專利名稱：預(yù)聚物組合物和由其制備的密封劑的制作方法
背景在許多應(yīng)用中使用了密封劑以提供對(duì)液體和氣體的阻隔。這些應(yīng)用包括不同材料的粘合、伸縮接頭的密封、幕墻和側(cè)壁的組裝、耐候的建筑屋頂體系，以及門、窗和其它建筑部件周圍的周邊的密封(即，周邊的密封)。
密封劑組合物可以是單組分或雙組分的類型。一般而言，濕氣可固化的單組分密封劑組合物包含封端的聚氨酯預(yù)聚物，和通常包含當(dāng)將密封劑組合物暴露于空氣濕度下時(shí)可促進(jìn)預(yù)聚物之間的交聯(lián)反應(yīng)的固化催化劑。當(dāng)在正常的溫度和濕度條件下使用時(shí)，單組分密封劑組合物發(fā)生反應(yīng)以形成堅(jiān)韌的、撓性的彈性體密封件。
希望密封劑組合物和涂料組合物具有使其特別適用于它們所預(yù)期的應(yīng)用的性能的組合。這些組合物應(yīng)該能夠被包裝在密封的容器或者筒中并且儲(chǔ)存相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間而不會(huì)不適宜地“凝固”或者硬化(由于交聯(lián)的作用)。當(dāng)被用作添隙用密封劑或者涂料組合物時(shí)，它們?cè)诒皇┯貌⑶冶┞队诳諝鉂穸认轮髴?yīng)很快形成相對(duì)沒有粘性的表面，并且應(yīng)在可接受的時(shí)間內(nèi)固化而不會(huì)形成氣泡。這些組合物應(yīng)以固化的狀態(tài)強(qiáng)韌地粘附到廣泛種類的表面上，比如，玻璃、鋁、混凝土、大理石和鋼的表面。固化狀態(tài)的密封劑或涂料應(yīng)具有充分的彈性和撓性以承受在由氣候改變引起的溫度變化期間與面板相關(guān)的膨脹和收縮等，并且承受造成與面板相關(guān)的彎曲或扭曲的風(fēng)力。
聚氨酯密封劑組合物和涂料組合物通?；诋惽杷狨シ舛说念A(yù)聚物。在一些情況下，這些預(yù)聚物被硅烷基全部或部分地封端。一般而言，采用被硅烷基100％封端的預(yù)聚物制得的密封劑沒有充分的撓性來承受大的接點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。因此開發(fā)了被硅烷基與其它基團(tuán)，特別是脂族醇基的組合封端的預(yù)聚物。盡管采用被硅烷基與脂族醇基的組合封端的預(yù)聚物制得的密封劑具有增強(qiáng)的撓性，但這些密封劑當(dāng)暴露于高熱、高濕度的極端風(fēng)化條件下和延長(zhǎng)地暴露于UV輻射時(shí)更容易粉化、破裂和泛黃。這些密封劑當(dāng)暴露于這些風(fēng)化條件下時(shí)還會(huì)喪失強(qiáng)度。許多這些不希望的變化可以歸因于在固化的密封劑中存在的聚合物鏈的裂化(reversion)或降解。
已經(jīng)被脂族醇封端劑部分封端的聚氨酯預(yù)聚物的聚合物鏈會(huì)在儲(chǔ)存期間，特別是當(dāng)暴露于高熱下時(shí)降解。由于這樣的降解，采用這些預(yù)聚物制得的密封劑組合物喪失了它們的機(jī)械強(qiáng)度，并且因此是較不希望的。
因此，希望擁有一種提供給彈性體密封件以改進(jìn)的風(fēng)化穩(wěn)定性的新的密封劑組合物。還希望的是具有提高的熱穩(wěn)定性和儲(chǔ)存穩(wěn)定性的新的預(yù)聚物組合物。
發(fā)明概述本發(fā)明提供了一種用于制備單組分的濕氣可固化的密封劑、粘合劑或涂料的預(yù)聚物組合物，和一種制備該預(yù)聚物組合物的方法。
該預(yù)聚物組合物包含被硅烷基或者硅烷基與衍生自醇的封端基團(tuán)的組合封端的聚氨酯預(yù)聚物，和一定量的(在下文中被稱作“過量”)芳族醇。優(yōu)選地，該芳族醇的分子量為小于2000。該硅烷封端的預(yù)聚物通過以下方式形成使端羥基的聚合物材料與芳族、或者優(yōu)選脂族異氰酸酯反應(yīng)以提供含有在下文中被稱作“初始”NCO基團(tuán)的NCO端基的預(yù)聚物。然后通過使該預(yù)聚物與足量的硅烷封端劑反應(yīng)而使所得的聚氨酯預(yù)聚物被部分或全部地封閉或者封端，以提供其中50％-100％的初始NCO基團(tuán)被硅烷基封端的聚氨酯預(yù)聚物。
在預(yù)聚物被硅烷基100％封端的那些情況下，則將預(yù)聚物與足量的芳族醇結(jié)合以提供包含過量的未反應(yīng)的芳族醇和該預(yù)聚物的組合物。在預(yù)聚物被硅烷基部分封端的那些情況下，可以使預(yù)聚物與芳族醇反應(yīng)以提供包含過量的芳族醇和被硅烷基與芳族醇基的組合全部封端的預(yù)聚物?？蛇x擇地，可以使被硅烷基部分封端的預(yù)聚物在芳族醇的存在下與脂族醇反應(yīng)，以提供包含過量的芳族醇和被硅烷基、脂族醇基與芳族醇基的組合封端的預(yù)聚物?？蛇x擇地，可以在沒有芳族醇存在的情況下使被硅烷基部分封端的預(yù)聚物與脂族醇反應(yīng)以提供被硅烷基與脂族醇基的組合封端的預(yù)聚物，然后將其與芳族醇結(jié)合以提供包含過量的芳族醇和封端的聚氨酯預(yù)聚物的組合物。
取決于被硅烷基封端的NCO基團(tuán)的百分比，與硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚物結(jié)合的芳族醇的含量比預(yù)聚物中初始NCO基團(tuán)的含量多出0mol％-約65mol％。因此，由于芳族醇將與沒有被硅烷基封端的NCO基團(tuán)反應(yīng)而提供被硅烷基和芳族醇基二者封端的聚氨酯預(yù)聚物，組合物中過量的芳族醇比預(yù)聚物中初始NCO基團(tuán)的含量多出0mol％-15mol％。
本發(fā)明還提供了采用本發(fā)明的預(yù)聚物組合物制備的密封劑組合物和涂料組合物。該密封劑組合物和涂料組合物包含本發(fā)明的預(yù)聚物組合物和用于提高該密封劑組合物或涂料組合物的固化速率的催化劑。優(yōu)選地，該密封劑組合物還包含增強(qiáng)填充劑。任選地，該密封劑組合物包含粘合促進(jìn)劑、流變改性劑、濕氣清除劑和UV穩(wěn)定劑中的一種或多種。
本發(fā)明的預(yù)聚物組合物、密封劑組合物和涂料組合物與不含有過量的芳族醇的組合物相比而具有改進(jìn)的風(fēng)化穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和UV穩(wěn)定性。通過使本發(fā)明的密封劑組合物濕氣固化而形成的密封劑具有優(yōu)良的機(jī)械性能，比如高的延伸性、低的模量以及優(yōu)良的粘合性。由于它們不含溶劑，因此本發(fā)明的預(yù)聚物和密封劑組合物也是對(duì)環(huán)境有益的。
發(fā)明詳述本發(fā)明涉及預(yù)聚物組合物和包含本發(fā)明的預(yù)聚物組合物的密封劑組合物和涂料組合物。
預(yù)聚物組合物在一個(gè)方面中，本發(fā)明提供了具有提高的儲(chǔ)存能力的預(yù)聚物組合物。該預(yù)聚物組合物包含在本文中被稱作“過量”的一定量的未反應(yīng)的芳族醇，和其端基被硅烷基或者被硅烷基與衍生自以下的封端基團(tuán)的組合全部封端的聚氨酯預(yù)聚物該封端基團(tuán)衍生自一種或多種芳族醇、或者一種或多種脂族醇、或者一種或多種芳族醇與一種或多種脂族醇的組合。該預(yù)聚物通過以下方式制得使端羥基的聚合物材料與異氰酸酯反應(yīng)以提供在其末端具有NCO基團(tuán)的預(yù)聚物鏈。然后使所得的聚氨酯預(yù)聚物與足量的硅烷封端劑反應(yīng)以提供其中50-10O％，優(yōu)選70-100％，更優(yōu)選85-100％的NCO基團(tuán)被硅烷基封閉或者封端的聚氨酯預(yù)聚物。
用于制備本發(fā)明的硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚物的合適的端羥基聚合物材料包括，但不限于，二-、三-和四官能的多元醇，其包括聚醚多元醇、聚酯多元醇、丙烯酸類多元醇以及含有兩個(gè)或更多個(gè)羥基和直鏈或支鏈烴的多元醇。
合適的聚醚二醇和三醇包括聚乙烯醚二醇或三醇、聚丙烯醚二醇或三醇、聚丁烯醚二醇或三醇、聚四亞甲基醚二醇或三醇，以及這些二醇和三醇的嵌段共聚物。
合適的端羥基聚酯包括由多元酸或酸酐(例如，己二酸和鄰苯二甲酸酐)和多元醇制備的任何端羥基聚酯，其中該聚酯預(yù)聚物的羥基官能度大于2，優(yōu)選大于2.3。含有羥基的聚內(nèi)酯也適合于制備該預(yù)聚物，特別是聚己內(nèi)酯二醇和三醇。
合適的丙烯酸類多元醇包括端羥基的聚丙烯酸酯。丙烯酸酯包括，但不限于，丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸2-乙基己酯或以上物質(zhì)的混合物。含有兩個(gè)或更多個(gè)羥基和直鏈或支鏈烴的合適多元醇包括羥基官能化的聚丁二烯。其它合適的多元醇包括含有羥基的聚碳酸酯。
優(yōu)選地，該多元醇的重均分子量為500-18,000。對(duì)于被用來制備密封劑組合物的預(yù)聚物而言，優(yōu)選的是該多元醇的重均分子量為2,000-8,000。對(duì)于被用來制備涂料組合物的預(yù)聚物而言，優(yōu)選的是該多元醇的重均分子量為500-4000。
與端羥基主鏈聚合物反應(yīng)的異氰酸酯是含有2個(gè)或更多個(gè)異氰酸酯基團(tuán)的有機(jī)異氰酸酯或者這些有機(jī)異氰酸酯的混合物。該異氰酸酯是芳族異氰酸酯，或者優(yōu)選是脂族異氰酸酯。合適的芳族二-或三異氰酸酯的例子包括p，p′，p″-三異氰酸三苯酯基甲烷、p，p′-二異氰酸二苯酯基甲烷、萘-1，5-二異氰酸酯、2，4-甲苯二異氰酸酯、2，6-甲苯二異氰酸酯和其混合物。優(yōu)選的脂族異氰酸酯的例子是異佛爾酮二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷-4，4′-二異氰酸酯和其混合物。
可以通過在環(huán)境溫度和壓力下將端羥基聚合物和有機(jī)異氰酸酯一起混合來制備聚氨酯預(yù)聚物，盡管如果將反應(yīng)混合物的溫度升高至較高的溫度(例如，60-100℃的溫度)則反應(yīng)速率會(huì)顯著提高。為了確保聚氨酯預(yù)聚物含有NCO端基，使用化學(xué)計(jì)量過量的異氰酸酯。
然后將所得的含有NCO端基的預(yù)聚物與硅烷封端劑反應(yīng)，以使得50-100mol％，優(yōu)選70-100mol％，更優(yōu)選85-100mol％的初始NCO端基被硅烷基封閉或者封端。合適的硅烷封端劑的例子包括，但不限于，對(duì)應(yīng)于式I的硅烷。
H-NR1-R2-Si(OR3)2(R4)I其中R1表示氫、含有1-10個(gè)碳原子的取代的脂族、脂環(huán)族和/或芳族烴基、第二個(gè)-R2-Si(OR3)2(R4)，或者-CHR5-CHR6COOR7，其中R5和R6是H或C1-6有機(jī)結(jié)構(gòu)部分，和R7是C1-10有機(jī)結(jié)構(gòu)部分，R2表示含有1-8個(gè)碳原子的線形或支化的亞烷基，R3表示C1-6烷基，和R4＝-CH3、-CH2CH3或OR3。
對(duì)應(yīng)于式I的合適的氨基硅烷的例子包括N-苯基氨基丙基三甲氧基硅烷、N-乙基氨基異丁基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、和氨基硅烷(比如，γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷)與丙烯酸類單體(比如，丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸縮水甘油酯)的反應(yīng)產(chǎn)物。
其它合適的硅烷的例子包括巰基硅烷、巰基硅烷與單環(huán)氧化物的反應(yīng)產(chǎn)物、和環(huán)氧硅烷與仲胺的反應(yīng)產(chǎn)物。
制備聚氨酯預(yù)聚物和甲硅烷基化的聚氨酯預(yù)聚物的方法是本領(lǐng)域公知的。參見例如美國(guó)專利N0s.3,627,722、3,632,557、3,979,344和4,222,925，這些專利在此引入作為參考。
然后將所得的甲硅烷基化的聚氨酯預(yù)聚物與足量的醇結(jié)合，以將任何未反應(yīng)的，即，未被甲硅烷基化的NCO基團(tuán)封閉或者封端。該醇可以是脂族醇、或者優(yōu)選是芳族醇、或者是一種或多種芳族醇和一種或多種脂族醇的組合。將全部封閉的聚氨酯預(yù)聚物，即，其NCO基團(tuán)被硅烷基或者硅烷基與醇基的組合100％封閉的預(yù)聚物與足量的芳族醇結(jié)合，以提供包含封端的聚氨酯預(yù)聚物和未反應(yīng)的芳族醇的預(yù)聚物組合物。任選地，該組合物還可以包含少量的，即，少于初始NCO基團(tuán)的5mol％的未反應(yīng)的脂族醇。取決于未反應(yīng)的NCO基團(tuán)的含量，使甲硅烷基化的預(yù)聚物與一定含量的醇，優(yōu)選芳族醇反應(yīng)，所述醇的含量比聚氨酯預(yù)聚物中初始NCO基團(tuán)多出0mol％-65mol％。因此，所得組合物中未反應(yīng)的或者過量的芳族醇的量比聚氨酯預(yù)聚物中初始NCO基團(tuán)多出0mol％-15mol％。優(yōu)選地，所得組合物中未反應(yīng)的或者過量的芳族醇的量比聚氨酯預(yù)聚物中初始NCO基團(tuán)多出2mol％。
優(yōu)選地，芳族醇的分子量為小于2000。合適的芳族醇的例子包括苯酚、3-甲氧基苯酚、4-甲氧基苯酚、壬基苯酚、間-甲酚、對(duì)-甲酚、4-氯苯酚、間-羥基苯甲醛、鄰-羥基苯甲醛、對(duì)-羥基苯甲醛、氫醌、1-羥基-2-丙酮、3-羥基苯乙酮和4-羥基苯乙酮。
在80℃下使被硅烷基部分封端的聚氨酯預(yù)聚物與芳族醇反應(yīng)90分鐘，以提供包含被硅烷和芳族醇封端的聚氨酯預(yù)聚物以及過量的芳族醇的組合物?？蛇x擇地，在80℃下使被硅烷基部分封端的聚氨酯預(yù)聚物與脂族醇或者脂族醇和芳族醇的組合反應(yīng)90分鐘，以提供包含被硅烷基和醇基的組合全部封端的聚氨酯組分的組合物。在預(yù)聚物被硅烷基或者硅烷基和醇封端基團(tuán)的組合100％封端的那些情況下，可以在不加熱的條件下將該聚合物與過量的芳族醇結(jié)合。
任選地，該組合物還包含濕氣清除劑，該清除劑可以在反應(yīng)后加入。包含在該預(yù)聚物組合物中的濕氣清除劑的例子是乙烯基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、六甲基二硅氮烷、對(duì)甲苯磺酰基異氰酸酯(PTSI)、甲苯二異氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)和聚合的MDI。該預(yù)聚物的含濕量?jī)?yōu)選為0.1-10％，更優(yōu)選為0.2-3％。
密封劑組合物和涂料組合物在另一方面中，本發(fā)明提供了一種包含本發(fā)明的預(yù)聚物組合物和固化催化劑的密封劑組合物或涂料組合物。合適的固化催化劑包括二乙酸二丁基錫、二月桂酸二丁基錫和雙(乙酰丙酮)二丁基錫。
優(yōu)選地，該密封劑組合物或涂料組合物包含增強(qiáng)填充劑。合適的增強(qiáng)填充劑的例子包括，但不限于，CaCO3、熱解法二氧化硅、粘土、滑石。優(yōu)選地，該密封劑組合物還包含粘合促進(jìn)劑。合適的粘合促進(jìn)劑包括，但不限于，氨基硅烷和環(huán)氧硅烷。任選地，該密封劑組合物包含流變改性劑、濕氣清除劑和UV穩(wěn)定劑中的一種或多種。密封劑組合物中合適的濕氣清除劑的例子是甲苯二異氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)和聚合的MDI、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、六甲基二硅氮烷、對(duì)甲苯磺?；惽杷狨?。
通過將預(yù)聚物組合物與增強(qiáng)填充劑混合直到獲得均勻的混合物而制備出這些組合物。該混合在降低了混合物中的濕含量的條件下進(jìn)行。此后，將催化劑和其它所需的組分(例如，粘合促進(jìn)劑)加入到混合物中。
密封劑組合物和涂料組合物的應(yīng)用該密封劑組合物可用于密封或者粘結(jié)建筑物、公路、橋梁、卡車、拖車、公共汽車、旅行車、小汽車、公用設(shè)備、窗戶應(yīng)用等。可以采用本發(fā)明的密封劑組合物將不同的材料例如密封或者粘結(jié)，這些材料包括含水泥的產(chǎn)品、金屬、塑料、玻璃、EIFS材料、乙烯基樹脂、涂色(painted)金屬、涂布的玻璃、Kynar、大理石、花崗巖和磚?？梢圆捎脴?biāo)準(zhǔn)設(shè)備，比如，填縫槍或者填縫泵來施用該密封劑組合物。
可以通過將其噴涂或者傾倒在表面上并且采用輥或者其它類似的設(shè)備使其鋪展過表面而將涂料組合物涂覆到表面上。
實(shí)施例以下實(shí)施例僅僅用于舉例說明的目的，并不意味著限制如在此所附的權(quán)利要求所定義的本發(fā)明范圍。
實(shí)施例1預(yù)聚物組合物在75-80℃的溫度下在氮?dú)庀掳殡S著攪拌使782g平均重均分子量為4000的聚丙二醇二醇、118g鄰苯二甲酸二異癸酯(DIDP)和51g甲苯二異氰酸酯(TDI)與0.04g二月桂酸二丁基錫反應(yīng)。在達(dá)到約0.7％的理論NCO含量之后，將43g氨基硅烷(氨基丙基三甲氧基硅烷與丙烯酸乙酯的反應(yīng)產(chǎn)物)加入到反應(yīng)器中。繼續(xù)反應(yīng)直到游離的NCO含量低于0.05％。然后將3g壬基苯酚與0.02g二月桂酸二丁基錫一起加入到反應(yīng)混合物中。在75℃下繼續(xù)反應(yīng)直到NCO的百分比降至0。在反應(yīng)的末尾加入3.3g乙烯基三甲氧基硅烷(濕氣清除劑)。所得的預(yù)聚物組合物在25℃下的Brookfield粘度約為30,000cps。在一年的擱置老化后，該預(yù)聚物組合物的Brookfield粘度低于40,000cps。
實(shí)施例2預(yù)聚物組合物在85℃的溫度下在氮?dú)庀率?68g平均重均分子量為4000的聚丙二醇二醇和74.4g異佛爾酮二異氰酸酯與0.06g二月桂酸二丁基錫反應(yīng)。在達(dá)到約0.85％的理論NCO含量之后，將43g氨基硅烷(氨基丙基三甲氧基硅烷與丙烯酸乙酯的反應(yīng)產(chǎn)物)加入到反應(yīng)器中。繼續(xù)反應(yīng)直到游離的NCO含量低于0.2％。然后將11g壬基苯酚加入到反應(yīng)混合物中。在85℃下繼續(xù)反應(yīng)直到NCO的百分比降至0。在反應(yīng)的末尾加入4g乙烯基三甲氧基硅烷(濕氣清除劑)。所得的預(yù)聚物組合物在25℃下的Brookfield粘度約為32,000cps。在一年的擱置老化后，該預(yù)聚物組合物的Brookfield粘度低于40,000cps。
實(shí)施例3預(yù)聚物組合物在85℃的溫度下在氮?dú)庀率?76g平均重均分子量為4000的聚丙二醇二醇和75.4g異佛爾酮二異氰酸酯與0.06g二月桂酸二丁基錫反應(yīng)。在達(dá)到約0.85％的理論NCO含量之后，將34g N-乙基氨基異丁基三甲氧基硅烷加入到反應(yīng)器中。繼續(xù)反應(yīng)直到游離的NCO含量低于0.2％。然后將11g壬基苯酚加入到反應(yīng)混合物中。在85℃下繼續(xù)反應(yīng)直到NCO的百分比降至0。在反應(yīng)的末尾加入4g乙烯基三甲氧基硅烷(濕氣清除劑)。所得的預(yù)聚物組合物在25℃下的Brookfield粘度約為38,000cps。在一年的擱置老化后，該預(yù)聚物組合物的Brookfield粘度低于45,000cps。
實(shí)施例4密封劑組合物基于以下配方制備密封劑組合物。
材料wt％硅烷和壬基苯酚封端的聚氨酯預(yù)聚物27.04(實(shí)施例1、2或3)增塑劑(Santicizer 160) 17涂覆的沉淀碳酸鈣(Hakuenka CCR) 40涂覆的重質(zhì)碳酸鈣(Hi-Pflex 100) 10著色劑 4.3乙烯基三甲氧基硅烷(A-171) 1氨基丙基三甲氧基硅烷0.08N-乙基氨基丙基異丁基三甲氧基硅烷0.5二乙酸二丁基錫 0.08通過以下方式來制備密封劑組合物首先在75℃下在真空下使實(shí)施例1、2或3的聚氨酯預(yù)聚物組合物與增塑劑、碳酸鈣和著色劑混合約60分鐘以降低體系中的濕氣含量。然后將所有硅烷和催化劑加入到混合物中，并且在真空下繼續(xù)混合10分鐘。
如上所述制備的三種密封劑組合物的每一種在環(huán)境條件下儲(chǔ)存于密封容器中超過一年時(shí)均表現(xiàn)出優(yōu)良的穩(wěn)定性。固化的密封劑在暴露于50％的濕度和25℃下3周之后表現(xiàn)出20的肖爾A硬度。當(dāng)密封劑在Xenon Wertherometer中暴露于UV光下超過4000小時(shí)的時(shí)候，沒有觀察到破裂或粉化或者任何其它的裂化(即，聚合物的鍵降解)的跡象。在暴露于UV光下4000小時(shí)之后，肖爾A硬度仍然保持在約20。另外，采用實(shí)施例2和3的預(yù)聚物制備的密封在暴露于UV光下之后表現(xiàn)出優(yōu)良的顏色穩(wěn)定性。
所有的密封劑還提供了優(yōu)良的物理性能。所有密封劑的表層形成時(shí)間約為60分鐘。對(duì)于20g的材料而言，在60psi下密封劑的擠出速率約為20秒。斷裂拉伸強(qiáng)度約為150psi，斷裂伸長(zhǎng)率大于500％，撕裂強(qiáng)度約為40pli。所有的密封劑還表現(xiàn)出對(duì)各種基材比如鋁、玻璃、混凝土、乙烯基樹脂、鋼和磚的優(yōu)良粘合性。
因此，本發(fā)明的密封劑組合物或涂料組合物具有優(yōu)良的儲(chǔ)存壽命、具有優(yōu)良的流動(dòng)性而容易噴射、具有良好的撓性以承受接點(diǎn)運(yùn)動(dòng)、在固化時(shí)不會(huì)收縮和起泡、在暴露于UV光時(shí)具有優(yōu)良的風(fēng)化穩(wěn)定性，并且在暴露于空氣濕度下之后表現(xiàn)出迅速的結(jié)皮時(shí)間(skin time)。
權(quán)利要求
1.一種用于制備密封劑組合物和涂料組合物的預(yù)聚物組合物，其包含a)含有被硅烷基或者硅烷基和醇基封端的NCO端基的預(yù)聚物，和b)過量的未反應(yīng)的芳族醇。
2.權(quán)利要求1的預(yù)聚物組合物，其中該未反應(yīng)的醇的分子量為小于2000。
3.權(quán)利要求1的預(yù)聚物組合物，其中該組合物中過量的未反應(yīng)的芳族醇比該預(yù)聚物中封端的NCO基團(tuán)多出0mol％-15mol％。
4.權(quán)利要求3的預(yù)聚物組合物，其中該組合物中過量的未反應(yīng)的芳族醇比該預(yù)聚物中封端的NCO基團(tuán)多出2mol％。
5.權(quán)利要求1的預(yù)聚物組合物，其中該組合物還包含過量的未反應(yīng)的脂族醇，其中該組合物中過量的未反應(yīng)的脂族醇少于該組合物中過量的芳族醇，和其中該組合物中過量的未反應(yīng)的脂族醇比該預(yù)聚物中封端的NCO基團(tuán)少5mol％。
6.權(quán)利要求1的預(yù)聚物組合物，其中50％-100％的NCO基團(tuán)被硅烷封端基團(tuán)封端，和其中該預(yù)聚物上0％-50％的NCO基團(tuán)被芳族醇封端基團(tuán)、或脂族醇封端基團(tuán)、或芳族醇與脂族醇封端基團(tuán)的組合封端。
7.權(quán)利要求1的預(yù)聚物組合物，其中該預(yù)聚物上70％-100％的NCO基團(tuán)被硅烷封端基團(tuán)封端，和其中該預(yù)聚物上0％-30％的NCO基團(tuán)被芳族醇封端基團(tuán)、或脂族醇封端基團(tuán)、或芳族醇與脂族醇封端基團(tuán)的組合封端。
8.權(quán)利要求1的預(yù)聚物組合物，其中該預(yù)聚物上80％-100％的NCO基團(tuán)被硅烷封端基團(tuán)封端，和其中該預(yù)聚物上0％-20％的NCO基團(tuán)被芳族醇封端基團(tuán)、或脂族醇封端基團(tuán)、或芳族醇與脂族醇封端基團(tuán)的組合封端。
9.權(quán)利要求1的預(yù)聚物組合物，其中所述組合物還包含濕氣清除劑。
10.權(quán)利要求9的預(yù)聚物組合物，其中該濕氣清除劑選自乙烯基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、六甲基二硅氮烷、對(duì)甲苯磺?；惽杷狨?PTSI)、甲苯二異氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)和聚合的MDI。
11.一種用于制備密封劑組合物和涂料組合物的預(yù)聚物組合物，其包含a)含有被硅烷基或者硅烷基與芳族醇基的組合封端的NCO端基的預(yù)聚物，和b)過量的重均分子量小于2000的芳族醇，其中該預(yù)聚物上50％-100％的NCO基團(tuán)被硅烷封端基團(tuán)封端，和其中該預(yù)聚物上0％-50％的NCO基團(tuán)被芳族醇封端基團(tuán)封端，和其中該組合物中過量的芳族醇比該預(yù)聚物中封端的NCO基團(tuán)多出0mol％-15mol％。
12.一種制備預(yù)聚物組合物的方法，a)使端羥基的聚合物與含有2個(gè)或更多個(gè)異氰酸酯基團(tuán)的有機(jī)異氰酸酯反應(yīng)以提供包含NCO端基的預(yù)聚物；b)使步驟(a)的預(yù)聚物與硅烷封端劑反應(yīng)以提供其中預(yù)聚物上50％-100％的NCO基團(tuán)被硅烷基封端的預(yù)聚物；c)任選地使步驟(b)的被硅烷部分封端的預(yù)聚物與芳族醇、脂族醇或者芳族醇與脂族醇的組合反應(yīng)以提供被硅烷基部分封端并且被醇基部分封端的聚氨酯預(yù)聚物；d)使步驟(b)或步驟(c)的預(yù)聚物與足量的芳族醇反應(yīng)以提供包含全部封端的NCO基團(tuán)和過量的芳族醇的預(yù)聚物組合物。
13.權(quán)利要求12的方法，其中步驟(d)包括使被硅烷基部分或者全部封端的預(yù)聚物與一定含量的醇反應(yīng)，所述的含量比預(yù)聚物中初始NCO基團(tuán)的含量多出0mol％-65mol％。
14.權(quán)利要求12的方法，其中該硅烷封端劑具有下式H-NR1-R2-Si(OR3)2(R4)I其中R1表示氫、含有1-10個(gè)碳原子的取代的脂族、脂環(huán)族和/或芳族烴基、第二個(gè)-R2-Si(OR3)2(R4)，或者-CHR5-CHR6COOR7，其中R5和R6是H或C1-6有機(jī)結(jié)構(gòu)部分，和R7是C1-10有機(jī)結(jié)構(gòu)部分，R2表示含有1-8個(gè)碳原子的線形或支化的亞烷基，R3表示C1-6烷基，和R4＝-CH3、-CH2CH3或OR3。
15.權(quán)利要求12的方法，其中該硅烷封端劑選自N-苯基氨基丙基三甲氧基硅烷、N-乙基氨基異丁基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、氨基硅烷與丙烯酸類單體的反應(yīng)產(chǎn)物、巰基硅烷、巰基硅烷與單環(huán)氧化物的反應(yīng)產(chǎn)物、和環(huán)氧硅烷與仲胺的反應(yīng)產(chǎn)物。
16.權(quán)利要求12的方法，其中該端羥基的聚合物的重均分子量為500-18000。
17.權(quán)利要求12的方法，其中該芳族醇的分子量為小于2000。
18.權(quán)利要求12的方法，其中該芳族醇選自苯酚、3-甲氧基苯酚、4-甲氧基苯酚、壬基苯酚、間-甲酚、對(duì)-甲酚、4-氯苯酚、間-羥基苯甲醛、鄰-羥基苯甲醛、對(duì)-羥基苯甲醛、氫醌、1-羥基-2-丙酮、3-羥基苯乙酮和4-羥基苯乙酮。
19.權(quán)利要求12的方法，其中與硅烷封端的預(yù)聚物反應(yīng)的芳族醇的量比該預(yù)聚物中初始NCO基團(tuán)多出0mol％-65mol％。
20.權(quán)利要求8的方法，其中該預(yù)聚物中85％-100％的NCO基團(tuán)被硅烷基封端，和其中與硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚物反應(yīng)的芳族醇的量比該預(yù)聚物中初始NCO基團(tuán)多出0mol％-30mol％。
21.權(quán)利要求12的方法，其中使該端羥基的聚合物與脂族異氰酸酯反應(yīng)。
22.權(quán)利要求12的方法，其中該脂族異氰酸酯是異佛爾酮二異氰酸酯或二環(huán)己基甲烷-4，4′-二異氰酸酯、或者異佛爾酮二異氰酸酯和二環(huán)己基甲烷-4，4′-二異氰酸酯的混合物。
23.權(quán)利要求12的方法，其中該端羥基的聚合物選自聚醚多元醇、聚酯多元醇、丙烯酸類多元醇和含有2個(gè)或更多個(gè)羥基的烴鏈。
24.一種密封劑組合物，其包含a)含有以下組分的預(yù)聚物組合物i)含有被硅烷基或者硅烷基與衍生自醇的封端基團(tuán)的組合封端的NCO端基的預(yù)聚物，其中所述預(yù)聚物的重均分子量為5,000-60,000，和ii)過量的芳族醇，和b)用于當(dāng)將該密封劑組合物暴露于空氣濕度下時(shí)促進(jìn)該預(yù)聚物之間的交聯(lián)的催化劑。
25.權(quán)利要求24的密封劑組合物，其中該組合物中過量的未反應(yīng)的芳族醇比該預(yù)聚物中封端的NCO基團(tuán)多出0mol％-15mol％。
26.權(quán)利要求24的密封劑組合物，其中該預(yù)聚物上50％-100％的NCO基團(tuán)被硅烷封端基團(tuán)封端，和其中該預(yù)聚物上0％-50％的NCO基團(tuán)被芳族醇封端基團(tuán)、或脂族醇封端基團(tuán)、或芳族醇與脂族醇封端基團(tuán)的組合封端。
27.權(quán)利要求24的密封劑組合物，其中該預(yù)聚物上70％-100％的NCO基團(tuán)被硅烷封端基團(tuán)封端，和其中該預(yù)聚物上0％-30％的NCO基團(tuán)被芳族醇封端基團(tuán)、或脂族醇封端基團(tuán)、或芳族醇與脂族醇封端基團(tuán)的組合封端。
28.權(quán)利要求24的密封劑組合物，其中該預(yù)聚物上80％-100％的NCO基團(tuán)被硅烷封端基團(tuán)封端，和其中該預(yù)聚物上0％-20％的NCO基團(tuán)被芳族醇封端基團(tuán)、或脂族醇封端基團(tuán)、或芳族醇與脂族醇封端基團(tuán)的組合封端。
29.權(quán)利要求24的密封劑組合物，其還包含增強(qiáng)填充劑。
30.權(quán)利要求24的密封劑組合物，其還包含濕氣清除劑。
31.權(quán)利要求24的密封劑組合物，其還包含粘合促進(jìn)劑。
32.一種涂料組合物，其包含a)含有以下組分的預(yù)聚物組合物i)含有被硅烷基或者硅烷基與衍自于醇的封端基團(tuán)的組合封端的NCO端基的預(yù)聚物，其中所述預(yù)聚物的重均分子量為1,000-20,000，和ii)過量的芳族醇，和b)用于當(dāng)將該涂料組合物暴露于空氣濕度下時(shí)促進(jìn)該預(yù)聚物之間的交聯(lián)的催化劑。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于制備單組分的濕氣可固化的密封劑、粘合劑或涂料的預(yù)聚物組合物和一種制備該預(yù)聚物組合物的方法。該預(yù)聚物組合物包含被硅烷基或者硅烷基與衍生自醇的封端基團(tuán)的組合封端的聚氨酯預(yù)聚物，和在下文中被稱作“過量”的一定量的未反應(yīng)的芳族醇，該芳族醇的分子量為小于2000。該組合物中過量的未反應(yīng)的芳族醇比預(yù)聚物中初始NCO基團(tuán)的含量多出0mol％－15mol％。50－100％的初始NCO基團(tuán)被硅烷基封端，和0－50％的初始NCO基團(tuán)被衍生自芳族醇、脂族醇或者這兩者的封端基團(tuán)封端。本發(fā)明還提供了包含本發(fā)明的預(yù)聚物組合物的密封劑組合物和涂料組合物。
文檔編號(hào)C09D175/04GK1860149SQ200480028605
公開日2006年11月8日 申請(qǐng)日期2004年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月2日
發(fā)明者馮達(dá)民 申請(qǐng)人:特里姆科有限公司