[發明專利]封閉的異氰酸酯和它們在涂料組合物中的用途

有效

• 申請號: 200580037216.4
• 申請日: 2005-09-02
• 公開（公告）號: CN101072806A
• 公開（公告）日: 2007-11-14
• 發明（設計）人: J·希門尼斯;D·巴塔查爾吉;J·N·阿伊羅普洛斯
• 申請（專利權）人: 陶氏環球技術公司
• 主分類號: C08G18/79
• 分類號: C08G18/79;C08G18/80;C08G18/75;C09D175/04
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 程偉

本發明涉及包含異氰脲酸酯基團的封閉的(blocked)多異氰酸酯，該異氰脲酸酯基團衍生自雙(異氰酸甲酯基)環己烷(bis(isocyanatomethyl)cyclohexane)，這樣封閉的多異氰酸酯的制備方法和及其用途。?

屏蔽或封閉的異氰酸酯廣泛用作含水和溶劑型涂料組合物中的交聯劑和特別用于雙組分聚氨酯涂料。包含異氰脲酸酯環的封閉的多異氰酸酯目前用于粉末涂料應用和溶液型應用，以生產高性能膜或涂料。基于環脂族異氰酸酯，如己二異氰酸酯(HDI)的異氰脲酸酯的使用由于這類產物的低Tg而受到限制。基于異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)的產物相似地受到限制，這是由于基于IPDI的產物盡管具有良好的硬度，通常具有差的耐沖擊性(柔韌性)。?

因此，持續需要新的封閉的多異氰酸酯，該多異氰酸酯具有適于粉末涂料應用的良好Tg，它可用于溶劑型應用和得到具有硬度和柔韌性的良好平衡的涂層。?

本發明提供包含異氰脲酸酯部分的熱離解的封閉多異氰酸酯組合物，其中異氰脲酸酯是雙(異氰酸甲酯基)環己烷(bis(isocyanotomethyl)cyclohexane)的反應產物，其中雙(異氰酸甲酯基)環己烷是包括順式-1，3-雙(異氰酸甲酯基)環己烷、反式-1，3-雙(異氰酸甲酯基)環己烷、順式-1，4-雙(異氰酸甲酯基)環己烷和反式-1，4-雙(異氰酸甲酯基)環己烷的兩種或多種的混合物，條件是組合物包括至少5重量％的1，4-異構體。?

在另一個實施方案中，本發明涉及包括(a)以上給出的封閉的異氰脲酸酯組合物和(b)多羥基化合物的涂料組合物。這樣的組合物可用于常規粉末涂料或溶劑型涂料應用的配制劑。?

本發明進一步提供封閉的異氰脲酸酯組合物的制備方法，該方法包括在異氰酸酯對封閉劑上異氰酸酯反應性基團的比例下使多異氰酸酯與熱離解的封閉劑反應以封閉少于40％的異氰酸酯基團和然后在三?聚催化劑存在下環化多異氰酸酯，當達到所需環化程度時去活化三聚催化劑，其中異氰脲酸酯衍生自順式-1，3-雙(異氰酸甲酯基)環己烷、反式-1，3-雙(異氰酸甲酯基)環己烷、順式-1，4-雙(異氰酸甲酯基)環己烷和反式-1，4-雙(異氰酸甲酯基)環己烷的兩種或多種，條件是組合物包括至少5重量％的1，4-異構體。?

本發明的包含異氰脲酸酯的封閉的異氰酸酯組合物從雙(異氰酸甲酯基)環己烷制備。優選異氰酸酯包括順式-1，3-雙(異氰酸甲酯基)環己烷、反式-1，3-雙(異氰酸甲酯基)環己烷、順式-1，4-雙(異氰酸甲酯基)環己烷和反式-1，4-雙(異氰酸甲酯基)環己烷的兩種或多種，條件是該異構體混合物包括至少約5重量％的1，4-異構體。在優選的實施方案中，組合物包含1，3-和1，4-異構體的混合物。優選的環脂族二異氰酸酯由如下結構式I-IV表示：?

反式-1，3-雙(異氰酸甲酯基)-環己烷?

結構式I?

順式-1，3-雙(異氰酸甲酯基)-環己烷?

結構式II?

反式-1，4-雙(異氰酸甲酯基)-環己烷?

結構式III?

順式-1，4-雙(異氰酸甲酯基)-環己烷?

結構式IV?

這些環脂族二異氰酸酯可以以摻合物使用，例如從丁二烯和丙烯腈的Diels-Alder反應，隨后加氫甲酰基化，然后還原胺化以形成胺而制造，即順式-1，3-雙(異氰酸甲酯基)環己烷、反式-1，3-雙(異氰酸甲酯基)環己烷、順式-1，4-雙(異氰酸甲酯基)環己烷和反式-1，4-雙(異氰酸甲酯基)環己烷，隨后與光氣反應以形成環脂族二異氰酸酯混合物。雙(氨基甲基)環己烷的制備描述于U.S.專利6,252,121。?

在一個實施方案中，將異氰脲酸酯封閉的異氰酸酯組合物與上述的封閉的環脂族二異氰酸酯單體混合。優選封閉的多異氰酸酯混合物包含至少20重量％異氰脲酸酯封閉的異氰酸酯組合物和更優選至少30重量％異氰脲酸酯封閉的異氰酸酯組合物。?

在一個實施方案中，異氰脲酸酯異氰酸酯組合物衍生自包含5至90重量％的1，4-異構體的混合物。優選異構體混合物包括10至80重量％的1，4-異構體。更優選至少20，最優選至少30和甚至更優選至少40重量％的1，4-異構體。?

在異氰酸酯組合物中，0.1至50重量％的雙(異氰酸甲酯基)環己烷的異構體以外的至少一種多異氰酸酯可在混合物中存在。?