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CN107540815A - 烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯 - Google Patents

烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯 Download PDF

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CN107540815A
CN107540815A CN201710493370.7A CN201710493370A CN107540815A CN 107540815 A CN107540815 A CN 107540815A CN 201710493370 A CN201710493370 A CN 201710493370A CN 107540815 A CN107540815 A CN 107540815A
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CN
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alkoxysilane
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glycol
ester functional
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CN201710493370.7A
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W.施塔赫
T.昂克尔霍伊泽
A.利利恩塔尔
T.鲍尔
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Evonik Degussa GmbH
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Publication date
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Abstract

本发明涉及烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯。本发明还涉及烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯的制备方法、包含它们的涂覆剂以及它们的用途。

Description

烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯
技术领域
本发明涉及烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯、它们的制备方法、包含它们的涂覆剂以及它们的用途。
背景技术
数十年来，聚氨酯被证明是漆料、胶粘剂、密封剂和塑料体系的高品质组分。在此，额外的烷氧基硅烷基团可以起到重要作用，例如在网络密度、耐化学品性和耐刮擦性方面，这里主要是通过形成硅氧烷和聚硅氧烷的结构。
既具有烷氧基硅烷基团又具有异氰酸酯基团的分子实现了通过一种组分引入作为反应产物得到的官能度、硅氧烷和聚氨酯基团。长期以来一直使用这样的物质，例如以异氰酸根合烷基三烷氧基硅烷的形式。
由异氰酸根合烷基三烷氧基硅烷和醇制得的烷氧基硅烷封端的聚氨酯同样是已知的并且例如用于制备高度交联的、硬质涂覆剂 (例如WO 2013/189882 A2)。然而，如果这样的烷氧基硅烷封端的聚氨酯在室温固化的体系中用作单一的粘合剂，则获得仅具有中等硬度的涂层。
含有脲基甲酸酯的粘合剂是长久已知的。烷氧基硅烷官能化的脲基甲酸酯也是已知的。这里区分为下面描述的不同类型，但是它们在结构和应用方面都不对应于本发明的烷氧基硅烷官能化的脲基甲酸酯。
例如，在WO 2008/043722 A1中描述的脲基甲酸酯 III (1) 通过NCO封端的含有脲基甲酸酯的聚氨酯 I (1) 与对异氰酸酯呈反应性的烷氧基硅烷 II (1) (例如氨基烷基三烷氧基硅烷) 的反应而获得。由此，脲基甲酸酯基团位于聚氨酯链的中心和烷氧基硅烷官能团通过末端的异氰酸酯基团连接到脲官能团的结构中 (结构 III (1)，反应式1)。
DE102005041953 A1 描述了平均分子量为3000-20000 g/mol 的多元醇 I (2)与过量的异氰酸根合丙基三甲氧基硅烷II (2) 的反应，从而在形成聚氨酯 III (2) 之后形成每个脲基甲酸酯单元具有两个烷氧基硅烷官能团的脲基甲酸酯 IV (2)。
在DE102005041954 A1中，将聚氨酯 I (3) 与异氰酸根合丙基三甲氧基硅烷II(3) 混合并且加热直至形成脲基甲酸酯结构。在这种情况下，将烷氧基硅烷基团结合到脲基甲酸酯基团 III (3) 的末端氮上 (反应式3)。
J. Kozakiewicz等人在Progress in Organic Coatings 72 (2011) 120–130中公开了异氰酸根合丙基三甲氧基硅烷I (4) 与甲醇反应得到相应的氨基甲酸酯 II (4)和随后与六亚甲基二异氰酸酯三聚体 III (4)反应。在由此获得的高粘度脲基甲酸酯 IV(4) 中，烷氧基硅烷官能团挂接到脲基甲酸酯基团的中心叔胺上 (反应式4)。
在所述的应用中，脲基甲酸酯官能团用作六亚甲基二异氰酸酯三聚体的阻隔剂，而六亚甲基二异氰酸酯三聚体用作羟基官能化的聚酯多元醇的交联剂。
即使如今仍然需要新型的、具有特定性质的、含硅烷的粘合剂。
发明内容
本发明的目的在于，提供新型的含硅烷的粘合剂，其适用于研发高度交联的硬质涂层。
该目的通过本发明的烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯而实现。
令人惊讶地发现，本发明的烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯适用作漆料、胶粘剂或密封剂。特别地，本发明的烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯可以用于研发高度交联的、特别是硬质的涂层。在此，本发明的烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯可以作为单一的粘合剂用在冷固化和热固化中。
本发明涉及烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯，
其包含下列的反应产物：
I.
A) 至少一种，优选一种含有烷氧基硅烷基团的式1的单氨基甲酸酯 A)
Rn (OR1)3-n Si-R2-NH-(C=O)-OR3 式1
其中R、R1、R2和R3彼此独立地表示具有1-8个碳原子的烃基，其中它们可以是直链的、支化的或环状的，或者可以相互成环，和n等于0-2，
与
B) 至少一种二异氰酸酯 B)，
以A)与B)的摩尔比为1.0:1.5至1.0:0.6，优选 1.15:1至0.85:1，特别优选 1:1，
任选地在至少一种催化剂 K) 的存在下而反应，
II.
和随后
C) 与至少一种二元醇和/或多元醇 C)，
任选地在至少一种催化剂 K) 的存在下，
以所述反应产物I的NCO基团与所述二元醇和/或多元醇II C) 的OH基团的比例为1.0:1.5至1.0:0.6，优选 1.15:1至0.85:1，特别优选 1:1而反应。
在本文中，包含上述反应产物的烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯特别是指这样的氨基甲酸酯，其由单氨基甲酸酯-二异氰酸酯-加合物与二元醇/多元醇的反应产物本身组成或者基于在反应产物中可能存在的未反应的基团衍生化或进一步反应得到。所述反应产物优选是这样的氨基甲酸酯，其由单氨基甲酸酯和二异氰酸酯的加合物与二元醇/多元醇的反应产物本身组成或者基于在反应产物中可能存在的未反应的异氰酸酯基团衍生化，即反应或封端得到（verkappt）。所述反应产物特别优选是这样的氨基甲酸酯，其由单氨基甲酸酯和二异氰酸酯以1.0:1.5至1.0:0.6，优选 1.15:1至0.85:1的摩尔比的加合物和二元醇/多元醇本身组成。所述反应产物非常特别优选是这样的氨基甲酸酯，其由单氨基甲酸酯和二异氰酸酯的1:1-加合物和二元醇/多元醇本身组成。
步骤I中形成的加合物（其可以视为由至少一种单氨基甲酸酯与至少一种二异氰酸酯以1.0:1.5至1.0:0.6，优选 1.15:1至0.85:1的摩尔比的反应得到）是具有平均0.6-1.5个脲基甲酸酯单元的加合物，因为所述二异氰酸酯可以与一个或两个单氨基甲酸酯部分地或完全地反应。然而，根据本发明的加合物优选具有平均一个，优选一个脲基甲酸酯单元。
然后，所述加合物与至少一种二元醇和/或多元醇反应，从而使得目前未反应的异氰酸酯基团反应。优选地，单氨基甲酸酯和二异氰酸酯的1:1-加合物（其因此还具有一个游离的异氰酸酯基团）与所述至少一种二元醇/多元醇反应。
特别优选地，根据本发明的烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯是一个单氨基甲酸酯与一个二异氰酸酯的加合物，其然后与一个二元醇/多元醇反应而得到具有一个脲基甲酸酯单元和一个氨基甲酸酯单元的加合物。
在本文中，"一个"单氨基甲酸酯、"一个"二异氰酸酯、"一个"二元醇或"一个"多元醇分别特别是指一个结构式中的各个单氨基甲酸酯、二异氰酸酯、二元醇或多元醇。
本发明的优选主题是如上限定的、由I和II的反应产物组成的烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯。
本发明的主题还是烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯，其通过如下的反应而获得：
I.
A) 至少一种，优选一种含有烷氧基硅烷基团的式1的单氨基甲酸酯 A)
Rn (OR1)3-n Si-R2-NH-(C=O)-OR3 式1
其中R、R1、R2和R3彼此独立地表示具有1-8个碳原子的烃基，其中它们可以是直链的、支化的或环状的，或者可以相互成环，和n等于0-2，
与
B) 至少一种二异氰酸酯 B)，
以A)与B)的摩尔比为1.0:1.5至1.0:0.6，优选 1.15:1至0.85:1，特别优选 1:1，
任选地在至少一种催化剂 K) 的存在下而反应，
II.
和随后
C) 与至少一种二元醇和/或多元醇 C)，
任选地在至少一种催化剂 K) 的存在下，
以所述反应产物I的NCO基团与所述二元醇和/或多元醇II C) 的OH基团的比例为1.0:1.5至1.0:0.6，优选 1.15:1至0.85:1，特别优选 1:1而反应。
优选 R、R1、R2和R3同时或彼此独立地表示甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基或叔丁基。
优选n = 0。
R1和R3 优选同时或彼此独立地表示甲基或乙基。
R2 优选甲基或丙基。
优选的是这样的化合物，其中n等于0，R1 和R3 同时或彼此独立地表示甲基或乙基，和R2 同时或彼此独立地表示甲基或丙基。
优选R3 = R1。
优选的是这样的化合物，其中n等于0和R2表示甲基或丙基，和R1表示甲基或乙基和R3 = R1。
非常特别优选的是这样的化合物，其中n等于0，R1和R3表示甲基和R2表示丙基，N-三甲氧基甲硅烷基丙基甲基氨基甲酸酯。
根据本发明使用的二异氰酸酯 B) 可以是任意的脂族的、环脂族的和/或(环)脂族的二异氰酸酯。在一个优选的实施方案中，本文中使用的术语 “(环)脂族的二异氰酸酯”是指在分子中同时存在在环上连接的NCO基团和在脂族基团上连接的NCO基团，例如异佛尔酮二异氰酸酯的情况。在一个优选的实施方案中，本文中使用的术语 “环脂族的二异氰酸酯” 是指仅具有直接在环脂族的环上连接的NCO基团的二异氰酸酯，例如二异氰酸根合二环己基甲烷(H12MDI)。
优选适用作二异氰酸酯 B) 的脂族二异氰酸酯包含直链的和/或支化的、优选具有3至16个碳原子，更优选4至12个碳原子的亚烷基。优选合适的环脂族的或 (环)脂族的二异氰酸酯包含优选具有4至18个碳原子，更优选 6至15个碳原子的环亚烷基。合适的二异氰酸酯的优选实例包括环己烷二异氰酸酯、甲基环己烷二异氰酸酯、乙基环己烷二异氰酸酯、丙基环己烷二异氰酸酯、甲基二乙基环己烷二异氰酸酯、丙烷二异氰酸酯、丁烷二异氰酸酯、戊烷二异氰酸酯、己烷二异氰酸酯、庚烷二异氰酸酯、辛烷二异氰酸酯、壬烷二异氰酸酯例如4-异氰酸根合甲基-1,8-辛烷二异氰酸酯 (TIN)、癸烷二-和三异氰酸酯、十一烷二-和三异氰酸酯、十二烷二-和三异氰酸酯。同样优选合适的是4-甲基环己烷-1,3-二异氰酸酯、2-丁基-2-乙基五亚甲基二异氰酸酯、3(4)-异氰酸根合甲基-1-甲基环己基异氰酸酯、2-异氰酸根合丙基环己基异氰酸酯、2,4'-亚甲基双(环己基)二异氰酸酯和/或1,4-二异氰酸根合-4-甲基戊烷。
优选的二异氰酸酯 B) 是异佛尔酮二异氰酸酯 (IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、2,2'-二环己基甲烷二异氰酸酯 (2,2'-H12MDI)、2,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(2,4'-H12MDI)、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯 (4,4'-H12MDI)、2-甲基戊烷二异氰酸酯(MPDI)、2,2,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯 (2,2,4-TMDI)、2,4,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯 (2,4,4-TMDI)、降冰片烷二异氰酸酯 (NBDI)、亚甲基二苯基二异氰酸酯 (MDI)、甲苯胺二异氰酸酯 (TDI)、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯 (TMXDI)，单独地或以混合物的形式。
在一个特别优选的实施方案中，所述二异氰酸酯 B) 是IPDI和/或4,4'-H12MDI和/或HDI和/或2,2,4-TMDI与2,4,4-TMDI的混合物。
作为二元醇 C)和多元醇 C)，例如使用乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、四乙二醇、1,2-丁二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁基乙基丙二醇、1,3-甲基丙二醇、1,5-戊二醇、双(1,4-羟基甲基)环己烷(环己烷二甲醇)、丙三醇、己二醇、新戊二醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇、双酚 A、双酚 B、双酚 C、双酚 F、亚降冰片基二醇、1,4-苯甲基二甲醇、1,4-苯甲基二乙醇、2,4-二甲基-2-乙基己二醇-1,3、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、二-β-羟基乙基丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、癸烷二醇、十二烷二醇、新戊二醇、环己二醇、3(4),8(9)-双(羟基甲基)三环[5.2.1.02,6]癸烷(Dicidol)、2,2-双(4-羟基环己基)丙烷、2,2-双[4-(β-羟基乙氧基)苯基]丙烷、2-甲基丙二醇-1,3、2-甲基戊二醇-1,5、2,2,4(2,4,4)-三甲基己二醇-1,6、己三醇-1,2,6、丁三醇-1,2,4、2,2-二甲基丙二醇-1,3、庚二醇-1,7、十八烯-9,10-二醇-(1,12)、硫二甘醇、十八烷二醇-1,18、2,4-二甲基-2-丙基庚二醇-1,3、三(β-羟基乙基) 异氰脲酸酯、甘露醇、山梨醇、聚丙二醇、聚丁二醇、苯二甲醇或羟基新戊酸新戊二醇酯，单独地或以混合物的形式。
特别优选的二元醇 C)和多元醇 C) 是乙二醇、三乙二醇、1,4-丁二醇、1,2-丙二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、环己烷二甲醇、癸烷二醇、1,12-十二烷二醇、2,2,4-三甲基己二醇-1,6、2,4,4-三甲基己二醇-1,6、2,2-二甲基丁二醇-1,3、2-甲基戊二醇-2,4、3-甲基戊二醇-2,4、2,2,4-三甲基戊二醇-1,3、2-乙基己二醇-1,3、2,2-二甲基己二醇-1,3、3-甲基戊二醇-1,5、2-甲基戊二醇-1,5、三羟甲基丙烷、2,2-二甲基丙二醇-1,3(新戊二醇)、羟基新戊酸新戊二醇酯和顺/反-1,4-环己烷二醇，单独地或以混合物的形式。
非常特别优选的二元醇 C)和多元醇 C) 是1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,12-十二烷二醇、2,2,4-三甲基己二醇-1,6、2,4,4-三甲基己二醇-1,6、2,2-二甲基丁二醇-1,3、2-甲基戊二醇-2,4、3-甲基戊二醇-2,4、2,2,4-三甲基戊二醇-1,3、2-乙基己二醇-1,3、2,2-二甲基己二醇-1,3、3-甲基戊二醇-1,5、2-甲基戊二醇-1,5、2,2-二甲基丙二醇-1,3 (新戊二醇)和顺/反-1,4-环己烷二醇，单独地或以混合物的形式。
作为组分C)，优选使用含有羟基的聚酯、聚醚、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯和聚氨酯，它们的OH值为20至500 mg KOH/g和平均摩尔质量为250至6000 g/mol。在本发明中特别优选地，使用含有羟基的聚酯或聚丙烯酸酯，它们的OH值为50至250 mg KOH/g和平均分子量为500至6000 g/mol。羟值 (OH值、OHZ) 根据DIN 53240-2测定。在该方法中，将样品与乙酸酐在4-二甲基氨基吡啶作为催化剂的存在下反应，其中羟基被乙酰基化。由此，每个羟基产生一个分子的乙酸，而过量乙酸酐的随后水解产生两个分子的乙酸。通过滴定法，由主要值和平行进行的空白值之间的差值确定乙酸的消耗。借助凝胶渗透色谱法 (GPC) 测定分子量。样品的表征在作为洗脱液的四氢呋喃中根据DIN 55672-1进行。
可以作为组分C)使用的含有羟基的(甲基)丙烯酸系共聚物可以是具有单体组成的树脂，例如在WO 93/15849 (第8页第25行到第10页第5行) 中描述的。其中，通过成比例地使用作为单体的 (甲基)丙烯酸而调节的(甲基)丙烯酸系共聚物的酸值据信为0至30，优选 0至15 mg KOH/g。(甲基)丙烯酸系共聚物的数均摩尔质量 (通过凝胶渗透色谱法参照聚苯乙烯标准测定) 优选为 2000至20000 g/mol；玻璃化转变温度优选为–40℃至+60℃和通过成比例地使用羟基烷基(甲基)丙烯酸酯而调节的根据本发明待使用的(甲基)丙烯酸系共聚物的羟基含量优选为 20至500 mg KOH/g，特别优选 50至250 mg KOH/g。
根据本发明适合作为组分C)的聚酯多元醇是由二元和多元羧酸与二元和多元醇构成的具有单体组成的树脂，如WO 93/15849中描述的。作为聚酯多元醇也可以使用己内酯在低分子量的二元和三元醇上的聚加成产物，例如以商品名CAPA® (Perstorp) 可以获得的。计算确定的数均摩尔质量优选为 500至5000 g/mol，特别优选 800至3000 g/mol；平均官能度优选为 2.0至4.0，优选 2.0至3.5。
原则上，作为根据本发明用作组分C)的含有氨基甲酸酯基团和含有酯基团的多元醇，也可以使用如在EP 140 186中描述过的那些。优选地，使用这样的含有氨基甲酸酯和含有酯基团的多元醇，它们通过HDI、IPDI、三甲基六亚甲基二异氰酸酯 (TMDI)或二环己基甲烷二异氰酸酯 (H12MDI) 制备。数均摩尔质量优选为 500-5000 g/mol；平均官能度特别为2.0至3.5。
适合作为组分C) 的是包含其它官能团的二元醇和多元醇。这里涉及本身已知的直链或支化的、含有羟基的聚酯、聚碳酸酯、聚己内酯、聚醚、聚硫醚、聚酯酰胺、聚氨酯或聚缩醛。它们的数均分子量优选为134至3500 g/mol。优选的是直链的、含有羟基的聚酯、聚酯多元醇或者这些聚酯的混合物。它们例如通过二元醇与不足量的二元羧酸、相应的二羧酸酐、相应的低级醇的二羧酸酯、内酯或羟基羧酸的反应而制备。
除了上述的二元醇，适合于制备聚酯多元醇的二元醇还是2-甲基丙二醇、2,2-二甲基丙二醇、二乙二醇、1,12-十二烷二醇、1,4-环己烷二甲醇和1,2-和-1,4-环己烷二醇。
适合于制备聚酯多元醇的二元羧酸或衍生物可以是脂族的、环脂族的、芳族的和/或杂芳族的，并且任选地例如被卤素原子取代和/或是不饱和的。
优选的二羧酸或衍生物包括琥珀酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、2,2,4(2,4,4)-三甲基己二酸、邻苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸、对苯二甲酸、对苯二甲酸二甲酯、四氢邻苯二甲酸、马来酸、马来酸酐和二聚脂肪酸。
合适的聚酯多元醇还包括可以以已知的方式通过内酯（例如ε-己内酯）的开环和简单的二元醇作为起始剂分子而制备的那些。
用于制备聚酯多元醇的二元醇和二元羧酸或其衍生物可以以任意的混合物的形式使用。
当然，也可以使用上述的组分C)的混合物。
所述反应产物I的NCO基团与所述二元醇和/或多元醇II C) 的OH基团的比例为1.0:1.5至1.0:0.6，优选 1.15:1至0.85:1，特别优选 1:1。
本发明的主题还是制备烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯的方法，其通过
I.
A) 至少一种，优选一种含有烷氧基硅烷基团的式1的单氨基甲酸酯 A)
Rn (OR1)3-n Si-R2-NH-(C=O)-OR3 式1
其中R、R1、R2和R3彼此独立地表示具有1-8个碳原子的烃基，其中它们可以是直链的、支化的或环状的，或者可以相互成环，和n等于0-2，
与
B) 至少一种二异氰酸酯 B)，
以A)与B)的摩尔比为1.0:1.5至1.0:0.6，优选 1.15:1至0.85:1，特别优选 1:1，
任选地在至少一种催化剂 K) 的存在下而反应，
II.
和随后
C) 与至少一种二元醇和/或多元醇 C)，
任选地在至少一种催化剂 K) 的存在下，
以所述反应产物I的NCO基团与所述二元醇和/或多元醇II C) 的OH基团的比例为1.0:1.5至1.0:0.6，优选 1.15:1至0.85:1，特别优选 1:1而反应。
根据本发明的烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯的制备分两步骤进行。在步骤I中，单氨基甲酸酯 A) 与二异氰酸酯 B) 反应，由此得到反应产物 I。然后进行步骤II，其中反应产物 I 与二元醇和/或多元醇反应而形成氨基甲酸酯官能团。
通常，步骤I和II在无溶剂或使用非质子性溶剂的情况下进行，其中所述反应可以不连续地或连续地进行。步骤I和II的反应在合适的设备中进行，例如搅拌釜、挤出机、静态混合机、捏合室。步骤I和II的反应可以在室温下，即在15至40℃，特别是15至25℃的温度下进行。然而优选地，使用80至220℃，特别是80至120℃的较高温度。步骤I和II的反应在不含水的情况下进行。优选地，步骤I和II的反应在无溶剂的情况下进行。
为了加速步骤I和II的反应，可以有利地使用在氨基甲酸酯化学中已知的催化剂K)，例如金属有机化合物，如含锡或锌的化合物，盐，如氯化锌(II)和/或碱。合适的是例如Sn、Bi、Zn和其它金属的羧酸盐，如二月桂酸二丁基锡、辛酸锡、乙基己酸锌(II)、新癸酸铋，叔胺，如1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷(DABCO)、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一-7-烯 (DBU)、1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烯 (DBN)，三乙胺，脒，胍，以及季铵盐，优选四烷基铵盐，和/或季鏻盐。
作为催化剂 K)，也可以使用金属-乙酰丙酮化物。其实例是乙酰丙酮锌、乙酰丙酮锂、乙酰丙酮铁和乙酰丙酮锡，单独地或以混合物的形式。作为催化剂还可以使用季铵-乙酰丙酮化物或季鏻-乙酰丙酮化物。
对于步骤I的反应，优选使用乙酰丙酮锌或乙基己酸锌。
在步骤I和II中使用的催化剂可以相同或不同。
本发明的主题还是涂覆剂、胶粘剂或密封剂，其包含或由如下组成：
至少一种，优选一种烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯，
其包含下列的反应产物：
I.
A) 至少一种，优选一种含有烷氧基硅烷基团的式1的单氨基甲酸酯 A)
Rn (OR1)3-n Si-R2-NH-(C=O)-OR3 式1
其中R、R1、R2和R3彼此独立地表示具有1-8个碳原子的烃基，其中它们可以是直链的、支化的或环状的，或者可以相互成环，和n等于0-2，
与
B) 至少一种二异氰酸酯 B)，
以A)与B)的摩尔比为1.0:1.5至1.0:0.6，优选 1.15:1至0.85:1，特别优选 1:1，
任选地在至少一种催化剂 K) 的存在下而反应，
II.
和随后
C) 与至少一种二元醇和/或多元醇 C)，
任选地在至少一种催化剂 K) 的存在下，
以所述反应产物I的NCO基团与所述二元醇和/或多元醇II C) 的OH基团的比例为1.0:1.5至1.0:0.6，优选 1.15:1至0.85:1，特别优选 1:1而反应。
本发明的主题还是根据本发明的烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯在用于金属、玻璃、塑料、木材、MDF (中密度纤维板) 或皮革基材或其它耐热基底的涂料组合物和漆料组合物中的用途。
本发明的主题还是根据本发明的烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯在用于粘合金属、塑料、玻璃、木材、MDF或皮革基材或其它耐热基底的胶粘剂组合物中的用途。
本发明接下来通过下面的非受限的实施例阐述，从中可以看出本发明的其它特征、实施方案、方面和优点。
具体实施方式
原材料：
Vestanat® EP-UPMS: 三甲氧基甲硅烷基丙基甲基氨基甲酸酯 (Evonik ResourceEfficiency GmbH)
Vestanat® IPDI: 异佛尔酮二异氰酸酯 (Evonik Resource Efficiency GmbH)
Vestanat® EP Cat 11 B: 在丁醇中的四乙基苯甲酸铵 (Evonik ResourceEfficiency GmbH)
Tegoglide® 410: 基于聚醚硅氧烷共聚物的滑动和防粘连添加剂 (EvonikResource Efficiency GmbH)。
1. 制备
烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯 1
I.
在具有回流冷凝器的三颈烧瓶中，预先加入36.9 g的Vestanat® EP-UPMS、0.04 g的乙基己酸锌(II)和34.7 g的Vestanat® IPDI，填充氮气和在搅拌下加热至100℃。在加热12小时之后，获得的NCO含量为9.33%。
II.
将所获得的脲基甲酸酯冷却，与8.37 g的戊二醇和0.01% 二月桂酸二丁基锡 (DBTL)混合和在60-65℃下搅拌17 h，直至达到NCO含量为 <0.1%，其中在大约3 h之后为了降低粘度而加入20 g的乙酸丁酯。如此获得的烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯 1 是透明液体，其粘度为3457 mPas (在23℃下)。
烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯 2
I.
在具有回流冷凝器的三颈烧瓶中，预先加入31.7 g的Vestanat® EP-UPMS、0.04 g的乙基己酸锌(II)和29.8 g的Vestanat® IPDI，填充氮气和在搅拌下加热至100℃。在加热6小时之后，获得的NCO含量为9.12%。
II.
将所获得的脲基甲酸酯冷却，与13.5 g的十二烷二醇和0.01% 二月桂酸二丁基锡(DBTL) 混合和在60-65℃下搅拌数小时，直至达到NCO含量为 <0.1%，然后在仍然热的情况下为了降低粘度而加入20 g的1-甲氧基丙基-2-乙酸酯。如此获得的烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯 2 是透明液体，其粘度为1902 mPas (在23℃下)。
2. 由烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯作为涂覆剂制造透明漆料
为了配制本发明的透明漆料和对比例，将在表1和表2中所述的组合物的组分在加工前直接彼此混合。
所述配制品的粘度为大约60秒，作为在23℃下在DIN 4 杯中的流出时间测定。
透明漆料的固化
为了测定机械表征数据，将所有漆料以100 µm刮涂到磷化钢板 (ChemetallGardobond 26S/60/OC) 上，并且在不同的烧制条件（RT表示室温23℃，表3；在140℃下22分钟，表4）下固化。
表3：在RT下固化之后的组合物I-II的漆料性能
包含根据本发明的烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯 1或2的涂层I和II的漆料性能显现出高的摆锤硬度、高的柔韧性 (埃里克森杯突深度) 以及高的MEK耐受性。
表4：在140℃ (22 min)下固化之后的组合物III-IV的漆料性能
包含根据本发明的烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯 1或2的涂层III和IV的漆料性能显现出高的摆锤硬度和好的耐化学品性。

Claims (23)

1.烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯，
其包含下列的反应产物：
I.
A) 至少一种含有烷氧基硅烷基团的式1的单氨基甲酸酯 A)
Rn (OR1)3-n Si-R2-NH-(C=O)-OR3 式1
其中R、R1、R2和R3彼此独立地表示具有1-8个碳原子的烃基，其中它们可以是直链的、支化的或环状的，或者可以相互成环，和n等于0-2，
与
B) 至少一种二异氰酸酯 B)，
以A)与B)的摩尔比为1.0:1.5至1.0:0.6，优选 1.15:1至0.85:1，特别优选 1:1，
任选地在至少一种催化剂 K) 的存在下而反应，
II.
和随后
C) 与至少一种二元醇和/或多元醇 C)，
任选地在至少一种催化剂 K) 的存在下，
以所述反应产物I的NCO基团与所述二元醇和/或多元醇II C) 的OH基团的比例为1.0:1.5至1.0:0.6，优选 1.15:1至0.85:1，特别优选 1:1而反应。
2.烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯，其通过如下的反应而获得：
I.
A) 至少一种含有烷氧基硅烷基团的式1的单氨基甲酸酯 A)
Rn (OR1)3-n Si-R2-NH-(C=O)-OR3 式1
其中R、R1、R2和R3彼此独立地表示具有1-8个碳原子的烃基，其中它们可以是直链的、支化的或环状的，或者可以相互成环，和n等于0-2，
与
B) 至少一种二异氰酸酯 B)，
以A)与B)的摩尔比为1.0:1.5至1.0:0.6，优选 1.15:1至0.85:1，特别优选 1:1，
任选地在至少一种催化剂 K) 的存在下而反应，
II.
和随后
C) 与至少一种二元醇和/或多元醇 C)，
任选地在至少一种催化剂 K) 的存在下，
以所述反应产物I的NCO基团与所述二元醇和/或多元醇II C) 的OH基团的比例为1.0:1.5至1.0:0.6，优选 1.15:1至0.85:1，特别优选 1:1而反应。
3.根据权利要求1或2的烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯，其特征在于，R、R1、R2 和R3同时或彼此独立地表示甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基或叔丁基。
4.根据前述权利要求至少一项的烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯，其特征在于，n等于0，R1 和R3 同时或彼此独立地表示甲基或乙基，和R2同时或彼此独立地表示甲基或丙基。
5.根据前述权利要求至少一项的烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯，其特征在于，n等于0和R2表示甲基或丙基，和R1表示甲基或乙基和R3 = R1。
6.根据前述权利要求至少一项的烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯，其特征在于，n等于0，R1 和R3 表示甲基和R2 表示丙基。
7.根据前述权利要求至少一项的烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯，其特征在于，所述二异氰酸酯 B) 选自异佛尔酮二异氰酸酯 (IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯 (HDI)、2,2'-二环己基甲烷二异氰酸酯 (2,2'-H12MDI)、2,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯 (2,4'-H12MDI)、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯 (4,4'-H12MDI)、2-甲基戊烷二异氰酸酯 (MPDI)、戊烷二异氰酸酯、2,2,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯 (2,2,4-TMDI)、2,4,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯 (2,4,4-TMDI)、降冰片烷二异氰酸酯 (NBDI)、亚甲基二苯基二异氰酸酯 (MDI)、甲苯胺二异氰酸酯 (TDI)、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯 (TMXDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯 (MXDI)，单独地或以混合物的形式。
8.根据前述权利要求至少一项的烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯，其特征在于，所述二元醇和/或多元醇 C) 选自乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、四乙二醇、1,2-丁二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁基乙基丙二醇、1,3-甲基丙二醇、1,5-戊二醇、双(1,4-羟基甲基)环己烷(环己烷二甲醇)、丙三醇、己二醇、新戊二醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇、双酚 A、双酚 B、双酚 C、双酚 F、亚降冰片基二醇、1,4-苯甲基二甲醇、1,4-苯甲基二乙醇、2,4-二甲基-2-乙基己二醇-1,3、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、二-β-羟基乙基丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、癸烷二醇、十二烷二醇、新戊二醇、环己二醇、3(4),8(9)-双(羟基甲基)三环[5.2.1.02,6]癸烷(Dicidol)、2,2-双(4-羟基环己基)丙烷、2,2-双[4-(β-羟基乙氧基)苯基]丙烷、2-甲基丙二醇-1,3、2-甲基戊二醇-1,5、2,2,4(2,4,4)-三甲基己二醇-1,6、己三醇-1,2,6、丁三醇-1,2,4、三(β-羟基乙基) 异氰脲酸酯、甘露醇、山梨醇、聚丙二醇、聚丁二醇、苯二甲醇或羟基新戊酸新戊二醇酯，单独地或以混合物的形式。
9.根据权利要求1-7的烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯，其特征在于，所述二元醇和/或多元醇 C) 选自乙二醇、三乙二醇、1,4-丁二醇、1,2-丙二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、环己烷二甲醇、癸烷二醇、1,12-十二烷二醇、2,2,4-三甲基己二醇-1,6、2,4,4-三甲基己二醇-1,6、2,2-二甲基丁二醇-1,3、2-甲基戊二醇-2,4、3-甲基戊二醇-2,4、2,2,4-三甲基戊二醇-1,3、2-乙基己二醇-1,3、2,2-二甲基己二醇-1,3、3-甲基戊二醇-1,5、2-甲基戊二醇-1,5、三羟甲基丙烷、2,2-二甲基丙二醇-1,3 (新戊二醇)、羟基新戊酸新戊二醇酯和顺/反-1,4-环己烷二醇，单独地或以混合物的形式。
10.根据权利要求1-7的烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯，其特征在于，所述二元醇和/或多元醇 C) 选自1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,12-十二烷二醇、2,2,4-三甲基己二醇-1,6、2,4,4-三甲基己二醇-1,6、2,2-二甲基丁二醇-1,3、2-甲基戊二醇-2,4、3-甲基戊二醇-2,4、2,2,4-三甲基戊二醇-1,3、2-乙基己二醇-1,3、2,2-二甲基己二醇-1,3、3-甲基戊二醇-1,5、2-甲基戊二醇-1,5、2,2-二甲基丙二醇-1,3 (新戊二醇)和顺/反-1,4-环己烷二醇，单独地或以混合物的形式。
11.根据前述权利要求至少一项的烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯，其特征在于，所述二元醇和/或多元醇 C) 选自含有羟基的聚酯、聚醚、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯和聚氨酯，它们的OH值为20至500 mg KOH/g和平均摩尔质量为250至6000 g/mol，单独地或以混合物的形式。
12.根据前述权利要求至少一项的烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯，其特征在于，所述二元醇和/或多元醇 C) 选自含有羟基的聚酯或聚丙烯酸酯，它们的OH值为50至250 mg KOH/g和平均摩尔质量为500至6000 g/mol，单独地或以混合物的形式。
13.根据前述权利要求任一项的烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯，其特征在于，所述催化剂 K) 选自金属羧酸盐，叔胺，脒，胍，季铵盐，四烷基铵盐，季鏻盐，金属-乙酰丙酮化物，季铵-乙酰丙酮化物，季鏻-乙酰丙酮化物，羧酸，铝-醇盐、锆-醇盐、钛-醇盐和/或硼-醇盐和/或其酯，含有磷和氮的催化剂，磺酸，单独地或以混合物的形式。
14.根据前述权利要求任一项的烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯，其特征在于，所述催化剂 K) 是乙酰丙酮锌和/或乙基己酸锌。
15.制备根据前述权利要求至少一项的烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯的方法，其通过
I.
A) 至少一种含有烷氧基硅烷基团的式1的单氨基甲酸酯 A)
Rn (OR1)3-n Si-R2-NH-(C=O)-OR3 式1
其中 R、R1、R2和R3彼此独立地表示具有1-8个碳原子的烃基，其中它们可以是直链的、支化的或环状的，或者可以相互成环，和n等于0-2，
与
B) 至少一种二异氰酸酯 B)，
以A)与B)的摩尔比为1.0:1.5至1.0:0.6，优选 1.15:1至0.85:1，特别优选 1:1，
任选地在至少一种催化剂 K) 的存在下而反应，
II.
和随后
C) 与至少一种二元醇和/或多元醇 C)，
任选地在至少一种催化剂 K) 的存在下，
以所述反应产物I的NCO基团与所述二元醇和/或多元醇II C) 的OH基团的比例为1.0:1.5至1.0:0.6，优选 1.15:1至0.85:1，特别优选 1: 1而反应。
16.根据权利要求15的方法，其特征在于，步骤I或II的反应在15至40℃，尤其在15至25℃的温度下进行。
17.根据权利要求15的方法，其特征在于，步骤I或II的反应在80至220℃，尤其在80至120℃的温度下进行。
18.根据权利要求15-17任一项的方法，其特征在于，步骤I的反应在存在乙酰丙酮锌和/或乙基己酸锌作为催化剂 K) 的情况下进行。
19.根据权利要求15-18任一项的方法，其特征在于，源自B)的残余量的NCO基团与醇D) 的反应在30至150℃，尤其在50至150℃的温度下进行。
20.根据权利要求15-19任一项的方法，其特征在于，反应产物I的残余NCO基团与所述二元醇和/或多元醇II C) 的OH基团以NCO基团与OH基团的比例为0.8:1至1.2:1，优选0.9:1至1.1:1而反应，特别优选以1:1的比例的化学计量反应进行。
21.涂覆剂、胶粘剂或密封剂，其包含：
至少一种烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯，
其包含下列的反应产物：
I.
A) 至少一种含有烷氧基硅烷基团的式1的单氨基甲酸酯 A)
Rn (OR1)3-n Si-R2-NH-(C=O)-OR3 式1
其中 R、R1、R2和R3彼此独立地表示具有1-8个碳原子的烃基，其中它们可以是直链的、支化的或环状的，或者可以相互成环，和n等于0-2，
与
B) 至少一种二异氰酸酯 B)，
以A)与B)的摩尔比为1.0:1.5至1.0:0.6，优选 1.15:1至0.85:1，特别优选 1:1，
任选地在至少一种催化剂 K) 的存在下而反应，
II.
和随后
C) 与至少一种二元醇和/或多元醇 C)，
任选地在至少一种催化剂 K) 的存在下，
以所述反应产物I的NCO基团与所述二元醇和/或多元醇II C) 的OH基团的比例为1.0:1.5至1.0:0.6，优选 1.15:1至0.85:1，特别优选 1:1而反应。
22.根据前述权利要求至少一项的烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯在用于金属、玻璃、塑料、木材、MDF (中密度纤维板) 或皮革基材或其它耐热基底的涂料组合物和漆料组合物中的用途。
23.根据前述权利要求至少一项的烷氧基硅烷官能化的和脲基甲酸酯官能化的氨基甲酸酯在用于粘合金属、塑料、玻璃、木材、MDF 或皮革基材或其它耐热基底的胶粘剂组合物中的用途。
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