专利名称：低温固化mdi预聚物的制作方法
背景技术：
MDI基涂层被用于大型金属结构(桥梁、油井设备等)。在寒冷的北方气候中，在低至20°F的温度下使用这些涂层。必须在24小时内固化(干燥至可触摸)这些涂层。
本领域已使用包含具有16％NCO的预聚物的MDI基涂层组合物。通过MI-50异氰酸酯与2000MW、全PO二醇在丙氧基化的乙二胺(DABCOCL-485，乙二胺)存在时进行反应来制备所述预聚物。PO与二胺的摩尔比是5比1。这种预聚物的薄膜(127μ)在20°F、50％相对湿度下经过24小时湿固化。然而，这些薄膜在20°F下泡沫很多。而且，在室温下制备这些薄膜时甚至含有更多的泡沫，并且不能与底物很好地粘着。
因此需要能在约20°F的低温下于24小时内湿固化并且没有先有技术的那些缺点的预聚物和涂层组合物。
发明概述本发明涉及MDI预聚物及其薄膜，所述薄膜在少于约24小时内在20°F下湿固化。该预聚物的官能度为约1.6-2.4，优选约2.0-2.2，更优选约2.0-2.05。
通过从包含多元醇、异氰酸酯以及至少双官能度的脂肪族叔胺(该胺的氮原子上带有一个或多个EO基团)的反应体系制备所述预聚物来提高这些预聚物的固化速率。有用的胺包括带有EO基团的C-5胺，如甲基二乙醇胺；带有EO基团的C-8胺，如二(2-羟乙基)十八烷基氧丙胺；带有EO基团的双官能度C-18胺；带有EO基团的双官能度的C-22胺，以及四官能度的丙氧基化/乙氧基化乙二胺。通常，有用的胺可以含有一个或多个烷基。此外，所述烷基可以含1-22个碳原子。
所述预聚物在室温下的粘度是约1000-6000cps，其含有约6-20％的NCO，优选约10-18％的NCO，更优选约14-16％的NCO，最优选约15％的NCO。该预聚物可以形成能在20°F下一昼夜(24小时)就湿固化(湿度为30-70％，干燥至可触摸)的薄膜。
发明详述术语表1.ARCOL E-351是分子量为2800的聚乙二醇，其羟基数是38.5-41.5mg KOH/g，来自Lyondell Chemical Co.；2.ARCOL E-381是分子量为2000的聚乙二醇，其羟基数是56.0mgKOH/g，来自Lyondell Chemical Co.；3.ARCOL LG-56是用甘油引发的分子量为3000的聚氧化丙烯多元醇，来自Lyondell Chemical Co.；4.ARCOL PPG-2025是用二醇引发的分子量为2000的聚丙二醇，来自Lyondell Chemical Co.；5.ARCOL PPG-3025是用二醇引发的分子量为3000的聚丙二醇，来自Lyondell Chemical Co.；6.ARCOL PPG-4025是用二醇引发的分子量为4000的聚丙二醇，来自Lyondell Chemical Co.；7.甲基二乙醇胺，来自Air Products Inc.，Allentown，PA8.C8胺是Chemeen 8-2。Chemeen 8-2是乙氧基化辛胺，来自Chemax，Inc.，Greenville，SC9.DABCO CL 485是四官能度的丙氧基化乙二胺，来自AirProducts；10.E-T-2是乙氧基化牛油胺，来自TOMAH PRODUCTS；11.E-18-2是二(2-羟乙基)十八烷基氧丙胺，来自TOMAHPRODUCTS；12.E-22-2胺是乙氧基化脂族胺，来自TOMAH PRODUCTS；13.来自AKZO NOBEL的ETHOMEEN 18/12是乙氧基化(2)十八胺，其当量为345-370，胺数为156；14.来自AKZO NOBEL的ETHOMEEN T/12是乙氧基化(2)牛油烷基胺，其当量为340-360，胺数为160；15.MI-20是20％的2，4’MDI和80％的4，4′MDI的混合物，来自Huntsman Polyurethanes；16.MI-30是30％的2，4’MDI和70％的4，4′MDI的混合物，来自Huntsman Polyurethanes；
17.MI-50是50％的2，4’MDI和50％的4，4′MDI的混合物，来自Huntsman Polyurethanes；18.MONDUR XP 7080是芳族聚异氰酸酯预聚物，来自Bayer。
19.Propomeen T12是丙氧基化牛油胺，来自Akzo Nobel20.RUBINATE 9272是MDI基聚醚预聚物，来自HuntsmanPolyurethanes；21.RUBINOL F456是用二醇引发的分子量为2000的丙二醇，来自Huntsman Polyurethanes；22.SYNPERONIC T304是中等分子量脂族胺引发的乙二胺的聚醚多醇EO/PO加合物。它的OH值是140-132，分子量是1650，总碱值是8.9。它来自Uniqema；23.SYNPERONIC T701是高分子量脂族胺引发的乙二胺的聚醚多醇EO/PO加合物。它的OH值是65-58，分子量是3700，总碱值是3.5。它来自Uniqema；24.三乙醇胺，来自Huntsman Polyurethanes，Inc。
25.除非另作说明，所有的分子量、当量以及官能度都是聚合物的平均数，而且对纯化合物是其绝对值。
在本发明中，从包含异氰酸酯、多元醇以及至少双官能度的脂肪族叔胺(该胺的氮原子上可以连有一个或多个EO基团)的反应混合物来制备预聚物。优选，所述胺的氮原子上连有两个EO基团。用下式代表所述的胺-NR1R2R3其中R1、R2和R3可以相同或不同，可以是任何取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯烃或取代或未取代的炔烃，优选C1-C22烷基，更优选C1-C18烷基，最优选C18烷基，并且R1、R2、R3中至少一个含有EO部分。另外，R1、R2和R3可以任选地含有其它叔氮。
可用来生产所述预聚物的异氰酸酯包括4，4MDI和4，4MDI与2，4MDI的混合物。优选，异氰酸酯是4，4MDI与2，4MDI的混合物，如MI-20、MI-30和MI-50，更优选MI-50。其它可以使用的异氰酸酯包括3，3’-二甲基-4，4’-二亚苯基二异氰酸酯、3，3’-二甲氧-4，4’-二亚苯基二异氰酸酯、3，3’-二苯基-4，4’-二亚苯基二异氰酸酯、4，4’-二亚苯基二异氰酸酯、4-氯-1，3-亚苯基二异氰酸酯、3，3’-二氯-4，4’-二亚苯基二异氰酸酯、1，5-萘二异氰酸酯、邻和对甲氧基异氰酸酯、邻二异氰酸酯苄基氯、辛基二异氰酸酯、十八烷基二异氰酸酯、亚乙基二异氰酸酯、1，4-四亚甲基二异氰酸酯、1，6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、2，4，4-三甲基-1，6-六亚甲基二异氰酸酯、1，12-十二烷二异氰酸酯、环己基二异氰酸酯、环己烷-1，4-二异氰酸酯、环丁烷-1，3-二异氰酸酯、环己烷-1，3-二异氰酸酯、1-异氰酸基-2-异氰酸基甲基环戊烷、1-异氰酸基-3，3，5-三甲基-5-异氰酸基甲基环己烷(异氟尔酮二异氰酸酯或IPDI)、2，4′-二环己基己基甲烷二异氰酸酯和4，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯。
可用来制备所述预聚物的多元醇包括聚酯多元醇、聚醚二醇、聚醚三醇以及其混合物。可以使用的聚酯多元醇包括，例如，DALTOREZP716、DALTOREZ P779、DALTOREZ P778、DALTOREZ P725和DALTOREZP775；可以使用的聚醚二醇包括，例如，RUBINOL F-456、ARCOLPPG-2025、ARCOL PPG-3025、ARCOL PPG-4025、ARCOL E-351、ARCOLE-381和ARCOL LG-56，优选ARCOL PPG 2025和ARCOL PPG 3025；可以使用的聚醚三醇包括，例如，RUBINOL 015、ARCOL LG 168和ARCOLLHT 42。聚醚三醇和聚醚二醇可以在反应体系中单独使用或一起使用。预聚物的制备表1和1A列出了在以下非限制性实施例中举例说明的用于反应混合物中的各种组分的量，其中所有的量都是用基于反应体系总重的重量百分数来表示。实施例1-4实施例1-4举例说明了从使用乙氧基化牛油胺如E-T-2的反应体系制备预聚物。实施例1将MI-30加入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有连续螺旋桨叶片、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。然后将MI-30加热至55℃。将ARCOL PPG-2025加入加料漏斗并在0.5小时内将其加入烧瓶，同时剧烈搅拌。在70℃下将发生的反应持续1小时。在46.1℃下将熔融的乙氧化胺(E-T-2)加入加料漏斗并在0.5小时内将其加入所得的反应混合物。将发生的反应持续2小时。实施例2将MI-30加入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有连续螺旋桨叶片、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。然后将MI-30加热至70℃。将ARCOL PPG-2025加入加料漏斗并在0.5小时内将其加入烧瓶，同时剧烈搅拌。在70℃下将发生的反应持续0.5小时。在46.1℃下将熔融的乙氧化胺(E-T-2)加入加料漏斗并在0.5小时内将其加入所得的反应混合物。将发生的反应持续2小时，同时冷却至60℃。实施例3将MI-30加入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。然后将MI-30加热至70℃。将ARCOL PPG-2025加入加料漏斗并在30分钟内将其加入烧瓶，同时剧烈搅拌。在70℃下将发生的反应持续1小时从而生成预聚物，然后冷却至55℃。在46.1℃下将熔融的乙氧化胺(E-T-2)加入加料漏斗，然后在30分钟内将其加入反应器。在55℃下将发生的反应持续2小时。实施例4将MI-30(199.3g)加入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。然后将MI-30加热至70℃。将ARCOL PPG-2025(296.7gm)加入加料漏斗并在60分钟内将其加入烧瓶。在70℃下将发生的反应持续2小时。然后再向烧瓶中加入MI-30(364.4gm)。在46.1℃下将熔融的乙氧化胺(E-T-2)加入加料漏斗，然后在60分钟内将其加入反应器。在70℃下将发生的反应持续2小时。实施例5-8这些实施例举例说明了从使用乙氧化胺如二(2-羟乙基)十八烷基氧丙胺(E-18-2)的反应体系制备预聚物。实施例5-7将MI-30加入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。然后将MI-30加热至70℃。将ARCOL PPG-2025加入加料漏斗并在1小时内将其加入烧瓶，同时剧烈搅拌。在70℃下将发生的反应持续1小时。在90℃下将熔融的二(2-羟乙基)十八烷基氧丙胺(E-18-2)加入加料漏斗并在1小时内将其加入反应器。在70℃下将发生的反应持续2小时。实施例8将429.6gm的MI-50加入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。将MI-50加热至70℃。将ARCOL PG 2025(28.9gm)加入加料漏斗并在45分钟内将其加入烧瓶。在70℃下将发生的反应持续2小时。在70℃下将熔融的E-18-2(94.3g)加入漏斗。将0.8gm的亚硫酰氯加入烧瓶。在30分钟内将E-18-2胺加入烧瓶。在70℃下将发生的反应持续1小时。将反应升温至91℃，然后恢复至70℃。实施例9-12实施例9-12举例说明了使用高分子量乙氧基化脂肪族胺如E-22-2制备预聚物。实施例9将MI-30加入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。然后将MI-30加热至70℃。将ARCOL PG 2025加入加料漏斗并在90分钟内将其加入烧瓶，与MI-30发生反应。将发生的反应持续1小时。在100℃下将熔融的E-22-2加入漏斗并在30分钟内将其加入烧瓶。将发生的反应持续1小时。实施例10将MI-30加入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。然后将MI-30加热至70℃。将ARCOL PG 2025加入加料漏斗并在90分钟内将其加入烧瓶，与MI-30发生反应。在70℃下将发生的反应持续2小时。然后将反应物冷却至45℃。此时加入亚硫酰氯(0.52gm)。然后在100℃下将熔融的E-22-2加入漏斗并在60分钟内将其加入烧瓶。在45℃下将发生的反应持续2小时。实施例11将MI-30加入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。然后将MI-30加热至70℃。将ARCOL PG 2025加入加料漏斗并在90分钟内将其加入烧瓶，与MI-30发生反应。将发生的反应持续2小时。然后将反应物冷却至45℃。然后在100℃下将熔融的E-22-2加入漏斗并在30分钟内将其加入烧瓶。在45℃下将发生的反应持续1小时。实施例12将MI-30加入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。然后将MI-30加热至70℃。将ARCOL PG 2025加入加料漏斗并在90分钟内将其加入烧瓶，与MI-30发生反应。将发生的反应持续2小时。加入亚硫酰氯(0.52gm)。然后在100℃下将熔融的E-22-2加入漏斗并在30分钟内将其加入烧瓶。在45℃下将发生的反应持续1小时。实施例13-14这些实施例举例说明了对多次乙氧基化的胺的使用。实施例13将MI-30加入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。然后将MI-30加热至70℃。将ARCOL PG 2025加入加料漏斗并在90分钟内将其加入烧瓶，与MI-30发生反应。然后将熔融的E-22-2加入漏斗并在60分钟内将其加入烧瓶。在70℃下将发生的反应持续1小时。实施例14将MI-30加入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。然后将MI-30加热至40℃。将ARCOL PG 2025加入加料漏斗并在60分钟内将其加入烧瓶，与MI-30发生反应。然后将熔融的E-22-2加入漏斗并在60分钟内将其加入烧瓶。将发生的反应持续1小时。实施例15-17实施例15-17举例说明了从高分子量乙氧化胺如E-22-2和三醇改性的多元醇制备预聚物。实施例15将MI-20加入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。然后将MI-20加热至70℃。将ARCOL PPG-2025加入加料漏斗并在30分钟内将其加入烧瓶，并剧烈搅拌。将ARCOL LG-56加入加料漏斗并在30分钟内将其加入烧瓶，搅拌1小时。在100℃下将熔融的E-22-2加入加料漏斗并在30分钟内将其加入烧瓶。在70℃下将发生的反应持续2小时。实施例16将MI-20(455.1g)加入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。然后将MI-20加热至70℃。将ARCOL PPG-2025(206.6g)加入加料漏斗并在1小时内将其加入烧瓶，同时剧烈搅拌。将ARCOLLG-56(68.8g)加入加料漏斗并在1小时内将其加入烧瓶。在100℃下将熔融的E-22-2(119.0g)加入加料漏斗并在30分钟内将其加入烧瓶。在70℃下将发生的反应持续1小时。实施例17将MI-50(557.1g)加入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。然后将MI-50加热至70℃。将Rubinol F-456(231.9g)加入加料漏斗并在1.5小时内将其加入烧瓶，同时剧烈搅拌。将ARCOLLG-56(77.3g)加入加料漏斗并在0.5小时内将其加入烧瓶，搅拌1小时。将E-22-2(113.7g)加入加料漏斗并在30分钟内将其加入烧瓶。在70℃下将发生的反应持续2小时。实施例18-28这些实施例举例说明了从使用丙氧基化/乙氧基化亚乙基四官能度的二胺如分子量大于1000g/mol的SYNPERONIC T701的反应体系制备预聚物。实施例18将MI-30加入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。然后将MI-30加热至70℃。将ARCOL PPG-2025加入加料漏斗并在1.5小时内将其加入烧瓶。将发生的反应持续2小时。然后加入0.52gm的亚硫酰氯。将SYNPERONIC T701二胺加入加料漏斗并将其加入烧瓶。在70℃下将发生的反应持续2小时。实施例19将MI-30加入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。然后将MI-30加热至70℃。将ARCOL PPG-2025加入加料漏斗并在1.5小时内将其加入烧瓶。将SYNPERONIC T701二胺加入加料漏斗并在1小时内将其加入烧瓶。在55℃下将发生的反应持续2小时。实施例20-21将MI-30加入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。然后将MI-30加热至70℃。将ARCOL PPG-2025加入加料漏斗并在1小时内将其加入烧瓶。在70℃下将生成的反应混合物搅拌1小时。将SYNPERONIC T701加入加料漏斗并在1小时内将其加入烧瓶。在70℃下使混合物反应1小时。实施例22将MI-30(386.9gm)加入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。然后将MI-30加热至70℃。将ARCOL PPG-2025(221.1gm)加入加料漏斗并在1.5小时内将其加入烧瓶。将生成的反应混合物搅拌1小时。将SYNPERONIC T701(192.0gm)加入加料漏斗并在1小时内将其加入烧瓶。在70℃下使混合物反应1小时。实施例23将MI-50(434.7g)加入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。然后将MI-50加热至80℃。将ARCOL PPG-2025(285.3g)加入加料漏斗并在1小时内将其加入烧瓶。将SYNPERONIC T701(180.0g)加入加料漏斗并在1小时内将其加入烧瓶。在80℃下使混合物反应2小时。然后一次性加入亚硫酰氯(0.8gm)。实施例24-27这些实施例举例说明了从使用中等分子量的丙氧基化/乙氧基化乙二胺如SYNPERONIC T304的反应体系制备预聚物。实施例24将MI-30加入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。然后将MI-30加热至70℃。将Rubinol F-456加入加料漏斗并在1小时内将其加入烧瓶。将SYNPERONIC T304加入加料漏斗并在1小时内将其加入烧瓶。在70℃下使生成的混合物反应2小时。实施例25将MI-30加入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。然后将MI-30加热至70℃。将ARCOL PPG-2025加入加料漏斗并在1小时内将其加入烧瓶。将SYNPERONIC T304加入加料漏斗并在1小时内将其加入烧瓶。在70℃下使生成的混合物反应2小时。实施例26将MI-50(450.8gm)加入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。然后将MI-50加热至70℃。将ARCOL PPG-2025(341.1gm)加入加料漏斗并在1.5小时内将其加入烧瓶，同时剧烈搅拌。在烧瓶中加入0.8gm的亚硫酰氯。将108.1gm的SYNPERONIC T304加入加料漏斗并在1小时内将其加入反应器。在70℃下将发生的反应持续2小时。实施例27将MI-50(379.4gm)加入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。将ARCOL PPG-2025(258.2gm)加入加料漏斗并在1.5小时内将其加入烧瓶，同时剧烈搅拌。在烧瓶中加入0.8gm的亚硫酰氯。将112.5gm的SYNPERONIC T304加入加料漏斗并在1.5小时内将其加入反应器。将发生的反应持续2小时。实施例28-30这些实施例举例说明了丙氧基化乙二胺如Dabco C1-485的作用。实施例28将MI-30异氰酸酯(605.5g)加入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。将MI-30异氰酸酯加热至70℃。将ARCOL PPG3025(76.5g)加入加料漏斗并一次性将其加入烧瓶。然后在30分钟内加入ARCOL PPG 2025(457.6g)。在70℃下将发生的反应持续3小时。然后将生成的反应体系冷却至40℃并逐滴加入72.8gm的DABCOCL-485。实施例29
将MI-30异氰酸酯(603.1g)加入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。将MI-30异氰酸酯加热至70℃。将ARCOL PPG3025(80.6g)加入加料漏斗并一次性将其加入烧瓶。然后在30分钟内加入ARCOL PPG 2025(483.2g)。在70℃下将发生的反应持续4小时。逐滴加入35.8gm的DABCO CL-485，将发生的反应持续1小时。实施例30将MI-30异氰酸酯加入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。将MI-30异氰酸酯加热至70℃。将ARCOL PPG 3025加入加料漏斗并一次性将其加入烧瓶。然后在30分钟内加入ARCOL PPG2025。在70℃下将发生的反应持续3.5小时。将生成的反应体系冷却至23℃并逐滴加入72.8gm的DABCO CL-485。搅拌1小时。实施例31这一实施例举例说明了对预聚物混合物的使用。
在这个实施例中，在室温下将Rubinate 9272预聚物与MondurXP-7080预聚物在塑料容器中混合。实施例32-35这些实施例举例说明了对乙氧基化牛油胺的使用。实施例32将MI-30异氰酸酯加入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。然后将MI-30加热至70℃。将ARCOL PPG-2025加入加料漏斗并在60分钟内将其加入烧瓶，同时剧烈搅拌。在70℃下将生成的反应混合物放置1小时。将E-T-2胺加入加料漏斗并在1小时内将其加入所得的反应混合物。在70℃下将生成的反应混合物放置2小时。实施例33将MI-30放入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。然后将MI-30加热至70℃。将ARCOL PPG-2025加入加料漏斗并在30分钟内将其加入烧瓶，同时剧烈搅拌。在70℃下将生成的反应混合物加热30分钟。将E-T-2胺加入加料漏斗并在30分钟内将其加入所得的反应混合物。将所得的反应混合物冷却至60℃。在60℃下将生成的反应混合物放置2小时。实施例34将MI-30放入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。然后将MI-30加热至70℃。将ARCOL PPG-2025加入加料漏斗并在60分钟内将其加入烧瓶，同时剧烈搅拌。在70℃下将生成的反应混合物加热1小时。将E-T-2胺加入加料漏斗并在1小时内将其加入所得的反应混合物。在70℃下将生成的反应混合物放置2小时。实施例35将MI-20放入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。然后将MI-20加热至70℃。将ARCOL PPG-2025加入加料漏斗并在2小时内将其加入烧瓶，同时剧烈搅拌。在7 0℃下将生成的反应混合物加热2小时。将E-T-2胺加入加料漏斗并在1小时内将其加入所得的反应混合物。在70℃下将生成的反应混合物放置2小时。比较实施例36-38这些实施例举例说明了无EO的丙氧基化牛油胺如Propomeen T12的影响。实施例36将MI-30异氰酸酯加入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。然后将MI-30加热至70℃。将ARCOL PPG-2025加入加料漏斗并在2小时内将其加入烧瓶，同时剧烈搅拌。在70℃下将生成的反应混合物放置2小时。将Propomeen T12胺加入加料漏斗并在1小时内将其加入所得的反应混合物。在70℃下将生成的反应混合物放置1小时。实施例37将MI-30异氰酸酯加入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。然后将MI-30加热至70℃。将ARCOL E-381加入加料漏斗并在2小时内将其加入烧瓶，同时剧烈搅拌。将Propomeen T12胺加入加料漏斗并在1小时内将其加入所得的反应混合物。在70℃下将生成的反应混合物放置2小时。实施例38将MI-30异氰酸酯加入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。然后将MI-30加热至70℃。将ARCOL PPG-2025加入加料漏斗并在2小时内将其加入烧瓶，同时剧烈搅拌。在70℃下将生成的反应混合物放置1小时。将Propomeen T12胺加入加料漏斗并在1小时内将其加入所得的反应混合物。在70℃下将生成的反应混合物放置1小时。实施例39-41这些实施例举例说明了对乙氧基化辛基胺的使用。实施例39将MI-30放入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。将MI-30加热至70℃。将Arcol PPG-2025多元醇加入加料漏斗。在1小时内加入多元醇，同时剧烈搅拌，然后在70℃下反应1小时。将chemeen8-2胺加入加料漏斗并在30分钟内将其加入烧瓶。在70℃下将发生的反应持续1小时。实施例40将MI-30放入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。将MI-30加热至70℃。将RUBINOL F-456加入加料漏斗。在1小时内加入多元醇，同时剧烈搅拌。将反应物搅拌2小时。将chemeen8-2胺加入加料漏斗并在30分钟内将其加入烧瓶。在70℃下将发生的反应持续1小时。实施例41将MI-30放入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。将MI-30加热至70℃。将Rubinol F-456多元醇加入加料漏斗。在30分钟内加入多元醇，同时剧烈搅拌，然后在70℃下反应2小时。将chemeen8-2胺加入加料漏斗并在30分钟内将其加入烧瓶。在70℃下将发生的反应持续1小时。实施例42-45这些实施例举例说明了甲基二乙醇胺的使用。实施例42将MI-30放入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。将MI-30加热至70℃。将Arcol PPG-2025多元醇加入加料漏斗。在1小时内加入多元醇，同时剧烈搅拌，然后反应2小时。将甲基二乙醇胺加入加料漏斗并在30分钟内将其加入烧瓶。将发生的反应持续1小时。实施例43将MI-30放入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。将MI-30加热至70℃。将Arcol PPG-2025多元醇加入加料漏斗。在1小时内加入多元醇，同时剧烈搅拌，然后反应2小时。将甲基二乙醇胺加入加料漏斗并在30分钟内将其加入烧瓶。将发生的反应持续1小时。实施例44
将MI-30放入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。将MI-30加热至70℃。将Arcol PPG-2025多元醇加入加料漏斗。在1小时内加入多元醇，同时剧烈搅拌，然后在70℃下反应2小时。将甲基二乙醇胺加入加料漏斗并在15分钟内将其加入烧瓶。在70℃下将发生的反应持续1小时。实施例45将MI-20放入圆底烧瓶，该圆底烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。将MI-20加热至70℃。将Arcol PPG-2025加入加料漏斗并在1.5小时内将其加入烧瓶，同时剧烈搅拌，然后在70℃下反应2小时。将甲基二乙醇胺加入加料漏斗并在10分钟内将其加入烧瓶。在70℃下将发生的反应持续30分钟。比较实施例46-49这些实施例举例说明了使用三乙醇胺的效果。实施例46将MI-30(470.6g)加入2L的圆底烧瓶，该烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。将MI-30加热至70℃。将Arcol PPG-2025多元醇(309.4g)加入加料漏斗。在1.5小时内加入多元醇，同时剧烈搅拌。在70℃下将生成的反应混合物搅拌2小时。将20.0 gm的三乙醇胺加入加料漏斗并在15分钟内将其加入烧瓶。在70℃下将发生的反应持续1小时。所得的预聚物形成两层，因此得到的是不稳定的预聚物。实施例47将MI-30(496.2g)加入2L的圆底烧瓶，该烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。将MI-30加热至70℃。将Arcol PPG-2025(271.9g)多元醇加入加料漏斗。在2.0小时内加入多元醇，同时剧烈搅拌。将生成的反应混合物搅拌1小时。将32.0gm的三乙醇胺加入加料漏斗并在60分钟内将其加入烧瓶。将发生的反应持续1小时。所得的预聚物形成两层，因此得到的是不稳定的预聚物。实施例48将MI-30(530.4g)加入2L的圆底烧瓶，该烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。将Arcol PPG-2025多元醇(221.6g)加入加料漏斗。在1.5小时内加入多元醇，同时剧烈搅拌。将47.9gm的三乙醇胺加入加料漏斗并在60分钟内将其加入烧瓶。在70℃下将发生的反应持续1小时。在45℃下12天后所得的预聚物固化，因此所得的是不稳定的预聚物。在20°F下和在室温下预聚物的湿固化膜起泡。实施例49将MI-30(550.2g)加入2L的圆底烧瓶，该烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。将Arcol PPG-4025(248.8g)加入加料漏斗。在1.5小时内加入多元醇，同时剧烈搅拌，然后将所得的反应混合物冷却至40℃。在预聚物中加入0.52gm的亚硫酰氯。将三乙醇胺(50.9gm)加入加料漏斗并在30分钟内将其加入预聚物。在70℃下将生成的反应混合物搅拌1小时。在50℃下3天后所得的预聚物固化，因此所得的是不稳定的预聚物。在20°F下和在室温下预聚物的湿固化膜起泡。比较实施例50这一实施例举例说明了对无EO的胺与EO多元醇的使用。
将MI-30(236.1g)加入2L的圆底烧瓶，该烧瓶上装有搅拌桨叶、搅拌轴承、搅拌轴、加料漏斗、氮气进口、热电偶、温控仪、加热外套和塞子。然后将MI-30加热至70℃。将PEG-1450(91.77g，聚乙二醇，MW＝1450)加入加料漏斗。在30分钟内将PEG-1450加入烧瓶。将混合物搅拌1小时。将Propomeen T/12胺(72.11g)加入加料漏斗。在30分钟内将PropomeenT/12胺加入混合物。在70℃下将生成的预聚物搅拌2小时。
用薄膜涂敷器将预聚物薄膜(5mil)涂在-片玻璃上。将该薄膜放入40°F的冷柜中。20小时后，该薄膜变粘并且没有固化。
1.Synperonic T 7012.Synperonic T 304
1.Propomeen T12 2.Chemeen 8-23.甲基二乙醇胺预聚物薄膜的制备可将本发明的预聚物方便地用于生产各种厚度的薄膜，其在20°F下于24小时内湿固化。薄膜的厚度可以是约203-254μ，优选是约127μ。
通过将上述实施例中制备的预聚物的珠粒涂敷在一片干净玻璃上来制备该预聚物的薄膜。用刮刀(GARDCO可调千分尺薄膜涂敷器)将所述珠粒刮平成为薄膜。用GARDCO湿膜厚度计测定该薄膜的厚度。制得薄膜的厚度小于约127μ。将薄膜与大气水分反应几天。通过浸入热水的方法将薄膜从玻璃上除下。几分钟后将薄膜轻轻地从玻璃上拉下。在152.4mm×203.2mm的玻璃片上分别于20°F和73°F下将薄膜湿固化。
表2中列出了制成的薄膜的物理特性。在表2中，用ASTM D882-91测定薄膜的拉伸强度和最大延展率。用ASTM试验法D624-91(DieC)测定其抗撕裂性。使用ASTM试验法D1044-90和CS-17 Taber轮测定其Taber磨耗。测定500转和1000转后其重量损失。使用ASTM D-570-95测定其吸水率。
如表2所示，使用E-T-2胺制备的薄膜的拉伸强度和延展率最高。
1.所有的量都表示为[(胺(mol)/预聚物(gm))×106]
权利要求
1.一种用于制备预聚物的反应体系，包含a.多元醇；b.异氰酸酯；和c.至少双官能度的脂肪族叔胺，该叔胺的氮原子上带有至少一个EO基团。
2.权利要求1的反应体系，其中至少双官能度的脂肪族叔胺选自C-5胺、双官能度的C-18胺、双官能度的C-22胺、四官能度的丙氧基化/乙氧基化的乙二胺以及其混合物。
3.权利要求1的反应体系，其中该胺含一个或多个烷基。
4.权利要求3的反应体系，其中所述烷基可以含1-22个碳原子。
5.权利要求1的反应体系，其中所述多元醇选自聚酯多元醇、聚醚二醇、聚醚三醇以及其混合物。
6.权利要求1的反应体系，其中所述异氰酸酯选自4，4MDI和4，4MDI与2，4MDI的混合物。
7.权利要求1的反应体系，其中所述异氰酸酯选自3，3’-二甲基-4，4’-二亚苯基二异氰酸酯、3，3’-二甲氧基-4，4’-二亚苯基二异氰酸酯、3，3’-二苯基-4，4’-二亚苯基二异氰酸酯、4，4’-二亚苯基二异氰酸酯、4-氯-1，3-亚苯基二异氰酸酯、3，3’-二氯-4，4’-二亚苯基二异氰酸酯、1，5-萘二异氰酸酯、邻和对甲氧基异氰酸酯、邻二异氰酸酯苄基氯、辛基二异氰酸酯、十八烷基二异氰酸酯、亚乙基二异氰酸酯、1，4-四亚甲基二异氰酸酯、1，6-六亚甲基二异氰酸酯、2，4，4-三甲基-1，6-六亚甲基二异氰酸酯、1，12-十二烷二异氰酸酯、环己基二异氰酸酯、环己烷-1，4-二异氰酸酯、环丁烷-1，3-二异氰酸酯、环己烷-1，3-二异氰酸酯、1-异氰酸基-2-异氰酸基甲基环戊烷、1-异氰酸基-3，3，5-三甲基-5-异氰酸基甲基环己烷、2，4’-二环己基己基甲烷二异氰酸酯和4，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯，及其混合物。
8.权利要求1的反应体系，其中所述胺的氮原子上连有两个EO基团。
9.权利要求1的反应体系，其中所述胺用式-NR1R2R3代表，其中R1、R2和R3可以相同或不同，可以是任何取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯烃或取代或未取代的炔烃，并且R1、R2、R3中至少一个含有EO部分。
10.从权利要求1的反应体系制备的预聚物。
11.权利要求10的预聚物，其中所述预聚物在20°F下在少于约24小时湿固化，其官能度为约1.6-2.4。
12.权利要求11的预聚物，其中所述预聚物的官能度为约2.0-2.2。
13.权利要求12的预聚物，其中所述预聚物的官能度为约2.0-2.05。
14.权利要求10的预聚物，其中所述预聚物在室温下的粘度为约1000-6000cps。
15.权利要求10的预聚物，其中所述预聚物的NCO含量为约6-20％。
16.一种形成预聚物的方法，其包括将a.)多元醇；b.)异氰酸酯；和c.)至少双官能度的脂肪族叔胺一起搅拌，该叔胺的氮原子上带有至少一个EO基团。
17.权利要求16的方法，其中至少双官能度的脂肪族叔胺选自C-5胺、双官能度的C-18胺、双官能度的C-22胺、四官能度的丙氧基化/乙氧基化的乙二胺以及其混合物。
18.权利要求16的方法，其中所述胺含一个或多个烷基。
19.权利要求18的方法，其中所述烷基含1-22个碳原子。
20.权利要求16的方法，其中所述多元醇选自聚酯多元醇、聚醚二醇、聚醚三醇以及其混合物。
21.权利要求16的方法，其中所述异氰酸酯选自4，4MDI和4，4MDI与2，4MDI的混合物。
22.权利要求16的方法，其中所述异氰酸酯选自3，3’-二甲基-4，4’-二亚苯基二异氰酸酯、3，3’-二甲氧基-4，4’-二亚苯基二异氰酸酯、3，3’-二苯基-4，4’-二亚苯基二异氰酸酯、4，4’-二亚苯基二异氰酸酯、4-氯-1，3-亚苯基二异氰酸酯、3，3’-二氯-4，4’-二亚苯基二异氰酸酯、1，5-萘二异氰酸酯、邻和对甲氧基异氰酸酯、邻二异氰酸酯苄基氯、辛基二异氰酸酯、十八烷基二异氰酸酯、亚乙基二异氰酸酯、1，4-四亚甲基二异氰酸酯、1，6-六亚甲基二异氰酸酯、2，4，4-三甲基-1，6-六亚甲基二异氰酸酯、1，12-十二烷二异氰酸酯、环己基二异氰酸酯、环己烷-1，4-二异氰酸酯、环丁烷-1，3-二异氰酸酯、环己烷-1，3-二异氰酸酯、1-异氰酸基-2-异氰酸基甲基环戊烷、1-异氰酸基-3，3，5-三甲基-5-异氰酸基甲基环己烷、2，4’-二环己基己基甲烷二异氰酸酯和4，4’-二环己甲烷二异氰酸酯，及其混合物。
23.权利要求16的方法，其中所述胺的氮原子上连有两个EO基团。
24.权利要求16的方法，其中所述胺用式-NR1R2R3代表，其中R1、R2和R3可以相同或不同，可以是任何取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯烃或取代或未取代的炔烃，并且R1、R2、R3中至少一个含有EO部分。
25.一种用权利要求16的方法制备的预聚物。
26.权利要求16的方法，其中在20°F下所述预聚物湿固化的时间少于约24小时，其官能度为约1.6-2.4。
27.权利要求26的方法，其中所述预聚物的官能度为约2.0-2.2。
28.权利要求27的方法，其中所述预聚物的官能度为约2.0-2.05。
29.权利要求16的方法，其中所述预聚物在室温下的粘度为约1000-6000cps。
30.权利要求16的方法，其中所述预聚物的NCO含量为约6-20％。
全文摘要
湿固化时间少于约24小时的预聚物和涂层组合物。所述预聚物的官能度为约1.6－2.4。形成所述预聚物和涂层组合物的反应体系包含多元醇、异氰酸酯以及至少双官能度的脂肪族叔胺，所述叔胺的氮原子上带有一个或多个EO基团。
文档编号C08G18/40GK1427858SQ01809120
公开日2003年7月2日 申请日期2001年3月21日 优先权日2000年3月23日
发明者J·A·约翰斯顿 申请人:亨兹曼国际有限公司