[發明專利]含有烷氧基硅烷結構單元的聚氨酯溶液

有效

• 申請號: 00805784.2
• 申請日: 2000-03-21
• 公開（公告）號: CN1345345A
• 公開（公告）日: 2002-04-17
• 發明（設計）人: H·布魯姆;D·I·許策
• 申請（專利權）人: 拜爾公司
• 主分類號: C08G18/10
• 分類號: C08G18/10;C08G18/12;C08G18/28;C09D175/04;C08G18/44
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 王景朝,郭廣迅

本發明涉及含有烷氧基硅烷結構單元的聚氨酯溶液、其制備方法及用途。

聚氨酯溶液是久為人知的，如D.Diederich的《有機化學方法》(Methoden?der?Organischen?Chemie)(Houben-Weyl)，卷E20，Georg?Thieme?Verlag，1997，以及其中引用的文獻。

通常，聚氨酯溶液是脂肪族和/或芳香族二或多異氰酸酯與二或三官能的多醇和/或二胺的高分子量反應產物。異氰酸酯官能的化合物與羥基和/或氨基官能的化合物的這種反應進行到接近等當點，以達到所需的高分子量。

為了獲得可溶的和易于加工的產品，在達到所需的分子量或聚氨酯溶液的粘度后，必須使鏈增長反應停止。其實現方法通常是添加低分子量的反應性化合物，如單胺(DE-A?2?633?293)、單異氰酸酯或乙酸酐(DE-A?2?500?921、EP-A?129396)，添加反應性單官能的醇如甲醇，或添加其它具有鏈終止功能的化合物如丁酮肟(DE-A?3?142706)。

在實際工藝中，通常添加某種程度上過量的終止劑，以確保可靠的終止。然而，這種過量會對涂料的性能產生不利影響，這表現在氣味公害、滲出、粘合性問題以及由于氣泡和形成陷坑而在膜中形成缺陷。這樣的溶液的貯存穩定性也會因此受到損害。過量的游離單胺、單異氰酸酯或甚至過量的反應性單醇，由于與聚合物中的尿烷鍵或酯鍵的漸進反應，特別是在實際中不可避免的貯存期間，會導致粘度的巨大變化，直至嚴重的降解現象，連同性能的喪失。

由于聚氨酯溶液通常不再含有反應性端基，因此在施用后只發生物理干燥過程。因此，不可能通過鏈端的反應性基團進行化學交聯，以形成具有改進的性能水平的很高分子量的聚合物。

DE-A?3?401?753公開了具有可用于后交聯反應的端芳香族氨基基團的聚氨酯溶液。然而這需要反應物的后續添加。

JP?0?8253?545描述了可交聯聚氨酯樹脂組合物，其包含具有兩個異氰酸酯反應性基團和一個可水解的甲硅烷基基團的化合物。其聚氨酯樹脂僅包含側向鍵接的甲硅烷基基團。這使交聯的粘合劑或涂料具有高硬度，但彈性或延伸率低。具有兩個異氰酸酯反應性基團和一個可水解基團的化合物也不適合作為終止劑。

因此，本發明的目的是提供不具有上述缺點的聚氨酯溶液。尤其提供包含高分子量聚氨酯的聚氨酯溶液，其可被可靠地制備和終止，并且，當用于涂料時，不引起任何氣味公害、滲出、粘性不足或膜的光學性能不足的問題。并且保證所用終止劑的任何過量不對溶液的貯存穩定性和涂料的性能產生不利影響，同時期望對施工者和工人不產生任何健康危害。

令人驚奇地發現，以結合的形式包含作為終止劑的、具有異氰酸酯反應性基團和至少一個烷氧基硅烷基團的化合物的聚氨酯溶液可以滿足上述要求。此外，還令人驚奇地發現，基于本發明的聚氨酯溶液的涂料，具有改進的水解穩定性、很好的粘合性和尤其適意的手感。還令人驚奇地發現，本發明的聚氨酯溶液特別適于制備具有高水蒸汽透過性的、因此具有優異的穿著舒適性的高質量涂料。本發明的涂料兼具高水蒸汽透過性和很好的耐水性或耐濕性和較低的水溶脹性。

以結合的形式包含作為終止劑的、具有異氰酸酯反應性基團和烷氧基硅烷基團的化合物以及少量的其它具有至少兩個異氰酸酯反應性基團和至少一個烷氧基硅烷結構單元的化合物的聚氨酯溶液，同樣令人驚奇地形成滿足上述要求的、并且還同時具有優異的膜機械性能、尤其是高的延伸性和彈性和很高的熔融或軟化溫度的涂料，這些性能對于許多應用如織物涂料而言是十分有利的。

含有作為終止劑的、具有伯氨基基團和至少一個烷氧基硅烷基團的化合物與馬來酸二烷基酯的反應產物(含有天冬氨酸酯結構單元)的聚氨酯溶液，也令人驚奇地滿足上述要求，盡管天冬氨酸酯結構單元已知具有降低的反應活性。它們還具有另一優點，即，既可以在很早的反應時間也可以在無有機溶劑的條件下使用較大量的終止劑，而不會有形成微溶或不溶的脲類樹脂或凝膠顆粒的危險。此外，另一方面，可以得到除具有優異的膜機械性能之外，還具有優異的、尤其柔軟的手感和很高的穿著舒適性的涂料，這些性能對于許多應用而言是很重要的。

本發明因此提供具有烷氧基硅烷結構單元的聚氨酯溶液，其特征在于，其是下述組分的在有機溶液中的反應產物：

a)至少一種至少雙官能的多醇，其分子量為500-16,000，

b)至少一種至少雙官能的多異氰酸酯，其分子量為140-1,500，

c)至少一種低分子量的至少雙官能的醇和/或胺，其分子量為32-500，