-1,4-二异氰酸酯、1-甲基-2,4-和/或-2,6-二异氰酸基环己烷(H6TDI)、1-异氰酸基-3,3,5-三甲基-5-异氰酸基甲基环己烷(IPDI)、全氢-2,4'-和/或-4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯(H12MDI)、1,3-或1,4-双-(异氰酸基甲基)环己烷、间-或对-亚二甲苯基二异氰酸酯、四甲基-1,3-或-1,4-亚二甲苯基二异氰酸酯、1,3,5-三(异氰酸基甲基)苯、双-(1-异氰酸基-1-甲基乙基)萘、二聚或三聚脂肪酸异氰酸酯如特别是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);优选H12MDI或HDI或IPDI;
-上述二异氰酸酯或三异氰酸酯的低聚物或衍生物,特别是源自HDI、IPDI、MDI或TDI的,特别是包含脲二酮基团或异氰脲酸酯基团或亚氨基噁二嗪二酮基团或这些不同基团的低聚物;或包含酯基团或脲基团或氨基甲酸酯基团或缩二脲基团或脲基甲酸酯基团或碳化二亚胺基团或脲酮亚胺基团或噁二嗪三酮基团或这些不同基团的双官能或多官能衍生物。上述多异氰酸酯在实践中通常表示具有不同低聚度和/或化学结构的物质的混合物。其特别具有2.1至4.0的平均NCO-官能度。
特别优选的多异氰酸酯为HDI、IPDI、H12MDI、TDI、MDI或在室温下为液体形式的MDI。
在室温下为液体形式的MDI是通过部分化学改性(特别是碳二亚胺化或形成脲酮亚胺或与多元醇形成加合物)而液化的4,4'-MDI,或通过特意混合产生的或通过制备方法导致的4,4'-MDI与其它MDI-异构体(2,4'-MDI和/或2,2'-MDI)和/或MDI-低聚物和/或MDI-同系物(PMDI)的混合物。
合适的含异氰酸酯基团的聚氨酯聚合物特别通过至少一种多元醇与超化学计量的量的至少一种多异氰酸酯的反应获得。所述反应优选在排除水分的情况下在50至160℃的温度下任选在合适催化剂的存在下进行。NCO/OH-比例优选在1.3/1至2.5/1的范围内。可以特别通过蒸馏除去OH-基团反应之后反应混合物中剩余的多异氰酸酯(特别是单体二异氰酸酯),这在高NCO/OH-比例的情况下是优选的。获得的聚氨酯聚合物优选具有在0.5至10重量%,特别是1至5重量%,特别优选1至3重量%范围内的游离异氰酸酯基团含量。任选地,聚氨酯聚合物可以在并用增塑剂或溶剂的情况下制得,其中所使用的增塑剂或溶剂不包含对异氰酸酯有反应性的基团。
作为用于制备含异氰酸酯基团的聚氨酯聚合物的多异氰酸酯,优选的是已经提及的多异氰酸酯,特别是二异氰酸酯,特别是MDI、TDI、IPDI、HDI或H12MDI。
合适的多元醇是可商购的多元醇或其混合物,尤其是
–聚醚多元醇,尤其是聚氧化亚烷基二醇和/或聚氧化亚烷基三醇,尤其是环氧乙烷或1,2-环氧丙烷或1,2-或2,3-环氧丁烷或氧杂环丁烷或四氢呋喃或其混合物的聚合产物,其中这些可以借助具有两个或更多个活性氢原子的起始分子聚合,所述具有两个或更多个活性氢原子的起始分子尤其是起始物分子如水,氨或具有多个OH或NH基团的化合物,例如1,2-乙二醇,1,2-或1,3-丙二醇,新戊二醇,二乙二醇,三乙二醇,异构的二丙二醇或三丙二醇,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-或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,甘油或苯胺,或上述化合物的混合物。同样合适的是具有分散在其中的聚合物颗粒的聚醚多元醇,特别是具有苯乙烯-丙烯腈-颗粒(SAN)或聚脲颗粒或聚亚肼基二甲酰胺颗粒(PHD)的那些。优选的聚醚多元醇为聚氧化亚丙基二元醇或聚氧化亚丙基三元醇,或所谓的环氧乙烷封端的(EO-封端的)聚氧化亚丙基二元醇或三元醇。后者为聚氧化亚乙基-聚氧化亚丙基-混合多元醇,所述聚氧化亚乙基-聚氧化亚丙基-混合多元醇特别这样获得:在聚丙氧基化反应结束之后用环氧乙烷进一步烷氧基化聚氧化亚丙基二元醇或三元醇,因此最后使其具有伯羟基。
优选的聚醚多元醇具有小于0.02mEq/g,特别是小于0.01mEq/g的不饱和度。
-聚酯多元醇(也被称为低聚酯醇),其根据已知方法(特别是羟基羧酸或内酯的缩聚或脂族和/或芳族聚羧酸与二元或多元醇的缩聚)制得。优选的是得自二元醇(例如特别是1,2-乙二醇、二乙二醇、1,2-丙二醇、二丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、甘油、1,1,1-三羟甲基丙烷或上述醇的混合物)与有机二羧酸或其酸酐或酯(例如特别是丁二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、癸二酸、十二烷二羧酸、马来酸、富马酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸或六氢邻苯二甲酸或上述酸的混合物)的反应的聚酯二元醇,或由内酯(例如特别是ε-己内酯)形成的聚酯多元醇。特别优选的是得自己二酸或癸二酸或十二烷二羧酸和己二醇或新戊二醇的聚酯多元醇。
-聚碳酸酯多元醇,例如通过例如上述为构建聚酯多元醇所使用的醇与碳酸二烷基酯、碳酸二芳基酯或碳酰氯的反应获得的那些。
-带有至少两个羟基的嵌段共聚物,所述嵌段共聚物具有至少两个不同的具有上述类型的聚醚、聚酯和/或聚碳酸酯结构的嵌段,特别是聚醚聚酯多元醇。
-聚丙烯酸酯多元醇和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;或者通过天然脂肪和油的化学改性获得的(所谓的油脂化学的)多元醇,例如通过不饱和油的环氧化和之后的用羧酸或醇开环获得的环氧聚酯或环氧聚醚,或通过不饱和油的加氢甲酰化和氢化获得的多元醇;或由天然脂肪和油通过分解过程(例如醇解或臭氧分解)和所获得的分解产物或其衍生物的之后的化学键接(例如通过酯交换或二聚)获得的多元醇。天然脂肪和油的合适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),所述甲基酯(FAME)可以例如通过加氢甲酰化和氢化衍生成羟基脂肪酸酯。
–聚烃多元醇,也被称为低聚烃醇,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-共聚物、乙烯-丁烯-共聚物或乙烯-丙烯-二烯-共聚物,例如由Kraton Polymers公司制得的那些;多羟基官能的二烯(特别是1,3-丁二烯)聚合物,所述聚合物特别也可以通过阴离子聚合制备;多羟基官能的二烯共聚物,所述二烯例如为1,3-丁二烯或二烯混合物和乙烯基单体,例如苯乙烯、丙烯腈、氯乙烯、乙酸乙烯酯、乙烯醇、异丁烯和异戊二烯,例如多羟基官能的丙烯腈/丁二烯-共聚物,例如可以通过环氧化物或氨基醇和羧基封端的丙烯腈/丁二烯-共聚物(例如以名称CTBN或CTBNX或ETBN市售获自Emerald Performance Materials)制备的那些;以及氢化的多羟基官能的二烯聚合物或共聚物。
特别合适的还有所述多元醇的混合物。
优选的是聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚(甲基)丙烯酸酯多元醇或聚丁二烯多元醇。
特别优选的是聚醚多元醇、聚酯多元醇(特别是脂族聚酯多元醇)或聚碳酸酯多元醇(特别是脂族聚碳酸酯多元醇)。
最优选的是聚醚多元醇,特别是聚氧化亚丙基二元醇或三元醇或环氧乙烷封端的聚氧化亚丙基二元醇或三元醇。
优选的是平均分子量在400至20000g/mol,优选1000至15000g/mol范围内的多元醇。
优选的是OH-官能度在1.6至3范围内的多元醇。
优选的是在室温下为液体的多元醇。
在制备含异氰酸酯基团的聚氨酯聚合物时还可以并用一定含量的双官能或多官能醇,特别是1,2-乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,3-戊二醇、1,5-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、新戊二醇、二溴新戊二醇、1,2-己二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,2-辛二醇、1,8-辛二醇、2-乙基-1,3-己二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、三丙二醇、1,3-或1,4-环己烷二甲醇、乙氧基化双酚A、丙氧基化双酚A、环己二醇、氢化双酚A、二聚脂肪酸醇、1,1,1-三羟甲基乙烷、1,1,1-三羟甲基丙烷、甘油、季戊四醇、糖醇例如特别是木糖醇、山梨醇和甘露醇,或糖例如特别是蔗糖,或上述醇或上述醇混合物的烷氧基化衍生物。
含异氰酸酯基团的聚氨酯聚合物优选具有在1500至20000g/mol,特别是2000至15000g/mol范围内的平均分子量。
其优选在室温下为液体。
组合物优选包含至少一种如上所述的含异氰酸酯基团的聚氨酯聚合物。
除了含有异氰酸酯基团的聚氨酯聚合物之外,组合物还可以包含至少一种二异氰酸酯和/或二异氰酸酯的低聚物或聚合物,尤其是室温下液体形式的MDI或PMDI或IPDI异氰脲酸酯或TDI低聚物或基于TDI/HDI或HDI低聚物的混合的异氰脲酸酯。
组合物优选除了至少一种多异氰酸酯和/或至少一种含异氰酸酯基团的聚氨酯聚合物和至少一种具有一个或多个式(I)的醛亚氨基的潜在固化剂之外,还包含至少一种增塑剂。
合适的增塑剂尤其是羧酸酯,如邻苯二甲酸酯,特别是邻苯二甲酸二异壬酯(DINP),邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)或邻苯二甲酸二(2-丙基庚酯)(DPHP),氢化邻苯二甲酸酯,尤其是氢化的邻苯二甲酸二异壬酯(DINCH),对苯二甲酸酯,尤其是对苯二甲酸二辛酯,偏苯三酸酯,己二酸酯,尤其是己二酸二辛酯,壬二酸酯,癸二酸酯,苯甲酸酯,二醇醚,二醇酯,有机磷酸酯或磺酸酯,聚丁烯,聚异丁烯或衍生自天然脂肪或油的增塑剂,尤其是环氧化大豆油或亚麻子油。
如果组合物包含至少一种增塑剂,则组合物中增塑剂的含量优选为1重量%至35重量%。
优选地,组合物另外包含一种或多种其他成分,所述成分尤其选自催化剂,填料和溶剂。
用于水解醛亚氨基的合适的催化剂尤其是有机酸,尤其是羧酸如2-乙基己酸,月桂酸,硬脂酸,异硬脂酸,油酸,新癸酸,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,六氢邻苯二甲酸酐或甲基六氢邻苯二甲酸酐,羧酸的甲硅烷基酯,有机磺酸如甲磺酸,对甲苯磺酸或4-十二烷基苯磺酸,磺酸酯,其他有机或无机的酸,或上述酸和酸酯的混合物。特别优选的是羧酸,尤其是芳族羧酸如苯甲酸,2-硝基苯甲酸或尤其是水杨酸。
合适的催化剂还有用于加速异氰酸酯基团反应的催化剂,特别是有机锡(IV)化合物例如特别是二乙酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、二氯二丁基锡、二乙酰丙酮二丁基锡、二月桂酸二甲基锡、二乙酸二辛基锡、二月桂酸二辛基锡或二乙酰丙酮二辛基锡,铋(III)或锆(IV)特别与选自如下的配体的络合物:醇盐、羧酸酯、1,3-二酮化物、羟基喹啉盐、1,3-酮酸酯和1,3-酮酰胺,或含叔氨基的化合物例如特别是2,2'-二吗啉代二乙醚(DMDEE)。
特别地,不同催化剂的组合物也是合适的。
合适的填料特别是任选涂布有脂肪酸、特别是硬脂酸酯的研磨或沉淀碳酸钙,重晶石(沉晶石),石英粉,石英砂,白云石,硅灰石,高岭土,煅烧高岭土,层状硅酸盐例如云母或滑石,沸石,氢氧化铝,氢氧化镁,二氧化硅(包括来自热解过程的高分散性二氧化硅),水泥,石膏,飞灰,工业制得的烟黑,石墨,金属粉末例如铝、铜、铁、银或钢,PVC-粉末或空心球。
合适的溶剂尤其是丙酮,甲乙酮,甲基正丙基酮,二异丁基酮,甲基异丁基酮,甲基正戊基酮,甲基异戊基酮,乙酰丙酮,异亚丙基丙酮,环己酮,甲基环己酮,乙酸乙酯,乙酸丙酯,乙酸丁酯,丙酸正丁酯,丙二酸二乙酯,乙酸1-甲氧基-2-丙基酯,3-乙氧基丙酸乙基酯,二异丙醚,二乙醚,二丁醚,二乙二醇二乙醚,乙二醇二乙醚,乙二醇单丙醚,乙二醇单-2-乙基己基醚,甲苯,二甲苯,庚烷,辛烷,石脑油,石油溶剂,石油醚或汽油,尤其是SolvessoTM产品(来自Exxon),以及二氯甲烷,碳酸亚丙酯,丁内酯,N-甲基吡咯烷酮或N-乙基吡咯烷酮。
组合物可以包含通常用于聚氨酯组合物的其他添加剂。更具体地,可以存在以下助剂和添加剂:
–无机或有机颜料,尤其是二氧化钛,氧化铬或氧化铁;
–纤维,尤其是玻璃纤维,碳纤维,金属纤维,陶瓷纤维,塑料纤维如聚酰胺纤维或聚乙烯纤维,或天然纤维如羊毛,纤维素,大麻或剑麻;
–染料;
–干燥剂,尤其是分子筛粉末,氧化钙,高反应性异氰酸酯如对甲苯磺酰基异氰酸酯,单体二异氰酸酯,单唑烷如2(来自Incorez)或原甲酸酯;
–粘合促进剂,尤其是有机烷氧基硅烷,尤其是环氧基硅烷,例如特别是3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷或3-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷,(甲基)丙烯酰基硅烷,酸酐基硅烷,氨基甲酸酯基硅烷,烷基硅烷或亚氨基硅烷,或这些硅烷的低聚物形式,或钛酸酯;
-潜在固化剂或交联剂,尤其是酮亚胺,烯胺,唑烷或具有不符合式(I)的醛亚氨基的醛亚胺;
–流变改性剂,尤其是增稠剂,尤其是片状硅酸盐如膨润土,蓖麻油衍生物,氢化蓖麻油,聚酰胺,聚酰胺蜡,聚氨酯,脲化合物,热解法二氧化硅,纤维素醚或疏水改性的聚氧乙烯;
–天然树脂,脂肪或油如松香,虫胶,亚麻籽油,蓖麻油或豆油;
–非反应性聚合物,尤其是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、乙酸乙烯酯或(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-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)或无规聚α-烯烃(APAO);
–阻燃物质,尤其是已经提到的氢氧化铝或氢氧化镁填料,以及特别是有机磷酸酯,例如特别是磷酸三乙酯,磷酸三甲苯酯,磷酸三苯酯,磷酸二苯基甲苯酯,磷酸异癸基二苯酯,磷酸三(1,3-二氯-2-丙基)酯,磷酸三(2-氯乙基)酯,磷酸三(2-乙基己基)酯,磷酸三(氯异丙基)酯,磷酸三(氯丙基)酯,异丙基化的磷酸三苯酯,不同异丙基化程度的磷酸单(异丙基苯基)酯、磷酸双(异丙基苯基)酯或磷酸三(异丙基苯基)酯,间苯二酚双(二苯基磷酸酯),双酚A-双(二苯基磷酸酯)或多磷酸铵;
–添加剂,尤其是润湿剂,流平剂,消泡剂,脱气剂,抗氧化、热、光或UV辐射的稳定剂或杀生物剂;
或通常用于湿固化性组合物中的其他物质。
在将某些物质混合到组合物中之前,将其化学或物理干燥可能是可取的。
在所述组合物中,醛亚氨基团和异氰酸酯基团之间的比例优选在0.05至1.1,特别优选0.1至1.0,特别是0.2至0.9的范围内。
组合物优选包含5至90重量%,特别是10至80重量%范围内含量的多异氰酸酯和含异氰酸酯基团的聚氨酯聚合物。
所述组合物特别在排除水分的情况下制得并且在环境温度下在不透水分的容器中储存。合适的不透水分的容器特别由任选涂布的金属和/或塑料制成并且特别是桶、容器、瓶、斗、筒、罐、袋、软管袋、料盒或管。
组合物可以以单组份组合物的形式或者以多组份(特别是双组份)组合物的形式存在。
“单组份”表示这样的组合物:组合物的所有成分存在于相同容器中并且本身储存稳定。
“双组份”表示这样的组合物:组合物的成分存在于两个不同的组分中,所述两个不同的组分储存在彼此分离的容器中并且在紧接着施用组合物之前或者在施用组合物的过程中才彼此混合。
组合物优选为单组份的。其在合适的包装和储存中通常在数月至一年或更久的时间内储存稳定。
在施用组合物时开始固化过程。其结果是形成经固化的组合物。
在单组份组合物的情况下,以其自身形式施用该组合物然后在水分或水的作用下开始固化。为了加速固化,可以在施用时在组合物中混入包含或释放水和/或催化剂的促进剂组分,或者可以在其施用之后使组合物与所述促进剂组分接触。
在双组份组合物的情况下,在混合两种组分之后施用该组合物并且通过内部反应开始固化,其中任选通过外部水分的作用使固化完全。两种组分的混合可以使用动态混合机或静态混合机连续或间歇地进行。
在固化时,异氰酸酯基团在水分的作用下与式(I)的聚醛亚胺的醛亚氨基团和任选存在的其它封闭氨基反应。一部分异氰酸酯基团(特别是相对于醛亚氨基团过量的异氰酸酯基团)在水分的作用下彼此和/或与组合物中任选存在的其它反应性基团(特别是羟基或自由氨基)反应。造成组合物固化的异氰酸酯基团的全部反应被称为交联。
单组份组合物的固化所需的水分优选通过扩散从空气(空气水分)进入组合物。在与空气接触的组合物表面上形成经固化组合物的固体层(“结皮”)。固化沿着扩散方向从外向内进行,其中结皮变得越来越厚并且最终包裹所有施加的组合物。水分也可以额外地或完全地从一个或多个其上施加有组合物的基材进入组合物和/或源自促进剂组分,所述促进剂组分在施用之时混入组合物或者在施用之后与混合物接触(例如通过涂抹或喷射)。
为了实现双组份组合物的完全固化,任选需要的外来水分优选源自空气和/或基材。
优选在环境温度下,特别是在约0至50℃,优选5至40℃的范围内施用组合物。
组合物的固化优选同样在环境温度下进行。
所述组合物具有相对长的开放时间。“开放时间”表示固化过程开始之后组合物可以加工或后加工的时间段。
直至形成结皮的时间(“结皮时间”)或直至无粘性的时间(“表干时间”)为开放时间的量度。
在交联时释放式(VI)的醛。所述醛基本上不挥发并且无气味并且大部分留在经固化组合物中。其在经固化组合物中作为或充当增塑剂。因此其原则上自身可以迁移和/或影响增塑剂的迁移。式(VI)的醛与经固化组合物极好地相容,自身几乎不迁移并且也不会引发更多的增塑剂迁移。
该组合物用作用于对增塑剂迁移敏感的至少一个基材和/或至少一个覆盖层的弹性粘合剂、密封剂或涂料。
这样的用途在建筑和工业领域中。
工业领域中的优选用途是组装粘合剂和接缝密封剂,用它们施用至形成应力裂纹的塑料或在其上涂漆或在其上粘合。
建筑领域中的优选用途是用于接缝的弹性密封的密封剂,其中接缝的一个或两个侧面由多孔材料构成,或者其上被涂漆或刷涂,例如用于在地下工程中的间隙和空腔之间的接合,例如在道路,跑道,开放空间或桥梁,或地上工程中,例如立面,浴室或厨房。
建筑领域的其他优选应用是用于木材或拼接地板的弹性粘合剂。
建筑领域的其他优选应用是屋顶或阳台上的弹性防水涂料或用于停车场或桥梁的裂纹桥接涂料。
该组合物可以配制成使其具有糊状稠度和结构粘性性质。这种组合物借助合适的装置,例如从可商购的盒或大桶或圆桶,例如以胶条形式施用,其中所述胶条可以具有基本上圆形或三角形的横截面积。
组合物也可以配制成使得其是流体且所谓“自流平”的或仅略微触变的并且可以倾倒出来用于应用。作为涂层,其例如可以随后例如借助辊,滑杆,齿形镘刀或刮刀将其平面分布直至期望的层厚度。在一个操作中,通常施加0.5至3mm,尤其是1.0至2.5mm的层厚度。
可以用所述组合物粘合或密封或涂布的合适的基材特别是
-玻璃,玻璃陶瓷,混凝土,砂浆,纤维水泥,尤其是纤维水泥板,砖,瓷砖,石膏,尤其是石膏板,或天然石材如花岗岩或大理石;
-基于PCC(聚合物改性的水泥砂浆)或ECC(环氧树脂改性的水泥砂浆)的修复料或流平料;
-金属和合金,例如铝、铁、钢或有色金属,以及经表面处理的金属或合金,例如镀锌或镀铬的金属;
-沥青或柏油;
-皮革、织物、纸、木材、与树脂(例如酚树脂、三聚氰胺树脂或环氧树脂)结合的木质材料、树脂-织物-复合材料和其它所谓的聚合物复合物;
-塑料例如硬质和软质PVC、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺、PMMA、ABS、SAN、环氧树脂、酚树脂、PUR、POM、TPO、PE、PP、EPM或EPDM,各自是未经处理或表面处理的,例如借助于等离子体、电晕或火焰处理;
-纤维增强的塑料,例如碳纤维增强的塑料(CFK)、玻璃纤维增强的塑料(GFK)和片状模塑复合物(SMC);
-绝缘发泡体,尤其是由EPS、XPS、PUR、PIR、岩棉、玻璃棉或发泡的玻璃(泡沫玻璃)制成的;
-涂层或涂漆的基材,尤其是涂漆的砖、涂层的混凝土、粉末涂层的金属或合金或涂漆的金属板;
-色漆或清漆,尤其是汽车面漆。
在需要的情况下,基材可以在施加组合物之前进行预处理,特别是通过物理和/或化学清洗方法或者通过施涂活化剂或底漆。
可以粘合和/或密封两个相同或两个不同的基材。
在这种情况下,至少一种基材对增塑剂迁移敏感,或者组合物在其施用后与对增塑剂迁移敏感的至少一个覆盖层接触。
本发明还提供了由本发明的用途获得的粘合连接体或密封连接体或涂覆连接体,其包含:
-如上所述的任选固化的组合物,和
-如上所述,粘附到组合物上的对增塑剂迁移敏感的基材,和/或粘附到组合物上的对增塑剂迁移敏感的覆盖层。
优选地,所述连接体是弹性密封体并且包括
-对增塑剂迁移敏感的基材,
-粘附在其上的经固化的组合物,
-任选的,粘附到组合物上的另外的基材,和
-任选的,粘附到组合物上的覆盖层,其特别是色漆刷涂层,清漆,涂层,密封层或保护膜;
或者
-基材,
-粘附在其上的经固化的组合物,
-粘附到组合物上的覆盖层,其尤其是色漆刷涂层,清漆,涂层,密封层或保护膜,和
-任选的,粘附到组合物上的另外的基材。
在两个基材之间密封的情况下,两个基材可以各自由相同材料或不同材料组成。
在这样的密封连接体中,固化的组合物层的厚度通常在0.5至70mm,尤其是在2至50mm的范围内。
色漆刷涂层或清漆形式的覆盖层的厚度通常在0.03至2mm的范围内,尤其是在0.05至1mm的范围内。
涂层形式的覆盖层的厚度通常在1至10mm,尤其是在1.5至5mm的范围内。
密封层形式的覆盖层的厚度通常在1至50mm,尤其是在2至30mm的范围内。
保护膜形式的覆盖层的厚度通常在0.01至3mm,尤其是在0.05至1.5mm的范围内。
这样的弹性密封体形式的连接可以是例如密封的连接,例如混凝土元件之间的膨胀连接,大理石板之间的地板连接或由木材制成的船甲板上的两个部件之间的连接。该组合物在此粘附到对增塑剂迁移敏感的一个或两个多孔基材上。在大理石片材之间的地板连接的实例中,增塑剂迁移时会在接缝侧面旁边产生深色斑点状条带,这显著损害昂贵地板的视觉外观并且实际上不能通过清洁去除。
这样的弹性密封形式的连接例如也可以是上层涂漆的接缝密封,例如在车辆的车身区域中,或者例如在建筑结构中上层涂漆有色漆刷涂层的接缝。增塑剂迁移会破坏清漆或色漆刷涂层,使得其固化被破坏或随后发生软化、膨胀或粘性。在此有可能即使覆盖层的轻微变化也会导致问题,因为上层涂漆或上层刷涂通常不仅覆盖密封剂而且还覆盖更大的面积,例如整个车身部件或更大面积的立面。当增塑剂迁移导致密封剂上方区域的颜色、光泽或污染程度轻微视觉变化时,覆盖层的颜色或光泽的轻微变化也将作为不美观的条带或阴影而变得明显可见。
这样的弹性密封形式的连接还可以例如是覆盖有保护膜的车辆的车身区域中的接缝密封。这样的保护膜例如可用于防止在涂漆之前污染部件,并且在涂漆之前可以以简单的方式去除。在增塑剂迁移的情况下,可能出现这样的情况,即密封的接缝区域中的保护膜已经被改变到不能再根据需要从其分离的程度。
这样的弹性密封件形式的连接也可以例如是其中密封剂已经在两侧上施用于两种不同材料上的密封的接缝。这样的两层接缝例如出现接合在不透水基材之间的深接缝时,其中将含水组分在施用时候混入组合物中以在深层可靠地固化,而上部接合区域用第二种密封剂填充,该第二种密封剂具有特别好的表面性能,但不适合混入含水组分。在此,上部密封剂的良好表面性能不应该被来自固化组合物形式的下部密封剂中的增塑剂迁移而破坏。
进一步优选地,连接体是弹性粘合体并且包括a)
-对增塑剂迁移敏感的第一基材,
-粘附在其上的经固化的组合物,和
-粘附到组合物的第二基材;
或b)
-第一基材,
-粘附在其上的经固化的组合物,
-粘附到组合物上的第二基材,
-粘附到组合物的覆盖层,其尤其是色漆刷涂层,清漆,涂层或密封层和/或粘合层;
或c)
-第一基材,
-粘附在其上的经固化的组合物,
-粘附到组合物的覆盖层,其尤其是粘合层,
-粘合到覆盖层上的第二基材。
粘合连接体中的两个基材可以各自由相同材料或不同材料组成。它们通常由不同的材料组成。
术语“密封和/或粘合层”是指可以实现密封功能和粘合功能二者的层。
这样的粘合连接体中固化的组合物层的厚度通常在0.5至50mm的范围内,尤其是在1至35mm的范围内。
色漆刷涂料或清漆形式的覆盖层的厚度通常在0.03至2mm的范围内,尤其是在0.05至1mm的范围内。
涂层形式的覆盖层的厚度通常在1至10mm的范围内,尤其是在1.5至5mm的范围内。
密封和/或粘合层或粘合层形式的覆盖层的厚度通常在1至50mm的范围内,尤其是2至30mm的范围内。
对应于情况a)的粘合连接体是例如木材或纸板与第二基材的粘合,其中增塑剂迁移可在基材中产生斑点,或者对形成应力开裂敏感的塑料与第二基材粘合,其中即使在粘合剂区域中的小应力的情况下增塑剂迁移也会在塑料中引起应力裂纹,这会破坏粘合的功能和视觉外观。
对应于情况b)的粘合连接例如是两个基材的上层涂漆形成的粘合,其中在增塑剂迁移的情况下漆层可以以已经描述的方式损坏,或者两个或三个基材之间的粘合,其中在两个基材之间存在填充有密封剂和/或粘合剂的接缝,其中所述密封剂和/或粘合剂与固化的组合物不同并且构成覆盖层。例如在将具有弹性粘合剂的面板粘合到墙壁或框架上时就存在这样的情况,其中面板之间的接缝仅部分地填充有弹性粘合剂并且这些接缝被另外的密封剂和/或粘合剂关注,例如弹性较小但特别耐洗的密封剂和/或粘合剂,其中两种材料彼此粘附。在增塑剂迁移的情况下,上部密封层和/或粘合剂层可能被损坏,从而损害其功能、尤其是其视觉外观或耐洗性。
对应于情况c)的粘合连接例如出现在修理弹性粘合的挡风玻璃的情况下,其中有缺陷的挡风玻璃被切掉并且一部分固化的旧的粘合剂保留。新的挡风玻璃用新鲜的粘合剂粘合到该旧的固化的粘合剂上。在两种粘合剂之间发生增塑剂迁移的情况下,粘合可能会变弱。
进一步优选地,连接体是弹性涂覆体并且包含
-基材,
-粘附在其上的经固化的组合物,和
-粘附到组合物上的覆盖层,其尤其是色漆刷涂层,清漆或涂层。
这样的涂覆连接体中经固化的组合物层的厚度通常在1至10mm,优选1.5至7mm,尤其是2至6mm的范围内,并且可以已经以一个或多个工序被施加。
色漆刷涂层或清漆形式的覆盖层的厚度通常在0.03至2mm的范围内,尤其是在0.05至1mm的范围内。
涂层形式的覆盖层的厚度通常在1至10mm的范围内,尤其是在1.5至5mm的范围内。
这样的涂覆连接体例如是在例如停车库或桥上的裂缝桥接地板覆层,或在屋顶或阳台上以液体形式施加的密封膜,其中分别在其上层涂覆有顶涂层,密封层,色漆刷涂层或清漆,其中增塑剂迁移会以所述的方式损坏覆盖层。
实施例
以下举出的是意在阐明详细描述的本发明的实施例。应该理解,本发明不限于这些所描述的工作实施例。
使用的醛:
醛-1:借助HF-BF3催化甲酰化主要含有支链4-(C10–14-烷基)苯甲醛的C10–14-烷基苯得到的经分馏的反应混合物。(平均醛当量290g/Eq)
2,2-二甲基-3-月桂酰丙醛(284.4g/mol)
苯甲醛(106.1g/mol)
对叔丁基苯甲醛(162.2g/mol)
3-苯氧基苯甲醛(198.2g/mol)
醛-1是式(VI)醛的混合物,而2,2-二甲基-3-月桂酰氧基丙醛,苯甲醛,对叔丁基苯甲醛和3-苯氧基苯甲醛不符合式(VI)。
醛亚胺的制备:
胺值(包括醛亚氨基)借助滴定(用0.1N HClO4的乙酸溶液相对于结晶紫指示剂)测定。
使用恒温的Rheotec RC30锥板粘度计(锥直径50mm,锥角1°,锥尖-板距离0.05mm,剪切速率10s-1)测量粘度。
醛亚胺A1:
在氮气气氛下将50.00克醛-1首先装入圆底烧瓶中。在搅拌的同时,加入13.93克3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己胺,然后在80℃和10毫巴减压下除去挥发性成分。获得淡黄色无味且pH中性的液体,其在20℃下的粘度为21.3Pa·s并且胺值为150.1mg KOH/g。
醛亚胺A2:
在氮气气氛下将50.00克醛-1首先装入圆底烧瓶中。在搅拌的同时,加入13.58克己烷-1,6-二胺溶液(70重量%水溶液),然后在80℃和10毫巴的减压下除去挥发性成分。获得淡黄色无味且pH中性的液体,其在20℃下的粘度为1.0Pa·s并且胺值为161.6mgKOH/g。
醛亚胺A3:
在氮气气氛下将50.00克醛-1首先装入圆底烧瓶中。在搅拌的同时,加入11.14克1,3-双(氨基甲基)苯,然后在80℃和10毫巴减压下除去挥发性成分。获得淡黄色无味且pH中性的液体,其在20℃下的粘度为2.6Pa·s并且胺值为155.7mg KOH/g。
醛亚胺A4:
在氮气气氛下将50.00克醛-1首先装入圆底烧瓶中。在搅拌的同时,加入11.63克1,3-双(氨基甲基)环己烷,然后在80℃和10毫巴的减压下除去挥发性成分。获得淡黄色无味且pH中性的液体,其在20℃下的粘度为6.1Pa·s并且胺值为153.0mg KOH/g。
醛亚胺A5:
在氮气气氛下将50.00克醛-1首先装入圆底烧瓶中。在搅拌的同时,加入17.21克4,4'-二氨基二环己基甲烷,然后在80℃和10毫巴减压下除去挥发性成分。获得淡黄色无味且pH中性的液体,其在20℃下的粘度为59.6Pa·s并且胺值为140.2mg KOH/g。
醛亚胺A6:
在氮气气氛下将50.00克醛-1首先装入圆底烧瓶中。在搅拌的同时,加入8.85克1,4-苯二胺,然后在80℃和10毫巴的减压下除去挥发性成分。获得橙褐色有气味且pH中性的液体,其在20℃下的粘度为4.9Pa·s且并胺值为163.0mgKOH/g。
醛亚胺A7:
在氮气气氛下将25.00克醛-1首先装入圆底烧瓶中。在搅拌的同时,加入8.60克2-(2-氨基乙氧基)乙醇,然后在80℃和10毫巴减压下除去挥发性成分。获得浅黄色有气味且pH中性的液体,其在20℃下的粘度为0.4Pa·s并且胺值为142.9mg KOH/g。
醛亚胺A8:
在氮气气氛下将25.00克醛-1首先装入圆底烧瓶中。在搅拌的同时,加入14.02克3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己醇,然后在80℃和10毫巴减压下除去挥发性成分。获得浅黄色无味且pH中性的液体,其在20℃下的粘度为34.3Pa·s并且胺值为122.3mgKOH/g。
醛亚胺R1:
在氮气气氛下将50.00克2,2-二甲基-3-月桂酰氧基丙醛装入圆底烧瓶中。在搅拌的同时,加入13.93克3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己胺,然后在80℃和10毫巴减压下除去挥发性成分。获得胺值为153.0mg KOH/g的浅黄色无味液体。
醛亚胺R2:
在氮气气氛下将50.00克2,2-二甲基-3-月桂酰氧基丙醛装入圆底烧瓶中。在搅拌的同时,加入13.88克己烷-1,6-二胺溶液(70重量%水溶液),然后在80℃和10毫巴减压下除去挥发性成分。获得胺值为165.0mg KOH/g的几乎无色无味的液体。
醛亚胺R3:
在氮气气氛下将50.00克2,2-二甲基-3-月桂酰氧基丙醛装入圆底烧瓶中。在搅拌的同时,加入11.39克1,3-双(氨基甲基)苯,然后在80℃和10毫巴的减压下除去挥发性成分。获得胺值为160.9mg KOH/g的几乎无色无味的液体。
醛亚胺R4:
在氮气气氛下将50.00克2,2-二甲基-3-月桂酰氧基丙醛装入圆底烧瓶中。在搅拌的同时,加入9.05克1,4-苯二胺,然后在80℃和10毫巴的减压下除去挥发性成分。获得胺值为167.6mg KOH/g的浅棕色无味液体。
醛亚胺R5:
在氮气气氛下,将24.46克2,2-二甲基-3-月桂酰氧基丙醛首先装入圆底烧瓶中。在搅拌的同时,加入8.60克2-(2-氨基乙氧基)乙醇,然后在80℃和10毫巴减压下除去挥发性成分。获得胺值为144.3mg KOH/g的几乎无色无味的液体。
醛亚胺R6:
在氮气气氛下将33.43克苯甲醛首先装入圆底烧瓶中。在搅拌的同时,加入25.55克IPDA,然后在80℃和10毫巴减压下除去挥发性成分。所得到的是淡黄色气味强烈的胺值为314.1mg KOH/g的液体,其在几天后结晶。
醛亚胺R7:
在氮气气氛下将27.87克对叔丁基苯甲醛首先装入圆底烧瓶中。在搅拌的同时,加入13.93克IPDA,然后在80℃和10毫巴减压下除去挥发性成分。所得到的是浅黄色气味强烈的高度粘稠的液体,其胺值为236.2mg KOH/g,其在几天后结晶。在80℃下的粘度为23.7Pa·s。
醛亚胺R8:
在氮气气氛下将34.06克3-苯氧基苯甲醛首先装入圆底烧瓶中。在搅拌的同时,加入13.93克IPDA,然后在80℃和10毫巴减压下除去挥发性成分。所得到的是淡黄色高度粘稠的低气味液体,其胺值为203.8mg KOH/g,其在几天后结晶。在80℃下的粘度为5.1Pa·s。
醛亚胺A1至A6为式(III)的聚醛亚胺;醛亚胺R1至R4和R6至R8用作比较。
醛亚胺A7和A8是式(IV)的醛亚胺;醛亚胺R5用作比较。
含异氰酸酯基团的聚合物的制备
聚合物P1:
在60℃下通过已知方法使300.0克聚氧亚丙基聚氧亚乙基二醇(来自Covestro的L300;OH值190.0mg KOH/g)和228.8克异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI,Degussa)反应,以得到NCO-封端的聚氨酯聚合物,其在室温下为液体并具有8.35重量%的游离异氰酸酯基团含量。
聚合物P2:
在80℃下通过已知方法将590克聚氧亚丙基二醇(来自Covestro的4200;OH值28.5mg KOH/g),1180克聚氧亚丙基聚氧亚乙基三醇(来自Shell的MD34-02;OH值35.0mg KOH/g)和230克异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI,Degussa)反应,以得到NCO-封端的聚氨酯聚合物,其在室温下为液体并具有2.10重量%的游离异氰酸酯基团含量。
聚合物P3:
在80℃下通过已知方法将3080克聚氧亚丙基二醇(来自Covestro的4200;OH值28.5mg KOH/g),1540克聚氧亚丙基聚氧亚乙基三醇(来自Shell的MD34-02;OH值35.0mg KOH/g)和385克甲苯二异氰酸酯(T 80P,Covestro)反应,以得到NCO-封端的聚氨酯聚合物,其在室温下为液体并具有1.50重量%的游离异氰酸酯基含量。
聚合物P4:
在80℃下通过已知方法将4000克聚氧亚丙基二醇(来自Covestro的4200;OH值28.5mg KOH/g)和520克4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(44MC L,来自Covestro)反应,以得到NCO-封端的聚氨酯聚合物,其在室温下为液体并具有1.85重量%的游离异氰酸酯基团含量。
反应产物的制备:
反应产物U1:
在蜂蜜罐中在氩气下混合60.00克(约115.3mmol的NCO)聚合物P1,15.82克(约40.4mmol)醛亚胺A7和0.05克83,然后在60℃的空气循环烘箱中反应16小时。获得在室温下为液体且具有醛亚胺和异氰酸酯基团的澄清反应产物。
反应产物U2:
在蜂蜜罐中在氩气下混合60.00克(约115.3mmol的NCO)聚合物P1,18.51克(约40.4mmol)醛亚胺A8和0.05克83,然后在60℃的空气循环烘箱中反应16小时。获得在室温下为液体且具有醛亚胺和异氰酸酯基团的澄清反应产物。
反应产物Q1:
在蜂蜜罐中在氩气下混合60.00克(约115.3mmol的NCO)聚合物P1,15.69克(约40.4mmol)醛亚胺R5和0.05克83,然后在60℃的空气循环烘箱中反应16小时。获得在室温下为液体且具有醛亚胺和异氰酸酯基团的澄清反应产物。
反应产物U1和U2是具有一个或多个式(V)的醛亚氨基的反应产物,其还含有未转化的聚合物P1。反应产物Q1用作比较。
单组分组合物
组合物Z1至Z6和Ref1至Ref5
对于每种组合物,通过离心混合机(SpeedMixerTM DAC 150,FlackTek Inc.)将表1和2中指定的成分以指定的量(以重量份计)在3000rpm下排除水分混合1分钟并且储存在排除水分的环境中。如下测试每种组合物:
作为增塑剂迁移的量度,在纸板上确定斑点形成。为此,将每种组合物施加到一块纸板上,使其具有直径12mm和高度20mm的圆形底面积,并在标准气候条件下储存7天。此后,在每种组合物周围,在纸板上形成了深色椭圆形斑点。测量其尺寸(高度和宽度)并在表1中报告为迁移。
组合物Z1至Z6是本发明的实施例。组合物Ref1至Ref5是对比实施例。
组合物Z1至Z6适合作为弹性粘合剂、密封剂或尤其是涂料。
表1:Z1至Z4和Ref1至Ref4的组成(以重量份计)和性能。
1涂覆有脂肪酸的研磨碳酸钙
2疏水改性的热解法二氧化硅
35%邻苯二甲酸二异癸酯溶液
45%己二酸二辛酯溶液
表2Z5和Z6以及Ref5的组成(以重量份计)和性能。
1涂覆有脂肪酸的研磨碳酸钙
2疏水改性的热解法二氧化硅
35%邻苯二甲酸二异癸酯溶液
45%己二酸二辛酯溶液
组合物Z7至Z20和Ref6至Ref12
对于每种组合物,通过离心混合机(SpeedMixerTM DAC 150,FlackTek Inc.)以给出的量(重量份)在排除水分的情况下以3000rpm混合表3至5中给出的成分一分钟并且在排除水分的情况下储存。每种组合物以如下方式进行试验:
作为储存稳定性的量度,确定制备一天之后的粘度(1d RT)和在封闭容器中在60℃循环空气炉中储存7天之后的粘度(7d 60℃)。在20℃的温度下用恒温锥板式粘度计Rheotec RC30(圆锥直径50mm,圆锥角1°,锥尖至板的距离0.05mm,剪切速度10s-1)上确定粘度。
作为开放时间的量度,确定结皮时间(表干时间)。为此将数克组合物以约2mm的层厚度施涂在卡板纸上并且在标准气候下确定在当通过LDPE移液管轻击组合物表面时移液管上首次不再遗留残余物之前所持续的时间。
为了确定机械性能,将每种组合物浇注在PTFE-涂布的箔上形成2mm厚的膜,在标准气候下储存所述薄膜7天,从膜中冲压长度为75mm、杆长度为30mm并且杆宽度为4mm的几个哑铃形样品,并且根据DIN EN53504在200mm/min的拉伸速度下检测拉伸强度(断裂力)、断裂伸长、E-模量5%(在0.5-5%伸长下)和E-模量50%(在0.5-50%伸长下)。
肉眼评价所生产的膜的外观。“良好”用于描述没有气泡的澄清非粘性的膜。
为了测定增塑剂迁移,如下由每种组合物制备连接体:将组合物倒出到玻璃板上以产生厚度为2mm的薄膜,用宽度为20mm的聚乙烯膜条覆盖表面,并将该连接体在标准气候条件下储存14天。随后,将聚乙烯膜从固化的组合物的表面拉开并且检查以逃逸液体的痕迹形式的污物。如果不存在这种痕迹,则增塑剂迁移标记为“否”,否则为“是”。
在距新鲜生产的膜2cm的距离用鼻子闻气味来评价气味。“无”意味着没有任何气味可察觉。
结果报告在表3至表5中。
组合物Z7至Z20是本发明实施例。组合物Ref6至Ref12是对比实施例。
组合物Z7至Z11特别适合作为弹性涂层、组合物Z12至Z16特别适合作为弹性密封剂,并且组合物Z17至Z20特别适合作为弹性粘合剂。
表3:Z7至Z11和Ref6的组成(以重量份计)和性能。15%己二酸二辛酯溶液
表4:Z12至Z16和Ref7的组成(以重量份计)和性能。15%己二酸二辛酯溶液
表5:Z17至Z20以及Ref8和Ref12的组成(以重量份计)和性能。15%己二酸二辛酯溶液
组合物Z21和Ref13至Ref17
使用表6中的数值,以与针对组合物Z1所述相同的方式生产这些组合物。
作为增塑剂迁移的量度,将每种组合物施加到纸板底层上,使得其具有直径15mm和高度4mm的圆形底面积,并且在标准气候条件下储存3个月。在标准气候条件下7天后和3个月后测量纸板上每种组合物周围形成的深色椭圆形斑点,并在表6中报告为迁移(7d)或(3个月)。
作为塑料上应力开裂趋势的量度,将每种组合物施加到尺寸为150×30×2mm的透明的受预应力的聚碳酸酯塑料片材上,以在应力片材中间产生30×30×2mm的涂层。在标准气候条件下24小时后,除去涂层或组合物,并检查片材是否有开裂和其他视觉变化。将受预应力的塑料片材在每种情况下固定在安装在板上的直径为12.5mm的圆形木块上,使其长边与圆形木块成直角并将窄端固定在板上。“少”用于描述在片材的边缘区域中形成长度为2至3mm的小的略微可见的裂纹,这些裂纹仅存在于表面上。“显著”用于描述在片材的整个宽度上的完整裂纹,其在片材的整个厚度上都是可见的,此外,在片材的边缘区域存在很多小裂纹。
通过在距新鲜生产的测试试样2cm的处用鼻子闻来评价气味。
组合物Z21是本发明实施例。组合物Ref13至Ref17是对比实施例。
表6:Z21和Ref13至Ref17的组成(以重量份计)和性质。
15%邻苯二甲酸二异癸酯溶液 25%己二酸二辛酯溶液
从表6中的迁移结果清楚可见,包含醛亚胺A1的本发明组合物Z21与没有醛亚胺的组合物Ref13相比具有相似甚至更低的增塑剂迁移趋势,并且与组合物Ref15至Ref17(其具有或多或少的来自苯甲醛,对叔丁基苯甲醛或3-苯氧基苯甲醛的有气味的醛亚胺)具有类似的水平。相反,包含同样包含长链取代基并具有与醛亚胺A1类似的高分子量的醛亚胺R1的组合物Ref14具有显著的增塑剂迁移。
组合物Z22和Ref18
对于每种组合物,将100重量份-T40(含有0.61重量%异氰酸酯基团和20.75重量%增塑剂的单组分无溶剂弹性聚氨酯粘合剂;来自Sika)和表7中指定的其他成分以指定的量(以重量份计)通过离心混合机在3000rpm下排除水分下混合1分钟并储存。如下测试每种组合物:
为了测量拉伸剪切强度(ZSF),制备了各种测试试样,将该组合物施加在两个用异丙醇除脂的聚碳酸酯片材之间,其层厚3.2mm并且是在30×20mm的重叠粘合区域上。将测试试样在标准气候条件下储存/固化14天,然后根据DIN EN 1465以10mm/min的应变速率测定拉伸剪切强度并报告为“在聚碳酸酯上的ZSF”。
为了测量花岗岩上的迁移,使用尺寸为25×12×75mm的两个花岗石立方体来产生如DIN EN ISO 8339中所述的在两个这样的立方体之间具有12×12mm的截面和50mm的长度的接缝。每个这种测试试样均在标准气候条件下储存/固化14天。随后,通过合适的夹具将每个接缝压缩25%(接缝宽度从12mm挤压到9mm),并将如此压缩的接缝在标准气候条件下储存14天。随后,目视评价每个立方体由迁移的增塑剂产生的花岗岩中的变色。花岗岩中深色条带距离接缝的侧面的平均宽度报告为“迁移(花岗岩)”。
使用先前经压缩的测试试样测量拉伸强度、断裂伸长率和100%伸长率下的应力,并且在标准气候条件下以5mm/min的拉伸速率根据DIN EN ISO 8339测定所述值。
结果报告在表7中。
组合物Z22是本发明实施例。组合物Ref18是对比实施例。
表7:Z22和Ref18的组成(以重量份计)和性能.15%己二酸二辛酯溶液。

Claims (15)

1.组合物作为用于对增塑剂迁移敏感的至少一个基材和/或至少一个覆盖层的弹性的粘合剂、密封剂或涂料的用途,所述组合物包含
-至少一种多异氰酸酯和/或至少一种含异氰酸酯基团的聚氨酯聚合物,和
-至少一种具有一个或多个式(I)的醛亚氨基的潜在固化剂,
其中Z是被烷基或烷氧基取代并且总共具有12-26个碳原子的芳基。
2.根据权利要求1所述的用途,其特征在于所述基材是多孔材料或形成应力裂纹的塑料。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的用途,其特征在于所述覆盖层是聚合物材料或固化成聚合物材料。
4.根据权利要求3所述的用途,其特征在于所述覆盖层是密封层或粘合层或涂层或保护膜。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的用途,其特征在于Z为式(II)的基团:
其中R是具有10至14个碳原子的直链或支链的烷基。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的用途,其特征在于具有一个或多个式(I)的醛亚氨基的潜在固化剂是式(III)的聚醛亚胺,
其中
n是2或3,和
A是n价烃基,其任选含有醚氧且具有28-6'000g/mol的分子量。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的用途,其特征在于具有一个或多个式(I)的醛亚氨基的潜在固化剂是具有一个或多个式(V)的醛亚氨基的反应产物,
其中
A'是二价脂族或脂环族或芳基脂族的烃基,其任选含有醚氧或胺氮且具有28-500g/mol的分子量,和
X是O或S或NR0,其中R0是氢基或是具有1-30个碳原子的烃基,并且任选含有至少一个羧酸酯基,腈基,硝基,膦酸酯基,砜基或磺酸酯基或式(I)的醛亚氨基。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的用途,其特征在于所述组合物包含具有一个或多个式(I)的醛亚氨基的潜在固化剂的混合物,其中Z分别为式(II)的基团和R选自直链或特别是支链的癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基和十四烷基。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的用途,其特征在于所述组合物包含至少一种含异氰酸酯基团的聚氨酯聚合物。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的用途,其特征在于所述组合物另外包含至少一种增塑剂。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的用途,其特征在于所述组合物是单组分组合物。
12.粘合连接体或密封连接体或涂覆连接体,其由权利要求1至11中任一项所述的用途获得,包括
-任选经固化的组合物,和
-粘附到所述组合物上的基材和/或粘附到所述组合物上的覆盖层。
13.根据权利要求12所述的连接体,其特征在于,所述连接体是弹性密封体并且包含:
-对增塑剂迁移敏感的基材,
-粘附在其上的经固化的组合物,
-任选的粘附到所述组合物上的另外的基材,
-任选的粘附到所述组合物上的覆盖层;
或者
-基材,
-粘附在其上的经固化组合物,
-粘附到所述组合物上的覆盖层,和
-任选的粘附到所述组合物上的另外的基材。
14.根据权利要求12所述的连接体,其特征在于,所述连接体是弹性粘合体并且包含
a)
-对增塑剂迁移敏感的第一基材,
-粘附在其上的经固化的组合物,和
-粘附到所述组合物上的第二基材;
或者b)
-第一基材,
-粘附在其上的经固化的组合物,
-粘附到所述组合物上的第二基材,和
-粘附到所述组合物上的覆盖层;
或c)
-第一基材,
-粘附在其上的经固化的组合物,
-粘附到所述组合物上的覆盖层,和
-粘合到所述覆盖层上的第二基材。
15.根据权利要求12所述的连接体,其特征在于,所述连接体是弹性涂覆体并且包含:
-基材,
-粘附在其上的经固化的组合物,和
-粘附到所述组合物上的覆盖层。
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