WO2006002811A1 - Verfahren zur herstellung aminofunktioneller polyurethan-prepolymere - Google Patents

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WO2006002811A1
WO2006002811A1 PCT/EP2005/006741 EP2005006741W WO2006002811A1 WO 2006002811 A1 WO2006002811 A1 WO 2006002811A1 EP 2005006741 W EP2005006741 W EP 2005006741W WO 2006002811 A1 WO2006002811 A1 WO 2006002811A1
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functional polyurethane
polyurethane prepolymers
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isocyanate
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PCT/EP2005/006741
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Michael Mager
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Bayer Materialscience Ag
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Definitions

  • the present invention relates to a process for the preparation of amino-functional polyurethane prepolymers, and their use for the modification and preparation of epoxy resins and polyurethanes.
  • Coatings of epoxy resins are characterized by high hardness, good chemical resistance and excellent metal adhesion.
  • low molecular weight epoxides are generally used in combination with monomeric diamines since higher molecular weight components would give a viscosity which is much too high for processing.
  • the coatings produced from these epoxy resin formulations are then usually too brittle due to the high crosslinking density and unsuitable for practical use.
  • the monomeric diamines usually used are, due to their volatility, difficult-to-handle substances which require special protective measures.
  • DMF NCO-functional prepolymers with tertiary alcohols and subsequent thermal degradation
  • DE-A 1 270 046 the reaction of NCO-functional prepolymers with tertiary alcohols and subsequent thermal degradation
  • DE-A 3 035 639 the reaction of O-benzyloxyurethanes
  • JP-A 61215397 describes reaction products of organic isocyanates (for example tolylene diisocyanate) and arylsilanols, such as triphenylsilanol, which can be used in the usual manner as (reversibly) blocked isocyanates.
  • organic isocyanates for example tolylene diisocyanate
  • arylsilanols such as triphenylsilanol
  • JP-A 62074919 also discloses triphenylsilanol-blocked aliphatic isocyanates (e.g., 1,6-hexanediisocyanate) which can be used in combination with certain catalysts as epoxy curing agents. About the in situ formation or even production of amines was not reported.
  • triphenylsilanol-blocked aliphatic isocyanates e.g., 1,6-hexanediisocyanate
  • amino-functional polyurethane prepolymers can be obtained smoothly and under mild conditions from the corresponding silylurethane-group-containing prepolymers by hydrolytic degradation.
  • the products obtained are characterized by a low color and low viscosity.
  • the invention therefore provides a process for the preparation of amino-functional polyurethane prepolymers in which
  • all aliphatic, cycloaliphatic, aromatic or heterocyclic organic di- and polyisocyanates having at least two isocyanate groups per molecule and mixtures thereof can be used in a) for the preparation of the prepolymers of the invention.
  • aliphatic di- or triisocyanates such as 1,4-butane diisocyanate, 1,5-pentane diisocyanate, 1,6-hexane diisocyanate (hexamethylene diisocyanate, HDI), 4-isocyanatomethyl-1,8-octane diisocyanate (Triisocyanatononan, TEST) or cyclic systems such as 4,4'-Me thylenbis (cyclohexyl isocyanate) (Desmodur ® W, Bayer MaterialScience AG, Leverkusen), 3,5,5 Trimethyl-l-isocyanato-3-isocyanatomethylcyclohexane (isophorone diisocyanate, IPDI) and ⁇ . ⁇ '-diisocyanato-l, 3-dimethylcyclohexane (H ⁇ XDI) or aromatic polyisocyanates such as 1,5-naphthalene diisocyanate, 4,4'--but
  • Preferred compounds used in a) are aliphatic polyisocyanates such as 1,4-butane diisocyanate, 1,5-pentane diisocyanate, 1,6-hexane diisocyanate (hexamethylene diisocyanate, HDI), 4-isocyanatomethyl-1,8-octane diisocyanate (triisocyanatononane, TIN ) or cyclic systems, such as 4,4'-methylenebis (cyclohexylisocyanate) (Desmodur ® W, Bayer MaterialScience AG, Leverkusen), 3,5,5-trimethyl-l-isocyanato-3-isocyanatomethyl cyclohexane (isophorone diisocyanate, IPDI), and ⁇ . ⁇ '-diisocyanato-1,3-dimethylcyclohexane (H 6 XDI).
  • 1,4-butane diisocyanate 1,5-pentane di
  • the known secondary products of the above-mentioned isocyanates with biuret, isocyanurate, iminooxadiazinedione, uretdione, allophanate and / or urethane structure can be used in a).
  • the isocyanate-reactive compounds used in a) are the polyhydroxy compounds of OH functionality> 1.5 known to the person skilled in the art from polyurethane chemistry, such as, for example, low molecular weight diols (for example 1,2-ethanediol, 1,3- or 1,3-ethanediol) 1.2 propanediol, 1,4-butanediol), triols (eg glycerol, trimethylolpropane) and tetraols (eg pentaerythritol) but also higher molecular weight polyether polyols, polyester polyols, polycarbonate polyols and polythioether polyols.
  • Be ⁇ preferred polyhydroxy compounds are substances of the aforementioned type on a polyether basis.
  • low molecular weight in the context of the invention means number average molecular weights below 500 g / mol, preferably 62-499 g / mol.
  • Higher molecular weight in the sense of the invention means number average molecular weights of 500-100,000 g / mol.
  • Particularly preferred isocyanate-reactive compounds in a) are polyether polyols of the abovementioned type of OH functionality> 1.9, preferably> 1.95, and a Molekularmeaningsbe ⁇ range of 500 to 20,000 g / mol, preferably 1,000 to 12,000 g / mol, especially preferably 2,000 to 6,000 g / mol, which are accessible in a conventional manner by alkoxylation of suitable starter molecules.
  • Very particularly preferred isocyanate-reactive compounds are polyether polyols of the abovementioned type with an unsaturated end group content of less than or equal to 0.02 milligrams.
  • Suitable starter molecules for the preparation of said polyether polyols are, for example, simple, low molecular weight polyols of the abovementioned type, water, organic polyamines having at least two N-H bonds or any mixtures of such starter molecules.
  • Alkylene oxides which are suitable for the alkoxylation are, in particular, ethylene oxide and / or propylene oxide, which can be used in any order or else in a mixture in the alkoxylation.
  • Preferred starter molecules for the preparation of the polyether polyols are ethylene glycol, propylene glycol-1,3- and 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 2-ethylhexanediol 1, 3, glycerol, trimethylolpropane, pentaerythritol and low molecular weight, Hydroxyl-containing esters of such polyols with dicarboxylic acids or low molecular weight ethoxylation or propoxylation products of such polyols.
  • Hydroxyl-containing esters of such polyols with dicarboxylic acids or low molecular weight ethoxylation or propoxylation products of such polyols are also possible to use any desired mixtures of the abovementioned compounds.
  • R is identical or different, optionally branched and / or substituted Ci-Cg-alkyl or phenyl radicals and
  • a is 1 or 2.
  • the polyisocyanates used in a) are always based on the isocyanate-reactive groups of the isocyanate-reactive compounds likewise used in a) used in excess.
  • the unreacted polyisocyanates can, if appropriate, be removed from the reaction mixture, for example by distillation by thin-layer distillation.
  • the molar ratio of the isocyanate-reactive groups of the isocyanate-reactive compounds to the NCO groups of the di- or polyisocyanates is preferably 1: 1.5 to 1:20, more preferably 1: 1.8 to 1: 5, and very particularly preferably 1: 1.95 to 1: 2.05.
  • the preparation of the NCO-containing polyurethane prepolymers is generally carried out at 20 to 14O 0 C, preferably at 40 to 100 0 C.
  • reaction can also be carried out in the presence of customary (urethanization) catalysts, with tin compounds such as dibutyltin dilaurate, tin dioctoate and tertiary.
  • tin compounds such as dibutyltin dilaurate, tin dioctoate and tertiary.
  • Amines such as 1,4-diazabicyclooctane (DABCO) are exemplified.
  • the preparation can be carried out in suitable solvents, vor ⁇ preferably inert, solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, Methpxypropylacetat, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, toluene, xylene, aromatic or (cyclo) aliphatic hydrocarbon mixtures or any mixtures of the above can be used.
  • solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, Methpxypropylacetat, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, toluene, xylene, aromatic or (cyclo) aliphatic hydrocarbon mixtures or any mixtures of the above can be used.
  • solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, Methpxypropylacetat, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone,
  • step b) The subsequent preparation of the silylurethanes in step b) is carried out by reacting the above-described, from a) NCO-containing polyurethane prepolymers with the silanols.
  • the amount of silanols used in b) is generally chosen so that all free isocyanate groups of the prepolymer obtained from a) are converted to the silylurethane (molar ratio Si-OH groups to NCO groups at least equal to 1).
  • a slight excess of the silanol may be expedient in order to ensure a complete reaction of all isocyanate groups. In general, however, the excess is not more than 20 mol%, preferably not more than 15 mol% and particularly preferably not more as 10 mol%, based on the isocyanate groups to be silylated.
  • reaction of the reaction of the prepolymers with the silanols of the formula (I) is in principle carried out in a manner which is much the same as the prepolymer preparation already described. This means that working at temperatures of typically 20 to 14O 0 C, optionally in the presence of conventional urethanization catalysts of the type mentioned and optionally using geeig ⁇ neter (inert) solvent. Hydrolysis or alcoholysis then takes place in the last step, whereby the silylurethanes are degraded to the corresponding amino-functional polyurethane prepolymers with decarboxylation.
  • water or an alcohol is generally at least stoichiometrically, i. in molar ratio of 1: 1 with respect to the silylurethane groups, preferably in excess.
  • the alcohol in principle, all primary, secondary and tertiary aliphatic C r C 3 o alcohols are suitable. However, preference is given here to primary Ci-Cg alcohols. Examples which may be mentioned are methanol, ethanol, propanol, n-butanol, n-pentanol and hexanol.
  • silanols used at the beginning are reformed, which can then be used again in the Silylurethan Struktur.
  • first alkoxy organosilanes are formed, which must first be reconverted with water into the corresponding silanols before they can be reused in the process according to the invention.
  • the di- or polyisocyanate is submitted tion vessel in a suitable Reak ⁇ and optionally heated with stirring at 60 to 100 0 C.
  • the isocyanate-reactive component is then added with stirring and stirred until the theoretical NCO content of the expected according to the selected stoichiometry polyurethane prepolymer is reached or slightly below.
  • the silanol from b) is added at a temperature in the areas mentioned above in prepolymer formation and heated until the content of free isocyanate groups is less than 0.5% by weight, preferably less than 0.2% by weight .-%, more preferably less than 0.1 wt .-%, is.
  • the resulting blocked polyurethane prepolymer is optionally dissolved in ei ⁇ nem solvent, and then at temperatures of 0 to 30 0 C by the addition of shear stoichiometric amounts of water hydrolyzed.
  • the (re-formed) silanol can then be separated from the product as well as the solvent optionally used by suitable methods (filtration, distillation, or the like).
  • the process according to the invention can also be carried out by initially introducing the isocyanate-reactive compounds and then mixing them with the polyisocyanates.
  • the amino-functional polyurethane prepolymers prepared according to the invention are distinguished by a particularly low color and low viscosity compared with analogous polymers prepared by other processes. Typically, they have viscosities of from 500 to 200,000 mPas (23 ° C., measured using a rotational viscometer), preferably from 500 to 50,000 mPas, particularly preferably from 500 to 10,000 mPas.
  • amino-functional polyurethane prepolymers obtainable according to the invention typically have number-average molecular weights of from 500 to 25,000 g / mol, preferably from 1,000 to 10,000 g / mol and more preferably from 1,000 to 5,000 g / mol.
  • Preferred reactive systems comprise the amino-functional polyurethane prepolymers prepared according to the invention and also polyols, polyisocyanates or epoxides.
  • Reactive systems with particularly low viscosity based on epoxides and their preparation are a further subject of the invention.
  • the reactive systems based on epoxides according to the invention contain
  • oxirane group-containing compounds such as, for example, epoxy resins, which contain on average more than one epoxide group per JVIolekül.
  • suitable glycidyl ethers of polyhydric alcohols such as butanediol, hexanediol, glycerol, hydrogenated diphenylolpropane or polyhydric phenols such as resorcinol, diphenylolpropane-2,2 (bisphenol A) diphenylolmethane (bisphenol F) or phenol-aldehyde condensates.
  • glycidyl esters of polybasic carboxylic acids such as hexahydrophthalic acid or dimerized fatty acid.
  • liquid epoxy resins based on epichlorohydrin and diphenylolpropane-2,2 (bisphenol A) or diphenylolmethane (bisphenol F) or mixtures thereof.
  • monofunctional epoxide compounds can be used to lower the viscosity of the mixtures and thereby improve processing.
  • aliphatic and aromatic glycidyl ethers such as butyl glycidyl ether, phenyl glycidyl ether or glycidyl esters such as versatic acid glycidyl ester or epoxides such as styrene oxide or 1,2-epoxidodecane.
  • reactive systems according to the invention are generally per epoxide group of Kompo ⁇ nente B) 0.2 to 1.0, preferably 0.5 to 1.0, primary amino groups of component A) before.
  • low molecular weight amines are generally polyamines which have at least two primary amino groups per molecule and optionally also secondary amino groups and preferably have a number average molecular weight of 60 to 499 g / mol.
  • Suitable examples are ethylenediamine, 1,2- and 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 2,2,4- and / or 2,4,4-trimethylhexamethylenediamine, the isomeric xylylenediamines, 1,2- and 1,4-diaminocyclohexane, 4,4'-diaminodicyclohexylmethane, 1,3-diaminocyclopentane, 4,4'-diaminodicyclohexylsulfone, 4,4'-diaminodicyclohexylpropane-1,3,4,4'-diaminodicyclohexylpropan-2, 2, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminodicyclohexylmethane, 3-aminomethyl-3,3,5-trimethylcyclohexylamine (isophoronediamine), 3 (4) -aminomethyl-1
  • the polyamines in particular diamines of said molecular weight range, are preferably used which have one or more cycloaliphatic rings.
  • cycloaliphatic rings include, for example, 1,2- and 1,4-diaminocyclohexane, 4,4'-diaminodicyclohexylmethane, 1,3-diamino-cyclopentane, 4,4'-diaminodicyclohexylsulfone, 4,4'-diaminodicyclohexylpropane-1,3,4,4 'Diamino-dicyclohexylpropane-2,2,3,3'-dimethyl-4,4'-diaminodicyclohexylmethane, 3-aminomethyl-3,3,5-trimethylcyclohexylamine (isophoronediamine), 3 (4) -aminomethyl-1-methylcyclohexylamine or technical bisaminomethyl tricyclodecane.
  • adducts which are prepared by reacting an excess of said polyamines with epoxy resins of the type mentioned below.
  • polyamide resins are also suitable as constituents of component C).
  • Such polyamide resins which include polyaminoamides and polyaminoimidazolines are sold for example by Henkel KGaA, Dusseldorf, DE under the trade name "Versamid ®”.
  • the reactive systems in component D) in addition to A), B) and optionally C) the customary auxiliaries and additives such as fillers, solvents, flow control agents, pigments, solvents, reaction accelerators or viscosity regulators are admixed.
  • reaction accelerators such as salicylic acid, bis (dimethylaminomethyl) phenol or tris (dimethylaminomethyl) phenol
  • fillers such as sand, rock flour, silica, asbestos, kaolin, talc, metal powder, tar, tar pitch, asphalts, cork pellets, polyamides
  • plasticizers such as Phtalklareester or other viscosity regulators such as benzyl alcohol.
  • a solvent or lacquer solution can be added to the ready-to-use mixture for application purposes by means of the type already described above , If solvents are used at this point, the removal of the solvent can be dispensed with even if solvents are used during the preparation of the PU prepolymers according to the invention. However, preference is given to solvent-free, ready-to-use mixtures.
  • polyurethane prepolymers to be used according to the invention show outstanding compatibility with component B) and optionally C), since the reaction of epoxy resin / amine can be adjusted so that the reactive systems give a compatible blend at room temperature.
  • Another object of the invention is the use of the reactive systems according to the invention for the production of coatings, adhesives, sealants, potting compounds or moldings in all fields of application, where good adhesion, chemical resistance, and high impact and impact resistance, combined with good flexibility and elasticity are required ,
  • the systems according to the invention are particularly suitable as anticorrosive coatings. Especially when exposed to aggressive media, such as in the ballast tank coating, the systems are characterized by good wet grip and good adhesion under cathode protection conditions. Examples
  • the determination of the NCO contents of the isocyanate-functional prepolymers was carried out by means of back-titration of excess di-n-butylamine with 0.1 N hydrochloric acid using bromophenol blue as an indicator, the sample being dissolved in about 50 ml of acetone.
  • the amine contents were determined by titration with 0.1 N hydrochloric acid, the sample being dissolved in about 50 ml of acetone, using bromophenol blue as indicator.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung aminofunktioneller Polyurethan-Prepolymere, sowie deren Verwendung zur Modifizierung und Herstellung von Epoxidharzen und Polyurethanen.

Description

, Verfahren zur Herstellung aminofunktioneller Polyurethan-Prepolymere
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung aminofunktioneller Polyurethan- Prepolymere, sowie deren Verwendung zur Modifizierung und Herstellung von Epoxidharzen und Polyurethanen.
Beschichtungen aus Epoxidharzen zeichnen sich durch hohe Härte, gute Chemikalienbeständigkeit und hervorragende Metallhaftung aus. Zur Herstellung lösemittelfreier Epoxidharz-Formulie¬ rungen werden in der Regel niedermolekulare Epoxide in Kombination mit monomeren Diaminen eingesetzt, da höhermolekulare Komponenten eine für die Verarbeitung viel zu hohe Viskosität ergeben würden. Die aus diesen Epoxidharz-Formulierungen hergestellten Beschichtungen sind aufgrund der hohen Vemetzungsdichte dann aber meist zu spröde und für den praktischen Einsatz ungeeignet.
Durch Zusatz geeigneter Weichmacher kann die Sprödigkeit der genannten Epoxidharze reduziert werden, jedoch erhält man dadurch ein Dreistoffsystem verbunden mit einem entsprechend höhe¬ ren Aufwand bei der Formulierung.
Darüber hinaus sind die üblicherweise eingesetzten monomeren Diamine aufgrund ihrer Flüchtig¬ keit schwer zu handhabende Stoffe, die besondere Schutzmaßnahmen erfordern.
Es wurde daher vorgeschlagen, zur Flexibilisierung derartiger Epoxidharze aminofunktionelle Polyurethan-Prepolymere einzusetzen, welche beispielsweise durch Hydrolyse der entsprechenden Ketimine erhalten werden können (US-A 3 993 708, DE-A 2 546 536). Weitere Verfahren zur Herstellung aminofunktioneller Polyurethan-Prepolymere sind darüber hinaus die Hydrolyse iso-
. cyanatfunktioneller Polyurethan-Prepolymere in Gegenwart starker Basen (DE-A 2 948 419) oder in Mischungen von Wasser mit speziellen Lösungsmitteln wie beispielsweise Dimethylformamid
(DMF) (EP-A 0 219 035), die Umsetzung NCO-funktioneller Prepolymere mit tertiären Alkoholen und anschließendem thermischen Abbau (DE-A 1 270 046) sowie die Hydrogenolyse von O- Benzyloxyurethanen (DE-A 3 035 639).
Die genannten Verfahren weisen jedoch den Nachteil auf, dass Kopplungsprodukte, wie z.B. Ke- tone im Ketimin-V erfahren, erst aufwendig entfernt oder das eigentliche Produkt aus wässriger Phase extrahiert werden muss (Hydrolyse-Verfahren). Während die Thermolyse tertiärer Alkylu- rethane eine wenig schonende Methode ist und zu stark gefärbten Produkten führt, wird bei der Hydrogenolyse von O-Benzyloxyurethanen das Blockierungsmittel zu Toluol und Kohlendioxid zersetzt und kann daher nicht erneut in die Reaktion eingesetzt werden. In JP-A 61215397 werden Umsetzungsprodukte von organischen Isocyanaten (z.B. Toluylendiiso- cyanat) und Arylsilanolen wie Triphenylsilanol beschrieben, welche in der üblichen Weise als (reversibel) blockierte Isocyanate eingesetzt werden können.
JP-A 62074919 beschreibt ebenso mit Triphenylsilanol blockierte, aliphatische Isocyanate (z.B. 1,6-Hexandiisocyanat), welche in Kombination mit bestimmten Katalysatoren als Härter für Epo- xide eingesetzt werden können. Über die in situ Bildung oder gar Herstellung von Aminen wurde dabei nicht berichtet.
Die Möglichkeit des hydrolytischen Abbaus der beschriebenen Silylurethane, also die Reaktion der Silylurethane mit Wasser unter Abspaltung von Silanol und CO2, wurde in den beiden genannten Anmeldungen nicht erkannt.
Es wurde nun gefunden, dass aminofunktionelle Polyurethan-Prepolymere glatt und unter milden Bedingungen aus den entsprechenden silylurethangruppenhaltigen Prepolymeren durch hydrolyti¬ schen Abbau erhalten werden können. Die erhaltenen Produkte zeichnen sich durch eine geringe Farbe und niedrige Viskosität aus.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung aminofunktioneller Polyu¬ rethan-Prepolymere, bei dem
a) zunächst ein NCO-funktionelles Polyurethan-Prepolymer durch Reaktion von einem oder mehreren Di- und/oder Polyisocyanaten mit mindestens einer isocyanatreaktiven Verbin¬ dung einer Funktionalität von mindestens 1,5 hergestellt wird und danach die freien NCO- Gruppen mit
b) mindestens einer, eine oder mehrere Silanol-Gruppen aufweisenden Verbindung, zu den entsprechenden Silylurethanen umgesetzt werden, welche schließlich
c) durch Hydrolyse und/oder Alkoholyse unter Decarboxylierung zu Aminen abgebaut wer¬ den.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Prepolymere können in a) prinzipiell alle aliphatischen, cycloaliphatischen, aromatischen oder heterocyclischen organischen Di- und Polyisocyanate mit mindestens zwei Isocyanatgruppen pro Molekül sowie deren Gemische eingesetzt werden. Bei¬ spielhaft seien aliphatische Di- oder Triisocyanate wie z.B. 1,4-Butandiisocyanat, 1,5- Pentandiisocyanat, 1,6-Hexandiisocyanat (Hexamethylendiisocyanat, HDI), 4-Isocyanatomethyl- 1,8-octandiisocyanat (Triisocyanatononan, TEST) oder cyclische Systeme, wie z.B. 4,4'-Me- thylenbis(cyclohexylisocyanat) (Desmodur®W, Bayer MaterialScience AG, Leverkusen), 3,5,5- Trimethyl-l-isocyanato-3-isocyanatomethylcyclohexan (Isophorondiisocyanat, IPDI) sowie ω.ω'- Diisocyanato-l,3-dimethylcyclohexan (HβXDI) oder aromatische Polyisocyanate wie z.B. 1,5- Naphthalendiisocyanat, 4,4'-, 2,4'- und 2,2'-Diisocyanatodiphenylmethan (MDI) bzw. Roh-MDI, Diisocyanatomethylbenzol (Toluylendiisocyanat, TDI)3 insbesondere das 2,4- und das 2,6-Isomere und technische Gemische der beiden Isomeren sowie 1,3-Bis(isocyanatomethyl)benzol (XDI) ge¬ nannt.
Bevorzugte in a) eingesetzte Verbindungen sind aliphatische Polyisocyanate wie 1,4-Butandiiso- cyanat, 1,5-Pentandiisocyanat, 1 ,6-Hexandiisocyanat (Hexamethylendiisocyanat, HDI), 4-Iso- cyanatomethyl-l,8-octandiisocyanat (Triisocyanatononan, TIN) oder cyclische Systeme, wie z.B. 4,4'-Methylenbis(cyclohexylisocyanat) (Desmodur®W, Bayer MaterialScience AG, Leverkusen), 3,5,5-Trimethyl-l-isocyanato-3-isocyanatomethylcyclohexan (Isophorondiisocyanat, IPDI) sowie ω.ω'-Diisocyanato-l ,3-dimethylcyclohexan (H6XDI).
Ebenfalls im Sinne der Erfindung können in a) die an sich bekannten Folgeprodukte der vorste¬ hend genannten Isocyanate mit Biuret-, Isocyanurat-, Iminooxadiazindion-, Uretdion-, Allophanat und/oder Urethanstruktur verwendet werden.
Als isocyanatreaktive Verbindungen werden in a) die dem Fachmann an sich aus der Polyurethan¬ chemie bekannten Polyhydroxy-Verbindungen einer OH-Funktionalität > 1,5 verwendet, wie bei¬ spielsweise niedermolekulare Diole (z.B. 1,2-Ethandiol, 1,3- bzw. 1,2 Propandiol, 1,4-Butandiol), -Triole (z.B. Glycerin, Trimethylolpropan) und Tetraole (z.B. Pentaerythrit) aber auch höhermole- kulare Polyetherpolyole, Polyesterpolyole, Polycarbonatpolyole sowie Polythioetherpolyole. Be¬ vorzugte Polyhydroxyverbindungen sind Substanzen der vorstehend genannten Art auf Polyether- basis.
Unter „niedermolekular" im Rahmen der Erfindung werden zahlenmittlere Molekulargewichte unter 500 g/mol, bevorzugt 62-499 g/mol verstanden. Unter „höhermolekular" im Sinne der Erfin- düng werden zahlenmittlere Molekulargewichte von 500-100 000 g/mol verstanden.
Besonders bevorzugte isocyanatreaktive Verbindungen in a) sind Polyetherpolyole der vorstehend genannten Art einer OH-Funktionalität > 1,9, bevorzugt > 1,95, und eines Molekulargewichtsbe¬ reichs von 500 bis 20.000 g/mol, bevorzugt 1.000 bis 12.000 g/mol, besonders bevorzugt 2.000 bis 6.000 g/mol, die in an sich bekannter Weise durch Alkoxylierung von geeigneten Starter- Molekülen zugänglich sind.
Ganz besonders bevorzugte isocyanatreaktive Verbindungen sind Polyetherpolyole der vorstehend genannten Art mit einem Gehalt an ungesättigten Endgruppen von kleiner oder gleich 0,02 Milli- - A - äquivalenten pro Gramm Polyol, bevorzugt kleiner oder gleich 0,015 Milliäquivalenten pro Gramm Polyol, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 0,01 Milliäquivalenten pro Gramm Polyol (Bestimmungsmethode ASTM D2849-69) sowie einer Molekulargewichtsverteilung (PoIy- dispersität; PD = Mw/Mn) von 1,0 bis 1,5. Diese sind in an sich bekannter Weise z.B. nach US-A 5 158 922 (z.B. Beispiel 30) oder EP-A 0 654 302 (S. 5, Z. 26 bis S. 6, Z. 32) durch Alkoxylierung von geeigneten Starter-Molekülen, insbesondere unter Verwendung von Doppelmetallcyanid- Katalysatoren (DMC-Katalyse), herstellbar.
Geeignete Starter-Moleküle für die Herstellung der genannten Polyetherpolyole sind beispiels¬ weise einfache, niedermolekulare Polyole der vorstehend genannten Art, Wasser, organische PoIy- amine mit mindestens zwei N-H-B indungen oder beliebige Gemische derartiger Starter-Moleküle-. Für die Alkoxylierung geeignete Alkylenoxide sind insbesondere Ethylenoxid und/oder Propyle- noxid, die in beliebiger Reihenfolge oder auch im Gemisch bei der Alkoxylierung eingesetzt wer¬ den können.
Bevorzugte Starter-Moleküle zur Herstellung der Polyetherpolyole sind Ethylenglykol, Propylen- glykol-1,3- und Butandiol-1,4, Hexandiol-1,6, Neopentylglykol, 2-Ethylhexandiol-l,3, Glyzerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit sowie niedermolekulare, Hydroxylgruppen aufweisende Ester derartiger Polyole mit Dicarbonsäuren oder niedermolekulare Ethoxylierungs- oder Propoxylie- rungsprodukte derartiger Polyole. Selbstverständlich können auch beliebige Gemische der vorste¬ hend genannten Verbindungen eingesetzt werden.
In b) des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Silanole der allgemeinen Formel (I)
(HO)aSiR4_a (I)
eingesetzt, wobei
R für gleiche oder verschiedene, gegebenenfalls verzweigte und/oder substituierte Ci-Cg- Alkyl- oder Phenylreste steht und
a gleich 1 oder 2 ist.
Bevorzugt sind Silanole der Formel (I), wobei R die vorstehend definierte Bedeutung hat und a gleich 1 ist.
Ganz besonders bevorzugt wird in c) zur Silylurethanbildung Triphenylsilanol eingesetzt.
Im erfindungsgemäßen Verfahren werden die in a) eingesetzten Polyisocyanate bezogen auf die isocyanatreaktiven Gruppen der ebenfalls in a) eingesetzten isocyanatreaktiven Verbindungen stets im Überschuss eingesetzt. Nach beendeter Reaktion können die unreagierten Polyisocyanate gege¬ benenfalls, beispielsweise destillativ durch Dünnschichtdestillation, aus dem Reaktionsgemisch entfernt werden.
Bevorzugt beträgt in a) das Molverhältnis der isocyanatreaktiven Gruppen der isocyanatreaktiven Verbindungen zu den NCO-Gruppen der Di- oder Polyisocyanate 1 : 1,5 bis 1 : 20, besonders be¬ vorzugt 1 : 1,8 bis 1 : 5 und ganz besonders bevorzugt 1 : 1,95 bis 1 : 2,05.
Die Herstellung der NCO-gruppenhaltigen Polyurethan-Prepolymere erfolgt im Allgemeinen bei 20 bis 14O0C, bevorzugt bei 40 bis 1000C.
Gegebenenfalls kann die Umsetzung auch in Gegenwart gebräuchlicher (Urethanisierungs-) Kata- lysatoren durchgeführt werden, wobei Zinnverbindungen wie Dibutylzinndilaurat, Zinndioctoat und tertiäre. Amine wie 1,4-Diazabicylooctan (DABCO) beispielhaft genannt seien.
Darüber hinaus kann die Herstellung in geeigneten Lösungsmitteln durchführt werden, wobei vor¬ zugsweise inerte, Lösungsmittel wie Ethylacetat, Butylacetat, Methpxypropylacetat, Methylethyl- keton, Methylisobutylketon, Toluol, Xylol, aromatische oder (cyclo-) aliphatische Kohlenwasser- Stoffgemische oder beliebige Gemische der genannten eingesetzt werden können. Bevorzugt wird die Umsetzung jedoch ohne die Verwendung von Lösungsmitteln durchgeführt.
Die anschließende Herstellung der Silylurethane in Schritt b) erfolgt durch Umsetzung der vorste¬ hend beschriebenen, aus a) erhaltenen NCO-Gruppen aufweisenden Polyurethan-Prepolymere mit den Silanolen.
Die Menge, der in b) eingesetzten Silanole, wird in der Regel dabei so gewählt, dass alle freien Isocyanatgruppen des aus a) erhaltenen Prepolymers zum Silylurethan umgesetzt werden (Molver¬ hältnis Si-OH-Gruppen zu NCO-Gruppen mindestens gleich 1). Ein geringer Überschuss des SiIa- nols kann zweckmäßig sein, um eine vollständige Reaktion aller Isocyanatgruppen zu gewährleis¬ ten. In der Regel beträgt der Überschuss aber nicht mehr als 20 Mol-%, bevorzugt nicht mehr als 15 Mol-% und besonders bevorzugt nicht mehr als 10 Mol-%, bezogen auf die zu silylierenden Isocyanatgruppen.
Die Umsetzungsreaktion der Prepolymere mit den Silanolen der Formel (I) wird in prinzipiell glei- eher Weise wie die bereits beschriebenen Prepolymerherstellung durchgeführt. Das bedeutet, dass bei Temperaturen von typischerweise 20 bis 14O0C, gegebenenfalls in Gegenwart gebräuchlicher Urethanisierungskatalysatoren der genannten Art sowie gegebenenfalls unter Verwendung geeig¬ neter (inerter) Lösungsmittel gearbeitet wird. Im letzten Schritt erfolgt dann die Hydrolyse oder Alkoholyse, wobei die Silylurethane zu den entsprechenden aminofunktionellen Polyurethan-Prepolymeren unter Decarboxylierung abgebaut werden.
Zum Abbau der Silylurethane wird Wasser oder ein Alkohol in der Regel mindestens stöchio- metrisch, d.h. im Molverhältinis 1 : 1 in Bezug auf die Silylurethangruppen, bevorzugt im Über- schuss zugesetzt.
Als Alkohol sind prinzipiell alle primären, sekundären und tertiären aliphatischen CrC3o-Alkohole geeignet. Bevorzugt sind dabei jedoch primäre Ci-Cg-Alkohole. Als Beispiele seien Methanol, Ethanol, Propanol, n-Butanol, n-Pentanol und Hexanol genannt.
Bei der Hydrolyse werden die eingangs eingesetzten Silanole zurückgebildet, welche dann wieder erneut in die Silylurethanbildung eingesetzt werden können. Im Falle der Alkoholyse werden zu¬ nächst Alkoxy-Organosilane gebildet, welche mit Wasser erst wieder in die entsprechenden Sila¬ nole überfuhrt werden müssen, bevor sie erneut in das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Di- oder Polyisocyanat in einem geeigneten Reak¬ tionsgefäß vorgelegt und gegebenenfalls unter Rühren auf 60 bis 1000C erwärmt. Nach Erreichen der gewünschten Temperatur wird dann unter Rühren die isocyanatreaktive Komponente zuge¬ geben und solange gerührt, bis der theoretische NCO-Gehalt des nach der gewählten Stöchiometrie zu erwartenden Polyurethan-Prepolymers erreicht oder geringfügig unterschritten ist. Anschlie- ßend wird bei einer Temperatur in den vorstehend bei der Prepolymerbildung genannten Bereichen das Silanol aus b) zugesetzt und solange erwärmt, bis der Gehalt an freien Isocyanatgruppen klei¬ ner als 0,5 Gew.-%, bevorzugt kleiner als 0,2 Gew.-%, besonders bevorzugt kleiner als 0,1 Gew.-%, ist. Das so erhaltene, blockierte Polyurethan-Prepolymer wird gegebenenfalls in ei¬ nem Lösungsmittel gelöst und dann bei Temperaturen von 0 bis 300C durch Zugabe stöchiometri- scher Mengen Wasser hydrolysiert. Das (zurückgebildete) Silanol kann danach ebenso wie das gegebenenfalls eingesetzte Lösungsmittel mit geeigneten Verfahren (Filtration, Destillation, o.a.) aus dem Produkt abgetrennt werden.
Alternativ kann das erfindungsgemäße Verfahren auch so geführt werden, dass zuerst die isocya- natreaktiven Verbindungen vorgelegt und dann mit den Polyisocyanaten vermischt werden.
Die erfindungsgemäß hergestellten aminofunktionellen Polyurethan-Prepolymere zeichnen sich durch eine besonders geringe Farbe und niedrige Viskosität aus, verglichen mit analogen Polyme¬ ren, die nach anderen Verfahren hergestellt wurden. Typischerweise haben sie Viskositäten von 500 bis 200.000 mPas (23°C; gemessen mit einem Rotationsviskosimeter), bevorzugt 500 bis 50.000 mPas, besonders bevorzugt 500 bis 10.000 mPas.
Darüber hinaus weisen die erfindungsgemäß erhältlichen aminofunktionellen Polyurethan- Prepolymere typischerweise zahlenmittlere Molekulargewichte von 500 bis 25000 g/mol, bevor¬ zugt 1000 bis 10000 g/mol und besonders bevorzugt 1000 bis 5000 g/mol auf.
Daher lassen sie sich beispielsweise besonders gut in lösemittelarmen oder -freien Reaktivsyste¬ men einsetzen, da sie ihnen aufgrund ihrer Viskosität besonders vorteilhafte Verarbeitungseigen¬ schaften, wie z.B. gute Fließfähigkeit oder Verlaufseigenschaften, verleihen, so dass besonders hochwertige und gleichmäßige Beschichtungen oder Verklebungen erhalten werden können.
Bevorzugte Reaktivsysteme enthalten die erfindungsgemäß hergestellten aminofunktionellen PoIy- urethan-Prepolymere sowie Polyole, Polyisocyanate oder Epoxide.
Reaktivsysteme mit besonders niedriger Viskosität auf Basis von Epoxiden und deren Herstellung sind ein weiterer Gegenstand der Erfindung.
Die erfindungsgemäßen Reaktivsysteme auf Basis von Epoxiden enthalten
A) ein oder mehrere aminofunktionelle Polyurethan-Prepolymere der erfindungsgemäßen Art,
B) oxirangruppenaufweisende Verbindungen, die im Durchschnitt mehr als eine Oxirangrup- pe pro Molekül enthalten,
C) gegebenenfalls zusätzlich ein oder mehrere niedermolekulare organische Amine mit min- destens zwei primären Aminogruppen und
D) gegebenenfalls Katalysatoren und/oder Additive.
Als Verbindungen der Komponente B) können alle oxirangruppenaufweisenden Verbindungen, wie z.B. Epoxidharze, verwendet werden, die im Durchschnitt mehr als eine Epoxidgruppe pro JVIolekül enthalten. Beispielsweise geeignet sind Glycidylether von mehrwertigen Alkoholen wie z.B. Butandiol, Hexandiol, Glycerin, hydriertem Diphenylolpropan oder mehrwertigen Phenolen wie z.B. Resorcin, Diphenylolpropan-2,2 (Bisphenol A) Diphenylolmethan (Bisphenol F) oder Phenol-Aldehyd-Kondensaten. Es können auch Glycidylester mehrwertiger Carbonsäuren, wie Hexahydrophtalsäure oder dimerisierte Fettsäure verwendet werden. Bevorzugt ist der Einsatz von flüssigen Epoxidharzen auf Basis von Epichlorhydrin und Dipheny- lolpropan-2,2 (Bisphenol A) oder Diphenylolmethan (Bisphenol F) oder deren Mischungen. Gege¬ benenfalls kann mit monofunktionellen Epoxidverbindungen die Viskosität der Mischungen ge¬ senkt werden und dadurch die Verarbeitung verbessert werden. Beispiele hierfür sind aliphatische und aromatische Glycidylether wie Butylglycidylether, Phenylglycidylether oder Glycidylester wie Versaticsäureglycidylester oder Epoxide wie Styroloxid oder 1,2-Epoxidodecan.
In den erfindungsgemäßen Reaktivsystemen liegen im allgemeinen pro Epoxidgruppe der Kompo¬ nente B) 0,2 bis 1,0, bevorzugt 0,5 bis 1,0, primäre Aminogruppen der Komponente A) vor.
Zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften können neben den aminofunktionellen Polyu- rethan-Prepolymeren zusätzlich noch niedermolekulare Amine (Komponente C)) zugesetzt wer¬ den. Dies sind in der Regel Polyamine, die mindestens zwei primäre Aminogruppen pro Molekül und gegebenenfalls noch sekundäre Aminogruppen aufweisen und bevorzugt ein zahlenmittleres Molekulargewicht von 60 bis 499 g/mol aufweisen. Geeignet sind beispielsweise Ethylendiamin, 1,2- und 1,3-Diaminopropan, 1,4-Diaminobutan, 2,2,4- und/oder 2,4,4-Trimethylhexamethylen- diamin, die isomeren Xylylendiamine, 1,2- und 1,4-Diaminocyclohexan, 4,4'-Diaminodicyclo- hexylmethan, 1,3-Diaminocyclopentan, 4,4'-Diaminodicyclohexylsulfon, 4,4'-Diaminodicyclo- hexylpropan- 1 ,3 , 4,4'-Diaminodicyclohexylpropan-2,2, 3,3 '-Dimethyl-4,4'-diaminodicyclohexylme- than, 3-Aminomethyl-3,3,5-trimethylcyclohexylamin (Isophorondiamin), 3(4)-Aminomethyl-l- methylcyclohexylamin oder technisches Bisaminomethyltricyclodecan oder auch solche Polyami- ne, die neben mindestens zwei primären Aminogruppen noch sekundäre Aminogruppen aufweisen, wie beispielsweise Diethylentriamin oder Triethylentetramin.
Bevorzugt werden die Polyamine, insbesondere Diamine des genannten Molekulargewichts¬ bereichs, eingesetzt, die einen oder mehrere cycloaliphatische Ringe aufweisen. Hierzu gehören beispielsweise 1,2- und 1,4-Diaminocyclohexan, 4,4'-Diaminodicyclohexylmethan, 1,3-Diamino- cyclopentan, 4,4'-Diaminodicyclohexylsulfon, 4,4'-Diaminodicyclohexylpropan-l,3, 4,4'-Diamino- dicyclohexylpropan-2,2, 3,3'-Dimethyl-4,4'-diaminodicyclohexylmethan, 3-Aminomethyl-3,3,5- trimethylcyclohexylamin (Isophorondiamin), 3(4)-Aminomethyl-l-methylcyclohexylamin oder technisches Bisaminomethyltricyclodecan.
Ebenfalls einsetzbar als Verbindungen der Komponente C) sind Addukte, die durch Umsetzung eines Überschusses der genannten Polyamine mit Epoxidharzen der nachstehend genannten Art hergestellt werden. Des weiteren sind auch Polyamidharze als Bestandteile der Komponente C) geeignet. Derartige Polyamidharze, zu denen die Polyaminoamide und die Polyaminoimidazoline gehören, werden z.B. von der Henkel KGaA, Düsseldorf, DE unter dem Handelsnamen „Versamid® " vertrieben.
Selbstverständlich ist es auch möglich Gemische der genannten Polyamine als Komponente . C) einzusetzen.
Zur Herstellung von gebrauchsfertigen Mischungen können den Reaktivsystemen in Komponente D) neben A) , B) und gegebenenfalls C) die üblichen Hilfs- und Zusatzmittel wie beispielsweise Füllstoffe, Lösungsmittel, Verlaufshilfsmittel, Pigmente, Lösungsmittel, Reaktionsbeschleuniger oder Viskositätsregulatoren beigemischt werden. Beispielhaft genannt seien Reaktionsbeschleuni- ger wie Salicylsäure, Bis(dimethylaminomethyl)phenol oder Tris(dimethylaminomethyl)phenol, Füllstoffe wie Sand, Gesteinsmehl, Kieselsäure, Asbestmehl, Kaolin, Talkum, Metallpulver, Teer, Teerpech, Asphalte, Korkschrote, Polyamide, Weichmacher wie beispielsweise Phtalsäureester oder andere Viskositätsregulatoren wie beispielsweise Benzylalkohol.
Selbstverständlich kann der gebrauchsfertigen Mischung gegebenenfalls bis zu 20 Gew.-%, be- vorzugt bis zu 10 Gew.-%, besonders bevorzugt bis zu 5 Gew.-% eines Lösemittels oder Lacklöse¬ mittels der zuvor bereits beschriebenen Art für applikationstechnische Zwecke zugefügt werden. Sollte an dieser Stelle Lösemittel eingesetzt werden, kann auch bei einem eventuellen Einsatz von Lösemitteln während der Herstellung der erfϊndungsgemäßen PU-Prepolymere auf das Entfernen des Lösemittels verzichtet werden. Bevorzugt sind allerdings lösemittelfreie gebrauchsfertige Mi- schungen.
Darüber hinaus zeigen die erfϊndungsgemäß zu verwendenden Polyurethan-Prepolymere eine her¬ vorragende Verträglichkeit mit der Komponente B) und gegebenenfalls C), da die Reaktion von Epoxidharz/Amin so eingestellt werden kann, dass die Reaktivsysteme einen verträglichen Blend bei Raumtemperatur ergeben.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Reaktivsyste¬ me zur Herstellung von Beschichtungen, Klebstoffen, Dichtungsmassen, Vergussmassen oder jFormteilen auf allen Anwendungsgebieten, wo gute Haftung, Chemikalienfestigkeit, sowie hohe Schlag- und Stoßfestigkeit, verbunden mit guter Flexibilität und Elastizität gefordert werden. Be¬ sonders gut geeignet sind die erfindungsgemäßen Systeme als Korrosionsschutzbeschichtungen. Insbesondere bei Belastung mit aggressiven Medien, wie beispielsweise bei der Ballasttank- Beschichtung zeichnen sich die Systeme durch eine gute Nasshaftung und eine gute Haftung unter Kathodenschutzbedingungen aus. Beispiele
Vorbemerkung:
Soweit nicht abweichend angegeben sind alle Prozentangaben als Gewichtsprozent zu verstehen.
Die Bestimmung der NCO-Gehalte der Isocyanat-fiinktionellen Prepolymere erfolgte mittels Rück- titration von im Überschuß zugesetztem Di-n-butylamin mit 0,1 N Salzsäure unter Verwendung von Bromphenolblau als Indikator, wobei die Probe in ca. 50 ml Aceton gelöst wurde.
Bei der Umsetzung mit Triphenylsilanol wurde die Reaktion mittels Infrarotspektroskopie (IR) verfolgt (NCO-Bande bei 2270 cm'1)
Die Bestimmung der Amin-Gehalte erfolgte durch Titration mit 0,1 N Salzsäure, wobei die Probe in ca. 50 ml Aceton gelöst wurde, unter Verwendung von Bromphenolblau als Indikator.
Beispiel 1:
a) Herstellung des Isocyanat-funktionellen Polyurethan-Prepolymers:
Unter Rühren wurden Hexamethylendiisocyanat (10 VaI) und ein Polypropylenglycol (1 VaI), welches mittels DMC-Katalyse (Basen-frei) hergestellt worden war und ein mitt- leres Molekulargewicht von 2000 g/mol sowie eine OH-Zahl 56 aufwies, solange auf
1000C erwärmt, bis der theoretische NCO-Gehalt von 20,7 Gew.-% erreicht war. Nach Zu¬ gabe von 200 ppm Dibutylphosphat wurde das überschüssige Hexamethylendiisocyanat dann mittels Dünnschichtdestillation (14O0C, ca. 0,5 mbar) entfernt und es wurde ein iso- cyanatfunktionelles Prepolymer mit einem NCO-Gehalt von 3,3 Gew.-% erhalten.
b) Blockierung mit Triphenylsilanol:
82,2 g des nach a) erhaltenen NCO-funktionellen Prepolymers wurden zusammen mit 17,8 g Triphenylsilanol unter Rühren auf 750C erwärmt. Dann wurden 100 ppm Dibutyl- zinn(H)dilaurat zugegeben und die Reaktionsmischung solange gerührt, bis im IR- Spektrum keine NCO-Bande mehr sichtbar war. c) Hydrolyse zum aminofunktionellen Polyurethan-Prepolymer:
1,74 g des nach b) erhaltenen Produktes wurden unter Rühren in 100 ml Aceton gelöst und mit einem großen Überschuss Wasser (ca. 10 ml) versetzt. Die Titration ergab einen NHr Gehalt von 0,98 Gew.-%.
(Theoretischer NH^-Gehalt: 1,03 %, entsprechend einem Umsatz der Silylurethangruppen- von 95 %).
Beispiel 2:
a) Herstellung des Isocyanat-funktionellen Polyurethan-Prepolymers und Blockierung mit Triphenylsilanol:
17,2 g Hexamethylendiisocyanat und 20 mg Dibutylzinn(II)dilaurat wurden unter Rühren auf 800C erwärmt. Danach wurden innerhalb von 5 Stunden 204,5 g eines difunktionellen Polyproplylenglycols zugegeben, welcher mittels DMC-Katalyse (Basen-frei) hergestellt worden war und ein mittleres Molekulargewicht von 4000 g/mol sowie eine OH-Zahl 28 aufwies. Nach Erreichen eines NCO-Gehaltes von 1,54 % (theoretischer NCO-Gehalt: 1,9 %) wurden schließlich noch 28,3 g Triphenylsilanol und weitere 20 mg Dibutylzinn-
(ü)dilaurat zugegeben und die Reaktionsmischung solange bei 8O0C gerührt, bis im IR keine NCO-Bande mehr erkennbar war.
b) Hydrolyse zum aminofunktionellen Polyurethan-Prepolymer:
Die in der unten stehenden Tabelle angegebene Menge des Silylurethans aus a) wurde un- ter Rühren in soviel Aceton gelöst, dass eine 25 %ige Lösung erhalten wurde; danach wur¬ de bei Umgebungstemperatur die angegebene Menge entionisiertes Wasser zugegeben. Nach 15 Minuten Rühren wurde der NH^-Gehalt bestimmt, danach wurde die Probe am Rotationsverdampfer vom Aceton befreit und nochmals der NH2-Gehalt bestimmt. Die Er¬ gebnisse finden sich ebenso in Tabelle 1. Tabelle 1
Figure imgf000013_0001
(Theoretischer NH2-Gehalt: 0,52 %, entsprechend einem Umsatz der Silylurethangruppen von 94 %).
Beispiel 3:
a) Herstellung eines Isocyanat-funktionellen Polyurethan-Prepolymers und Blockierung mit Triphenylsilanol:
262,0 g eines Polyethylenglycols mit einer OH-Zahl von 110 und eines Molgewichts von 1000 g/mol wurden zunächst 8 Stunden unter Vakuum (20 mbar) bei 1000C gerührt, um Reste von Wasser zu entfernen. Danach wurden 88,0 g Hexamethylendiisocyanat zugege¬ ben, und es wurde solange unter Rühren auf 100 0C erwärmt, bis ein NCO-Gehalt von 6,28 Gew.-% erreicht war.
Zu 349,9 g des so hergestellten Prepolymers wurden jetzt noch 50 mg Dibutylzinn(H)- dilaurat und 144,6 g Triphenylsilanol zugegeben und die Reaktionsmischung solange bei 8O0C gerührt, bis im IR keine NCO-Bande mehr erkennbar war.
b) Hydrolyse zum aminofunktionellen Polyurethan-Prepolymer und Rückgewinnung des ein¬ gesetzten Triphenylsilanols:
3,84 g des wie zuvor beschrieben hergestellten blockierten Polyurethan-Prepolymers wur¬ den bei Umgebungstemperatur mit 150 g Wasser versetzt und 1 Stunde gerührt. Der farb¬ lose Niederschlag wurde abfiltriert, zweimal mit je 10 ml Wasser gewaschen und danach im Trockenschrank getrocknet (1050C, 4 Stunden). Es wurden 1,07 g Triphenylsilanol, entsprechend 95 % der Theorie, zurückerhalten.
Das zunächst klare Filtrat wurde am Rotationsverdampfer von flüchtigen Bestandteilen be¬ freit, wonach schließlich 2,65 g eines farblosen Wachses erhalten wurden (99 % der Theo¬ rie). Die Titration ergab einen NH2-GeImIt von 1,67 Gew.-%, entsprechend 75 % der Theo¬ rie.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung aminofunktioneller Polyurethan-Prepolymere, bei dem
a) zunächst ein NCO-funktionelles Polyurethan-Prepolymer durch Reaktion von ei¬ nem oder mehreren Di- und/oder Polyisocyanaten mit mindestens einer isocya- natreaktiven Verbindung einer Funktionalität von mindestens 1,5 hergestellt wird und danach die freien NCO-Gruppen mit
b) mindestens einer, eine oder mehrere Silanol-Gruppen aufweisenden Verbindung, zu den entsprechenden Silylurethanen umgesetzt werden, welche schließlich
c) durch Hydrolyse und/oder Alkoholyse unter Decarboxylierung zu Aminen abge- baut werden.
2. Verfahren zur Herstellung aminofunktioneller Polyurethan-Prepolymere gemäß An¬ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aliphatische und/oder cycloaliphatische Polyiso- cyanate in a) eingesetzt werden.
3. Verfahren zur Herstellung aminofunktioneller Polyurethan-Prepolymere gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in a) isocyanatreaktive Verbindungen auf PoIy- etherbasis eingesetzt werden. ■
4. Verfahren zur Herstellung aminofunktioneller Polyurethan-Prepolymere gemäß einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass in b) Triphenylsilanol eingesetzt wird.
5. Aminofunktionelle Polyurethan-Prepolymere erhältlich nach einem Verfahren gemäß ei- nem der Ansprüche 1 - 4.
6. Beschichtungen, Klebstoffe, Dichtungsmassen, Vergussmassen oder Formteile erhältlich unter Verwendung von aminofunktionellen Polyurethan-Prepolymeren gemäß Anspruch 5.
7. Reaktivsysteme enthaltend
A) ein oder mehrere aminofunktionelle Polyurethan-Prepolymere gemäß Anspruch 5,
B) oxirangruppenaufweisende Verbindungen, die im Durchschnitt mehr als eine Oxi- rangruppe pro Molekül enthalten, C) gegebenenfalls zusätzlich ein oder mehrere niedermolekulare organische Amine mit mindestens zwei primären Aminogruppen und
D) gegebenenfalls Katalysatoren und/oder Additive.
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