[發(fā)明專利]用于制造有機(jī)－無(wú)機(jī)產(chǎn)物的組合物、由其得到的產(chǎn)品及其用途

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 01804714.9
• 申請(qǐng)日: 2001-02-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1400981A
• 公開(kāi)（公告）日: 2003-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: H·博德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福斯洛克國(guó)際有限公司
• 主分類號(hào): C08G18/38
• 分類號(hào): C08G18/38;C08G18/48;C08G18/16;C08G18/32;C08G18/30;C04B28/26
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 王景朝,邰紅

本發(fā)明涉及用于制造有機(jī)-無(wú)機(jī)產(chǎn)物的組合物、由其得到的產(chǎn)品及其用途。

已知，通過(guò)多異氰酸酯和堿性硅酸鹽水溶液(水玻璃)的轉(zhuǎn)化制造多孔(發(fā)泡)和無(wú)孔有機(jī)-無(wú)機(jī)產(chǎn)物的方法，例如，可參閱自DE-A-1770384、DE-A-2460834和EP-B-0000579。在這些例子中，優(yōu)選應(yīng)用具有不同固體物質(zhì)含量和不同Me₂O/SiO₂(Me：堿金屬)比例的堿性水玻璃。

EP-B-0167002敘述了以高機(jī)械強(qiáng)度為特征的有機(jī)-無(wú)機(jī)產(chǎn)物。通過(guò)加入一定量多異氰酸酯三聚催化劑使在含有SiO₂的堿性水溶液中的多異氰酸酯三聚。

超初，NCO/水玻璃的反應(yīng)被強(qiáng)烈抑制，如此產(chǎn)生可通過(guò)配方控制的大量CO₂氣體，這最佳地用于水玻璃的反應(yīng)。在反應(yīng)期間，同時(shí)形成兩種緊密結(jié)合的聚合物結(jié)構(gòu)，這樣在所生產(chǎn)的有機(jī)-無(wú)機(jī)產(chǎn)物中有致密高強(qiáng)度網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

在反應(yīng)的第一步中，某比例多異氰酸酯與水反應(yīng)形成聚脲，同時(shí)分離出氣體CO₂。所生成的CO₂就地與水玻璃溶液中的Me₂O組分進(jìn)行即時(shí)反應(yīng)，形成Me₂CO₃xH₂O。借助于水玻璃溶液的Me₂O的結(jié)合，使SiO₂成分形成聚硅酸。反應(yīng)釋放出大量的熱，如此，在下一步中，另外某特定比例的多異氰酸酯能夠進(jìn)行三聚反應(yīng)。起初的三聚產(chǎn)物，對(duì)于它們說(shuō)至少部分進(jìn)行再次三聚，如此能夠形成支化的高分子結(jié)構(gòu)。

將同樣的原理應(yīng)用于采礦和開(kāi)隧道以穩(wěn)定煤層和巖石，以及應(yīng)用于建筑工業(yè)一般用來(lái)穩(wěn)定和固結(jié)石頭和磚砌結(jié)構(gòu)，例如保護(hù)古結(jié)構(gòu)，這些在EP-B-0167003中已有敘述。

就應(yīng)用來(lái)說(shuō)，在大多數(shù)情況下，實(shí)際希望生產(chǎn)兩組分體系，該體系由水玻璃組分(組分A)和異氰酸酯組分(組分B)組成，其中能夠?qū)⒋呋瘎┘尤氲交蛘呓M分A或者組分B中。一方面，催化劑應(yīng)當(dāng)與所涉及的組分在化學(xué)上相容，另一方面，催化劑應(yīng)當(dāng)以在組分中的均勻分散體存在。

在異氰酸酯組分中，以催化劑的穩(wěn)定分散體/溶液存在是沒(méi)有問(wèn)題的，只須在加工時(shí)完全除去水分。在EP-B-0636154中敘述了能夠穩(wěn)定分散在異氰酸酯組分中的雜環(huán)取代的醚。然而，實(shí)際上，這僅僅在密閉系統(tǒng)中才有可能，例如在噴淋罐中或者采用筒裝法。

所以催化劑一般加入到水玻璃組分中。而在異氰酸酯組分中，以催化劑的穩(wěn)定分散體存在并無(wú)問(wèn)題，只須保證除去水分；另一方面，在水玻璃組分中，不能防止在高堿性溶液中催化劑發(fā)生浮花或水解，因此催化劑只能夠在加入之后不久便使組分混合，或者必須在水玻璃組分中仔細(xì)重新分散之后不久便與其它組分放在一起。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果將三氧化銻加到混合物中，能夠減少非均化趨勢(shì)(EP-B-0167002+003)。當(dāng)然，盡管這樣，也沒(méi)有生產(chǎn)出能夠貯存幾個(gè)月的分散體。應(yīng)用分散劑、增溶劑、穩(wěn)定劑、乳化劑、濕潤(rùn)劑、表面活性劑或多元醇，都沒(méi)產(chǎn)生完全令人滿意的結(jié)果。

過(guò)去應(yīng)用的催化劑是聚氨酯化學(xué)中普通的胺催化劑，例如叔胺、叔氨基-醇或多胺。除了這些之外，也應(yīng)用自EP-B-0167002和EP-B-0167003已知的三聚催化劑：同樣地是叔胺催化劑或曼尼希堿。在EP-B-0016262中敘述了金屬有機(jī)化合物，例如月桂酸二丁基錫。就過(guò)去一般用作催化劑的叔胺和曼尼希堿來(lái)說(shuō)，即使在異氰酸酯組分中應(yīng)用聚合物，事實(shí)上也是得到機(jī)械強(qiáng)度高但是較脆且硬的產(chǎn)物，并且產(chǎn)物的性質(zhì)難以控制。

因此，本發(fā)明是基于生產(chǎn)具有所需性能的、價(jià)廉的且能以簡(jiǎn)單方式制造的新型有機(jī)-無(wú)機(jī)產(chǎn)物的問(wèn)題。

該問(wèn)題通過(guò)令人驚異的發(fā)現(xiàn)得到了解決，即，伯氨基-醇能夠作為催化劑穩(wěn)定地溶解在水玻璃組分中，同時(shí)得到具有所希望性能的有機(jī)-無(wú)機(jī)產(chǎn)物。這是令人驚異的，因?yàn)樵诰郯滨セ瘜W(xué)中幾乎不能應(yīng)用伯氨基-醇，其原因在于：作為極高的反應(yīng)速率的結(jié)果，常常出現(xiàn)不希望的現(xiàn)象，例如反應(yīng)混合物的“溶脹”。因?yàn)榉磻?yīng)速率的增加，所要求的產(chǎn)品-性能的可控性降低。完全更令人驚異的在于，因?yàn)槭褂貌被?醇不僅解決了長(zhǎng)期存在的催化劑在水玻璃組分中的穩(wěn)定分散性的問(wèn)題，而且也開(kāi)辟了具有特殊性能/特性的有機(jī)-無(wú)機(jī)產(chǎn)物的制造路線。就過(guò)去一般用作催化劑的叔胺和曼尼希堿來(lái)說(shuō)，即使在異氰酸酯組分中應(yīng)用聚合物時(shí)，事實(shí)上也是得到機(jī)械強(qiáng)度高但是較脆且硬的產(chǎn)物。就本發(fā)明而言，現(xiàn)已能夠生產(chǎn)出不僅以高機(jī)械強(qiáng)度為特性，而且也以杰出彈性為特性的有機(jī)-無(wú)機(jī)產(chǎn)物，從而得到高機(jī)械負(fù)荷能力。