專利名稱：新型聚氨酯銨和/或聚碳酸酯化合物的制作方法
新型聚氨酯銨和/或聚碳酸酯化合物本發(fā)明涉及新型化合物，特別是聚氨酯銨(Ammonhim-Polyurethan-)和/或聚碳
酸酯化合物，特別是聚氨酯銨聚二有機(jī)硅氧烷和/或聚碳酸酯_聚二有機(jī)硅氧烷化合物， 其制造方法及其用途。包含季銨結(jié)構(gòu)的硅氧烷嵌段共聚物是公知的。一方面，它們可以是包括硅氧烷和季銨單元的二嵌段共聚物類型(DE 3340708、EP 282720、US 6,240,929、US 6,730,766)。另一方面，已經(jīng)研發(fā)基于組合硅氧烷/季銨/聚醚嵌段單元的三嵌段共聚 物(WO 02/10256、WO 02/10257、W002/10259、WO 2004/090007、WO 03/078504、 WO 2004/041912、W02004/042136)。這些三嵌段共聚物的最重要的優(yōu)點(diǎn)是它們的結(jié)構(gòu) 柔軟，可以在很大范圍內(nèi)適合于具體制品需求。此外，已知的是使用氨基封端的硅氧烷與基于烴的二異氰酸酯反應(yīng)，形成包含 脲基的 二嵌段共聚物(US 2006/0036055 和 Silicone，Chemie und Technologie，Vulkan Verlag Essen 1989, 94-96 頁(yè))。同樣描述了類似的脲烷衍生物(US 2004/0087752)。包含脲基和脲烷基的季銨化合物由GB 1128642已知。氨基或羥基封端的硅氧烷 與二異氰酸酯的反應(yīng)產(chǎn)生異氰酸酯封端的中間體，其然后例如與伯-叔二-或三胺反應(yīng)， 由此叔氨基發(fā)生季銨化。可以使用例如低聚乙二醇作為鏈延長(zhǎng)劑，但是這樣由于異氰酸 酯基的消耗而直接導(dǎo)致季銨基的量減少。因此，這種解決方案是不利的，因?yàn)椴荒苓M(jìn)行 包括大范圍的對(duì)具體制品需求的柔性結(jié)構(gòu)改進(jìn)。此外，已知使碳酸酯官能化硅氧烷與含有伯和仲氨基或羥基的烴反應(yīng)成為含有 脲烷基團(tuán)的硅氧烷或相應(yīng)的酯(US 5,672,338、US 5,686,547、DE 195 05 892)。也已建議使用不對(duì)稱取代的碳酸酯作為含有脲烷基團(tuán)的硅氧烷改性雙季鹽化合 物合成的連接基團(tuán)(WO 2005/058863)。最后，已描述了在合成含有硅氧烷單元和引入的胺鹽單元的聚氨酯嵌段共聚 物中使用這種不對(duì)稱取代的碳酸酯連接基(C.Novi，A.Mourran, H.Keul, Μ. Moller, Macromol.Chem.Phys.2006, 207，273-286)。這些化合物的缺點(diǎn)是它們僅具有胺鹽形式
的ρΗ-敏感電荷，這導(dǎo)致直接性降低。基于碳酸酯連接基的后兩種解決方案的根本缺點(diǎn)是該連接基的經(jīng)濟(jì)可行的合成 是借助于光氣進(jìn)行的，這極大地限制了使用方便性。因此本發(fā)明的目的是提供含有季銨基團(tuán)和硅氧烷單元的嵌段共聚物，其一方面 基于在沒(méi)有必須涉及光氣的反應(yīng)步驟的情況下引入碳酸酯，以及另一方面其中使得在大 范圍內(nèi)靈活地結(jié)構(gòu)適配具體產(chǎn)品技術(shù)要求。意外地，所述目的由含有季銨基團(tuán)和優(yōu)選聚二有機(jī)硅氧烷單元的聚氨酯-和/或 聚碳酸酯-嵌段共聚物解決。本發(fā)明提供新型化合物，其包括至少一個(gè)式(1)的結(jié)構(gòu)單元
權(quán)利要求
1.化合物，其包括至少一個(gè)式(1)的結(jié)構(gòu)單元
2.根據(jù)權(quán)利要求1的化合物，其中殘基R、R1和R2的至少一個(gè)為氫。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的化合物，其中殘基R、R1和R2為氫。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)的化合物，特征在于它們包括至少一個(gè)聚二有機(jī)硅氧烷單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的化合物，特征在于它們包括超過(guò)一個(gè)式(1)的結(jié)構(gòu)單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)的化合物，特征在于它們包括超過(guò)一個(gè)聚二有機(jī)硅氧烷單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)的線型化合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)的化合物，其中ST1、ST2和ST3各自為二價(jià)殘基。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)的支化化合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的支化化合物，其中通過(guò)殘基ST1或ST2的至少一個(gè)發(fā)生支化。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10任一項(xiàng)的化合物，包括至少一個(gè)式(4)的聚有機(jī)硅氧烷殘
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11任一項(xiàng)的化合物，其中Y= -NR6-,其中R6如以上定義。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12任一項(xiàng)的化合物，其中Y= -NH-O
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13任一項(xiàng)的化合物，特征在于它們包含一個(gè)或多個(gè)聚醚基團(tuán)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14任一項(xiàng)的化合物，其中ST1Φ ST2。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至15任一項(xiàng)的化合物，其中ST1和/或ST2包含下式的結(jié)構(gòu)單元
17.根據(jù)權(quán)利要求1至16任一項(xiàng)的化合物，其中 R、R1 和 R2 =氫，ST1 =具有2至200個(gè)碳原子的直鏈或環(huán)狀或支化、飽和或不飽和或芳族烴殘基，其 能夠任選含有-O-、-C (O)-和/或具有2至200個(gè)硅原子的聚二有機(jī)硅氧烷單元，ST2=具有2至200個(gè)碳原子的直鏈或環(huán)狀或支化、飽和或不飽和或芳族烴殘基，其 能夠含有-O-、-C(O)-、-NH-、-NR3-和任選的具有2至200個(gè)硅原子的聚二有機(jī)硅氧 烷單元，其中R3=具有至多10個(gè)碳原子的直鏈或環(huán)狀或支化、飽和或不飽和或芳族烴殘基，其能 夠含有-O-、-C(0)_*-NH-，ST3 =具有至多20個(gè)碳原子的二價(jià)直鏈取代或未取代的烴殘基，其能夠含有一個(gè)或 多個(gè)選自-O-和-C (O)-的基團(tuán)， Y = -NR6-,其中R6=氫或具有至多10個(gè)碳原子的直鏈、環(huán)狀或支化的，飽和、不飽和或芳族烴殘 基，其能夠含有一個(gè)或多個(gè)選自-O-、-C(O)-、-NH-和-NR3-的基團(tuán)，其中R3如以上 定義的，和R5=具有至多25個(gè)碳原子的直鏈或環(huán)狀或支化、飽和或不飽和或芳族烴殘基，其能 夠含有-ο-、-<:(0)-或-^ -，或 殘基R5的兩個(gè)形成亞烷基殘基，或當(dāng)形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)時(shí)，殘基R5的一個(gè)或多個(gè)形成連接至殘基ST2的鍵，A—=無(wú)機(jī)陰離子，例如鹵離子，有機(jī)陰離子，例如羧酸根、烷基硫酸根、磺酸根，前提條件是結(jié)構(gòu)單元ST1和ST2的至少一個(gè)包括聚二有機(jī)硅氧烷單元。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至17任一項(xiàng)的化合物，其中 R、R1 和 R2 =氫，ST1=具有2至100個(gè)碳原子的直鏈或環(huán)狀或支化、飽和或不飽和或芳族烴殘基，其 能夠任選含有-O-、-C (O)-和/或具有2至100個(gè)硅原子的聚二有機(jī)硅氧烷單元，ST2=具有2至100個(gè)碳原子的直鏈或環(huán)狀或支化、飽和或不飽和或芳族烴殘基，其 能夠含有-O-、-C(O)-、-NH-、-NR3-和任選的具有2至100個(gè)硅原子的聚二有機(jī)硅氧 烷單元，其中R3=具有至多7個(gè)碳原子的直鏈或環(huán)狀或支化、飽和或不飽和或芳族烴殘基，其能 夠含有-O-、-C(0)_*-NH-，ST3 =具有至多10個(gè)碳原子的二價(jià)直鏈烴殘基，其能夠含有一個(gè)或多個(gè)選 自-O-和-C(O)-的基團(tuán)， Y = -NR6-,其中R6=氫或具有至多7個(gè)碳原子的直鏈、環(huán)狀或支化的，飽和、不飽和或芳族烴殘 基，其能夠含有一個(gè)或多個(gè)選自-O-、-C(O)-、-NH-和-NR3-的基團(tuán)，其中R3如以上 定義的，和R5=具有至多6個(gè)碳原子的直鏈或環(huán)狀或支化、飽和或不飽和或芳族烴殘基，其能 夠含有-O-、-C(O)-、-NH-,或殘基R5的兩個(gè)形成C2-至C3-亞烷基殘基，或當(dāng)形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)時(shí)，殘基R5的一個(gè)或 多個(gè)形成連接至殘基ST2的鍵，A—=無(wú)機(jī)陰離子，例如鹵離子，特別是氯離子，有機(jī)陰離子，例如羧酸根，特別是 C2-至C18-羧酸根、烷基聚醚羧酸根、烷基硫酸根，特別是甲基硫酸根、磺酸根，特別 是烷基磺酸根和烷芳基磺酸根，非常特別是甲苯基磺酸根。
19.根據(jù)權(quán)利要求1至18任一項(xiàng)的化合物，其中至少10mol%的結(jié)構(gòu)單元ST1和ST2 含有聚二有機(jī)硅氧烷單元。
20.制備根據(jù)權(quán)利要求1至19任一項(xiàng)的化合物的方法，包括以下步驟使式(5)的化合物
21.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其中Y= NR6，其中R6如以上定義，優(yōu)選為氫。
22.根據(jù)權(quán)利要求20或21的方法，其中X為鹵素。
23.根據(jù)權(quán)利要求1至19任一項(xiàng)的化合物用于制備涂層、表面改性劑、彈性體、硬質(zhì) 體、粘合劑、金屬或塑料表面用底漆、聚合物添加劑、洗滌劑添加劑、流變性試劑、化 妝品試劑、纖維改性劑的用途。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的用途，用于制備硬質(zhì)表面的表面改性用涂層或試劑，所述硬質(zhì)表面例如為玻璃、陶瓷、瓷磚、混凝土和鋼部件，例如汽車車體和船舶船體。
25.根據(jù)權(quán)利要求23的用途，用于制備將硅氧烷彈性體連接至其它基材的底漆，所述 其它基材例如為鋼、鋁、玻璃、塑料，例如環(huán)氧樹(shù)脂、聚酰胺、聚苯硫、聚酯，例如聚 對(duì)苯二甲酸酯。
26.根據(jù)權(quán)利要求23的用途，用于制備熱塑性塑料的改性劑，所述熱塑性塑料例如為 聚烯烴、聚酰胺、聚氨酯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚碳酸酯。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的用途，其中所述改性劑為耐低溫沖擊改性劑。
28.根據(jù)權(quán)利要求26的用途，其中所述改性劑選自粘度調(diào)節(jié)劑、抗靜電劑、防霧 劑、能夠過(guò)氧化交聯(lián)或通過(guò)氫化硅烷化(鉬催化)交聯(lián)形成彈性體的硅橡膠用混合物成 分，在洗滌之前、期間和之后處理織物纖維的織物纖維用軟化劑，改性天然和合成纖維 例如毛發(fā)、棉纖維和合成纖維，例如聚酯纖維和聚酰胺纖維，以及交織織物的試劑，織 物整飾劑，以及含洗滌劑配制劑例如去垢劑和凈洗劑用的軟化劑。
29.根據(jù)權(quán)利要求1至19任一項(xiàng)的聚碳酸酯-聚有機(jī)硅氧烷化合物和/或聚氨酯_聚 有機(jī)硅氧烷化合物的用途_作為纖維用軟化劑，特別是在去垢劑、織物護(hù)理劑、織物整飾劑中， -作為去垢劑、織物護(hù)理劑、織物整飾劑中的軟化劑組分，-作為聚合物添加劑，例如用于熱塑性塑料，例如聚烯烴、聚酰胺、聚氨酯、聚(甲 基)丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚酯的改性劑，-作為表面改性用試劑，例如用于改性硬質(zhì)表面，所述硬質(zhì)表面例如為玻璃、陶瓷、 瓷磚、混凝土和鋼部件，例如汽車車體和船舶船體， _作為粘合劑，_作為用于金屬和塑料表面的底漆，例如將硅氧烷彈性體連接至其它基材的底漆，所 述其它基材例如為鋼、鋁、玻璃、塑料，例如環(huán)氧樹(shù)脂、聚酰胺、聚苯硫、聚酯，例如 聚對(duì)苯二甲酸酯，-作為流變性試劑，-作為涂層、密封料或彈性體，_用于化妝品試劑中，例如作為乳化劑、調(diào)理劑、固化劑、增稠劑， -在毛發(fā)用化妝品配制劑中作為調(diào)理劑， -作為改性劑， -作為耐低溫沖擊改性劑， -作為粘合劑和密封料中的成分，-作為制備彈性體的起始材料，所述彈性體例如為熱塑性彈性體，例如用于制備電纜 涂層、管、襯墊、鍵盤墊、膜，例如選擇性氣體滲透膜，-作為涂層，例如防污涂層、防粘涂層，組織相容覆層、阻燃覆層和作為用于生物相 容材料的涂層，-作為化妝品、身體護(hù)理劑、油漆添加劑、洗滌劑中的助劑材料、消泡配制劑和紡織 加工配制劑用的涂布劑，用于改性樹(shù)脂或改性浙青， _作為電子元件的包裝材料， -作為絕緣或隔離材料，_作為形成冷凝水的空腔例如飛機(jī)、船舶、汽車中的密封材料， _作為洗凈劑、凈洗劑或護(hù)理劑的添加劑， _作為身體護(hù)理劑的添加劑， -作為木材、紙張和紙板的涂層材料， _作為脫模劑，“作為醫(yī)療應(yīng)用例如隱形眼鏡中的生物相容材料， “作為紡織纖維或紡織織物的涂層材料， “作為天然材料例如皮革或毛皮的涂層材料， “作為膜用材料和_作為光活性體系用，例如光刻方法、光學(xué)數(shù)據(jù)安全保證或光學(xué)數(shù)據(jù)傳輸用的材料， -作為粘度調(diào)節(jié)劑、抗靜電劑，-作為能夠過(guò)氧化交聯(lián)或通過(guò)氫化硅烷化(鉬催化)交聯(lián)形成彈性體的硅橡膠的混合 物成分，和在此用于改性表面性質(zhì)，例如改性氣體和液體的擴(kuò)散，和/或用于改性硅氧 烷彈性體的溶脹行為，_作為織物纖維用的軟化劑，-作為在洗滌之前、期間和之后，用基于陰離子、非離子和陽(yáng)離子表面活性劑的配制 劑處理織物纖維的軟化劑，-作為用于改性天然纖維和合成纖維例如毛發(fā)、棉纖維和合成纖維，例如聚酯纖維和 聚酰胺纖維，以及交織織物的試劑， _用于紡織整飾劑中，以及 “用于含洗滌劑配制劑例如去垢劑和凈洗劑中。
30.根據(jù)權(quán)利要求1至19任一項(xiàng)的聚碳酸酯-聚有機(jī)硅氧烷化合物和/或聚氨酯_聚 有機(jī)硅氧烷化合物在如下方面的用途-在固體或液體洗滌劑配制劑中含量為大約0.1至10重量％，相對(duì)于該配制劑總量， -在化妝品配制劑和纖維處理配制劑例如織物護(hù)理劑中，含量為大約0.1至50重 量％，相對(duì)于該配制劑總量，-在用于處理和整飾硬質(zhì)表面的配制劑中，所述硬質(zhì)表面例如為玻璃、陶瓷、瓷磚、 塑料表面、金屬表面、漆表面，特別是船舶船體和汽車車體，非常特別是還在自動(dòng)汽車 清洗用干燥劑配制劑中，_作為粘合劑或底漆，優(yōu)選用于將硅氧烷彈性體連接至其它基材，例如鋼、鋁、玻 璃、環(huán)氧樹(shù)脂、聚酰胺，_作為用于基于過(guò)氧化和鉬催化交聯(lián)的基于烴的聚合物和基于硅氧烷的彈性體體系的 改性劑，例如耐低溫沖擊改性劑和極性改性劑，-在用于處理天然和合成纖維例如棉、羊毛、基于聚酯和聚酰胺的合成纖維的配制劑 中，所述天然和合適纖維特別為織物形式的，_在用于纖維處理的試劑中，特別是在含有陰離子、非離子和/或陽(yáng)離子表面活性劑 的洗滌劑配制劑中，例如為洗滌劑的成分的試劑，單獨(dú)加入到運(yùn)行的清洗過(guò)程的試劑或 者在清洗過(guò)程之后添加的試劑，-作為單獨(dú)的軟化劑體系的成分，特別是基于陽(yáng)離子表面活性劑的軟化劑體系，特別是用于在洗滌纖維和織物之后添加的，“作為防止或逆轉(zhuǎn)織物起皺的熨燙助劑和試劑，_在整飾纖維用的配制劑中，特別是用于第一次整飾和處理例如棉、羊毛、基于聚酯 和聚酰胺的合成纖維，其特別為織物形式，紙張和木材，_在用于處理毛發(fā)和皮膚的化妝品體系中，特別是作為液體、乳劑或漿料的形式的純 物質(zhì)、溶液、混合物、乳液或微乳液，它們特別在粘度上不同，_在用于處理毛發(fā)和皮膚的化妝品體系中，特別是在“用后需沖洗型”產(chǎn)品，例如 “2合1”香波、“沐浴露”和用于在清洗期間和之后或者染色之后處理毛發(fā)，或者在漂 白、卷曲或拉直毛發(fā)之前處理毛發(fā)的毛發(fā)調(diào)理劑，以及人們所說(shuō)的“留著型”產(chǎn)品，例 如生發(fā)油、護(hù)理乳劑、定型乳劑、發(fā)用凝膠、毛發(fā)定型產(chǎn)品、毛發(fā)固定劑、美發(fā)噴劑、 泵噴劑、吹波組合物和吹干固定組合物，在毛發(fā)染料，特別是在永久性、半永久性和臨 時(shí)性毛發(fā)染料中，_作為軟化劑配制劑的成分， -作為位于固體載體上的洗滌清新劑體系的成分。
31.去垢劑配制劑，化妝品配制劑或纖維處理用配制劑，包含至少一種根據(jù)權(quán)利要求 1至19任一項(xiàng)的聚碳酸酯-聚有機(jī)硅氧烷化合物和/或聚氨酯_聚有機(jī)硅氧烷化合物。
32.反應(yīng)性組合物，包括至少一種式(5)的化合物
33.根據(jù)權(quán)利要求32的反應(yīng)性組合物，其中Y= NR6，其中R6如以上定義，優(yōu)選為
34.固化組合物，能通過(guò)固化根據(jù)權(quán)利要求32至33任一項(xiàng)的反應(yīng)性組合物獲得。
35.根據(jù)權(quán)利要求34的固化組合物，選自涂層和模制品。
全文摘要
本發(fā)明涉及新的化合物，特別是聚氨酯銨和/或聚碳酸酯化合物，特別是聚氨酯銨-聚二有機(jī)硅氧烷和/或聚碳酸酯-聚二有機(jī)硅氧烷化合物，其制備方法及其用途。
文檔編號(hào)C08G77/458GK102027042SQ200980116942
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2009年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月11日
發(fā)明者K-H·佐克爾, R·瓦格納, W·西蒙 申請(qǐng)人:邁圖高新材料有限責(zé)任公司