基于聚氨基甲酸酯的沥青组合物的制作方法
【技术领域】
[0001] 实施例设及包括渐青和聚氨基甲酸醋树脂系统的基于聚氨基甲酸醋的渐青组合 物，所述聚氨基甲酸醋树脂系统具有腰果酪改性的多元醇(其含有至少两个径基和至少一 个衍生自腰果酪的部分），例如腰果酪改性的环氧多元醇；W及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 基于渐青的产品可W多种形式(例如乳液或渗合物)施用并且通过多种技术加工。 渐青相对便宜并且提供关于耐候性和水不可渗透性的良好特性。因此，渐青可存在于市场 上的许多行业产品中，例如屋顶、合模填缝、特殊涂料、铺路材料(例如道路和车道）、热烙胶 粘着剂、保水屏障等。举例来说，基于渐青的产品可用作保护金属和混凝上衬底的防水和/ 或防腐涂料。渐青还可W回收从而再循环。
[0003] 渐青组合物通常包括增加所得基于渐青的产品的橡胶弹性稠度的可固化材料。可 固化材料和渐青的高效互混的要求在两种材料之间良好相容。然而，因为渐青（也称为柏 油）在环境溫度或室溫下可W是粘性黑色并且高粘度液体或半固体石油，所W发现尤其难 W与基于聚氨基甲酸醋的材料相容混合。因此，行业中强烈需要发现提高渐青和聚氨基甲 酸醋材料之间的相容性从而形成满足所要效能标准的基于聚氨基甲酸醋的渐青组合物的 解决方案。具体来说，高效互混基于聚氨基甲酸醋的材料和渐青，可W实现例如拉伸强度和 伸长率的所要机械特性。
【发明内容】
[0004] 可W通过提供包括渐青组分和聚氨基甲酸醋树脂系统的基于聚氨基甲酸醋的渐 青组合物来实现实施例，所述聚氨基甲酸醋树脂系统是包括至少一种聚异氯酸醋的异氯酸 醋组分和包括腰果酪改性的环氧多元醇的异氯酸醋反应性组分的反应产物。腰果酪改性的 环氧多元醇为环氧基比环氧基反应性基团的比率为1:0.95到1:5的环氧组分和环氧基反应 性组分的反应产物。环氧基反应性组分包括腰果酪组分。
【附图说明】
[0005] 图IA和图IB示出了示范性涂料。
【具体实施方式】
[0006] 行业中需要将环氧树脂和渐青组合在一起形成可混溶组合物的组合物，其例如展 现例如高机械强度、高溫效能和/或高防腐效能的特性的组合的协同作用。另外，高度需要 能够制造新颖可固化环氧树脂组合物，其中所述组合物呈现针对多种应用（例如保护性涂 料/层、路面和±木工程应用）的所要特性。
[0007] 相信在实施例中，环氧化合物和渐青在衍生自腰果酪的多元醇存在下容易彼此组 合。腰果酪可W是腰果壳液(CNSL)中的组分，例如使得在衍生自CN化中的腰果酪的多元醇 存在下形成腰果酪改性的多元醇。举例来说，衍生自腰果酪的多元醇可W提高渐青和环氧 树脂之间的相容性。相容的意思是物质W足W形成基本上均质混合物的全部比例混合的特 性或能力。基于渐青的组合物可包括（i)含有CN化部分(例如基于腰果酪的部分）的环氧树 脂化合物，（ii)含有异氯酸醋和CN化衍生的多元醇(例如腰果酪改性的多元醇，可W是腰果 酪改性的环氧多元醇）的反应产物的硬化剂化合物，W及（iii)其混合物。腰果酪改性的多 元醇可W是非环氧基衍生的多元醇（例如腰果酪衍生的酪醒多元醇），例如在公开案第WO 2011/003446号中所论述(其可W进一步烷氧基化形成径基多元醇）。腰果酪改性的多元醇 的另一实例是基于与甲醒和乙醇胺形成曼尼希碱的曼尼希反应(Mannich reaction)，所述 曼尼希碱也是一种多元醇(其可W进一步烷氧基化形成径基多元醇）。
[0008] 示范性实施例还设及腰果酪改性的多元醇，即腰果酪改性的环氧多元醇。举例来 说，根据实施例，并入聚氨基甲酸醋和环氧基的化学性质的聚氨基甲酸醋树脂系统提供于 渐青的相容性(例如包括聚氨基甲酸醋树脂系统和渐青的涂料观察起来均匀）和所要机械 特性(例如大于1.OM化的拉伸强度和大于350的伸长率％)。聚氨基甲酸醋树脂系统可用于 基于渐青的组合物和包括基于渐青的组合物的复合物和/或涂料中。所得复合物和/或涂料 可在恶劣环境条件中使用。聚氨基甲酸醋树脂系统可W使用基于生物质的树脂代替基于石 化的树脂，所述基于生物质的树脂是环氧树脂和生物质衍生的化合物(例如腰果酪)的反应 产物。举例来说，美国专利第7,812,101号论述环氧基比环氧基反应性基团的比率为1:0.2 到1:0.8,但此类基于部分改性的生物质的树脂可能不适用于基于聚氨基甲酸醋的渐青组 合物。实施例的环氧基比环氧基反应性基团的比率为1:0.95到1: 5。
[0009] 聚氨基甲酸醋树脂系统(例如热固性和/或热塑性)包括具有异氯酸醋组分和异氯 酸醋反应性组分的混合物。聚氨基甲酸醋树脂系统是基于异氯酸醋部分与异氯酸醋反应性 基团（例如径基部分)的反应形成的聚氨基甲酸醋基。异氯酸醋组分包括至少一种聚异氯酸 醋并且异氯酸醋反应性组分包括多元醇组分。多元醇组分可包括至少一种腰果酪改性的多 元醇，例如多元醇的一个径基可W预反应形成包埋在多元醇结构内的醋键。根据示范性实 施例，耐湿性通过使用天然油衍生的腰果壳液实现，同时仍实现机械性能和相对长的胶凝 时间。视应用而定，致力于改良的应用可W实现渐青应用(例如涂料)的足够胶凝时间。
[0010] 聚氨基甲酸醋树脂系统可W是并入到基于渐青的组合物中的预先制备的反应产 物(例如预聚物形式），形成聚氨基甲酸醋树脂系统的个别组分可W并入到基于渐青的组合 物或其组合中。举例来说，异氯酸醋组分可W至少部分(或全部）与打算呈异氯酸醋封端的 预聚物形式的异氯酸醋反应性组分预先反应，所述预聚物接着与至少渐青组合形成基于渐 青的组合物。当使用预聚物时，可W向基于渐青的组合物中直接添加额外量的独立多元醇。 当不使用预聚物时，聚氨基甲酸醋树脂系统的异氯酸醋组分和异氯酸醋反应性组分可W与 渐青直接混合形成基于渐青的组合物。
[0011] 在聚氨基甲酸醋树脂系统中，异氯酸醋组分包括至少一种聚异氯酸醋。示范性聚 异氯酸醋包括二苯基甲烧二异氯酸醋(MDI)、甲苯二异氯酸醋(TDI)、间苯二异氯酸醋、对苯 二异氯酸醋(PPDI)、糞二异氯酸醋(NDI)、异佛尔酬二异氯酸醋（IPDI)、六亚甲基二异氯酸 醋化〇1)^及其多种异构体和/或衍生物。使用其2,4'-、2,2'-和4,4'-异构体中的至少一 个，MDI可具有聚合物、共聚物、混合物或经改性的聚合物形式。示范性MDI产品可W商品名 称ISONATE、PAPI W及V0RANATE购自陶氏化学公司（The Dow Chemical Company)。使用它的 2，4-异构体和2，6-异构体中的至少一个，TDI可具有聚合物、共聚物、混合物或改性的聚合 物形式。示范性TDI产品可W商品名VORANATE从陶氏化学公司购得。根据示范性实施例，至 少一种异氯酸醋的平均官能度为2.8到3.2(例如2.2到2.9等)并且游离异氯酸醋基含量(即 NCO含量)为25重量％到35重量％ (例如30重量％到32重量％ )。
[0012] 在聚氨基甲酸醋树脂系统中，多元醇组分包括至少一种腰果酪改性的多元醇（其 含有至少两个径基和至少一个衍生自腰果酪和/或CN化的部分），例如至少一种腰果酪改性 的环氧基(CME)多元醇。可W通过使含有腰果酪的组分(例如CN化)与环氧组分反应形成CME 多元醇。按基于聚氨基甲酸醋的渐青组合物的总重量计，聚氨基甲酸醋树脂系统可占5重 量％到65重量％ (例如20重量％到60重量％、30重量％到55重量％、35重量％到65重量％、 35重量％到50重量％等）。举例来说，聚氨基甲酸醋树脂系统可占基于聚氨基甲酸醋的渐青 组合物总重量的50重量％^下，使得组合物中的主要组分为渐青。
[0013] 多元醇组分可任选地包括额外多元醇（或任选地胺），例如聚酸或聚醋多元醇。如 果包括，那么额外多元醇和/或胺中的至少一个可W与CME多元醇同时或不同时添加。举例 来说，当使用预聚物时，多元醇组分中可包括用于形成预聚物的至少一种额外多元醇(除了 CME多元醇之外）或分别添加到渐青组合物中。当不使用预聚物时，至少一种额外多元醇可 W和CME多元醇同时与基于渐青的组合物的组分混合或可W避免使用额外多元醇。具体来 说，在未使用预聚物时，可W通过不添加额外多元醇使固化之前与渐青的相分离降到最低。 具体来说，在无额外多元醇或不使用额外多元醇的情况下使用基于CME多元醇的预聚物可 W避免使用聚氨基甲酸醋时观察到的问题W及基于渐青的相容性问题。与或不与额外多元 醇一起使用CME多元醇(在无额外多元醇的示范性实施例中）可W避免使用聚氨基甲酸醋通 常观察到的问题W及基于渐青的相容性问题。
[0014] 至少一种其它多元醇可具有基于石油的建构嵌段(例如环氧丙烷、环氧乙烧和/或 环氧下烧)或天然油衍生的建构嵌段。根据示范性实施例，基于环氧丙烷-丙=醇的多元醇、 基于聚（四亚甲基酸)二醇的多元醇、基于聚丙二醇的多元醇和/或基于聚下二締的多元醇 可用于异氯酸醋反应性组分中。举例来说，基于环氧丙烷的聚酸(例如可W商品名V0RAN0L? 获自陶氏化学公司的一个)和/或天然油衍生的多元醇(例如藍麻油）可用于异氯酸醋反应 性组分中。至少一种其它多元醇可W是分子量为500g/mol到2000g/mol的二醇或S醇。根据 示范性实施例，按异氯酸醋反应性组分中的多元醇的总重量计，异氯酸醋反应性组分可包 括5重量％ ^IjlOO重量％ CME多元醇和0重量％到95重量％至少一种其它多元醇。
[0015] 异氯酸醋组分和/或异氯酸醋反应性组分可包括添加剂组分，其包括此类固化剂、 催化剂、表面活性剂、塑化剂、填充剂、溶剂、增链剂和/或交联剂的添加剂。任选地，异氯酸 醋反应性组分可包括胺，例如二胺或=胺。
[0016] 聚氨基甲酸醋树脂系统的多元醇组分中的CME多元醇为包括环氧组分和环氧基反 应性组分的混合物的反应产物。环氧基反应性组分包括腰果酪组分(并且可包括任选的酪 类或酪类衍生物组分）。环氧基反应性组分包括氨原子与环氧组分中的环氧基具有反应性 的酪类。按环氧基反应性组分的总重量计，环氧基反应性组分可包括至少50重量％ (例如至 少60重量％、至少70重量％、至少80重量％、至少90重量％和/或100重量％ )的腰果酪组分。 环氧基反应性组分的剩余部分可W是酪或酪衍生组分和/或添加剂组分。环氧组分和/或环 氧基反应性组分可包括添加剂组分(例如可包括例如固化剂、催化剂、表面活性剂、塑化剂、 填充剂、溶剂、增链剂和/或交联剂的添加剂）。环氧组分中的环氧基比环氧基反应性组分中 的环氧基反应性基团的比率可W是1:0.95到1:5(例如1:0.95到1:4、1:0.95到1:3、1:0.95 到l :2、1:0.9巧Ijl: 1.5等）。根据示范性实施例，可使用过量的环氧基反应性组分，例如比率 可W是1:1.Ol到1:5、1:1.05到1:3、1:1.5到1:2.5、1:2到1:3等）。
[0017] 用于形成CME多元醇的环氧组分包括至少一种环氧树脂。至少一种环氧树脂可占 环氧组分的90重量％到100重量％，任何剩余部分任选地为一部分或全部添加剂组分。按基 于渐青的组合物的总重量计，环氧树脂的量可W在0重量％到约95重量％范围内