WO2005049684A1 - Polyurethanzusammensetzungen mit nco- und silylreaktivität - Google Patents

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WO2005049684A1
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Thomas Bachon
Felicitas Kolenda
Hermann Kluth
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    • C08G2110/0008—Foam properties flexible

Definitions

  • the present invention relates to compositions containing reactive, silyl group-bearing polyurethanes or polyureas which can be prepared using asymmetric polyisocyanates and substituted alkoxyaminosilanes, to preparations which contain such reactive, silyl group-bearing polyurethanes or polyureas, to processes for producing such reactive, silyl group-bearing polyurethanes or polyureas as well as their use.
  • Reactive polyurethanes or polyureas have reactive end groups that can react with water or other compounds that have an acidic hydrogen atom. This form of reactivity makes it possible to bring the reactive polyurethanes or polyureas in the processable state (generally thin to highly viscous) to the desired location in the desired manner and by adding water or other compounds that have an acidic hydrogen atom ( in this case referred to as hardener).
  • the hardener is usually added immediately before use, normally with the help of a mixing and dosing system, with the processor only having a limited processing time after adding the hardener.
  • the polyurethanes or polyureas with reactive end groups usually used in 1K or 2K systems include, for example, the polyurethanes or polyureas with preferably terminal isocyanate (NCO) groups.
  • NCO terminal isocyanate
  • polyurethanes or polyureas with terminal NCO groups it is customary to react polyfunctional alcohols or polyarnines with an excess of monomeric polyisocyanates, usually diisocyanates.
  • monomeric diisocyanates such as TPDI or TDI can have a vapor pressure that should not be neglected. Due to the vapor pressure, measurable amounts of isocyanates are constantly escaping under normal processing conditions, to which the processor, for example, is exposed unprotected if protective measures are lacking. This noticeable vapor pressure is particularly severe when the polyurethanes or polyureas are sprayed on, since significant amounts of isocyanate vapors can occur in the area around the application site, which are toxic due to their irritating and sensitizing effects and whose occurrence must be avoided in many countries for industrial hygiene reasons ,
  • the processing of adhesives often takes place at elevated temperatures.
  • the processing temperatures of hot melt adhesives are between about 100 ° C and about 200 ° C, those of molding adhesives between about 30 ° C and about 150 ° C.
  • Humidity also form the widespread bicyclic diisocyanates, for example diphenylmethane diisocyanates, gaseous and aerosol emissions.
  • the above-mentioned diisocyanates with a lower molecular weight are even more released into the ambient air at such elevated temperatures.
  • monomeric diisocyanates can "migrate” from a coating or bond into the coated or bonded materials. Such migrating components are often referred to as “migrates” in specialist circles.
  • migrating components are often referred to as “migrates” in specialist circles.
  • the isocyanate groups of the migrates are continuously converted to amino groups by contact with moisture.
  • the resulting compounds are often carcinogenic.
  • Such migrates are particularly undesirable in integral polyurethane foams such as are used, for example, in the production of steering wheels in motor vehicles, since contact of the A ine formed from the migrated dusocyanates with the skin cannot be ruled out.
  • Migrates are also extremely undesirable in the packaging sector, especially in food packaging.
  • the migration of the migrates through the packaging material can lead to contamination of the packaged goods, on the other hand, depending on the amount of free monomeric diisocyanate capable of migration, long waiting times are necessary before the packaging material is "migration-free" and may be used.
  • the content of the amines produced by migrated diisocyanates, especially the primary aromatic amines, must, for example in Germany, be below the detection limit of 0.2 ⁇ g aniline hydrochloride / 100 ml sample based on aniline hydrochloride (Federal Institute for Consumer Health Protection and Veterinary Medicine, BGVV, according to official collection from Examination procedure according to ⁇ 35 LMBG - Examination of food / Determination of primary aromatic amines in aqueous test food).
  • the laminated plastic films are often coated with a lubricant based on fatty acid amides.
  • a lubricant based on fatty acid amides.
  • urea compounds are formed on the film surface, which may have a melting point above the sealing temperature of the plastic films. This creates an alien layer between the film parts to be sealed, which counteracts a uniform seam formation.
  • EPO 316 738 A1 describes a process for the preparation of polyisocyanates containing urethane groups with a maximum proportion of 0.4% by weight of diisocyanate free of urethane groups, by reaction of aromatic diisocyanates with polyhydric alcohols and subsequent removal of the unreacted, excess diisocyanate, wherein the distillative removal of the excess diisocyanate is carried out in the presence of an aliphatic polyisocyanate.
  • EP 0 261 409 A1 describes alkoxysilane-terminated, moisture-curing polyurethanes which are obtainable by a process in which almost all free isocyanate groups are reacted with special alkoxysilanes. A disadvantage of such compositions is the fact that almost no isocyanate groups are present.
  • DE 38 15 237 AI describes a process for reducing the monomer content of urethane or isocyanurate-modified polyisocyanates based on 2,4-TDI or a mixture thereof with up to 35% by weight of 2,6-TDI or IPDI.
  • the monomer can be reduced by thin-layer distillation and subsequent reaction with water.
  • EP 0 393 903 A1 describes a process for the preparation of polyurethane prepolymers, in which monomeric diisocyanate is reacted with a polyol in a first step. A sufficient amount of a catalyst is then added so that a substantial proportion of the remaining isocyanate groups are converted into allophanate groups. After the theoretical NCO content has been reached, the reaction is stopped by rapid cooling and the addition of salicylic acid.
  • WO 01/40342 describes reactive polyurethane adhesive or sealant compositions based on reaction products made from polyols and high molecular weight diisocyanates, a diol component with a stoichiometric excess of monomeric diisocyanate being converted into a high molecular weight diisocyanate in a first stage, and the high molecular weight diisocyanate for example by adding a non-solvent for the high molecular weight diisocyanate from the monomeric diisocyanate from the reaction mixture.
  • this high molecular weight diisocyanate is reacted with a polyol to form a reactive prepolymer with isocyanate end groups.
  • DE 41 36 490 AI relates to solvent-free two-component coating, sealing and adhesive systems with low migration values from prepolymers containing polyols and isocyanate groups.
  • the NCO prepolymers are prepared by reacting polyol mixtures with an average functionality of 2.05 to 2.5 with at least 90 mol% of secondary hydroxyl groups and diisocyanates with differently reactive isocyanate groups in a ratio of the isocyanate groups to hydroxyl groups of 1.6 to 1.8 1.
  • Table 1 on page 5 shows that MDI prepolymers produced according to the teaching of DE 4136490 AI have a monomer content of more than 0.3%.
  • WO 03/006521 AI describes reactive polyurethanes with an NCO content of 4 to 12% NCO and a content of monomeric asymmetric diisocyanates of 0.01 to 0.3%, which are obtained by reacting at least one monomeric asymmetric diisocyanate with a molecular weight of 160 g / mol to 500 g / mol with at least one diol with a molecular weight of 60 g / mol to 2000 g / mol are available, the ratio of the isocyanate groups to hydroxyl groups being from 1.05 to 1 to 2.0 to 1 Production can take place without additional refurbishment and cleaning steps.
  • Such reactive polyurethanes are suitable for the production of reactive one- and two-component adhesives and sealants, assembly foams, casting compounds as well as soft, hard and integral foams, which can optionally contain solvents, and as a component for the production of reactive hotmelt adhesives. More important As an advantage of these reactive polyurethanes over known reactive polyurethanes with a low proportion of monomeric diisocyanates, the freedom from by-products, as is usually the case in the thermal processing of reactive polyurethanes, is mentioned.
  • WO 99/48942 AI describes polyurethanes which can be crosslinked or hardened via one or more alkoxysilyl end groups and nevertheless have excellent elasticity, flexibility and tear resistance even at low temperatures.
  • These compounds can be prepared by reacting at least two components, a polyisocyanate or a mixture of two or more polyisocyanates and a polyol or a mixture of two or more polyols, one being, for example, a polyol Polyether with a molecular weight (M n ) of at least 4000 and a polydispersity PD (M w / M n ) of less than 1.5 or an OH functionality of about 1.8 to about 2.0 is used.
  • M n molecular weight
  • M PD polydispersity PD
  • the present invention is therefore based on the object of providing polyurethanes which have the advantages of the compositions known from the prior art, the disadvantages of which do not yet show, or at least to a reduced extent.
  • a further object of the present invention was therefore to provide reactive polyurethanes which carry at least one silyl group and which have a low content of monomeric diisocyanates without the complicated work-up steps.
  • Another object of the invention was to provide reactive polyurethanes bearing at least one silyl group, in which the ratio of NCO groups and silane groups can be controlled in a targeted manner in order to provide polyurethanes with desirable properties.
  • the present invention thus relates to a composition
  • a composition comprising at least one polyurethane bearing at least one isocyanate group and at least one polyurethane bearing a silyl group, the polymers having at least two different types of urethane groups and a silyl group of the general formula I as the silyl group
  • radicals R 1 to R each independently represent a linear or branched, saturated or unsaturated hydrocarbon radical having 1 to about 24 C atoms, a saturated or unsaturated cycloalkyl radical having 4 to about 24 C atoms or an aryl radical having 6 to about 24 Are carbon atoms
  • R 7 is an optionally substituted alkylene radical with 1 to about 44 C atoms, an optionally substituted cycloalenyl radical with 6 to about 24 C atoms or an optionally substituted arylene radical with 6 to about 24 C atoms
  • polyurethane stands for a compound with a polyurethane structure, as can be obtained in the context of a targeted one- or multi-stage polyurethane synthesis.
  • a polyurethane in the sense of the invention has two or more urethane groups. The term also includes all deviations from this structure as they result from the statistical nature of the polyaddition process.
  • composition relates to a mixture of compounds as are obtained according to a suitable production process for polyurethanes bearing silyl groups.
  • a corresponding composition contains, for example, the above-described polyurethanes carrying silyl groups and, where appropriate, starting materials which have not been reacted in the course of the reaction, and products such as those formed by incomplete conversion of the starting materials.
  • a composition according to the invention can contain, for example, polyurethanes which have only silyl groups as crosslinkable functional groups.
  • a composition according to the invention can contain, for example, polyurethanes which have silyl groups and NCO groups as crosslinkable functional groups.
  • a composition according to the invention can contain, for example, polyurethanes which have only NCO groups as crosslinkable functional groups. It is preferred in the context of the present invention if the ratio of NCO groups to silyl groups in a composition according to the invention is about 90:10 to about 10:90. Particularly suitable ratios are, for example, about 80:20 to about 20:80 or about 70:30 to about 30:70 or about 60:40 to about 40:60.
  • a composition according to the invention contains at least one polyurethane which has at least two different types of urethane groups.
  • “different types of urethane groups” are understood to mean urethane groups which have a different chemical environment. This means, for example, that different types of urethane groups are covalently linked to different subsequent groups.
  • different types of urethane groups can be obtained in particular by using polyisocyanates which carry types of urethane groups of different reactivity.
  • the different types of urethane plugs as are present in a polyurethane in a composition according to the invention, are produced by using at least one asymmetric polyisocyanate. The asymmetry of a corresponding polyisocyanate has a particular effect on the different reactivity of the isocyanate groups in the polyisocyanate.
  • a composition described above and containing at least one silyl group-containing polyurethane or such a polyurea and at least one polyurethane containing at least one NCO-Grappe or such a polyurea is used, for example, as part of a preparation in the context of the present invention.
  • the present invention therefore also relates to a preparation comprising at least one polyurethane bearing at least one silyl group or at least one polyurea bearing at least one silyl group or a mixture of two or more thereof and at least one polyurethane bearing at least one NCO group or at least one at least one NCO -Grappe-bearing polyurea or a mixture of two or more thereof, which can be prepared by reacting at least three components A, B and C, where a) as component A an asymmetric diisocyanate or a mixture of two or more asymmetric diisocyanates, b) as component B, a silane of the general formula II
  • component A is a polyisocyanate, for example a diisocyanate, or a mixture of two or more polyisocyanates.
  • Polyisocyanates are understood to mean compounds which carry at least two isocyanate groups (NCO groups).
  • Monomeric asymmetric diisocyanates in the sense of this invention are basically aromatic, aliphatic or cycloaliphatic diisocyanates as can be obtained in the course of the synthesis of isocyanates.
  • monomeric asymmetric diisocyanates can be compounds with a molecular weight of 160 g / mol to 500 g / mol, which have NCO groups with a different reactivity compared to functional groups reactive with NCO groups with the formation of a covalent bond.
  • monomeric asymmetric isocyanates are compounds with a molecular weight of more than 500 g / mol, for example compounds such as those formed in the course of dimerization, trimerization, oligomerization or polymerization of isocyanates, for example NCO groups load-bearing allophanates or isocyanurates or polymer isocyanates such as polymer MDI.
  • the different reactivity of the NCO groups of the diisocyanates is fundamentally caused by a different chemical environment in which the NCO groups are located, for example by differently adjacent substituents to the NCO groups on the molecule, which, for example by steric shielding, the reactivity of one NCO - Reduce group compared to the other NCO group and / or by different binding of an NCO group to the rest of the molecule, for example in the form of a primary or secondary NCO group.
  • Suitable aromatic asymmetric diisocyanates are all isomers of tolylene diisocyanate (TDI) either in isomeric form or as a mixture of several isomers, diphenylmethane-2,4 'diisocyanate (MDI) and mixtures of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate with the 2,4' MDI isomers.
  • TDI tolylene diisocyanate
  • MDI diphenylmethane-2,4 'diisocyanate
  • MDI diphenylmethane-2,4 'diisocyanate
  • 4,4'-diphenylmethane diisocyanate 4,4'-diphenylmethane diisocyanate with the 2,4' MDI isomers.
  • Suitable cycloaliphatic asymmetric diisocyanates are, for example, 1-isocyanatomethyl-3-isocyanato-l, 5,5-trimethylcyclohexane (isophorone diisocyanate, PDF), 1-methyl-2,4-diisocyanatocyclohexane or hydrogenation products of the aforementioned aromatic diisocyanates, in particular hydrogenated MDI in isomer-free Form, preferably hydrogenated 2,4'-MDI.
  • aliphatic asymmetric diisocyanates are 1,6-diisocyanato-2,2,4-trimethylliexane, 1,6-diisocyanato-2,4,4-trimethylhexane and lysine diisocyanate.
  • TDI or 2,4-MDI or TPDI or polymer MDI or a mixture of two or more thereof is used as the monomeric asymmetric diisocyanate.
  • the different types of urethane groups or the different types of urea groups are produced by using at least one polyisocyanate which has at least two isocyanate groups, the reactivity of which with an isocyanate-reactive functional group is at least a factor of 1.1, for example at least one Factor of 1.2, 1.3, 1.4, 1.5 or more.
  • a silane of the general formula II is used in the preparation of the compositions according to the invention
  • R 1 to R 6 each independently of one another for a linear or branched, saturated or unsaturated hydrocarbon radical having 1 to about 24 C atoms, a saturated or unsaturated cycloalkyl radical with 4 to about 24 C atoms or an aryl radical with 6 are up to about 24 carbon atoms
  • R 7 is an optionally substituted alkylene radical with 1 to about 44 carbon atoms, an optionally substituted cycloalkenyl radical with 6 to about 24 carbon atoms or an optionally substituted aryl radical with 6 to about 24 carbon atoms
  • any compounds of the general formula are suitable for the preparation of the polyurethanes according to the invention.
  • said Verbmditch on the N atom in each case a substituent selected from the group consisting of a linear or branched C ⁇ -24 alkyl, cyclopentyl, cyclohexyl, Phenyl, tolyl, mesityl, trityl, 2,4,6-tri-tert-butylphenyl radical must have, unless this is already apparent from the compound name itself: N- ( ⁇ -methyldimethoxysilylmethyl) amine, N- ( ⁇ - Trimethoxysilylmethyl) amine, N- ( ⁇ -diethylmethoxysilylmethyl) amine, N- (-Ethyldimethoxysilylmethyl) amine, N- (-Methyldiethoxysilylmethyl) amine, N- ( ⁇ -
  • Trimethoxysilylethyl) amine N- (ß-ethyldimethoxysilylethyl) amine, N- (ß-methyl-diethoxysilylethyl) amine, N- (ß-triethoxysilylethyl) amine, N- (ß-ethyldiethoxysilylethyl) amine, N- ( ⁇ -methyldimethyl) dimethyl , N- ( ⁇ -trimethoxysilylpropyl) amine, N- ( ⁇ - ( ⁇ -
  • Triethoxysilylpropyl) amine N- ( ⁇ -ethyldiethoxysilylpropyl) amine, N- (4-methyldimethoxysilylbutyl) amine, N- (4-trimethoxysilylbutyl) amine, N- (4-triethylsilylbutyl) amine, N- (4-) , N- (4-ethyldimethoxysilylbutyl) amine, N- (4- (4-
  • Methyldiethoxysilylbutyl) amine N- (4-triethoxysilylbutyl) amine, N- (4-diethylethoxysilylbutyl) amine, N- (4-ethyldiethoxysilylbutyl) amine, N- (5-methyldimethoxysilylpentyl) amine, N- (5) , N- (5-triethylsilylpentyl) amine, N- (5-
  • Triethoxysilylpentyl) amine N- (5-Diethylethoxysilylpentyl) amine, N- (5-Ethyldiethoxysilylpentyl) amine, N- (6-Methyldimethoxysilylhexyl) amine, N- (6-Trimethoxysilylhexyl) amine, N- (6-Ethyldimethox) , N- (6-methyldiethoxysilylhexyl) amine, N- (6- (6-
  • Triethoxysilylhexyl) amine N- (6-ethyldiethoxysilylhexyl) amine, N- [ ⁇ -tris-
  • (triethoxysilylpropyl) aspartate N, N- (ß-aminopropyl) - ( ⁇ -trimethoxysilylpropyl) amine, N, N-di- (trimethoxysilylpropyl) ethylenediamine, tetra- (trimethoxysilylpropyl) ethylenediamine and N, N-trimethyl- (ilyl ) amine or N- [ ⁇ -tris (trimethylsiloxy) silylpropyl] amine or N, N-cyclohexyl-triethoxysilylmethylamine or N, N-cyclohexyl- ⁇ -methyldiethoxysilylmethylamine or N, N-phenyl- -trimethoxysilylmethylamine or N, N-phenyl -methyldimethoxysilylmethylamine or mixtures of two or more thereof.
  • Compounds B which carry at least one methoxy group or one ethoxy group on the silicon atom are preferably used as component B, particularly preferred are compounds having two or three methoxy groups or two or three ethoxy groups or any mixtures of methoxy and ethoxy groups.
  • a composition according to the invention can already be obtained, for example, by reacting components A and B in the appropriate proportions.
  • it is provided according to the invention and has an advantageous effect with regard to the properties of the compositions and the preparations produced therefrom if at least one compound is used in the preparation of the compositions which is polyfunctional in terms of its reactivity with NCO-Grappa, preferably two or three with one another NCO groups has reactive groups.
  • Suitable groups reactive towards NCO groups are, for example, OH grappes, COOH groups, amino groups or mercapto groups.
  • Polyols or polyamines are particularly suitable in the context of the present invention.
  • a polyol or a mixture of two or more polyols is therefore used, for example, as component C in the production of the compositions according to the invention.
  • the term “polyol” encompasses a compound which has at least two OH groups, regardless of whether the compound has further functional groups.
  • a polyol used in the context of the present invention preferably comprises only OH groups as functional groups, or if further functional groups are present, all other functional groups are at least non-reactive to isocyanates under the conditions prevailing in the reaction of components A and B.
  • Polyols suitable as component C are, for example, polyester polyols which, for example, are known from Ullmann's Encyclopedia of Technical Chemistry, 4th edition, volume 19, pages 62-65. Polyester polyols are preferably used which are obtained by reacting dihydric alcohols with polyhydric, preferably dihydric, polycarboxylic acids.
  • the polycarboxylic acids can be aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic, aromatic or heterocyclic and optionally e.g. be substituted by halogen atoms and / or unsaturated. Examples include corkic acid, azelaic acid, phthalic acid, isophthalic acid, phthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride,
  • Tetrachlorophthalic anhydride Tetrachlorophthalic anhydride, endomethylene tetrahydrophthalic anhydride,
  • Glutaric anhydride maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid and / or dimeric fatty acids.
  • polycarboxylic acids can either be used individually as the exclusive acid component or in a mixture with one another to form component C.
  • Carboxylic acids of the general formula HOOC- (CH 2 ) y -COOH are preferred, where y is a number from 1 to 20, preferably an even number from 2 to 20, for example succinic acid, adipic acid, dodecanedicarboxylic acid and sebacic acid.
  • the corresponding polycarboxylic anhydrides or corresponding polycarboxylic esters of lower alcohols or their mixtures can also be used to prepare the polyester polyols.
  • polyhydric alcohols for reaction with the polycarboxylic acid component to build up component C include ethylene glycol, propane-1,2-diol, propane-1,3-diol, butane-1,3-diol, butene-1,4-diol and butyne -1,4-diol, pentane-1,5-diol, hexane-1,6-diol, neopentyl glycol, bis- (hydroxymethyl) cyclohexane, such as 1,4-bis (hydroxymethyl) cyclohexane, 2-methyl-propane-1 , 3-diol, methylpentanediols, furthermore diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, Polyethylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycols, dibutylene glycol and polybutylene glycol are considered.
  • examples include ethylene glycol, butane-1,4-diol, hexane-1,6-diol, octane-1, 8-diol and dodecane-1, 12-diol.
  • Component C also includes polycarbonate diols, such as those e.g. can be obtained by reacting phosgene with an excess of the low molecular weight alcohols mentioned as synthesis components for the polyester polyols.
  • lactone-based polyester diols which are homopolymers or copolymers of lactones, preferably hydroxyl-containing addition products of lactone with suitable bifunctional starter molecules.
  • suitable lactones are ⁇ -caprolactone, ß-propiolactone, ⁇ -butyrolactone and / or methyl- ⁇ -caprolactone and mixtures thereof.
  • Suitable starter components are, for example, the low molecular weight dihydric alcohols mentioned above as the structural component for the polyester polyols. Low molecular weight polyester diols or polyether diols can also be used as starters for the preparation of the lactone polymers.
  • polyester polyols can also be constructed with the aid of minor amounts of mono- and / or higher-functional monomers.
  • polyol component C polyacrylates bearing OH groups, which are obtainable, for example, by the polymerization of ethylenically unsaturated monomers which carry an OH group.
  • Such monomers can be obtained, for example, by the esterification of ethylenically unsaturated carboxylic acids and bifunctional alcohols, the alcohol usually being in a slight excess.
  • Suitable ethylenically unsaturated carboxylic acids are, for example, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid or maleic acid.
  • Corresponding esters carrying OH groups are, for example, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 3-hydroxypropyl acrylate or 3-hydroxypropyl methacrylate or a mixture of two or more thereof.
  • component C may be polyether diols.
  • Alcohols with a functionality of more than two can be used in minor amounts both for the production of the polyester polyols and for the production of the polyether polyols.
  • these compounds such as, for example, trimethylolpropane, pentaerythritol, glycerol, sugars, such as, for example, glucose, oligomerized polyols, such as, for example, di- or trimeric ethers of trimethylolpropane, glycerol or pentaerythritol, partially esterified polyfunctional alcohols of the formula described above, such as, for example, partially esterified trimethylolpropane, partially esterified glycerine partially esterified pentaerythritol, partially esterified polyglycerol and the like, preferably monofunctional aliphatic carboxylic acids being used for the esterification.
  • the hydroxyl groups of the polyols can be etherified by reaction with alkylene oxides.
  • the above compounds are also suitable as starter components for building up the polyether polyols.
  • the polyol compounds with a functionality> 2 are preferably used only in minor amounts to build up the polyesterpolyols or polyetherpolyols.
  • component C are polyhydroxy olefms, preferably those with two terminal hydroxyl groups, e.g. ⁇ , ⁇ -dihydroxypolybutadiene, ⁇ , ⁇ -
  • the above-mentioned short-chain alkanediols are also used as further polyols, with neopentyl glycol and the unbranched diols having 2 to 12 carbon atoms, for example propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol or 1,6-hexanediol, being preferred.
  • neopentyl glycol and the unbranched diols having 2 to 12 carbon atoms, for example propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol or 1,6-hexanediol, being preferred.
  • the polyols listed so far can also be used as a mixture in any ratio.
  • Divalent or polyvalent compounds which have at least one primary or secondary or, insofar as more than one amino group is present per molecule can also have primary and secondary amino groups at the same time as polyols.
  • the corresponding amm compounds of component C have further functional groups, in particular grappes reactive towards isocyanates. These include in particular the hydroxyl group or the mercapto group.
  • the compounds which can be used as polyol for the purposes of the invention include, for example, monoamionic alcohols having an aliphatic hydroxyl group, such as ethanolamine, N-methylethanolamine, N-ethylethanolamine, N-butylethanolamine, N-cyclohyxylethanolamine, N-tert-butylethanolamine, leucinol, isoleukinol, valinol, proline , Hydroxyethylaniline, 2- (hydroxymethyl) piperidine, 3- (hydroxymethyl) piperidine, 2- (2-hydroxyethyl) piperidine, 2-amino-2-phenylethanol, 2-amino-l-phenylethanol, ephedrine, p-hydroxyyephedrine, norephedrine, Adrenaline, noradrenaline, serine, isoserine, phenylserine, 1,2-diphenyl-2-aminoethanol, 3-amino-l-propanol, 2-
  • component C is intended to generate chain branches, e.g. Monoaminopolyols with two aliphatically bound hydroxyl groups such as l-amino-2,3-propanediol, 2-amino-l, 3- ⁇ ropanediol, 2-amino-2-methyl-1,3-propanediol, 2-amino-2-ethyl-l , 3-propanediol, 2-amino-l-phenyl-l, 3-propanediol,
  • polyamines include, for example, compounds such as hydrazine, ethylenediamine, 1,2- and 1,3-propylenediamine, butylenediamines, pentamethylenediamines, hexamethylenediamines such as, for example, 1,6-hexamethylenediamine, alkylhexamethylenediamines such as, for example, the second , 4-dimethylhexamethylene diamine, general alkylene diamines with up to about 44 carbon atoms, it also being possible to use cyclic or polycyclic alkylene diamines, such as can be obtained in a known manner from the dimerization products of unsaturated fatty acids.
  • Aromatic diamines such as, for example, 1,2-phenylenediamine, 1,3-phenylenediamine or 1,4-phenylenediamine, can also be used, but are not preferred.
  • higher amines such as diethylenetriamine, aminomethyldiaminooctane-1,8 and triethylenetetramine can also be used.
  • the polyurethanes present in a composition according to the invention or in a preparation according to the invention have both NCO groups and silyl groups. The advantages according to the invention can only be achieved by functional groups in the presence of both types.
  • the ratio of NCO groups to silyl groups is within a range from 90:10 to 10:90, these numbers relating to the number ratio of the functional groups. In a further embodiment, it is also possible for the numbers mentioned to relate to the weight ratio of the functional grappa.
  • the ratio of NCO groups to silyl groups is within a range from about 90:10 to about 60:40 or about 80:20 to about 70:30.
  • the present invention also relates to preparations which contain a composition according to the invention, as described in the context of the present text, and at least one further additive.
  • a preparation according to the invention therefore contains a composition according to the invention and one or more compounds selected from the group consisting of plasticizers, reactive thinners, antioxidants, catalysts, hard materials, fillers, tackifiers, drying agents and UV stabilizers.
  • composition according to the invention can already be used in the previously described film in the context of the proposed uses according to the invention. As a rule, however, it is advantageous if the composition according to the invention is used in a preparation which contains further compounds, for example for regulating the viscosity or the material properties.
  • the viscosity of the composition according to the invention is too high for certain applications.
  • the viscosity of the polyurethane according to the invention can generally be reduced in a simple and expedient manner by using a "reactive dimmer" without the material properties of the cured composition suffering significantly.
  • the reactive diluent preferably has at least one functional group which, under the influence of moisture, is able to react with a reactive group of the first polyurethane according to the invention with chain extension or crosslinking (reactive diluent).
  • the at least one functional group can be any functional group which reacts under the influence of moisture with crosslinking or chain extension.
  • Suitable as real thinners are all polymeric compounds which are miscible with the first polyurethane according to the invention while reducing the viscosity and which largely leave the material properties of the product formed after curing or crosslinking unaffected or at least not so adversely as to result in the unusability of the product.
  • polyesters, polyethers, polymers of compounds with olefinically unsaturated double bonds or polyurethanes are suitable, provided the above-mentioned requirements are met.
  • the reactive diluents are preferably polyurethanes with at least one alkoxysilane group as the reactive group.
  • the reactive diluents can have one or more functional groups, but the number of functional groups is preferably from 1 to about 6, in particular from about 2 to about 4, for example about 3.
  • the viscosity of the real thinners is less than about 20,000 mPas, in particular about 1,000 to about 10,000, for example about 3,000 to about 6,000 mPas (Brookfield RVT, 23 ° C., spindle 7, 2.5 rpm).
  • the reactive diluents which can be used in the process according to the invention can have any molecular weight distribution (PD) and can therefore be prepared by the customary methods of polymer chemistry.
  • PD molecular weight distribution
  • the reactive diluents used are preferably polyurethanes which can be prepared from a polyol component and an isocyanate component and subsequent functionalization with one or more alkoxysilyl groups.
  • polyol component in the context of the present text encompasses a single polyol or a mixture of two or more polyols which can be used to produce polyurethanes.
  • a polyol is understood to be a polyfunctional alcohol, ie a compound with more than one OH group in the molecule, as has already been described as component C in the context of the present text.
  • polyols can be used as the polyol component for producing the reactive diluents.
  • these are aliphatic alcohols with two to four OH groups per molecule.
  • the OH groups can be either primary or secondary.
  • Suitable aliphatic alcohols include, for example, ethylene glycol, propylene glycol and the like, polyfunctional alcohols as have already been mentioned in the context of the present text.
  • polyethers which have been modified by vinyl polymers. Products of this type can be obtained, for example, by polymerizing styrene and / or acrylonitrile in the presence of polyethers.
  • polyester polyols with a molecular weight of about 200 to about 5,000.
  • polyester polyols can be used which are formed by the reaction of low molecular weight alcohols, in particular ethylene glycol, diethylene glycol, neopentyl glycol, hexanediol, butanediol, propylene glycol, glycerol or trimethylolpropane with caprolactone, as described above.
  • polyester polyols are, as already mentioned, 1,4-hydroxymethylcyclohexane, 2-methyl-1,3-propanediol, 1,2-butanediol, triethylene glycol, tetraefhylene glycol, polyethylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycol, dibutylene glycol and polybutylene glycol.
  • polyester polyols can be prepared by polycondensation.
  • difunctional and / or trifunctional alcohols can be condensed to give polyester polyols with a deficit of dicarboxylic acids and / or tricarboxylic acids or their reactive derivatives.
  • Suitable dicarboxylic acids and tricarboxylic acids and suitable alcohols have already been mentioned above.
  • polyols used particularly preferably as polyol components for the preparation of the reactive diluents are, for example, dipropylene glycol and / or polypropylene glycol with a molecular weight of approximately 400 to approximately 2500 and polyester polyols, preferably polyester polyols, obtainable by polycondensation of hexanediol, ethylene glycol, diethylene glycol or neopentyl glycol or Mixtures of two or more thereof and isophthalic acid or adipic acid or mixtures thereof.
  • Polyacetals are also suitable as polyol components for the production of the real thinners.
  • Polyacetals are understood to mean compounds such as are obtainable from glycols, for example diethylene glycol or hexanediol with fomialdehyde.
  • Polyacetals which can be used in the context of the invention can likewise be obtained by the polymerization of cyclic acetals.
  • Polycarbonates are also suitable as polyol for the preparation of the reactive diluents.
  • Polycarbonates can be obtained, for example, by the reaction of diols such as propylene glycol, 1,4-butanediol or 1,6-hexanediol, diethylene glycol, triethylene glycol or tetraethylene glycol or mixtures of two or more thereof with diaryl carbonates, for example diphenyl carbonate or phosgene.
  • Polyacrylates bearing OH groups are also suitable as the polyol component for producing the reactive diluents. These polyacrylates can be obtained, for example, by polymerizing ethylenically unsaturated monomers which carry an OH group. Such monomers can be obtained, for example, by the esterification of ethylenically unsaturated carboxylic acids and bifunctional alcohols, the alcohol usually being in a slight excess. Suitable ethylenically unsaturated carboxylic acids are, for example, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid or maleic acid.
  • Corresponding esters carrying OH groups are, for example, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 3-hydroxypropyl acrylate or 3-hydroxypropyl ethacrylate or mixtures of two or more thereof.
  • the corresponding polyol component is in each case reacted with an at least difunctional isocyanate.
  • any isocyanate with at least two isocyanate groups can be used as the at least difunctional isocyanate, but compounds with two to four isocyanate groups, in particular with two isocyanate groups, are generally within the scope of the present invention prefers.
  • the polyisocyanates already mentioned above are particularly suitable for producing the reactive diluents.
  • the compound present as a real thinner in the context of the present invention preferably has at least one alkoxysilane group, di- and trialkoxysilane groups being preferred among the alkoxysilane groups.
  • the functional groups of the reactive diluent have a different reactivity to moisture or the hardener used in each case than the functional groups of the first polyurethane with the higher molecular weight.
  • the preparation according to the invention generally contains the polyurethane according to the invention or a mixture of two or more polyurethanes according to the invention and the reactive diluents or a mixture of two or more reactive diluents in such a ratio that the preparation has a viscosity of at most 200,000 mPas (Brookfield RVT, 23 ° C, spindle 7, 2.5 rpm).
  • a proportion of reactive diluents (which also includes a mixture of two or more reactive diluents), based on the total preparation, is from about 1% by weight to about 70% by weight, in particular from about 5% by weight. % up to about 25% by weight.
  • a plasticizer can also be used to reduce the viscosity of the polyurethanes according to the invention.
  • plasticizers are compounds which generally reduce the viscosity of a preparation which contains a polyurethane according to the invention or a mixture of two or more polyurethanes according to the invention.
  • plasticizers are esters such as abietic acid esters, adipic acid esters, azelaic acid esters, benzoic acid esters, butyric acid esters, acetic acid esters, esters of higher fatty acids with about 8 to about 44 carbon atoms, esters with OH groups or epoxidized fatty acids, fatty acid esters and fats, glycolic acid esters, phosphoric acid esters, phthalic acid esters, linear or branched alcohols containing 1 to 12 carbon atoms, propionic acid esters, sebacic acid esters, sulfonic acid esters, thiobutyric acid esters, trimellitic acid esters, Citric acid esters and esters based on nitrocellulose and polyvinyl acetate, and mixtures of two or more thereof.
  • esters such as abietic acid esters, adipic acid esters, azelaic acid esters, benzoic acid esters, butyric acid esters, acetic acid est
  • asymmetric esters of difunctional, aliphatic dicarboxylic acids are particularly suitable, for example the esterification product of monooctyl adipate with 2-ethylhexanol (Edenol DOA, Henkel, Dusseldorf).
  • plasticizers are the pure or mixed ethers of monofunctional, linear or branched C 4-1 ⁇ alcohols or mixtures of two or more different ethers of such alcohols, for example dioctyl ether (available as Cetiol OE, FA. Henkel, Düsseldorf).
  • plasticizers are end-capped polyethylene glycols such as polyethylene or polypropylene glycol di-C 1-4 alkyl ethers, in particular the dimethyl or diethyl ether of diethylene glycol or dipropylene glycol, and mixtures of two or more thereof.
  • diurethanes which can be prepared, for example, by reacting diols with OH end groups with monofunctional isocyanates by selecting the stoichiometry in such a way that essentially all free OH groups react. Any excess isocyanate can then be removed from the reaction mixture, for example by distillation.
  • Another method for the production of diurethanes consists in the reaction of monofunctional alcohols with diisocyanates, all of the NCO grapples reacting as far as possible.
  • the plasticizer is added in an amount of about 1 to about 20% by weight, based on the preparation. 3-15% by weight is preferred and 8-12% by weight is very particularly preferred.
  • the preparation can also contain other additives which generally serve to modify certain material properties of the preparation before or after processing or which promote the stability of the preparation before or after processing.
  • the invention therefore furthermore relates to a preparation comprising a silanized polyurethane according to the invention or a mixture of two or more thereof and a plasticizer and one or more compounds selected from the grapple, consisting of antioxidants, catalysts, tackifiers, fillers and UV stabilizers.
  • the amine oxidants are used in an amount of up to 7% by weight, in particular about 2-5% by weight.
  • the preparation according to the invention can furthermore contain up to 5% by weight of catalysts for controlling the curing rate.
  • Suitable catalysts are, for example, organometallic compounds such as iron or tin compounds, in particular the 1,3-dicarbonyl compounds of iron or of tetravalent or tetravalent tin, in particular the Sn (II) carboxylates or the dialkyl-Sn- (IV ) Dicarboxylates or the corresponding dialkoxylates, for example dibutyltin dilaurate, dibutyltin diacetate, dioctyltin diacetate, dibutyltin maleate, tin (II) octoate, tin (II) phenolate or the acetylacetonates of tetravalent or tetravalent tin.
  • organometallic compounds such as iron or tin compounds, in particular the 1,3-dicarbonyl compounds of iron or of tetra
  • the preparation according to the invention can contain up to about 30% by weight of conventional tackifiers.
  • Suitable tackifiers are, for example, resins, terpene oligomers, coumarone / hide resins, aliphatic, petrochemical resins and modified phenolic resins.
  • the preparation according to the invention can contain up to about 80% by weight of fillers.
  • suitable fillers are, for example, inert inorganic compounds such as chalk, callum flour, precipitated silica, pyrogenic silica, zeolites, bentonites, ground minerals, glass balls, glass powder, glass fibers and glass fiber short cuts as well as other inorganic and organic fillers known to the person skilled in the art, in particular fiber short cuts or hollow plastic spheres.
  • fillers can be used which impart thixotropy to the preparation, for example swellable plastics such as PVC.
  • the preparation according to the invention can contain up to about 2% by weight and preferably about 1% by weight of UV stabilizers.
  • the so-called hindered amine light stabilizers (HALS) are suitable as UV stabilizers.
  • HALS hindered amine light stabilizers
  • the products Lowilite 75 and Lowilite 77 (Great Lakes, USA) are particularly suitable.
  • Such an improvement in shelf life can be calibrated, for example, by using desiccants.
  • desiccants are all compounds which react with water to form a group which is inert to the reactive grapples present in the preparation and which undergo changes in their molecular weight which are as small as possible.
  • the reactivity of the desiccants towards moisture which has penetrated into the preparation must be higher than the reactivity of the end groups of the polyurethane or polyurea according to the invention present in the preparation or the mixture of two or more polyurethanes or two or more polyureas or the mixture of one polyurethane and two or more polyureas or the mixture of two or more polyurethanes and one polyurea or the mixture of two or more polyurethanes and two or more polyureas.
  • Isocyanates for example, are suitable as dry agents.
  • silanes are used as drying agents.
  • vinyl silanes such as 3-vinyl propyltri-ethoxysilane
  • oxime silanes such as methyl-0, O ', 0 "- butan-2-one-trioximosilane or 0.0', 0", 0 '"- butan-2-ontetraoximosilane (CAS no. 022984-54-9 and 034206-40-l
  • benzamidosilanes such as bis (N-methylbenzamido) methylethoxysilane (CAS No. 16230-35-6) or carbamatosilanes such as carbamatomethyltrimethoxysilane.
  • the above-mentioned reactive additives are also suitable as drying agents, provided that they have a molecular weight (M n of less than about 5,000 and have end groups, the reactivity of which to moisture penetration is at least as great, preferably greater, than the reactivity of the reactive groups of the polyurethane according to the invention ,
  • the preparation according to the invention generally contains about 0 to about 6% by weight of drying agent.
  • the compositions according to the invention can be prepared in any manner known to those skilled in the art. However, the methods described below are particularly suitable.
  • the present invention relates to a process for the production of compositions which comprise at least one polyurethane carrying at least one silyl group. Reaction of a) at least one asymmetric diisocyanate as component A with b) at least one silane of the general formula II
  • radicals R 1 to R each independently of one another are a linear or branched, saturated or unsaturated hydrocarbon radical having 1 to about 24 C atoms, a saturated or unsaturated cycloalkyl radical having 4 to about 24 C atoms or an aryl radical having 6 to about 24 C atoms
  • R 7 represents an optionally substituted alkylene radical with 1 to about 44 C atoms, an optionally substituted cycloalkenyl radical with 6 to about 24 C atoms or an optionally substituted arylene radical with 6 to about 24 C atoms
  • Composition is 90:10 to 10:90.
  • the implementation can basically be carried out in one step. However, it is particularly advantageous in the context of the present invention if the reaction is carried out in at least two steps.
  • a first step preferably at least one monomeric asymmetric diisocyanate is reacted with at least one polyol or a polyamine or a mixture thereof, as was described in more detail above as component C, in such a way that a compound with at least one isocyanate group or a mixture of two or more such compounds are formed and this compound is reacted in a subsequent step with at least one silane of the general formula II.
  • reaction of component C with component A can be carried out in any manner known to the person skilled in the art according to the general rules of polyurethane production.
  • the reaction can take place, for example, in the presence of solvents.
  • All solvents commonly used in polyurethane chemistry can be used as solvents, in particular esters, ketones, halogenated hydrocarbons, allcans, alkenes and aromatic hydrocarbons.
  • solvents examples include methylene chloride, trichlorethylene, toluene, xylene, butyl acetate, amyl acetate, isobutyl acetate, Methlisobutylketon, methoxybutyl acetate, cyclohexane, cyclohexanone, dichlorobenzene, diethyl ketone, diisobutyl ketone, dioxane, ethyl acetate, Ethylenglylcolmonobutyletheracetat, ethylene glycol monoethyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, Glylcoldiacetat, heptane, hexane , Isobutyl acetate, isooctane, isopropyl acetate, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran or tetrachlorethylene or mixtures of two
  • reaction components themselves are liquid or at least one or more of the reaction components form a solution or dispersion of further, insufficiently liquid reaction components, the use of solvents can be dispensed with entirely. Such a solvent-free reaction is preferred in the context of the present invention.
  • component C if appropriate together with a suitable solvent, is placed in a suitable vessel and dried.
  • the asymmetric diisocyanate is then added.
  • the temperature is usually raised to about 40-80 ° C.
  • Such a reaction is usually carried out using a catalyst, in particular when a polyol or a mixture of two or more polyols is used as the reaction partner.
  • the catalysts usually used in the production of such a polyurethane include, for example, strongly basic amides such as 2,3-dimethyl-3,4,5,6-tetrahydropyriimdin, tris- (dialkylaminoalkyl) -s-hexahydrotriazines, e.g. B. tris- (N, N-dimethylaminopropyl) -s-hexahydrotriazine or the usual tertiary amines, e.g. B.
  • tin ( ⁇ I) salts of organic carboxylic acids for example tin (II) diacetate, the tin (II) salt of 2-ethylhexanoic acid (tin (II) octoate), tin (II) - dilaurate or the Dialkylzi ⁇ m- (IV) salts of organic carboxylic acids, such as. B.
  • the catalysts can be used in customary amounts, for example about 0.002 to about 5% by weight, based on the polyalcohols.
  • the catalyst is generally added to the reaction mixture in an amount of from about 0.005% by weight or from about 0.01% to about 0.2% by weight, based on the overall batch ,
  • the reaction time depends on the polyol components used, on the isocyanate component used, on the reaction temperature and on the catalyst which may be present.
  • the total reaction time is usually about 30 minutes to about 20 hours.
  • the reaction is felt in such a way that the ratio of NCO groups to functional groups which are reactive towards NCO groups, for example OH groups or amino groups, is selected such that a prepolymer is formed which has at least one NCO group.
  • reaction with the amines carrying silyl groups then takes place in a manner known to the person skilled in the art.
  • an NCO prepolymer is reacted, for example with an aminosilane, optionally together with a suitable solvent in a suitable vessel.
  • the temperature is increased, for example, to about 40 to about 80 ° C.
  • Catalysts can optionally be added to accelerate the reaction.
  • the ratio of NCO groups to silyl groups in the starting materials is chosen so that the desired ratio of isocyanate groups to silyl groups is obtained after the reaction.
  • Another object of the invention is the use of the compositions according to the invention or the preparations according to the invention for the production of reactive one- or two-component surface coating compositions, in particular reactive one- or two-component adhesives or sealants, for the production of reactive hot-melt adhesives and solvent-free or solvent-containing laminating adhesives and for the production of assembly foams , Casting compounds as well as soft, hard and integral foams.
  • Example 1 (not of the invention '):
  • Example 5 (foam from composition according to Example 3):
  • Adhesives were prepared with the polymers from Examples 11 and 12 with the addition of 0.2% DBU (1,8-diazabicyclo- [5.4.0] -undec-7-ene) and 0.2% DMDEE (N, N-dimorpholinodiethyl ether) and wood-wood bonding.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Silylgruppen und NCO-Gruppen tragende Polyurethane oder Polyharnstoffe, die unter Verwendung von asymmetrischen Düsocyanaten und substituierten Alkoxyaminosilanen herstellbar sind, Zubereitungen, die solche reaktiven, Silylgruppen tragenden Polyurethane oder Polyharnstoffe enthalten, Verfahren zur Herstellung solcher reaktiven, Silylgruppen tragenden Polyurethane oder Polyharnstoffe sowie deren Verwendung.

Description

Polyurethanzusammensetzungen mit NCO- und Silylreaktivität
Die vorliegende Erfindung betrifft Zusammensetzungen enthaltend reaktive, Silylgruppen tragende Polyurethane oder Polyhamstoffe, die unter Verwendung von asymmetrischen Polyisocyanaten und substituierten Alkoxyaminosilanen herstellbar sind, Zubereitungen, die solche reaktiven, Silylgruppen tragenden Polyurethane oder Polyhamstoffe enthalten, Verfahren zur Herstellung solcher reaktiven, Silylgruppen tragenden Polyurethane oder Polyhamstoffe sowie deren Verwendung.
Reaktive Polyurethane oder Polyhamstoffe verfügen über reaktive Endgruppen, die mit Wasser oder anderen Verbindungen, die über ein acides Wasserstoffatom verfügen, reagieren können. Diese Form der Reaktivität ermöglicht es, die reaktiven Polyurethane oder Polyhamstoffe in verarbeitbarem Zustand (in der Regel dünnflüssig bis hochviskos) in der gewünschten Art an den gewünschten Ort zu bringen und durch die Zugabe von Wasser oder anderen Verbindungen, die über ein acides Wasserstoffatom verfügen (in diesem Fall als Härter bezeichnet) auszuhärten.
Bei diesen so genannten 2K-Systemen erfolgt die Zugabe des Härters in der Regel unmittelbar vor der Anwendung, im Normalfall mit Hilfe eines Misch- und Dosiersystems, wobei dem Verarbeiter nach der Härterzugabe nur noch eine begrenzte Verarbeitimgszeit zur Verfügung steht.
Jedoch ist es ebenfalls möglich, Polyurethane oder Polyhamstoffe mit reaktiven Endgruppen ohne Zugabe von Hartem alleine durch die Reaktion mit Luftfeuchtigkeit auszuhärten (1K- Systeme). Solche lK-Systeme weisen gegenüber den 2K-Systemen in der Regel den Vorteil auf, dass für den Anwender das oft lästige Mischen der häufig viskosen Komponenten vor der Applikation entfällt.
Zu den üblicherweise in 1K- oder 2K-Systemen eingesetzten Polyurethanen oder Polyhamstoffen mit reaktiven Endgruppen zählen beispielsweise die Polyurethane oder Polyhamstoffe mit bevorzugt endständigen Isocyanat-(NCO)-Gruppen. Um Polyurethane oder Polyhamstoffe mit endständigen NCO-Gruppen zu erhalten, ist es üblich, polyfunktionelle Alkohole bzw. Polyarnine mit einem Überschuss an monomeren Polyisocyanaten, in der Regel Dusocyanaten, zur Reaktion zu bringen.
Es ist bekannt, dass am Ende der Umsetzung, unabhängig von der Reaktionszeit, bereits aus statistischen Gründen eine bestimmte Menge des eingesetzten monomeren Diisocyanats übrig bleibt. Ein solcher Gehalt an monomeren Diisocyanat wirkt sich jedoch in der Regel insbesondere aus gesundheitlichen Gründen störend aus, insbesondere bei der manuellen Verarbeitimg von Kleb-, Dicht- und Schaumstoffen auf Basis solcher reaktiven Polyurethane oder Polyhamstoffe.
Schon bei Raumtemperatur können monomere Diisocyanate, wie TPDI oder TDI, einen nicht zu vernachlässigenden Dampfdruck aufweisen. Aufgrund des Dampfdrucks entweichen bereits unter üblichen Verarbeitungsbedingungen ständig messbare Mengen an Isocyanaten, denen beispielsweise der Verarbeiter bei fehlenden Schutzmassnahmen ungeschützt ausgesetzt ist. Dieser merkliche Dampfdruck ist insbesondere bei einem Sprühauftrag der Polyurethane oder Polyhamstoffe besonders gravierend, da hierbei signifikante Mengen an Isocyanatdämpfen in der Umgebimg des Applikationsorts auftreten können, die aufgrund ihrer reizenden und sensibilisierenden Wirkung toxisch sind und deren Auftreten in vielen Ländern aus gewerbehygienischen Gründen vermieden werden muss.
Darüber hinaus findet die Verarbeitung von Klebstoffen häufig bei erhöhter Temperatur statt. So liegen die Verarbeitungstemperaturen von Schmelzklebstoffen beispielsweise zwischen etwa 100°C und etwa 200°C, die von Kascliierklebstoffen zwischen etwa 30°C und etwa 150°C. Bei diesen Temperaturen und weiteren spezifischen Anwendungsparametern, z.B. Luftfeuchtigkeit, bilden auch die weitverbreiteten bicyclischen Diisocyanate, beispielsweise die Diphenylmethandiisocyanate, gas- und aerosolförmige Emissionen. Die oben genannten Diisocyanate mit niedrigerem Molekulargewicht werden bei solchen erhöhten Temperaturen erst recht in die Umgebungsluft freigesetzt.
In vielen Ländern werden daher aufwendige Maßnahmen zum Schutz der das Produkt verarbeitenden Personen, insbesondere aufwendige Maßnahmen zur Reinhaltung der Atemluft, gesetzlich vorgeschrieben, wodurch die höchstzulässige Konzentration von Arbeitsstoffen von Gas, Dampf oder Schwebstoff am Arbeitsplatz begrenzt werden und die Gesundheit der mit der Verarbeitung solcher Produkte beschäftigten Personen geschützt werden soll (in Deutschland beispielsweise durch die jährlich aktualisierte MAK-Wert-Liste der technischen Regel TRGS 900 des Bundesministeriums für Arbeit und Soziales).
Da Schutz- und Reimgungsmaßnahmen in der Regel mit hohen finanziellen hivestitionen verbunden sind, besteht seitens der Anwender ein Bedürfnis nach Produkten, die einen möglichst niedrigen Anteil an monomeren Dusocyanaten aufweisen.
Nicht nur die Anwendung von Reaktivklebstoffen, die noch monomeres Polyisocyanat enthalten, führt zu Problemen. Bereits das in Verkehr bringen von Stoffen und Zubereitungen, die beispielsweise mehr als 0,1% freies MDI oder TDI enthalten, kann in vielen Ländern problematisch werden. Solche Stoffe fallen oft unter entsprechende in vielen Ländern existierende Gefahrstoffverordnungen und sind häufig demgemäss zu kennzeichnen. Mit der Keimzeichnungspflicht sind aber oft spezielle Maßnahmen hinsichtlich Verpackung und Transport verbunden, welche die Gesamtkosten für das Produkt deutlich erhöhen können.
Schließlich sind Gebinde mit solchen Klebstoffen in vielen Ländern Kennzeichnungspflichtig und getrennt zu entsorgen. Insbesondere beim Endverbraucher stoßen derartige Produkte jedoch nur auf geringe Akzeptanz.
Das Vorhandensein von monomerem, flüchtigem Diisocyanat führt auch in der Weiterverarbeitung häufig zu Problemen. So können monomere Diisocyanate aus einer Beschichtung oder Verklebung in die beschichteten oder verklebten Materialien hinein "wandern". Solche wandernden Bestandteile werden in Fachkreisen häufig als "Migrate" bezeichnet. Durch Kontakt mit Feuchtigkeit werden die Isocyanatgruppen der Migrate kontinuierlich zu Aminogruppen umgesetzt. Die dabei entstehenden Verbindungen sind jedoch häufig Krebserregend.
In Polyurethan-Integralschäumen, wie sie beispielsweise bei der Herstellung von Lenkrädern in Kraftfahrzeugen verwendet werden, sind solche Migrate besonders unerwünscht, da ein Kontakt der aus den migrierten Dusocyanaten entstandenen A ine mit der Haut nicht auszuschließen ist. Auch im Verpackungsbereich, speziell bei Lebensmittelverpackungen, sind die Migrate äußerst unerwünscht. Einerseits kann die Wanderung der Migrate durch das Ve ackungsmaterial hindurch zu einer Kontamination des verpackten Gutes führen, andererseits sind, abhängig von der Menge des migratfahigen freien monomeren Diisocyanats, lange Wartezeiten notwendig, bevor das Verpackungsmaterial "migratfrei" ist und verwendet werden darf.
Der Gehalt der durch migrierte Diisocyanate entstehenden Amine, insbesondere der primären aromatischen Amine, muss beispielsweise in Deutschland unter der auf Anilinhydrochlorid bezogenen Nachweisgrenze von 0,2 μg Anilinhydrochlorid/100 ml Probe liegen (Bundesinstitut für gesundheitlichen Verbraucherschutz und Veterinärmedizin, BGVV, nach amtlicher Sammlung von Untersuchungsverfahren nach § 35 LMBG - Untersuchung von Lebensmitteh /Bestimmung von primären aromatischen Aminen in wässrigen Prüflebensmittehi).
Ein weiterer unerwünschter Effekt, der durch die Migration monomerer Diisocyanate hervorgerufen werden kann, ist der so genannte Antisiegeleffekt bei der Herstellung von Beuteln oder Tragetaschen aus kaschierten Kunststoff-Folien: Häufig sind die kaschierten Kunststoff- Folien mit einem Gleitmittel auf Basis von Fettsäureamiden beschichtet. Durch Reaktion von migriertem monomeren Diisocyanat mit dem Fettsäureamid und/oder Feuchtigkeit werden an der Folienoberfläche Harnstoffverbindungen gebildet, die einen über der Versiegelungstemperatur der Kunststoff-Folien liegenden Schmelzpunkt aufweisen können. Dadurch entsteht eine artfremde Schicht zwischen den zu versiegelnden Folienteilen, die einer einheitlichen Siegemahtbildung entgegenwirkt.
Aus den oben genannten Gründen ist daher bereits die Entwicklung von reaktiven Polyurethanen oder Polyhamstoffen mit einem reduzierten Anteil an monomeren Dusocyanaten in hohem Maße wünschenswert.
Die EPO 316 738 AI beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Urethangruppen aufweisenden Polyisocyanaten mit einem Anteil an von Urethangruppen freiem Diisocyanat von maximal 0,4 Gew.-%, durch Umsetzung von aromatischen Dusocyanaten mit mehrwertigen Alkoholen und anschließende Entfernung des nicht umgesetzten, überschüssigen Diisocyanats, wobei die destillative Entfernung des überschüssigen Diisocyanats in Gegenwart eines aliphatischen Polyisocyanats durchgeführt wird. Die EP 0 261 409 AI beschreibt alkoxysilanterminierte, feuchtigkeitshärtende Polyurethane die erhältlich sind durch ein Verfahren bei dem nahezu sämtliche freien Isocyanatgruppen mit speziellen Alkoxysilanen umgesetzt werden. Nachteilig bei derartigen Zusammensetzungen ist die Tatsache, dass nahezu keine Isocyanatgruppen mehr enthalten sind.
Die DE 38 15 237 AI beschreibt ein Verfahren zur Reduziemng des Monomerengehalts von Urethan- oder Isocyanurat-modifizierten Polyisocyanaten auf Basis von 2,4-TDI oder dessen Gemisch mit bis zu 35 Gew.-% an 2,6-TDI oder IPDI. Die Monomerenreduzierung kann durch Dünnschichtdestillation und anschließende Umsetzung mit Wasser erfolgen.
Die EP 0 393 903 AI beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-Präpolymeren, bei dem in einem ersten Schritt monomeres Diisocyanat mit einem Polyol umgesetzt wird. Anschließend wird ein Katalysator in ausreichender Menge zugegeben, so dass ein erheblicher Teil der restlichen Isocyanatgruppen in Allophanatgruppen überfuhrt wird. Nach Erreichen des theoretischen NCO-Gehaltes wird die Reaktion durch rasches Abkühlen und Zusatz von Salicylsäure abgestoppt.
Die WO 01/40342 beschreibt reaktive Polyurethan-Klebstoff- bzw. Dichtstoffzusammensetzungen auf der Basis von Umsetzungsprodukten aus Polyolen und hochmolekularen Dusocyanaten, wobei in einer ersten Stufe eine Diolkomponente mit einem stöchiometrischen Überschuss an monomeren Diisocyanat zu einem hochmolekularen Diisocyanat umgesetzt wird und das hochmolekulare Diisocyanat beispielsweise durch Zugabe eines Nichtlösers für das hochmolekulare Diisocyanat vom monomeren Diisocyanat aus dem Realctionsgemisch ausgefallt wird. In einem zweiten Schritt wird dieses hochmolekulare Diisocyanat mit einem Polyol zu einem reaktiven Präpolymeren mit Isocyanat-Endgruppen umgesetzt.
Die DE 41 36 490 AI betrifft lösungsmittelfreie 2K-Beschichtungs-, Dicht- und Klebstoffsysteme mit niedrigen Migrationswerten aus Polyolen und Isocyanatgruppen enthaltenden Präpolymeren. Die NCO-Präpolymeren werden hergestellt durch Umsetzen von Polyolgemischen der mittleren Funktionalität 2,05 bis 2,5 mit mindestens 90 mol-% sekundären Hydroxylgruppen und Dusocyanaten mit unterschiedlich reaktiven Isocyanatgmppen in einem Verhältnis der Isocyanatgmppen zu Hydroxylgruppen von 1,6 bis 1,8 zu 1. Tabelle 1 auf Seite 5 zeigt, dass nach der Lehre von DE 4136490 AI hergestellte MDI-Präpolymere einen Monomerengehalt von mehr als 0,3% aufweisen.
Die WO 03/006521 AI beschreibt reaktive Polyurethane mit einem NCO-Gehalt von 4 bis 12% NCO und einem Gehalt an monomeren asymmetrischen Dusocyanaten von 0,01 bis 0,3%, die durch Reaktion von mindestens einem monomeren asymmetrischen Diisocyanat mit einem Molekulargewicht von 160 g/mol bis 500 g/mol mit mindestens einem Diol mit einem Molekulargewicht von 60 g/mol bis 2000 g/mol erhältlich sind, wobei das Verhältnis der Isocyanatgmppen zu Hydroxylgruppen von 1,05 zu 1 bis 2,0 zu 1 beträgt Die Herstellung kann ohne zusätzliche Aufarbeitungs- und Reinigungsschritte erfolgen. Derartige reaktive Polyurethane eignen sich zur Herstellung von reaktiven ein- und zweikomponentigen Kleb- und Dichtstoffen, Montageschäumen, Vergussmassen sowie von Weich-, Hart- und Integralschäumen, die gegebenenfalls lösungsmittelhaltig sein können, sowie als Komponente zur Herstellung von reaktiven Schmelzklebstoffen. Wesentlicher Als Vorteil dieser reaktiven Polyurethane gegenüber bekannten reaktiven Polyurethanen mit geringem Anteil an monomeren Dusocyanaten wird die Freiheit von Nebenprodukten, wie sie üblicherweise bei der thermischen Aufarbeitung reaktiver Polyurethane entstehen, genannt.
Häufig ergeben sich beim Einsatz von Polyurethanen Aufgabenstellungen, die zwar einerseits nach den bekanntermaßen guten Eigenschaften von Verbindungen mit Isocyanatgruppen verlangen, andererseits jedoch, beispielsweise auf Grand einer nicht ausreichenden Haftung auf bestimmten Untergründen wie Glas oder Keramik, die Anwesenheit von weiteren zur Vernetzung fülirenden funlctionellen Gruppen, insbesondere die Anwesenheit von Silylgruppen, wünschenswert erscheinen lassen. Auch bei der Herstellung von Zusammensetzungen zur Anwendung in Schäumen ist die Anwesenheit von Silylgruppen häufig gefordert.
Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, Silylgruppen als reaktive Endgruppen in Polyurethane einzuführen. In der WO 99/48942 AI werden Polyurethane beschrieben, welche über eine oder mehrere Alkoxysilylendgruppen vernetzbar bzw. härtbar sind und dennoch auch bei niedrigen Temperaturen über eine hervorragende Elastizität, Flexibilität und Weiterreißfestigkeit verfügen. Diese Verbindungen sind durch Umsetzung von mindestens zwei Komponenten, einem Polyisocyanat oder einem Gemisch aus zwei und mehr Polyisocyanaten und einem Polyol oder einem Gemisch aus zwei oder mehr Polyolen herstellbar, wobei als Polyol beispielsweise ein Polyether mit einem Molekulargewicht (Mn) von mindestens 4000 und einer Polydispersität PD (Mw/Mn) von weniger als 1,5 oder einer OH-Funktionalität von etwa 1,8 bis etwa 2,0 eingesetzt wird. Problematisch wirkt sich bei den hier genannten Zusammensetzungen beispielsweise aus, dass bei der Herstellung auf Grand der Zugabe von nicht substituierten Aminosilanen polymere Verbindungen entstehen, die Silylgruppen nicht am Kettenende sondern in der Mitte der Polymerkette tragenle.
Daher besteht weiterhin Bedarf an reaktiven Polyurethanen mit einem niedrigen Anteil an monomeren Diisocyanaten, die sich sowohl für den Einsatz als reaktive ein- und zweikomponentige Kleb- und Dichtstoffe, insbesondere für reaktive Schmelzklebstoffe oder Kaschierklebstoffe, als auch zur Herstellung von Montageschäumen, Vergussmassen sowie Weich-, Hart- und Integralschäumen eignen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Polyurethane zur Verfügung zu stellen, welche die Vorteile der aus dem Stand der Technik bekannten Zusammensetzungen aufweisen, deren Nachteile noch nicht oder zumindest in verringertem Maße zeigen. Insbesondere bestand eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, Polyurethane zur Verfügimg zu stellen, die eine ausgezeichnete Haftung auf eine Vielzahl von Untergründen aufweisen. Insbesondere bestand eine Aufgabe der Erfindung darin, reaktive, mindestens eine Silylgruppe tragende Polyurethane für die Verwendung als Kleb- oder Dichtstoffe zur Verfügung zu stellen, welche weitgehend frei von monomeren Diisocyanaten sind oder einen möglichst niedrigen Anteil an monomeren Diisocyanaten aufweisen. Diese sollten im Idealfall in möglichst allen Ländern frei von einer Kemizeichnungspflicht sein.
Zur Erzielung des niedrigen Anteils an monomeren Diisocyanaten werden gemäß dem Stand der Technik teilweise aufwendige und kostenintensive Reinigungsschritte durchgeführt. Konkrete Beispiele sind das Entfernen von überschüssigen monomeren Diisocyanaten durch selektive Extraktion, beispielsweise mit überkritischem Kohlendioxid, Dünnschichtdestillation, Dünnfilmverdampfung oder das Ausfällen des reaktiven Polyurethans aus dem Reaktionsgemisch mit monomeren Diisocyanaten. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, reaktive, mindestens eine Silylgruppe tragende Polyurethane bereitzustellen, die ohne die aufwendigen Aufarbeitungsschritte einen niedrigen Gehalt an monomeren Diisocyanaten aufweisen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung war es, reaktive, mindestens eine Silylgruppe tragende Polyurethane zur Verfügung zu stellen, bei denen das Verhältnis von NCO-Gruppen und Silangruppen gezielt steuerbar ist, um Polyurethane mit wünschenswerten Eigenschaften bereitzustellen.
Die der Erfindung zugrundeliegenden Aufgäben werden durch Silylgruppen tragende Polyurethane gelöst, wie sie im Rahmen des nachfolgenden Textes näher beschrieben werden.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist damit eine Zusammensetzung, mindestens enthaltend ein mindestens eine Isocyanatgruppe tragendes Polyurethan und mindestens ein eine Silylgruppe tragendes Polyurethan wobei die Polymeren mindestens zwei unterschiedliche Urethangruppentypen aufweisen und als Silylgruppe eine Silylgruppe der allgemeinen Formel I
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worin die Reste R1 bis R jeweils unabhängig voneinander für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis etwa 24 C-Atomen, einen gesättigten oder ungesättigten Cycloalkylrest mit 4 bis etwa 24 C-Atomen oder einen Arylrest mit 6 bis etwa 24 C-Atomen stehen, R7 für einen gegebenenfalls substituierten Alkylenrest mit 1 bis etwa 44 C-Atomen, einen gegebenenfalls substituierten Cycloal enylrest mit 6 bis etwa 24 C-Atomen oder einen gegebenenfalls substituierten Arylenrest mit 6 bis etwa 24 C-Atomen steht, n, m und j jeweils für eine ganze Zahl von 0 bis 3 stehen, wobei m+n+j=3, a für eine ganze Zahl von 0 bis 3, b für eine ganze Zahl von 0 bis 2 und c für eine Zahl von 0 bis 8 steht und R8 für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Cι-24-Alkylrest, Cycloalkyl-, Phenyl-, Tolyl-, Mesityl-, Trityl-, oder 2,4,6-Tri-tert-butylphenylrest steht, enthalten ist und die Zusammensetzung weniger als 0,1 Gew.-% an monomeren Isocyanaten enthält und das Verhältnis von Isocyanatgruppen zu Silylgrappen etwa 90 : 10 bis etwa 10 : 90 beträgt.
Der Begriff "Polyurethan" steht im Rahmen der vorliegenden Erfindung für eine Verbindung mit Polyurethanstruktur, wie sie sich im Rahmen einer gezielten ein- oder mehrstufigen Polyurethansynthese erhalten lässt. Ein Polyurethan im erfmdungsgemäßen Sinne weist zwei oder mehr Urethangruppen auf. Der Begriff umfasst dabei weiterhin alle Abweichungen von dieser Struktur, wie sie sich durch die statistische Natur des Polyadditionsverfahrens ergeben.
Unter einer "Silylgruppe" wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine funktionelle Gruppe der oben beschriebenen allgemeinen Formel I verstanden, worin die Reste R1 bis R6 jeweils unabhängig voneinander für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis etwa 24 C-Atomen, einen gesättigten oder ungesättigten Cycloalkylrest mit 4 bis etwa 24 C-Atomen oder einen Arylrest mit 6 bis etwa 24 C-Atomen stehen, R7 für einen gegebenenfalls substituierten Alkylenrest mit 1 bis etwa 44 C-Atomen, einen gegebenenfalls substituierten Cyclo alkylenrest mit 6 bis etwa 24 C-Atomen oder einen gegebenenfalls substituierten Arylenrest mit 6 bis etwa 24 C-Atomen steht, n, m und j jeweils für eine ganze Zahl von 0 bis 3 stehen, wobei m+n+j = 3, a für eine ganze Zahl von 0 bis 3, b für eine ganze Zahl von 0 bis 2 und c für eine Zahl von 0 bis 8 steht und R8 für einen linearen oder verzweigten Cι-2 -Alkylrest, einen Cycloalkyl-, insbesondere Cyclopentyl- oder Cyclohexylrest, einen Phenyl- Tolyl-, Mesityl-, Trityl-, oder 2,4,6-Tri-tert-butylphenylrest steht.
Der Begriff "Zusammensetzung" betrifft im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Gemisch von Verbindungen, wie sie gemäß einem geeigneten Herstellungsverfahren für Silylgruppen tragende Polyurethane erhalten werden. Eine entsprechende Zusammensetzung enthält beispielsweise die oben beschriebenen Silylgruppen tragenden Polyurethane sowie gegebenenfalls im Rahmen der Reaktion nicht umgesetzte Edukte sowie Produkte, wie sie durch eine nicht vollständige Umsetzung der Edukte entstehen.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine erfindungsgemäße Zusammensetzung beispielsweise Polyurethane enthalten, die als vernetzbare funktionelle Gruppen ausschließlich Silylgruppen aufweisen. Zusätzlich kann eine erfindungsgemäße Zusammensetzung beispielsweise Polyurethane enthalten, die als vernetzbare funktionelle Gruppen Silylgruppen und NCO-Gruppen aufweisen. Darüber hinaus kann eine erfindungsgemäße Zusammensetzung beispielsweise Polyurethane enthalten, die als vernetzbare funktionelle Gruppen ausschließlich NCO-Gruppen aufweisen. Es ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt, wenn das Verhältnis von NCO- Gruppen zu Silylgruppen in einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung etwa 90:10 bis etwa 10:90 beträgt. Besonders geeignete Verhältnisse betragen beispielsweise etwa 80:20 bis etwa 20:80 oder etwa 70:30 bis etwa 30:70 oder etwa 60:40 bis etwa 40:60.
Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung enthält gemäß der vorliegenden Erfindung mindestens ein Polyurethan, dass mindestens zwei unterschiedlichen Urethangruppentypen aufweist. Unter "unterschiedlichen Urethangruppentypen" werden im Rahmen des vorliegenden Textes Urethangruppen verstanden, die eine unterschiedliche chemische Umgebimg aufweisen. Dies bedeutet beispielsweise, dass verschiedene Urethangruppentypen kovalent mit unterschiedlichen Folgegrappen verbunden sind, hl der Praxis lassen sich unterschiedlichen Urethangruppentypen insbesondere dadurch erhalten, dass Polyisocyanate eingesetzt werden, die Urethangmppentypen unterschiedlicher Reaktivität tragen. Im Rahmen einer bevorzugten Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung werden die unterschiedlichen Urethangmppentypen, wie sie in einem Polyurethan in einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung vorliegen, durch Verwendung mindestens eines asymmetrischen Polyisocyanats erzeugt. Die Asymmetrie eines entsprechenden Polyisocyanats wirkt sich insbesondere in einer unterschiedlichen Reaktivität der Isocyanatgruppen im Polyisocyanat aus.
Eine oben beschriebene, mindestens ein mindestens eine Silylgruppe tragendes Polyurethan oder einen solchen Polyhamstoff und mindestens ein mindestens eine NCO-Grappe tragendes Polyurethan oder einen solchen Polyhamstoff enthaltende Zusammensetzung wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung beispielsweise als Bestandteil einer Zubereitung eingesetzt.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher auch eine Zubereitung, enthaltend mindestens ein mindestens eine Silylgrappe tragendes Polyurethan oder mindestens einen mindestens eine Silylgruppe tragenden Polyhamstoff oder ein Gemisch aus zwei oder mehr davon und mindestens ein mindestens eine NCO-Grappe tragendes Polyurethan oder mindestens einen mindestens eine NCO-Grappe tragenden Polyhamstoff oder ein Gemisch aus zwei oder mehr davon, herstellbar durch Umsetzung von mindestens drei Komponenten A, B und C, wobei a) als Komponente A ein asymmetrisches Diisocyanat oder ein Gemisch aus zwei oder mehr asymmetrischen Diisocyanaten, b) als Komponente B ein Silan der allgemeinen Formel II
(OR3) (OR ) R« m 2-b (R O), — Si-O- o- -Si- -R '— NHR° 3-a (π) R 4 j worin die Reste R1 bis R6 jeweils unabhängig voneinander für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis etwa 24 C-Atomen, einen gesättigten oder ungesättigten Cycloalkylrest mit 4 bis etwa 24 C-Atomen oder einen Arylrest mit 6 bis etwa 24 C-Atomen stehen, R7 für einen gegebenenfalls substituierten Alkylenrest mit 1 bis etwa 44 C-Atomen, einen gegebenenfalls substituierten Cycloalkenylrest mit 6 bis etwa 24 C-Atomen oder einen gegebenenfalls substituierten Arylenrest mit 6 bis etwa 24 C-Atomen steht, n, m und j jeweils für eine ganze Zahl von 0 bis 3 stehen, wobei m+n+j=3, a für eine ganze Zahl von 0 bis 3, b für eine ganze Zahl von 0 bis 2 und c für eine Zahl von 0 bis 8 steht und R8 für einen linearen oder verzweigten Ci-io-Alkylrest, Cycloalkyl-, Phenyl-, Tolyl-, Mesityl-, Trityl-, 2,4,6-Tri-tert-butylphenylrest steht und c) als Komponente C ein Polyol oder ein Gemisch aus zwei oder mehr Polyolen oder ein Polyamin oder ein Gemisch aus zwei oder mehr Polyaminen oder ein Polyol und ein Gemisch aus zwei oder mehr Polyaminen oder ein Gemisch aus zwei oder mehr Polyolen und ein Polyamin oder ein Gemisch aus zwei oder mehr Polyolen und ein Gemisch aus zwei oder mehr Polyolen eingesetzt wird, wobei das Zahlenverhältnis von NCO-Grappen zu Silylgrappen 10:90 bis 90:10 beträgt.
Als Komponente A wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Polyisocyanat, beispielsweise ein Diisocyanat, oder ein Gemisch aus zwei oder mehr Polyisocyanaten eingesetzt. Unter Polyisocyanaten werden Verbindungen verstanden, die mindestens zwei Isocyanatgruppen (NCO-Gruppen) tragen. Beispielsweise sind dies Verbindungen der allgemeinen Struktur O=N=C-Z-C=N=O, wobei Z ein asymmetrischer linearer oder verzweigter aliphatischer, alicyclischer oder aromatischer Kohlenwasserstoffrest ist, der gegebenenfalls weitere inerte oder in die Umsetzung eingreifende Substituenten aufweisen kann. Monomere asymmetrische Diisocyanate im Sinne dieser Erfindung sind grundsätzlich solche aromatischen, aliphatischen oder cycloaliphatischen Diisocyanate, wie sie sich im Rahmen der Synthese von Isocyanaten erhalten lassen. Beispielsweise können im Rahmen der vorliegenden Erfindung monomere asymmetrische Diisocyanate Verbindungen mit einem Molekulargewicht von 160 g/mol bis 500 g/mol sein, die NCO-Gruppen mit einer unterschiedlichen Reaktivität gegenüber mit NCO-Gruppen unter Ausbildung einer kovalenten Bindung reaktiven funktioneilen Gruppen aufweisen. Ist jedoch im Rahmen der vorliegenden Erfindung ebenso möglich, dass monomere asymmetrische Isocyanate Verbindungen mit einem Molekulargewicht von mehr als 500 g/mol sind, beispielsweise Verbindungen, wie sie im Rahmen der Dimerisierung, Trimerisierung, Oligomerisierung oder Polymerisation von Isocyanaten entstehen, beispielsweise NCO-Gruppen tragende Allophanate oder Isocyanurate oder Polymere Isocyanate wie Polymer-MDI.
Die unterschiedliche Reaktivität der NCO-Gruppen der Diisocyanate wird grundsätzlich durch eine unterschiedliche chemische Umgebung bedingt, in welcher sich die NCO-Grappen befinden, beispielsweise durch unterschiedlich benachbarte Substituenten zu den NCO-Gruppen am Molekül, die beispielsweise durch sterische Abschirmung die Reaktivität der einen NCO- Gruppe im Vergleich zur anderen NCO-Grappe herabsetzen und/oder durch unterschiedliche Bindung einer NCO-Gruppe an den Molekülrest, beispielsweise in Form einer primären oder sekundären NCO-Grappe.
Beispiele für geeignete aromatische asymmetrische Diisocyanate sind alle Isomeren des Toluylendiisocyanats (TDI) entweder in isomerenremer Form oder als Mischung mehrerer Isomerer, Diphenylmethan-2,4' -diisocyanat (MDI) sowie Mischungen des 4,4'- Diphenylmethandiisocyanats mit den 2,4'-MDI-Isomeren.
Beispiele für geeignete cycloaliphatische asymmetrische Diisocyanate sind z.B. 1- Isocyanatomethyl-3-isocyanato-l,5,5-trimethylcyclohexan (Isophorondiisocyanat, PDF), 1- Methyl-2,4-diisocyanatocyclohexan oder Hydrierungsprodukte der vorgenannten aromatischen Diisocyanate, insbesondere hydriertes MDI in isomerenremer Form, bevorzugt hydriertes 2,4'- MDI. Beispiele für aliphatische asymmetrische Diisocyanate sind 1,6-Diisocyanato- 2,2,4- trimethylliexan, l,6-Diisocyanato-2,4,4-trimethylhexan und Lysindüsocyanat.
Im Rahmen der Erfindung wird es besonders bevorzugt, wenn als monomeres asymmetrisches Diisocyanat TDI oder 2,4-MDI oder TPDI oder Polymer-MDI oder ein Gemisch aus zwei oder mehr davon eingesetzt wird.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsfonn der vorliegenden Erfindung werden die unterschiedlichen Urethangruppentypen oder die unterschiedlichen Hamstoffgruppentypen durch Verwendung mindestens eines Polyisocyanats erzeugt, das mindestens zwei Isocyanatgruppen aufweist deren Reaktivität gegenüber einer mit Isocyanaten reaktiven funktionellen Gruppe sich um mindestens einen Faktor 1,1, beispielsweise um mindestens einen Faktor 1,2, 1,3, 1,4, 1,5 oder mehr, unterscheidet.
Als Komponente B wird im Rahmen der Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen ein Silan der allgemeinen Formel II
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eingesetzt, worin die Reste R1 bis R6 jeweils unabhängig voneinander für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis etwa 24 C-Atomen, einen gesättigten oder ungesättigten Cycloalkylrest mit 4 bis etwa 24 C-Atomen oder einen Arylrest mit 6 bis etwa 24 C-Atomen stehen, R7 für einen gegebenenfalls substituierten Alkylenrest mit 1 bis etwa 44 C-Atomen, einen gegebenenfalls substituierten Cycloalkenylrest mit 6 bis etwa 24 C-Atomen oder einen gegebenenfalls substituierten Arylemest mit 6 bis etwa 24 C-Atomen steht, n, m und j jeweils für eine ganze Zahl von 0 bis 3 stehen, wobei m+n+j=3, a für eine ganze Zahl von 0 bis 3, b für eine ganze Zahl von 0 bis 2 und c für eine Zahl von 0 bis 8 steht und Rs für einen linearen oder verzweigten Cι-24-Alkylrest, Cycloalkyl-, Phenyl-, Tolyl-, Mesityl-, Trityl-, 2,4,6-Tri-tert-butylphenylrest steht. Grundsätzlich eignen sich beliebige Verbindungen der allgemeinen Formel zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polyurethane. Hinsichtlich ausreichender Reaktivität der Silylgruppen haben sich jedoch die nachfolgenden Verbindungen als vorteilhaft herausgestellt, wobei die genannten Verbmdungen am N-Atom jeweils einen Substituenten, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem linearen oder verzweigten Cι-24-Alkylrest, Cyclopentyl-, Cyclohexyl-, Phenyl-, Tolyl-, Mesityl-, Trityl-, 2,4,6-Tri-tert-butylphenylrest aufweisen müssen, sofern sich dies nicht bereits aus dem Verbindungsnamen selbst ergibt: N-(α-Methyldimethoxysilylmethyl)amin, N-(α- Trimethoxysilylmethyl)amin, N-(α-Diethylmethoxysilylmethyl)amin, N-( -Ethyldimethoxy- silylmethyl)amin, N-( -Methyldiethoxysilylmethyl)amin, N-(α-Triethoxysilylmethyl)amin, N- ( -Ethyldiethoxysilylmethyl)amin, N-(ß-Methyldimethoxysilylethyl)amin, N-(ß-
Trimethoxysilylethyl)amin, N-(ß-Ethyldimethoxysilylethyl)amin, N-(ß-Methyl- diethoxysilylethyl)amin, N-(ß-Triethoxysilylethyl)amin, N-(ß-Ethyldiethoxysilylethyl)amin, N- (γ-Methyldimethoxysilylρroρyl)amin, N-(γ-Trimethoxysilylpropyl)amin, N-(γ-
Ethyldimethoxysilylpropyl)amin, N-(γ-Methyldiethoxysilylpropyl)amin, N-(γ-
Triethoxysilylpropyl)amin, N-(γ-Ethyldiethoxysilylpropyl)amin, N-(4-Methyl- dimethoxysilylbutyl)amin, N-(4-Trimethoxysilylbutyl)amin, N-(4-Triethylsilylbutyl)amin, N-(4- Diethylmethoxysilylbutyl)amin, N-(4-Ethyldimethoxysilylbutyl)amin, N-(4-
Methyldiethoxysilylbutyl)amin, N-(4-Triethoxysilylbutyl)amin, N-(4-Diethylethoxy- silylbutyl)amin, N-(4-Ethyldiethoxysilylbutyl)amin, N-(5-Methyldimethoxysilylpentyl)amin, N- (5-Trimethoxysilylpentyl)amin, N-(5-Triethylsilylpentyl)amin, N-(5-
Ethyldimethoxysilylpentyl)amin, N-(5-Methyldiethoxysilylpentyl)amin, N-(5-
Triethoxysilylpentyl)amin, N-(5-Diethylethoxysilylpentyl)amin, N-(5-Ethyldiethoxy- silylpentyl)amin, N-(6-Methyldimethoxysilylhexyl)amin, N-(6-Trimethoxysilylhexyl)amin, N- (6-Ethyldimethoxysilylhexyl)amin, N-(6-Methyldiethoxysilylhexyl)amin, N-(6-
Triethoxysilylhexyl)amin, N-(6-Ethyldiethoxysilylhexyl)amin, N-[γ-tris-
(Trimethoxysiloxy)silylpropyl]amin, N-[γ-tris-(Trimethoxysiloxy)silylpropyl]amin, N-(γ- Trimethoxysiloxydimethylsilylpropyl)amin, N-(γ-Trimethylsiloxydimethoxysilylpropyl)amin, N- (γ-Triethoxysiloxydiethylpropyl)amin, N-(γ-Triethoxysiloxydiethoxysilylpropyl)amin, N,N- Butyl-(γ-trimethoxysilylpropyl)amin, N,N-Butyl-(γ-triethoxysilylpropyl)amin, N,N-Phenyl-(γ- trimethoxysilylpropyl)amin, N,N-Phenyl-(γ-triethoxysilylpropyl)amin, N,N-Cyclohexyl-(γ- trimethoxysilylpropyl)amin, N,N-Ethyl-(γ-trimethoxysilylpropyl)amin, Diethyl-N-
(trimethoxysilylpropyl)aspartat, Diethyl-N-(triethoxysilylρropyl)aspartat, N,N-Ethyl-(γ- Dimethoxymethylsilypropyl)amin, N,N-Ethyl-(γ-trimethoxysilylisobutyl)amin, N,N-Bis- (trimethoxypropyl)amin, N,N-Ethyl-(γ-trimethoxsilylisobutyl)amin, N,N-Ethyl-(α- trimethoxysilylmethyl)amin, Dibutyl-N-(trimethoxysilylpropyl)aspartat, Dibutyl-N-
(triethoxysilylpropyl)aspartat, N,N-(ß-Aminopropyl)-(γ-trimethoxysilylpropyl)amin, N,N-Di- (trimethoxysilylpropyl)ethylendiamin, Tetra-(trimethoxysilylpropyl)ethylendiamin und N,N- Ethyl-(ß-trimethoxysilylethyl)amin oder N-[γ-Tris(trimethylsiloxy)silylpropyl]amin oder N,N- Cyclohexyl- -triethoxysilyhnethylamin oder N,N-Cyclohexyl-α- methyldiethoxysilylmethylamin oder N,N-Phenyl- -trimethoxysilylmethylamin oder N,N- Phenyl- -methyldimethoxysilylmethylamin oder Gemische aus zwei oder mehr davon.
Vorzugsweise werden als Komponente B Verbindungen eingesetzt, die mindestens eine Methoxygruppe oder eine Ethoxygrappe am Siliziumatom tragen, besonders bevorzugt sind Verbindungen mit zwei oder drei Methoxygrappen oder zwei oder drei Ethoxygrappen oder beliebige Gemische aus Methoxy- und Ethoxygrappen.
Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung lässt sich beispielsweise bereits durch Umsetzung von Komponenten A und B in den geeigneten Verhältnissen erhalten. Es ist jedoch erfindungsgemäß vorgesehen und wirkt sich hinsichtlich der Eigenschaften der Zusammensetzungen sowie der daraus hergestellten Zubereitungen vorteilhaft aus, wenn bei der Herstellung der Zusammensetzungen noch mindestens eine Verbindung eingesetzt wird, die hinsichtlich ihrer Reaktivität gegenüber NCO-Grappen polyfunktionell ist, vorzugsweise zwei oder drei gegenüber NCO-Gruppen reaktive Gruppen aufweist. Geeignete gegenüber NCO- Gruppen reaktive Gruppen sind beispielsweise OH-Grappen, COOH-Gruppen, Aminogruppen oder Mercaptograppen. Besonders geeignet sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung Polyole oder Polyamine. Es hat sich daher als vorteilhaft herausgestellt, wenn im Rahmen der Herstellung einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung oder eine erfindungsgemäßen Zubereitung als Komponente C ein Polyol oder ein Gemisch aus zwei oder mehr Polyolen oder ein Polyamin oder ein Gemisch aus zwei oder mehr Polyaminen oder ein Polyol und ein Gemisch aus zwei oder mehr Polyaminen oder ein Gemisch aus zwei oder mehr Polyolen und ein Polyamin oder ein Gemisch aus zwei oder mehr Polyolen und ein Gemisch aus zwei oder mehr Polyolen eingesetzt wird.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird daher bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen beispielsweise als Komponente C ein Polyol oder ein Gemisch aus zwei oder mehr Polyolen eingesetzt. Der Begriff "Polyol" umfasst im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Verbindung, die mindestens zwei OH-Gmppen aufweist, unabhängig davon, ob die Verbindung noch weitere funktionelle Grappen aufweist. Vorzugsweise umfasst ein im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetztes Polyol jedoch nur OH-Gmppen als funlctionelle Gruppen, oder sofern weitere funlctionelle Gruppen vorliegen, sind alle weiteren funktionellen Gruppen zumindest gegenüber Isocyanaten unter den bei der Umsetzung von Komponente A und B herrschenden Bedingungen nicht reaktiv.
Bei als Komponente C geeigneten Polyolen handelt es sich beispielsweise um Polyesterpolyole, die z.B. aus Ullmann's Enzyklopädie der Technischen Chemie, 4. Auflage, Band 19, Seite 62-65 bekannt sind. Bevorzugt werden Polyesterpolyole eingesetzt, die durch Umsetzung von zweiwertigen Alkoholen mit mehrwertigen, bevorzugt zweiwertigen Polycarbonsäuren erhalten werden. Die Polycarbonsäuren können aliphatisch, cycloaliphatisch, araliphatisch, aromatisch oder heterocyclisch sein und gegebenenfalls z.B. durch Halogenatome substituiert und/oder ungesättigt sein. Als Beispiele hierfür seien genannt Korksäure, Azelainsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Phthalsäureanhydrid, Hexahydrophthalsäureanhydrid,
Tetrachlorphthalsäureanhydrid, Endomethylentetrahydrophthalsäureanliydrid,
Glutarsäureanhydrid, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure und/oder dimere Fettsäuren.
Die genamiten Polycarbonsäuren können entweder einzeln als ausschließliche Säurekomponente oder im Gemisch untereinander zum Aufbau der Komponente C eingesetzt werden. Bevorzugt sind Carbonsäuren der allgemeinen Formel HOOC-(CH2)y-COOH, wobei y eine Zahl von 1 bis 20, bevorzugt eine gerade Zahl von 2 bis 20 ist, z.B. Bernsteinsäure, Adipinsäure, Dodecandicarbonsäure und Sebacinsäure. Anstelle der freien Polycarbonsäuren können auch die entsprechenden Polycarbonsäureanhydride oder entsprechende Polycarbonsäureester von niederen Alkoholen oder deren Gemische zur Herstellung der Polyesterpolyole verwendet werden.
Als mehrwertige Alkohole zur Reaktion mit der Polycarbonsäurekomponente zum Aufbau der Komponente C kommen z.B. Ethylenglykol, Propan-l,2-diol, Propan- 1,3 -diol, Butan-l,3-diol, Buten- 1,4-diol, Butin-l,4-diol, Pentan-l,5-diol, Hexan- 1,6-diol, Neopentylglykol, Bis- (hydroxymethyl)cyclohexan, wie l,4-Bis(hydroxymethyl)cyclohexan, 2-Methyl-propan-l,3-diol, Methylpentandiole, femer Diethylenglykol, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol, Polyethylenglykol, Dipropylenglykol, Polypropylenglykole, Dibutylenglykol und Polybutylenglykol in Betracht. Bevorzugt sind Neopentylglykol und Alkohole der allgemeinen Formel HO-(CH2)x-OH, wobei x eine Zahl von 1 bis 20, bevorzugt eine gerade Zahl von 2 bis 20 ist. Beispiele hierfür sind Ethylenglykol, Butan- 1,4-diol, Hexan- 1,6-diol, Octan-l,8-diol und Dodecan-l,12-diol.
Femer kommen als Komponente C auch Polycarbonatdiole, wie sie z.B. durch Umsetzung von Phosgen mit einem Überschuss von den als Aufbaukomponenten für die Polyesterpolyole genannten niedermolekularen Alkohole erhalten werden können, in Betracht.
Weiterhin geeignet sind auch Polyesterdiole auf Lacton-Basis, wobei es sich um Homo- oder Mischpolymerisate von Lactonen, bevorzugt um endständige Hydroxylgruppen aufweisende Anlagerungsprodulcte von Lacton an geeignete bifunlctionelle Startermoleküle handelt. Beispiele für geeignete Lactone sind ε-Caprolacton, ß-Propiolacton, γ-Butyrolacton und/oder Methyl-ε- caprolacton sowie deren Gemische. Geeignete Starterkomponenten sind z.B. die vorstehend als Aufbaukomponente für die Polyesterpolyole genannten niedermolekularen zweiwertigen Alkohole. Auch niedermolekulare Polyesterdiole oder Polyetherdiole können als Starter zur Herstellung der Lactonpolymerisate eingesetzt werden. Anstelle der Polymerisate von Lacton können auch die entsprechenden chemisch äquivalenten Polykondensate der den Lactonen entsprechenden Hydroxycarbonsäuren eingesetzt werden. Die Polyesterpolyole können auch unter Zuhilfenahme untergeordneter Mengen an Mono- und/oder höherfunktionellen Monomeren aufgebaut werden. Ebenfalls als Polyolkomponente C sind OH-Gruppen tragende Polyacrylate, welche beispielsweise durch die Polymerisation von ethylenisch ungesättigten Monomeren, die eine OH-Grappe tragen, erhältlich sind. Solche Monomere sind beispielsweise durch die Veresterung von ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren und bifunktionellen Alkoholen, wobei der Alkohol in der Regel in einem leichten Überschuss vorliegt, erhältlich. Hierzu geeignete ethylenisch ungesättigte Carbonsäuren sind beispielsweise Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure oder Maleinsäure. Entsprechende OH-Gruppen tragende Ester sind beispielsweise 2-Hydroxyethylacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat, 2-Hydroxypropylacrylat, 2- Hydroxypropylmethacrylat, 3-Hydroxypropylacrylat oder 3 -Hydroxypropylmethacrylat oder Gemisch aus zwei oder mehr davon. Daneben kommen als Komponente C Polyetherdiole in Betracht. Sie sind insbesondere durch Polymerisation von Propylenoxid, Butylenoxid, Tetrahydrofuran, Styroloxid oder Epichlorhydrin mit sich selbst, z.B. in Gegenwart von BF3 oder durch Anlagerung dieser Verbindungen gegebenenfalls in Gemisch oder nacheinander an Startkomponenten mit reaktionsfähigen Wasserstoffatomen, wie Wasser, Alkohole oder Amine, z.B. Propan-l,2-diol, Propan-l,3-diol, l,2-Bis(4-hydroxydiphenyl)propan oder Anilin erhältlich.
Sowohl zur Herstellung der Polyesterpolyole als auch zur Herstellung der Polyetherpolyole können Alkohole mit einer Funlctionahtät von mehr als zwei in untergeordneten Mengen eingesetzt werden. Insbesondere sind diese Verbindungen wie beispielsweise Trimethylolpropan, Pentaerytlrrit, Glycerin, Zucker wie beispielsweise Glukose, oligomerisierte Polyole, wie beispielsweise di- oder trimere Ether von Trimethylolpropan, Glycerin oder Pentaerythrit, teilveresterte polyfunktionelle Alkohole der oben beschriebenen Formel, wie beispielsweise teilverestertes Trimethylolpropan, teilverestertes Glycerin, teilveresterter Pentaerythrit, teilverestertes Polyglycerin und dgl., wobei zur Veresterung vorzugsweise monofunktionelle aliphatische Carbonsäuren benutzt werden. Gegebenenfalls können die Hydroxylgruppen der Polyole durch Umsetzung mit Alkylenoxiden verethert sein. Die vorstehenden Verbindungen sind ebenfalls als Starterkomponente zum Aufbau der Polyetherpolyole geeignet. Vorzugsweise werden die Polyolverbindungen mit einer Funlctionahtät > 2 nur in untergeordneten Mengen zum Aufbau der Polyesterporyole bzw. Polyetherpolyole herangezogen.
Ebenfalls als Komponente C geeignet sind Polyhydroxyolefme, bevorzugt solche mit zwei endständigen Hydroxylgruppen, z.B. α,ω-Dihydroxypolybutadien, α,ω-
Dihydroxypolymethacrylester oder α,ω-Dihydroxypolyacrylester.
Als weitere Polyole werden auch die oben genannten kurzkettigen Alkandiole eingesetzt, wobei Neopentylglykol und die unverzweigten Diole mit 2 bis 12 C-Atomen, beispielsweise Propylenglykol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol oder 1,6-Hexandiol, bevorzugt werden. Die bisher aufgezählten Polyole können auch als Gemisch in beliebigen Verhältnissen eingesetzt werden.
Auch können als Polyole zwei- oder mehrwertige Verbindungen eingesetzt werden, die mindestens eine primäre oder sekundäre oder, insofern mehr als eine Aminogruppe pro Molekül vorhanden ist, auch primäre mid sekundäre Aminograppen gleichzeitig aufweisen können. Neben den Aminograppen können die entsprechenden Ammverbindungen der Komponente C noch weitere funlctionelle Gruppen, insbesondere gegenüber Isocyanaten reaktive Grappen aufweisen. Hierzu zählen insbesondere die Hydroxylgruppe oder die Mercaptogruppe. Zu den im Sinne der Erfindung als Polyol einsetzbaren Verbindungen zählen beispielsweise Monoamionalkohole mit einer aliphatisch gebundenen Hydroxylgruppe wie Ethanolamin, N- Methylethanolamin, N-Ethylethanolamin, N-Butylethanolamin, N-Cyclohyxylethanolamin, N- tert-Butylethanolamin, Leucinol, Isoleukinol, Valinol, Prolinol, Hydroxyethylanilin, 2- (Hydroxymethyl)piperidin, 3-(Hydroxymethyl)piperidin, 2-(2-Hydroxyethyl)ρiperidin, 2- Amino-2-phenylethanol, 2-Amino-l-phenylethanol, Ephedrin, p-Hydroxyephedrin, Norephedrin, Adrenalin, Noradrenalin, Serin, Isoserin, Phenylserin, l,2-Diphenyl-2-aminoethanol, 3-Amino-l- propanol, 2-Amino-l-propanol, 2-Amino-2-methyl-l-propanol, Isopropanolamin, N- Ethyhsopropanolamin, 2-Amino-3-phenylpropanol, 4-Amino-l-butanol, 2-Amino-l-butanol, 2- Aminoisobutanol, Neopentanolamin, 2-Amino-l-pentanol, 5-Amino-l-pentanol, 2-Ethyl-2- butyl-5-aminopentanol, 6-Amino-l-hexanol, 2-Amino-l-hexanol, 2-(2-Aminoethoxy)ethanol, 3- (Aminomethyl)-3,5,5-trimethylcyclohexanol, 2-Aminobenzylallcohol, 3-Aminobenzylalkohol, 3- Amino-5-methylbenzylalkohol, 2-Amino-3-mefhylbenzylalkohol.
Wei der Einsatz von Komponente C beispielsweise der Erzeugung von Kettenverzweigungen dienen soll, so lassen sich z.B. Monoaminopolyole mit zwei aliphatisch gebundenen Hydroxylgruppen wie l-Amino-2,3-propandiol, 2-Amino-l,3-ρropandiol, 2-Amino-2-methyl- 1,3-propandiol, 2-Amino-2-ethyl-l,3-propandiol, 2-Amino-l-phenyl-l,3-propandiol,
Diethanolamin, Diisopropanolamin, 3-(2-Hydroxyethylamino)propanol und N-(3- Hydroxypropyl)-3 -hydroxy-2,2-dimethyl- 1 -aminograppen einsetzen.
Ebenfalls möglich ist der Einsatz von Polyaminen als Komponente C. Hierzu zählen beispielsweise Verbindungen wie Hydrazin, Ethylendiamin, 1,2- und 1,3-Propylendiamin, Butylendiamine, Pentamethylendiamine, Hexamethylendiamine wie beispielsweise das 1,6- Hexamethylendiamin, Alkylhexamethylendiamine wie beispielsweise das 2,4- Dimethylhexamethylendiamin, allgemeine Alkylendiamine mit bis zu etwa 44 C-Atomen, wobei auch cyclische oder polycyclische Alkylendiamine eingesetzt werden können, wie sie z.B. aus den Dimerisierungsprodukten ungesättigter Fettsäuren in bekannter Weise gewonnen werden können. Ebenfalls einsetzbar, aber nicht bevorzugt, sind aromatische Diamine, wie beispielsweise 1,2-Phenylendiamin, 1,3-Phenylendiamin oder 1,4-Phenylendiamin. Femer können im Sinne der Erfindung höhere Amine wie z.B. Diethylentriamin, Aminomethyldiaminooctan-1,8 und Triethylentetramin eingesetzt werden. Es ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung entscheidend, dass die in einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung oder in einer erfindungsgemäßen Zubereitung vorliegenden Polyurethane sowohl NCO-Gruppen als auch Silylgrappen aufweisen. Nur durch die in Gegenwart beider Typen fiinktioneller Grappen lassen sich die erfindungsgemäßen Vorteile erzielen.
Das Verhältnis von NCO-Gruppen zu Silylgrappen liegt dabei innerhalb eines Bereichs von 90:10 bis 10:90, wobei sich diese Zahlen auf das Zahlenverhältnis der funktionellen Gruppen bezieht. Es ist im Rahmen einer weiteren Ausführangsform ebenfalls möglich, dass sich die genannten Zahlen auf das Gewichtsverhältnis der funktionellen Grappen beziehen.
Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsfoπn der vorliegenden Erfindung liegt das Verhältnis von NCO-Gmppen zu Silylgruppen innerhalb eines Bereichs von etwa 90: 10 bis etwa 60 : 40_oder etwa 80 : 20_bis etwa 70 : 30.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch Zubereitungen, die eine erfindungsgemäße Zusammensetzung, wie sie im Rahmen des vorliegenden Textes beschrieben wurde, und mindestens einen weiteren Zusatzstoff enthalten. Eine erfindungsgemäße Zubereitung enthält daher eine erfindungsgemäße Zusammensetzung und eine oder mehrere Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Weichmachern, Reaktivverdünnern, Antioxidantien, Katalysatoren, Hartem, Füllstoffen, Tackifiern, Trockenmitteln und UV-Stabilisatoren.
Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung kann bereits in der bislang bescliriebenen Foπn im Rahmen der erfindungsgemäßen Einsatzvorschläge zu ihrem endgültigen Einsatz kommen. In der Regel ist es jedoch vorteilhaft, wenn die erfindungsgemäße Zusammensetzung in einer Zubereitung zum Einsatz kommt, die weitere Verbindungen, beispielsweise zur Regulierung der Viskosität oder der Materialeigenschaften, enthält.
Es ist beispielsweise möglich, dass die Viskosität der erfindungsgemäßen Zusammensetzung für bestimmte Anwendungen zu hoch ist. Es wurde jedoch gefunden, dass sich die Viskosität des erfindungsgemäßen Polyurethans in der Regel durch Verwendung eines "Reaktiwerdüimers" auf einfache und zweckmäßige Weise verringern lässt, ohne dass die Materialeigenschaften der ausgehärtetem Zusammensetzung wesentlich darunter leiden. Vorzugsweise weist der Realctiwerdünner mindestens eine funktionelle Grappe auf, die unter Feuchtigkeitseinfluss in der Lage ist, mit einer reaktiven Gmppe des ersten, erfindungsgemäßen Polyurethans unter Kettenverlängerung bzw. Vernetzung zu reagieren (Reaktivverdünner). Bei der mindestens einen funlctionellen Gmppe kann es sich um jede unter Feuchtigkeitseinfluss mit Vernetzung oder Kettenverlängerang reagierende funktionelle Gmppe handeln.
Als Realctiwerdünner eignen sich alle polymeren Verbindungen, die mit dem ersten, erfindungs gemäßen Polyurethan unter Verringerung der Viskosität mischbar sind und die Materialeigenschaften des nach Aushärtung oder Vernetzung entstehenden Produkts weitgehend unbeeinflusst lassen oder zumindest nicht so nachteilig beeinflussen, dass die Unbrauchbarkeit des Produkts daraus resultiert. Geeignet sind beispielsweise Polyester, Polyether, Polymerisate von Verbindungen mit olefinisch ungesättigter Doppelbindung oder Polyurethane, sofern die oben genamiten Voraussetzungen erfüllt werden.
Vorzugsweise handelt es sich bei den Reaktiwerdünnern jedoch um Polyurethane mit wenigstens einer Alkoxysilangrappe als reaktive Grappe.
Die Reaktivverdünner können eine oder mehrere funktionelle Grappen aufweisen, bevorzugt liegt die Zahl der funlctionellen Grappen jedoch bei 1 bis etwa 6, insbesondere bei etwa 2 bis etwa 4, beispielsweise etwa 3.
Die Viskosität der Realctiwerdünner beträgt in einer bevorzugten Ausführungsform weniger als etwa 20.000 mPas, insbesondere etwa 1.000 bis etwa 10.000, beispielsweise etwa 3.000 bis etwa 6.000 mPas (Brookfield RVT, 23°C, Spindel 7, 2,5 U/min).
Die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens einsetzbaren Realctiwerdünner können eine beliebige Molekulargewichtsverteilung (PD) aufweisen und sind demnach nach den üblichen Methoden der Polymerchemie herstellbar.
Vorzugsweise werden als Reaktivverdünner Polyurethane eingesetzt, die aus einer Polyolkomponente und einer Isocyanatkomponente und anschließender Fuiüctionalisierang mit einer oder mehreren Alkoxysilylgruppen hergestellt werden können. Der Begriff "Polyolkomponente" umfasst dabei im Rahmen des vorliegenden Textes ein einzelnes Polyol oder ein Gemisch von zwei oder mehr Polyolen, die zur Herstellung von Polyurethanen herangezogen werden können. Unter einem Polyol wird ein polyfunlctioneller Alkohol verstanden, d.h. eine Verbindung mit mehr als einer OH-Grappe im Molekül, wie sie bereits im Rahmen des vorliegenden Textes als Komponente C beschrieben wurde.
Als Polyolkomponente zur Herstellung der Reaktiwerdünner kann eine Vielzahl von Polyolen eingesetzt werden. Beispielsweise sind dies aliphatische Alkohole mit zwei bis 4 OH-Gruppen pro Molekül. Die OH-Gruppen können sowohl primär als auch sekundär sein. Zu den geeigneten aliphatischen Alkoholen zählen beispielsweise Ethylenglykol, Propylenglykol und dgl., polyfunktionelle Alkohole wie sie bereits im Rahmen des vorliegenden Textes genannt wurden.
Ebenfalls zum Einsatz als Polyolkomponente geeignet sind Polyether, die durch Vinylpolymere modifiziert wurden. Derartige Produkte sind beispielsweise erhältlich, indem Styrol- und/oder Acrylnitril in Gegenwart von Polyethem polymerisiert werden.
Ebenfalls als Polyolkomponente für die Herstellung des Reaktivverdünners geeignet sind Polyesterpolyole mit einem Molekulargewicht von etwa 200 bis etwa 5.000. So können beispielsweise Polyesterpolyole verwendet werden, die durch die bereits oben beschriebene Umsetzung von niedermolekularen Alkoholen, insbesondere von Ethylenglykol, Diethylenglykol, Neopentylglykol, Hexandiol, Butandiol, Propylenglykol, Glycerin oder Trimethylolpropan mit Caprolacton entstehen. Ebenfalls als polyfunktionelle Alkohole zur Herstellung von Polyesterpolyolen geeignet sind, wie bereits genannt, 1,4- Hydroxymethylcyclohexan, 2-Methyl-l,3-propandiol, Butandiol- 1,2,4, Triethylenglykol, Tetraefhylenglykol, Polyethylenglykol, Dipropylenglykol, Polypropylenglykol, Dibutylenglykol und Polybutylenglykol.
Weitere geeignete Polyesterpolyole sind, wie bereits oben beschrieben, durch Polylcondensation herstellbar. So können diftmlctionelle und/oder trifunktionelle Alkohole mit einem Unterschuss an Dicarbonsäuren und/oder Tricarbonsäuren oder deren reaktiven Derivaten zu Polyesterpolyolen kondensiert werden. Geeignete Dicarbonsäuren und Tricarbonsäuren sowie geeignete Alkohole wurden bereits oben genannt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugt als Polyolkomponente zur Herstellung der Reaktiwerdünner eingesetzte Polyole sind beispielsweise Dipropylengly ol und/oder Polypropylenglykol mit einem Molekulargewicht von etwa 400 bis etwa 2500 sowie Polyesterpolyole, bevorzugt Polyesterpolyole, erhältlich durch Polykondensation von Hexandiol, Ethylenglykol, Diethylenglykol oder Neopentylglykol oder Gemischen aus zwei oder mehr davon und Isophthalsäure oder Adipinsäure oder deren Gemische.
Ebenfalls als Polyolkomponente zur Herstellung der Realctiwerdünner geeignet sind Polyacetale. Unter Polyacetalen werden Verbindungen verstanden, wie sie aus Glykolen, beispielsweise Diethylenglykol oder Hexandiol mit Fomialdehyd erhältlich sind, hn Rahmen der Erfindung einsetzbare Polyacetale können ebenfalls durch die Polymerisation cyclischer Acetale erhalten werden.
Weiterhin als Polyol zur Herstellung der Reaktiwerdünner geeignet sind Polycarbonate. Polycarbonate können beispielsweise durch die Reaktion von Diolen wie Propylenglykol, Butandiol- 1,4- oder Hexandiol- 1,6, Diethylenglykol, Triethylenglykol oder Tetraethylenglykol oder Gemischen aus zwei oder mehr davon, mit Diarylcarbonaten, beispielsweiseDiphenylcarbonat oder Phosgen erhalten werden.
Ebenfalls als Polyolkomponente zur Herstellung der Reaktiwerdünner geeignet sind OH- Gruppen tragende Polyacrylate. Diese Polyacrylate sind beispielsweise erhältlich durch die Polymerisation von ethylenisch ungesättigten Monomeren, die eine OH-Gruppe tragen. Solche Monomere sind beispielsweise durch die Veresterung von ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren und bifunktionellen Alkoholen, wobei der Alkohol in der Regel in einem leichten Überschuss vorliegt, erhältlich. Hierzu geeignete ethylenisch ungesättigte Carbonsäuren sind beispielsweise Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure oder Maleinsäure. Entsprechende OH- Gruppen tragende Ester sind beispielsweise 2-Hydroxyethylacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat, 2-Hydroxypropylacrylat, 2-Hydroxypropylmethacrylat, 3-Hydroxypropylacrylat oder 3- Hydroxypropylethacrylat oder Gemische aus zwei oder mehr davon.
Zur Herstellung der erfmdungsgemäß bevorzugten Reaktivverdünner wird die entsprechende Polyolkomponente jeweils mit einem mindestens difunktionellen Isocyanat umgesetzt. Als mindestens difunktionelles Isocyanat kommt grundsätzlich jedes Isocyanat mit mindestens zwei Isocyanatgruppen in Frage, in der Regel sind jedoch im Rahmen der vorliegenden Erfindung Verbindungen mit zwei bis vier Isocyanatgruppen, insbesondere mit zwei Isocyanatgruppen bevorzugt. Zur Herstellung der Reaktiwerdünner besonders geeignet sind die oben bereits genannten Polyisocyanate.
Vorzugsweise weist die im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Realctiwerdünner vorliegenden Verbindung mindestens eine Alkoxysilangruppe auf, wobei unter den Alkoxysilangrappen die Di- und Trialkoxysilangrappen bevorzugt sind.
Es kann unter bestimmten Anwendungsbedingungen vorteilhaft sein, wenn die funlctionellen Grappen des Reaktiwerdünners eine andere Reaktivität gegenüber Feuchtigkeit oder dem jeweils eingesetzten Härter aufweisen als die funlctionellen Grappen des ersten Polyurethans mit dem höheren Molekulargewicht.
Die erfindungsgemäße Zubereitung enthält das erfindungsgemäße Polyurethan oder ein Gemisch aus zwei oder mehreren erfindungsgemäßen Polyurethanen und den Realctiwerdünner oder ein Gemisch aus zwei oder mehreren Realctiwerdünnern in der Regel in einem solchen Verhältnis, dass die Zubereitung eine Viskosität von höchstens 200.000 mPas (Brookfield RVT, 23 °C, Spindel 7, 2,5 U/min) aufweist. Hierzu ist in der Regel ein Anteil an Reaktiwerdünner (hierunter fällt auch ein Gemisch aus zwei oder mehreren Reaktiwerdünnern), bezogen auf die gesamte Zubereitung von etwa 1 Gew.-% bis zu etwa 70 Gew.-%, insbesondere von etwa 5 Gew.-% bis etwa 25 Gew.-% geeignet.
Zur Reduzierimg der Viskosität der erfindungsgemäßen Polyurethane lässt sich neben oder anstatt eines Reaktiwerdünners auch ein Weichmacher einsetzen.
Als Weichmacher werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung Verbindungen bezeichnet, die im allgemeinen die Verringerung der Viskosität einer Zubereitung bewirken, die ein erfindungsgemäßes Polyurethan oder ein Gemisch aus zwei oder mehr erfindungsgemäßen Polyurethanen enthält.
Beispiele für Weichmacher sind Ester wie Abietinsäureester, Adipinsäureester, Azelainsäureester, Benzoesäureester, Buttersäureester, Essigsäureester, Ester höherer Fettsäuren mit etwa 8 bis etwa 44 C-Atomen, Ester OH-Gruppen tragender oder epoxidierter Fettsäuren, Fettsäureester und Fette, Glykolsäureester, Phosphorsäureester, Phthalsäureester, von 1 bis 12 C- Atomen enthaltenden linearen oder verzweigten Alkoholen, Propionsäureester, Sebacinsäureester, Sulfonsäureester, Thiobuttersäureester, Trimellithsäureester, Zitronensäureester sowie Ester auf Nitrocellulose- und Polyvinylacetat-Basis, sowie Gemische aus zwei oder mehr davon. Besonders geeignet sind die asymmetrischen Ester der difunktionellen, aliphatischen Dicarbonsäuren, beispielsweise das Veresterungsprodukt von Adipinsäuremonooctylester mit 2-Ethylhexanol (Edenol DOA, Fa. Henkel, Düsseldorf).
Ebenfalls als Weichmacher geeignet sind die reinen oder gemischten Ether monofunktioneller, linearer oder verzweigter C4-1 β- Alkohole oder Gemische aus zwei oder mehr verschiedenen Ethern solcher Alkohole, beispielsweise Dioctylether (erhältlich als Cetiol OE, FA. Henkel, Düsseldorf).
Weitere Beispiele an Weichmachern sind endgruppenverschlossene Polyethylenglykole wie Polyethylen- oder Polypropylenglykoldi-C1-4-alkylether, insbesondere die Dimethyl- oder Diethylether von Diethylenglykol oder Dipropylenglykol sowie Gemische aus zwei oder mehr davon.
Ebenfalls im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Weichmacher geeignet sind Diurethane, welche sich beispielsweise durch Umsetzung von Diolen mit OH-Endgrappen mit monofimlctionellen Isocyanaten herstellen lassen, indem die Stöchiometrie so gewählt wird, dass im wesentlichen alle freien OH-Gruppen abreagieren. Gegebenenfalls überschüssiges Isocyanat kann anschließend beispielsweise durch Destillation aus dem Reaktionsgemisch entfernt werden. Eine weitere Methode zur Herstellung von Diurethanen besteht in der Umsetzung von monofimlctionellen Alkoholen mit Diisocyanaten, wobei möglichst sämtliche NCO-Grappen abreagieren.
In der Regel wird der Weichmacher in einer Menge von etwa 1 bis etwa 20 Gew.-%, bezogen auf die Zubereitung zugegeben. Bevorzugt sind 3-15 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt sind 8-12 Gew.-%.
Neben den Weichmachern kann die Zubereitung noch weitere Zusatzstoffe enthalten, die in der Regel zur Modifikation bestimmter Materialeigenschaften der Zubereitung vor oder nach der Verarbeitung dienen oder die Stabilität der Zubereitung vor oder nach der Verarbeitung fördern.
Daher ist weiterhin Gegenstand der Erfindung eine Zubereitung, enthaltend ein erfindungsgemäßes silanisiertes Polyurethan oder ein Gemisch aus zwei oder mehr davon sowie einen Weichmacher und eine oder mehrere Verbindungen, ausgewählt aus der Grappe, bestehend aus Antioxidantien, Katalysatoren, Tackifiern, Füllstoffen und UV-Stabilisatoren.
Die Amtioxidantien werden in einer Menge von bis zu 7 Gew.-%, insbesondere etwa 2-5 Gew.-% eingesetzt.
Weiterhin können in der erfindungsgemäßen Zubereitung bis zu 5 Gew.-% Katalysatoren zur Steuerung der Härtungsgeschwindigkeit enthalten sein. Als Katalysatoren geeignet sind beispielsweise metallorganische Verbindungen wie Eisen- oder Zinnverbindungen, insbesondere die 1,3-Dicarbonylverbindungen des Eisens oder des 2- bzw. 4-wertigen Zinns, insbesondere die Sn(II)-Carboxylate bzw. die Dialkyl-Sn-(IV)-Dicarboxylate oder die entsprechenden Dialkoxylate, beispielsweise Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinndiacetat, Dioctylzinndiacetat, Dibutylzinnmaleat, Zinn(II)octoat, Zinn(II)phenolat oder die Acetylacetonate des 2- bzw. 4- wertigen Zinns.
Die erfindungsgemäße Zubereitung kann, wenn eine Verwendung als Klebstoff vorgesehen ist, bis zu etwa 30 Gew.-% an üblichen Tackifiern enthalten. Als Tackifier geeignet sind beispielsweise Harze, Terpen-Oligomere, Cumaron-/hιden-Harze, aliphatische, petrochemische Harze und modifizierte Phenolharze.
Des weiteren kann die erfindungsgemäße Zubereitung bis zu etwa 80 Gew.-% an Füllstoffen enthalten. Als Füllstoffe geeignet sind beispielsweise inerte anorganische Verbindungen wie Kreide, Kallcmehl, gefällte Kieselsäure, pyrogene Kieselsäure, Zeolithe, Bentonite, gemahlene Mineralstoffe, Glaskugeln, Glasmehl, Glasfasern und Glasfaserkurzschnitte sowie weitere, dem Fachmann bekannte anorganische und organische Füllstoffe, insbesondere Faserkurzschnitte oder Kunststoffhohlkugeln. Gegebenenfalls können Füllstoffe eingesetzt werden, die der Zubereitung Thixotropie verleihen, beispielsweise quellbare Kunststoffe wie PVC.
Die erfϊndungsgemäße Zubereitung kann bis zu etwa 2 Gew.-% und vorzugsweise etwa 1 Gew.- % an UV-Stabilisatoren enthalten. Als UV-Stabilisatoren sind die sogenannten Hindered Amine Light Stabilisators (HALS) geeignet. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, wenn ein UV-Stabilisator eingesetzt wird, der eine Silangrappe trägt und beim Vernetzen bzw. Aushärten in das Endprodukt eingebaut wird. Besonders geeignet sind hierbei die Produkte Lowilite 75 und Lowilite 77 (Fa. Great Lakes, USA).
Häufig ist es siimvoll, die erfindungsgemäßen Zubereitungen durch Trockenmittel weiter gegenüber eindringender Feuchtigkeit zu stabilisieren, um die Lagerbarkeit (shelf-life) noch weiter zu erhöhen.
Eine solche Verbessemng der Lagerbarkeit lässt sich beispielsweise durch den Einsatz von Trockenmitteln eπeichen. Als Trockenmittel eignen sich alle Verbindungen, die mit Wasser unter Bildung einer gegenüber den in der Zubereitung vorliegenden reaktiven Grappen inerten Gruppe reagieren, und hierbei möglichst geringe Veränderungen ihres Molekulargewichts eingehen. Weiterhin muss die Realctivität der Trockenmittel gegenüber in die Zubereitung eingedrungener Feuchtigkeit höher sein, als die Reaktivität der Endgruppen des in der Zubereitung vorliegenden erfindungsgemäßen Polyurethans oder Polyharnstoffs oder des Gemischs aus zwei oder mehr Polyurethanen oder zwei oder mehr Polyhamstoffen oder des Gemischs aus einem Polyurethan und zwei oder mehr Polyhamstoffen oder dem Gemisch aus zwei oder mehr Polyurethanen und einem Polyhamstoff oder dem Gemisch aus zwei oder mehr Polyurethanen und zwei oder mehr Polyhamstoffen.
Als Trockemnittel eignen sich beispielsweise Isocyanate.
In einer bevorzugten Ausfülrrungsform werden als Trockenmittel jedoch Silane eingesetzt. Beispielsweise Vinylsilane wie 3-Vinylpropyltri-ethoxysilan, Oximsilane wie Methyl-0,O',0"- butan-2-on-trioximosilan oder 0,0',0",0'"-Butan-2-ontetraoximosilan (CAS Nr. 022984-54-9 und 034206-40-loder Benzamidosilane wie Bis(N-methylbenzamido)methylethoxysilan (CAS Nr. 16230-35-6) oder Carbamatosilane wie Carbamatomethyltrimethoxysilan.
Ebenfalls als Trockenmittel geeignet sind die oben genannten Reaktiwerdümier, sofern sie ein Molekulargewicht (Mn von weniger als etwa 5.000 aufweisen und über Endgrappen verfügen, deren Realctivität gegenüber eingedrungener Feuchtigkeit mindestens genauso groß, bevorzugt größer ist, als die Reaktivität der reaktiven Grappen des erfindungsgemäßen Polyurethans.
Die Erfindungsgemäße Zubereitung enthält in der Regel etwa 0 bis etwa 6 Gew.-% Trockenmittel. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen lassen sich im Prinzip gemäß jeder beliebigen, dem Fachmann bekannten Weise herstellen. Besonders geeignet sind jedoch die nachfolgend beschriebenen Verfahren.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Zusammensetzungen, die mindestens ein mindestens eine Silylgruppe tragendes Polyurethan enthalten, durch. Umsetzung von a) mindestens einem asymmetrischen Diisocyanat als Komponente A mit b) mindestens einem Silan der allgemeinen Formel II
Figure imgf000029_0001
, worin die Reste Rl bis R jeweils unabhängig voneinander für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis etwa 24 C-Atomen, einen gesättigten oder ungesättigten Cycloalkylrest mit 4 bis etwa 24 C-Atomen oder einen Arylrest mit 6 bis etwa 24 C-Atomen stehen, R7 für einen gegebenenfalls substituierten Alkylenrest mit 1 bis etwa 44 C-Atomen, einen gegebenenfalls substituierten Cycloalkenylrest mit 6 bis etwa 24 C-Atomen oder einen gegebenenfalls substituierten Arylenrest mit 6 bis etwa 24 C-Atomen steht, n, m und j jeweils für eine ganze Zahl von 0 bis 3 stehen, wobei m+n+j=3, a für eine ganze Zahl von 0 bis 3, b für eine ganze Zahl von 0 bis 2 und c für eine Zahl von 0 bis 8 steht und R8 für einen linearen oder verzweigten C1- 4-Alkylrest, Cycloallcyl-, Phenyl-, Tolyl-, Mesityl-, Trityl-, 2,4,6-Tri-tert-butylphenylrest steht, als Komponente B, und c) gegebenenfalls einem Polyol oder einem Gemisch aus zwei oder mehr Polyolen oder einem Polyamin oder einem Gemisch aus zwei oder mehr Polyaminen oder einem Polyol und einem Gemisch aus zwei oder mehr Polyaminen oder einem Gemisch aus zwei oder mehr Polyolen und einem Polyamin oder einem Gemisch aus zwei oder mehr Polyolen und einem Gemisch aus zwei oder mehr Polyolen als Komponente C, wobei das Zahlenverhältnis von NCO-Grappen zu Silangrappen in der fertigen
Zusammensetzung 90:10 bis 10:90 beträgt. Die Umsetzimg kann dabei grundsätzlich in einem Schritt durchgeführt werden. Es ist jedoch im Rahmen der vorliegenden Erfindung besonders vorteilhaft, wenn die Umsetzung in mindestens zwei Schritten durchgeführt wird.
Dabei wird vorzugsweise in einem ersten Schritt mindestens ein monomeres asymmetrisches Diisocyanat so mit mindestens einem Polyol oder einem Polyamin oder einem Gemisch daraus, wie es oben als Komponente C näher beschrieben wurde, umgesetzt, dass eine Verbindung mit mindestens einer Isocyanatgrappe oder ein Gemisch aus zwei oder mehr solcher Verbindungen entsteht und diese Verbindung in einem nachfolgenden Schritt mit mindestens einem Silan der allgemeinen Formel II umgesetzt.
Die Umsetzung der Komponente C mit der Komponente A kann in jeder dem Fachmann bekannten Weise nach den allgemeinen Regeln der Polyurethanherstellung erfolgen. Die Umsetzung kann beispielsweise in Gegenwart von Lösemittel erfolgen. Als Lösemittel sind grandsätzlich alle üblicherweise in der Polyurethanchemie benutzten Lösemittel verwendbar, insbesondere Ester, Ketone, halogenierte Kohlenwasserstoffe, Allcane, Alkene und aromatische Kohlenwasserstoffe. Beispiele für solche Lösemittel sind Methylenchlorid, Trichlorethylen, Toluol, Xylol, Butylacetat, Amylacetat, Isobutylacetat, Methlisobutylketon, Methoxybutylacetat, Cyclohexan, Cyclohexanon, Dichlorbenzol, Diethylketon, Diisobutylketon, Dioxan, Ethylacetat, Ethylenglylcolmonobutyletheracetat, Ethylenglykolmonoethylacetat, 2-Ethylhexylacetat, Glylcoldiacetat, Heptan, Hexan, Isobutylacetat, Isooctan, Isopropylacetat, Methylethylketon, Tetrahydrofuran oder Tetrachlorethylen oder Mischungen aus zwei oder mehr der genannten Lösemittel.
Wenn die Reaktionskomponenten selbst flüssig sind oder wenigstens eine oder mehrere der Reaktionskomponenten eine Lösung oder Dispersion weiterer, nicht ausreichend flüssiger Reaktionskomponenten bilden, so kann auf den Einsatz von Lösemitteln ganz verzichtet werden. Eine solche lösemittelfreie Reaktion ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Komponente C, gegebenenfalls zusammen mit einem geeigneten Lösemittel in einem geeigneten Gefäß vorgelegt mid getrocknet. Anschließend erfolgt die Zugabe des asymmetrischen Diisocyanats. Um die Reaktion zu beschleunigen, wird üblicherweise die Temperatur auf etwa 40-80 °C erhöht. Üblicherweise wird eine derartige Umsetzung, insbesondere dann, wenn als Reaktionsp artner ein Polyol oder ein Gemisch aus zwei oder mehr Polyolen eingesetzt wird, unter Verwendung eines Katalysators durchgeführt.
Zu den üblicherweise im Rahmen einer solchen Polyurethanlierstellung eingesetzten Katalysatoren zählen beispielsweise stark basische Amide wie 2,3-Dimethyl-3,4,5,6- tetrahydropyriimdin, Tris-(dialkylaminoalkyl)-s-hexahydrotriazine, z. B. Tris-(N,N- dimethylaminopropyl)-s-hexahydrotriazin oder die üblichen tertiären Amine, z. B. Triethylamin, Tributylamin, Dimethylbenzylamin, N-Ethyl-, N-Methyl-, N-Cyclohexylmorpholin, Dimethylcyclohexylamin, Dimorpholinodiethylether, 2-(Dimethylaminoethoxy)-ethanol, 1,4- Diazabicyclo[2,2,2]octan, 1-Azabicyclo[3,3,0]octan, N,N,N',N'-Tetramethylethylendiamin, N,N,N' ,N'-Tetramethylbutandiamin, N,N,N' ,N' -Tetramethylhexandiamin- 1,6,
Pentamethyldiethylentriamin, Tetramethyldiaminoethylether, Bis-(dimethylaminopropyl)- harnstoff, N,N'-Dimethylpiperazin, 1,2-Dimethylimidazol, Di-(4-N,N- dimethylaminocyclohexyl)-methan und dergleichen, sowie organische Metallverbindungen wie Titansäureester, Eisenverbindungen wie z. B. Eisen-(III)-acetylacetonat, Zinnverbindungen, z. B. Zinn-(ιI)-Salze von organischen Carbonsäuren, beispielsweise Zinn-(II)-diacetat, das Zinn-(II)- Salz der 2-Ethylhexansäure (Zinn-(II)-octoat), Zinn-(II)-dilaurat oder die Dialkylziιm-(IV)-Salze von organischen Carbonsäuren, wie z. B. Dibutylzinn-(lV)-diacetat, Dibutylzinn-(IV)-dilaurat, Dibutylzinn-(rV)-maleat oder Dioctylzinn-(IV)-diacetat oder dergleichen, sowie Dibutylzinn- (IV)-dimercaptid oder Gemische aus zwei oder mehr der genannten Katalysatoren sowie synergistisch wirkende Kombinationen aus stark basischen Aminen und organischen Metallverbindungen eingesetzt werden. Die Katalysatoren können in üblichen Mengen, beispielsweise etwa 0,002 bis etwa 5 Gew.-%, bezogen auf die Polyalkohole, verwendet werden.
Wenn ein Katalysatoreinsatz gewünscht ist, wird der Katalysator in der Regel in einer Menge von etwa 0,005 Gew.-% oder etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 0,2 Gew.-%, bezogen auf den gesamten Ansatz, dem Reaktionsgemisch zugegeben.
Die Reaktionsdauer hängt von den eingesetzten Polyolkomponenten, von der eingesetzten Isocyanatlcomponente, von der Reaktionstemperatur sowie vom gegebenenfalls vorhandenen Katalysator ab. Üblicherweise beträgt die Gesamtreaktionsdauer etwa 30 Minuten bis etwa 20 Stunden. Die Umsetzung wird dabei derart gefühlt, dass das Verhältnis von NCO-Gmppen zu gegenüber NCO-Grappen reaktive funlctionelle Grappen, beispielsweise gegenüber OH-Grappen oder gegenüber Aminograppen, so gewählt wird, dass ein Präpolymeres entsteht, das mindestens eine NCO-Grappe aufweist.
Anschließend erfolgt die Umsetzung mit den Silylgrappen tragenden Aminen in einer dem Fachmann bekannten Weise. Dazu wird ein NCO-Präpolymeres beispielsweise mit einem Aminosilan gegebenenfalls zusammen mit einem geeigneten Lösemittel in einem geeigneten Gefäß umgesetzt. Dabei wird die Temperatur beispielsweise auf etwa 40 bis etwa 80 °C erhöht. Es können zur Beschleunigung der Reaktion gegebenenfalls noch Katalysatoren zugegeben werden.
Das Verhältnis von NCO-Gmppen zu Silylgrappen in den Edukten wird dabei so gewählt, dass sich nach erfolgter Umsetzung das abschließende gewünschte Verhältnis von Isocyanatgruppen zu Silylgruppen einstellt.
Weiterer Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen bzw. der erfindungsgemäßen Zubereitungen zur Herstellung reaktiver ein- oder zweikomponentiger Oberflächenbeschichtungsmittel, insbesondere reaktiver ein- oder zweikornponentiger Kleb- oder Dichtstoffe, zur Herstellung reaktiver Schmelzlclebstoffe und lösungsmittelfreier oder lösungsmittelhaltiger Kaschierklebstoffe und zur Herstellung von Montageschäumen, Vergussmassen sowie Weich-, Hart- und Integralschäumen.
Von besonderem Vorteil hierbei ist, dass in Montageschäumen eine höhere Schaumausbeute erzielt werden kann als bei den herkömmlichen Silan-Schäumen. Auch ist ein geringeres Schäumen als in reinen PU-Klebstoffen zu beobachten.
Die Erfindung wird nun nachfolgend durch Beispiele näher erläutert. BEISPIELE:
Beispiel 1 (nicht erfindungsgemäß'):
In einem 500 ml Reaktionskolben mit Rühr-, Kühl- und Heizmöglichkeiten wurden 97 g Polypropylenglykol 400 und 40,0 g Tris(monochlorisopropyl)phosphat (Flammschutzmittel) vorgelegt und mit 0,1 g Dibutylzinnlaurat versetzt und unter Rühren auf 50°C erwärmt. Es wurden 63,0 g 2,4-TDI unter Rühren bei 50°C hinzugetropft und 20 Stunden bei 50°C gerührt. Das niedrigviskose Produkt wurde feuchtigkeits dicht unter Sticksto ff atmo Sphäre in einem Glasgefäß gelagert. Mittels GPC-Analyse wurde ein Gehalt an freiem TDI-Monomeren von 0,3% bestimmt.
Beispiel 2:
In einem 500 ml Reaktionslcolben mit Rühr-. Kühl- und Heizmöglichkeiten wurden 97 g Polypropylenglykol 400 und 40,0 g Tris(monochlorisopropyl)phosphat (Flammschutzmittel) vorgelegt und mit 0,1g Dibutylzinnlaurat versetzt und unter Rühren auf 50°C erwärmt. Es wurden 63,0 g 2,4-TDI unter Rühren bei 50 °C hinzugetropft und 20 Stunden bei 50°C gerührt. Anschließend wurden bei Raumtemperatur 2,8 g N-Phenyl- aminomethyldimethoxymethylsilan hinzugegeben und eine weitere Stunde bei 60°C erhitzt. Das niedrigviskose Produkt wurde feuchtigkeitsdicht unter Sticksto ff atmo Sphäre In einem Glasgefäß gelagert. Mittels GPC-Analyse wurde ein Gehalt an freiem TDI- Monomerem von <0,05 % (Nachweisgrenze) bestimmt.
Beispiel 3:
In einem. 500 ml Reaktionslcolben mit Rühr-, Kühl- und Heizmöglichkeiten wurden 97 g Polypropylenglykol 400 und 40,0 g Tris(monochlorisopropyl)phosphat (Flammschutzmittel) vorgelegt und mit 0,1 g Dibutylzinnlaurat versetzt und unter Rühren auf 50°C erwärmt. Es wurden 63,0 g 2,4-TDI unter Rühren bei 50 °C hinzugetropft und 20 Stunden bei 50°C gerührt. Anschließend wurden bei Raumtemperatur 6,7 g N- Phenylaminomethyldimethoxymethylsilan hinzugegeben und eine weitere Stunde bei 60°C gerührt. Das mittelviskose Produkt wurde feuchtigkeitsdicht unter Stickstoffatmospliäre in einem Glasgefäß gelagert. Mittels GPC-Analyse wurde ein Gehalt an freiem TDI-Monomer von <0,05 % (Nachweisgrenze) bestimmt.
Beispiel 4:
In einem 500 ml Reaktionslcolben mit Rühr-, Kühl- und Heizmöglichkeiten wurden 97 g Polypropylenglykol 400 und 40,0 g Tris(monochlorisopropyl)phosphat (Flammschutzmittel) vorgelegt und mit 0,1 g Dibutylzinnlaurat versetzt und unter Rühren auf 50°C erwärmt. Es wurden 63,0 g 2,4-TDI unter Rühren bei 50°C hinzugetropft und 20 Stunden bei 50°C gerührt. Anschließend wurden bei Raumtemperatur 8,5 g N- Phenylaminomethyldimethoxymethylsilan hinzugegeben und eine weitere Stunde bei 80°C gerührt. Das hochviskose Produkt wurde feuchtigkeitsdicht unter Stickstoffatmospliäre In einem Glasgefäß gelagert. Mittels GPC-Analyse wurde ein Gehalt an freiem TDI-Monomer von <0,05 % (Nachweisgrenze) bestimmt.
Beispiel 5. (Schaum aus Zusammensetzung gemäß Beispiel 3):
82 g der Präpolymermischung aus Beispiel 3 wurden bei Raumtemperatur mit 1,6 g Tegostab B 8465 (Schaumstabilisator) und 1,6 g PC Cat. DMDEE (N,N- Dimorpholinodiethylether) versetzt und mit 22,7 9 Treibmittel 152a in einer Aerosoldose vermischt und geschäumt. Es entstand ein weißer, feinzelliger, weichelastischer Schaum mit einer Klebfreienzeit von 27 Min.
Beispiel 6 (nicht erfindungs emäß):
In einem 500 ml Reaktionslcolben mit Rühr-, Kühl- und Heizmöglichkeiten wurden 36,8 g Polypropylenglykol 400 und 92,2 g Polypropylenglykol 1000 vorgelegt und mit 0,04 g Dibutylzinnlaurat versetzt und unter Rühren auf 50°C erwärmt. Es wurden 71,8 g 2,4'- MDI unter Rühren hinzugegeben. Es wurde 20 Stunden bei 50°C gerührt. Das niedrigviskose Produkt wurde feuchtigkeitsdicht unter Stickstoffatmospliäre in einem Glasgefäß gelagert. Mittels GPC-Analyse wurde ein Gehalt an freiem MDI-Monomerem von 2,8 % bestimmt. Beispiel 7:
In einem 500 ml Reaktionskolben mit Rühr-, Kühl- und Heizmöglichkeiten wurden 36,8 g Polypropylenglykol 400 und 92,2 g Polypropylenglykol 1000 vorgelegt und mit 0,04 g Dibutylzinndilaurat versetzt und unter Rühren auf 50°C erwärmt. Es wurden 71,8 g 2,4'- MDI unter Rühren hinzugegeben. Es wurde 20 Stunden bei 50 °C gerührt. Anschließend wurden 2,3 g N-Phenylaminomethyldimethoxymethylsilan hinzugegeben und weitere 3 h bei 80°C gerührt. Das niedrigviskose Produkt wurde feuchtigkeitsdicht unter Stickstoffatmosphäre in einem Glasgefäß gelagert. Mittels GPC-Analyse wurde ein Gehalt an freiem MDI-Monomerem von 0,08% bestimmt.
Beispiel 8:
In einem 500 ml Reaktionslcolben mit Rühr-, Kühl- und Heizmöglichlceiten wurden 36,8 g Polypropylenglykol 400 und 92,2 g Polypropylenglykol 1000 vorgelegt und mit 0,04 g Dibutylzinndilaurat versetzt und unter Rohren auf 50°C erwärmt. Es wurden 71,8 g 2,4'- MDI unter Rühren hinzugegeben. Es wurde 20 Stunden bei 50°C gerührt. Anschließend wurden 4,5g N-Phenyl-aminomethyldimethoxymethylsilan hinzugegeben und weitere 3 h bei 50 °C gerührt. Das mittelviskose Produkt wurde feuchtigkeitsdicht unter Stickstoffatmosphäre in einem Glasgefäß gelagert. Mittels GPC-Analyse wurde ein Gehalt an freiem MDI-Monomerem von 0,06% bestimmt,
Beispiel 9:
In einem 500 ml Reaktionskolben mit Rühr-, Kühl- und Heizmöglichlceiten wurden 36,13 g Polypropylenglykol 400 und 92,2 g Polypropylenglykol 1000 vorgelegt und mit 0,04 g Dibutylzinnlaurat versetzt und unter Rühren auf 50°C erwärmt. Es wurden 71,8 g 2,4'-MDI unter Rühren hinzugegeben. Es wurde 20 Stunden bei 50°C gerührt. Anschließend wurden 6,8 g N- Phenyl-aminomethyldimethoxymethylsilan hinzugegeben und weitere 3 h bei 80 °C gerülrrt. Das hochviskose Produkt wurde feuchtigkeitsdicht unter Stickstoffatmosphäre in einem Glasgefäß gelagert. Mittels GPC-Analyse wurde ein Gehalt an freiem MDI-Monomerem von <0,05% (Nachweisgrenze) bestimmt. Beispiel 10 (Schaum aus Zusammensetzung gemäß Beispiel 8"):
81 ,4 g der Präpolymermischung aus Beispiel 8 wurden bei Raumtemperatur mit 1,6 g Tegostab B 8485 (Schaumstabilisator) und 1,6 g PC Cat. DMDEE (N,N- Dimorpholinodiethylether) versetzt und mit 21,1g Treibmittel 152a in einer Aerosoldose vermischt und geschäumt. Es entstand ein weißer, feinzelliger, elastisch-halbharter Schaum mit einer Kleb frei enzeit von 12 Min. Die Rohdichte betrug 48g/l.
Beispiel 11 (nicht erfindungs emäß):
In einem 500 ml Reaktionslcolben mit Rühr-, Kühl- und Heizmöglichkeiten wurden 41,6g Polypropylenglykol 400 und 104,1g Polypropylenglykol 1000 vorgelegt und mit 0,1 g Dibutylzinnlaurat versetzt und unter Rühren auf 50°C erwärmt. Es wurden 104,1 g 2,4'-MDI unter Rühren hinzugegeben. Es wurde 20 Stunden bei 50°C gerührt. Das Produkt wurde feuchtigkeitsdicht unter Stickstoffatmosphäre in einem Glasgefäß gelagert. Mittels GPC-Analyse wurde ein Gehalt an freiem MDI-Monomerem von 4,7% bestimmt.
Beispiel 12:
In einem 500 ml Reaktionslcolben mit Rühr-, Kühl- und Heizmöglichlceiten wurden 41,6g Polypropylenglykol 400 und 104,1g Polypropylenglykol 1000 vorgelegt und mit 0,1 g Dibutylzinnlaurat versetzt und unter Rühren auf 50°C erwärmt. Es wurden 104,1 g 2,4'-MDI unter Rühren hinzugegeben. Es wurde 20 Stunden bei 50°C gerührt. Anschließend wurden 75,8 g N-Phenyl-aminomethyldimethoxymethylsilan hinzugegeben und weitere 3 h bei 80 °C gerührt. Das Produkt wurde feuchtigkeitsdicht unter Stickstoffatmosphäre in einem Glasgefäß gelagert. Mittels GPC-Analyse wurde ein Gehalt an freiem MDI-Monomerem von <0,05% (Nachweisgrenze) bestimmt.
Beispiel 13:
Mit den Polymeren aus den Beispielen 11 und 12 wurden unter Zusatz von 0.2% DBU (1,8- Diazabicyclo-[5.4.0]-undec-7-en) und 0,2% DMDEE (N,N-Dimorpholinodiethylether) Klebstoffe hergestellt und Holz-Holz-Verklebungen durchgeführt. Die Zugscherfestigkeiten wurden nach 7 Tagen Lagemng bestimmt. Außerdem wurden in einen Holzklotz gebohrte Löcher (Durchmesser = 10 mm, Tiefe = 10 mm) mit den jeweiligen Klebstoffen gefüllt und die Expansion der Klebstoffe während der Aushärtung bestimmt.
Figure imgf000037_0001

Claims

Patentansprüche
1. Zusammensetzung, mindestens enthaltend ein mindestens eine Isocyanatgrappe tragendes Polyurethan und mindestens ein eine Silylgrappe tragendes Polyurethan wobei die Polymeren mindestens zwei unterschiedliche Urethangrappentypen aufweisen und als Silylgrappe eine Silylgruppe der allgemeinen Formel I
Figure imgf000038_0001
worin die Reste R1 bis R6 jeweils unabhängig voneinander für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis etwa 24 C- Atomen, einen gesättigten oder ungesättigten Cycloalkylrest mit 4 bis etwa 24 C-Atomen oder einen Arylrest mit 6 bis etwa 24 C-Atomen stehen, R7 für einen gegebenenfalls substituierten Alkylenrest mit 1 bis etwa 44 C-Atomen, einen gegebenenfalls substituierten Cycloalkenylrest mit 6 bis etwa 24 C-Atomen oder einen gegebenenfalls substituierten Arylenrest mit 6 bis etwa 24 C-Atomen steht, n, m und j jeweils für eine ganze Zahl von 0 bis 3 stehen, wobei m+n+j=3, a für eine ganze Zahl von 0 bis 3, b für eine ganze Zahl von 0 bis 2 und c für eine Zahl von 0 bis 8 steht und R8 für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten C1-24-Aιlcylrest, Cycloalkyl-, Phenyl-, Tolyl-, Mesityl-, Trityl-, oder 2,4,6-Tri-tert-butylphenylrest steht, enthalten ist und die Zusammensetzung weniger als 0,1 Gew.-% an monomeren Isocyanaten enthält und das Verhältnis von Isocyanatgmppen zu Silylgrappen etwa 90 : 10 bis etwa 10 : 90 beträgt.
2. Zusammensetzung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Urethangrappentypen durch Verwendung mindestens eines asymmetrischen Polyisocyanats erzeugt wurden. i 3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Urethangruppentypen oder Hamstoffgrappentypen durch Verwendung mindestens eines Polyisocyanats erzeugt wurden, das mindestens zwei Isocyanatgmppen aufweist deren Reaktivität gegenüber einer mit Isocyanaten reaktiven funktionellen Gruppe sich um mindestens einen Faktor 1,1 unterscheidet.
4. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Urethangruppentypen oder Harnstoffgruppentypen durch Verwendung von asyrnmetrischem MDI oder IPDI oder TDI oder einem Gemisch aus zwei oder mehr davon hergestellt wurden.
5. Zubereitung, enthaltend mindestens ein mindestens eine Silylgrappe tragendes Polyurethan oder mindestens einen mindestens eine Silylgrappe tragenden Polyhamstoff, herstellbar durch Umsetzung von mindestens drei Komponenten A, B und C, wobei a) als Komponente A ein asymmetrisches Polyisocyanat oder ein Gemisch aus zwei oder mehr asymmetrischen Polyisocyanaten, b) als Komponente B ein Silan der allgemeinen Formel II
Figure imgf000039_0001
, worin die Reste R1 bis Rδ jeweils unabhängig voneinander für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis etwa 24 C-Atomen, einen gesättigten oder ungesättigten Cycloalkylrest mit 4 bis etwa 24 C-Atomen oder einen Arylrest mit 6 bis etwa 24 C-Atomen stehen, R7 für einen gegebenenfalls substituierten Alkylenrest mit 1 bis etwa 44 C-Atomen, einen gegebenenfalls substituierten Cycloalkenylrest mit 6 bis etwa 24 C-Atomen oder einen gegebenenfalls substituierten Arylenrest mit 6 bis etwa 24 C-Atomen steht, n, m und j jeweils für eine ganze Zahl von 0 bis 3 stehen, wobei m+n+j=3, a für eine ganze Zahl von 0 bis 3, b für eine ganze Zahl von 0 bis 2 und c für eine Zahl von 0 bis 8 steht und R8 für einen linearen oder verzweigten Ci-io-Alkylrest, Cyclohexyl-, Phenyl-, Tolyl-, Mesityl-, Trityl-, 2,4,6-Tri-tert-butylphenylrest steht und c) als Komponente C ein Polyol oder ein Gemisch aus zwei oder mehr Polyolen oder ein Polyamin oder ein Gemisch aus zwei oder mehr Polyaminen oder ein Polyol und ein Gemisch aus zwei oder mehr Polyaminen oder ein Gemisch aus zwei oder mehr Polyolen und ein Polyamin oder ein Gemisch aus zwei oder mehr Polyolen und ein Gemisch aus zwei oder mehr Polyolen eingesetzt wird, wobei das Zahlenverhältnis von NCO-Gruppen zu Silylgrappen 10:90 bis 90:10 beträgt.
6. Zubereitung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen oder mehrere Zusatzstoffe enthält.
7. Zubereitung nach Ansprach 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Zusatzstoffe Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Trockenmitteln, Weichmachern, Reaktivverdünnern, Antioxidantien, Katalysatoren, Hartem, Füllstoffen, und UV-Stabilisatoren enthält.
8. Zubereitung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie weniger als 0,1 Gew.-% an monomeren Isocyanaten enthält.
9. Verfahren zur Herstellung von Zusammensetzungen, die mindestens ein eine Silylgrappe tragendes Polyurethan oder mindestens einen eine Silylgrappe tragenden Polyhamstoff und mindestens ein eine NCO-Grappe tragendes Polyurethan oder mindestens einen eine NCO-Gruppe tragenden Polyhamstoff enthalten, durch Umsetzung von a) mindestens einem asymmetrischen Diisocyanat mit b) mindestens einem Polyol oder einem Gemisch aus zwei oder mehr Polyolen oder einem Polyamin oder einem Gemisch aus zwei oder mehr Polyaminen oder einem Polyol und einem Gemisch aus zwei oder mehr Polyaminen oder einem Gemisch aus zwei oder mehr Polyolen und einem Polyamin oder einem Gemisch aus zwei oder mehr Polyolen und einem Gemisch aus zwei oder mehr Polyolen und c) mindestens einem Silan der allgemeinen Formel II
ÖD
Figure imgf000041_0001
, worin die Reste R1 bis R jeweils unabhängig voneinander für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis etwa 24 C-Atomen, einen gesättigten oder ungesättigten Cycloalkylrest mit 4 bis etwa 24 C-Atomen oder einen Arylrest mit 6 bis etwa 24 C-Atomen stehen, R7 für einen gegebenenfalls substituierten Alkylenrest mit 1 bis etwa 44 C-Atomen, einen gegebenenfalls substituierten Cycloalkenylrest mit 6 bis etwa 24 C-Atomen oder einen gegebenenfalls substituierten Arylenrest mit 6 bis etwa 24 C-Atomen steht, n, m und j jeweils für eine ganze Zahl von 0 bis 3 stehen, wobei m+n+j=3, a für eine ganze Zahl von 0 bis 3, b für eine ganze Zahl von 0 bis 2 und c für eine Zahl von 0 bis 8 steht und R8 für einen linearen oder verzweigten Ci-io-Alkylrest, Cycloalkyl-, Phenyl-, Tolyl-, Mesityl-, Trityl-, 2,4,6-Tri-tert-butylphenylrest steht, wobei das Gewichtsverhältnis von NCO-Grappen zu Silangrappen in der Zusammensetzung 90:10 bis 10:90 beträgt.
10. Verfahren nach Ansprach 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung in mindestens zwei Schritten durchgeführt wird.
11. Verfahren nach Ansprach 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt mindestens ein monomeres asymmetrisches Diisocyanat so mit mindestens einem Polyol oder Polyamin oder deren Gemisch umgesetzt wird, dass eine Verbindung mit mindestens einer Isocyanatgrappe oder ein Gemisch aus zwei oder mehr solcher Verbindungen entsteht und diese Verbindung in einem nachfolgenden Schritt mit mindestens einem Silan der allgemeinen Formel II umgesetzt wird.
2. Verwendung einer Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 oder einer Zubereitung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 8 oder eines gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11 hergestellten Silylgrappen tragenden Polyurethans oder Polyhamstoffs zur Herstellung von Oberflächenbeschichtungsmitteln, Klebstoffen, Montageschäumen, Vergussmassen sowie Weich-, Hart- und Integralschäumen.
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