CZ239699A3 - Polyurethanové prepolymery - Google Patents
Polyurethanové prepolymery Download PDFInfo
- Publication number
- CZ239699A3 CZ239699A3 CZ19992396A CZ239699A CZ239699A3 CZ 239699 A3 CZ239699 A3 CZ 239699A3 CZ 19992396 A CZ19992396 A CZ 19992396A CZ 239699 A CZ239699 A CZ 239699A CZ 239699 A3 CZ239699 A3 CZ 239699A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- groups
- diisocyanate
- nco
- polyurethane prepolymers
- diisocyanates
- Prior art date
Links
- 229920001730 Moisture cure polyurethane Polymers 0.000 title claims abstract description 22
- 125000005442 diisocyanate group Chemical group 0.000 claims abstract description 46
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims abstract description 15
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000123 paper Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 35
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- -1 aliphatic alcohols Chemical group 0.000 claims description 6
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 5
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 claims description 5
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 claims description 5
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 claims description 5
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 4
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 3
- XLJMAIOERFSOGZ-UHFFFAOYSA-M cyanate Chemical compound [O-]C#N XLJMAIOERFSOGZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 150000002009 diols Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000004072 triols Chemical class 0.000 claims 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 8
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 4,4'-Diphenylmethane Diisocyanate Chemical compound C1=CC(N=C=O)=CC=C1CC1=CC=C(N=C=O)C=C1 UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 8
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 8
- IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N isocyanate group Chemical group [N-]=C=O IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 6
- 229920005906 polyester polyol Polymers 0.000 description 5
- DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N toluene 2,4-diisocyanate Chemical compound CC1=CC=C(N=C=O)C=C1N=C=O DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 4
- GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N Propylene oxide Chemical compound CC1CO1 GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001991 dicarboxylic acids Chemical class 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 3
- VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N Fumaric acid Chemical compound OC(=O)\C=C\C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N Trimethylolpropane Chemical compound CCC(CO)(CO)CO ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 2
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 2
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 2
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 2
- 150000003333 secondary alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N succinic acid Chemical compound OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003628 tricarboxylic acids Chemical class 0.000 description 2
- ARCGXLSVLAOJQL-UHFFFAOYSA-N trimellitic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C(C(O)=O)=C1 ARCGXLSVLAOJQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- OMIGHNLMNHATMP-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxyethyl prop-2-enoate Chemical compound OCCOC(=O)C=C OMIGHNLMNHATMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHSHLMUCYSAUQU-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxypropyl methacrylate Chemical compound CC(O)COC(=O)C(C)=C VHSHLMUCYSAUQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWZMWHWAWHPNHN-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxypropyl prop-2-enoate Chemical compound CC(O)COC(=O)C=C GWZMWHWAWHPNHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GNSFRPWPOGYVLO-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxypropyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCCO GNSFRPWPOGYVLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QZPSOSOOLFHYRR-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxypropyl prop-2-enoate Chemical compound OCCCOC(=O)C=C QZPSOSOOLFHYRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXRKCOCTEMYUEG-UHFFFAOYSA-N 5-aminoisoindole-1,3-dione Chemical compound NC1=CC=C2C(=O)NC(=O)C2=C1 PXRKCOCTEMYUEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WOBHKFSMXKNTIM-UHFFFAOYSA-N Hydroxyethyl methacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCO WOBHKFSMXKNTIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000005058 Isophorone diisocyanate Substances 0.000 description 1
- YGYAWVDWMABLBF-UHFFFAOYSA-N Phosgene Chemical compound ClC(Cl)=O YGYAWVDWMABLBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 1
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UWHCKJMYHZGTIT-UHFFFAOYSA-N Tetraethylene glycol, Natural products OCCOCCOCCOCCO UWHCKJMYHZGTIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 description 1
- CDQSJQSWAWPGKG-UHFFFAOYSA-N butane-1,1-diol Chemical compound CCCC(O)O CDQSJQSWAWPGKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N butane-1,4-diol Chemical compound OCCCCO WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Natural products OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- ROORDVPLFPIABK-UHFFFAOYSA-N diphenyl carbonate Chemical compound C=1C=CC=CC=1OC(=O)OC1=CC=CC=C1 ROORDVPLFPIABK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 230000032050 esterification Effects 0.000 description 1
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000001530 fumaric acid Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- ACCCMOQWYVYDOT-UHFFFAOYSA-N hexane-1,1-diol Chemical class CCCCCC(O)O ACCCMOQWYVYDOT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- XJRAOMZCVTUHFI-UHFFFAOYSA-N isocyanic acid;methane Chemical class C.N=C=O.N=C=O XJRAOMZCVTUHFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIMLQBUJDJZYEJ-UHFFFAOYSA-N isophorone diisocyanate Chemical compound CC1(C)CC(N=C=O)CC(C)(CN=C=O)C1 NIMLQBUJDJZYEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 1
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 1
- 150000002689 maleic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 125000005395 methacrylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 238000000655 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000004958 nuclear spectroscopy Methods 0.000 description 1
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 description 1
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- 150000003138 primary alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000001384 succinic acid Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N triethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCO ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QXJQHYBHAIHNGG-UHFFFAOYSA-N trimethylolethane Chemical compound OCC(C)(CO)CO QXJQHYBHAIHNGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PAPBSGBWRJIAAV-UHFFFAOYSA-N ε-Caprolactone Chemical compound O=C1CCCCCO1 PAPBSGBWRJIAAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
Abstract
Polyurethanové prepolymery s volnými skupinami NCO, s
malýmobsahemmonomerů, připravitelné z vícesytných
alkoholů a nejméně 2 diisokyanátů s odlišnou reaktivitou mají
obsah skupin NCOv méně reaktivnímdiisokyanátů a obsah
skupin NCO v reaktivnějšímdiisokyanátů v poměru vyšším
než 6:1. Řešení se týká také způsobu výroby těchto materiálů,
kteréjsou určeny zejména k lepení předmětů z plastických
hmot, kovů a papíru.
Description
Polyurethanové prepolymery
Oblast techniky
Vynález se týká polyurethanových prepolymerů s volnými skupinami NCO s malým množstvím monomerů. Tyto látky je možno připravit z vícefunkčních alkoholů a diisokyanátů s různou reaktivitou.
Dosavadní stav techniky
Polyurethanové prepolymery uvedeného typu byly popsány v EP 150 444. Podle uvedeného spisu se tyto látky připravují tak, že se
- v prvním reakčním stupni nechá reagovat 2,4-toluylendiisokyanát v nepřítomnosti jiných diisokyanátů s vícefunkčním alkoholem při poměru OH:NCO v rozmezí 4-0,55 a po ukončení reakce jsou prakticky všechny reaktivní skupiny NCO vázány na část hydroxyskupin, které jsou v alkoholu k dispozici,
- ve druhém reakčním stupni se přidá ve srovnání k méně reaktivním skupinám NCO 2,4-toluylendiiosokyanátu z prvního stupně reaktivnější, symetrický, dicyklický diisokyanát v ekvimolárním množství nebo v přebytku, vztaženo na ještě volné skupiny OH, celkové přidané množství je 5 až 80 % hmotnostních, vztaženo na celkové množství diisokyanátu ve stupni 1 a 2, přičemž je popřípadě možno použít běžných typů katalyzátoru a/nebo vyšší teploty.
Tento známý typ prepolymerů má nízký obsah monomerů 1 až 2,5 %, jak prokazují příklady provedení. Nevýhodou těchto materiálů je skutečnost, že nedochází v řadě případů k jejich dostatečně rychlému vytvrzení.
• · · · · · ·
Vynález si proto klade za úkol navrhnout polyurethanový prepolymer s volnými skupinami NCO a s malým obsahem monomeru při možnosti rychlého a bezpečného zpracování. Podstata vynálezu ' Podstatu vynálezu tvoří polyurethanové prepolymery s volnými skupinami NCO, s malým obsahem monomerů, získatelná z vícesytných alkoholů a nejméně 2 diisokyanátů s různou reaktivitou, přičemž poměr skupin NCO méně reaktivního diisokyanátu ke skupinám NCO reaktivnějšího diisokyanátů je vyšší než
6:1.
S výhodou je uvedený poměr vyšší než 10:1 a zvláště vyšší než 15:1.
K získání uvedených materiálů je možno použít velké množství vícefunkčních alkoholů. Vhodné jsou alifatické alko15 holý, obsahující 2 až 4 hydroxylové skupiny v molekule. Je možno použít primární i sekundární alkoholy, přičemž použití sekundárních alkoholů je výhodnější. Zvláště je možno použít reakční produkty vícefunkčních alkoholů s nízkou molekulovou hmotností s alkylenoxidy o 2 až 4 atomech uhlíku. Vhodné jsou například reakční produkty ethylenglykolu, propylenglykolu, isomerů butandiolů nebo hexandiolů s ethylenoxidem, propylenoxidem a/nebo butenoxidem. Dále je možno užít reakční produkty trifunkčních alkoholů, jako glycerolu, trimethylolethanu a/nebo trimethylolpropanu nebo vyšších funkčních alkoholů, například pentaerythritu'nebo alkoholů, odvozených od cukrů se svrchu uvedenými alkenoxidy.
Zvláště vhodné jsou polyetherpolyoly s molekulovou hmotností 100 až 10 000, s výhodou 1000 až 5000 a zvláště polypropylenglykol. Podle požadované molekulové hmotnosti je možno použít produkty s obsahem malého molárního množství • · » · · ·· · « ethylenoxidu a/nebo propylenoxidu nebo také produkty, obsahující více než 100 mol ethylenoxidu a/nebo propylenoxidu na nízkomolekulární vícefunkční alkohol. Další polyetherpolyoly je možno připravit například kondenzací glycerolu nebo penthaerythritu za odštěpení vody. Polyoly, užívané v chemii polyurethanů mohou dále vznikat polymerací tetrahydrofuranu.
Z uvedených polyetherpolyolů jsou zvláště vhodné reakční produkty vícefunkčních nízkomolekulárních alkoholů s propylenoxidem, připravené za podmínek při nichž alespoň z části vznikají sekundární hydroxylové skupiny. Dalšími vhodnými polyetherpolyoly jsou například látky z DE 2 559 759.
Pro provádění způsobu podle vynálezu jsou vhodné také polyesterpolyoly s molekulovou hmotností 200 až 10 000. Podle prvního provedení vynálezu je možno použít polyesterpolyoly, které vznikají reakcí nízkomolekulárních alkoholů, zvláště ehtylenglykolu, propylenglykolu, glycerolu nebo trimethylolpropanu s 1 až 50 mol kaprolaktonu. Další vhodné polyesterpolyoly je možno připravit polykondenzací. Je možno kondenzovat difunkční a/nebo trífunkční alkoholy s přebytkem dikarboxylových a/nebo trikarboxylových kyselin nebo jejich reaktivních derivátů za vzniku polyesterpolyolů. Vhodnou dikarboxylovou kyselinou je například kyselina jantarová a její vyšší homology až do 12 atomů uhlíku, vhodné jsou také nenasycené dikarboxylové kyseliny, jako kyselina maleinová nebo fumarová a aromatické dikarboxylové kyseliny, zejména isomery kyseliny ftalové. Z trikarboxylových kyselin lze uvést kyselinu citrónovou nebo trimellitovou. Zvláště vhodné jsou polyesterpolyoly glycerolu a dikarboxylových kyselin se sekundárními skupinami OH.
• · · ·
I · · <
» · · 4 ·· · ·· 4 .4 ,
Dále je možno použít polyoly na bázi polykarbonátů. Tyto polykarbonáty je možno připravit například reakcí diolů, jako propylenglykolu, butandiolu-1,4, hexandiolu-1,6, diethylenglykolu, triethylenglykolu nebo tetraethylenglykolu nebo směsí 2 nebo většího počtu těchto látek s diarylkarbonáty, například s difenylkarbonátem nebo fosgenem.
Jako polyolovou složku je také možno použít polyakryláty s obsahem hydroxyskupin. Takové polyakryláty je možno získat například polymerací ethylenicky nenasycených monomerů s obsahem hydroxyskupin. Takové monomery je možno připravit například esterifikací ethylenicky nenasycených karboxylových kyselin difunkčními alkoholy, přičemž alkohol se zpravidla použije v malém přebytku. Vhodnými ethylenicky nenasycenými karboxylovými kyselinami pro toto použití jsou například kyselina akrylová, methakrylová, krotonová nebo maleinová. Odpovídající estery s obsahem hydroxyskupin jsou například 2-hydroxyethylakrylát, 2-hydroxyethylmethakrylát,
2-hydroxypropyl.akrylát, 2-hydroxypropylmethakrylát, 3-hydroxypropylakrylát nebo 3-hydroxypropylmethakrylát nebo směsi 2 nebo většího počtu těchto látek.
Konečně je možno použít také polyoly na bázi polybutadienu, styrolbutadienového kaučuku nebo nitridového kaučuku.
Pod pojmem 2 diisokyanáty s odlišnou reaktivitou'' se rozumí 2 různé diisokyanáty s rozdílnou reaktivitou vzhledem k alkoholům. Při výběru těchto látek je nutno dbát následujících pravidel: při reakci diisokyanátu s alkoholem je rychlost reakce první diisokyanátové skupiny podstatně vyšší než rychlost reakce druhé kyanátové skupiny. To platí zejména o monocyklických diisokyanátech,avšak také v případě dalších • · · diisokyanátů se skupinami, které jsou obklopeny odlišnými dalšími skupinami, obecně tedy pro nesymetrické diisokyanáty. Bylo dále zjištěno, že dicyklické diisokyanáty nebo obecněji symetrické diisokyanáty reagují rychleji než druhé isokyaná-.
tové skupiny v nesymetrických nebo monocyklických diisokyanátech.
V případě prvního diisokyanátu tedy jde o nesymetrický diisokyanát s dvěma odlišně reaktivními skupinami NCO.
Jako příklady je možno uvést:2,4-toluylendiisokyanát TDI, isophorondiisokyanát, 2,4-difenylmethandiisokyanát. V případě druhého diisokyanátu jde o symetrický, s výhodou dícyklický diisokyanát. Důležité je, aby reaktivita jeho isokyanátových skupin vzhledem ke hydroxylovým skupinám byla vyšší než reaktivita koncových isokyanátových skupin asymetrického diisoky15 anátu. To znamená, že jsou v první řadě vhodnými látkami diaryldiisokyanáty a z nich například
4.4- difenylmethandiisokyanát MDI a/nebo substituované
4.4- difeny.Imethandiisokyanáty.
Koncentraci skupin NCO s různou reaktivitou v prepo20 lymeru podle vynálezu je možno stanovit jadernou spektroskopií pomocí NMR spektra.
Pod pojmem s malým obsahem monomeru'' se rozumí nízká koncentrace výchozího diisokyanátu. Tato koncentrace je obvykle velikosti méně než 2, s výhodou méně než 1 a zvláště méně než 0,5 % hmotnostních, vztaženo na prepolymer. Tato koncentrace se stanoví pomocí plynové chromatografíe nebo při použití HPLC.
Polyurethanový prepolymer podle vynálezu je možno připravit tak, že se • 99
9 9
- v’ prvním reakčním stupni nechá reagovat diisokyanát se skupinami NCO s různou reaktivitou, tzn. nesymetrický diisokyanát s vícefunkčními alkoholy při poměru skupin OH:NCO v rozmezí 4 až 0,55, takže reaguje prakticky všechny rychle reagující skupiny NCO s částí přítomných skupin OH,
- ve druhém reakčním stupni se přidá diisokyanát s reaktivnějšími skupinami ve srovnání s málo reaktivními skupinami NCO isokyanátu z prvního reakčního stupně, tzn. symetrický diisokyanát v přebytku, vztaženo na ještě volné skupiny
OH,
- popřípadě je možno použít běžné katalyzátory a/nebo provádět postup při zvýšené teplotě.
Způsobem podle vynálezu se tedy v prvním reakčním stupni nechá reagovat vícefunkční alkohol s nesymetrickým diisokyanátem při poměru skupin OH:NCO v rozmezí 4 až 0,55, v tomto stupni dojde k prakticky úplné reakci reaktivních skupin NCO tohoto diisokyanátu s částí přítomných skupin OH, avšak nedochází ještě k reakci méně reaktivních skupin nebo k. této reakci dochází pouze v nepodstatné míře. Tuto skutečnost je možno ověřit analytickým sledováním průběhu reakce.Může jít o spektroskopické sledování v infračerveném světle IR nebo je možno uskutečnit titraci. Molární poměry použitých látek se v průběhu postupu volí tak, aby po úplném spotřebování reaktivních isokyanátových skupin ještě zbývaly volné skupiny OH.
Takto získaná reakční směs s nízkou viskozitou po prvním reakčním stupni se pak zpracovává ve druhém reakčním stupni přidáním symetrického diisokyanátu, který se volí tak, že jeho reaktivita je vyšší než reaktivita skupin NCO nesyme30 trického diisokyanátu, vázaného na polymer.
• Φ· φ φ
• ·
Jednodušeji řečeno, podle vynálezu se v reakčním prostředí s nízkou viskozitou, obsahujícím reakční složky se skupinami OH a NCO provádí reakce mezi složkou s obsahem skupin OH a symetrickým diisokyanátem za vzniku polyurethano5 vého prepolymeru.
Při provádění způsobu podle vynálezu se produkt z prvního reakčního stupně užívá jako ředidlo, aniž by přitom došlo k reakci mezi skupinami OH a pomalu reagujícími skupinami NCO nesymetrického diisokyanátu, vázaného na polymer.
Aby bylo možno získat reakční produkty nesymetrických diisokyanátů, zvláště 2,4-toluylendiisokyanátu s vícefunkčními alkoholy, které jsou ve druhém reakčním stupni způsobu podle vynálezu rozpouštědlem nebo ředidlem je důležité dodržet určitý poměr mezi hydroxylovými a isokyanátovými skupina15 mi. Tím vznikají vhodné produkty, které po reakci s reaktivními skupinami NCO ještě obsahují další skupiny OH. K této situaci dochází v tom případě, že poměr skupin OH:NCO je v rozmezí 4 až 0,55, s výhodou 1 až 0,6.
Při provádění druhého stupně způsobu podle vynálezu se reakční produkty z prvního reakčního stupně s obsahem skupin OH a NCO užívají jako ředidlo reaktivity a provádí se reakce zbývajících skupin OH s symetrickými, zvláště dicyklickými diisokyanáty. Pro reakci ve druhém stupni se užívá poměru skupin OH:NCO vyšším než 1,0, s výhodou v rozmezí 1,1 až 12, vztaženo na zbývající skupiny OH.
Je výhodné provádět v průběhu způsobu podle vynálezu reakci diisokyanátů s vícefunkčními alkoholy při vyšší teplotě. Vhodné jsou teploty 40 až 120, s výhodou 80 až 95 °C. V případě provádění reakce v laboratorním měřítku přibližně do množství 1 kg byla reakční doba v prvního reakčním stupni • · · · · · ··♦ ·· ·· přibližně 1 hodinu a ve druhém reakčním stupni 2 až 20 hodin.
Reakce byla prováděna při teplotě přibližně 80 °C. Ve všech případech je reakce ukončena, jakmile již nedochází k dalšímu poklesu počtu isokyanátových skupin. Tuto skutečnost je možno stanovit analyticky titrací isokyanátových skupin. K ukončení reakce při teplotě místnosti dochází obvykle za 2 hodiny až 5 dnů.
Takto připravený polyurethanový polymer se obvykle spolu s běžnými tvrdidly a/nebo kapalnými přísadami, popřípa10 dě v přítomnosti organických rozpouštědel a běžných urychlovačů užívá k lepení předmětů z plastických hmot a kovů, zvláště folií, přičemž ke slepení s výhodou dochází při teplotách v rozmezí 20 až 120 °C.
Jako tvrdidlo se užívají vícefunkční sloučeniny s nízkou molekulovou hmotností nebo oligomery, které se volí podle povahy a počtu funkčních skupin tak, aby reagovaly s isokyanátovými skupinami prepolymeru a tak aby došlo k zesítění prepolymeru. S výhodou obsahují tvrdidla aminoskupiny, karboxylové skupiny a epoxidové skupiny.
Je také možno použít další pomocné látky, zvláště ke zlepšení odolnosti proti působení chemických látek a ke zvýšení stálosti produktu v případě kovů. Často se užívají titanáty a sloučeniny křemíku, zvláště siloxany.
Polyurethanový prepolymer podle vynálezu má následu25 jící výhodné vlastnosti:<
- k vytvrzení při teplotě místnosti a při běžné vlhkosti vzduchu je zapotřebí pouze 7 dnů místo obvyklých 14 dnů, tento výsledek je překvapující vzhledem k tomu, že prepolymer podle vynálezu má větší počet méně reaktivních skupin
NCO než známý materiál podle EP 150 444.
·· 4 4 ·· ·· • «· 4 4 · · « ·
4 4 4 4 4 ♦ • « 4 4 · Μ···· • 4 4 4 4
444 444 444 44 ··
- Počáteční přilnavost je 1,6 N/15 mm, tzn. podstatně vyšší než u známých polyurethanových prepolymerů s přilnavostí v rozmezí 0,3 až 0,6 N/15 mm. Počáteční přilnavost se měří za následujících podmínek: hodnota se měří na proužku se šířkou 15 mm zkouškou T-peel-Test při úhlu odtažení 2x90 0 při rychlosti odtahování 100 mm/min přímo po slepení.
- Obsah monomeru nezreagovaného diisokyanátu je obvykle nižší než 1 % hmotnostní.
- Také podíl netěkavých diisokyanátu je nižší, takže se dosahuje nižší migrace. Rovnovážného stavu je možno dosáhnout v systému podle vynálezu po 4 dnech, kdežto ve známých systémech po 10 až 14 dnech. Uvedená hodnota se měří podle publikace Deutsche Lebensmittel-Rundschau, 87 (1991), Seiten 280 a 281 následujícím způsobem: uzavřená plochá nádoba se naplní 3% kyselinou octovou a uloží při 70 °C. Obsah nádoby se po 2 hodinách podrobí diazotaci, načež se po provedené azoreakci koncentruje na sloupci C18. Pak se fotometricky stanoví koncentrace. Migrace netěkavých diisokyanátu a dalších sloučenin může vést k nežádoucím jevům, například při výrobě laminátů, zejména laminátů typu CPA/EVA.
- Zvyšování viskozity při teplotě 70 °C v závislosti na čase vytváří v případě polyurethanových prepolymerů podle vynálezu podstatně plošší křivku než u známých polyurethanových prepolymerů. Tato skutečnost může usnadnit zpracování vzhledem k tomu, že je,pro toto zpracování k dispozici delší časové období.
Polyurethanové prepolymery podle vynálezu je možno použít jako takové nebo v roztocích v organických rozpouštědlech k lepení plastických hmot, kovu a papírů, zvláště ke kašírování textilních materiálů a folií z hliníku a • · · · · · • · · · · • · ·· * ·· · • · · • ··· ·· ·· • · plastických hmot a také folii a' papírů s obsahem kovů nebo jejich oxidů. K tomuto účelu je možno k polymerům přidávat běžná tvrdidla, například vícefunkční alkoholy s vyšší molekulovou hmotností za vzniku 2-složkového systému nebo je možno povrchy s definovaných obsahem vody přímo lepit prepolymery podle vynálezu. Tímto způsobem spojené folie je možno svařovat. Pří tomto svařování je zvláště výhodný snížený podíl produktů s nízkou molekulovou hmotností, schopných migrace, ve výsledném prepolymeru.
Mimo to je možno prepolymery podle vynálezu využít také k vytlačování, metalizaci a svařování za horka.
Praktické provedení vynálezu bude osvětleno následujícími příklady, které však nemají sloužit k omezení rozsahu vynálezu.
Příklady provedení vynálezu
Srovnávací příklad
V baňce se třemi hrdly, opatřené míchadlem, teploměrem a sušicí trubicí se smísí 411,7 g polypropylengly- kolu (OHZ 109 mg KOH/g) a 104,4 g 2,4-toluylendiisokyanátu a směs se za míchání zahřeje. Po dosažení teploty 90 °C je po půl hodině dosaženo títrační hodnoty skupin NCO 4,56 %, takže teoretická hodnota 4,88 % není dosažená pouze nepodstatně. Po přidání 25 g 4,4'-difenylmethandiisokyanátu se směs ještě 2 hodiny míchá při teplotě 90 °C, po této době se dosáhne obsahu skupin NCO 4,61 % (teoretická hodnota 4,65 %) .
% NCO = 4,7(teorie 4,77)
OH/NCO (1)=1:1
OH/NCO (2)=1:1,6,vztaženo na % monomerního TDI:0,03 % monomerního MDI:2,5 Viskozita:1980mPas/60 °C stupeň 1 zbytek skupin OH
9 9
999 999
Příklad 1
V baňce se 3 hrdly, opatřené michadlem, teploměrem a sušicí trubicí se smísí 575,3 g polypropylenglykolu (OHZ 109 mg KOH/g) a 156,9 g polypropylenglykolu (OHZ 267 mg KOH/g) s 238,5 g 2,4-toluylendiisokyanátu a směs se za míchání zahřeje. Pod dosažení teploty 90 °C po půl hodině je téměř dosaženo teoretické titrační hodnoty pro skupiny NCO 4,5 %. Po přidání 28 g 4,4'-difenylmethandiisokyanátu se směs míchá ještě 2 hodiny při teplotě 90 °C, čímž se dosáhne obsahu skupin NCO 4,57 % (teoretická hodnota 4,59 %) .
% NCO = 4,57(teorie 4,59) OH/NCO (1) = 0,68:1 OH/NCO (2) = 10:1, vztaženo na % monomerního TDI: 0,03 % monomerního MDI: 0,2 Viskozita:1000mPas/70 °C stupeň 1 zbytek skupin OH
Příklad 2
Navážka: 524,0 g polyesteru (OHZ:137)
106,0 g PPG (OHZ:113)
106,0 g PPG (OHZ:267)
244,0 g TDI (NCO:48,0 %)
21,0 g MDI (NCO:33,5 %)
Provedení:
Jako aparatura se užije nádoba se 3 hrdly s kontaktním teploměrem, michadlem, opatřeným hnacím zařízením, sušicí trubicí a se zahřívací manžetou.
Postupuje se tak, že se jako předloha užije polyester a oba typy PPG a směs se homegeně promísí. Pak se přidá TDI a směs se zahřeje na 50 °C. Teplota stoupne v důsledku exothermní reakce. Pak se teplota chlazením udržuje na 90 °C. Reakce je ukončena po dosažení obsahu skupin NCO 5,4 %.
» ♦ · · b · · · ·· · · · ·
Pak se přidá ke směsi MDI a směs se zahřeje až na 95 °C. Při této teplotě se směs ještě hodinu michá, po této době je obsah skupin NCO 4,3 % (teoretická hodnota 4,3 %).
Horký produkt obsahuje:
MDI:0,4 % (teorie méně než 1,0 %)
TDI:0,03 % (teorie méně než 0,1 %)
NCO: 4,3
Viskozita: přibližně 5 700 mPas /Brookfield DVII(Thermosell)27/20 U/min/70 °C/.
Zkoušky na přilnavost
Užívá se univerzálního zařízení k provádění zkoušek na tah se synchronizovaným pisátkem a zaznamenávají se dosažené křivky. Mělo by být dosaženo hodnot 10 až 50 N, nastavení se provádí podle předpokládaných hodnot.
Z materiálu se připraví proužky s tloušťkou 15 mm.
Před pokusem se proužky od sebe oddělí. Rychlost tahu je 100 mm/min., úhel odtahu je 90 0 a délka odtaženého úseku 5 až 10 cm.
Výsledky se uvádějí jako přilnutí v N/15 mm a hodnotí se vizuálně podle výskytu adhezivních nebo kohezivních lomů a podle zbytků lepidla.
Claims (10)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Polyurethanové prepolymery s volnými skupinami NCO, ziskatelné z vicesytných alkoholů a nejméně 2 diisokyanátů s rozdílnou reaktivitou, vyznačující se tím, že poměr skupin NCO méně reaktivního diisokyanátů a skupin NCO reaktivnějšího diisokyanátů je vyšší než 6:1.
- 2. Polyurethanové prepolymery podle nároku 1, v y z n a čující se tím, že poměr skupin NCO méně reaktivního diisokyanátů a skupin NCO reaktivnějšího diisokyanátů je vyšší než 10:1, s výhodou vyšší než 15:1.
- 3. Polyurethanové prepolymery podle nároků 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se při jeho výrobě užijí jako vícefunkční alkoholy primární nebo sekundární alifatické alkoholy o 2 až 6, s výhodou 2 až 4 hydroxylových skupinách.
- 4. Polyurethanové prepolymery podle některého z nároků 1 až 3, vyznačuj ící se t i m, že se jako vícefunkční alkoholy užijí dioly o 2 až 5 atomech uhlíku, trioly o 3 až 6 atomech uhlíku, tetraoly o 4 až 8 atomech uhiíku, estery s funkčními skupinami OH a/nebo polyethery s funkčními skupinami OH s molekulovou hmotností až 10 000, zvláště 1000 až 5000.
- 5. Polyurethanové prepolymery podle některého z nároků 1 až 4,vyznačuj ící se t i m, že se jako reaktivnější diisokyanát užije symetrický aromatický diisokyanát, zvláště MDI.• » · ·4 4 · ······· ·· * « 9999 9 * • t ·· • 9 4 94 4· ·444 49 94 944 44
- 6. Polyurethanové prepolymery podle některého z nároků 1 až 5, v y z n a č u j í c í se t í m, že se jako méně reaktivní diisokyanát užije nesymetrický isokyanát, zvláště TDI.
- 7·. Způsob výroby polyurethanových prepolymeru podle některého z nároků laž 6, vyznačující se t í m, že se- v prvním reakčním stupni nechá reagovat diisokyanát se skupinami NCO s různou reaktivitou, tzn. nesymetrický diíso10 kyanát s vícefunkčními alkoholy při poměru skupin OH:NCO v rozmezí 4 až 0,55, takže reaguje prakticky všechny rychle reagující skupiny NCO s částí přítomných skupin OH,- ve druhém reakčním stupni se přidá diisokyanát s reaktivnějšími skupinami ve srovnání s málo reaktivními sΕπί 5 pinami NCO isokyanátu z prvního reakčního stupně, tzn. symetrický diisokyanát v přebytku, vztaženo na ještě volné skupiny OH,- popřípadě je možno použít běžné katalyzátory a/nebo provádět postup při zvýšené teplotě.
- 8. Způsob podle nároku 7,vyznačuj ící se t í m, že se oba reakční stupně provádějí při teplotě 40 až120, s výhodou 80 až 95 °C.
- 9. Použití polyurethanových prepolymeru podle některého z!nároků 1 až 6 spolu s tvrdidly a/nebo dalšími pomocný25 mi látkami, a popřípadě organickými rozpouštědly a urychlovací k lepení předmětů z plastických hmot, kovů a papíru, zvláště folií.
- 10. Použití podle nároku 9, při němž se předměty lepí při teplotě místnosti až teplotě 120 °C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ19992396A CZ239699A3 (cs) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | Polyurethanové prepolymery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ19992396A CZ239699A3 (cs) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | Polyurethanové prepolymery |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ239699A3 true CZ239699A3 (cs) | 2000-03-15 |
Family
ID=5464879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ19992396A CZ239699A3 (cs) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | Polyurethanové prepolymery |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ239699A3 (cs) |
-
1997
- 1997-12-18 CZ CZ19992396A patent/CZ239699A3/cs unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4536163B2 (ja) | 低モノマーポリウレタンプレポリマー | |
| JP4986447B2 (ja) | アルコキシシラン官能性組成物 | |
| EP3067377B1 (en) | Ultralow monomer polyurethanes | |
| US4623709A (en) | Adhesives based on polyurethane prepolymers having a low residual monomer content | |
| EP2493946B1 (en) | Aqueous formulations based on crystalline or semicrystalline polyurethane polymers | |
| JP6955515B2 (ja) | アミン開始ポリオールを含む二成分無溶剤接着剤組成物 | |
| JP2005511873A (ja) | モノマー含有量の少ないポリウレタン−プレポリマーの製造方法 | |
| US20210197523A1 (en) | Method for forming a laminate comprising a two-component solventless adhesive composition including an amine-initiated polyl | |
| CN102574966B (zh) | 粘合膜状基材的方法 | |
| US7166649B2 (en) | Polyester-polyether hybrid urethane acrylate oligomer for UV curing pressure sensitive adhesives | |
| US20110196087A1 (en) | Adhesives based on polyester-graft-poly(meth)acrylate copolymers | |
| CN109996827A (zh) | 低粘度、快速固化的层合粘合剂组合物 | |
| US8653219B2 (en) | Method for producing reactive polyurethane compositions | |
| WO2008034717A1 (en) | Aqueous polyurethane/polyurea dispersions | |
| CN103476818B (zh) | 含有络合催化剂的pu组合物 | |
| WO2005105857A1 (en) | Polyester-polyether hybrid urethane acrylate oligomer for uv curing pressure sensitive adhesives | |
| JP2009096996A (ja) | 粘着剤用主剤およびその製造方法、ウレタン樹脂系粘着剤製造用組成物、ならびにウレタン樹脂系粘着剤の製造方法 | |
| CN1242782A (zh) | 低单体含量的聚氨酯预聚物 | |
| CN114599699B (zh) | 聚碳化二亚胺化合物、水性树脂组合物及食品包装容器 | |
| MXPA99006031A (en) | Monomer-poor polyurethane prepolymer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic |