專利名稱：用于制備含脲烷結(jié)構(gòu)的方法以及由此制備的結(jié)構(gòu)的制作方法
背景各種有用的結(jié)構(gòu)是由各種彼此結(jié)合的層制成。一類這種有用的結(jié)構(gòu)包括在其它層中間的聚氨酯層。例如，聚氨酯層既可以直接與柔性基材結(jié)合，也可以通過兩者之間的其它層進(jìn)行結(jié)合。舉例來說，這種結(jié)構(gòu)可以用于代替鞋類、室內(nèi)裝潢、服裝、運(yùn)動(dòng)設(shè)備或其它過去使用皮革的場(chǎng)合中的皮革。當(dāng)這種結(jié)構(gòu)適合作為皮革的代替物時(shí)，有時(shí)稱其為“人造革”。
德意志民主共和國(guó)專利說明書DD237191描述了包含羥基官能化脲烷預(yù)聚物、異氰酸酯官能化脲烷預(yù)聚物以及有機(jī)錫催化劑的聚氨酯反應(yīng)體系。因?yàn)榭赡苡绊懓踩铜h(huán)境，所以有時(shí)有機(jī)錫催化劑是不合要求的。人們希望生產(chǎn)一種包括至少一個(gè)胺類催化劑并且適合于制備含聚氨酯結(jié)構(gòu)的組合物。
發(fā)明的概述本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于生產(chǎn)含脲烷結(jié)構(gòu)的雙組分組合物，所述組合物包括(a)第一組分，該第一組分包含至少一種多異氰酸酯與至少一種具有多個(gè)活潑氫的第一化合物的至少一種反應(yīng)產(chǎn)物，其中所述第一組分具有1％或更大的％NCO，以及(b)第二組分，該第二組分包含至少一種具有多個(gè)活潑氫的第二化合物和至少一種胺類催化劑，其中通過混合所述第一組分和所述第二組分形成的反應(yīng)混合物能夠在無水的情況下固化；并且其中所述反應(yīng)混合物包含以所述反應(yīng)混合物重量為基準(zhǔn)，按重量計(jì)小于3％的溶劑。
本發(fā)明的第二方面，提供用于制備含脲烷結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括(i)提供一種雙組分組合物，該組合物包括(a)第一組分，該第一組分包含至少一種多異氰酸酯與至少一種具有多個(gè)活潑氫的第一化合物的至少一種反應(yīng)產(chǎn)物，其中所述第一組分具有1％或更大的％NCO，以及(b)第二組分，該第二組分包含至少一種具有多個(gè)活潑氫的第二化合物和至少一種胺類催化劑，(ii)通過混合包含所述第一組分和所述第二組分的成分形成反應(yīng)混合物，其中所述反應(yīng)混合物能夠在無水的情況下固化；并且其中所述反應(yīng)混合物包含以所述反應(yīng)混合物重量為基準(zhǔn)，按重量計(jì)小于3％的溶劑，(iii)施涂一層所述反應(yīng)混合物至至少一個(gè)基材，并且(iv)固化所述反應(yīng)混合物的所述層或使所述反應(yīng)混合物的所述層固化。
本發(fā)明的第三方面，通過如下方法制備含脲烷結(jié)構(gòu)，該方法包括(i)提供一種雙組分組合物，該組合物包括(a)第一組分，該第一組分包含至少一種多異氰酸酯與至少一種具有多個(gè)活潑氫的第一化合物的至少一種反應(yīng)產(chǎn)物，其中所述第一組分具有1％或更大的％NCO，以及(b)第二組分，該第二組分包含至少一種具有多個(gè)活潑氫的第二化合物和至少一種胺類催化劑，(ii)通過混合包含所述第一組分和所述第二組分的成分形成反應(yīng)混合物，其中所述反應(yīng)混合物能夠在無水的情況下固化；并且其中所述反應(yīng)混合物包含以所述反應(yīng)混合物重量為基準(zhǔn)，按重量計(jì)小于3％的溶劑，(iii)施涂一層所述反應(yīng)混合物至至少一個(gè)基材，并且(iv)固化所述反應(yīng)混合物的所述層或使所述反應(yīng)混合物的所述層固化。
詳細(xì)說明當(dāng)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，組合物發(fā)生所述“固化”，這令人期待地影響組合物分子量增加和/或影響組合物交聯(lián)，從而改善了組合物的性能。這種化學(xué)反應(yīng)被稱為“固化反應(yīng)”。當(dāng)這種反應(yīng)完全或組合物已處在允許固化反應(yīng)發(fā)生以及固化反應(yīng)已經(jīng)進(jìn)行到充分深度(組合物性能有用并且不隨時(shí)間輕微改變)時(shí)，稱為組合物被“固化”了。在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明的固化的反應(yīng)混合物是固體。
如在此定義的，“反應(yīng)混合物”是一種能夠進(jìn)行固化的兩種或多種成分的混合物。一些反應(yīng)混合物在單獨(dú)存在時(shí)就會(huì)固化；一些反應(yīng)混合物在暴露于一種或多種如升溫、輻射的促進(jìn)固化的條件、其它固化-促進(jìn)條件以及其結(jié)合時(shí)固化。一些反應(yīng)混合物能夠在室溫(25℃)單獨(dú)存在的情況下固化，但在暴露于一種或多種固化-促進(jìn)條件時(shí)固化更加快速。反應(yīng)混合物可以通過進(jìn)行單一類型化學(xué)反應(yīng)或通過那些彼此獨(dú)立進(jìn)行或彼此相互作用或者兩者皆有的化學(xué)反應(yīng)的組合加以固化。
在本發(fā)明的實(shí)際操作中，反應(yīng)混合物能夠在無水的情況下固化。換句話說，反應(yīng)混合物可以不與任何形式的水(液體、蒸汽、噴霧、霧流等)接觸而固化。本發(fā)明反應(yīng)混合物的固化過程中，固化可能受水抑制、不受水影響或者通過水增強(qiáng)。如果水可能增強(qiáng)固化過程，人們希望固化過程能夠在無水的情況下發(fā)生；因?yàn)樗箚为?dú)的固化反應(yīng)發(fā)生，或者因?yàn)樗铀倭似渌袒磻?yīng)，或者兩者皆有，所以可能引起反應(yīng)增強(qiáng)。
本發(fā)明的實(shí)際操作涉及使用至少一種具有多個(gè)活潑氫的化合物?！岸鄠€(gè)”在此意為兩個(gè)或更多個(gè)?！盎顫姎洹痹诖艘鉃榕c如氧或氮的負(fù)電原子連接的氫原子。一些活潑氫的實(shí)例為羥基、羧基和胺基中的氫原子。具有多個(gè)活潑氫的化合物可以具有所有相同類型的活潑氫(例如所有活潑氫可以屬于羥基的一部分)或具有不同類型的活潑氫。具有多個(gè)活潑氫的化合物的官能度為每分子中活潑氫的數(shù)目。
一類適合的具有多個(gè)活潑氫的化合物為多元醇。如在此定義的，“多元醇”是在各自分子上具有兩個(gè)或更多個(gè)羥基官能團(tuán)的化合物。多元醇包括多種化合物，其中一些描述在由G.Oertel編著，Hanser出版社1994發(fā)行的聚氨酯手冊(cè)(Polvurethane Handbook)，第二版中。除了羥基官能團(tuán)，多元醇可以或不必含有一種或多種其它官能團(tuán)，例如羰基、羧基、酸酐、不飽和基團(tuán)、其它官能團(tuán)或其組合。適合的多元醇包括例如烷烴二醇(也叫二元醇)、烷烴三醇、四或更多羥基取代烷烴、單醚多元醇、聚醚多元醇、單酯多元醇、聚酯多元醇、聚醚酯多元醇(有時(shí)稱為聚醚酯多元醇和/或聚酯醚多元醇)、脂肪族多元醇以及它們的混合物。一些適合的多元醇是結(jié)晶性的，其它適合的多元醇是無定形的。結(jié)晶材料是那些在差示掃描量熱法(DSC)測(cè)試中顯示可測(cè)定晶體熔點(diǎn)的材料。
一種適合的多元醇可以具有伯羥基或仲羥基或其組合。同樣適合的是多元醇的共混物，例如包括具有伯羥基的一種或多種多元醇與具有仲羥基的一種或多種多元醇的共混物。
多元醇有時(shí)通過其“多元醇當(dāng)量重量”和“標(biāo)稱分子量”表征。在此根據(jù)K.Uhlig在慕尼黑Hanser出版社1999出版的DiscoveringPolyurethanes(“Uhlig”)中賦予的定義，對(duì)多元醇當(dāng)量重量進(jìn)行定義(多元醇當(dāng)量重量)＝56×1000/(羥基數(shù))。
多元醇的標(biāo)稱分子量被定義為多元醇當(dāng)量重量乘以該多元醇的官能度。多元醇的官能度是每分子中羥基的數(shù)目。
一些適合的多元醇為例如聚酯多元醇。聚酯多元醇是一種在每分子中包括至少兩個(gè)酯鍵的多元醇。適合的聚酯多元醇可以由任何成分、使用任何方法制備，只要合成出來的是聚酯多元醇即可。例如，適合的聚酯多元醇可以是那些由二酸或其單酯、二酯或?qū)?yīng)的酸酐與二醇形成的聚酯多元醇。在此假定僅使用二醇和二酸形成的聚酯多元醇具有的官能度為2。適合用于形成聚酯多元醇的二酸可以是脂肪族的或芳族的或其化合物或混合物；一些實(shí)施方案使用脂肪族二酸，包括例如己二酸。適合用于形成聚酯多元醇的二醇包括例如二元醇和其它脂肪族二醇。在一些實(shí)施方案中，使用的聚酯多元醇具有400或更高、或者600或更高、或者1,000或更高的分子量。獨(dú)立地，在一些實(shí)施方案中，使用的聚酯多元醇具有10,000或更小、或者4,000或更小、或者2,000或更小的分子量。
其它適合的多元醇例如為聚醚多元醇。聚醚多元醇是一種在每分子中包括至少兩個(gè)醚鍵的多元醇。適合的聚醚多元醇可以由任何方法、使用任何成分制備，只要合成出來的是聚醚多元醇即可。例如，適合的聚醚多元醇包括含有支化和未支化的亞烷基基團(tuán)的聚環(huán)氧烷多元醇(又叫聚氧化烯多元醇)，舉例來說包括其中具有2至6個(gè)碳原子的亞烷基基團(tuán)的聚氧化烯多元醇。舉例來說，適合的聚醚多元醇的實(shí)例包括聚環(huán)氧乙烷(又叫聚乙二醇)、聚環(huán)氧丙烷(又叫聚丙二醇)、聚四亞甲基二醇、這些聚醚的無規(guī)或嵌段共聚物以及它們的混合物。各種適合的聚醚多元醇的混合物同樣適用于本發(fā)明。在一些實(shí)施方案中，使用的至少一種聚醚多元醇具有400或更高；或者750或更高；或者1,000或更高；或者2,000或更高；或者2,500或更高的分子量。在一些實(shí)施方案中，使用的至少一種聚醚多元醇具有10,000或更小；或者5,000或更??；或者3,500或更小的分子量。在一些實(shí)施方案中，使用的至少一種聚醚多元醇是聚丙二醇。
同樣適合作為多元醇的是聚環(huán)氧烷/丙烯酸雜化多元醇以及聚碳酸酯多元醇。
一些附加的其它適合的多元醇是例如脂肪族多元醇。脂肪族多元醇是含有一種或多種脂肪酸殘基的任何多元醇。脂肪酸是具有至少4個(gè)碳原子鏈長(zhǎng)的長(zhǎng)鏈羧酸。在本發(fā)明使用脂肪族多元醇的實(shí)施方案中，一些適合的脂肪族多元醇是蓖麻油、每分子具有兩個(gè)或更多個(gè)羥基的其它天然或合成油、由其衍生的脂肪族多元醇以及它們的混合物。
其它適合的多元醇是，例如，不包括長(zhǎng)鏈(即“短鏈烷烴”)并且具有兩個(gè)或多個(gè)羥基的烷烴。舉例來說，這種多元醇包括1，2-亞乙基二醇(又叫單乙二醇)、丙二醇，丁二醇、其它烷烴二醇、甘油以及它們的混合物。在一些實(shí)施方案中，使用1，2-亞乙基二醇。
舉例來說，另外的適合的多元醇是單醚多元醇(即在每分子中恰好具有一個(gè)醚鍵并且在每分子上具有兩個(gè)或多個(gè)羥基的化合物)，例如二甘醇、二丙二醇、其它醚二醇以及它們的混合物。
適合的多元醇的混合物同樣適合。例如，在一些實(shí)施方案中使用具有兩個(gè)羥基的至少一種短鏈烷烴與至少一種聚酯多元醇的混合物。作為另一個(gè)實(shí)例，在一些實(shí)施方案中使用具有兩個(gè)羥基的至少一種短鏈烷烴與至少一種聚醚多元醇的混合物。另外的適合的多元醇的混合物同樣被認(rèn)為是適合的。例如，在一些實(shí)施方案中，使用含有至少一種短鏈烷烴多元醇；至少一種為聚酯多元醇、聚醚多元醇或至少一種聚酯多元醇與至少一種聚醚多元醇的混合物的多元醇；以及非必要的至少一種其它多元醇的混合物。
本發(fā)明的實(shí)際操作涉及使用至少一種多異氰酸酯，其在此定義為在每分子上帶有至少兩個(gè)異氰酸酯基的化合物。在此定義多異氰酸酯的官能度為每分子上異氰酸酯基的數(shù)目。如果存在異氰酸酯分子的混合物，該官能度為每分子異氰酸酯基的平均數(shù)。舉例來說，可以使用的多異氰酸酯包括芳族多異氰酸酯、脂肪族(包括線性、支化、環(huán)狀以及其組合)多異氰酸酯以及它們的組合物和混合物。一些實(shí)施方案使用一種或多種下列多異氰酸酯4，4′-二苯甲烷二異氰酸酯(也叫4，4′-亞甲基二苯基二異氰酸酯或4，4′-MDI)、2，4′-二苯甲烷二異氰酸酯(也叫2，4′-亞甲基二苯基二異氰酸酯或2，4′-MDI)以及它們的混合物。一些實(shí)施方案使用“純MDI”，其為4，4′-MDI與2，4′-MDI的混合物，4，4′-MDI對(duì)2，4′-MDI的比例按重量計(jì)大約為98/2。一些實(shí)施方案使用4，4′-MDI作為唯一的多異氰酸酯。
本發(fā)明的實(shí)際操作中，第一組分含有至少一種通過將至少一種多異氰酸酯和至少一種具有多個(gè)活潑氫的化合物反應(yīng)形成的化合物(在此稱為“異氰酸酯預(yù)聚物”)。任何用于形成第一組分的，具有多個(gè)活潑氫的化合物在此理解為“具有多個(gè)活潑氫的第一化合物”。人們希望將至少一種多異氰酸酯和至少一種具有多個(gè)活潑氫的化合物混合在一起，并且提供條件使它們發(fā)生反應(yīng)。這種條件可以包括一種或多種下列條件足夠的反應(yīng)時(shí)間；環(huán)境溫度(15℃至30℃)；升溫(50℃或以上，或者80℃或以上)；攪拌；曝露于一種或多種催化劑；曝露于一種或多種附加成分；以及上述的組合。
同時(shí)本發(fā)明并不受特殊機(jī)理的限制，人們希望在第一組分形成期間，具有多個(gè)活潑氫的化合物的活潑氫與多異氰酸酯的異氰酸酯基反應(yīng)形成鍵合，例如酰胺鍵、脲鍵、脲烷鍵或其組合。
在一些實(shí)施方案中，用于形成第一組分的至少一種具有多個(gè)活潑氫的化合物的官能度為4或更低；或者3或更低；或者2。在一些實(shí)施方案中，用于形成第一組分的至少一種具有多個(gè)活潑氫的化合物的官能度為2.5至3.2。在一些實(shí)施方案中，用于形成第一組分的至少一種具有多個(gè)活潑氫的化合物的官能度為3。在一些實(shí)施方案中，用于形成第一組分的至少一種具有多個(gè)活潑氫的化合物選自聚酯多元醇、聚醚多元醇以及它們的混合物。
用于形成第一組分的混合物中，對(duì)于活潑氫使用摩爾過量的異氰酸酯基。在一些這種實(shí)施方案中，異氰酸酯基對(duì)活潑氫的摩爾比率為3或更高；或者5或更高；或者6或更高。在一些實(shí)施方案中，異氰酸酯基對(duì)活潑氫的摩爾比率為15或更小；或者10或更??；或者8或更小。人們希望反應(yīng)形成的第一組分可以剛好具有一種產(chǎn)物或者可以具有多于一種產(chǎn)物。
在一些實(shí)施方案中，第一組分將含有一些完全未反應(yīng)的多異氰酸酯分子(即其中的異氰酸酯基未與具有活潑氫的化合物反應(yīng)的多異氰酸酯分子)。在其它實(shí)施方案中，第一組分將不包含完全未反應(yīng)的多異氰酸酯分子。在一些實(shí)施方案中，第一組分將含有所有反應(yīng)產(chǎn)物以及所有任何未反應(yīng)的成分。在一些實(shí)施方案中，在充分或部分發(fā)生反應(yīng)之后，可以從剩余物中分離一些成分和/或反應(yīng)產(chǎn)物并且用作第一組分。
第一組分含有1％或更高的％NCO?！埃CO”在此定義為存在于第一組分中的未反應(yīng)異氰酸酯基的重量對(duì)于第一組分重量的百分?jǐn)?shù)。在一些實(shí)施方案中，第一組分具有3％或更高；或者6％或更高；或者12％或更高的％NCO。獨(dú)立地，在一些實(shí)施方案中，第一組分具有30％或更?。换蛘?0％或更??；或者15％或更小的％NCO。％NCO可以通過任何各種公知測(cè)試進(jìn)行測(cè)量。例如，一種有效測(cè)試為由ASTMInternational公布的ASTM D2572-97(2003)el，100Bar Harbor Drive，PO Box C700，West Conshohocken，PA，19428-2959，美國(guó)。
用于表征第一組分的有用參數(shù)是第一組分的官能度。為了估計(jì)第一組分的官能度，忽略沒有異氰酸酯基的任何分子；在含有異氰酸酯基的分子中，在此定義第一組分的官能度為每分子中異氰酸酯基的數(shù)量平均。在一些實(shí)施方案中，第一組分的官能度為2或更高；或者2.5或更高；或者3或更高。在一些實(shí)施方案中，第一組分的官能度為10或更低；或者5或更低。
在一些實(shí)施方案中，第一組分在60℃具有10,000mPa*s或更小的粘度。粘度可通過任何已知方法進(jìn)行測(cè)量。一種適合的方法是Brookfield RVT粘度計(jì)法；在使用布氏粘度計(jì)法當(dāng)中，根據(jù)將要測(cè)量的材料的性能，使用標(biāo)準(zhǔn)方法選擇軸和轉(zhuǎn)速，以使儀表的計(jì)量在全刻度的50％和80％之間。在一些實(shí)施方案中，第一組分在60℃具有7,500mPa*s或更??；或者5,000mPa*s或更小；或者3,000mPa*s或更小的粘度。獨(dú)立地，在一些實(shí)施方案中，第一組分在60℃具有10mPa*s或更高；或者30mPa*s或更高；或者100mPa*s或更高；或者300mPa*s或更高的粘度。人們希望如果在低于60℃的溫度下測(cè)量粘度，那么60℃的粘度將低于在更低溫度下測(cè)量的粘度。
本發(fā)明的第二組分含有至少一種胺類催化劑。作為在此使用的催化劑是在提高固化反應(yīng)速率方面有效的任何化合物。在一些實(shí)施方案中，催化劑對(duì)提高活潑氫和異氰酸酯基之間的反應(yīng)速率有效。在一些實(shí)施方案中，催化劑對(duì)提高羥基和異氰酸酯基之間形成脲烷鍵的反應(yīng)速率有效。舉例來說，一些適合的胺類催化劑為包括如二氮雜雙環(huán)化合物的環(huán)胺和叔胺，例如1，4-二氮雜雙環(huán)[2.2.2]辛烷(也叫三亞乙基二胺)和1，8-二氮雜雙環(huán)[5.4.0]-7-十一碳烯(也叫DBU)。適合的胺類催化劑的混合物同樣適合。
在一些實(shí)施方案中，第二組分不包含除了一種或多種胺類催化劑之外的催化劑。在其它實(shí)施方案，第二組分含有除至少一種胺類催化劑之外的一種或多種附加催化劑。一些合適的附加催化劑是例如有機(jī)金屬化合物。合適的有機(jī)金屬化合物中的金屬原子可以是任何能夠與有機(jī)基團(tuán)形成化合物的金屬；舉例來說，在一些實(shí)施方案中，該金屬為鎳、錫、鋅、鉍或它們的混合物。舉例來說，一些合適的有機(jī)金屬化合物是那些具有下列結(jié)構(gòu)的化合物 其中M1是金屬；n是0、1、2或3；m是1、2、3或4；R1基團(tuán)可以彼此相同或不同；R2基團(tuán)可以彼此相同或不同；每個(gè)R1為烷基；以及每個(gè)R2為選自烴和取代烴的有機(jī)基。在一些實(shí)施方案中，n不為零，至少一個(gè)R1為具有6或更少碳原子的烷基，以及至少一個(gè)R2為具有多于6個(gè)碳原子的烷基；舉例來說，此類化合物包括二羧酸二烷基錫(如二月桂酸二丁基錫)和二羧酸二烷基鎳。獨(dú)立地，在一些實(shí)施方案中，n為0和每個(gè)R2為具有多于6個(gè)碳原子的烷基；這種化合物的實(shí)例為新癸酸鋅、2-乙基己酸鉍和新癸酸鉍。獨(dú)立地，在一些實(shí)施方案中不使用錫化合物。獨(dú)立地，在一些實(shí)施方案中，有機(jī)金屬化合物的有機(jī)基團(tuán)不包括乙酰丙酮酸酯基團(tuán)。獨(dú)立地，在一些實(shí)施方案中，有機(jī)基團(tuán)不含任何硫原子。
適合的其它催化劑的混合物同樣適合。
本發(fā)明的實(shí)際操作中，第二組分含有至少一種具有多個(gè)活潑氫的化合物。第二組分中含有的具有多個(gè)活潑氫的化合物在此理解為“具有多個(gè)活潑氫的第二化合物”。第二組分中的一種或多種具有多個(gè)活潑氫的化合物，可以與用于形成第一個(gè)組分的一種或多種具有多個(gè)活潑氫的化合物的任一或全部相同或不同。在一些實(shí)施方案中，第二組分含有至少一種多元醇。在一些實(shí)施方案中，第二組分中的具有多個(gè)活潑氫的每一化合物均為多元醇。
在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，至少一種具有多個(gè)活潑氫的第二化合物為沒有脲烷鍵的化合物。在一些實(shí)施方案中，具有多個(gè)活潑氫的每一第二化合物均為沒有脲烷鍵的化合物。在一些實(shí)施方案中，含有至少一種具有多個(gè)活潑氫的化合物的第二組分同樣沒有酰胺鍵或脲鍵。一些實(shí)施方案同樣應(yīng)當(dāng)注意，其中含有至少一種具有多個(gè)活潑氫的化合物的第二組分沒有通過異氰酸酯與活潑氫的反應(yīng)形成的鍵。在一些實(shí)施方案中，第二組分中的具有多個(gè)活潑氫的化合物全部選自聚酯多元醇、聚醚多元醇、單醚多元醇、烷烴二醇以及它們的混合物。
本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，至少一種具有多個(gè)活潑氫的第二化合物是通過至少一種多異氰酸酯與至少一種具有多個(gè)活潑氫的化合物反應(yīng)形成的化合物(在此稱為“活潑氫預(yù)聚物”)。之前所述用于制備異氰酸酯預(yù)聚物的成分和方法(如加熱、混合等)同樣適用于制備活潑氫預(yù)聚物。用于形成活潑氫預(yù)聚物的，具有多個(gè)活潑氫的化合物在此稱為“具有多個(gè)活潑氫的第三化合物”。在活潑氫預(yù)聚物的制備中，對(duì)成分的相對(duì)量進(jìn)行選擇，以使最終的活潑氫預(yù)聚物沒有有效量的未反應(yīng)異氰酸酯，并且最終的活潑氫預(yù)聚物具有多個(gè)活潑氫。在一些使用活潑氫預(yù)聚物的實(shí)施方案中，活潑氫預(yù)聚物具有每克活潑氫預(yù)聚物10毫克或更多KOH的OH數(shù)。
用于表征第二組分的有用參數(shù)是第二組分的官能度。為了估計(jì)第二組分的官能度，忽略沒有活潑氫的任何分子。在含有活潑氫的分子中，在此定義第二組分的官能度為每分子中活潑氫的數(shù)量平均。在一些實(shí)施方案中，第二組分的官能度為2或更高；或者2.5或更高；或者3或更高。在一些實(shí)施方案中，第二組分的官能度為10或更低；或者5或更低。
在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，第二組分中所有催化劑的重量總和，以具有多個(gè)活潑氫的所有化合物的重量總和為基準(zhǔn)的百分比為0.01％或更高；或者0.03％或更高；或者0.1％或更高。在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，第二組分中所有催化劑的重量總和，以具有多個(gè)活潑氫的所有化合物的重量總和為基準(zhǔn)的百分比為1.6％或更低；或者0.8％或更低；或者0.4％或更低。
在本發(fā)明的實(shí)際操作中，人們希望實(shí)施方案具有第一個(gè)組分官能度和第二組分官能度的任何組合。第一組分可以比第二組分具有更高的官能度，或者第一組分可以比第二組分具有更低的官能度，或者第一組分和第二組分可以具有相同的官能度。在一些第一組分的官能度與第二組分的官能度相同的實(shí)施方案中，官能度大于2；或者官能度為2.5或更高；或者官能度為3或更高。在一些實(shí)施方案中，官能度為10或更低；或者5或更低。
一種表征本發(fā)明的一些實(shí)施方案的有用方法將會(huì)描述一些用于形成第一組分的材料以及一些用于第二組分或用于形成第二組分的材料。一些實(shí)施例如下在一些實(shí)施方案中，用至少一種官能度大于2.1的聚醚多元醇形成第一組分，以及第二組分含有至少一種官能度為2的聚醚多元醇。獨(dú)立地，在一些實(shí)施方案中，用至少一種官能度大于2.1的聚酯多元醇形成第一組分，以及第二組分含有至少一種官能度為2的聚酯多元醇。獨(dú)立地，在一些實(shí)施方案中，用至少一種聚醚多元醇形成第一組分，以及第二組分含有至少一種官能度與用于形成第一組分的至少一種多元醇相同的聚醚多元醇。獨(dú)立地，在一些實(shí)施方案中，用至少一種聚酯多元醇形成第一組分，以及第二組分含有至少一種官能度與用于形成第一組分的至少一種多元醇相同的聚酯多元醇。
獨(dú)立地，在一些實(shí)施方案中涉及使用至少一種活潑氫預(yù)聚物、至少一種具有多個(gè)活潑氫，官能度與至少一種具有多個(gè)活潑氫的第一種化合物相同的第三化合物。獨(dú)立地，在一些實(shí)施方案中涉及使用至少一種活潑氫預(yù)聚物、至少一種具有多個(gè)活潑氫，官能度低于至少一種具有多個(gè)活潑氫的第三化合物的第一化合物。獨(dú)立地，在一些實(shí)施方案中涉及使用至少一種活潑氫預(yù)聚物、至少一種具有多個(gè)活潑氫，官能度低于至少一種具有多個(gè)活潑氫的第一化合物的第三化合物。
獨(dú)立地，在一些實(shí)施方案中涉及使用至少一種活潑氫預(yù)聚物、至少一種屬于聚醚多元醇的具有多個(gè)活潑氫的第三化合物以及至少一種屬于聚醚多元醇的具有多個(gè)活潑氫的第一化合物。人們同樣希望實(shí)施方案為至少一種具有多個(gè)活潑氫的第三化合物為聚酯多元醇以及至少一種具有多個(gè)活潑氫的第一化合物為聚酯多元醇。
獨(dú)立地，在一些實(shí)施方案中，用至少一種聚醚多元醇形成第一組分，以及第二組分含有至少一種標(biāo)稱分子量小于用于形成第一組分的至少一種聚醚多元醇的標(biāo)稱分子量的聚醚多元醇。獨(dú)立地，在一些實(shí)施方案中，用至少一種聚酯多元醇形成第一組分，以及第二組分含有至少一種標(biāo)稱分子量小于用于形成第一組分的至少一種聚酯多元醇的標(biāo)稱分子量的聚酯多元醇。獨(dú)立地，在一些實(shí)施方案中，用至少一種聚醚多元醇形成第一組分，以及第二組分含有至少一種標(biāo)稱分子量與用于形成第一組分的至少一種多元醇相同的聚醚多元醇。獨(dú)立地，在一些實(shí)施方案中，用至少一種聚酯多元醇形成第一組分，以及第二組分含有至少一種標(biāo)稱分子量與用于形成第一組分的至少一種多元醇相同的聚酯多元醇。
獨(dú)立地，在一些實(shí)施方案中涉及使用至少一種活潑氫預(yù)聚物、至少一種具有多個(gè)活潑氫，標(biāo)稱分子量與至少一種具有多個(gè)活潑氫的第一化合物相同的第三化合物。在這種實(shí)施方案中，人們希望至少一種具有多個(gè)活潑氫的第三化合物為聚醚多元醇，以及至少一種具有多個(gè)活潑氫的第一化合物為聚醚多元醇。在這種實(shí)施方案中，人們同樣希望至少一種具有多個(gè)活潑氫的第三化合物為聚酯多元醇，以及至少一種具有多個(gè)活潑氫的第一化合物為聚酯多元醇。
當(dāng)兩種材料在此被稱為具有“相同的官能度”時(shí)，其含義為兩個(gè)官能度的比率為0.95-1.05。類似地，如果一種材料在此被稱為官能度比另一種材料更低，那么該種材料的官能度與另一種材料的官能度的比率小于0.95。
當(dāng)兩種聚酯多元醇或兩種聚醚多元醇在此被稱為彼此具有“相同的標(biāo)稱分子量”時(shí)，其含義為兩種標(biāo)稱分子量的比率為0.95-1.05。類似地，如果一種聚酯多元醇或聚醚多元醇在此被稱為標(biāo)稱分子量小于另一種聚酯多元醇或聚醚多元醇，那么其含義為該種聚酯多元醇或聚醚多元醇的標(biāo)稱分子量與其它聚酯多元醇或聚醚多元醇的標(biāo)稱分子量的比率小于0.95。
在一些實(shí)施方案中，通過之前用于測(cè)量第一組分粘度的相同方法測(cè)量，第二組分在45℃具有10,000mPa*s或更少的粘度。在一些實(shí)施方案中，第二組分在45℃具有7,500mPa*s或更少；或者5,000mPa*s或更少；或者2,000mPa*s或更少；或者1,000mPa*s或更少的粘度。獨(dú)立地，在一些實(shí)施方案中，第二組分在45℃具有1mPa*s或更多；或者3mPa*s或更多；或者10mPa*s或更多；或者30mPa*s或更多的粘度。人們希望如果在低于45℃的溫度下測(cè)量粘度，那么45℃的粘度將低于在更低溫度下測(cè)量的粘度。
在一些實(shí)施方案中，第二組分具有每克第二組分50毫克KOH或更高；或者每克第二組分100毫克KOH或更高；或者每克第二組分200毫克KOH或更高的羥基數(shù)(也叫“OH數(shù)”)。獨(dú)立地，在一些實(shí)施方案中，第二組分具有每克第二組分1,000毫克KOH或更低；或者每克第二組分750毫克KOH或更低；或者每克第二組分500毫克KOH或更低的OH數(shù)。
在一些實(shí)施方案中，第二組分含有至少一種官能度為3或更高的多元醇。在一些實(shí)施方案中，第二組分含有一些官能度為2和一些官能度為3的多元醇的混合物。在一些實(shí)施方案中，第二組分中的所有多元醇官能度為2。
在一些實(shí)施方案中，第二組分含有至少一種烷烴二醇和至少一種屬于聚酯多元醇、聚醚多元醇或其混合物的多元醇。
在本發(fā)明的實(shí)際操作中，第一組分重量與第二組分重量的比率為0.2或更大。在一些實(shí)施方案中，第一組分重量與第二組分重量的比率為0.5或更大；或者0.8或更大；或者1或更大。獨(dú)立地，在一些實(shí)施方案中，第一組分重量與第二組分重量的比率為10或更??；或者7或更小；或者5或更小；或者3或更小；或者2或更小。
本發(fā)明的第一組分儲(chǔ)存穩(wěn)定。也就是說，其可以在環(huán)境溫度(15℃到30℃)下儲(chǔ)存一段時(shí)間，而在％NCO和粘度方面沒有顯著變化。在一些實(shí)施方案中，最終的％NCO(即存儲(chǔ)之后)與初始的％NCO(即緊接著形成第一組分之后并且在存儲(chǔ)之前)的比率將為0.5到2.0；在一些實(shí)施方案中，這種％NCO比率將為0.7到1.5。在一些實(shí)施方案中，最終的粘度與初始的粘度的比率將為0.5到5.0；在一些實(shí)施方案中，這種粘度比率將為0.7到3.0。第一組分可以儲(chǔ)存30天或更多；或者60天或更多；或者90天或更多，而在％NCO和粘度方面沒有顯著變化。
本發(fā)明的第二組分儲(chǔ)存穩(wěn)定。也就是說，其可以在環(huán)境溫度(15℃到30℃)下儲(chǔ)存一段時(shí)間，而在粘度方面沒有顯著變化。在一些實(shí)施方案中，最終的粘度與初始的粘度的比率將為0.5到2.0；在一些實(shí)施方案中，這種粘度比率將為0.7到1.5。第二組分可以儲(chǔ)存90天或更多；或者180天或更多；或者365天或更多，而在粘度方面沒有顯著變化。
在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及使用一種或多種其它的常規(guī)成分，例如填料、顏料、增粘劑、增塑劑、流變改性劑、聚合物(例如包括熱塑性樹脂)、脫水劑(例如包括硅烷)、穩(wěn)定劑(例如正磷酸)、苯甲酰氯、紫外光指示劑等。人們希望那些常規(guī)成分既不是多異氰酸酯，具有多個(gè)活潑氫的化合物，也不是催化劑。如如果使用這種其它的常規(guī)成分，在選擇和使用它們時(shí)，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)考慮需要保持的活潑氫與異氰酸酯基的反應(yīng)性。如果使用這種其它的常規(guī)成分，它們可以分別或者以任何組合添加至第一組分、第二組分、第一組分和第二組分的混合物或其組合物中。如果使用這種其它的常規(guī)成分，它們可以分別或者以任何組合，先于另一種成分、后于另一種成分，在形成第一組分期間、形成第二組分期間、形成第一組分和第二組分的混合物期間，添加至第一組分和第二組分的混合物或其組合物中。
混合第一組分和第二組分的方法可以以任何方式執(zhí)行。例如，第一組分和第二組分可動(dòng)態(tài)地混合；即在混合物內(nèi)通過例如磁力或轉(zhuǎn)動(dòng)軸機(jī)械地驅(qū)動(dòng)一種如(攪拌)棒或葉輪的物體。對(duì)于另一個(gè)實(shí)例，第一組分和第二組分可由穿過含有靜態(tài)混合裝置的管子或其它通道的壓力梯度驅(qū)動(dòng)。人們還希望多種形式的混合，包括多次重復(fù)相同的混合方法以及包括混合方法的組合。
在本發(fā)明的實(shí)際操作中，以反應(yīng)混合物重量為基準(zhǔn)，按重量計(jì)反應(yīng)混合物含有小于3％的溶劑。作為在此使用的“溶劑”，是具有10℃和110℃之間標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)、可與存在于本發(fā)明之中的至少一種具有多個(gè)活潑氫的化合物或至少一種多異氰酸酯混溶的、以及不參與固化反應(yīng)的任何化合物。在一些實(shí)施方案中，以反應(yīng)混合物重量為基準(zhǔn)，按重量計(jì)反應(yīng)混合物含有小于2％，或者小于1％，或者小于0.5％的溶劑。
在本發(fā)明的實(shí)際操作中，以反應(yīng)混合物重量為基準(zhǔn)，按重量計(jì)反應(yīng)混合物含有小于3％的揮發(fā)性液體。在此使用的“揮發(fā)性液體”，是具有10℃和110℃之間的標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)、不參與固化反應(yīng)的任何化合物。在一些實(shí)施方案中，以反應(yīng)混合物重量為基準(zhǔn)，按重量計(jì)反應(yīng)混合物含有小于2％，或者小于1％，或者小于0.5％的揮發(fā)性液體。
在一些實(shí)施方案中，將反應(yīng)混合物加熱，以獲得適合于將反應(yīng)混合物通過例如泵送或自動(dòng)加料輸送至涂敷設(shè)備以及適合于在基材上施涂反應(yīng)混合物的粘度。溫度應(yīng)該足夠高以獲得適合的粘度，但同時(shí)也應(yīng)足夠低以避免過度降解或其它不希望的對(duì)反應(yīng)混合物的影響。在一些實(shí)施方案中，在環(huán)境溫度(15℃和30℃之間)輸送或在基材上施涂反應(yīng)混合物或兩者皆有。
在基材上施涂反應(yīng)混合物可通過例如噴霧涂敷器、珠滴涂敷器(beadapplicator)、噴嘴、刮膠片、擠出或輥涂機(jī)的傳統(tǒng)方法進(jìn)行，依照要求形成反應(yīng)混合物的連續(xù)或不連續(xù)層。替代地或另外地，反應(yīng)混合物可以通過手工，例如用如刮刀、手持式定量給料器或其它涂敷器的手持式工具施涂于基材。
在一些實(shí)施方案中，使用中空涂層刮刀將反應(yīng)混合物施涂于基材。在這種實(shí)施方案中，反應(yīng)混合物被引入涂層刮刀容積內(nèi)部；然后反應(yīng)混合物經(jīng)過中空涂層刮刀中的孔并由此沉積在基材之上。一種已知的中空涂層刮刀為意大利Zanica的TECNOINCOLLAGGI生產(chǎn)的RTS型。
典型地，反應(yīng)混合物以5g/m2至150g/m2的量施涂。
在本發(fā)明的實(shí)際操作中，至少一層反應(yīng)混合物被施凃于基材，并被固化成使其固化。固化或使其固化的步驟可以在環(huán)境溫度(15℃至30℃)或可以在30℃以上或50℃以上的高溫下發(fā)生。在一些實(shí)施方案中，固化或使其固化在多于一種溫度下發(fā)生；溫度可以逐漸或突然改變。在一些實(shí)施方案中，固化或使其固化的工藝在低于225℃，或者低于175℃，或者低于155℃，或者低于125℃，或者低于100℃的溫度下發(fā)生。
在反應(yīng)混合物被施涂于基材并固化或者使其固化之后，至少一個(gè)固化的反應(yīng)混合物的所得層是致密的(即其不是泡沫體)。為了區(qū)別致密材料和泡沫體，可以測(cè)量其密度。致密材料的密度為0.9g/cm3或更大。在一些實(shí)施方案中，致密材料的密度是0.95g/cm3或更大，或者1.0g/cm3或更大。在一些實(shí)施方案中，致密材料的密度將為5g/cm3或更小，或者3g/cm3或更小，或者2g/cm3或更小。在反應(yīng)混合物含有以反應(yīng)混合物重量為基準(zhǔn)，按重量計(jì)小于1％的揮發(fā)性化合物的實(shí)施方案之中，人們希望反應(yīng)混合物的密度將大約相同于或者稍微低于固化的反應(yīng)混合物的密度。另外，人們希望反應(yīng)混合物的密度應(yīng)是被混合用以生產(chǎn)反應(yīng)混合物的成分(即第一組分、第二組分以及任何非必要的其它成分)的密度的加權(quán)平均。
用于本發(fā)明實(shí)際操作的基材可以是各種任何材料。在一些實(shí)施方案中，至少一種基材是薄的柔性材料，例如塑料膜、機(jī)織織物、無紡織物、紙或其混合物或組合物。基材可以是涂層的或無涂層的?；目梢允翘幚磉^的(例如機(jī)械拉毛、經(jīng)過電暈放電或者化學(xué)處理過的)或未處理的。當(dāng)涂層被施涂于薄的柔性基材時(shí)，該所得結(jié)構(gòu)被稱為“層壓材料”。層壓材料還包括各種相對(duì)薄的柔性結(jié)構(gòu)，例如，具有多于一層涂層的帶基材的結(jié)構(gòu)；以及具有多于一個(gè)基材和至少一層涂層的結(jié)構(gòu)，其中單一涂層或多層涂層可以在基材之間或者在一個(gè)或多個(gè)基材的暴露表面上或者它們的任何組合。
在一些實(shí)施方案中，恰好一層被施涂于基材，并且該層為本發(fā)明的組合物。在其它實(shí)施方案中，多于一層被施涂于基材；至少一層為本發(fā)明的組合物；其它層可以或可以不(彼此獨(dú)立)為本發(fā)明的組合物。各層可以任何順序施涂；由此，本發(fā)明組合物的涂層可以直接施涂至基材，或者其可被施涂于位于不同組合物的層上部的基材。如果施涂多于一層本發(fā)明組合物的層，這種層可以彼此相同或彼此不同。在一些實(shí)施方案中，被施涂的兩個(gè)或多個(gè)層是本發(fā)明的組合物。
例如，在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的組合物被施涂于織物(機(jī)織織物或無紡織物)并固化或使其固化。所得的結(jié)構(gòu)是有用的，例如，可以作為皮革的代替物。
對(duì)于另一個(gè)實(shí)例，兩層或三層或更多層被彼此重疊施涂在織物上(機(jī)織織物或無紡織物)。在本發(fā)明的實(shí)際操作中，至少一層是本發(fā)明的組合物。每層在下一層施涂之前，可以或可以不必部分或完全固化。如果一層具有以該層重量為基準(zhǔn)，按重量計(jì)3％的溶劑，人們希望該層應(yīng)在下一層施涂之前干燥。在使用該結(jié)構(gòu)之前，具有本發(fā)明組合物的單一層或多個(gè)層將被固化或允許固化。所得的結(jié)構(gòu)是有用的，例如，可以作為皮革的代替物。
本發(fā)明的一些實(shí)施方案涉及使用剝離基材。剝離基材是一種基材，本發(fā)明組合物在已經(jīng)固化之后可以輕易地從其分離，同時(shí)既不破壞本發(fā)明的固化組合物也不破壞基材。剝離基材的一些實(shí)例是具有低表面能的聚合物薄膜(例如氟化亞烷基聚合物和硅氧烷聚合物)以及涂有這種聚合物的紙或其它基材。
對(duì)于一個(gè)本發(fā)明的實(shí)際操作的實(shí)例，一層或兩層或三層或更多層被彼此重疊施涂在剝離基材上。在本發(fā)明的實(shí)際操作中，至少一層是本發(fā)明的組合物。每層在下一層施涂之前，可以或可以不必部分或完全固化。如果一層具有以該層重量為基準(zhǔn)，按重量計(jì)3％的溶劑，人們希望該層應(yīng)在下一層施涂之前干燥。然后織物(機(jī)織物或無紡織物)被施涂在另一層之上。然后除去剝離基材。在利用該結(jié)構(gòu)之前，具有本發(fā)明組合物的單一層或多個(gè)層將被固化或允許固化。所得的結(jié)構(gòu)是有用的，例如，可以作為皮革的代替物。
在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的組合物被施涂于剝離基材?？椢?機(jī)織織物或無紡織物)被施加于本發(fā)明的組合物層，并且本發(fā)明的組合物被固化或者允許固化。所得的結(jié)構(gòu)是有用的，例如，可以作為皮革的代替物。
在一個(gè)實(shí)施方案中，一種被稱為“外涂層”(其可以或可以不必是本發(fā)明的組合物)的組合物被施涂于剝離基材，并且該外涂層被干燥(如果其含有溶劑)并被部分或完全固化。然后一層或多層后續(xù)層被施涂于位于外涂層上部的基材，并且該單一后續(xù)層或多層后續(xù)層被部分或完全固化。該單一后續(xù)層或多層后續(xù)層中的至少一層是本發(fā)明的組合物。然后織物(機(jī)織織物或無紡織物)被施涂在其它層之上。所有本發(fā)明的組合物被固化或允許固化。然后從外涂層分離剝離基材；剝離基材被除去，并且剩余的結(jié)構(gòu)是一種有用的涂層織物，例如可以作為皮革的替代物。
同樣希望的實(shí)施方案是本發(fā)明反應(yīng)混合物的一層或多層被施涂于皮革。例如，本發(fā)明反應(yīng)混合物的層可被施涂于對(duì)開皮革(split leather)作為修飾涂層。
同樣希望的實(shí)施方案，例如像那些之前描述的實(shí)施方案，其中早于或晚于那些已經(jīng)描述的實(shí)施方案，施涂附加層。
人們希望任何之前描述的結(jié)構(gòu)可以用于多種應(yīng)用。許多那些應(yīng)用是用于目前經(jīng)常使用皮革的制品。例如，本發(fā)明的一些結(jié)構(gòu)可用于生產(chǎn)鞋類，以及本發(fā)明的一些結(jié)構(gòu)可用于生產(chǎn)室內(nèi)裝飾品。
另外，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)可以用于其它情形，不管皮革以前是否已經(jīng)應(yīng)用于此。
應(yīng)理解的是，為了本說明書和權(quán)利要求的目的，在此敘述的范圍和比率限制可以組合。例如，如果對(duì)于一個(gè)具體參數(shù)，敘述的范圍為60至120以及80至110，那么同樣希望該范圍為60至110以及80至120。對(duì)于另一個(gè)實(shí)例，對(duì)于一個(gè)具體參數(shù)，如果敘述的最小值為1、2和3，以及對(duì)于該參數(shù)，敘述的最大值為4和5，那么同樣應(yīng)理解的是下列范圍全部被希望1至4、1至5、2至4、2至5、3至4以及3至5。
實(shí)施例在以下實(shí)施例中，使用下列材料AA＝己二酸DEG＝二甘醇TMP＝三羥甲基丙烷DABCOTMT 12＝二月桂酸二丁錫(Air Products)DABCOTM33LV＝33％三亞乙基二胺，67％二丙二醇(Air Products)VithaneTM3948＝WB聚氨酯(脂肪族水性聚氨酯表層)(Rohm & Haas)VithaneTM3936＝WB聚氨酯(脂肪族水性聚氨酯外涂層)(Rohm & Haas)Foamkill 614＝FOAMKILL 614，消泡劑(Rohm & Haas)VithadermTMAS 42＝潤(rùn)濕均化劑(Rohm & Haas)VithaneTMAD 8035＝用于水性聚氨酯的脲烷增稠劑(Rohm & Haas)IcolorTMW 32藍(lán)＝高濃度水基顏料(Rohm & Haas)IcolorTMW 25黑＝高濃度水基顏料(Rohm & Haas)IcoporTMIK 304 Bleu＝不飽和聚酯基顏料(Rohm & Haas)I 459黃＝多元醇基顏料(Marbo)流延用紙143＝ASAHI生產(chǎn)的Asahi剝離AR 143 MATT流延用紙169＝ASAHI生產(chǎn)的Asahi剝離AR 169 MATT背襯1＝Nuova Mabel生產(chǎn)的凝固織物，厚度1.1毫米背襯2＝Nuova Mabel生產(chǎn)的織物Brescia(棉織品)在以下實(shí)施例中，“UNI”標(biāo)記的測(cè)試方法由Ente Nazionale Italiano diUnificazione(Italian National Body for Unification)，Sede diMilano/Milan Headquarter，via Battistotti Sassi 11B，20133 Milano MI，意大利公開?！癝ATRA”標(biāo)記的測(cè)試方法由SATRA技術(shù)中心，SATRA House，Rockingham路，Kettering，Northamptonshine，NN169JH，英國(guó)公開?！癐SO”標(biāo)記的測(cè)試方法由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織，1，rue de Varembé，Case postale 56，CH-1211日內(nèi)瓦20，瑞士公開。
實(shí)施例1生產(chǎn)織物上的聚酯-聚醚聚氨酯涂層。
首先，外涂層制備如下
將外涂層涂敷在流延用紙Petalo Silver(CdC Favini Group生產(chǎn))之上并且在120℃的烘箱中加熱2分鐘。潤(rùn)濕涂膠量為20g/m2，以及干燥涂膠量為12g/m2。
第一組分制備如下在熱水浴中，干燥氮?dú)庀拢蜓b有攪拌器、溫度計(jì)和回流冷凝器的3升燒瓶中的530.9克具有2.72官能度和920當(dāng)量重量的聚酯多元醇(以AA、DEG、TMP為基礎(chǔ))中加入469克4，4′-二苯甲烷二異氰酸酯。在80℃攪拌反應(yīng)混合物直到達(dá)到理論％NCO值。該產(chǎn)物具有13.2％的NCO，60℃時(shí)2500mPa*s的布氏粘度(#3軸，20轉(zhuǎn)/分)，60℃時(shí)1.18g/cm3的密度以及100％固體含量。
第二組分制備如下將886克具有2官能度和500當(dāng)量重量的聚酯多元醇(以AA、DEG、TMP為基礎(chǔ))、110.4克單乙二醇、0.80克二月桂酸二丁錫以及2.7克DABCOTM33LV(二丙二醇中的三亞乙基二胺)混合并且用干燥氮?dú)獗Ｗo(hù)。
該產(chǎn)物具有300mgKOH/g的計(jì)算平均OH數(shù)，60℃時(shí)250mPa*s的布氏粘度(#3軸，100轉(zhuǎn)/分)，60℃時(shí)1.10g/cm3的密度以及100％固體含量和300mgKOH/g的計(jì)算平均OH數(shù)。
通過用Cowles混合器，將63.65克第一組分(在60℃加熱)和36.35克第二組分(在45℃加熱)與2.0克顏料膏(IcoporTMIK 304案Bleu)混合10秒制備表面涂層。緊接著使用0.06毫米厚刮刀將表面涂層以60g/m2的涂膠量施涂在外涂層上。在烘箱中以120℃溫度加熱表面涂層2分鐘。
后續(xù)的第一組分制備如下在熱水浴中，干燥氮?dú)庀?，向裝有攪拌器、溫度計(jì)和回流冷凝器的3升燒瓶中的533.2克具有3官能度和1000當(dāng)量重量的聚醚多元醇(聚丙二醇)中加入466.6克4，4′-二苯甲烷二異氰酸酯。在80℃攪拌反應(yīng)混合物直到達(dá)到理論％NCO值。該產(chǎn)物具有13.4％的NCO，45℃時(shí)650mPa*s的布氏粘度(#4軸，100轉(zhuǎn)/分)，45℃時(shí)1.09g/cm3的密度以及100％固體含量。
后續(xù)的第二組分制備如下將888.5克具有2官能度和500當(dāng)量重量的聚醚多元醇(聚丙二醇)、108.1克單乙二醇、0.79克二月桂酸二丁錫以及2.6克DABCOTM33 LV(二丙二醇中的三亞乙基二胺)混合并且用干燥氮?dú)獗Ｗo(hù)。該產(chǎn)物具有249mgKOH/g的計(jì)算平均OH數(shù)，25℃時(shí)190mPa*s的布氏粘度(#3軸，100rpm)，25℃時(shí)1.015g/cm3的密度以及100％固體含量和249mgKOH/g的計(jì)算平均OH數(shù)。
通過用CowlesTM混合器，將62.12克后續(xù)的第一組分(在45℃加熱)和37.88克后續(xù)的第二組分與0.50克顏料膏(IcoporTMIK 304 Bleu)混合10秒制備粘合劑涂層。緊接著以50g/m2的涂膠量將粘合劑涂敷在表面層上。然后將背襯2層壓在粘合劑層上，并且在烘箱中以120℃加熱該結(jié)構(gòu)2分鐘。然后從該結(jié)構(gòu)的剩余物分離流延用紙。
實(shí)施例2生產(chǎn)凝固聚氨酯上的聚酯-聚醚聚氨酯涂層。
首先，如實(shí)施例1中制備外涂層。
將外涂層涂敷在流延用紙Petalo Silver(CdC Favini Group生產(chǎn))之上并且在120℃的烘箱中加熱2分鐘。潤(rùn)濕涂膠量為20g/m2，以及干燥涂膠量為12g/m2。
如實(shí)施例1制備第一組分。
如實(shí)施例1制備第二組分。
通過用CowlesTM混合器，將63.65克第一組分(在60℃加熱)和36.35克第二組分(在45℃加熱)與2.0g顏料膏(IcoporTMIK 304 Bleu)混合10秒制備表面涂層。緊接著使用0.025毫米厚刮刀將表面涂層以25g/m2的涂膠量施涂在外涂層上。在烘箱中以120℃溫度加熱表面涂層2分鐘。
如實(shí)施例1制備后續(xù)的第一組分。
如實(shí)施例1制備后續(xù)的第二組分。
通過用CowlesTM混合器，將62.12克后續(xù)的第一組分(在45℃加熱)和37.88克后續(xù)的第二組分與0.50克顏料膏(IcoporTMIK 304 Bleu)混合10秒制備粘合劑涂層。緊接著以15g/m2的涂膠量將粘合劑涂敷在表面層上。然后將背襯1層壓在粘合劑層上，并且在烘箱中以120℃加熱該結(jié)構(gòu)2分鐘。然后從該結(jié)構(gòu)的剩余物分離流延用紙。
實(shí)施例3生產(chǎn)凝固聚氨酯上的聚酯聚氨酯涂層。首先，外涂層制備如下
將外涂層涂敷在流延用紙169上并且在烘箱中以80℃加熱1.3分鐘，然后以110℃加熱1.3分鐘。潤(rùn)濕涂膠量為40g/m2，以及干燥涂膠量為12至15g/m2。
如實(shí)施例1制備第一組分。
如實(shí)施例1制備第二組分。
如下，通過混合第一組分(在60℃加熱)和第二組分與顏料膏(在45℃加熱)制備粘合劑涂層
通過使用裝有靜態(tài)混合器的混合機(jī)，用0.08毫米厚刮刀將粘合劑涂層以80g/m2的涂膠量施涂于外涂層上的基材。然后將背襯1層壓在粘合劑層上，同時(shí)將涂敷機(jī)速度保持在2.0m/min，并且在烘箱中以130℃加熱該結(jié)構(gòu)11分鐘。然后從該結(jié)構(gòu)的剩余物分離流延用紙。
實(shí)施例4生產(chǎn)織物上的聚酯-聚醚聚氨酯涂層。
首先，外涂層制備如下
將外涂層涂敷在流延用紙169上并且在烘箱中以80℃加熱1.3分鐘，然后以110℃加熱1.3分鐘。潤(rùn)濕涂膠量為50g/m2，以及干燥涂膠量為16至18g/m2。
如實(shí)施例1制備第一組分。
第二組分制備如下將888.1克具有2官能度和500當(dāng)量重量的聚酯多元醇(以AA、DEG、TMP為基礎(chǔ))、110.7克單乙二醇、0.26克二月桂酸二丁錫以及0.9克DABCOTM33 LV(二丙二醇中的三亞乙基二胺)混合并且用干燥氮?dú)獗Ｗo(hù)。該產(chǎn)物具有300mgKOH/g的計(jì)算平均OH數(shù)，60℃時(shí)250mPa*s的布氏粘度(#3軸，100轉(zhuǎn)/分)，60℃時(shí)1.10g/cm3的密度以及100％固體含量。
如下，通過混合第一組分和第二組分與顏料膏制備表面涂層
通過使用裝有靜態(tài)混合器的混合機(jī)，用0.07毫米厚刮刀將表面涂層以70g/m2的涂膠量施涂于外涂層上的基材，并且涂敷機(jī)速度為2.0m/min。在烘箱中以130℃溫度加熱表面涂層15分鐘。
如實(shí)施例1制備后續(xù)的第一組分。
如實(shí)施例1制備后續(xù)的第二組分。
通過使用裝有靜態(tài)混合器的混合機(jī)，混合100重量份后續(xù)的第一組分和60重量份后續(xù)的第二組分制備粘合劑涂層。以35至40g/m2的涂膠量將粘合劑涂敷在表面層上。然后將背襯2層壓在粘合劑層上，同時(shí)將涂敷機(jī)速度保持在2.0m/min，并且在烘箱中以150℃加熱該結(jié)構(gòu)10分鐘。然后從該結(jié)構(gòu)的剩余物分離流延用紙。
實(shí)施例6實(shí)施例1-4中制備的材料的測(cè)試關(guān)于實(shí)施例1-4的測(cè)試結(jié)果如下
注釋(1)在刷的頂部具有3kg重量
(2)每厘米樣品寬度的載荷(kg)(3)基材斷裂(4)顯示數(shù)小時(shí)后藍(lán)色刻尺上的抗性額定值(5)未測(cè)試關(guān)于實(shí)施例1和4的進(jìn)一步的測(cè)試結(jié)果如下
注釋(6)12kPa載荷；所示循環(huán)數(shù)之后進(jìn)行適度改變實(shí)施例7實(shí)施例1的第一組分的穩(wěn)定性制備實(shí)施例1的第一組分并在環(huán)境溫度(15到30℃)存儲(chǔ)，以及在各種存儲(chǔ)時(shí)間之后進(jìn)行測(cè)試。測(cè)量％NCO和粘度(布氏粘度，#3軸，20轉(zhuǎn)/分，25℃)。結(jié)果如下
實(shí)施例8實(shí)施例1的后續(xù)的第一組分的穩(wěn)定性制備實(shí)施例1的后續(xù)的第一組分并在環(huán)境溫度(15到30℃)存儲(chǔ)，以及在各種存儲(chǔ)時(shí)間之后進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試％NCO和粘度(布氏粘度，軸#3，20轉(zhuǎn)/分，25℃)。結(jié)果如下
實(shí)施例10生產(chǎn)織物上的聚酯-聚醚聚氨酯涂層。
首先，如實(shí)施例1中制備外涂層。將外涂層涂敷在流延用紙紙Petalo Silver(CdC Favini Group生產(chǎn))之上并且在120℃的烘箱中加熱2分鐘。潤(rùn)濕涂膠量為20g/m2，以及干燥涂膠量為12g/m2。
如實(shí)施例1制備第一組分。
如實(shí)施例1制備第二組分。
通過用CowlesTM混合器，將63.65克第一組分(在60℃加熱)和36.35克第二組分(在45℃加熱)與2.0克顏料膏(IcoporTMIK 304 Bleu)混合10秒制備表面涂層。緊接著使用0.025毫米厚刮刀將表面涂層以25g/m2的涂膠量施涂在外涂層上。在烘箱中以120℃溫度加熱表面涂層2分鐘。
后續(xù)的第一組分制備如下在熱水浴中，干燥氮?dú)庀?，向裝有攪拌器、溫度計(jì)和回流冷凝器的3升燒瓶中的486.8克具有2官能度和1020當(dāng)量重量的聚醚多元醇(聚丙二醇)和0.14克磷酸中加入513克4，4′-二苯甲烷二異氰酸酯。在80℃攪拌反應(yīng)混合物直到達(dá)到理論％NCO值。該產(chǎn)物具有13.2％的％NCO，45℃時(shí)530mPa*s的布氏粘度(軸#3、100轉(zhuǎn)/分)和100％固體含量。
后續(xù)的第二組分制備如下在熱水浴中，干燥氮?dú)庀?，向裝有攪拌器、溫度計(jì)和回流冷凝器的3升燒瓶中的630.4g具有2官能度和1020當(dāng)量重量的聚醚多元醇(聚丙二醇)中加入308.6克4，4′-二苯甲烷二異氰酸酯。在80℃攪拌反應(yīng)混合物直到達(dá)到理論％NCO值。在50℃冷卻之后，加入877.7克相同的聚醚多元醇；當(dāng)溫度達(dá)到40℃時(shí)，還加入183.3克單乙二醇。在75℃攪拌反應(yīng)混合物直到在IR譜中NCO完全消失。
在30℃冷卻之后，向含羥基產(chǎn)物中加入3.6克1，8-二氮雜雙環(huán)[5.4.0]-7-十一碳烯(DBU)。該產(chǎn)物具有180mgKOH/g的計(jì)算平均OH數(shù)，25℃時(shí)14000mPa*s的布氏粘度(軸#6、50轉(zhuǎn)/分)和100％固體含量。
通過用CowlesTM混合器，將50克后續(xù)的第一組分(在45℃加熱)和50克后續(xù)的第二組分混合制備粘合劑涂層。緊接著以15g/m2的涂膠量將粘合劑涂敷在表面層上。然后將背襯1層壓在粘合劑層上，并且在烘箱中以120℃加熱該結(jié)構(gòu)2分鐘。然后從該結(jié)構(gòu)的剩余物分離流延用紙。
可預(yù)測(cè)如果通過實(shí)施例6中報(bào)道的測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試，所將的結(jié)構(gòu)應(yīng)具有有用的性能。
權(quán)利要求
1.一種用于制備含脲烷結(jié)構(gòu)的雙組分組合物，所述組合物包括(a)第一組分，該第一組分包含至少一種多異氰酸酯與至少一種具有多個(gè)活潑氫的第一化合物的至少一種反應(yīng)產(chǎn)物，其中所述第一組分具有1％或更大的％NCO，以及(b)第二組分，該第二組分包含至少一種具有多個(gè)活潑氫的第二化合物和至少一種胺類催化劑，其中通過混合所述第一組分和所述第二組分形成的反應(yīng)混合物能夠在無水的情況下固化；并且其中所述反應(yīng)混合物包含以所述反應(yīng)混合物重量為基準(zhǔn)，按重量計(jì)小于3％的溶劑。
2.權(quán)利要求1的組合物，其中所述反應(yīng)混合物在固化之后具有0.9g/cm3或更大的密度。
3.權(quán)利要求1的組合物，其中以所述反應(yīng)混合物重量為基準(zhǔn)，按重量計(jì)，所述反應(yīng)混合物包含小于1％的溶劑。
4.一種用于制備含脲烷結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括(i)提供一種雙組分組合物，該組合物包括(a)第一組分，該第一組分包含至少一種多異氰酸酯與至少一種具有多個(gè)活潑氫的第一化合物的至少一種反應(yīng)產(chǎn)物，其中所述第一組分具有1％或更大的％NCO，以及(b)第二組分，該第二組分包含至少一種具有多個(gè)活潑氫的第二化合物和至少一種胺類催化劑，(ii)通過混合包含所述第一組分和所述第二組分的成分形成反應(yīng)混合物，其中所述反應(yīng)混合物能夠在無水的情況下固化；并且其中所述反應(yīng)混合物包含以所述反應(yīng)混合物重量為基準(zhǔn)，按重量計(jì)小于3％的溶劑，(iii)施涂一層所述反應(yīng)混合物至至少一個(gè)基材，并且(iv)固化所述反應(yīng)混合物的所述層或使所述反應(yīng)混合物的所述層固化。
5.一種通過如下方法制備的含脲烷結(jié)構(gòu)，該方法包括(i)提供一種雙組分組合物，該組合物包括(a)第一組分，該第一組分包含至少一種多異氰酸酯與至少一種具有多個(gè)活潑氫的第一化合物的至少一種反應(yīng)產(chǎn)物，其中所述第一組分具有1％或更大的％NCO，以及(b)第二組分，該第二組分包含至少一種具有多個(gè)活潑氫的第二化合物和至少一種胺類催化劑，(ii)通過混合包含所述第一組分和所述第二組分的成分形成反應(yīng)混合物，其中所述反應(yīng)混合物能夠在無水的情況下固化；并且其中所述反應(yīng)混合物包含以所述反應(yīng)混合物重量為基準(zhǔn)，按重量計(jì)小于3％的溶劑，(iii)施涂一層所述反應(yīng)混合物至至少一個(gè)基材，并且(iv)固化所述反應(yīng)混合物的所述層或使所述反應(yīng)混合物的所述層固化。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于制備含脲烷結(jié)構(gòu)的雙組分組合物，所述組合物包括(a)第一組分，該第一組分包含至少一種多異氰酸酯與至少一種多元醇的至少一種反應(yīng)產(chǎn)物，其中所述第一組分具有6％或更大的％NCO，以及(b)第二組分，該第二組分包含至少一種多元醇和至少一種胺類催化劑，其中通過混合所述第一組分和所述第二組分形成的反應(yīng)混合物能夠在無水的情況下固化；并且其中所述反應(yīng)混合物包含以所述反應(yīng)混合物重量為基準(zhǔn)，按重量計(jì)小于3％的溶劑。還提供制備這種含脲烷結(jié)構(gòu)的方法，以及由此制備的脲烷結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)C08G18/16GK1754896SQ200510087820
公開日2006年4月5日 申請(qǐng)日期2005年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月23日
發(fā)明者S·費(fèi)拉 申請(qǐng)人:羅姆和哈斯公司