用于喷涂泡沫的基于聚醚碳酸酯多元醇的烷氧基硅烷封端的预聚物的利记博彩app
【专利说明】用于喷涂泡沬的基于聚醚碳酸酯多元醇的烷氧基硅烷封端 的预聚物
[0001] 本发明涉及可通过至少一种多元醇、多异氰酸酯和具有至少一个异氰酸酯和/或 异氰酸酯反应性基团的烷氧基硅烷的反应获得的烷氧基硅烷封端的预聚物。本发明进一步 提供制备本发明的烷氧基硅烷封端的预聚物的方法，以及包含本发明的烷氧基硅烷封端的 预聚物的组合物和多组分体系。本发明此外涉及可通过聚合本发明的烷氧基硅烷封端的预 聚物、本发明的组合物或本发明的多组分体系获得的成型体。本发明进一步提供含有本发 明的烷氧基硅烷封端的预聚物、本发明的组合物或本发明的多组分体系的压力储罐。
[0002] 可喷涂泡沫是现有技术已知的。例如存在可喷涂的安装黏合用泡沫，其用于填充 例如建筑领域中的空腔。它们尤其用于填充门窗框架和周围砌砖之间的缝隙和空腔，并且 以良好的隔潮性和良好的绝热性为特征。此类可喷涂多组分体系进一步的应用是用于管道 绝缘或者用泡沫填充技术设备中的空腔。
[0003] 上述安装黏合用泡沫典型地为聚氨酯泡沫（PU-泡沫）。这些泡沫基于由具有大量 游离异氰酸酯基团的未交联预聚物构成的组合物。游离异氰酸酯基是反应性很强的并且在 标准环境温度下，在水/湿气影响下已能彼此反应，且由该预聚物构成聚合物网络。除了空 气水分以外，具有两个或更多个0H基团的醇、相应的硫醇以及伯或仲胺以及它们的混合物 也是上述异氰酸酯的可能的反应参与物。为此特别经常使用多元醇。在与多元醇或水的反 应中产生氨基甲酸酯或脲单元，由于其形成氢键的能力，它们可以在固化的泡沫中形成部 分结晶的结构。泡沫的硬度、其抗压强度和抗拉强度因此全部提高。
[0004] 起始材料经常被装入压力储罐中并提供有发泡剂，发泡剂使得预聚物在排出压力 储罐的发泡变得容易。另外，预聚物的异氰酸酯基与空气水分反应，由此解离出同样有助于 发泡的二氧化碳。在该反应中，所涉及的异氰酸酯基团转化成胺，其进而可以与其它异氰酸 酯基团反应，形成聚合物网络，换言之，在交联反应中没有损失。
[0005] 该聚氨酯组合物可以以1K泡沫或以双组分（2K)泡沫的形式制造。1K泡沫仅受空 气水分的影响固化，而在2K泡沫的情况中将异氰酸酯组分和多元醇或含水组分彼此分隔 保存并仅在施加前一刻才彼此混合。该混合过程在此例如在压力储罐的压力体中发生，其 中的内容物因此必须迅速地完全用尽，因为不管是否排出泡沫，聚合反应都会发生。此类体 系因此经常也被称为1. 5K泡沫。
[0006] 另一个可能性在于使用双室压力储罐，其中两种组分仅在出口阀区域中才彼此混 合。该2K泡沫相比于1K泡沫的主要优点在于显著更快的固化反应，因为其甚至在没有空 气水分的情况下发生。相反，在1K泡沫的情况中固化速率由空气水分决定，以及由空气水 分扩散进入到发泡材料中的速率决定。
[0007] 用于固化泡沫的游离异氰酸酯基团的存在是所有这些方法的缺点。然而，游离异 氰酸酯基团的存在对于医学应用而言是不希望的。
[0008] 由于上述原因，近年来已经发展不经游离异氰酸酯基团固化的可聚合的可发泡组 合物。例如由US 6, 020, 389 A1已知包含烷氧基-、酰氧基-或肟基封端的硅酮预聚物的硅 酮泡沫。这些化合物经由硅氧烷基团的缩合反应来聚合。这些化合物的缺点在于其固化时 间长，因为它们-如1K聚氨酯喷涂泡沫一般-由空气水分决定聚合反应。尤其在较厚的发 泡层的情况中，完全反应因此需要很长时间。这样不仅是不方便的，而且就这点而言是有问 题的，即在孔壁通过继续进行的聚合反应能形成足够的自身强度之前，通过喷涂形成的泡 沫结构有时将再次塌陷。
[0009] 由申请 W0 00/04069 A，W0 2009/007038 A，EP 946 629 A 和 EP 1 098 920 A 已 知烷氧基硅烷封端的聚氨酯预聚物。这些预聚物具有常规的聚氨酯主链，也被称作"主干"， 其以本身已知的方式通过双官能异氰酸酯与多元醇的反应获得。在W0 00/04069 A的范围 内，通过使用过量的多官能异氰酸酯实现预聚物链的各个端基具有游离异氰酸酯基团。然 后，这些异氰酸酯封端预聚物在另一反应步骤中与氨基烷基三烷氧基硅烷反应，形成所需 的烷氧基硅烷封端的聚氨酯预聚物。氨基丙基三甲氧基硅烷特别用于此。由此获得的预聚 物带有通过亚丙基间隔基偶合至聚氨酯主链的三甲氧基硅烷封端的端基。由于硅原子和聚 氨酯主链之间的亚丙基，此类硅烷也被称为Y-硅烷。
[0010] 在固化反应中，y -硅烷在水的作用下反应，消去醇并由此形成Si-〇_Si网络，预 聚物由此固化。y -硅烷，与异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物一样，具有固化反应进行相对较 慢的缺点。该缺点仅可以通过向Y-硅烷基组合物中添加大量交联催化剂，例如也用于聚 氨酯预聚物的二月桂酸二丁锡来部分弥补。但是，在有些情况下，其对这种组合物的储存稳 定性起不利作用。
[0011] 因为即使较大量交联催化剂也不能完全弥补Y-硅烷的反应惰性，所以已经研宄 更有反应性的化合物类型。它们由例如W0 02/066532 A1已知。其中描述的预聚物也是硅 烷封端的聚氨酯预聚物。与前述Y-硅烷的重要区别为在聚氨酯主链和硅原子之间存在亚 甲基间隔基而不是亚丙基。因此这些硅烷也被称为a-硅烷。硅原子至聚氨酯主链的强极 性脲基的较短距离提高了位于硅原子上的烷氧基的反应性（a -作用），因此烷氧基硅烷基 团的水解和后续的缩合反应以可观增长的速率进行。
[0012] 申请号为11183213. 5,11183214. 3和11183212.7的迄今尚未公布的欧洲专利申 请中也描述了特别适合用于伤口处理领域的基于a-或y-硅烷封端预聚物的可喷涂泡 沫。该硅烷封端预聚物用借助于发泡气体并在静态混合器中与水性组分快速混合的特殊喷 涂体系喷涂成为快固泡沫。但是，所引用的专利申请中描述的泡沫非常软，缺乏抗压强度和 尺寸稳定性。
[0013] W0 2009/007018概括地描述硅烷封端预聚物在制造伤口敷料中的用途。描述的硅 烷封端预聚物可以基于由聚氨酯涂料化学已知的许多多元醇，聚醚多元醇是优选的。聚碳 酸酯多元醇也被特别提及作为可由碳酸衍生物与多元醇缩合获得的起始剂组分。但是，如 此获得的聚碳酸酯多元醇仅可以用来获得室温下为固体并且不可充分溶于发泡气体的硅 烷封端预聚物。因此，它们很难引入到可喷涂配方中。
[0014] 本发明的目的因此在于提供烷氧基硅烷封端的预聚物，其特点为在非极性发泡剂 中具有良好的溶解性，并因此适用于制造喷涂泡沫。获得的喷涂泡沫应足够快速地固化，具 有带高孔隙体积的多孔结构，以及具有通常良好的机械性能，特别是高抗压强度和尺寸稳 定性。此外，该预聚物或可由该预聚物获得的喷涂泡沫应覆盖广泛的应用领域。特别是应 能用于皮肤上的医学应用的多组分体系，例如发泡的伤口敷料。
[0015] 根据本发明，所述目的通过烷氧基硅烷封端的预聚物得以实现，其特征在于，其可 通过使至少一种A)多元醇，B)具有至少两个异氰酸酯基团的化合物，和C)具有至少一个 异氰酸酯基团或异氰酸酯反应性基团的烷氧基硅烷反应获得，其中多元醇A)包含至少一 种可通过使二氧化碳和氧化烯加成在H-官能起始剂物质上获得的聚醚碳酸酯多元醇。 [0016] 意外地发现本发明的烷氧基硅烷封端的预聚物特别可好地适用于制造充分快速 固化、具有带高孔隙体积的多孔结构以及具有通常良好的机械性能，特别是高抗压强度和 尺寸稳定性的喷涂泡沫。本发明的烷氧基硅烷封端的预聚物可简单制备，可高度溶于非极 性发泡剂，例如烷烃或烯烃，以及特别是工业上重要的丙烷和丁烷的混合物中。由此可以由 这些预聚物提供可灌入压力储罐中的1K或2K反应性泡沫组合物。它们可以发泡成多孔泡 沫，其中1K泡沫组合物可以通过空气水分的作用固化，而2K泡沫组合物优选含有固化剂组 分-在最简单的情况中，质子溶剂，例如水或醇_并以这种方法聚合。
[0017] 此类2K泡沫组合物可以填充进具有两室或多室压力储罐中并借助于发泡气体发 泡。在这样的压力储罐中，本发明组合物的两种组分在发泡前一刻之前彼此独立，由此确保 即使在不添加捕水剂或其它稳定剂下长的储存稳定性。当2K组合物从压力储罐中排料时， 其有利地在出口阀附近发生混合。由第一种和第二种组分在此形成的混合物在离开压力储 罐后立刻由也包含在其中的发泡气体发泡。
[0018] 所有多元醇的数均分子量Mn由下述方法确定。
[0019] 根据本发明，组分A)包含至少一种聚醚碳酸酯多元醇，其可通过使二氧化碳和氧 化烯加成在H-官能起始剂物质上获得。在本发明范围内，"H-官能"应理解为表示具有对 烷氧基化活性的氢原子的起始化合物。
[0020] 在本发明的一个优选实施方案中，聚醚碳酸酯多元醇具有多3和<35重量％，优选 彡5和< 30重量％和特别优选彡10和< 28重量％的以C02的形式推算的碳酸酯基团含 量。该测定借助NMR根据在方法部分中提及的分析法进行。
[0021] 在本发明的另一个优选实施方案中，该聚醚碳酸酯多元醇具有多500和< 6000 g/mol，优选彡1000和< 5000 g/mol，和特别优选彡1000和< 3000 g/mol的数均分子量 Mn。分子量根据在方法部分中提及的分析法借助滴定0H端基测定。
[0022] 该聚醚碳酸酯多元醇优选具有彡2和彡4,优选彡2和彡3,和特别优选2个0H基 团。
[0023] 该聚醚碳酸酯多元醇通常可使用具有2至24个碳原子的环氧烷（环氧化物）获 得。具有2-24个碳原子的环氧烷是例如选自以下的一种或多种化合物：环氧乙烷，环氧 丙烷，1-环氧丁烷，2, 3-环氧丁烷，2-甲基-1，2-环氧丙烷（氧化异丁烯），1-环氧戊烷， 2, 3-环氧戊烷，2-甲基-1，2-环氧丁烷，3-甲基-1，2-环氧丁烷，1-环氧己烷，2, 3-环氧己 烷，3, 4-环氧己烷，2-甲基-1，2-环氧戊烷，4-甲基-1，2-环氧戊烷，2-乙基-1，2-环氧丁 烷，1-环氧庚烷，1-环氧辛烷，1-环氧壬烷，1-环氧癸烷，1-氧化十一碳烯，1-氧化十二碳 烯，4-甲基-1，2-环氧戊烷，一氧化丁二烯，一氧化异戊二烯，氧化环戊烯，氧化环己烯，氧 化环庚烯，氧化环辛烯，氧化苯乙烯，氧化甲基苯乙烯，氧化蒎烯，作为单_、二-和三酸甘油 脂的单或多环氧化的脂肪，环氧化脂肪酸，环氧化脂肪酸的(^-(： 24酯，表氯醇，缩水甘油，和 缩水甘油衍生物，例如甲基缩水甘油醚，乙基缩水甘油醚，2-乙基己基缩水甘油醚，烯丙基 缩水甘油醚，甲基丙烯酸缩水甘油酯。优选用作环氧烷的为环氧乙烷和/或环氧丙烷，特别 是环氧丙烷。
[0024] 在本发明一个特别优选的实施方案中，环氧乙烷在所使用的环氧烷总量中的比例 为彡0至< 90重量％，优选彡0和< 50重量％，和特别优选彡0和< 25重量％。
[0025] H-官能起始剂物质可以为具有烷氧基化-活性氢原子的任何化合物。具有活性氢 原子的烷氧基化活性基团例如是-〇H，_NH 2 (伯胺），-NH-(仲胺），-SH和-C02H，优选-OH 和-NH2,特别优选-OH。使用的H-官能起始剂物质包含例如选自以下的一种或多种化合物： 多元醇，多元胺，多元硫醇，氨基醇，硫醇，羟基酯，聚醚多元醇，聚酯多元醇，