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CN119343424A - 单体纯的4,4'mdi粘合剂预聚物 - Google Patents

单体纯的4,4'mdi粘合剂预聚物 Download PDF

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CN119343424A
CN119343424A CN202380046132.5A CN202380046132A CN119343424A CN 119343424 A CN119343424 A CN 119343424A CN 202380046132 A CN202380046132 A CN 202380046132A CN 119343424 A CN119343424 A CN 119343424A
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CN
China
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silane coupling
coupling agent
prepolymer
grafting
nco
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Application number
CN202380046132.5A
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D·F·巴尔托利尼
P·比索尼
V·迪格诺蒂
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Rohm and Haas Co
Original Assignee
Rohm and Haas Co
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Publication date
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Abstract

本公开涉及一种无溶剂的NCO封端的预聚物,该无溶剂的NCO封端的预聚物包含以下物质的反应产物:(1)纯的未改性的4,4'MDI,(2)能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂和(3)多元醇。本公开还涉及一种无溶剂的NCO封端的预聚物,该无溶剂的NCO封端的预聚物通过以下步骤合成:(1)首先混合多元醇和能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂,然后(2)加入纯的4,4'MDI,(3)使组合物在一定温度反应,以及(4)冷却产物。最后,本公开涉及一种合成NCO封端的预聚物的方法,该方法包括:(1)首先混合多元醇和能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂,(2)加入纯的4,4'MDI,(3)使组合物在一定温度反应,(4)冷却产物。还公开了一种粘合剂,所述粘合剂包含所公开的预聚物和OH封端的预聚物。

Description

单体纯的4,4′MDI粘合剂预聚物
技术领域
本公开涉及NCO封端的预聚物和生产NCO封端的预聚物的方法。更具体地,本公开涉及包含纯的未改性的4,4′MDI的无溶剂的NCO封端的预聚物。所公开的预聚物可以用于制造粘合剂。
背景技术
粘合剂可以基于聚氨酯的化学性质并且被分成两个主要类别:基于溶剂的和无溶剂的。粘合剂可以由基于NCO的组分和基于OH的组分合成。无溶剂的基于NCO的组分可以通过使单体MDI与聚醚和/或聚酯多元醇反应以产生NCO封端的预聚物来合成。
通常,用过量的异氰酸酯合成NCO封端的预聚物。因此,在该反应结束时,未反应的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)稀释所合成的预聚物。如果使用4,4′MDI,则预聚物是不稳定的。4,4′MDI的固有对称性促进二聚物的形成,尤其是在约25℃促进二聚物的形成。这些二聚物倾向于在生产后脱离相,从而导致预聚物变浑浊。
同样,4,4′MDI是自然界中存在的最具反应性的MDI异构体。因此,最终预聚物在生产后通常难以处理。
该问题的一个现有解决方案涉及将4,4′MDI部分改性为碳二亚胺和脲酮亚胺。当达到所需的稳定水平时,加入有毒试剂如SnCl2以终止该转化。这些试剂的存在可以阻止粘合剂在食品包装应用中的使用。同样,改性的4,4′MDI在很大程度上仍然难以处理并且极具反应性。
第二种现有解决方案涉及生产4,4′MDI和2,4′MDI的50:50组合物。在防止二聚物形成的同时,2,4′MDI的加入降低了反应性并增加了处理的容易性。然而,2,4′MDI含有对于食物产品应用是极其不期望的并且可能导致通过PAA测试的问题的2,2′MDI。已经开发了各种方法来从2,4′MDI中除去2,2′MDI,但是所有方法都增加了预聚物生产的成本和复杂性。
因此,期望一种由纯4,4′MDI生产NCO封端的预聚物的避免二聚物的产生和随后的脱离相的方法。
发明内容
本公开涉及一种无溶剂的NCO封端的预聚物,该无溶剂的NCO封端的预聚物包含以下物质的反应产物:(1)纯的未改性的4,4′MDI,(2)能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂和(3)多元醇。本公开还涉及一种无溶剂的NCO封端的预聚物,该无溶剂的NCO封端的预聚物通过以下步骤合成:(1)首先混合多元醇和能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂,然后(2)加入纯的4,4′MDI,(3)使组合物在一定温度反应,以及(4)冷却产物。最后,本公开涉及一种合成NCO封端的预聚物的方法,该方法包括:(1)首先混合多元醇和能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂,(2)加入纯的4,4′MDI,(3)使组合物在一定温度反应,(4)冷却产物。
附图说明
图1为CE1预聚物的图片。
图2为CE2预聚物的图片。
图3为IE1预聚物的图片。
图4为IE2预聚物的图片。
图5为显示在40℃作为时间函数的参考样品、比较样品和两个实验样品的粘度的图。该值通常称为留釜时间。
具体实施方式
如本文所用,术语“预聚物”意指反应至中间体状态并且能够进一步聚合的单体或单体体系。术语“预聚物”和“聚合物前体”在本文中可互换使用。
如本文所用,“多元醇”是具有两个或更多个羟基的化合物。具有恰好两个羟基的多元醇是“二醇”,具有恰好三个羟基的多元醇是“三醇”。
如本文所用,术语“聚合物”意指通过使相同或不同类型的单体或预聚物聚合而制备的聚合化合物。因此通用术语聚合物涵盖术语均聚物(用于指仅由一种类型的单体制备的聚合物)和术语共聚物或互聚物。痕量杂质(例如,催化剂残余物)可以掺入到聚合物中和/或聚合物内。聚合物可以是单一聚合物、聚合物共混物或聚合物混合物,包含在聚合期间原位形成的聚合物的混合物。
如本文所用,术语“聚烯烃”是指以聚合形式包含大部分量的烯烃单体(例如,乙烯或丙烯)(基于聚合物的重量)并且任选地可包含一种或多种共聚单体的聚合物。
如本文所用,术语“聚乙烯”是指包含大部分量(>50mol%)的衍生自乙烯单体的单元的聚合物。
如本文所用,术语“未改性的4,4′二苯基甲烷二异氰酸酯”或“未改性的4,4′MDI”意指未部分或完全转化为碳二亚胺、脲酮亚胺或任何其他化学实体以试图防止二聚的4,4′MDI。
如本文所用,术语“在一定温度”是指使组合物达到某一温度并将组合物保持在该温度直至完成一些过程的完成。
如本文所用,当用于描述4,4′二苯基甲烷二异氰酸酯或4,4′MDI时,术语“纯的”意指基于4,4′MDI的重量,含有不超过2重量%的2,4′二苯基甲烷二异氰酸酯的4,4′二苯基甲烷二异氰酸酯。
本文公开的数值范围包括从下限值到上限值的所有值,并且包括下限值和上限值。对于含有确切值的范围(例如,1或2或3至5或6或7的范围),包括任何两个确切值之间的任何子范围(例如,上述范围1至7包括1至2;2至6;5至7;3至7;5至6等的子范围)。
术语“组合物”是指包含组合物的材料的混合物,以及由组合物的材料形成的反应产物和分解产物。
术语“包含(comprising)”、“包括(including)”、“具有(having)”和其衍生词并不旨在排除任何额外组分、步骤或程序的存在,无论是否具体地公开了所述组分、步骤或程序。为了避免任何疑问,除非相反地说明,否则通过使用术语“包含”所要求保护的所有组合物可以包括任何额外的添加剂、佐剂或化合物,无论是聚合的还是其他方式的。相比之下,术语“基本上由……组成”从任何随后列举的范围中排除任何其他组分、步骤或程序,除对可操作性来说并非必不可少的那些组分、步骤或程序之外。术语“由……组成”排除未具体叙述或列出的任何成分、步骤或程序。
当前公开了一种无溶剂的NCO封端的预聚物,该无溶剂的NCO封端的预聚物由以下物质的反应产物构成:(1)纯的未改性的4,4′二苯基甲烷二异氰酸酯,(2)能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂和(3)多元醇。不受理论的约束,据信加入能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂使4,4′MDI稳定并将反应性降低到不形成二聚物并且所产生的预聚物是透明的而不是浑浊的程度。
硅烷偶联剂作为有机基材和无机基材之间的粘合促进剂是众所周知的。通常,在硅烷偶联剂中,硅原子与有机官能团和可水解基团两者均键合。有机官能团接枝到有机基材,并且可水解基团键合到无机基材。硅烷偶联剂通常可以被认为具有结构1中所示的结构:
结构1
并且长期用作粘合促进剂。已经出乎意料地发现,能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂可以充当4,4′MDI稳定剂和性能调节剂。所选的硅烷偶联剂可以是通常与热固性氨基甲酸酯一起使用的那些。所选的硅烷偶联剂可以是胺或烷醇胺官能硅烷。所选的硅烷偶联剂能够接枝到氨基甲酸酯预聚物。所选的硅烷偶联剂可以包含结构1,其中R为氨基、环氧基、羧基、异氰酸酯、酸酐或氨基甲酸酯基团。能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂可以包括(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷。
基于纯的未改性的4,4′二苯基甲烷二异氰酸酯、能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂和多元醇组合物的重量,能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂可以占大于0.100重量%。基于纯的未改性的4,4′二苯基甲烷二异氰酸酯、能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂和多元醇组合物的重量,能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂可以占大于0.500重量%。基于纯的未改性的4,4′二苯基甲烷二异氰酸酯、能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂和多元醇组合物的重量,能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂可以占大于1.00重量%。基于纯的未改性的4,4′二苯基甲烷二异氰酸酯、能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂和多元醇组合物的重量,能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂可以占大于1.50重量%。基于纯的未改性的4,4′二苯基甲烷二异氰酸酯、能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂和多元醇组合物的重量,能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂可以占大于2.00重量%。基于纯的未改性的4,4′二苯基甲烷二异氰酸酯、能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂和多元醇组合物的重量,能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂可以占大于2.50重量%。基于纯的未改性的4,4′二苯基甲烷二异氰酸酯、能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂和多元醇组合物的重量,能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂可以占大于3.00重量%。基于纯的未改性的4,4′二苯基甲烷二异氰酸酯、能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂和多元醇组合物的重量,能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂可以占大于3.50重量%。
基于纯的未改性的4,4′二苯基甲烷二异氰酸酯、能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂和多元醇组合物的重量,能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂可以占介于.100重量%与1.50重量%之间。包括并且公开了所有单个值和子范围。例如,基于纯的未改性的4,4′二苯基甲烷二异氰酸酯、能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂和多元醇组合物的重量,能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂可以占介于.500重量%与1.30重量%之间。基于纯的未改性的4,4′二苯基甲烷二异氰酸酯、能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂和多元醇组合物的重量,能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂可以占介于1.50重量%与4.50重量%之间。包括并且公开了所有单个值和子范围。例如,基于纯的未改性的4,4′二苯基甲烷二异氰酸酯、能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂和多元醇组合物的重量,能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂可以占介于2.00重量%与4.00重量%之间。
可以使用任何纯的未改性的4,4′二苯基甲烷二异氰酸酯。合适的商业来源包括可从DOWTM chemical获得的ISONATETM 125MDR Pure MDI。纯的未改性4,4′MDI可以包含不超过2重量%的2,4′MDI。纯的未改性4,4′MDI可以包含不超过1重量%的2,4′MDI。纯的未改性4,4′MDI可以包含不超过0.5重量%的2,4′MDI。纯的未改性4,4′MDI可以包含不超过0.0重量%的2,4′MDI。
基于纯的未改性的4,4′二苯基甲烷二异氰酸酯、能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂和多元醇组合物的重量,4,4′MDI可以占0.100重量%至90.0重量%。包括并且公开了所有单个值和子范围。例如,基于纯的未改性的4,4′二苯基甲烷二异氰酸酯、能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂和多元醇组合物的重量,4,4′MDI可以占40.0重量%至50.0重量%。
可以使用任何多元醇,包括但不限于聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚丁二烯多元醇、聚碳酸酯多元醇、生物基多元醇和聚丙烯酸酯多元醇。基于纯的未改性的4,4′二苯基甲烷二异氰酸酯、能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂和多元醇组合物的重量,多元醇可以占0.100重量%至90.0重量%。包括并且公开了所有单个值和子范围。例如,基于纯的未改性的4,4′二苯基甲烷二异氰酸酯、能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂和多元醇组合物的重量,多元醇可以占40.0重量%至50.0重量%。
如果期望降低预聚物的最终粘度,则可以在反应后加入异构的MDI异氰酸酯或改性的MDI异氰酸酯。适用于本公开的异构的MDI包括但不限于ISONATETM OP 50 Pure MDI。适用于本公开的改性的MDI包括但不限于ISONATETM M143。异构的或改性的MDI异氰酸酯不参与反应,并且仅在反应后加入。异构的或改性的MDI异氰酸酯不参与预聚物合成。因此,不需要其使用,并且可以用等量的ISONATETM 125MDR Pure MDI代替。
如果关注用于食品接触应用的PAA测试,则可以使用不超过7重量%的ISONATETMOP 50 Pure MDI。即使不关注用于食品接触应用的PAA测试,使用不超过10重量%也是可取的。基于纯的未改性的4,4′二苯基甲烷二异氰酸酯、能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂和多元醇组合物的重量,ISONATETM OP 50 Pure MDI可以占小于7.01重量%。基于纯的未改性的4,4′二苯基甲烷二异氰酸酯、能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂和多元醇组合物的重量,ISONATETM OP 50 Pure MDI可以占小于10.1重量%。基于纯的未改性的4,4′二苯基甲烷二异氰酸酯、能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂和多元醇组合物的重量,ISONATETM OP 50 Pure MDI可以占0.000重量%至10.0重量%。包括并且公开了所有单个值。例如,基于纯的未改性的4,4′二苯基甲烷二异氰酸酯、能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂和多元醇组合物的重量,ISONATETM OP 50 Pure MDI可以占0.000重量%至7.00重量%。
无溶剂的NCO封端的预聚物可以通过首先混合多元醇和能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂来合成。然后加入纯的未改性的4,4′二苯基甲烷二异氰酸酯。使组合物在一定温度反应并冷却产物。这称为反向加料合成路线。所使用的MDI、多元醇和能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂如上所述。
这与现有技术的其中首先装载异氰酸酯然后加入所有多元醇的直接进料路线形成对比。如果在遵循该路线的合成期间加入硅烷偶联剂,则几乎在加入硅烷偶联剂时就可以观察到白色物质脱离相。如果在反应开始时将硅烷偶联剂与所有多元醇一起加入(直接进料),或者如果在所有多元醇已经加入并与MDI反应至期望的NCO%之后加入硅烷偶联剂(称为直接进料1),则这是真的。该白色物质可能是由硅烷偶联剂封端的纯的改性的二异氰酸酯。
无溶剂的NCO封端的预聚物可以通过将液化的多元醇装载到配备有搅拌器、回流冷凝器、温度计和加热夹套的反应烧瓶中来合成。一旦混合了多元醇,就将硅烷偶联剂加入并混合到组合物中。当硅烷偶联剂的混合完成时,加入液化的纯的4,4′未改性的MDI。一旦将液化的纯的4,4′未改性的MDI混合,就使组合物在一定温度反应。一旦反应完成,就加入改性的MDI或异构的MDI(如果需要),冷却组合物,并排出烧瓶内容物。
无溶剂的NCO封端的预聚物可以通过首先混合多元醇和能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂来合成。然后加入纯的未改性的4,4′二苯基甲烷二异氰酸酯。公开了使组合物在一定温度反应,并冷却产物。这称为反向加料合成路线。所使用的MDI、多元醇和能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂如上所述。
无溶剂的NCO封端的预聚物可以通过将液化的多元醇装载到配备有搅拌器、回流冷凝器、温度计和加热夹套的反应烧瓶中来合成。一旦混合了多元醇,就将硅烷偶联剂加入并混合到组合物中。当硅烷偶联剂的混合完成时,加入液化的纯的4,4′未改性的MDI。一旦将液化的纯的4,4′未改性的MDI混合,就使组合物在一定温度反应。一旦反应完成,就加入改性的MDI或异构的MDI(如果需要),冷却组合物,并排出烧瓶内容物。
公开了一种合成NCO封端的预聚物的方法,该方法包括首先混合多元醇和能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂,然后加入纯的未改性的4,4′二苯基甲烷二异氰酸酯,使组合物在一定温度反应,以及冷却产物。所使用的MDI、多元醇和能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂如上所述。该方法称为反向加料合成路线。
合成NCO封端的预聚物的方法可以包括将液化的多元醇装载到配备有搅拌器、回流冷凝器、温度计和加热夹套的反应烧瓶中。混合多元醇。一旦混合多元醇,就将硅烷偶联剂加入并混合到组合物中。当硅烷偶联剂的混合完成时,加入液化的纯的4,4′未改性的MDI。一旦加入纯的4,4′未改性的MDI,就混合该组合物。一旦将液化的纯的4,4′未改性的MDI混合,就使组合物在搅拌下在一定温度反应。如果需要,则加入改性的MDI或异构的MDI。冷却组合物并排出烧瓶内容物。
可以生产由1重量%至99重量%的本公开的无溶剂的NCO封端的预聚物和1重量%至99重量%的OH封端的预聚物构成的粘合剂。由NCO封端的预聚物和OH封端的预聚物生产粘合剂在本领域中是众所周知的并且在Blackley,“乳液聚合(Emulsion Polymerization)”(Wiley,1975);H.Warson,“合成树脂乳胶的应用(The Applications of Synthetic Resin Emulsions)”,第2章(Ernest Benn Ltd.,伦敦1972);美国专利申请US2008/0176996中讨论。
使单独生产的预聚物彼此接触并混合在一起以产生粘合剂。这种混合可以在形成粘合剂组合物和将粘合剂施加到基材的过程中的任何合适的时间进行,诸如在施加过程之前、期间或作为施加过程的结果进行。这种混合可以使用合适的常规混合器(诸如电动、气动或其他动力机械混合器)进行。
实施例
表1:材料
表2:实验样品和发明样品的制剂
直接进料、直接进料1和反向进料是指详细描述中解释的合成方法。
比较样品1(CE1)的生产
将已在50℃预热并液化之后的1100g的ISONATETM 125MDR Pure MDI装载在配备有搅拌器、回流冷凝器、温度计和加热夹套的反应烧瓶中。将温度设定为55℃并将该体系置于搅拌下。将775g的BesterTM 127在50℃的烘箱中加热,然后与225g的BesterTM 104(在加入之前也在50℃的烘箱中加热)和225g蓖麻油一起装载。在最后一次加入后,将温度设定为85℃,并在搅拌下进行反应2小时30分钟,然后经由体积滴定检查NCO%符合规格。在继续搅拌的同时,将反应烧瓶冷却至60℃并加入175g的ISONATETM OP 50Pure MDI。在60℃混合35分钟后,经由体积滴定再次检查最终的NCO%,并在排出反应烧瓶内容物之前将温度降至45℃。
比较样品2(ce2)的生产
将已在50℃预热并液化之后的775g的BESTERTM 127和225g的BESTERTM 104在搅拌下于40℃与225g的蓖麻油一起装载在配备有搅拌器、回流冷凝器、温度计和加热夹套的反应烧瓶中。然后将样品混合35分钟。将1100g的ISONATETM 125MDR Pure MDI在50℃的烘箱中加热并液化,并装载入反应烧瓶中。在最后一次加入后,将温度设定为85℃,并在搅拌下进行反应3小时,然后经由体积滴定检查NCO%符合规格。在继续搅拌的同时,将反应烧瓶冷却至60℃并加入175g的ISONATETM OP 50 Pure MDI。在60℃混合35分钟后,经由体积滴定再次检查最终的NCO%,并在排出反应烧瓶内容物之前将温度降至45℃。
比较样品3(CE3)的生产
将已在50℃预热并液化之后的1100g的ISONATETM 125MDR Pure MDI装载在配备有搅拌器、回流冷凝器、温度计和加热夹套的反应烧瓶中。将温度设定为55℃并将该体系置于搅拌下。将750g的BesterTM 127在50℃的烘箱中加热然后装载,接着装载200g的BesterTM104(在加入之前也在50℃的烘箱中加热)、200g的蓖麻油和75g的SILQUESTTM A-1100(此时白色物质快速地脱离相)。在最后一次加入后,将温度设定为85℃,并在搅拌下进行反应3小时,然后经由体积滴定检查NCO%符合规格。在继续搅拌的同时,将反应烧瓶冷却至60℃并加入175g的ISONATETM OP 50 Pure MDI。然后将温度降至45℃,然后排出反应烧瓶内容物。
比较样品4(CE4)的生产
将已在50℃预热并液化之后的1100g的ISONATETM 125MDR Pure MDI装载在配备有搅拌器、回流冷凝器、温度计和加热夹套的反应烧瓶中。将温度设定为55℃并将该体系置于搅拌下。将750g的BesterTM 127在50℃的烘箱中加热然后装载,接着装载200g的BesterTM104(在加入之前也在50℃的烘箱中加热)和225g的蓖麻油。在最后一次加入后,将温度设定为85℃,并在搅拌下进行反应2小时30分钟,然后通过体积滴定检查NCO%符合规格。在继续搅拌的同时,将反应烧瓶冷却至60℃,随后加入75g的Silquest A-1100(此时白色物质快速地脱离相)。然后将温度设回至85℃并将组合物保持在该温度搅拌60分钟。在继续搅拌的同时,将反应烧瓶冷却至60℃并加入175g的ISONATETM OP 50 Pure MDI。然后将温度降至45℃,然后排出反应烧瓶内容物。
发明样品1(IE1)的生产
将已在50℃预热并液化之后的762.5g的BESTERTM 127和218.8g的BESTERTM 104在搅拌下于40℃与218.8g的蓖麻油一起装载在配备有搅拌器、回流冷凝器、温度计和加热夹套的反应烧瓶中。然后将样品混合35分钟。然后将25g的SILQUESTTM A-1100在搅拌下于40℃装载并将样品混合55分钟。将1100g的ISONATETM 125MDR Pure MDI在50℃的烘箱中加热并液化,并装载到反应烧瓶中。在最后一次加入后,将温度设定为85℃,并在搅拌下进行反应3小时,然后经由体积滴定检查NCO%符合规格。在继续搅拌的同时,将反应烧瓶冷却至60℃并加入175g的ISONATETM OP 50 Pure MDI。在60℃混合35分钟后,经由体积滴定再次检查最终的NCO%,并在排出反应烧瓶内容物之前将温度降至45℃。
发明样品2(IE2)的生产
将已在50℃预热并液化之后的750g的BESTERTM 127和200g的BESTERTM 104在搅拌下于40℃与200g的蓖麻油一起装载在配备有搅拌器、回流冷凝器、温度计和加热夹套的反应烧瓶中。然后将样品混合35分钟。然后将75g的SILQUESTTM A-1100在搅拌下于40℃装载并将样品混合55分钟。将1100g的ISONATETM 125MDR Pure MDI在50℃的烘箱中加热并液化,并装载到反应烧瓶中。在最后一次加入后,将温度设定为85℃,并在搅拌下进行反应3小时,然后经由体积滴定检查NCO%符合规格。在继续搅拌的同时,将反应烧瓶冷却至60℃并加入175g的ISONATETM OP 50 Pure MDI。在60℃混合35分钟后,经由体积滴定再次检查最终的NCO%,并在排出反应烧瓶内容物之前将温度降至45℃。
实验的OH封端的预聚物的生产
将2225g的VORANOLTM CP 775 POLYOL在搅拌下于55℃装载在配备有搅拌器、回流冷凝器、温度计和加热夹套的反应烧瓶中,并混合60分钟。将275g的ISONATETM 125MDR PureMDI在50℃的烘箱中预热并液化,然后装载到反应烧瓶中。然后将温度设定为60℃,持续10分钟。然后升高到85℃。将反应搅拌2小时,然后通过体积滴定确认NCO%为0。在继续搅拌的同时,然后将反应烧瓶冷却至40℃,然后排出内容物。
表3:本发明样品和比较样品的性质
图1和图2显示分别使用CE1和CE2生产的浑浊样品,而图3和图4显示当使用IE1和IE2时生产的透明样品。这与以上表3中的数据相结合表明,当在预聚物合成期间使用硅烷偶联剂时,可以获得基于单体的、纯的、未改性的4,4′MDI的稳定的NCO封端的预聚物。
表4:在40℃的留釜时间的演变
留釜时间测试程序
在典型的实验中,将所选择的粘合剂体系根据表3中的混合比在室温预混合1分钟。随后,将20克混合的粘合剂置于HT-2DB-100铝比色皿中,并将比色皿置于BrookfieldDV-III可编程流变仪中并调至40℃。使用SC4-28转子,流变仪监测粘度随时间的增加,速度为100rpm直至达到95%的扭矩,然后为40rpm直至达到95%的扭矩,并且最后为10rpm直至达到95%的扭矩。
表5:机器寿命清洁测试
机器寿命清洁测试程序
在典型的实验中,将所选择的粘合剂体系根据表5中的混合比在室温预混合1分钟,随后沉积在预先设定为40℃的Nordmeccanica Duplex SL 1-Shot无溶剂复合机的固定圆筒上。通常,将20g待测试的每种混合粘合剂体系置于圆筒上。在测试开始之前,将每个单独的样品置于单独标记的点上。将该体系放置60分钟,之后检查所有体系的视觉外观和白化,同时通过在佩戴橡胶手套时接触粘合剂体系检查粘度增加。尝试用乙酸乙酯清洁在60分钟后几乎完全硬化的任何粘合剂体系。如果在2分钟内清洁是可能的,则机器寿命被评定为60分钟。如果清洁花费超过2分钟,则机器寿命被评定为45分钟。如果用乙酸乙酯清洁是不可能的,则使用专用清洁产品并且机器寿命被评定为45分钟。将60分钟后仍然需要硬化的所有粘合剂体系在圆筒上再放置30分钟,之后对感觉已几乎完全硬化的所有粘合剂体系进行上述相同的步骤。重复这种30分钟的等待和测试程序,直到所有样品都感觉已几乎完全硬化。

Claims (17)

1.一种无溶剂的NCO封端的预聚物,所述无溶剂的NCO封端的预聚物包含以下物质的反应产物:
a.纯的未改性的4,4'二苯基甲烷二异氰酸酯
b.能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂
c.多元醇。
2.根据权利要求1所述的无溶剂的NCO封端的预聚物,其中所述无溶剂的NCO封端的预聚物是稳定的和非二聚的,并且其中产生最少量的由硅烷偶联剂封端的纯的改性的二异氰酸酯,使得合成的无溶剂的NCO封端的预聚物在液体形式下是透明的。
3.根据权利要求1所述的无溶剂的NCO封端的预聚物,其中基于所述纯的未改性的4,4'二苯基甲烷二异氰酸酯、能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂和多元醇组合物的重量,所述能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂占大于0.1重量%。
4.根据任一前述权利要求所述的无溶剂的NCO封端的预聚物,其中所述能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂具有以下结构,并且其中R为氨基、环氧基、羧基、异氰酸酯、酸酐或氨基甲酸酯基团:
5.根据任一前述权利要求所述的无溶剂的NCO封端的预聚物,其中所述能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂为(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷。
6.根据任一前述权利要求所述的无溶剂的NCO封端的预聚物,其中所述NCO封端的预聚物不是基于所述纯的未改性的4,4'二苯基甲烷二异氰酸酯、能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂和多元醇组合物的重量,含有超过2重量%的2,4'二苯基甲烷二异氰酸酯的组合物的反应产物。
7.一种无溶剂的NCO封端的预聚物,所述无溶剂的NCO封端的预聚物通过以下步骤合成:
a.首先混合多元醇和能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂
b.然后加入纯的未改性的4,4'二苯基甲烷二异氰酸酯
c.使所述组合物在一定温度反应
d.冷却产物。
8.根据权利要求7所述的无溶剂的NCO封端的预聚物,其中基于所述纯的未改性的4,4'二苯基甲烷二异氰酸酯、能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂和多元醇组合物的重量,所述能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂占大于0.1重量%。
9.根据权利要求7至8所述的无溶剂的NCO封端的预聚物,其中所述能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂具有以下结构,并且其中R为氨基、环氧基、羧基、异氰酸酯、酸酐或氨基甲酸酯基团:
10.根据权利要求7至9所述的无溶剂的NCO封端的预聚物,其中所述能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂为(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷。
11.根据权利要求7至10所述的无溶剂的NCO封端的预聚物,其中所述无溶剂的NCO封端的预聚物不是基于所述纯的未改性的4,4'二苯基甲烷二异氰酸酯、能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂和多元醇组合物的重量,含有超过2重量%的2,4'二苯基甲烷二异氰酸酯的组合物的反应产物。
12.一种合成NCO封端的预聚物的方法,所述方法包括:
a.首先混合多元醇和能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂
b.然后加入纯的未改性的4,4'二苯基甲烷二异氰酸酯
c.使所述组合物在一定温度反应
d.冷却产物。
13.根据权利要求12所述的方法,其中基于所述纯的未改性的4,4'二苯基甲烷二异氰酸酯、能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂和多元醇组合物的重量,所述能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂占大于0.1重量%。
14.根据权利要求12至13所述的方法,其中所述能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂具有以下结构,并且其中R为氨基、环氧基、羧基、异氰酸酯、酸酐或氨基甲酸酯基团:
15.根据权利要求12至14所述的方法,其中所述硅烷偶联剂为(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷。
16.根据权利要求12至15所述的方法,其中所述NCO封端的预聚物不是基于所述纯的未改性的4,4'二苯基甲烷二异氰酸酯、能够接枝到氨基甲酸酯预聚物的硅烷偶联剂和多元醇组合物的重量,含有超过2重量%的2,4'二苯基甲烷二异氰酸酯的组合物的反应产物。
17.一种粘合剂,所述粘合剂包含以下物质的反应产物:
a.基于反应混合物的重量,1重量%至99重量%的根据权利要求所述的无溶剂的NCO封端的预聚物,和
b.基于反应混合物的重量,1重量%至99重量%的OH封端的预聚物。
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