专利名称：新型聚氨酯铵和/或聚碳酸酯化合物的制作方法
新型聚氨酯铵和/或聚碳酸酯化合物本发明涉及新型化合物，特别是聚氨酯铵(Ammonhim-Polyurethan-)和/或聚碳
酸酯化合物，特别是聚氨酯铵聚二有机硅氧烷和/或聚碳酸酯_聚二有机硅氧烷化合物， 其制造方法及其用途。包含季铵结构的硅氧烷嵌段共聚物是公知的。一方面，它们可以是包括硅氧烷和季铵单元的二嵌段共聚物类型(DE 3340708、EP 282720、US 6,240,929、US 6,730,766)。另一方面，已经研发基于组合硅氧烷/季铵/聚醚嵌段单元的三嵌段共聚 物(WO 02/10256、WO 02/10257、W002/10259、WO 2004/090007、WO 03/078504、 WO 2004/041912、W02004/042136)。这些三嵌段共聚物的最重要的优点是它们的结构 柔软，可以在很大范围内适合于具体制品需求。此外，已知的是使用氨基封端的硅氧烷与基于烃的二异氰酸酯反应，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 页)。同样描述了类似的脲烷衍生物(US 2004/0087752)。包含脲基和脲烷基的季铵化合物由GB 1128642已知。氨基或羟基封端的硅氧烷 与二异氰酸酯的反应产生异氰酸酯封端的中间体，其然后例如与伯-叔二-或三胺反应， 由此叔氨基发生季铵化。可以使用例如低聚乙二醇作为链延长剂，但是这样由于异氰酸 酯基的消耗而直接导致季铵基的量减少。因此，这种解决方案是不利的，因为不能进行 包括大范围的对具体制品需求的柔性结构改进。此外，已知使碳酸酯官能化硅氧烷与含有伯和仲氨基或羟基的烃反应成为含有 脲烷基团的硅氧烷或相应的酯(US 5,672,338、US 5,686,547、DE 195 05 892)。也已建议使用不对称取代的碳酸酯作为含有脲烷基团的硅氧烷改性双季盐化合 物合成的连接基团(WO 2005/058863)。最后，已描述了在合成含有硅氧烷单元和引入的胺盐单元的聚氨酯嵌段共聚 物中使用这种不对称取代的碳酸酯连接基(C.Novi，A.Mourran, H.Keul, Μ. Moller, Macromol.Chem.Phys.2006, 207，273-286)。这些化合物的缺点是它们仅具有胺盐形式
的ρΗ-敏感电荷，这导致直接性降低。基于碳酸酯连接基的后两种解决方案的根本缺点是该连接基的经济可行的合成 是借助于光气进行的，这极大地限制了使用方便性。因此本发明的目的是提供含有季铵基团和硅氧烷单元的嵌段共聚物，其一方面 基于在没有必须涉及光气的反应步骤的情况下引入碳酸酯，以及另一方面其中使得在大 范围内灵活地结构适配具体产品技术要求。意外地，所述目的由含有季铵基团和优选聚二有机硅氧烷单元的聚氨酯-和/或 聚碳酸酯-嵌段共聚物解决。本发明提供新型化合物，其包括至少一个式(1)的结构单元
权利要求
1.化合物，其包括至少一个式(1)的结构单元
2.根据权利要求1的化合物，其中残基R、R1和R2的至少一个为氢。
3.根据权利要求2的化合物，其中残基R、R1和R2为氢。
4.根据权利要求1至3任一项的化合物，特征在于它们包括至少一个聚二有机硅氧烷单元。
5.根据权利要求2的化合物，特征在于它们包括超过一个式(1)的结构单元。
6.根据权利要求1至3任一项的化合物，特征在于它们包括超过一个聚二有机硅氧烷单元。
7.根据权利要求1至6任一项的线型化合物。
8.根据权利要求1至7任一项的化合物，其中ST1、ST2和ST3各自为二价残基。
9.根据权利要求1至6任一项的支化化合物。
10.根据权利要求9的支化化合物，其中通过残基ST1或ST2的至少一个发生支化。
11.根据权利要求1至10任一项的化合物，包括至少一个式(4)的聚有机硅氧烷残
12.根据权利要求1至11任一项的化合物，其中Y= -NR6-,其中R6如以上定义。
13.根据权利要求1至12任一项的化合物，其中Y= -NH-O
14.根据权利要求1至13任一项的化合物，特征在于它们包含一个或多个聚醚基团。
15.根据权利要求1至14任一项的化合物，其中ST1Φ ST2。
16.根据权利要求1至15任一项的化合物，其中ST1和/或ST2包含下式的结构单元
17.根据权利要求1至16任一项的化合物，其中 R、R1 和 R2 =氢，ST1 =具有2至200个碳原子的直链或环状或支化、饱和或不饱和或芳族烃残基，其 能够任选含有-O-、-C (O)-和/或具有2至200个硅原子的聚二有机硅氧烷单元，ST2=具有2至200个碳原子的直链或环状或支化、饱和或不饱和或芳族烃残基，其 能够含有-O-、-C(O)-、-NH-、-NR3-和任选的具有2至200个硅原子的聚二有机硅氧 烷单元，其中R3=具有至多10个碳原子的直链或环状或支化、饱和或不饱和或芳族烃残基，其能 够含有-O-、-C(0)_*-NH-，ST3 =具有至多20个碳原子的二价直链取代或未取代的烃残基，其能够含有一个或 多个选自-O-和-C (O)-的基团， Y = -NR6-,其中R6=氢或具有至多10个碳原子的直链、环状或支化的，饱和、不饱和或芳族烃残 基，其能够含有一个或多个选自-O-、-C(O)-、-NH-和-NR3-的基团，其中R3如以上 定义的，和R5=具有至多25个碳原子的直链或环状或支化、饱和或不饱和或芳族烃残基，其能 够含有-ο-、-<:(0)-或-^ -，或 残基R5的两个形成亚烷基残基，或当形成环状结构时，残基R5的一个或多个形成连接至残基ST2的键，A—=无机阴离子，例如卤离子，有机阴离子，例如羧酸根、烷基硫酸根、磺酸根，前提条件是结构单元ST1和ST2的至少一个包括聚二有机硅氧烷单元。
18.根据权利要求1至17任一项的化合物，其中 R、R1 和 R2 =氢，ST1=具有2至100个碳原子的直链或环状或支化、饱和或不饱和或芳族烃残基，其 能够任选含有-O-、-C (O)-和/或具有2至100个硅原子的聚二有机硅氧烷单元，ST2=具有2至100个碳原子的直链或环状或支化、饱和或不饱和或芳族烃残基，其 能够含有-O-、-C(O)-、-NH-、-NR3-和任选的具有2至100个硅原子的聚二有机硅氧 烷单元，其中R3=具有至多7个碳原子的直链或环状或支化、饱和或不饱和或芳族烃残基，其能 够含有-O-、-C(0)_*-NH-，ST3 =具有至多10个碳原子的二价直链烃残基，其能够含有一个或多个选 自-O-和-C(O)-的基团， Y = -NR6-,其中R6=氢或具有至多7个碳原子的直链、环状或支化的，饱和、不饱和或芳族烃残 基，其能够含有一个或多个选自-O-、-C(O)-、-NH-和-NR3-的基团，其中R3如以上 定义的，和R5=具有至多6个碳原子的直链或环状或支化、饱和或不饱和或芳族烃残基，其能 够含有-O-、-C(O)-、-NH-,或残基R5的两个形成C2-至C3-亚烷基残基，或当形成环状结构时，残基R5的一个或 多个形成连接至残基ST2的键，A—=无机阴离子，例如卤离子，特别是氯离子，有机阴离子，例如羧酸根，特别是 C2-至C18-羧酸根、烷基聚醚羧酸根、烷基硫酸根，特别是甲基硫酸根、磺酸根，特别 是烷基磺酸根和烷芳基磺酸根，非常特别是甲苯基磺酸根。
19.根据权利要求1至18任一项的化合物，其中至少10mol%的结构单元ST1和ST2 含有聚二有机硅氧烷单元。
20.制备根据权利要求1至19任一项的化合物的方法，包括以下步骤使式(5)的化合物
21.根据权利要求20的方法，其中Y= NR6，其中R6如以上定义，优选为氢。
22.根据权利要求20或21的方法，其中X为卤素。
23.根据权利要求1至19任一项的化合物用于制备涂层、表面改性剂、弹性体、硬质 体、粘合剂、金属或塑料表面用底漆、聚合物添加剂、洗涤剂添加剂、流变性试剂、化 妆品试剂、纤维改性剂的用途。
24.根据权利要求23的用途，用于制备硬质表面的表面改性用涂层或试剂，所述硬质表面例如为玻璃、陶瓷、瓷砖、混凝土和钢部件，例如汽车车体和船舶船体。
25.根据权利要求23的用途，用于制备将硅氧烷弹性体连接至其它基材的底漆，所述 其它基材例如为钢、铝、玻璃、塑料，例如环氧树脂、聚酰胺、聚苯硫、聚酯，例如聚 对苯二甲酸酯。
26.根据权利要求23的用途，用于制备热塑性塑料的改性剂，所述热塑性塑料例如为 聚烯烃、聚酰胺、聚氨酯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚碳酸酯。
27.根据权利要求26的用途，其中所述改性剂为耐低温冲击改性剂。
28.根据权利要求26的用途，其中所述改性剂选自粘度调节剂、抗静电剂、防雾 剂、能够过氧化交联或通过氢化硅烷化(钼催化)交联形成弹性体的硅橡胶用混合物成 分，在洗涤之前、期间和之后处理织物纤维的织物纤维用软化剂，改性天然和合成纤维 例如毛发、棉纤维和合成纤维，例如聚酯纤维和聚酰胺纤维，以及交织织物的试剂，织 物整饰剂，以及含洗涤剂配制剂例如去垢剂和净洗剂用的软化剂。
29.根据权利要求1至19任一项的聚碳酸酯-聚有机硅氧烷化合物和/或聚氨酯_聚 有机硅氧烷化合物的用途_作为纤维用软化剂，特别是在去垢剂、织物护理剂、织物整饰剂中， -作为去垢剂、织物护理剂、织物整饰剂中的软化剂组分，-作为聚合物添加剂，例如用于热塑性塑料，例如聚烯烃、聚酰胺、聚氨酯、聚(甲 基)丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚酯的改性剂，-作为表面改性用试剂，例如用于改性硬质表面，所述硬质表面例如为玻璃、陶瓷、 瓷砖、混凝土和钢部件，例如汽车车体和船舶船体， _作为粘合剂，_作为用于金属和塑料表面的底漆，例如将硅氧烷弹性体连接至其它基材的底漆，所 述其它基材例如为钢、铝、玻璃、塑料，例如环氧树脂、聚酰胺、聚苯硫、聚酯，例如 聚对苯二甲酸酯，-作为流变性试剂，-作为涂层、密封料或弹性体，_用于化妆品试剂中，例如作为乳化剂、调理剂、固化剂、增稠剂， -在毛发用化妆品配制剂中作为调理剂， -作为改性剂， -作为耐低温冲击改性剂， -作为粘合剂和密封料中的成分，-作为制备弹性体的起始材料，所述弹性体例如为热塑性弹性体，例如用于制备电缆 涂层、管、衬垫、键盘垫、膜，例如选择性气体渗透膜，-作为涂层，例如防污涂层、防粘涂层，组织相容覆层、阻燃覆层和作为用于生物相 容材料的涂层，-作为化妆品、身体护理剂、油漆添加剂、洗涤剂中的助剂材料、消泡配制剂和纺织 加工配制剂用的涂布剂，用于改性树脂或改性浙青， _作为电子元件的包装材料， -作为绝缘或隔离材料，_作为形成冷凝水的空腔例如飞机、船舶、汽车中的密封材料， _作为洗净剂、净洗剂或护理剂的添加剂， _作为身体护理剂的添加剂， -作为木材、纸张和纸板的涂层材料， _作为脱模剂，“作为医疗应用例如隐形眼镜中的生物相容材料， “作为纺织纤维或纺织织物的涂层材料， “作为天然材料例如皮革或毛皮的涂层材料， “作为膜用材料和_作为光活性体系用，例如光刻方法、光学数据安全保证或光学数据传输用的材料， -作为粘度调节剂、抗静电剂，-作为能够过氧化交联或通过氢化硅烷化(钼催化)交联形成弹性体的硅橡胶的混合 物成分，和在此用于改性表面性质，例如改性气体和液体的扩散，和/或用于改性硅氧 烷弹性体的溶胀行为，_作为织物纤维用的软化剂，-作为在洗涤之前、期间和之后，用基于阴离子、非离子和阳离子表面活性剂的配制 剂处理织物纤维的软化剂，-作为用于改性天然纤维和合成纤维例如毛发、棉纤维和合成纤维，例如聚酯纤维和 聚酰胺纤维，以及交织织物的试剂， _用于纺织整饰剂中，以及 “用于含洗涤剂配制剂例如去垢剂和净洗剂中。
30.根据权利要求1至19任一项的聚碳酸酯-聚有机硅氧烷化合物和/或聚氨酯_聚 有机硅氧烷化合物在如下方面的用途-在固体或液体洗涤剂配制剂中含量为大约0.1至10重量％，相对于该配制剂总量， -在化妆品配制剂和纤维处理配制剂例如织物护理剂中，含量为大约0.1至50重 量％，相对于该配制剂总量，-在用于处理和整饰硬质表面的配制剂中，所述硬质表面例如为玻璃、陶瓷、瓷砖、 塑料表面、金属表面、漆表面，特别是船舶船体和汽车车体，非常特别是还在自动汽车 清洗用干燥剂配制剂中，_作为粘合剂或底漆，优选用于将硅氧烷弹性体连接至其它基材，例如钢、铝、玻 璃、环氧树脂、聚酰胺，_作为用于基于过氧化和钼催化交联的基于烃的聚合物和基于硅氧烷的弹性体体系的 改性剂，例如耐低温冲击改性剂和极性改性剂，-在用于处理天然和合成纤维例如棉、羊毛、基于聚酯和聚酰胺的合成纤维的配制剂 中，所述天然和合适纤维特别为织物形式的，_在用于纤维处理的试剂中，特别是在含有阴离子、非离子和/或阳离子表面活性剂 的洗涤剂配制剂中，例如为洗涤剂的成分的试剂，单独加入到运行的清洗过程的试剂或 者在清洗过程之后添加的试剂，-作为单独的软化剂体系的成分，特别是基于阳离子表面活性剂的软化剂体系，特别是用于在洗涤纤维和织物之后添加的，“作为防止或逆转织物起皱的熨烫助剂和试剂，_在整饰纤维用的配制剂中，特别是用于第一次整饰和处理例如棉、羊毛、基于聚酯 和聚酰胺的合成纤维，其特别为织物形式，纸张和木材，_在用于处理毛发和皮肤的化妆品体系中，特别是作为液体、乳剂或浆料的形式的纯 物质、溶液、混合物、乳液或微乳液，它们特别在粘度上不同，_在用于处理毛发和皮肤的化妆品体系中，特别是在“用后需冲洗型”产品，例如 “2合1”香波、“沐浴露”和用于在清洗期间和之后或者染色之后处理毛发，或者在漂 白、卷曲或拉直毛发之前处理毛发的毛发调理剂，以及人们所说的“留着型”产品，例 如生发油、护理乳剂、定型乳剂、发用凝胶、毛发定型产品、毛发固定剂、美发喷剂、 泵喷剂、吹波组合物和吹干固定组合物，在毛发染料，特别是在永久性、半永久性和临 时性毛发染料中，_作为软化剂配制剂的成分， -作为位于固体载体上的洗涤清新剂体系的成分。
31.去垢剂配制剂，化妆品配制剂或纤维处理用配制剂，包含至少一种根据权利要求 1至19任一项的聚碳酸酯-聚有机硅氧烷化合物和/或聚氨酯_聚有机硅氧烷化合物。
32.反应性组合物，包括至少一种式(5)的化合物
33.根据权利要求32的反应性组合物，其中Y= NR6，其中R6如以上定义，优选为
34.固化组合物，能通过固化根据权利要求32至33任一项的反应性组合物获得。
35.根据权利要求34的固化组合物，选自涂层和模制品。
全文摘要
本发明涉及新的化合物，特别是聚氨酯铵和/或聚碳酸酯化合物，特别是聚氨酯铵-聚二有机硅氧烷和/或聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷化合物，其制备方法及其用途。
文档编号C08G77/458GK102027042SQ200980116942
公开日2011年4月20日 申请日期2009年3月5日 优先权日2008年3月11日
发明者K-H·佐克尔, R·瓦格纳, W·西蒙 申请人:迈图高新材料有限责任公司