固体可自粘的含异氰酸酯有机聚合物和其使用方法_2

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是主玻璃化转变温度是至少40°C。主玻璃化转变温度可以高于粘结温度不超过30°C, 或可以不超过20°C并且再更优选地高于粘结温度不超过KTC。可以选择低于粘结温度不 超过20°C或不超过KTC的主玻璃化转变温度。
[0027] 当主玻璃化转变温度高于粘结温度超过约10°C时,粘结有时往往会更困难。但是, 在这些情况下,通过形成具有更大量的游离异氰酸酯基的聚合物和/或在更高的异氰酸酯 指数(相信这么做具有增加聚合物中的游离异氰酸酯基的量的作用)下制造所述聚合物, 有利于更好的粘结。如果粘结温度高于主玻璃化转变温度l〇°C到25°C,那么在制造聚合物 时所用的异氰酸酯指数优选地是至少1. 75并且更优选地至少2。如果粘结温度高于玻璃化 转变温度超过约25°C,那么异氰酸酯指数优选地是至少2. 75,更优选地至少3。
[0028] 所述有机聚合物的特征进一步在于它在室温下是固体,并且是非熔融的,这意味 着有机聚合物不会在施加热的情况下软化形成可流动的流体。有机聚合物的非熔融特性的 有利之处在于在部分固化步骤期间形成三维(交联的)聚合网状物。由于未反应的异氰酸 酯基的存在,这种聚合物可以在存在水分的情况下在粘结步骤期间进一步固化。
[0029] 所述有机聚合物的特征进一步在于实质上非多孔的,密度优选地是至少500kg/m3 并且更优选地至少750kg/m3。密度为至少850kg/m3的有机聚合物是尤其优选的。
[0030] 所述有机聚合物优选地是至少一种有机聚异氰酸酯的聚合物。聚异氰酸酯化合物 可以彼此反应形成具有各种连接基团的聚合物,所述连接基团例如异氰脲酸酯、缩二脲、脲 基甲酸酯、脲酮亚胺以及类似基团。因此,在一些实施例中,所述有机聚合物是含有一或多 种类型的键的聚合聚异氰酸酯,所述键选自碳化二亚胺、异氰脲酸酯、缩二脲、脲基甲酸酯 和尿丁啶二酮键。
[0031] 聚异氰酸酯化合物的平均官能度优选地是约1. 9到4,并且更优选地2. 0到 3. 5。平均异氰酸酯当量重量可以是约80到500,更优选地80到200并且再更优选地 125到175。聚异氰酸酯可以是芳香族、脂肪族和/或环脂肪族聚异氰酸酯。例示性聚 异氰酸酯包括例如间苯二异氰酸酯、2, 4-甲苯二异氰酸酯和/或2, 6-甲苯二异氰酸酯 (TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)的各种异构体、六亚甲基-1,6-二异氰酸酯、四亚甲 基-1,4-二异氰酸酯、环己烷-1,4-二异氰酸酯、六氢甲苯二异氰酸酯、氢化MDI(H12MDI)、 亚萘基-1,5-二异氰酸酯、甲氧基苯基-2, 4-二异氰酸酯、4, 4'-亚联苯基二异氰酸酯、 3, 3' -二甲氧基-4, 4' -联苯二异氰酸酯、3, 3' -二甲基二苯基甲烷-4, 4' -二异氰酸酯、 4, 4',4"-三苯基甲烷三异氰酸酯、聚亚甲基聚苯基异氰酸酯、氢化聚亚甲基聚苯基异氰酸 酯、甲苯-2, 4, 6-三异氰酸酯以及4, 4' -二甲基二苯基甲烷-2, 2',5, 5' -四异氰酸酯。优 选的聚异氰酸酯包括MDI和MDI的衍生物,例如缩二脲改性的"液体"MDI产物和聚合MDI。
[0032] 更优选的有机聚合物是至少一种多元醇与至少一种有机聚异氰酸酯的聚合物。这 类聚合物是在至少1. 4的异氰酸酯指数下制备的。为了这个应用,"异氰酸酯指数"是提供 给形成有机聚合物的反应混合物的异氰酸酯基比异氰酸酯反应性基团的比率。这类聚合物 将含有在多元醇的羟基与异氰酸酯基的反应中产生的氨基甲酸酯键。所述聚合物可以另外 含有在两个或更多个异氰酸酯基彼此的反应中产生的键,包括之前所描述的碳化二亚胺、 异氰脲酸酯、缩二脲、脲基甲酸酯和尿丁啶二酮基团,并且还可以包括脲基。
[0033] 为了产生有利于所要非熔融行为的三维(交联的)聚合网状物,反应物中的至少 一些需要具有每分子三个或更多个反应性(即羟基或异氰酸酯)基团,和/或必须发生交 联反应,例如形成异氰脲酸酯。因此,优选的是所述有机聚合物是(1)从至少一种每分子具 有三个或更多个羟基的多元醇、(2)从至少一种每分子具有至少三个异氰酸酯基的聚异氰 酸酯和/或(3)在促进一些但不是所有异氰酸酯基转化为异氰脲酸酯基的条件下制备。有 利于形成异氰脲酸酯基的条件包括(a)1.5或更大、优选地2.5或更大并且尤其是3或更大 的异氰酸酯指数;(b)存在异氰酸酯三聚催化剂;以及(c)至少70°C、尤其是至少80°C的聚 合温度。
[0034] 在一些实施例中,所述有机聚合物是以下各者的反应产物:(1)多元醇或多元醇 混合物,所述多元醇或混合物具有100到500、优选地130到400的平均羟基当量重量和至 少2. 5、优选地2. 5到6并且更优选地3到4的平均羟基官能度;与(2)有机聚异氰酸酯或 其混合物,其具有至少2、优选地2到3. 5的异氰酸酯官能度和85到150、优选地125到150 的异氰酸酯当量重量。在所述实施例中,异氰酸酯指数是优选地至少1. 4,并且可以高达10 或优选地高达5。在异氰酸酯指数是2. 5或更大的这类实施例中,所述有机聚合物优选地在 存在异氰脲酸酯三聚催化剂的情况下并且在足以将一部分但不是所有异氰酸酯基转化为 异氰脲酸酯基的温度下制备。在所述实施例中,可以使用反应混合物中异氰酸酯化合物的 重量分率和异氰酸酯指数,根据以下来估计粘结步骤的适用温度范围:
[0035] (325. 5Xwt% 异氣酸s) -4. 7- (60.IX指数)< (325. 5Xwt% 异氣酸s) -58. 7- (20.IX 指数)
[0036] 其中是聚异氰酸酯占多元醇和聚异氰酸酯的组合重量的百分比的重量 分率。
[0037] 适用于制备所述有机聚合物的多元醇包括羟基官能性丙烯酸酯聚合物和共聚物、 羟基官能性聚丁二烯聚合物、聚醚多元醇、聚酯多元醇以及各种基于植物油或动物脂肪的 多元醇。
[0038] 聚醚多元醇包括例如环氧丙烷、环氧乙烷、1,2-环氧丁烷、氧化四亚甲基的聚合 物、其嵌段共聚物和/或无规共聚物等。尤其受关注的是聚(氧化丙烯)均聚物和环氧丙 烷与环氧乙烷的共聚物,其中氧乙烯含量是例如约1重量%到约30重量%。
[0039] 聚酯多元醇包括多元醇、优选地二醇与聚羧酸或其酸酐、优选地二羧酸或二羧酸 酐的反应产物。聚羧酸或酸酐可以是脂肪族、环脂肪族、芳香族和/或杂环的并且可以是被 取代的,例如被烷基、芳基或卤素取代。聚羧酸可以是不饱和的。这些聚羧酸的实例包括丁 二酸、己二酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、偏苯三酸酐、邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸、顺丁烯二 酸酐和反丁烯二酸。用于制造聚酯多元醇的多元醇优选地具有150或更小的当量重量并且 包括乙二醇、1,2-丙二醇和1,3-丙二醇、1,4-丁二醇和2, 3-丁二醇、1,6-己二醇、1,8-辛 二醇、新戊二醇、环己烷二甲醇、2-甲基-1,3-丙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、1,2, 6-己三醇、 1,2, 4-丁三醇、三羟甲基乙烷、季戊四醇、对环己二醇、甘露醇、山梨醇、甲基糖苷、二乙二 醇、三乙二醇、四乙二醇、二丙二醇、二丁二醇等。聚己酸内酯多元醇是适用的。
[0040] 其它适用的多元醇包括蓖麻油和具有30到125的羟基当量重量的化合物,例如乙 二醇、二乙二醇、三乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、 二丙二醇、三丙二醇、环己烷二甲醇、三乙醇胺、三(异丙醇)胺、甘油、三羟甲基丙烷、三羟 甲基乙烷、季戊四醇、蔗糖、山梨醇和烷醇胺,例如二乙醇胺、二异丙醇胺、单乙醇胺、单异丙 醇胺、以上各者中的任一个的烷氧基化物等等。
[0041] 所述有机聚合物通过部分地固化有机聚异氰酸酯或多元醇与有机聚异氰酸酯的 混合物来制备。用于执行所述聚合的方法在本领域中是众所周知的。聚异氰酸酯通常在高 温条件下,优选地至少50°C、更优选地至少
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