具有低體積收縮的聚氨酯制造技術

本發明專利技術涉及以芳脂族二異氰酸酯為基礎的無溶劑改性的多異氰酸酯混合物用于制備具有高的光折射和低的色散的耐光和耐候的聚氨酯物體的用途。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】具有低體積收縮的聚氨酯通過脂肪族或環脂族多異氰酸酯與含酸式氫原子的化合物反應制備耐光和耐候性的塑料是已知的。根據H酸式反應參與物(Reaktionspartner)例如多元醇、多胺和/或多硫醇的性質，這里形成帶有例如氨基甲酸酯、脲和/或硫代氨基甲酸酯結構的加聚產物。通用術語〃聚氨酯〃在下面也作為可由多異氰酸酯和H酸式化合物制備的大量不同聚合物的同義詞使用。對于各種用途，例如作為無機玻璃的輕質替代物用于汽車和飛機制造的玻璃窗或作為用于光學組件、電子組件或光電組件的澆鑄材料，目前市場記錄顯示了對透明的耐光聚氨酯物料日益增加的興趣。特別是對于高性能的光學用途例如用于透鏡或鏡片，通常希望塑料材料具有高的光折射性和同時具有低的色散性(高的阿貝值)。具有高折射指數的透明聚氨酯物料的制備已經常有描述。通常，所謂的芳脂族二異氰酸酯，即:其異氰酸酯基團經脂肪族基團結合到芳族體系上存在的那些二異氰酸酯，在這里被用作多異氰酸酯組分。由于它們的芳香結構，芳脂族二異氰酸酯產生具有提高的折射指數的聚氨酯，同時脂族式結合的異氰酸酯基團保證了高性能用途中所要求的耐光性和低的發黃趨勢。US-A 4680369和US-A 4689387例如描述了適合作為透鏡材料的聚氨酯和聚硫氨酯，在其制備中特殊的含硫多元醇或巰基官能的脂肪族化合物與單體芳脂族二異氰酸酯結合以實現特別高的折射指 數，所述單體二異氰酸酯例如1，3_雙(異氰酸根合甲基)苯(間-苯二甲基-二異氰酸酯，m-XDI)、l，4-雙(異氰酸根合甲基)苯(對-苯二甲基-二異氰酸酯，p_XDI)、l，3-雙(2-異氰酸根合丙-2-基)苯(間-四甲基苯二甲基-二異氰酸酯，m-TMXDI)或1，3_雙(異氰酸根合甲基)_2，4，5，6-四氯苯。在大量另外的公開出版物，例如在EP-A 0 235 743,EP-A 0 268 896,EP-A 0 271839、EP-A 0 408 459、EP-A 0 506 315、EP-A 0 586 091 和 EP-A 0 803 743 中，單體的芳脂族二異氰酸酯，例如m-和p-XDI或m-TMXDI，也被提及作為用于制備高折射的透鏡材料的優選的多異氰酸酯組分。在這里它們充當多元醇和/或多硫醇的交聯劑組分并且根據反應參與物，得到具有1.56至1.67范圍的高折射指數和最高45的較高阿貝值的透明塑料。然而，所述制備用于光學用途的高光折射的聚氨酯的方法的主要不利之處在于在其固化過程中會發生有時候明顯的體積收縮，這在結構元件的澆鑄過程中，例如在規定幾何結構的光學透鏡的制備中，會產生問題。因此本專利技術的目的是提供新型的聚氨酯物料，該物料在顯著較小的體積縮小的情況下反應得到具有高的光折射和低色散的高度透明的耐光和耐候性成型體并從而也特別適合用來制備光學精密部件。通過提供下面更詳細地描述的聚氨酯可以實現此目的。下面更詳細地描述的本專利技術是基于令人驚奇的觀察結果:含有一定比例改性的、例如一定比例的三聚的或縮二脲化的芳脂族二異氰酸酯的無溶劑多異氰酸酯混合物可以在常規條件下與對異氰酸酯基團呈反應活性的反應參與物一起加工，得到耐光性的不發黃聚氨酯物體，該聚氨酯物體與迄今已知的僅基于單體芳脂族二異氰酸酯的聚氨酯相比固化時具有顯著較小的體積收縮，另外還表現在進一步增加的光折射和同時改善的機械性能。本專利技術提供了無溶劑多異氰酸酯組分A)用于制備耐光的致密或發泡的聚氨酯物體的用途，所述多異氰酸酯組分A)包含5至95重量％的由至少兩個芳脂族二異氰酸酯分子形成的多異氰酸酯分子和95至5重量％的單體芳脂族二異氰酸酯，并具有18至43重量％的異氰酸酯基團含量。本專利技術還提供了一種通過A)與B并任選共用C)的無溶劑反應制備耐光的聚氨酯物料的方法: A)多異氰酸酯混合物，其包含5至95重量％的由至少兩個芳脂族二異氰酸酯分子形成的多異氰酸酯和95至5重量％的單體芳脂族二異氰酸酯，并具有18至43重量％的異氰酸酯基團含量， B)對異氰酸酯基團呈反應活性并具有2.0至6.0的平均官能度的反應參與物， C)另外的助劑和添加劑， 其中保持異氰酸酯基團與對異氰酸酯呈反應活性的基團的當量比為0.5:1至2.0:1o最后，本專利技術還提供由如此可得的耐光性聚氨酯物料制備的透明性致密或發泡的成型體。根據本專利技術的方法中使用的組分A)為無溶劑多異氰酸酯混合物，其通過一定比例的芳脂族二異氰酸酯改性可得并且包含5至95重量％的由至少兩個芳脂族二異氰酸酯分子形成的多異氰酸酯分子和95至5重量％的單體芳脂族二異氰酸酯，并具有18至43重量％的異氰酸酯基團含量。用于多異氰酸酯組分A)的適合的芳脂族二異氰酸酯是任何需要的二異氰酸酯，其通過光氣化作用或通過無光氣的方法、例如通過氨基甲酸酯的熱裂解可以得到，其異氰酸酯基團經任選支化的脂肪族基團結合到任選地進一步取代的芳族體系上存在，例如1，3_雙(異氰酸根合甲基)苯(間-苯二甲基-二異氰酸酯，m-XDI)、l，4-雙(異氰酸酯甲基)苯(對-苯二甲基-二異氰酸酯，p-XDI)、l，3-雙(2-異氰酸根合丙-2-基)苯(間-四甲基苯二甲基-二異氰酸酯，m-TMXDI)、1，4-雙(2-異氰酸根合丙-2-基)苯(對-四甲基苯二甲基-二異氰酸酯，p-TMXDI)、l，3-雙(異氰酸根合甲基)-4-甲基苯、I, 3-雙(異氰酸根合甲基)-4-乙基苯、1，3-雙(異氰酸根合甲基)-5-甲基苯、1，3-雙(異氰酸根合甲基)_4，5- 二甲基苯、1，4-雙(異氰酸根合甲基)_2，5- 二甲基苯、1，4-雙(異氰酸根合甲基)_2，3，5，6_四甲基苯、1，3_雙(異氰酸根合甲基)-5-叔丁基苯、1，3-雙(異氰酸根合甲基)-4-氯苯、1，3-雙(異氰酸酯甲基)-4，5- 二氯苯、1，3-雙(異氰酸根合甲基)-2，4，5,6-四氯苯、1，4-雙(異氰酸根合甲基)_2，3，5,6-四氯苯、1，4-雙(異氰酸根合甲基)-2，3，5，6-四溴苯、1，4-雙(2-異氰酸根合乙基)苯、1，4_雙(異氰酸根合甲基)萘和這些二異氰酸酯的任何需要的混合物。由所述的芳脂族二 異氰酸酯制備多異氰酸酯組分A)是借助本身已知的改性反應，通過原來存在于起始二異氰酸酯中的部分異氰酸酯基團的反應，形成由至少兩個二異氰酸酯分子形成的多異氰酸酯分子，并且所述制備不是本申請的主題。適合的該類改性反應是，例如異氰酸酯的催化低聚反應形成脲二酮、異氰脲酸酯、亞氨基噁二嗪二酮和/或噁二嗪三酮結構的常規方法或用于二異氰酸酯縮二脲化的常規方法，這些如在 Laas 攀，J.Prakt.Chem.336，1994, 7滯-及形中，在 DE-A I 670 666和 EP-A 0 798 299 中舉例所描述的。例如在 EP-A 0 081 713、EP-A 0 197 543、GB-A I034 152和JP-A 05286978中可以找到基于芳脂族二異氰酸酯的該類多異氰酸酯的具體描述。然而，用于制備多異氰酸酯組分A)的適合的改性反應還有在加入不足摩爾量的羥基官能的反應參與物之后芳脂族二異氰酸酯的氨基甲酸酯化和/或脲基甲酸酯化，所述輕基官能的反應參與物特別是分子量范圍為32至300的低分子量的一元-或多元醇,例如甲醇、乙醇、正丙醇、異丙本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.07.20 DE 102010031681.41.無溶劑多異氰酸酯組分A)用于制備耐光性致密的或發泡的聚氨酯物體的用途，所述多異氰酸酯組分A)包含5至95重量％的由至少兩個芳脂族二異氰酸酯分子形成的多異氰酸酯分子和95至5重量％的單體芳脂族二異氰酸酯，并具有18至43重量％的異氰酸酯基團含量。2.根據權利要求1所述的用途，其特征在于:多異氰酸酯組分A)具有脲二酮、異氰脲酸酯、亞氨基噁二嗪二酮、脲基甲酸酯和/或縮二脲結構。3.根據權利要求1和2所述的用途，其特征在于:多異氰酸酯組分A)是帶有24至35重量％的異氰酸酯基團含量的基于1，3-雙(異氰酸根合甲基)苯、1，4_雙(異氰酸根合甲基)苯和/或1，3-雙(2-異氰酸根合丙-2-基)苯的多異氰酸酯。4.根據權利要求1用于制備致密的透明聚氨酯物體的用途。5.根據權利要求4所述的用途，其特征在于:所述聚氨酯物體是玻璃替代部件。6.根據權利要求4所述的用途，其特征在于:所述聚氨酯物體是光學組件、光電組件或電子組件。7.根據權利要求4所述的用途，其特征在于:所述組件是光學透鏡或鏡片。8.根據權利要求4所述的用途，其特征在于:所述組件是發光二極管。...

【專利技術屬性】
技術研發人員：HJ拉斯，D格雷茨塔弗蘭茨，R哈爾帕普，D馬格，HU邁爾韋施特許斯，
申請(專利權)人：拜耳知識產權有限責任公司，
類型：
國別省市：