CN114206975A - 具有突出力学性能的聚氨酯-聚异氰脲酸酯化合物 - Google Patents

Abstract

本申请发明涉及一种制备聚氨酯‑聚异氰脲酸酯化合物的方法，所述方法通过混合a)至少一种多异氰酸酯，b)通过向化合物(Z)中引入碱金属或碱土金属离子可得到的混合物(M)，所述化合物(Z)选自R‑NH‑CO‑XR'(Z1)，所述(Z1)中R和R'相同或不同且可以为任何有机化学中已知的基团，以及X选自NH、O和S；具有至少一个‑CO‑NH‑CO‑基团的化合物(Z2)以及(Z1)和(Z2)的混合物，以化合物(Z)中每摩尔‑NH‑CO‑X‑基团和‑CO‑NH‑CO‑基团计，所述混合物(M)中碱金属和/或碱土金属的摩尔量在≥0.0001至≤3.5的范围内，基于碱金属和/或碱土金属离子的总数以及‑NH‑CO‑X‑基团和‑CO‑NH‑CO‑基团的总数计，c)至少一种包含一个或多个环氧基团的化合物，d)至少一种具有高重均分子量的脂族多元醇(P1)，和e)至少一种具有低重均分子量的多元醇(P2)，和f)至少一种增容剂，和可选地g)填料和其他添加剂以生成反应混合物(RM)，然后将混合物(RM)反应以生成聚氨酯‑聚异氰脲酸酯化合物而进行；一种通过本申请发明的方法获得的聚氨酯‑聚异氰脲酸酯化合物，以及所述聚氨酯‑聚异氰脲酸酯化合物用于生产汽车车身部件的用途。

Description

具有突出力学性能的聚氨酯-聚异氰脲酸酯化合物

技术领域

本申请发明涉及一种制备聚氨酯-聚异氰脲酸酯化合物的方法，所述方法通过混合a)至少一种多异氰酸酯，b)可通过向化合物(Z)中引入碱金属或碱土金属盐得到的混合物，所述化合物(Z)选自R-NH-CO-XR′(Z1)，其中R和R′相同或不同且可以为饪何有机化学中已知的基团，以及X选自NH、O和S；具有至少一个-CO-NH-CO-基团的化合物(Z2)以及(Z1)和(Z2)的混合物，其中以化合物(Z)中每摩尔-NH-CO-X-基团和-CO-NH-CO-基团计，所述混合物(M)中碱金属和/或碱土金属的摩尔量在≥0.0001至≤3.5的范围内，基于碱金属和/或碱土金属离子的总数以及-NH-CO-X-基团和-CO-NH-CO-基团的总数计，c)至少一种包含一个或多个环氧基团的化合物，d)至少一种数均分子量＞300g/mol的脂族多元醇(P1)，e)至少一种数均分子量≤300g/mol的多元醇(P2)，和f)至少一种增容剂，和可选地g)填料和其他添加剂以生成反应混合物(RM)，并且将混合物(RM)反应以生成聚氨酯-聚异氰脲酸酯化合物而进行；一种通过本申请发明的方法获得的聚氨酯-聚异氰脲酸酯化合物，以及所述聚氨酯-聚异氰脲酸酯化合物用于生产汽车车身部件的用途。

背景技术

特别对于生产大表面积的塑料部件，例如纤维复合材料而言，需要一种开放时间长的塑料体系。因此在塑料体系固化得到完整的塑料之前，例如，增强剂例如玻璃或碳制成的纤维或纤维垫能够被充分润湿，以及塑料体系完全填充模具。然而，另一个要求是塑料体系应快速固化生成塑料，由此可有更快的脱模时间，因此提高利润。这种大表面积纤维复合物用于例如汽车或飞机建造或风力涡轮机转子叶片的生产。一个特别是考虑到在汽车建造中用于车体部件时的额外的要求是具有高机械阻力，尤其是冲击韧性。这里希望的是，玻璃化转变温度高的产品具有良好的力学性能，以确保在宽的温度范围有非常一致的力学性能。通常来说，只能通过环氧体系或不饱和聚酯体系实现长的开放时间，然而这通常需要长时间来固化。

生产这种大表面积的塑料部件的常见方法是，例如，手工层压、注塑、树脂注射工艺，也称为树脂传递模塑或RTM，或真空辅助灌注工艺，例如真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺，或预浸料技术。特别优选的是真空辅助灌注工艺，因为它们可以快速、高质量地生产大型部件。

当前使用不同催化剂提供所需开放时间的塑料体系的技术如下：

EP 2257580记载了在聚氨酯体系中使用酸封闭胺催化剂延长开放时间且快速固化，以及使用这种体系生产夹层组件。然而，酸封闭催化剂延长的加工时间只在几分钟的范围内。作为对比，需要的是加工时间高达几小时。

WO 2013/057070记载了纤维增强聚异氰脲酸酯组件的生产，使用一种潜在反应型的三聚催化剂。这些组件的缺点是室温下开放时间仍然非常短，脆性也较高。

WO 2010/121898记载了一种多异氰酸酯组分，其一部分由一种阴离子是双齿的尿素预聚物(-NH-CO-NH-)组成，该预聚物已与氯化锂混合。当该组件和含有环氧化物和多元醇的第二组分混合，并将得到的混合物加热至80-90℃时，会发生一种快速反应，导致材料彻底固化。

WO 2012/103965记载了一种基于环氧化物的体系，其基于与WO 2010/121898记载的相同的催化。其中，催化所需要的基团，通过位于氮原子的两个氢原子，确定为甲酰胺基团(-CO-NH₂)，该基团的阴离子是双齿的，还需要有LiCl。

WO 2013/098034包括一种反应型的混合物，其除了卤化锂之外还需要-(-CO-NH-CO-)-基团，该基团的阳离子是双齿的。该说明书中记载的尿素组分也可包含多齿的缩二脲基团(-NH-CO-NH-CO-NH-)。

WO 2013/143841记载的是一种三聚催化剂，所述三聚催化剂由碱金属或碱土金属盐与CO-NH₂结构的甲酰胺基团(其阴离子是双齿的)联合组成，或与-(-CO-NH-CO-)-基团(其阳离子是双齿的)联合组成。

WO 2010/121898、WO 2012/103965、WO 2013/098034和WO 2013/143841记载的体系的缺点是必须加入相对大量的尿素、羧酸盐或缩二脲封端的催化剂才能得到足够的活性。获得的材料比较脆，以及在升温下固化时间依然非常长。

WO 2016/188805解决了现有技术的缺点，其中用于生产聚氨酯-聚异氰脲酸酯化合物的催化剂为，向含有氨基甲酸酯基团的化合物R-NH-CO-R′中引入碱金属或碱土金属盐获得的混合物，其中R不是氢也不是COR″。以化合物中每摩尔氨基甲酸酯基团计，反应混合物中的碱金属和/或碱土金属离子的摩尔量为0.0001至3.5，且异氰酸酯指数大于150。然而，聚氨酯-聚异氰脲酸酯化合物的力学性能依然可进一步提高。

因此需要提供一种开放时间足够长、升温下固化时间短，且具有突出力学性能的聚氨酯-聚异氰脲酸酯化合物。

发明目的

本申请发明的一个目的是提供一种开放时间足够长、升温下固化时间短而且具有突出力学性能的聚氨酯-聚异氰脲酸酯化合物的生产方法，所述力学性能例如弯曲强度、弹性和拉伸强度。此外，希望有高的玻璃化转变温度Tg。

发明概述

该目的通过使用一种反应混合物解决，所述反应混合物除了多元醇和多异氰酸酯之外还包含增容剂，所述增容剂选自：至少一种含有≥5wt.％至≤80wt.％芳族基团的芳族多元醇(P3)，基于芳族多元醇(P3)总重量计；以及至少一种平均分子量在≥200g/mol至≤1000g/mol范围内的一元醇(P4)。

因此，在一个实施方案中，本申请发明涉及一种制备聚氨酯-聚异氰脲酸酯的方法，包括：

A)将下列组分混合以生成一种包含下列组分的反应混合物(RM)

a)至少一种多异氰酸酯，

b)可通过向化合物(Z)中引入碱金属和/或碱土金属盐得到的混合物(M)，所述化合物(Z)选自

R-NH-CO-XR′(Z1)，其中R和R′相同或不同且可以为任何有机化学中已知的基团，以及X选自NH、O或S，

具有至少一个-CO-NH-CO-基团的化合物(Z2)，或

(Z1)和(Z2)的混合物，

其中以化合物(Z)中每摩尔-NH-CO-X-基团和-CO-NH-CO-基团计，混合物(M)中碱金属和/或碱土金属的摩尔量≥0.0001至≤3.5，基于碱金属和/或碱土金属离子的总数以及-NH-CO-X-基团和-CO-NH-CO-基团的总数计，

c)至少一种包含一个或多个环氧基团的化合物(E)，

d)至少一种数均分子量＞300g/mol的脂族多元醇(P1)，

e)至少一种多元醇(P2)，选自：

i.至少一种数均分子量≤300g/mol的脂族二醇；和

ii.至少一种平均分子量≤300g/mol的脂环族二醇；

f)至少一种增容剂，选自：

i.至少一种包含≥5wt.％至≤80wt.％芳族基团的芳族多元醇(P3)，基于芳族多元醇(P3)总重量计；和

ii.至少一种平均分子量在≥200g/mol至≤1000g/mol范围内的一元醇(P4)；

和

B)将反应混合物(RM)反应以生成聚氨酯-聚异氰脲酸酯化合物。

在一个本申请发明的优选实施方案中，反应混合物以≥300至≤1300的范围内的异氰酸酯指数反应。

在另一个本申请发明的实施方案中，至少一种脂族多元醇(P1)的数均分子量在≥500g/mol至≤8000g/mol的范围内。

在另一个本申请发明的实施方案中，至少一种脂族多元醇(P1)的羟基数在≥20至≤850mg KOH/g的范围内。

在另一个本申请发明的实施方案中，至少一种多元醇(P2)的数均分子量在≥60g/mol至≤300g/mol的范围内。

在另一个本申请发明的实施方案中，至少一种多元醇(P2)的羟基数在≥600至≤2000mg KOH/g的范围内。

在另一个本申请发明的实施方案中，至少一种芳族多元醇(P3)包含≥30wt.％至≤80wt.％范围内的芳族基团，基于芳族多元醇(P3)的总重量计。

在另一个本申请发明的实施方案中，至少一种芳族多元醇(P3)的数均分子量在≥200g/mol至≤1000g/mol的范围内。

在另一个本申请发明的实施方案中，至少一种芳族多元醇(P3)的羟基数在≥150至≤800mg KOH/g的范围内。

在另一个本申请发明的实施方案中，至少一种一元醇(P4)为含活性氢的化合物(H)的环氧烷加合物，其中40％以上的羟基为伯羟基。

在另一个本申请发明的实施方案中，至少一种一元醇(P4)的羟基数在≥50至≤500mg KOH/g的范围内。

在另一个本申请发明的实施方案中，至少一种增容剂以≥10wt.％至≤60wt.％的范围内的量存在，基于组分(c)至(f)的总重量计。

在另一个本申请发明的实施方案中，步骤(b)的混合物(M)以≥1wt.％至≤15wt.％的范围内的量存在，基于组分(a)和(b)的总重量计。

在另一个本申请发明的实施方案中，混合物(M)可通过向化合物R-NH-CO-XR′(Z1)中引入碱金属或碱土金属盐而获得，其中X代表O。

在另一个本申请发明的实施方案中，碱金属或碱土金属盐为钠、锂、镁和钾的盐，优选卤化锂以及特别优选氯化锂。

在另一个本申请发明的实施方案中，至少一种包含一个或多个环氧基团的化合物(E)的数均分子量在＞300g/mol至≤8000g/mol的范围内。

在另一个本申请发明的实施方案中，至少一种包含一个或多个环氧基团的化合物(E)以≥3wt.％至≤20wt.％的范围内的量存在，基于组分(c)至(f)的总重量计。

在另一个本申请发明的实施方案中，至少一种脂族多元醇(P1)以≥40wt.％至≤70wt.％的范围内存在，基于组分(c)至(f)的总重量计。

在另一个本申请发明的实施方案中，至少一种多元醇(P2)以≥4wt.％至≤30wt.％的范围内存在，基于组分(c)至(f)的总重量计。

因此，在另一个本申请发明的实施方案中，反应混合物(RM)另外包含填料和添加剂。

在另一个本申请发明的实施方案中，填料选自：木炭、三聚氰胺、树脂、环戊二烯基树脂、接枝聚合物、纤维素纤维、聚酰胺、聚丙烯腈、聚氨酯、基于芳族和/或脂族二羧酸酯的聚酯纤维、精细研磨的石英岩、闪锌矿、蛇纹石、角闪石、角闪石、温石棉、滑石、高岭土、氧化铝、氧化钛、氧化铁、白垩、重晶石、硫化镉、硫化锌、硅灰石、金属纤维、玻璃纤维、硫酸钡和硅酸铝的共沉淀物和/或硅酸铝。

在另一个本申请发明的实施方案中，添加剂选自吸水添加剂、阻燃剂、水解抑制剂、抗氧化剂和内部脱模剂。

因此，在另一个实施方案中，本申请发明涉及一种可通过本申请发明的方法获得的聚氨酯-聚异氰脲酸酯化合物。

在一个本申请发明的优选实施方案中，聚氨酯-聚异氰脲酸酯化合物具有

i.在≥140℃至≤200℃的范围内的热变形温度，根据DIN EN ISO 6721-1：2011在f＝1Hz频率下测量；

ii.在≥55N/mm²至≤80N/mm²的范围内的拉伸强度，优选在≥60N/mm²至≤78N/mm²的范围内，根据DIN EN ISO 527测量；和

iii.≥2000N/mm²的弹性模量，根据DIN EN ISO 527测量。

在一个本申请发明的优选实施方案中，聚氨酯-聚异氰脲酸酯化合物表现出玻璃化转变温度在≥180℃至≤250℃的范围内，优选在≥215℃至≤250℃的范围内，该玻璃化转变温度根据DIN EN ISO 6721-1：2011使用动态力学分析(DMA)在频率f＝1Hz下测量。

在一个本申请发明的优选实施方案中，聚氨酯-聚异氰脲酸酯化合物表现出室温下的开放时间在≥5分钟至≤3000分钟的范围内，优选在≥20分钟至≤3000分钟的范围内，该开放时间使用Shyodu gel timer，型号100，版本2012测定。为了这个目的，制备一份200g的反应混合物并在Speedmixer中在1950rpm混合1分钟，将130g混合物在室温或炉中升高的反应温度下、在直径为7厘米的PP烧杯中、通过使用型号100，版本2012的Shyodu gel timer和配有的搅拌丝20rpm搅拌，直到反应混合物的粘度和因此所需的搅拌力超过Gel Timer的搅拌力。

因此，在另一个实施方案中，本申请发明涉及一种聚氨酯-聚异氰脲酸酯化合物用于生产汽车车身部件的用途。

发明详述

如果后文定义了一个群组至少包含某一数量的实施方案，这意味着也涵盖群组优选地仅由这些实施方案组成。此外，说明书中和权利要求中术语“第一”和“第二”，或″(A)″和″(B)″，或″(a)″、″(b)″、″(c)″、″(d)″等类似的词用于区分相似元素，而不一定描述一种连续或时间顺序。应理解，所使用的术语在合适的情形下是可互换的，并且本说明书描述的本申请发明的各实施方案可以按与本文描述或例示所不同的其他顺序实施。当术语“第一”和“第二”，或″(A)″和″(B)″，或″(a)″、″(b)″、″(c)″、″(d)″、″(e)″和″(f)″，或″i″、″ii″和″iii″等涉及一种方法、用途或测定的步骤时，在步骤之间没有时间或时间间隔贯连于步骤之间，即，可以同时进行这些步骤或在这些步骤间可以具有时间间隔达若干秒、分钟、小时、天、周、月甚至年，除非在申请上下文中另外指明。

在下文中，更详细地限定了本申请发明的不同方面。每个限定的方面可以与任何其他的一个或多个方面结合，除非明确相反指明。特别是，任何指明为优选或有利的特征可以和任一其他指明为优选或有利的一个或多个特征相结合。

贯穿说明书中的“一个实施方案”或“实施方案”，指在述及该实施方案时的一个具体的特征、结构或特点被包括在至少一个本申请发明的实施方案中。因此，贯穿本说明书、出现于多处的短语“在一个实施方案中”或“在实施方案中”并不一定都涉及同一个方案，而是可能。此外，如本领域技术人员从本公开内容中显而易见的，具体的特点、结构或特征可按任何合适的方式在一个或多个实施方案中组合。此外，虽然本文描述的一些实施方案包括一些其他实施方案中的特征，而不包括该其他实施方案中其他的特征，但是不同实施方案的特征的组合仍意欲在本申请发明的范围之内，并且形成不同的实施方案，正如本领域技术人员所能理解的。例如，在后附的权利要求中，任何请求保护的实施方案都可以任何组合使用。

多异氰酸酯(a)，下文也称为第一异氰酸酯(a)，包含所有已知可用于制备聚氨酯的脂族、脂环族和芳族异氰酸酯。它们优选具有小于2.5的平均官能度。实例为2，2′-、2，4′-和4，4′-二苯甲烷二异氰酸酯，单体二苯甲烷二异氰酸酯与更高级的二苯甲烷二异氰酸酯(聚合MDI)多环同系物的混合物，异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)或其低聚物，2，4-或2，6-甲苯二异氰酸酯(TDI)或其混合物，四亚甲基二异氰酸酯或其低聚物，六亚甲基二异氰酸酯(HDI)或其低聚物，萘二异氰酸酯(NDI)，或其混合物。

多异氰酸酯(a)优选为单体二苯甲烷二异氰酸酯，例如2，2′-二苯甲烷二异氰酸酯、2，4′-二苯甲烷二异氰酸酯、4，4′-二苯甲烷二异氰酸酯或其混合物。此处二苯甲烷二异氰酸酯也可以使用与其衍生物的混合物。在此情况下，二苯甲烷二异氰酸酯可更优选包含多至10wt.％，进一步特别优选多至5wt.％的碳二亚胺、脲二酮或脲酮亚胺改性的二苯甲烷二异氰酸酯，特别是碳二亚胺改性二苯甲烷二异氰酸酯。

多异氰酸酯(a)也可以使用多异氰酸酯预聚物的形式。将上述过量多异氰酸酯(组分(a-1))，在例如温度在≥30至≤100℃的范围内，优选在80℃，与多元醇(组分(a-2))反应以生成预聚物，借此可获得这些多异氰酸酯预聚物。本申请发明的多异氰酸酯预聚物的NCO含量在≥5至≤32wt.％的范围内，优选≥15至≤28wt.％的NCO。这种多异氰酸酯可商购获得，例如来自BASF，商品名为

MP 102。

多元醇(a-2)为技术人员已知，且记载于例如″Kunststoffhandbuch，7，Polyurethane″，Carl Hanser-Verlag，第三版1993，章节3.1。可以使用的多元醇的实例因此为聚醚醇或聚酯醇，例如下述的多元醇。优选使用的多元醇(a-2)为包含次级OH基团的多元醇，例如聚环氧丙烷。这些多元醇(a-2)的官能度优选在≥2至≤6的范围内，更优选在≥2至≤4的范围内，以及甚至更优选在≥2至≤3的范围内。

可额外可选地将扩链剂(a-3)加入反应，以生成多异氰酸酯预聚物。用于预聚物的合适的扩链剂(a-3)为二元或三元醇，例如二丙二醇和/或三丙二醇，或二丙二醇和/或三丙二醇与环氧烷的加合物，优选二丙二醇。

这种多异氰酸酯预聚物记载于例如US 3883571，WO 2002/10250和US 4229347。

特别优选用作多异氰酸酯(a)的是二苯甲烷二异氰酸酯或一种聚异氰酸酯预聚物，所述聚异氰酸酯预聚物基于单体4，4′-二苯甲烷二异氰酸酯或4，4′-二苯甲烷二异氰酸酯与其衍生物的混合物和官能度≥2至≤4的聚环氧丙烷，以及可选的二丙二醇。

本申请发明中使用的多异氰酸酯(a)优选可商购获得，例如从BASF，商品名为

MP 102，

MM103或″

M20″(具有更高级的多环同系物的二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)，NCO含量为31.5％)。

用作组分(b)的为一种将碱金属和/或碱土金属盐引入化合物(Z)可获得的混合物(M)，化合物(Z)选自：R-NH-CO-XR′(Z1)，其中R和R′相同或不同且可以是有机化学中任何已知的基团，以及X选自NH、O和S；具有至少一个-CO-NH-CO-基团的化合物(Z2)以及(Z1)和(Z2)的混合物。化合物(Z)优选为化合物R-NH-CO-XR′(Z1)，其中R和R′相同或不同且可以是有机化学中任何已知的基团，以及X为O。在这个情况下，化合物(Z)包含至少一个氨基甲酸酯基团[-NH-CO-O-]。

此处上下文使用的碱金属或碱土金属盐是这样一种化合物，其可以加速异氰酸酯(a)、包含一个或多个环氧基团的化合物(E)、至少一种数均分子量＞300g/mol的脂族多元醇(P1)、至少一种多元醇(P2)和至少一种增容剂之间的反应。这些化合物特别涵盖钠、锂、镁和钾与任何所需阴离子的盐，和铵化合物，优选锂或镁的盐，优选有机酸的阴离子例如羧酸根，以及更优选无机酸的阴离子，例如硝酸根、卤离子、硫酸根、亚硫酸根和磷酸根，更优选一元酸的阴离子，例如硝酸根或卤离子，尤其是硝酸根、氯离子、溴离子或碘离子。也可使用碱金属氢氧化物。优选使用氯化锂，溴化锂和二氯化镁，特别是氯化锂。本申请发明中的碱金属或碱土金属盐可以单独或混合使用。

除碱金属或碱土金属盐.之外，优选不使用其他化合物加速异氰酸酯和异氰酸酯反应活性基团的反应，例如常规聚氨酯催化剂例如胺催化剂或金属催化剂。

化合物(Z)应理解为包含任何所需的下述化合物，其在20℃为固态或液态，并且包含下述物质中的至少一种：化合物R-NH-CO-XR′(Z1)，其中R和R′相同或不同且可以是有机化学中任何已知的基团，且X选自NH、O和S，具有至少一个-CO-NH-CO-基团的化合物(Z2)，以及(Z1)和(Z2)的混合物。R和R′相互独立地优选为取代或非取代的优选1至50个碳原子的烃基。在此上下文中优选在50℃下、更优选在室温下为液态的化合物。为了本申请发明的目的，“液态”物质或组分指在指定的温度下粘度不高于10Pas。若没有指定温度，则以20℃为基准。在此上下文中，根据ASTM D445-11进行测量。这种化合物为已知，且例如记载于WO2012/103965，WO 2013/098034，WO 2013/14384和WO 2016/188805中。

在一个特别优选的实施方案中，化合物(Z)包含至少一个氨基甲酸酯基团R-NH-CO-O-R′。此处R和R′为有机基团，R不是氢也不是-COR″，R″代表任何有机化学中已知的基团。优选通过第二多异氰酸酯和含至少一个OH基团的化合物反应获得含氨基甲酸酯基团的化合物(Z)。含氨基甲酸酯基团的化合物优选有至少两个氨基甲酸酯基团。

化合物(Z)的分子量优选在≥200至≤15000g/mol的范围内，更优选≥300至≤10000g/mol以及更特别在≥500至≤1300g/mol的范围内。可通过例如将上述异氰酸酯(a-1)作为第二异氰酸酯与一种具有至少一个异氰酸酯反应活性氢原子的化合物反应，获得含氨基甲酸酯基团的化合物(Z)，所述具有至少一个异氰酸酯-活性氢原子的化合物例如醇类，例如一元醇，例如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇或长链丙氧基化或乙氧基化一元醇，例如聚(环氧乙烷)单甲醚，例如BASF的单官能

产品，例如二醇，例如乙二醇、二甘醇、三甘醇、丙二醇、二丙二醇、丁二醇、己二醇、和/或所述异氰酸酯与下文所述多元醇和/或扩链剂(单独或混合)的反应产物。为了制备含氨基甲酸酯基团的化合物，不仅可使用化学计量比过量的异氰酸酯，也可使用化学计量比过量的多元醇。当使用一元醇时，异氰酸酯基团和OH基团也可按化学计量比使用。优选使用一元醇。

当含氨基甲酸酯基团的化合物(Z)每分子有两个或更多的异氰酸酯基团时，这些基团可全部或部分代替多异氰酸酯(a)。第二异氰酸酯和具有至少一个异氰酸酯反应活性氢原子的化合物的反应通常在≥20且≤120℃的范围内进行，例如在80℃。用于制备含氨基甲酸酯基团的化合物的第二异氰酸酯优选为二苯甲烷二异氰酸酯的同分异构体或同系物。特别优选第二异氰酸酯是单体二苯甲烷二异氰酸酯，例如2，2′-二苯甲烷二异氰酸酯，2，4′-二苯甲烷二异氰酸酯，4，4′-二苯甲烷二异氰酸酯及其混合物。这个情况下，二苯甲烷二异氰酸酯也可以与其衍生物一起作为混合物。此处二苯甲烷二异氰酸酯特别优选包含高达10wt.％，进一步特别优选高达5wt.％的碳二亚胺、脲二酮或脲酮亚胺改性的二苯甲烷二异氰酸酯，特别是碳二亚胺改性的二苯甲烷二异氰酸酯。在一个特别优选的实施方案中，用于制备含氨基甲酸酯基团的化合物的第一异氰酸酯(a)和第二异氰酸酯相同。

也可通过备选反应路径获得含氨基甲酸酯基团的化合物(Z)，例如通过碳酸酯与单胺反应以生产氨基甲酸酯基团。为了这个目的，例如，在100℃时，将稍微过量(1.1当量)的碳酸丙烯酯与单胺反应，例如

M600。所得氨基甲酸酯可类似用作含氨基甲酸酯基团的化合物。

含碱金属或碱土金属盐和化合物(Z)的混合物(M)可通过例如将碱金属或碱土金属盐混合至化合物(Z)中，优选在液态下，例如在室温或高温下而获得。其可使用任何混合器完成，一个实例为一种简单搅拌器。在这个情况下，碱金属或碱土金属盐可以使用其纯物质或使用其溶液形态，例如在单官能或多官能醇中，例如在甲醇、乙醇或扩链剂，或水中。在一个特别优选的实施方案中，溶解的盐直接加入至可商购获得的基于预聚物的异氰酸酯中。为了这个目的，合适的异氰酸酯预聚物具备≥15至≤30％的NCO含量，特别基于二苯甲烷二异氰酸酯和聚醚多元醇。这类异氰酸酯可商购获得，例如，从BASF，商品名为

MP 102。

在一个特别优选的本申请发明的实施方案中，碱金属或碱土金属盐溶解于含异氰酸酯反应活性氢原子的化合物中，然后该溶液与异氰酸酯混合，可选地在升温下，以生产混合物(M)。

特别优选的是，含氨基甲酸酯基团的化合物(Z)优选通过使用一种一元醇和将该一元醇与第二异氰酸酯反应而制备，所述一元醇的分子量在≥30至≤15000g/mol的范围内，更优选≥100至≤900g/mol以及，在一个特别优选的实施方案中，为≥400至≤600g/mol。

以化合物(Z)中每摩尔-NH-CO-X-基团和-CO-NH-CO-基团计，反应混合物(M)中的碱金属或碱土金属离子的摩尔量在≥0.0001至≤3.5的范围内，优选≥0.01至≤1.0，更优选≥0.05至≤0.9，以及甚至更优选≥0.3至≤0.8。

以第一多异氰酸酯(a)中以及(如果存在)络合物(Z)中每摩尔异氰酸酯基团计，碱金属或碱土金属离子的摩尔量优选在0.0001至≤0.3的范围内，更优选≥0.0005至≤0.02以及更优选≥0.001至≤0.01。

在反应混合物(M)中的碱金属或碱土金属盐之间，在25℃下优选一个与化合物(Z)的可逆热相互作用，其中温度优选≥50℃，更优选≥60至≤200℃，以及甚至更优选≥80至≤200℃，催化活性化合物为游离态。为了本申请发明的目的，如果反应混合物在25℃下的开放时间比在130℃下的长至少五倍，更优选至少10倍，更优选至少20倍，则采用一种可逆热相互作用。此处开放时间定义为，在恒定温度下反应混合物的粘度增加到使搅拌所需力超过Shyodu Gel Timer，型号100，版本2012的设定搅拌力的程度所花费的时间。为了这个目的，制备一份200g的反应混合物，然后在Speed搅拌器中1950rpm搅拌1分钟，将130g混合物在室温或在炉中升高的反应温度下、在7cm直径的PP烧杯中，使用Shyodu Gel Timer，型号100，版本2012和装配的搅拌丝20rpm搅拌，直至反应混合物的粘度和所需搅拌力超过GelTimer的搅拌力。

步骤(b)的混合物优选以≥0.1wt.％至≤5wt.％的范围内的量存在，基于组分(a)和(b)的总重量。

作为包含一个或多个环氧基团的化合物(E)，可以使用所有通常用于制备环氧树脂的含环氧化合物。含环氧基团的化合物(E)优选在25℃呈液态。也可使用优选在25℃呈液态的这样的化合物的混合物。

为了本申请发明的目的，这些含环氧基团化合物的实例为：

I)将分子中含有至少两个羧基基团的化合物分别与环氧氯丙烷和[β]-甲基环氧氯丙烷反应，可获得的缩水甘油酯和聚([β]-甲基缩水甘油)酯。该反应可以有利地在碱的存在下催化。

可将脂族多羧酸例如用作至少含两个羧基基团的化合物。这种脂族多羧酸的实例为草酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸和二聚或三聚亚油酸。此外，也可使用环状脂族酸，例如四氢邻苯二甲酸、4-甲基四氢邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸或4-甲基六氢邻苯二甲酸。芳族羧酸也可以，例如邻苯二甲酸、间苯二甲酸或对苯二甲酸，以及这些羧酸的任何想要的混合物。

II)在碱性条件下或在酸性催化剂存在下，将含至少两个醇羟基和/或酚羟基的化合物与环氧氯丙烷或[β]-甲基环氧氯丙烷反应，并使用碱进行后续处理得到的缩水甘油醚或[β]-甲基缩水甘油)醚。

这类缩水甘油醚例如衍生自直链醇，例如乙二醇，二乙二醇或更高级的聚(氧乙烯)二醇、丙烷-1，2二醇或聚(氧丙烯)二醇、丙烷-1，3二醇、丁烷-1，4二醇、聚(氧四亚甲基)二醇、戊烷-1，5-二醇、己烷-1，6-二醇、己烷-2，4，6-三醇、甘油、1，1，1-三甲醇丙烷、季戊四醇或山梨糖醇，以及衍生自聚环氧氯丙烷。

其他这类缩水甘油醚可从环脂族醇获得，例如1，4-环己烷二甲醇，双(4-羟基环己基)甲烷或2，2-双(4-羟基环己基)丙烷，或从携带芳族基团和/或其他官能团的醇类获得，例如N，N-双(2-羟乙基)苯胺或p，p′-双(2-羟乙基氨基)二苯甲烷。

缩水甘油醚也可基于单环酚，例如对叔丁基酚，间二苯酚或对苯二酚，或基于多环酚，例如双(4-羟苯基)甲烷，4，4′-二羟基联苯，双(4-羟苯基)砜，1，1，2，2-四基(4-羟苯基)乙烷，2，2-双(4-羟苯基)丙烷或2，2-双(3，5-二溴-4-羟苯基)丙烷。

其他含羟基的以及适合用于制备缩水甘油醚的化合物为酚醛清漆，所述酚醛清漆可通过缩合醛类与酚或双酚获得，醛类例如甲醛、乙醛、氯醛或糠醛，酚或双酚是非取代的或由氯原子或C₁至C₉烷基团取代，例如，例如酚，4-氯酚，2-甲基酚或4-叔丁基酚。

III)由环氧氯丙烷与含至少两个胺键合氢原子的胺类的反应产物进行脱氯化氢获得的聚(N-缩水甘油)化合物。所述这种胺类为，例如，苯胺、正丁胺、双(4-氨基苯基)甲烷、间二甲苯二胺或双(4-甲基氨基苯基)甲烷。聚(N-缩水甘油)化合物也包括三缩水甘油异氰脲酸酯、亚环烷基脲如亚乙基脲或1，3-亚丙基脲的N，N′-二缩水甘油衍生物，和乙内酰脲如5，5-二甲基乙内酰脲的二缩水甘油衍生物。

IV)从二硫醇例如乙烷-1，2-二硫醇或双(4-巯基甲基苯基)醚获得的聚(S-缩水甘油)化合物，例如二-S-缩水甘油衍生物。

V)环脂族环氧树脂，例如双(2，3-环氧环戊基)醚，2，3-环氧环戊基缩水甘油醚，1，2-双(2，3-环氧环戊基氧)乙烷或3′，4′-环氧环己烷羧酸3，4-环氧环己基甲基酯。

VI)单官能环氧树脂，例如2-乙基己基缩水甘油醚，异丙基缩水甘油醚，丁基缩水甘油醚或甲酚缩水甘油醚。

在本申请发明的语境中，可类似地使用这样的环氧树脂，其中1，2-环氧基团键合到不同的杂原子或官能团上。这些化合物包括4-氨基酚的N，N，O-三缩水甘油衍生物、水杨酸的缩水甘油醚缩水甘油酯、N-缩水甘油-N′-(2-缩水甘油氧丙基)-5，5-二甲基乙内酰脲和2-缩水甘油氧-1，3-双(5，5-二甲基-1-缩水甘油乙内酰脲-3-基)丙烷。

特别优选作为组分(E)的是(I)和(II)类化合物，更优选为(II)类化合物。

含一个或多个环氧基团的化合物(E)的优选使用量为，使环氧基与多异氰酸酯(a)中的异氰酸酯基以及(可选地)络合物(Z)中所含的异氰酸酯基团的当量比为0.1至2.0，优选为0.2至1.8以及更优选为0.3至1.0。更高的环氧化物份数导致更大水平的放热，因此，整体而言导致高温下更快的固化，反之亦然。

对于每摩尔环氧基，碱金属或碱土金属离子的摩尔量优选大于0.00001以及特别优选≥0.00005至≤0.3。

本申请发明中使用的化合物(E)优选可商购获得，例如，来自Chemos的商品名为Epikote^TM Resin 828，EPOTEC RD 113，聚(丙二醇)二缩水甘油醚，优选Mw.400和/或Mw.600级别。

至少一种含一个或多个环氧基团(c)的化合物(E)的数均分子量优选在＞300g/mol至≤8000g/mol的范围内。至少一种含一个或多个环氧基团的化合物(E)以≥3wt.％至≤20wt.％的范围内存在，基于组分(c)至(f)的总重量计。

本申请发明中使用的至少一种脂族多元醇(P1)的数均分子量为＞300g/mol，根据DIN 55672-1测定。这些多元醇优选具有至少两个异氰酸酯反应活性基团，以及数均分子量在≥500g/mol至≤8000g/mol的范围内，更优选在≥3000g/mol至≤5000g/mol的范围内，根据DIN 55672-1测定。可使用的至少一种脂族多元醇(P1)的代表性实例包括聚醚醇或聚酯醇。多元醇(P1)优选包含伯OH基团。这些多元醇(P1)的官能度优选在≥2至≤6的范围内，更优选在≥2至≤4的范围内以及甚至更优选在≥2至≤3的范围内。这些多元醇(P1)的羟基数优选在≥20至≤850mg KOH/g的范围内，更优选在≥30至≤600mg KOH/g的范围内，甚至更优选在≥30至≤400mg KOH/g的范围内，以及最优选在≥50至≤400mg KOH/g的范围内。

至少一种脂族多元醇(P1)优选以≥40wt.％至≤70wt.％的范围内的量存在，基于组分(c)至(f)的总重量。

优选至少一种脂族多元醇(P1)为聚醚多元醇。在催化剂存在下，通过已知方法获得该聚醚多元醇，例如通过添加至少一个起始分子进行环氧烷的阴离子聚合，所述起始分子包含≥2至≤8，优选≥2至≤6，更优选≥2至≤4个键合形式的活性氢原子。所用的催化剂可为碱金属氢氧化物，例如氢氧化钾或钠，或碱金属醇盐，例如甲醇钠，乙醇钠或乙醇钾或异丙醇钾，或在阳离子聚合情况下的路易斯酸，例如五氯化锑、三氟化硼醚合物或白土作催化剂。可额外使用双金属氰化物用作催化剂，被称为DMC催化剂。对于羟基数＞200mg KOH/g的聚醚多元醇，例如可以使用叔胺例如咪唑作为催化剂。这种多元醇记载于例如WO 2011/107367。

优选使用一种或多种亚烷基中含≥2至≤4个碳原子的化合物作为环氧烷，例如环氧乙烷、四氢呋喃、1，2-环氧丙烷、或1，2-和/或2，3-环氧丁烷，在各个情况下单独使用或以混合物的形式使用，以及优选环氧乙烷、1，2-环氧丙烷、1，2-环氧丁烷和/或2，3-环氧丁烷，特别是环氧乙烷和/或1，2-环氧丙烷。预期的起始分子包括，例如，乙二醇、二乙二醇、甘油、三甲醇丙烷、季戊四醇、糖类衍生物、例如蔗糖、己糖醇衍生物、例如山梨糖醇、甲胺、乙胺、异丙基胺、丁基胺、苄胺、苯胺、甲苯胺、甲苯二胺、萘胺、乙二胺、二乙基三胺胺、4，4′-亚甲基二苯胺、1，3-丙烷二胺、1，6-己烷二胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、以及其他二元或多元醇类或单或多官能胺类。

本申请发明所用的至少一种脂族多元醇(P1)优选可商购获得，例如，从BASF商品名为

2095和

1002/1。

至少一种多元醇(P2)选自：数均分子量≤300g/mol的至少一种脂族二醇或三醇，根据DIN 55672-1测定；以及数均分子量为≤300g/mol的至少一种环脂族二醇或三醇，根据DIN 55672-1测定。这些多元醇(P2)优选为含至少两个异氰酸酯反应活性基团并且重均分子量≤300g/mol，优选≥60g/mol至≤300g/mol的低数均分子量化合物。至少一种多元醇(P2)优选按≥4wt.％至≤30wt.％的范围内存在，基于组分(c)至(f)的总重量计。这些多元醇(P2)的羟基数优选为≥600至≤2000mg KOH/g的范围内，更优选在≥1000和≤1200mgKOH/g的范围内。

至少一种多元醇(P2)优选选自：乙二醇、1，3-丙烷二醇、1，4-丁烷二醇、1，6-己烷二醇、1，10-癸二醇、1，2-、1，3-、1，4-二羟基环己烷、二乙二醇、二丙二醇、三丙二醇、三醇、例如1，2，4-、1，3，5-三羟基环己烷、甘油和三羟甲基丙烷，以及基于环氧乙烷和/或1，2-环氧丙烷以及前述二醇和/或三醇作为起始分子的低分子量的含羟基聚环氧烷。

本申请发明中更优选使用的至少一种多元醇(P2)为二乙二醇。

至少一种增容剂选自：

i.至少一种含≥5wt.％至≤80wt.％范围内的芳族基团的芳族多元醇(P3)，基于芳族多元醇(P3)总重量计；和

ii.至少一种平均分子量在≥200g/mol至≤1000g/mol范围内的一元醇(P4)

以及，也可以是i)和ii)的混合物。

至少一种芳族多元醇(P3)为含至少两个芳香键合羟基的化合物。优选通过芳族二元醇或多元醇的烷氧基化获得这些多元醇(P3)。这些多元醇(P3)的实例为一种烷氧基化双酚，例如环氧乙烷或环氧丙烷加合物。至少一种芳族多元醇(P3)包含≥5wt.％至≤80wt.％的范围内的芳族基团，优选在≥30wt.％至≤60wt.％的范围内，基于芳族多元醇(P3)的总重量计。至少一种芳族多元醇(P3)的数均分子量优选在≥200g/mol至≤1000g/mol的范围内，更优选在＞300g/mol至≤600g/mol的范围内，甚至更优选在＞300g/mol至≤500g/mol的范围内，根据DIN 55672-1测定。这些芳族多元醇(P3)的羟基数优选在≥150至≤800mgKOH/g的范围内，更优选在≥200至≤500mg KOH/g的范围内。芳族二醇优选包含至少两个酚基，芳族二醇特别优选包含双酚，芳族二元或多元醇特别优选为双酚。

双酚为含两个羟苯基基团的化合物。这些包含双酚A(2，2-双(4-羟苯基)丙烷)；双酚AF(1，1-双(4-羟苯基)-1-苯基乙烷)、双酚AP(1，1-双(4-羟苯基)-1-苯基乙烷)、双酚B(2，2-双(4-羟苯基)丁烷)、双酚BP(双(4-羟苯基)二苯甲烷)、双酚C(2，2-双(3-甲基-4-羟苯基)丙烷)、双酚E(1，1-双(4-羟苯基)乙烷)、双酚F(双(4-羟苯基)甲烷)、双酚FL(9，9-双(4-羟苯基)芴)、双酚G(2，2-双(4-羟-3-异丙基苯基)丙烷)、双酚M(1，3-双(2-(4-羟苯基)-2-丙基)苯)、双酚P(1，4-双(2-(4-羟苯基)-2-丙基)苯)、双酚PH(2，2-[5，5′-双[1，1′-(联苯)-2-醇II丙烷)、双酚S(双(4-羟苯基)砜)、双酚TMC(1，1-双(4-羟苯基)-3，3，5-三甲基环己烷)、和双酚Z(1，1-双(4-羟苯基)环己烷)，特别优选双酚A。

本申请发明使用的至少一种增容制即多元醇(P3)优选可商购获得，例如，从BASF，商品名为

BP30E和

BP60E。

至少一种多元醇(P3)优选按≥30wt.％至≤60wt.％的范围内的量存在，基于组分(c)至(f)的总重量。

至少一种增容剂即一元醇(P4)为含活性氢的化合物(H)的环氧烷加合物，优选其中40％或更多的羟基为伯羟基。其通常为醇类，优选为一元醇选自：甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、或更长链的丙氧基化或乙氧基化一元醇，例如聚(环氧乙烷)单甲醚，例如来自BASF的单官能产品

本申请发明中使用的一元醇(P4)的数均分子量特别优选为在≥200至≤1000g/mol的范围内，优选在≥300至≤900g/mol的范围内以及更优选在≥400至≤600g/mol的范围内。这些一元醇(P4)的羟基数优选在≥50至≤500mg KOH/g的范围内，更优选在≥100至≤200mg KOH/g的范围内。本申请发明中使用的至少一种增容剂即一元醇(P4)优选可商购获得，例如，从BASF，商品名

A500PE。

至少一种一元醇(P4)优选在≥10wt.％至≤40wt.％的范围内的量存在，优选15至30wt.％，基于组分(c)至(f)的总重量。

至少一种增容剂优选在≥10wt.％至≤53wt.％的范围内的量存在，基于组分(c)至(f)的总重量计。

反应混合物(RM)优选另外包含填料和添加剂。这些物质在″Kunststoffhandbuch，第七卷，Polyurethane″，Carl Hanser Verlag，第三版1993，章节3.4.4和3.4.6至3.4.11中列举出。

本申请发明中使用的合适的填料选自：木炭、三聚氰胺、树脂、环戊二烯基树脂、接枝聚合物、纤维素纤维、聚酰胺、聚丙烯腈、聚氨酯、聚酯纤维、基于芳族和/或脂族二羧酸的酯、精细研磨的石英岩、闪锌矿、蛇纹石、角闪石、角闪石、温石棉、滑石、高岭土、氧化铝、氧化钛、氧化铁、白垩、重晶石、硫化镉、硫化锌、硅灰石、金属纤维、玻璃纤维、硫酸钡和硅酸铝的共沉淀物和/或硅酸铝。

优选使用平均粒径在≥0.1至≤500的范围内、更优选在≥1至≤100的范围内以及甚至更优选在≥1至≤10μm的范围内的填料。在非球形颗粒的情况下的直径指沿空间中最短轴方向的延伸度。非球形颗粒的情况下，实例为纤维，例如玻璃纤维，沿空间中最长轴方向的延伸度优选小于500μm，更优选小于300μm。优选用作填料的是玻璃纤维或精细研磨的石英岩。也可以使用交联填料，实例为织造纤维垫，例如玻璃纤维垫、碳纤维垫或天然纤维垫作为填料。在本申请发明的语境中，这些填料视为增强剂。无机和有机填料可以单独使用，或作为混合物使用，按有利的量加入反应混合物中。优选不添加填料。

合适的添加剂选自扩链剂、吸水添加剂、阻燃剂、水解抑制剂、抗氧化剂、内脱模剂。

优选使用的吸水添加剂为铝硅酸盐，选自铝硅酸钠、铝硅酸钾、铝硅酸钙、铝硅酸铯、铝硅酸钡、铝硅酸镁、铝硅酸锶、铝磷酸钠、铝磷酸钾，铝磷酸钙及其混合物。特别优选使用蓖麻油载体中的铝硅酸钠、铝硅酸钾和铝硅酸钙的混合物。

吸水添加剂的平均粒径优选≤200μm，更优选≤150μm以及特别是≤100μm。本申请发明中吸水添加剂的孔径优选为≥2至≤5埃。除了无机的吸水添加剂，也可使用已知的有机吸水添加剂，例如原甲酸酯类，一个实例为原甲酸三异丙基酯。吸水添加剂可以单独使用或作为混合物使用，按有利的量加入反应混合物。优选不添加吸水添加剂。

如果生产泡沫，也可使用聚氨酯化学中常用的化学和/或物理发泡剂，以替代水清除剂。化学发泡剂理解为与异氰酸酯反应生成气体产物的化合物，例如水或甲酸。物理发泡剂理解为以溶液或乳液形式存在于聚氨酯制剂成分中的、在聚氨酯生成的条件下蒸发的化合物。实例为烃，卤代烃和其他化合物，例如，全氟烷烃，例如全氟己烷、氟氯烃、和醚、酯、酮、缩醛或其混合物，例如4至8个碳原子的(环)脂族烃，或氢氟烃，例如从SolvayFluorides LLC的

365mfc。优选不添加发泡剂。

可用的阻燃剂通常为现有技术中已知的阻燃剂。合适的阻燃剂的实例为溴化醚(Ixol B 251)，溴化醇类，例如二溴新戊醇，三溴新戊醇和PHT-4二醇，还有氯化磷酸酯，例如，三(2-氯乙基)磷酸酯，三(2-氯异丙基)磷酸酯(TCPP)，三(1，3-二氯异丙基)磷酸酯，三(2，3-二溴丙基)磷酸酯和四(2-氯乙基)亚乙基二磷酸酯，或其混合物。

除了已说明的卤代磷酸酯，对于无机阻燃剂而言也可以使用，例如红磷、含红磷的制剂、可膨胀石墨、氧化铝水合物、三氧化锑、氧化砷、多磷酸铵和硫酸钙、或氰尿酸衍生物，例如三聚氰胺，或至少两种阻燃剂的混合物，例如聚磷酸铵和三聚氰胺，以及可选的淀粉，用于向根据本申请发明生产的聚氨酯-聚异氰脲酸酯赋予阻燃性。

作为另外的液态无卤阻燃剂，可使用乙烷膦酸二乙酯(DEEP)，磷酸三乙酯(TEP)，丙基膦酸二甲酯(DMPP)，甲酚膦酸二苯酯(DPK)等。

阻燃剂可单独使用或作为混合物，并按有利的量加入反应混合物中。优选不添加阻燃剂。

可使用的内部脱模剂为所有常用于制备聚氨酯的脱模剂，实例为长链羧酸，磷酸，选自硬脂酸的脂肪酸，选自硬脂酰胺的长链羧酸胺，脂肪酸酯，选自硬脂酸锌的长链羧酸金属盐，或有机硅，以及聚异丁烯琥珀酸的衍生物。

内部脱模剂可单独使用或作为混合物，并按有利的量加入反应混合物中。

本申请发明的聚氨酯-聚异氰脲酸酯化合物通过混合步骤(a)至(f)的组分以及可选的填料和添加剂，以生成反应混合物，然后将反应混合物反应以生成聚氨酯-聚异氰脲酸酯化合物而制备。此处，为了本申请发明的目的，步骤(a)至(f)的组分的混合物在基于异氰酸酯基团计反应转化率小于90％时称为反应混合物。单独的组分可以先进行预混合。因此例如，可以将至少一种多异氰酸酯(a)和通过向化合物(Z)中引入碱金属或碱土金属盐获得的混合物(M)预混合，前提是化合物(Z)不含异氰酸酯反应活性基团。同样地，化合物(E)、(P1)、(P2)、(P3)和/或(P4)以及可选的添加剂和填料可以预混合。优选将含一个或多个环氧基团的化合物(E)，以及一种或多种含至少两个异氰酸酯反应活性基团的化合物(P1)、(P2)、(P3)、和/或(P4)，以及可选的填料和添加剂混合，以生成一种多元醇组分，然后与至少一种多异氰酸酯(a)混合。

本申请发明的聚氨酯-聚异氰脲酸酯化合物在25℃表现出长开放时间，即，在≥5分钟至≤3000分钟的范围内，其中，开放时间使用Shyodu gel timer型号100，版本2012测定。在25℃，开放时间优选在≥10分钟至≤2000分钟的范围内，更优选在≥20分钟至≤1000分钟的范围内。

通过上述粘度增加确定开放时间。通过优选将温度升高至≥70℃，更优选在≥80至≤250℃的范围内，快速固化本申请发明的反应混合物，优选≤5分钟，例如，更优选≤4分钟，甚至更优选≤3分钟，以及最优选≤2分钟。为了本申请发明的目的，固化本申请发明的反应混合物指从初始粘度增加至10倍初始粘度。在25℃和在120℃的开放时间的差值优选≥15分钟，更优选≥1小时以及甚至更优选≥2小时。

本申请发明的方法的异氰酸酯指数优选在≥300至≤1300的范围内，更优选在≥400至≤1000的范围内，甚至更优选在≥400至≤700的范围内。在本申请发明的语境中，异氰酸酯指数指异氰酸酯基团与异氰酸酯反应活性基团的化学计量比乘以100。异氰酸酯反应活性基团指反应混合物中所有可与异氰酸酯反应的基团，包括添加剂和含环氧基团的化合物，但不包括异氰酸酯基团本身。

聚氨酯-聚异氰脲酸酯化合物为通过本申请发明的方法获得。

得到的聚氨酯-聚异氰脲酸酯化合物具有突出的力学性能和温度稳定性。本申请发明的聚氨酯-聚异氰脲酸酯化合物的玻璃化转变温度优选在≥180℃至≤250℃的范围内，热变形温度在≥140℃至≤200℃的范围内，以及表现出突出的力学性能，在拉伸强度方面测量为≥55N/mm²至≤80N/mm^a的范围内；以及≥2000N/mm²的弹性模量。

在频率f＝1Hz下，根据DIN EN ISO 6721-1：2011进行动态力学分析(DMA)测定玻璃化转变温度，并从损耗因数tan d和损耗模量G″的最大值中评估玻璃化转变度温度Tg。在频率f＝1Hz下，根据DIN EN ISO 6721-1：2011测定热变形温度。拉伸强度和弹性模量根据DIN EN ISO 527测定。

本申请发明的一个另外的方面涉及通过本申请发明的方法可获得的聚氨酯-聚异氰脲酸酯化合物，以及本申请发明的聚氨酯-聚异氰脲酸酯化合物用于大批量生产复合材料的用途，例如进行树脂传递模塑(RTM)，树脂注塑(RIM)或结构反应注塑(SRIM)，用于生产例如汽车车身部件，门或窗框或蜂窝增强组件，进行真空辅助树脂灌注，用于生产例如汽车或风力涡轮机的结构组件，进行纤维缠绕以例如生产耐压容器或罐，进行旋转铸造以例如生产管道和管道涂层，以及进行拉挤以生产例如门型材和窗型材，用于汽车的纤维增强组件，风力涡轮机，天线或用于混凝土的引线和钢筋。本申请发明的聚氨酯-聚异氰脲酸酯化合物还可用于生产预浸料坯，例如，用于片材模塑复合(SMC)或块状模塑料(BMC)。

包含本发明生产的聚氨酯-聚异氰脲酸酯化合物的复合材料可以额外地用于，例如，大批量生产汽车部件，火车、航空和宇航、潜水应用的组件，风力涡轮机、结构组件、胶粘剂、包装、封装材料和绝缘体。本申请发明的聚氨酯-聚异氰脲酸酯化合物也可不包含纤维增强而作为纯铸造材料使用，例如，胶粘剂或管道涂料。根据本申请发明的方法制备的聚氨酯-聚异氰脲酸酯化合物优选用于生产汽车车体组件，例如保险杠、轮罩拱或车顶零件。

令人吃惊地发现，需要特定的增容剂，即多元醇(P3)和/或一元醇(P4)，存在于反应混合物(RM)，才能获得具有比现有技术更突出的力学性能的聚氨酯-聚异氰脲酸酯化合物。本申请发明的聚氨酯-聚异氰脲酸酯化合物具有突出的力学性能的特点，可以在广泛的范围内变化。

下文中，使用实施例示例说明本申请发明：

化学品

·多元醇1(P1) 甘油-起始聚醚多元醇，基于环氧丙烷以及封端的环氧乙烷，OH数为35mg KOH/g，伯羟基含量为72％，基于所有OH基团

·多元醇2(P2) 二乙二醇

·多元醇3a(P3)

BP30E，羟基数为230mg KOH/g以及数均分子量(Mw)为490g/mol的双酚A乙基氧化物，从BASF获得。

·多元醇3b(P3)

BP60E，羟基数为313mg KOH/g以及数均分子量(Mw)为360g/mol的双酚A乙基氧化物，从BASF获得。

·多元醇4(P4)

A 500PE，数均分子量为500g/mol、羟基数为113mgKOH/g的单官能聚环氧乙烷，从BASF获得。

·化合物E

Resin 828，数均分子量为700g/mol以及平均环氧基含量为5300mmol/kg，从Hexion获得

·ZM1 多异氰酸酯(a3)与数均分子量为500g/mol的单官能聚环氧乙烷的反应产物，可以以商品名″

A 500E″从BASF获得，混合有0.70当量的LiCl，基于预聚物中氨基甲酸酯键的数量计，如WO2016/188805中记载。

·ZM2 非本发明的LiCl和尿素预聚物的混合物，通过将JeffaminM600与多异氰酸酯(a3)以及0.70当量的LiCl反应可获得，基于预聚物中尿素键的数量计，如WO10121898中记载。

·多异氰酸酯(a1)

MP 102(基于4，4′-二苯甲烷二异氰酸酯二丙二醇和聚丙二醇的异氰酸酯预聚物，NCO含量22.9％)，从BASF获得。

·多异氰酸酯(a2)

M 20S，无溶剂产品，基于二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)与官能度更高的同系物和异构体，平均官能度2.7，从BASF获得。

·多异氰酸酯(a3)

MM 103，碳二亚胺改性的4，4′-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)，NCO含量29.5％，平均官能度2.2，从BASF获得。

根据表1，多元醇组分和异氰酸酯组分分别通过混合特定组分制备。量的数值为重量份，各个情况下基于多元醇组分(A组分)或异氰酸酯组分(B组分)计。然后，按特定混合比，将对应的多元醇和异氰酸酯组分混合。在模具中将该混合物在120℃下反应，然后在加热炉中200℃回火5分钟，以生成聚氨酯-聚异氰脲酸酯化合物。测定如此生产的聚氨酯-聚异氰脲酸酯化合物的指定力学性能。

所用分析方法：

·玻璃化转变温度在频率f＝1Hz下，根据DIN EN ISO 6721-1：2011，通过动态力学分析(DMA)测定。

·热变形温度在频率f＝1Hz下，根据DIN EN ISO 6721-1：2011测定。

·开放时间采用Shyodu gel timer，型号100，版本2012测定。为此，制备每份200g的反应混合物，并在Speedmixer中1950rpm混合1分钟，将130g混合物在室温或炉中升高的反应温度下、在直径为7厘米的PP烧杯中、通过使用Shyodu gel timer，型号100，版本2012和配有的搅拌丝20rpm搅拌，直到反应混合物的粘度和因此所需的搅拌力超过GelTimer的搅拌力。

·肖氏D硬度根据DIN ISO 7619-1测定

·弯曲强度/应力根据DIN EN ISO 178测定

·断裂根据DIN EN ISO 178测定

·拉伸强度根据DIN EN ISO 527测定

·弹性模量[N/mm²]根据DIN EN ISO 527和DIN EN ISO 178测定

·断裂伸长率[％]根据DIN EN ISO 527测定

·数均分子量根据DIN 55672-1测定

Claims (16)

1.一种制备聚氨酯-聚异氰脲酸酯化合物的方法，包括：

A)将下列组分混合，以生成包含下列组分的反应混合物(RM)

a)至少一种多异氰酸酯,

b)可通过向化合物(Z)中引入碱金属或碱土金属盐获得的混合物(M)，所述化合物(Z)选自

R-NH-CO-XR'(Z1)，其中R和R'相同或不同且可以为任何有机化学中已知的基团，以及X选自NH、O和S，

具有至少一个-CO-NH-CO-基团的化合物(Z2)或(Z1)和(Z2)的混合物,

其中以化合物(Z)中每摩尔-NH-CO-X-基团和-CO-NH-CO-基团计，混合物(M)中碱金属和/或碱土金属离子的摩尔量在≥0.0001至≤3.5的范围内，基于碱金属和/或碱土金属离子的总数和-NH-CO-X-基团与-CO-NH-CO-基团的总数计,

c)至少一种包含一个或多个环氧基团的化合物(E)，

d)至少一种数均分子量为>300g/mol的脂族多元醇(P1)，

e)至少一种多元醇(P2)，选自：

i.至少一种数均分子量≤300g/mol的脂族二醇；和

ii.至少一种平均分子量≤300g/mol的环脂族二醇；

f)至少一种增容剂，选自：

i.至少一种含≥5wt.％至≤80wt.％的范围内的芳族基团的芳族多元醇(P3)，基于芳族多元醇(P3)的总重量计；和

ii.至少一种平均分子量在≥200g/mol至≤1000g/mol范围内的一元醇(P4)；

和

B)将反应混合物(RM)反应以生成聚氨酯-聚异氰脲酸酯化合物。

2.根据权利要求1的方法，其中反应混合物以≥300至≤1300的范围内的异氰酸酯指数反应。

3.根据权利要求1或2的方法，其中至少一种脂族多元醇(P1)的数均分子量在≥500g/mol至≤8000g/mol的范围内。

4.根据权利要求1至3中一项或多项的方法，其中混合物(M)可通过向化合物R-NH-CO-XR'(Z1)中引入碱金属或碱土金属盐获得，其中X代表O，R不是氢且不是-COR”，R”代表任何有机化学中已知的基团。

5.根据权利要求1至4中一项或多项的方法，其中至少一种芳族多元醇(P3)包含≥20至80wt.％范围内的芳族基团，基于芳族多元醇(P3)总重量计。

6.根据权利要求1至5中一项或多项的方法，其中至少一种芳族多元醇(P3)的数均分子量在≥200g/mol至≤1000g/mol的范围内。

7.根据权利要求1中一项或多项的方法，其中至少一种一元醇(P4)是含活性氢的化合物(H)的环氧烷加合物，其中40％或更多的羟基为伯羟基。

8.根据权利要求1至7中一项或多项的方法，其中至少一种增容剂以≥10wt.％至≤60wt.％的范围内的量存在，基于组分(c)至(f)的总重量计。

9.根据权利要求1至8中一项或多项的方法，其中步骤(b)的混合物以≥1wt.％至≤5wt.％的范围内的量存在，基于组分(a)和(b)的总重量计。

10.根据权利要求1至9中一项或多项的方法，其中至少一种含一个或多个环氧基团(c)的化合物(E)以≥3wt.％至≤20wt.％的范围内的量存在，基于组分(c)至(f)的总重量计。

11.根据权利要求1至10中一项或多项的方法，其中至少一种脂族多元醇(P1)以≥40wt.％至≤70wt.％的范围内的量存在，基于组分(c)至(f)的总重量计，并且至少一种多元醇(P2)以≥4wt.％至≤30wt.％的范围内的量存在，基于组分(c)至(f)的总重量计。

12.根据权利要求1至11中一项或多项的方法，其中碱金属或碱土金属盐是钠、锂、镁和钾的盐。

13.根据权利要求1至12中一项或多项的方法，其中反应混合物(RM)另外包含填料和添加剂。

14.一种根据权利要求1至13中一项或多项可获得的聚氨酯-聚异氰脲酸酯化合物。

15.根据权利要求14的聚氨酯-聚异氰脲酸酯化合物，其中聚氨酯-聚异氰脲酸酯化合物具有

i.在≥140℃至≤200℃范围内的热变形温度，在频率f＝1Hz下根据DIN EN ISO 6721-1:2011测定；

ii.在≥55N/mm²至≤80N/mm²范围内的拉伸强度，根据DIN EN ISO 527测定；以及

iii.≥2000N/mm²的弹性模量，根据DIN EN ISO 527测定。

16.根据权利要求14或15的聚氨酯-聚异氰脲酸酯化合物用于生产汽车车身部件的用途。