CZ89998A3

CZ89998A3 - Polysiloxanpolyuretanová hmota

Info

Publication number: CZ89998A3
Application number: CZ98899A
Authority: CZ
Inventors: Norman R. Mowrer; Luis J. Rojas
Original assignee: Ameron International Corporation
Priority date: 1995-09-26
Filing date: 1996-09-19
Publication date: 1998-08-12
Also published as: WO1997011983A1; US5760155A; EP0852594A1; NZ319016A; CN1200742A; BR9610684A; JPH11511506A; NO981354D0; MX9802335A; HUP9802301A2; AU7114596A; CA2232588A1; KR19990063726A; NO981354L; AU699410B2; PL325864A1

Description

Vynález se týká uretanových hmot tuhnoucích za vlhka, a zejména se jedná o polysiloxanpolyuretanové hmoty, které mají zvýšenou chemickou odolnost a odolnost proti působení povětrnostních vlivů, zlepšenou schopnost vytváření povlaku a mají velkou pevnost v tahu, elastomemí vlastnosti a poměrné prodloužení ve srovnání s běžnými uretanovými hmotami.

Dosavadní stav techniky

Uretanové hmoty jsou známé jako hmoty s vynikající odolností proti oděru, nárazu, vlivům povětmosti a výbornou chemickou odolností, v kombinaci s vynikající pevností v tahu a v roztržení a velkým poměrným prodloužením. Kombinace těchto vlastností způsobila, že tyto hmoty jsou komerčně využívány jako speciální ochranné nátěrové vrstvy v textilním a papírenském průmyslu, v automobilovém průmyslu a v odvětví vyrábějícím výrobky pro sport a volný čas, v dřevařství, stavebním inženýrství a stavebnictví, při stavbě lodí a při provádění průmyslových údržbářských nátěrů.

Základní suroviny použité k přípravě běžných poj i v pro dvousložkový elastomemí polyuretanový nátěrový systém zahrnují: (a) alifatický nebo aromatický di- nebo polyisokyanát; a (b) spolureagující nebo vytvrzovací složka obsahující skupiny, v nichž je přítomen aktivní vodík, např. hydroxylové skupiny, aminoskupiny, nebo skupiny obsahující latentní aktivní vodík, např. oxazolidiny nebo ketiminy. Běžně je spolureagující látkou oligomer mající alespoň jednu hydroxylovou skupinu, který je vybrán z hlavních tříd polyesterů, polyetherů, alkydových pryskyřic a akrylových plastických hmot. Spolureagující složka běžně představuje přenašeč vybraný pro tření pigmentů a může také obsahovat další přídavné látky, jako jsou katalyzátory, změkčovadla, antioxidanty a stabilizátory UV záření, živičná nastavovací plniva, rozptylující činidla, činidla zabraňující tvorbě škraloupu, povrchově aktivní látky a Theologické modifikátory.

Nevýhodou používání aminem vytvrzených pojiv je vlastní vysoká reaktivita isokyanátu, zejména aromatického isokyanátu, s materiály obsahujícími amin. Z toho tedy vyplývá, že nátěrové systémy vyrobené pomocí aminem vytvrzeného pojivá často reagují tak rychle, že aplikace lze dosáhnout pouze pomocí specializovaného několikasložkového rozstřikovacího zařízení. Kromě toho mají aminem vytvrzené systémy tendenci žloutnout po vystavení se slunečnímu světlu, což předem vylučuje jejich použití tam, kde je podmínkou stálost barvy.

Nevýhodou používání pojivá vytvrzeného hydroxylem pro přípravu nátěrových systémů je to, že oligomer obsahující hydroxylovou skupinu a jakákoliv voda přítomná v systému mají podobnou reaktivitu s di- nebo polyisokyanátovou složkou. Podlo toho se tedy každá vlhkost v substrátu, který má být potažen ochrannou vrstvou, a atmosférická vlhkost v okolním prostředí ucházejí s oligomerem o dostupné isokyanátové skupiny. Vlhkost může tedy zpomalit proces tuhnutí nátěru, což může mít za následek pomalé nebo částečné ztuhnutí, snížený povrchový lesk a tedy ohrožení výsledku. Reakce di- nebo polyisokyanátů s vodou také vytváří plynný kysličník uhličitý, který může způsobit vytvoření bublin v nátěru. Bubliny vytvořené v nátěru se běžně nemohou pohybovat směrem k povrchu nátěru, jsou zde zadržené a tím dochází k vytváření mikroskopických pórů ve struktuře nátěrové vrstvy. Tyto mikroskopické póry jsou nežádoucí, protože zvyšují propustnost vody do nátěru a tak snižují schopnost tohoto nátěru chránit proti korozi. Tyto mikroskopické póry také ohrožují přirozenou integritu nátěru, což má za následek nižší pevnost v tahu, snížené poměrné prodloužení a sníženou odolnost proti oděru. Omezená doba zpracovatelnosti je další nevýhodou používání hydroxylem ošetřeného pojivá.

Pojivá používaná k výrobě jednosložkových za vlhka tuhnoucích elastomemích polyuretanových nátěrových systémů jsou v oboru známa • · · ·· » · ·· ·· ···· ··· · · · · • · · · · · · · · · · · • 9 9 9 9 9 9 9 9 999 9 9 a obecně se jedná o prepolymery nebo kvasiprepolymery ukončené isokyanátem. Tyto polymery jsou připraveny reakcí aromatického nebo alifatického di- nebo polyisokyanátu s oligomerem typu, jaký byl popsán výše. Jsou přidávána činidla odsávající vlhkost, změkčovadla a další přísady, aby bylo dosaženo velice nízkého obsahu vlhkosti a optimální stability složky.

U pojiv, která se používají pro jednosložkové elastomerní uretanové nátěry tuhnoucí za vlhka, se má zato, že k tuhnutí dochází reakcí vody s isokyanátem, který uvolňuje plynný kysličník uhličitý. Zatímco tato reakce má svůj význam při výrobě pěnových mikroporézních uretanových výrobků, ztěžuje naopak vytvoření souvislého ochranného nátěru bez bublin a obecně omezuje tloušťku aplikované suché vrstvy na méně než asi osm milimetrů.

Jak jednosložkové, tak i dvousložkové elastomerní uretanové nátěrové systémy často obsahují těkavá organická rozpouštědla, která snižují viskositu ochranného povlaku a takto je dosaženo konzistence vhodné pro aplikaci pomocí rozstřikovacích zařízení, která fungují na bázi běžného vzduchu, bez vzduchu (přímým vstřikem) nebo pomocí elektrostatických rozstřikovacích zařízení.

Známé metody byly použity ke snížení tvorby bublin způsobených vytvořeným kysličníkem uhličitým jak v jednosložkových, tak ve dvousložkových elastomemích uretanových nátěrových systémech. Jednou z těchto metod bylo přidání ketiminové, aldiminové nebo oxazolidinové složky. Ketiminy a aldiminy jsou Schiffovy zásady získané z ketonu, resp. aldehydu. Také se používají mono-, di- nebo polyoxazolidiny. Po vystavení vlhkosti se oxazolidiny hydrolyticky štěpí a vytvářejí hydroxylamin, zatímco ketiminy a aldeminy vytvářejí amin a odpovídající keton nebo aldehyd. Takto vytvořený hydroxylamin a amin reagují s di- nebo polyisokyanátem a vytvářejí polyuretan a poly(močovino)uretan. Hydrolýza ketiminu, aldeminu a oxazolidinu a • · • ·

následná reakce aminu nebo hydroxylaminu s isokyanátem je přirozeně rychlejší než reakce isokyanátu s vodou, což takto eliminuje nebo snižuje tvorbu kysličníku uhličitého a vytváření bublin. Tímto způsobem lze připravit velmi silné nátěry s širokou paletou vlastností.

Zatímco používání ketiminů, aldeminů a oxazolidinů může být považováno za vylepšení běžných jednosložkových a dvousložkových uretanových elastomemích nátěrových systémů, má několik přirozených nevýhod. Použití ketiminů a aldeminů často vytváří povlaky, které mají tendenci žloutnout po vystavení se slunečnímu světlu a které vyžadují více času pro dosažení kompletního vytvrdnutí a zadržují po určitou dobu ve vrstvě nátěru pomalu se vypařující ketony nebo aldehydy. Oxazolidinová modifikace může mít za následek také určité zežloutnutí a sníženou chemickou odolnost vůči některým kyselinám. Další metodou použitou ke snížení množství vytvořeného kysličníku uhličitého a tedy tvorby bublin bylo uzavření isokyanátově ukončených prepolymerů nebo kvasiprepolymerů alkoxysilanem s funkční aminoskupinou. Vyvíjení kysličníku uhličitého a tvorba bublin v nátěru je předem vyloučeno, protože isokyanátová skupina reaguje předem. Tyto nátěry tuhnou prostřednictvím hydrolytického štěpení uretanu ukončeného alkoxysilanem, které vytváří odpovídající silanoly a alkohol, s následnou kondenzací uretanu ukončeného silanolem a dojde k vytvoření polysiloxanpolyuretanového polymeru a vody. Takto vytvořené polysiloxanpolyuretanové nátěry mají obecně dobrou pevnost v tahu a v roztržení, dobrou chemickou odolnost a vynikající přilnavost k mnoha substrátům. Nicméně protože je k uzavření isokyanátu použito relativně velkého množství aminoalkoxysilanu, mají tyto nátěry přirozenou tendenci žloutnout po vystavení se slunečnímu světlu a mají vysoký stupeň příčných vazeb, což v důsledku omezuje jejich poměrné prodloužení.

• ·

Další nevýhodou jak jednosložkových, tak i dvousložkových elastomemích uretanových nátěrů je přítomnost isokyanátu. Zdravotní rizika spojená s vystavením se působení isokyanátů v sobě zahrnují vážné podráždění pokožky, očí, zažívacího traktu a dýchacích orgánů. Mnoho isokyanátů má vysokou toxicitu při častém vdechování a v důsledku toho byly pro mnoho isokyanátů stanoveny limitní prahové hodnoty pro přítomnost ve vzduchu v rozsahu 0,01 ppm. Takto představuje aplikace nátěrových materiálů na bázi isokyanátu pomocí stříkacího zařízení zdravotní rizika, což si může v určitých případech vyžádat používání vzduchem zásobených respirátorů nebo jiného specializovaného zařízení. Kromě toho, určité isokyanáty jsou nyní považovány za potenciální karcinogeny. A dále. Kapitola III Dodatku k zákonu o čistém vzduchu z roku 1990 uvádí některé isokyanáty na seznamu mezi 190 materiály, které EPA označila jako nebezpečné znečisťovače vzduchu (Hazardous Air Pollutants (HAPS), jejichž emise je nutno snížit. Žádný z modifikovaných elastomemích uretanových nátěrů, o kterých se pojednávalo výše, neeliminuje isokyanát, a proto tedy představují stejné zdravotní riziko jako je riziko spojené s běžnými elastomerními uretanovými nátěry.

Z hlediska výše uvedených problémů je žádoucí vytvoření uretanové hmoty tuhnoucí za vlhku tak, aby pokud bude použita jako nátěr, nežloutla při vystavení se slunečnímu světlu a která by eliminovala jakákoliv zdravotní rizika spojená s isokyanátem. Je také žádoucí vytvořit uretanovou hmotu tuhnoucí za vlhka, která má zvýšenou chemickou odolnost a odolnost proti působení povětrnostních vlivů a která dále prokazuje vysokou pevnost v tahu a v roztržení a velké poměrné prodloužení. Dále je žádoucí vytvořit uretanovou hmotu tuhnoucí za vlhka, která by eliminovala vyvíjení kysličníku uhličitého a tvoření a zadržování bublin a tím umožnila větší tloušťku aplikační vrstvy než bylo dříve možné při použití dříve známých elastomemích uretanů tuhnoucích za vlhka.

• ·

Podstata vynálezu

Tento vynález představuje polysiloxanpolyuretanovou hmotu tuhnoucí za vlhka, která je připravena sloučením organického di- nebo polyisokyanátu, polyolu, silikonového materiálu obsahujícího hydroxylové skupiny a mající tyto hydroxylové skupiny připojené přímo na atom křemíku, organociničitého katalyzátoru, aminového katalyzátoru, silikonového meziproduktu s funkční methoxy skupinou a karbinolu, za přítomnosti vody. Pokud je to žádoucí, je možno k přípravě hmoty použít nej různější plniva, pigmenty, rozpouštědla a přídavné látky pro zlepšené smáčení pigmentů a regulaci toku a podobně.

Organická di- nebo polyisokyanátová složka vhodná při přípravě hmoty má obecný vzorec

OCN-R_rNCO kde Ri může být vybrán ze skupiny obsahující alifatické, cykloalifatické nebo aromatické skupiny, kde di- nebo polyisokyanátová složka má průměrnou molekulovou hmotnost v rozmezí od 200 do 2 000.

Polyolová složka vhodná při přípravě hmoty má obecný vzorec

HO-R₂-OH kde skupina R2 může být vybrána ze skupiny obsahující polyesterové, polyetherové, polyalkyldienové a glykolové skupiny, a kde polyol má molekulovou hmotnost v rozmezí přibližně od 200 do 5 000.

Silikonový materiál obsahující hydroxylovou skupinu může být vybrán ze skupiny složené ze (a) silanolových materiálů, které mají vzorce

OH

R₃-Si-OH

OH kde R3 může obsahovat organické radikály vybrané ze skupiny zahrnující allylové, alkylové, cykloalkylové, arylové, alkarylové nebo aralylové radikály;

(b) siloxanolových materiálů, které mají vzorce

? ?

HO-Si-O-Si-OH r₅ r₅

kde každá skupina R_s může obsahovat uhlovodíkový radikál vybraný ze skupiny obsahující alkylové, alkenylové, cykloalkylové, arylové, alkarylové nebo aralkylové radikály a kde ni může být celé číslo v rozsahu od jedné do přibližně třiceti; (c) silikonových materiálů, které mají dva nebo více atomů křemíku připojené prostřednictvím dvoj mocných organických radikálů jako jsou tyto se vzorcem

R-ó Ró

HO-Si-R₇-Si-OH

Re Re kde každá skupina může obsahovat další skupinu OH nebo může obsahovat uhlovodíkový radikál vybraný ze skupiny obsahující alkylové, cykloalkylové, arylové, alkarylové a aralkylové radikály, kde R₇ může obsahovat dvojmocný organický radikál vybraný ze skupiny zahrnující methylen, polymethylen, aralyen, polyaralyen, cykloalkylen a polycykloalkylen; a (d) silikonové meziprodukty s funkčním silanolem mající vzorec ·· ΦΦ ΦΦ

Β,

R^-O — Si—O-R^

kde každý Rg je nezávisle vybrán ze skupiny obsahující vodíkové, alkylové a arylové skupiny mající přibližně až dvanáct atomů uhlíku, kde každý R9 je nezávisle vybrán ze skupiny zahrnující hydroxy, alkylové a arylové skupiny mající přibližně až šest atomů uhlíku a kde rn je vybrán tak, že průměrná molekulová hmotnost se pohybuje v rozmezí přibližně od 500 do 15 000.

Organociničitý katalyzátor má obecný vzorec

kde Rio, Rh, Rp a R|₃ jsou vybrány ze skupiny zahrnující alkylové, arylové a alkoxy skupiny mající přibližně až jedenáct atomů uhlíku, a kde jakékoliv dva z Rk>, Rji, R12 a R|₃ jsou také vybrány ze skupiny anorganických atomů zahrnujících halogeny, síru a kyslík.

Aminový katalyzátoi je vybrán ze skupiny obsahující terciární aminy a aminosilany mající obecný vzorec

kde Rn je vybrán ze skupiny obsahující alifatické a aromatické aminy obsahující v rozmezí od jednoho do šesti atomů dusíku a v rozmezí od jednoho do šesti atomů uhlíku, kde R;s, R|_ó a R17 jsou nezávisle vybrány ze skupiny zahrnující alkoxy a aryloxy skupiny mající přibližně až dvanáct atomů uhlíku.

Silikonové meziprodukty s funkční methoxy skupinou mají obecný vzorec

R_ls~O — Si—O—R.

kde každá skupina Ris je nezávisle vybrána ze skupiny zahrnující alkylové, arylové a alkoxy skupiny mající přibližně až šest atomů uhlíku, kde každý R19 je nezávisle vybrán ze skupiny obsahující vodíkové, alkylové a arylové skupiny mající přibližně až dvanáct atomů uhlíku a kde Π4 je zvolen tak, aby se průměrná molekulová hmotnost silikonového meziproduktu pohybovala přibližně v rozmezí od 500 do 6 000.

Chemické přísady se spolu slučují, reagují a vytváří uretanové prepolymery s funkčním silanolem, které tuhnou při okolních teplotách za přítomnosti vlhkosti a vytvářejí polysiloxanpolyuretanovou hmotu, která je předmětem tohoto vynálezu. Výsledná poiysiloxanpolyuretanová hmota nepředstavuje zdravotní rizika spojená s isokyanáty, má zvýšenou chemickou odolnost a odolnost proti povětrnostním vlivům, představuje vysokou pevnost v tahu a v roztrženi a je velmi pružná s velkým poměrným prodloužením. Hmota připravená tímto způsobem eliminuje tvorbu bublin vytvářených kysličníkem uhličitým a jejich zadržování aje tedy možno ji aplikovat jako ochranné nátěry o větší tloušťce než bylo možno u dříve známé uretanové hmoty tuhnoucí za vlhka.

Stručný popis výkresů

Tyto a další charakteristické rysy a výhody vynálezu bude možno ocenit až po lepším pochopení s odkazem na specifikace, patentové nároky a výkresy, kde

OBR. 1 představuje izometrický pohled na pružnou hadici obsahující polysiloxanpolyuretanovou pojivovou hmotou připravenou podle principů tohoto vynálezu.

Podstata vynálezu

Pro zajištění zvýšené chemické odolnosti, odolnosti proti vlivům povětmosti, odolnost proti oděru a proti nárazu na povrch podkladu, pokud je hmota aplikována jako nátěr a na tělo zařízení, pokud je použita k vytvoření kompozitního materiálu, mohou polysiloxanpolyuretanové

hmoty obsahovat jako významné složky uretanový prepolymer zakončený isokyanátem a silikonový materiál obsahující hydroxylovou skupinu. Preferovanou polysiloxanpolyuretanovou hmotu lze připravit na základě principů tohoto vynálezu sloučením:

(a) organického di- nebo polyisokyanátu, který má obecný vzorec

OCN-R_rNCO kde skupina R| může být vybrána ze skupiny obsahující alifatické, cykloalifatické nebo aromatické skupiny, a kde di- nebo polyisokyanátová složka má průměrnou molekulovou hmotnost v rozmezí přibližně od 200 do 2 000; s (b) polyolem, který má obecný vzorec

HO-R2-OH kde skupina R? může být vybrána ze skupiny obsahující polyesterové, polyetherové, polyalkyldienové a glykolové skupiny, a kde polyol má průměrnou molekulovou hmotnost v rozmezí přibližně od 200 do 5 000;se (c) silikonovým materiálem obsahujícím hydroxyl (OH), včetně těch materiálů, kde jsou skupina nebo skupiny OH připojeny přímo na atom křemíku, jako jsou silanolové materiály mající obecný vzorec

OH

R₃-Si-OH

OH kde R3 může obsahovat organické radikály vybrané ze skupiny obsahující allylové, alkylové, cykloalkylové, arylové, alkarylové nebo aralylové radikály.

Další preferovanou skupinou silikonových materiálů obsahujících hydroxylovou skupinu jsou silikonové materiály mající dvě nebo více skupin OH připojených přímo k atomu křemíku, jako jsou siloxanolové materiály mající obecný vzorec

^R\ ^R\

HO-Si-O-Si-OH

R5 R5

kde každá skupina R5 může obsahovat uhlovodíkový radikál vybraný ze skupiny obsahující alkylové, alkenylové, cykloalkylové, arylové, alkarylové nebo aralkylové radikály, a kde ni může být celé číslo v rozsahu od jedné do přibližně třiceti.

Další preferovanou skupinou silikonových materiálů obsahujících hydroxylovou skupinu jsou materiály obsahující dvě nebo více skupin OH připojených k atomu křemíku, které mají dva nebo více atomů křemíku připojených prostřednictvím dvojmocných organických radikálů jako jsou tyto s obecným vzorcem

R-6 Ró

HO-Si-R₇-Si-OH

I I

Ró Ró kde každá skupina Ró může obsahovat další skupinu OH nebo může obsahovat uhlovodíkový radikál vybraný ze skupiny obsahující alkylové, cykloalkylové, arylové, alkarylové a aralkylové radikály, kde R₇ se může skládat z dvojmocného organického radikálu vybraného ze skupiny obsahující methylen, polymethylen, aralyen, polyaralyen, cykloalkylen a polycykloalkylen.

Obzvláště preferovanou třídou silikonových materiálů obsahujících hydroxylovou skupinu jsou silikonové meziprodukty s funkčním silanolem mající obecný vzorec • · ···· to to to toto·· • · · · ···· · ··· • · · *· ·· ·· ···· · ·· · ···· ··· ·· ··· ·· ·· ·· ··

kde každý Rg je nezávisle vybrán ze skupiny obsahující vodíkové, alkylové a arylové skupiny mající přibližně až dvanáct atomů uhlíku, kde každý R9 je nezávisle vybrán ze skupiny obsahující hydroxy, alkylové a arylové skupiny mající přibližně až šest atomů uhlíku a kde n2 je vybrán tak, aby se průměrná molekulová hmotnost pohybovala v rozmezí přibližně od 500 do 15 000; s (d) organociničitým katalyzátorem, který má obecný vzorec

Rn

Rio~ Sn - R12

R,J kde R10, R11, R12 a R_i3 jsou vybrány ze skupiny obsahující alkylové, arylové a alkoxy skupiny mající přibližně až jedenáct atomů uhlíku a kde jakékoliv dva z R₎₀, R11, R12 a R|₃ jsou také vybrány ze skupiny anorganických atomů zahrnujících halogeny, síru a kyslík; s (e) terciárním aminovým katalyzátorem nebo aminosilanem, které mají obecný vzorec r_I5

R/4~ Si - Rl6

I R_l7 kde R14 je vybrán ze skupiny obsahující alifatické a aromatické aminy obsahující v rozmezí od jednoho do šesti atomů dusíku a od jednoho do šesti atomů uhlíku, kde R15, R|6 a R|₇ jsou nezávisle vybrány ze skupiny obsahující alkoxy a aryloxy skupiny mající přibližně až dvanáct atomů uhlíku; se (f) silikonovými meziprodukty s funkční methoxy skupinou, které mají obecný vzorec

kde každá skupina R]g je nezávisle vybrána ze skupiny obsahující alkylové, arylové a alkoxy skupiny mající přibližně až šest atomů uhlíku, kde každá skupina R19 je nezávisle vybrána ze skupiny obsahující vodíkové, alkylové a arylové skupiny mající přibližně až dvanáct atomů uhlíku a kde ru je zvolen tak, aby se průměrná molekulová hmotnost pohybovala přibližně v rozmezí od 500 do 6000; s (g) karbinolem, který má průměrně alespoň dvě uhlíkově vázané hydroxy skupiny na jeden karbinol a průměrnou molekulovou hmotnost v rozmezí od 60 do 10 000; s (h) plnivy a pigmenty; s (i) rozpouštědly, jako jsou nealkoholová rozpouštědla; s (j) nej různějšími typy přídavných látek pro lepší smáčení pigmentů, řízení toku a podobně.

Pokud jde o organickou di- nebo polyisokyanátovou složku je žádoucí, aby průměrná molekulová hmotnost byla v rámci výše uvedeného rozmezí, aby se tak usnadnily reakce mezi polyisokyanátem a polyolem. Polysiloxanpolyuretanová hmota připravená na základě principů tohoto vynálezu může obsahovat polyisokyanátovou složku v rozmezí od dvou až do padesáti procent své váhy. Polyisokyanátová složka slouží ke zvýšení chemické odolnosti hmoty a ke zvýšení její odolnosti proti povětrnostním vlivům. Hmota obsahující méně než dvě procenta váhy polyisokyanátu se ukázala jako hmota, která nevykazuje žádaný stupeň chemické odolnosti, ani odolnosti proti povětrnostním vlivům. Hmota obsahující více polyisokyanátu než přibližně padesát procent váhy se ukázala jako zatuhlý produkt, který může být příliš křehký pro takové použití, jako jsou nátěry, pojivá kompozitních materiálů a podobně. Preferované množství polyisokyanátové složky použité k vytvoření hmoty podle tohoto vynálezu závisí na konkrétním použití. Například, pokud se použije jako nátěr k vytvoření ochranné vrstvy pro beton, je žádoucí, aby hmota měla nízkou tvrdost přibližně

30-50 Rockwell A, vytvořenou použitím polyisokyanátové složky v rozmezí od tří do pěti procent váhy. Jako další příklad, pokud se používá jako nátěr pro vytvoření vrstvy odolné proti oděru u výsypného vozu, je žádoucí, aby hmota měla tvrdost přibližně 80 Rockwell A až 50 Rockwell D, a tato tvrdost vznikne při použití polyisokyanátové složky v rozmezí od šesti do osmi procent váhy. A další příklad, pokud se používá k vytváření elastomemí ochranné vrstvy betonu pro vnější odolnost, je hmota vytvářena s použitím polyisokyanátové složky v rozmezí od deseti do dvanácti procent váhy.

Jako další příklad mohou být hmoty, kterých se týká tento vynález, použity jako pojivo pro výztužné částice, pruty nebo konstrukční části v kompozitních materiálech. V jedné formě může být hmota použita jako pojivo pro skelné vlákno, sekané skleněné vlákno a podobně pro vytvoření hadice (10), která má zvýšenou pružnost a odolnost proti rázům, větší chemickou odolnost, odolnost proti vlivům povětmosti a elastičnost v porovnání s běžnými hadicemi. V této formě může hadice (10) obsahovat výztužný materiál (12) v rozmezí asi od 60 do 80 procent váhy a pojivo (14) v rozmezí asi od 20 do 40 procent váhy. Hadice může být vyrobena pomocí běžných výrobních technik procesem lisování, průtlačným lisováním nebo podobně.

Ačkoliv hmoty podle tohoto vynálezu byly specificky popsány a ilustrovány při použití pro výrobu kompozitních výrobků, mezi nimi pružné hadice, je v rámci tohoto vynálezu jasné, že použití hmoty při vytváření kompozitních materiálů není omezeno na pružné hadice a může zahrnovat jakýkoliv typ kompozitního materiálu, kde jsou žádoucími charakteristikami zvýšená pružnost, větší odolnost proti rázům, proti vlivům povětmosti, chemická odolnost a elasticita.

Pro vytvoření hmoty lze použít jakýkoliv vhodný organický dinebo polyisokyanát, buď alifatický, cykloalifatický nebo aromatický.

• ·

Vhodné organické polyisokyanáty zahrnují polymethylenpolyfenyl isokyanát, 2,4 a 4,4-difenylmetan diisokyanát (MDI) a tekuté karbodimidové a uretoniminové modifikované varianty MDI, 2,4 a 2,6toluen diisokyanát (TDI), parafenylen diisokyanát, naftylen diisokyanát, dianisidin diisokyanát, xylylen diisokyanát (XDI), lysin diisokyanát, tetramethyl-meta-xylylen diisokyanát (M-TMSDI), dimeryl diisokyanát (DDI), 3-isokyanátomethyl 3,5,5-trimethylcyklohexyisokyanát (IPDI), bis (4-isokyanátocyklohexyl) metan (Desmodur W), hexamethylen diisokyanát a hexamethylen diisokyanát biurety a isokyanuráty, tj. Desmodur N-100, Desmodur N-3200 a Desmodur N-3300 od firmy Miles, lne., Pittsburg, PA.

Aromatické di- nebo polyisokyanáty jsou preferovány pro hmoty, kde je žádoucí jejich optimální chemická odolnost. Preferovanými aromatickými di- nebo polyisokyanáty jsou toluen diisokyanát, parafenylen diisokyanát, polymethylenpolyfenyl isokyanát a 2,4’ a 4,4’difenylmetan diisokyanát (MDI) a tekuté karbodimidové a uretoniminové modifikované varianty MDI.

Alifatické di- nebo polyisokyanáty jsou preferovány pro hmoty, kde je žádoucí jejich optimální odolnost proti vlivům povětrnosti. Preferované alifatické di- nebo polyisokyanáty zahrnují 3isokyanátomethyl 3,5,5-trimethylcyklohexyl isokyanát (IPDI), bis (4isokyanátocyklohexyl) metan (Desmodur W), tetramethyl-meta-xylylen diisokyanát (M-TXMDI) a hexamethylen diisokyanát biurety a isokyanuráty, tj. Desmodur N-100, Desmodur N-3200 a Desmodur N3300. Preferovaným polyisokyanátem je 3-isokyanátomethyl 3,5,5trimethylcyklohexyl isokyanát vyráběný firmou Huls America v Piscontaway, New Jersey, pod obchodním názvem Vestamin IPDI.

Pokud jde o polyolovou složku je žádoucí, aby polyol měl průměrnou molekulovou hmotnost jak bylo uvedeno výše, aby snadněji proběhla reakce s polyisokyanátem. Hmota připravená na základě

··	• ··	«·	··	··
•		♦	··	•	•	•	• ·	•		•
•		•	•	•	9	···	• ·		··
		•	• ·	•	•	• ·	• ···	*		•
•		•	•	•	•	• ·	•	•		•
	··		··»		·*	··	··		··

principů tohoto vynálezu může obsahovat polyol v rozmezí od dvou do šedesáti procent své váhy. Polyolová složka zvyšuje procentní prodloužení, moduly elasticity, odrazovou pružnost, chemickou odolnost, odolnost proti povětrnostním vlivům a hydrolytickou stabilitu hmoty. Při použití méně polyolu než jsou dvě procenta váhy se vytvoří hmota, která má vysoké hladiny isokyanátu a silanolu, což způsobí, že hmota bude příliš křehká na to, aby mohla být použita jako elastomemí nátěr. Při použití polyolu v množství větším než je šedesát procent váhy bude vytvořena ztuhlá hmota, která je měkká a pro většinu aplikací není příliš vhodná.

Polyisokyanát a polyol spolu reagují a vytvářejí polyuretanový prepolymer zakončený isokyanátem, který je pro tento vynález vhodný. Tak, jak je použitý zde, odpovídá isokyanátem ukončený uretanový prepolymer sloučeninám, které mají alespoň jednu isokyanátovou skupinu na molekulu, která vytváří při reakci nebo tuhnutí polyuretanové a/nebo poly(močovino)uretanové vazby. Shrnutí chemie a technologie prepolymerů lze nalézt v dílech Polyuretany: Chemie a technologie, autorů Saunders a Frisch, Interscience Publishers, New York, 1963 (Část

I) a 1964 (Část II) a Průvodce mezi polyuretany, Gunther Oertel, Hansor Publishers, New York, 1985.

Polyoly používané pro vytvoření isokyanátem zakončených uretanových prepolymerů nebo kvasiprepolymerů, mohou zahrnovat polyoxyalkylenetherglykoly, polyesterglykoly, polykaprolaktonglykoly, polykarbonátglykoly, ricinové oleje, polybutadienglykoly, akrylové polyoly a glykoly a polyetherthioetherglykoly z nichž jako příklad jsou uvedeny následující, ale nejde jen o tyto:

polytetramethylenetherglykoly, MH 650-2900, polypropylenetherglykoly, MH 400-4000, ricinový olej a deriváty ricínového oleje, MH 300-1000, polykaprolaktonglykoly, MH 300-2000, • · · · · · • · ·· · · · · hydroxylem zakončené bisfenol A polyoly, MH 400-1000, polykarbonátglykoly, MH 500-2500, polyetherthioetherglykoly, MH 400-2000, polyakryláty a polymethakryláty obsahující hydroxylovou skupinu, ekvivalentní hmotnost 400-4000, polybutylenetherglykoly, MH 400-4000, a polyoxyethylen-propylen kopolymeretherglykoly, MH 400-4000.

Polyesterglykoly jsou produktem reakce vícemocných alkoholů, jako jsou ethylenglykol, propylenglykol, diethylenglykol, dipropylenglykol, 1,4-butandiol, 1,3-butandiol, pentandiol, 1,6hexandiol, dodekandiol, polyethylenglykol, polypropylenglykol, polytetramethylenglykol, neopentylglykol, 2,2,4-trimethylpentandiol, hydrogenovaný bisfenol A, propylenoxidové adiční sloučeniny bisfenolu A, glycerin, trimethylolethan, trimethylolpropan, pentaerythritol a trihydroxyethyl isokyanurát a kyselina polykarbonová, anhydrid kyseliny polykarbonové nebo alky lovy ester kyseliny polykarbonové, jako je íitalanhydrid, kyselina isoftalátová, kyselina tereftalátová, kyselina dimethyltereftalátová, kyselina jantarová, kyselina adipová, kyselina azelainová, dimemí kyselina, anhydrid kyseliny maleinové, kyselina fumarová, kyselina itakonová, kyselina tetrahydroftalová, anhydrid kyseliny hexahydroftalové, anhydrid kyseliny methylnadikové, anhydrid kyseliny trimellitová, anhydrid kyseliny pyromellitové a kyselina butantetrakarbonová, ve směšovacím poměru, kde převažují hydroxylové skupiny.

Také přípustné v kombinaci jsou např. jednosytné kyseliny jako jsou mastné kyseliny, kyselina benzoová, a terciární kyselina butylbenzoová, monoalkoholy jako jsou oktanol, laurylakohol a oleylalkohol, kyseliny hydroxykarbonové jako je kyselina hydroxystearová, kyselina parahydroxybenzoová a kyselina metahydroxybenzoová. Monomemí glykoly mohou být smíchány s polyoly a zahrnují ethylenglykol, propylenglykol, diethylenglykol,

triethylenglykol, dipropylenglykol, trimethylenglykol, 1,3,- a 1,4butandiol, 1,5-pentandiol, 1,2-hexenglykol, 1,10-dekandiol, 1,2cyklohexandiol, 3-cyklohexan-l ,1-dimethanol, 4-methyl-3-cyklohexan-

1,1-dimethanol, 3-methylen-1, 5-pentandiol, (2-hydroxy-propoxy) 1 propanol, 4-(2-hydroxy-ethoxy)-butanol, 5-(2-hydroxy-propoxy)-1pentanol, l-(2-hydroxy-methoxy) 2-hexanol, l-(2-hydroxy-propoxy)-2oktanol, 3-allyloxy-l, 5-pentandiol, glycerin 1,2,6-hexantriol, 1,1,1trimethylolethan, 1,1,1-trimethylolpropan, pentaerythritol, sorbit, sacharosa, laktosa, c-methyl glykosid, novolakové pryskyřice a kaprolakton zakončený hydroxylovou skupinou.

Preferované polyoly používané při výrobě isokyanátem zakončených polyuretanových prepolymerů tohoto vynálezu zahrnovaly polyoxyethylenpropylen kopolymeretherglykoly (Olin Chemical, Stanford, CT), polybutylenetherglykoly, (Dow Chemical, Midland, MI), ricínový olej a deriváty ricínového oleje (Caschem, lne., Bayonne, NJ), polyesterpolyoly (Miles, lne., Pittsburg, PA a Witco Chemical, Chicago, IL), polykaprolaktonglykoly (Union Carbide, Danbury, CT) a polyoly bisfenolu A zakončené hydroxylovou skupinou (Milliken Chem). Obzvláště preferovaným polyolem je polyethylen propylenetherglykol vyráběný ve firmě ARCO Chemical, ve Philadelphii, PA, pod obchodním názvem ARCO 1025.

Uretanové prepolymery a kvasiprepolymery zakončené isokyanátem jsou také k dispozici z mnoha komerčních zdrojů včetně Miles, lne., Air Products (Ambler, PA), Hexcel (Dublin, CA), Uniroyal (Naugatuck, CT), Dow Chemical, Essex Specialty Products (Clifton, NJ) a Polyurethane Corporation of America (Everett, MA). Preferované jsou uretanové prepolymery zakončené isokyanátem od Air Products, které jsou k dispozici pod obchodním názvem Airthane, a to díky svému nízkému obsahu volného monomemího isokyanátu a nízké viskozitě.

Pokud jde o silikonové materiály obsahující hydroxylovou skupinu, mělo by být zřejmé, že hmota představující tento vynález může být připravena s použitím silanolového a siloxanolového, kde silikonový materiál má dva nebo více atomů křemíku připojených prostřednictvím dvojmocných organických radikálů, silikonového meziproduktu s funkčním silanolem a jejich kombinacemi.

Pokud jde o silikonový materiál, zahrnují vhodné silanolové materiály difenyldihydroxysilan, dicyklohexyldihydroxysilan a fenyltolyldihydroxysilan, xylytrihydroxysilan a fenyltrihydroxysilan. Pokud jde o silikonový materiál s hydroxylovou skupinou obsahující siloxanol, zahrnují vhodné materiály tetramethyldisiloxandiol, tetrafenyldisiloxandiol, difenyldimethyldisiloxandiol, dibutyldifenyl disiloxandiol a podobně. Preferovaným siloxanolem je difenyldimethyldisiloxandiol vyráběný firmou Huls America.

Pokud jde o silikonové materiály obsahující hydroxylovou skupinu a mající dva nebo více atomů křemíku připojených prostřednictvím dvojmocných organických radikálů, vhodné materiály zahrnují ethylen bis (trihydroxysilan), p-fenylen-bis-(dimethyl) hydroxysilan, p-cyklohexen-bis(dibutyl) hydroxysilan a 1,6hexamethylen-bis-(dimethylhydroxysilan). Příprava mnoha těchto sloučenin je popsána v americkém patentu č. 2,561,429, který je zde zahrnutý prostřednictvím referencí. Preferovaným silikonovým materiálem obsahujícím hydroxylovou skupinu je p-fenylen-bis(dimethyl) hydroxysilan vyráběný firmou Huls America.

Pokud jde o materiál obsahující hydroxylovou skupinu zahrnující silikonové meziprodukty s funkčním silanolem, nejsou snadno k dispozici silikonové meziprodukty s funkčním silanolem mající průměrnou molekulovou hmotnost méně než 1 000. Silikonový meziprodukt s funkčním silanolem mající průměrnou molekulovou hmotnost vyšší než přibližně 15 000 je nežádoucí, protože ve výsledné hmotě bude převládat množství silikonu nad polyuretanem a tato bude příliš měkká a lepkavá pro takové aplikace, jako jsou ochranné nátěry a pojivá v kompozitních materiálech. Vhodné silikonové meziprodukty s funkčním silanolem mají obsah silanolu v rozmezí od jednoho do šesti procent a příkladem jsou takové komerčně dostupné výrobky, jako jsou výrobky firmy Dow Corning DC-Z6018, DC-6-2230 a DC-1-2530. Preferovaný silikonový meziprodukt s funkčním silanolem je vyráběn firmou Dow Corning Corp. v Midlandu, Michigan, pod obchodním názvem DC-1-2530, což je meziprodukt s funkčním silanolem mající průměrnou molekulovou hmotnost přibližně 10 000 a obsahující přibližně osmdesát procent sušiny a tři procenta silanolu.

Hmota připravená na základě principů tohoto vynálezu může obsahovat silikonový materiál s hydroxylovou skupinou v rozmezí od patnácti do šedesáti procent své váhy. Hmota může být připravena pomocí buď jediného typu silikonového materiálu nebo pomocí kombinace různých materiálů. Silikonové materiály obsahující hydroxylovou skupinu reagují s di- nebo polyisokyanátovou složkou a eliminují nevýhody spojené s běžnými nátěrovými hmotami na bázi isokyanátu, např. předem reagují s isokyanátem, aby se předešlo reakci s vodou a eliminovala se tvorba bublin při vyvíjení kysličníku uhličitého a jejich zadržování. Pokud se silikonového materiálu, který obsahuje hydroxylovou skupinu, použije méně než přibližně patnáct procent váhy, vytvoří se měkká gumovitá hmota, která je pro většinu nátěrů a pro použití v kompozicích nevhodná. Při použití více než přibližně šedesáti váhových procent silikonového materiálu obsahujícího hydroxylovou skupinu, se vytvoří hmota, která je příliš tvrdá a křehká pro většinu elastomemích nátěrů a kompozitních aplikací. Preferovaná hmota vhodná pro ochranné nátěry obsahuje přibližně třicet procent své váhy silikonového materiálu s hydroxylovou skupinou.

·· · ·· ·· · · ·· ···· · · · · · · · • · · · · ··· · ···

Uretanový prepolymer zakončený isokyanátem, který je vytvořen reakcí isokyanátu a polyolu, reaguje se silikonovým materiálem obsahujícím hydroxylovou skupinu a majícím dvě nebo více skupin OH připojených přímo na atom křemíku, procento SiOH je v rozmezí asi od 0,5 do 20 a průměrná molekulová hmotnost je asi od 1 000 do 15 000. Silikonový materiál obsahující hydroxyl reaguje s uretanovým prepolymerem zakončeným isokyanátem při ekvivalentní poměru OH k NCO přibližně 2:1 až 6:1 a vytvoří uretanový prepolymer s funkčním silanolem.

Reakce mezi isokyanátem a silikonovým materiálem obsahujícím hydroxylovou skupinu probíhá za přítomnosti katalyzátoru, který urychluje reakci hydrolytické polykondenzace mezi reagujícími látkami. Katalyzátor může obsahovat organociničitou sloučeninu. Pokud jde o organociničitý katalyzátor, lze vhodné organociničité katalyzátory vybrat ze skupiny zahrnující dibutylcín dilaurát, dibutylcín diacetát, dibutylcín merkaptid a podobně. Preferovanými organociničitými katalyzátory jsou dibutylcín dilaurát a dibutylcín diacetát a jsou komerčně k dispozici od firmy Air Products v Allentownu, Pensylvánie pod obchodními názvy ΤΙ a T-12 a od Witco Chemical Corp. vNew Yorku, New York, pod obchodním názvem SUL-3.

Hmota připravená na základě principů tohoto vynálezu může obsahovat organociničitý katalyzátor v rozmezí od 0,02 do 2 procent své váhy. Organociničitý katalyzátor slouží k urychlení hydrolytické polykondenzace silikonového materiálu obsahujícího hydroxylovou skupinu a uretanového prepolymeru s isokyanátovým zakončením tím, že podporuje reakci hydroxylové skupiny s isokyanátem a minimalizuje vedlejší reakci, např. reakci isokyanátu s vodou a/nebo uretanem. Použití méně než asi 0,02 procent váhy organociničitého katalyzátoru nezajišťuje účinné množství organociničitého katalyzátoru, které by napomohlo urychlit hydrolytickou polykondenzaci a tak nezabrání výskytu nežádoucích vedlejších reakcí s isokyanátem. Použití více než asi 2 procent váhy organociničitého katalyzátoru poskytuje více organociničitého katalyzátoru než je potřeba k urychlení hydrolytické polykondenzace a proto je ekonomicky nežádoucí. Preferovaná hmota vhodná pro nátěry má obsah organociničitého katalyzátoru přibližně 0,5 procent své váhy.

Hmota může být připravena, kromě organociničitého katalyzátoru, s použitím terciárního aminového katalyzátoru. Příkladem těchto aminů mohou být dimethylethanolamin, dimethylpropanolamin, dimethylbutanolamin, methylethylmethanolamin, methylpropylmethanol amin, methylethylethanolamin, monoisopropylamin, methyldiethanol amin, triethanolamin, diethanolamin a ethanolamin. Preferovanými aminy jsou dimethylethanolamin a ethanolamin. Stejně jako organociničité katalyzátory' slouží i terciární aminové katalyzátory k urychlení hydrolytické polykondenzace silikonového materiálu obsahujícího hydroxylovou skupinu a uretanového prepolymeru zakončeného isokyanátem.

Hmoty připravené na základě principů tohoto vynálezu mohou obsahovat terciární aminy v rozmezí od 0,1 do 4 procent své váhy. Při použití terciárního aminu v množství menším než 0,1 procenta váhy nebude k dispozici dostatečné množství katalyzátoru na to, aby bylo dosaženo urychlení hydrolytické polykondenzace. Při použití terciárního aminu v množství větším než 4 procenta váhy bude k dispozici větší množství katalyzátoru než je nezbytně nutné k urychlení hydrolytické polykondenzace a toto je ekonomicky nežádoucí. Preferovaná hmota vhodná jako nátěr obsahuje terciární aminy v množství přibližně dvě procenta váhy.

Pokud jde o aminosilanovou složku, může být použita namísto terciárního aminu v kombinaci s organociničitým katalyzátorem pro urychlení reakce hydrolytické polykondenzace mezi silikonovým materiálem obsahujícím hydroxylovou skupinu a uretanovým prepolymerem zakončeným isokyanátem. Hmota připravená na základě principů tohoto vynálezu může obsahovat aminosilan v rozmezí od jednoho do čtyř procent váhy. Podobně jako terciární amin také aminosilan slouží k urychlení hydrolytické polykondenzace silikonového materiálu obsahujícího hydroxylovou skupinu a uretanového prepolymeru zakončeného isokyanátem. Nicméně narozdíl od organociničitých katalyzátorů a terciárních aminů se aminosilan stává v průběhu polykondensační reakce součástí páteře polymeru SFUP.

Použití méně aminosilanu než přibližně jedno procento váhy bude nedostatečným množstvím k tomu, aby proběhlo žádoucí urychlení reakce hydrolytické polykondenzace. Při použití více než přibližně čtyř procent váhy bude toto množství aminosilanu větší než je nutné pro uskutečnění žádoucí hydrolytické polykondenzace, a bude tedy ekonomicky nežádoucí. Preferovaná hmota vhodná jako nátěr obsahuje přibližně dvě procenta váhy aminosilanu. Preferované aminosilany zahrnují aminoethylaminopropyl, trimethoxysilan a aminopropyl triethoxysilan.

Pokud jde o silikonový meziprodukt s funkční methoxy skupinou, má preferovaný silikonový meziprodukt s funkční methoxy skupinou průměrnou molekulovou hmotnost asi 1400 a příkladem jsou takové komerčně dostupné výrobky jako 3074 a 3037 od firmy Dow Corning, SY-231 vyráběný firmou Generál Electric Co. v Pittsfieldu, Massachusetts, a SR-191, vyráběný firmou Wacker. Silikonový meziprodukt s funkční methoxy skupinou snižuje viskositu nátěrové hmoty. Hmoty připravené na základě principů tohoto vynálezu mohou obsahovat tohoto silikonového meziproduktu s funkční methoxy skupinou až asi dvacet procent své váhy. Při použití více než dvaceti procent silikonového meziproduktu s funkční methoxy skupinou se vytvoří hmota, která pokud je použita jaké ochranný nátěr, má vysoký obsah rozpouštědla, což zvyšuje dobu schnutí a snižuje vrstvu.

Preferovaná hmota vhodná jako nátěr má váhový obsah silikonového meziproduktu s funkční methoxy skupinou přibližně deset procent.

Pokud jde o karbinolovou složku, jsou karbinoly obzvláště vhodné v polymeru alespoň bifunkční. Podobně tak termíny glykol a polyol se zde používají s tím, že je lze zaměnit za karbinol. Příkladem glykolů mohou být ethylenglykol, propylenglykol, glycerol, diethylen glykol, trimethylenglykol, triethylenglykol, dipropylenglykol, tripropylen glykol, polyethylenglykoly, trimethylpropanol, 1,6- nebo 2,6-hexandiol, neopentylglykol, 1,3-butylenglykol, pentaerythritol, hexylenglykol, částečně esterifikované polyoly, cyklopentandiol a podobné.

Preferované karbinoly zahrnují akrylové pryskyřice s funkční hydroxylovou skupinou, polyoxyalkalinetherglykoly, polyesterglykoly, polykarbonátglykoly, ricínový olej, a jeho deriváty, polybutadienglykoly a polykaprolaktonpolyoly a podobně. Výběr karbinolu ovlivní mechanické vlastnosti tuhnoucího výrobku. Například, pokud se použije karbinolů s vysokou molekulovou hmotností, bude pevnost v tahu a v roztržení a procentní prodloužení výsledného elastomeru nižší. Přidání karbinolu s vysokou molekulovou hmotností může zlepšit zjevný čas vysychání nebo zvýšit přilnavost nebo odolnost proti vlivům povětmosti. Přidání glykolu nebo karbinolu s nižší molekulovou hmotností sníží viskositu a může zvýšit čas tuhnutí nebo zasychání. Preferovaným karbinolem je polyoxypropylen vyráběný firmou ARCO pod obchodním názvem Arcol 1025, který má průměrnou molekulovou hmotnost přibližně 1000.

Hmoty připravené na základě principů tohoto vynálezu mohou obsahovat karbinol až do deseti procent své váhy. Použití více než deseti váhových procent karbinolu vytvoří hmotu, která má snížený poměr isokyanátu kpolyolu a tedy sníženou hustotu příčné vazby. Snížená hustota příčné vazby způsobí zhoršení takových žádoucích fyzikálních vlastností, jako je pevnost v tahu a v roztržení. Preferovaná hmota vhodná jako nátěr má obsah karbinolu přibližně deset procent své váhy.

• ·· • · · · · ·· ·· ···· ··· · · · · ·· ·· ··· ·· ·· ·· ··

Pokud jde o plniva, lze pro přípravu hmoty použít běžná plniva jako je křemenný prášek, talek (křemičitan hořečnatý), hlíny jako je kaolin (křemičitan hlinitý), wollastonit (křemičitan vápenatý), vápenec, baryty (síran bamatý, metaboritan bamatý), trihydrát hlinitý, grafit, zinek, hliník, měď a podobně. Hmota může mít obsah plniv až okolo dvaceti procent své váhy. Preferovaná hmota vhodná pro nátěry má obsah plniv přibližně pět procent váhy.

Pokud jde o pigmenty, lze pro zabarvení ošetřované hmoty použít pigmenty jako jsou kysličník železa, kysličník titaničitý, fitalocyaninová zeleň a modř, žluť Hansa a podobně. Hmota může obsahovat pigmenty až do dvaceti procent své váhy. Preferovaná hmota vhodná jako nátěr má obsah pigmentu přibližně pět procent své váhy.

Některé hmoty, kterých se týká tento vynález, vyžadují přidání rozpouštědla pro zlepšení aplikace sprejem, válečkem, poléváním (namáčením) a podobně. Přednost mají rozpouštědla neobsahující alkohol, která zahrnují ethery, estery, aromatické látky a podobně. Specifická rozpouštědla zahrnují např. MEK, MIBK, n-propylketon, methylisoamylketon, methylamylketon, isobutylacetát, butylacetát, ethyl 3 ethoxypropionan, xylen a aromatická rozpouštědla s vyšším bodem varu jako jsou Chevron 25, hexylacetát, heptylacetát a podobně. Množství rozpouštědla, které lze přidat do hmoty, je v současné době regulováno nej různějšími státními a federálními úřady na ochranu životního prostředí na maximum 420 gramů na jeden litr. Obzvláště preferovaným rozpouštědlem je butylacetát.

Hmoty připravované na základě principů tohoto vynálezu mohou obsahovat přídavné látky jako jsou smáčedla pigmentů, povrchově aktivní látky, odpěňovače, činidla pro řízení toku, thixotropy a stabilizátory UV záření, stejně jako živičná a uhlovodíkové plniva a změkčovadla. Hmota může obsahovat přídavných látek až do pěti procent své váhy.

Hmota je připravována sloučením preferovaného isokyanátu, organociničitého katalyzátoru a polyolových složek podle výše popsaných poměrů, poté se teplota zvýší na přibližně 70°C a směs se míchá dohromady po dobu asi tří hodin. Pokud nechceme být vázáni žádnou konkrétní teorií nebo mechanismem, domníváme se, že polyisokyanát a polyol spolu reagují a vytvářejí uretanový prepolymer zakončený isokyanátem, jak ukazuje reakce (1) níže. Reakce uvedené níže nemají za úkol ilustrovat celý rozsah chemických reakcí, které mohou mezi reagujícími látkami proběhnout, ale měly by pouze popsat a objasnit obecný typ chemické reakce, která by se měla podle očekávání objevit. Shodně s tím by mělo být zřejmé, že se v rámci tohoto vynálezu mohou objevit i jiné chemické reakce než jsou ty, které jsou zde konkrétně popsány a ilustrovány.

Reakce č, 1

OCN-R^-NCO + HO-R^-OH ►

OO

IIli

OCN-R_X -N-C-O-R^-O-CN-R_X -NCO

ΗH

Uretanový prepolymer s funkčním silanolem (SFUP) je připraven, jak je vidět podle reakce (2) dále, sloučením preferovaného silikonového materiálu obsahujícího hydroxylovou skupinu s organociničitým katalyzátorem, aminovým katalyzátorem a uretanovým prepolymerem s isokyanátovým zakončením na základě výše popsaných poměrů a směs se míchá dohromady při teplotě přibližně 70°C po dobu přibližně čtyř hodin. Domníváme se, že silikonový materiál obsahující hydroxylovou skupinu a uretanový prepolymer zakončený isokyanátem procházejí hydrolytickou polykondenzací na jejímž konci je vytvoření uretanového prepolymeru s funkčním silanolem.

Reakce č. 2

OO

IIII

OCN-R₁-M- C-0-R₂ - o-C-N-^ -NCO

ΗH

OH

I + R₃~Si-OH —₊

OH

HO

Reakce běžně probíhá v zahřívané nádobě vybavené míchacím zařízením, přívodem dusíku a kondenzátorem. Katalyzátorové složky a silikonová sloučenina obsahující hydroxyl jsou přiváděny do nádoby a poté je za stálého míchání a přivádění dusíku přidáván uretanový prepolymer zakončený isokyanátem. Opakovaně se z nádoby odebírá vzorek, který je spektrálním fotometrem FTIR analyzován kvůli množství nezreagovaného isokyanátu. Reakce končí tehdy, když spektrum FTIR nevykazuje žádnou stopu isokyanátu o velikosti alespoň 2 250 cm'¹.

Uretanové prepolymery s funkčním silanolem tohoto současného vynálezu tuhnou za okolní teploty v přítomnosti vlhkosti tím, jak silanolové skupiny kondenzují a tak dochází k tvorbě polysiloxanpolyuretanových elastomerů. Pokud je to žádoucí, lze k uretanovému prepolymeru s funkčním silanolem přidat pigmenty, rozpouštědla, přídavné látky a plniva podle výše popsaných poměrů a míchat dohromady až je směs homogenní.

Uretanový prepolymer s funkčním silanolem, aminový /organociničitý a/nebo aminosilanový katalyzátor, pigmenty, rozpouštědla a přídavné látky jsou spolu sloučeny tak, aby vytvořily jediný balíček zabalený v nádobách odolných proti vlhkosti, běžně jde o plechovky a sudy s epoxidovým nebo fenolovým potažením vnitřních stěn.

Polysiloxanpolyuretanové hmoty tuhnoucí za vlhka, kterých se týká tento vynález, jsou vhodné pro množství nejrůznějších použití, jako jsou povrchové nátěry, pojivá kompozitních materiálů a podobně. Uretanový prepolymer zakončený isokyanátem a silikonový meziprodukt s funkčním silanolem používané k výrobě uretanového prepolymeru s funkčním silanolem jsou voleny podle toho, jaké je konkrétní použití polysiloxanpolyuretanové hmoty, kterou vytvářejí, a to na základě požadovaných fyzikálních a chemických charakteristik. Např. kompozitní systémy založené na uretanových prepolymerech na bázi aromatického isokyanátu mají dobrou chemickou odolnost, zatímco uretanové prepolymery na bázi alifatického isokyanátu mají lepší odolnost proti vlivům povětrnosti. Uretanové prepolymery zakončené isokyanátem připravené na bázi polyesterů mají obecně lepší chemickou odolnost a odolnost proti oděru. Uretanové prepolymery na bázi polyetheru mají dobrou hydrolytickou stabilitu. Meziprodukty s funkčním silanolem s obsahem SiOH od čtyř do osmi procent rychle tuhnou a mají vysokou pevnost v tahu a tvrdost, zatímco při nižším obsahu SiOH mají větší poměrné prodloužení a nižší tvrdost.

Hmoty, kterých se týká tento vynález, mají několik výhod v porovnání s předtím známými elastomemími uretanovými hmotami. Například hmoty připravené na základě principů tohoto vynálezu eliminují veškerá zdravotní rizika pro konečného uživatele spojená s isokyanátem tím, že proběhne reakce se silikonovým materiálem obsahujícím hydroxylovou skupinu, a jsou tedy daleko lépe přijatelné z toxikologického hlediska. Hmoty, kterých se týká tento vynález, také eliminují problém vytváření bublin kysličníku uhličitého a jejich zadržování, a to díky předběžné reakci isokyanátové složky se silikonovým materiálem obsahujícím hydroxylovou skupinu, což předem vyloučí reakci isokyanátové složky s vodou. Eliminace zadržování bublin umožňuje větší tloušťku vybudované vrstvy než bylo možné u předtím známých nátěrových hmot na bázi isokyanátu. Polysiloxanpolyuretanové hmoty tuhnoucí za vlhka představující tento vynález mají lepší odolnost proti vlivům po větrnosti a chemickou odolnost než dříve známé elastomemí polyuretany a mají překvapivě velkou pevnost v tahu a v roztržení a velké poměrné prodloužení.

Příklady provedení vynálezu

Tyto a další vlastnosti tohoto vynálezu budou více zřejmé po uvážení následujících příkladů, které ale nejsou vyčerpávající. Tabulka 1 uvádí popis složek použitých v jednotlivých případech.

TABULKA 1

MATERIÁL DODÁVÁTE POPIS

L

DC-Z6018	Dow Corning	fenylpropylsilikonový meziprodukt s funkčním silanolem s obsahem SiOH 6% a průměrnou molekulovou hmotností 3000
DC-6-2230	Dow Corning	silikonový meziprodukt s funkčním silanolem s 5% obsahem SiOH a průměrnou molekulovou hmotností 3000
Isoforon diisokyanát (IPDI)	Huls	Cykloalifatický diisokyanát, MH = 222,3
Arcol 1025	Areo	MH 1000, polyoxypropylenetherdiol
Arcol 425	Areo	MH 425, polyoxypropylenetherdiol
T-12	Air Products	dibutylcín dilaurát
Sul-3	Witco	dibutylcín diacetát
BYK-077	Byk-Chemie	odpěňovač
BYK-080	Byk-Chemie	odpěňovač

Nuosperse 657 R-960 Lampblack #6 XAPC-722 butylacetát PM Acetate DabcoT-120 DC-Z6020 Vestám i η A-

Huls	smáčedlo pigmentu
Dupont	kysličník titaničitý
Generál Carbon	lampová čerň
Air Products	IPDI/uretanový prepolymer na bázi polytetramethylenetherglycolu, 5,75% NCO
Union Carbide	rozpouštědlo (uretanový stupeň)
Areo	rozpouštědlo (uretanový stupeň)
Air Products	katalyzátor pro tuhnutí za vlhka
Dow Corning	aminosilan
Huls	cykloalifatický amin

139

Epalloy 8250	CVC	epoxy-novolaková pryskyřice
DC3074	Dow Corning	silikon s funkční methoxy skupinou
Imsil A-10	Illinois	kysličník křemičitý
Dilson 6500	Minerals	voskové thixotropní činidlo na bázi oolyamidu

Přiklad 1

Příprava uretanového prepolymeru zakončeného isokyanátem

200,46 gramů (g) isoforon diisokyanátu (IPDI), 0,17 g T-12 a

8,5 g BYK-077 bylo vloženo do pryskyřičné baňky vybavené ohřívacím pláštěm, míchacím zařízením, přívodem dusíku, teploměrem a kondensátorem. V jiné nádobě byl připraven roztok 302,24 g Arcolu 1025, 66,47 g Arcolu 425, 70,14 g butylacetátu a 175 g Areo PM Acetate a poté byl přidáván po dobu dvou minut do pryskyřičné baňky obsahující IPDI. Teplota byla poté zvýšena na 70°C a udržována na stejné úrovni po dobu tří hodin a 15 minut při neustálém míchání a přivádění dusíku. Výsledný prepolymer zakončený isokyanátem měl obsah sušiny přibližně 70 procent své váhy, obsah isokyanátu byl přibližně 4,40 procent a viskosita podle Brookfielda byla přibližně 2480 centipoise (cP).

Příprava uretanového prepolymeru s funkčním silanolem

339.9 g DC-Z6018 bylo rozpuštěno v 183 g butylacetátu v pryskyřičné baňce vybavené ohřívacím pláštěm, míchacím zařízením, přívodem dusíku, teploměrem a kondenzátorem. Po úplném rozpuštění DC-Z6018 bylo přidáno 0,4 g T-12 a vše bylo mícháno, dokud nebylo dosaženo homogenní směsi. Přibližně 477,3 g uretanového prepolymeru s isokyanátovým zakončením připraveného výše bylo přidáváno k roztoku DC-Z6018 po dobu dvou minut. Teplota byla zvýšena na 70°C, poté udržována na stejné teplotě čtyři hodin za neustálého míchání a vhánění dusíku. Spektrum FIIR výsledného uretanového prepolymeru s funkčním silanolem nevykázalo žádnou stopu isokyanátu. Viskosita podle Brookfíelda byla přibližně 3200 cP a obsah sušiny přibližně 67,4 váhových procent.

Příprava pigmentovaného uretanového prepolymeru s funkčním silanolem

Přibližně 150 g uretanového prepolymeru s funkčním silanolem připraveného výše, 4 g Nuosperse 657 a 6 g BYK-080 bylo naplněno do plechové nádoby o obsahu 1 kvartu. Přibližně 60 g R-960 kysličníku titaničitého a 3 g Lampblack #6 bylo přidáno a směs byla dispergována na jemnost 3 podle Hegmana. Toto trvalo asi deset minut. Bylo přidáno dalších 450 g uretanového prepolymeru s funkčním silanolem a směs byla míchána tak dlouho, dokud nebyla homogenní.

Příklad 2

V tomto příkladě byl použitý Airthane XAPC-722, komerčně dostupný uretanový prepolymer ukončený isokyanátem dodávaný firmou Air Products. Airthane XAPC -722 je na bázi isoforondiisokyanátu a polytetramethylenetherglykolu. Má 100 procentní obsah sušiny a obsah isokyanátu 5,75 procent.

Příprava uretanového prepolymeru s funkčním silanolem

245.9 g DC-Z6018 bylo rozpuštěno v 158 g butylacetátu v pryskyřičné baňce vybavené jak bylo uvedeno výše. Byly přidány 2 g Sul-3 a 8 g BYK-080 a směs byla míchána tak dlouho, dokud nebyla

homogenní. V jiné pryskyřičné baňce byl připraven roztok 219,1 g XAPC-722 a 158 g butylacetáti. a poté přidáván k roztoku DC-Z6018 po dobu dvou minut. Teplota byla zvýšena na 49°C a poté udržována po dobu osmi hodin při stejné teplotě za neustálého míchání a vhánění dusíku. Výsledný uretanový prepolymer s funkčním silanolem měl viskositu podle Brookfielda přibližně 4000 cP a obsah sušiny přibližně 60 váhových procent. Spektrum FTIR nevykázalo žádnou stopu isokyanátu.

Příprava pigmentovaného uretanového prepolymeru s funkčním silanolem

Pigmentovaná hmota byla připravena následujícím způsobem: 150 g uretanového prepolymeru s funkčním silanolem, 4 g Nuosperse 657 a 6 g BYK-080 byla naplněno do plechové nádoby o obsahu jeden kvart. Přibližně 60 g R-960 kysličníku titaničitého a 3 g Lampblack #6 bylo přidáno a směs byla dispergována pomocí Cowlesova rozpouštěče na jemnost 3 podle Hegmana. Bylo přidáno dalších 450 g uretanového prepolymeru s funkčním silanolem a směs byla míchána tak dlouho, dokud nebyla homogenní.

Příklad 3

Příklad 3 byl připraven stejným způsobem jako Příklad 2. Použité materiály byly 306 g DC-6-2230, 350,1 g butylacetátu, 4 g T-12 a 219,1 g XAPC-722. Výsledný uretanový prepolymer s funkčním silanolem měl obsah sušiny přibližně 60 váhových procent a viskosita podle Brookfielda byla přibližně 3800 cP. Spektrum FTIR nevykázalo žádnou stopu isokyanátu.

Srovnávací příklad 4

500 g XAPC-722 bylo rozpuštěno ve 125 g xylenu v plechové nádobě o obsahu jeden kvart pomocí lopatkovitého míchacího stroje. Směs měla viskositu podle Brookfielda přibližně 1000 cP a vypočítaný obsah isokyanátu ve výši 4,6 váhových procent.

·· ·· • · • · · · • · • · • · • ·· • to • to

Srovnávací příklad 5

Srovnávací příklad 5 používá stejný roztok uretanového prepolymeru jak bylo popsáno ve srovnávacím příkladu 4.

V příkladech 1 až 5 došlo ke sloučení s katalyzátory a/nebo vytvrzovacími prostředky a rozpouštědly jak ukazuje Tabulka 2. Hmoty byly rozstřikem pomocí sací stříkací pistole Devilbiss aplikovány jako nátěr na ocelové panely válcované za tepla o rozměrech 3“ x 8“ x 1/16“ ošetřené přípravkem Bonderit 1000. Každý panel mohl dva týdny tuhnout při teplotě 70°F (21°C) a za podmínek 50% relativní vlhkosti, poté proběhlo měření lesku při úhlu 60° a byly provedeny zrychlené testy QUV odolnosti proti vlivům povětmosti. Byly připraveny volné vrstvičky podle každého jednotlivého příkladu pomocí válcovacích tyčí Leneta s rozměry 20 a 40 tisícin palce na polyethylenové desce. Po dvou dnech byly všechny vrstvičky odstraněny z polyethylenové desky a mohly tuhnout dva týdny při 70°F (21°C) a za podmínek 50% relativní vlhkosti. Poté byly provedeny testy chemické odolnosti a měření tvrdosti, pevnosti v tahu a procentního prodloužení. Shrnutí testovacích metod je uvedeno v Tabulce 3.

TABULKA 2

NÁTĚROVÁ HMOTA	1	2	3	4	5
Příklad 1	100			—
Příklad 2		100		- .	. -
Příklad 3			100	—	__
Srovnávací příklad 4				100
Srovnávací příklad 5					100
butylacetát	10	20	10	5	10
DC-Z6020	2	2	2	—	__
T-12	1	1	1	- _
Dabco T-120				2
Vestamin A-139					14,5

suchý na dotek @ 20

tisícin palce (hod)	4	3	4	6	3
suchý naskrz @ 20	30	24	24	36	12
tisícin palce (hod)
tvrdost podle Shorea A	60	80	75	50	80
pevnost v tahu, psi	1500	2100	1800	1000	3000
prodloužení, %	400	205	170	500	260

zrychlené vystavení povětrnostním vlivům QUV

60° lesk - počáteční	55	62	91	94	95
- 4 týdny	40	45	70	50	45
- 8 týdnů	24	35	55	20	15(1)
vzhled (vyválcování na
40 tisícin palce)	(a)	(a)	(a)	(b)	(c)

Chemická odolnost, 24 hodinová kapkové zkoušky

hydroxid sodný (50%)	10	10	10	10	10
kyselina	8	8	8	8	8
chlorovodíková (37%)
kyselina sírová (98%)	4	8	4	2	2
fenol (89%)	4	4	4	2	2
kyselina fosforečná	6	8	6	4	4
(85%)
aceton	10	10	10	10	10
hydroxid amonný(28%)	10	10	10	10	10
ethylalkohol (95%)	8	8	8	8	8
kyselina octová (99%)	4	6	6	2	2
kumen	10	10	10	10	10

(a) souvislá vrstva bez bublin (b) zadržování bublin, pěnový vzhled (c) určitá tvorba bublin (1) žloutnutí, popraskání, vlasové trhlinky

TEST

TABULKA 3

Doba schnutí

Zrychlené vystavení povětrnostním vlivům QUV

Tvrdost A podle Shorea

Pevnost v tahu

Poměrné prodloužení

Odolnost proti nárazům

Zkouška oděru podle Tabera

Chemická odolnost = beze změny = lehká změna

- omezená změna

TESTOVACÍ METODA

ASTM Dl640

ASTM G53 (UV 313B BULB)

ASTM D2240

ASTM D412

ASTM D2794

ASTM D4060

ASTMD1308 = velká změna = částečné porušení = úplné porušení

Porovnání dat uvedených v Tabulce 2 jasně naznačuje, že hmota, kterou představuje tento vynález, má zvýšenou odolnost proti povětrnostním vlivům a lepší chemickou odolnost ve srovnání s dřívějšími známými uretanovými nátěrovými hmotami tuhnoucími za vlhka a také mají vysokou pevnost v tahu a větší poměrné prodloužení.

Zadržování bublin a pěnový vzhled u vyvalování na 40 tisícin palce u srovnávacích příkladů 4 a 5 jasně dokazuje, že hmoty, které představuje tento vynález, je možno aplikovat v silnějším průřezu než běžné uretanové nátěrové hmoty na bázi isokyanátu tuhnoucí za vlhka.

Uretanové prepolymery s funkčním silanolem podle tohoto vynálezu mohou být také používány pro vytvrzování silikonových a polysiloxanových hmot. Pružnost, odolnost proti nárazům a oděru u těchto hmot lze vylepšit částečným nahrazením (nebo přidáním) silikonových pryskyřičných hmot s funkčním silanolem uretanovým prepolymerem s funkčním silanolem.

Příklad 6 představuje polysiloxanový epoxidový nátěr vytvrzený aminosilanem obsahující složky uvedené v Tabulce 4. Příklad 7 představuje stejný nátěr s přidáním patnácti váhových procent uretanového prepolymeru s funkčním silanolem z Příkladu 2.

Příklad	6	7
Epalloy 8250	437,1	437,1
BYK-080	12,9	12,9
R-960	233,4	233,4
Imsil A-10	146,8	146,8
Dislon 6500	10,0	10,0
DC3074	374,4	374,4
Příklad 2*		18,2

*uretanový prepolymer s funkčním silanolem z Příkladu 2.

Přísady byly dispergovány na jemnost 3 podle Hegmana pomocí Cowlesova rozpouštěče. Sto gramů každého vzorku bylo rozmícháno s 18,1 gramů aminosilanu Z6020 od Dow Coming a aplikováno při tloušťce mokré vrstvy 20 tisícin palce na opískované ocelové panely o rozměrech 4¹^ x 7%“ x 1/32“ pomocí vyvalovací tyče Leneta. Abrazní Taberovy panely u Příkladu 6 a Příkladu 7 byly připraveny postřikovou aplikací po zředění každého předpisu o dvacet procent váhy pomocí butylacetátu.

Po dvou týdnech tuhnutí při 70°F(21°C) a za podmínek 50% relativní vlhkosti měl Příklad 6 odolnost proti přímému rázu 34 palců/libru a ztrátu váhy 119 miligramů při Taberově testu (oděru) ve srovnání s odolnosti proti rázu 52 palců/libru a 85 miligramovou ztrátou váhy při Taberově testu (oděru) u Příkladu 7. Tyto údaje naznačují využití uretanových prepolymerů s funkčním silanolem, které představují tento vynález, při zlepšování odolnosti proti rázu a oděru u hmot na bázi polysiloxanu.

Ačkoliv zde bylo popsáno jen omezené množství forem polysiloxanpolyuretanových hmot, bude zřejmé těm, kteří mají kvalifikaci v oboru, jaké jsou bohaté možnosti modifikací a ověření. Podle toho tedy by mělo být zřejmé, že v rámci připojených patentových nároků, mohou být polysiloxanpolyuretanové hmoty podle principů tohoto vynálezu připraveny jiným způsobem, než bylo konkrétně popsáno v tomto dokumentu.

Claims

1. Hmota představující uretanový prepolymer s funkčním silanolem připravená sloučením:

organického di- nebo polyisokyanátu, který má vzorec

OCN-R_rNCO kde skupina Ri je vybrána ze skupiny obsahující alifatické, cykloalifatické a aromatické skupiny, a kde organický di- nebo polyisokyanát má průměrnou molekulovou hmotnost v rozmezí od 200 do 2 000, s polyolem, který je schopen po reakci s organickým di- nebo polyisokyanátem vytvořit uretanový prepolymer zakončený isokyanátem a sloučením tohoto uretanového prepolymeru zakončeného isokyanátem se silikonovým meziproduktem s funkčním silanolem, který má vzorec kde každý R« je nezávisle vybrán ze skupiny obsahující vodíkové, alkylové a arylové skupiny mající přibližně až dvanáct atomů uhlíku, kde každý R9 je nezávisle vybrán ze skupiny obsahující hydroxy, alkylové a arylové skupiny mající přibližně až šest atomů uhlíku, a kde Π2 je zvolen tak, aby silikonový meziprodukt měl průměrnou molekulovou hmotnost v rozmezí přibližně 500 až 15 000.

2. Hmota představující uretanový prepolymer s funkčním silanolem podle patentového nároku 1, ve kterém polyol má vzorec

HO-R2-OH kde skupina R₂ je vybrána ze skupiny obsahující polyesterové, polyetherové, polyalkyldienové a glykolové skupiny, a kde polyol má průměrnou molekulovou hmotnost v rozmezí přibližně od 200 do 5 000.

3. Hmota představující uretanový prepolymer s funkčním silanolem podle patentového nároku 1, která dále obsahuje organociničitý katalyzátor vybraný ze skupiny zahrnující dibutylcín dilaurát, dibutylcín diacetát a dibutylcín merkaptid.

4. Hmota představující uretanový prepolymer s funkčním silanolem podle patentového nároku 1, která dále obsahuje aminový katalyzátor.

5. Hmota představující uretanový prepolymer s funkčním silanolem podle v patentového nároku 4, ve které je aminový katalyzátor vybrán ze skupiny obsahující terciární aminy a aminosilany, kde aminosilany mají vzorec kde R|4-je vybrán ze skupiny obsahující alifatické a aromatické aminy, které obsahují v rozmezí od jednoho do šesti atomů dusíku a v rozmezí od jednoho do šesti atomů uhlíku, kde R₁₅, R₎₆ a R₁₇ jsou nezávisle vybrány ze skupiny obsahující alkoxy a aryloxy skupiny, které mají přibližně až dvanáct atomů uhlíku, a kde n₃ nabývá hodnot v rozmezí od jedné do šesti.

6. Hmota představující uretanový prepolymer s funkčním silanolem podle patentového nároku 1, a dále obsahující silikonový meziprodukt s funkční methoxy skupinou, který má vzorec kde každá skupina Ris je nezávisle vybrána ze skupiny obsahující alkylové, arylové a alkoxy skupiny mající přibližně až šest atomů uhlíku, kde každá skupina R19 je nezávisle vybrána ze skupiny obsahující vodíkové, alkylové a arylové skupiny mající přibližně až dvanáct atomů uhlíku, a kde rg je zvolen tak, aby se váhová průměrná molekulová hmotnost silikonového meziproduktu pohybovala v rozmezí od 500 do 6000.

7. Hmota představující uretanový prepolymer podle patentového nároku 1, dále obsahující plniva a pigmenty.

8. Hmota představující uretanový prepolymer s funkčním silanolem podle patentového nároku 1, dále obsahující rozpouštědla a přídavné látky vybrané ze skupiny obsahující smáčedla pigmentů, povrchově aktivní látky, odpěňovače, činidla řízení toku, thixotropy, stabilizátory UV, živičná a uhlovodíková plniva a změkčovadla.

9. Kompozitní materiál obsahující pojivo vytvořené z hmoty představující uretanový prepolymer s funkčním silanolem uvedený v patentovém nároku 1, a kde je výztužný materiál umístěný v kontaktu s pojivém.

10. Hmota představující uretanový prepolymer s funkčním silanolem podle patentového nároku 1, a obsahující v rozmezí od dvou do padesáti procent své váhy di- nebo polyisokyanát, a v rozmezí od dvou do šedesáti procent své váhy polyol.

11. Hmota představující uretanový prepolymer s funkčním silanolem připravený sloučením:

organického di- nebo polyisokyanátu, který má vzorec

OCN-R_rNCO kde skupina Ri je vybrána ze skupiny obsahující alifatické, cykloalifatické a aromatické skupiny, a kde organický di- nebo polyisokyanát má průměrnou molekulovou hmotnost v rozmezí od 200 do 2 000, s polyolem, který je schopen po reakci s organickým di- nebo polyisokyanátem vytvořit uretanový prepolymer zakončený isokyanátem a sloučením tohoto uretanového prepolymeru zakončeného isokyanátem se silikonovým meziproduktem s funkčním silanolem, který má vzorec kde každý R_g je nezávisle vybrán ze skupiny obsahující vodíkové, alkylové a arylové skupiny mající přibližně až dvanáct atomů uhlíku, kde každý R₉ je nezávisle vybrán ze skupiny obsahující hydroxy, alkylové a arylové skupiny mající přibližně až šest atomů uhlíku, a kde n₂ je zvolen tak, že silikonový meziprodukt má průměrnou molekulovou hmotnost v rozmezí přibližně od 500 až 15 000, za přítomnosti:

organociničitého katalyzátoru; a aminového katalyzátoru, kdy dojde k vytvoření uretanového prepolymeru s funkčním silanolem.

12. Hmota představující uretanový prepolymer s funkčním silanolem podle patentového nároku 11, kde organický di- nebo polyisokyanát má vzorec

OCN-Rj-NCO kde skupina R₍ je vybrána ze skupiny obsahující alifatické, cykloalifatické a aromatické skupiny, a kde organický di- nebo polyisokyanát má průměrnou molekulovou hmotnost v rozmezí od 200 do 2 000.

13. Hmota představující uretanový prepolymer s funkčním silanolem podle patentového nároku 12, která obsahuje v rozmezí od dvou do padesáti procent své váhy organického di- nebo polyisokyanátu.

14. Hmota představující uretanový prepolymer s funkčním silanolem podle patentového nároku 11, ve které polyol má vzorec

HO-R₂-OH kde skupina R2 je vybrána ze skupiny obsahující polyesterové, polyetherové, polyalkyldienové a glykolové skupiny, a kde polyol má průměrnou molekulovou hmotnost v rozmezí přibližně od 200 do 5 000.

15. Hmota představující uretanový prepolymer s funkčním silanolem podle patentového nároku 14, která obsahuje v rozmezí od dvou do šedesáti procent své váhy polyolu.

16. Hmota představující uretanový prepolymer s funkčním silanolem podle patentového nároku 11, která obsahuje v rozmezí od patnácti do šedesáti procent své váhy silikonový materiál s hydroxylovou skupinou.

17. Hmota představující uretanový prepolymer s funkčním silanolem podle patentového nároku 11, která obsahuje v rozmezí od dvou do padesáti procent své váhy organického di- nebo polyisokyanátu, v rozmezí od dvou do šedesáti procent své váhy polyolu a v rozmezí od patnácti do šedesáti procent své váhy silikonového meziproduktu s funkčním silanolem.

18. Kompozitní materiál obsahující pojivo vytvořené z hmoty představující uretanový prepolymer s funkčním silanolem podle patentového nároku 11, u kterého je výztužný materiál umístěný v kontaktu s pojivém.

19. Uretanový prepolymer s funkčním silanolem, který je připraven sloučením:

organického di- nebo polyisokyanátu, který má vzorec

OCN-R_rNCO kde skupina Ri je vybrána ze skupiny obsahující alifatické, cykloalifatické a aromatické skupiny, a kde organický di- nebo polyisokyanát má průměrnou molekulovou hmotnost v rozmezí od 200 do 2 000,s polyolem, který po reakci sdi- nebo polyisokyanátem vytváří uretanový prepolymer zakončený isokyanátem, a tento polyol má vzorec

HO-R2-OH kde skupina R₂ je vybrána ze skupiny obsahující polyesterové, polyetherové, polyalkyldienové a glykolové skupiny, a kde polyol má průměrnou molekulovou hmotnost přibližně v rozmezí od 200 do 5 000 a sloučením tohoto uretanového prepolymeru zakončeného isokyanátem se silikonovým meziproduktem s funkčním silanolem majícím vzorec kde každý R₈ je nezávisle vybrán ze skupiny obsahující vodíkové, alkylové a arylové skupiny mající přibližně až dvanáct atomů uhlíku, kde každý R9 je nezávisle vybrán ze skupiny obsahující hydroxy, alkylové a arylové skupiny mající přibližně až šest atomů uhlíku, a kde n₂ je zvolen tak, že silikonový meziprodukt má průměrnou molekulovou hmotnost v rozmezí přibližně od 500 do 15 000, za přítomnosti:

organociničitého katalyzátoru vybraného ze skupiny obsahující dibutylcín dilaurát, dibutylcín diacetát, dibutylcín merkaptid; a aminového katalyzátoru vybraného ze skupiny obsahující terciární aminy a aminosilany mající vzorec

K_I3

I a₁₄—sí

Jíl, kde Ruje vybrán ze skupiny obsahující alifatické a aromatické aminy obsahující v rozmezí od jednoho do šesti atomů dusíku a v rozmezí od jednoho do šesti atomů uhlíku, kde R_LS, R₁₆ a R|₇ jsou nezávisle vybrány ze skupiny obsahující alkoxy a aryloxy skupiny mající přibližně až dvanáct atomů uhlíku a kde n₂ nabývá hodnot v rozmezí od jedné do šesti, a poté dochází k vytvoření uretanového prepolymeru s funkčním silanolem.

20. Uretanový prepolymer s funkčním silanolem připravený sloučením:

uretanového prepolymeru zakončeného isokyanátem; se silikonovým meziproduktem s funkčním silanolem, který má vzorec kde každý Rs je nezávisle vybrán ze skupiny obsahující vodíkové, alkylové a arylové skupiny mající přibližně až dvanáct atomů uhlíku, kde každý R₉ je nezávisle vybrán ze skupiny obsahující hydroxy, alkylové a arylové skupiny mající přibližně až šest atomů uhlíku, a kde n₂ je zvolen tak, že silikonový meziprodukt má průměrnou molekulovou hmotnost v rozmezí přibližně od 500 do 15 000.

21. Metoda na výrobu uretanového prepolymeru s funkčním silanolem, který tuhne při okolní teplotě za podmínek vlhkosti, která zahrnuje následující kroky:

sloučení organického di- nebo polyisokyanátu, polyolu a organociničitého katalyzátoru a vytvoření první směsi;

reakce první směsi za podmínek zvýšené teploty a vytvoření uretanového prepolymeru zakončeného isokyanátem;

sloučení silikonového meziproduktu s funkčním silanolem a uretanového prepolymeru zakončeného isokyanátem a vytvoření druhé směsi; a reakce druhé směsi za podmínek zahřívání a vytvoření uretanového prepolymeru s funkčním silanolem.