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用于制備透明的聚硫氨酯體的組合物的制作方法

文檔序號:11141268閱讀:651來源:國知局
用于制備透明的聚硫氨酯體的組合物的制造方法與工藝

A) 多異氰酸酯組分,其包含至少一種具有每分子至少2的異氰酸酯基團官能度的多異氰酸酯,

B) 硫醇組分,其包含至少一種具有每分子至少2的硫醇基團官能度的多硫醇,

以及任選的

C) 輔助劑和添加劑,

其中異氰酸酯基團與異氰酸酯反應性基團的比率為0.5:1至2.0:1。本發(fā)明還涉及通過這樣的組合物的反應而制備透明的聚硫氨酯體的方法和由此制備的聚硫氨酯體,以及通過脂族的、環(huán)脂族的、芳族的或芳脂族的多胺的氣相光氣化而制備的多異氰酸酯用于制備透明的聚硫氨酯體的用途。

對于各種應用,例如作為用于生產(chǎn)用于汽車和飛機構(gòu)造的玻璃板的無機玻璃的輕質(zhì)替代物或作為用于光學、電子或光電子部件的澆注物料,當今市場對透明的、耐光的聚氨酯物料的興趣日益增加。

特別是對于高質(zhì)量的光學應用,例如對于透鏡或眼鏡片,通常需要呈現(xiàn)高折射和同時低色散(高阿貝系數(shù))的塑料材料。

已經(jīng)多次描述了具有高折光指數(shù)的透明聚氨酯物料的制備。經(jīng)常作為多異氰酸酯組分使用所謂的芳脂族二異氰酸酯,即其異氰酸酯基團通過脂族基團鍵合到芳族體系的那些二異氰酸酯。由于它們的芳族結(jié)構(gòu),芳脂族二異氰酸酯提供具有增加的折光指數(shù)的聚氨酯,同時脂族相連的異氰酸酯基團保證了高質(zhì)量應用所需的耐光性和低泛黃傾向。

US-A 4680369和US-A 4689387描述了例如適合作為透鏡材料的聚氨酯或聚硫氨酯,其制備包括將特定的含硫多元醇或巰基官能的脂族化合物與單體芳脂族二異氰酸酯,例如1,3-雙(異氰酸根合甲基)苯(間-苯二亞甲基二異氰酸酯,m-XDI)、1,4-雙(異氰酸根合甲基)苯(對-苯二亞甲基二異氰酸酯,p-XDI)、1,3-雙(2-異氰酸根合丙-2-基)苯(間-四甲基苯二亞甲基二異氰酸酯,m-TMXDI)或1,3-雙(異氰酸根合甲基)-2,4,5,6-四氯苯組合,以實現(xiàn)特別高的折光指數(shù)。

單體芳脂族二異氰酸酯,如m-和p-XDI或m-TMXDI也在許多其它出版物中作為用于制備高折射的透鏡材料的優(yōu)選的多異氰酸酯組分提及,例如EP-A 0 235 743、EP-A 0 268 896、EP-A 0 271 839、EP-A 0 408 459、EP-A 0 506 315、EP-A 0 586 091和EP-A 0 803 743。它們用作多元醇和/或多硫醇的交聯(lián)劑組分,并且取決于共反應物而得到具有1.56至1.67的高折光指數(shù)和最多45的相對高的阿貝系數(shù)的透明塑料。

用于制備用于光學應用的高折射的聚氨酯或聚硫氨酯的所述方法的基本缺點是,所制造的透鏡中的一些在其透明度和無渾濁性方面不總是滿足期望的要求。這尤其是針對透鏡等中的應用。

為了滿足光學應用的高要求,目前復雜的原料制備方法是現(xiàn)有技術(shù)。例如,EP-A 1 908 749描述了XDI的制備,其中首先制備XDA的鹽酸鹽,然后在升高的壓力下將其光氣化以獲得相應純度的質(zhì)量。希望的是XDA的直接光氣化。

本發(fā)明的目的在于,提供用于制備透明的聚硫氨酯體的組合物,使用其可以獲得具有改進的光學性能,特別是改進的透明度和無渾濁性的制品。

所述目的通過本文開頭描述的類型的組合物而實現(xiàn),其中所述多異氰酸酯組分 A) 的多異氰酸酯通過脂族的、環(huán)脂族的、芳族的或芳脂族的多胺的氣相光氣化而制備。

因此,本發(fā)明的主題是用于制備透明的聚硫氨酯體的組合物,其包含下列組分或由下列組分組成:

A) 多異氰酸酯組分,其包含至少一種具有每分子至少2的異氰酸酯基團官能度的多異氰酸酯,

B) 硫醇組分,其包含至少一種具有每分子至少2的硫醇基團官能度的多硫醇或由至少一種具有每分子至少2的硫醇基團官能度的多硫醇組成,

以及任選的

C) 輔助劑和添加劑,

其中異氰酸酯基團與異氰酸酯反應性基團的比率為0.5:1至2.0:1,

其中所述組合物的特征在于,

所述多異氰酸酯組分 A) 的多異氰酸酯通過脂族的、環(huán)脂族的、芳族的或芳脂族的多胺的氣相光氣化而制備。

在本發(fā)明中,術(shù)語“透明”被理解為是指該透明體在2毫米厚度和標準光源D65(規(guī)定在DIN 6173中)下具有≥ 85%的透射比。在任選共同使用紫外線穩(wěn)定劑和染料的情況下,這種透射比值可偏離≥ 85%的上述值。

本發(fā)明主要基于如下的發(fā)現(xiàn):通過氣相光氣化得到的多異氰酸酯可以包含一定量的腈類化合物,該腈類化合物在將多異氰酸酯進一步加工成聚硫氨酯時改進了如此獲得的模制品的透明度。不受限于任何理論,可以推測,所述腈類化合物對于產(chǎn)生的多異氰酸酯的二聚體或三聚體起到溶劑性促進劑的作用。在沒有腈的情況下它們可能沉淀,這可能是導致形成渾濁的原因。

另一個優(yōu)點在于,本發(fā)明的組合物針對帶入的水相比于目前已知的(例如在US 8,044,165 B2中描述的)體系而較不敏感。通常,特別是硫醇組分必須進行干燥,從而除去過量的水;否則的話,可能會影響到獲得的光學部件的光學性能。與之相反地,這在本發(fā)明中不是必須的。例如,在本發(fā)明的組合物中的硫醇組分的水含量可以為 > 600 ppm,特別是 > 800 ppm 或甚至多于900 ppm。

本發(fā)明提供了包含至少一種多異氰酸酯的多異氰酸酯組分,所述多異氰酸酯每分子具有至少兩個異氰酸酯基團,特別是2至6個,優(yōu)選2至4個,特別優(yōu)選2至3個異氰酸酯基團。在此,也可以使用具有不同官能度的多異氰酸酯的混合物,從而得到奇數(shù)的平均官能度。在本發(fā)明中,多異氰酸酯是指具有兩個或更多個游離的異氰酸酯基團的有機異氰酸酯。所述多異氰酸酯可以以單體或低聚物的形式存在。對此合適的改性反應例如是使異氰酸酯催化低聚化而形成脲二酮、異氰脲酸酯、亞氨基噁二嗪二酮和/或噁二嗪三酮結(jié)構(gòu)或用于二異氰酸酯的縮二脲化的常見方法,這些例如描述在Laas等人, J. Prakt. Chem. 336, 1994, 185-200;DE-A 1 670 666 和EP-A 0 798 299?;诜贾宥惽杷狨サ倪@些多異氰酸酯的具體描述可以例如參見EP-A 0 081 713、EP-A 0 197 543、GB-A 1 034 152和JP-A 05286978。字節(jié)“多”基本上是指每個分子中異氰酸酯基團的數(shù)目和并不一定是指所述多異氰酸酯必須具有低聚的或甚至聚合的結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明,多異氰酸酯組分 A) 的多異氰酸酯通過脂族的、環(huán)脂族的、芳族的或芳脂族的多胺的氣相光氣化而制備。用于產(chǎn)生本發(fā)明使用的多異氰酸酯的這類方法描述在EP 1 754 698 B1。同樣可以使用如在WO 2013/079517 A1中公開的用于氣相光氣化的方法。

所述氣相光氣化優(yōu)選如下進行:將相應的起始物質(zhì),即待制備的多異氰酸酯所基于的多胺,任選在添加穩(wěn)定劑和/或惰性氣體的情況下汽化;如果需要,在 < 1000 mbar的壓力下操作。將以這樣的方式汽化的多胺在回路中以5至90分鐘的平均停留時間和40至190℃的溫度傳送,并且在高于胺的汽化溫度10至100 K的溫度下在根據(jù)氣相光氣化本身已知的方法而給定的壓力下與光氣反應。上述的方法條件特別適用于產(chǎn)生1,3-苯二亞甲基二異氰酸酯和1,4-苯二亞甲基二異氰酸酯。以這樣的方式產(chǎn)生相對大量的腈類化合物,這些腈類化合物在進一步加工本發(fā)明組合物時產(chǎn)生有利的作用,特別是對由其獲得的模塑品的透明度??梢圆槐胤爆嵉胤蛛x這些腈類化合物。

如果希望,用于制備多異氰酸酯組分 A) 的合適的改性反應是芳脂族二異氰酸酯在添加摩爾不足量的羥基官能的共反應物,特別是分子量范圍為32至300 g/mol的低分子量的一元或多元醇之后的氨基甲酸酯化和/或脲基甲酸酯化,所述一元或多元醇例如是甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、仲丁醇、戊醇異構(gòu)體、己醇、辛醇和壬醇、正癸醇、正十二烷醇、正十四烷醇、正十六烷醇、正十八烷醇、環(huán)己醇、甲基環(huán)己醇異構(gòu)體、羥基甲基環(huán)己烷、3-甲基-3-羥基甲基氧雜環(huán)丁烷、1,2-乙二醇、1,2-和1,3-丙二醇、丁二醇異構(gòu)體、戊二醇、己二醇、庚二醇和辛二醇、1,2-和1,4-環(huán)己烷二醇、1,4-環(huán)己烷二甲醇、4,4'-(1-甲基亞乙基)雙環(huán)己醇、二乙二醇、二丙二醇、1,2,3-丙三醇、1,1,1-三羥甲基乙烷、1,2,6-己三醇、1,1,1-三羥甲基丙烷、2,2-雙(羥基甲基)-1,3-丙二醇或1,3,5-三(2-羥基乙基)異氰脲酸酯,或者這些醇的任意混合物。優(yōu)選用于制備氨基甲酸酯-和/或脲基甲酸酯改性的多異氰酸酯組分 A) 的醇是具有2至8個碳原子的所述一元醇和二元醇。

基于芳脂族二異氰酸酯的氨基甲酸酯-和/或脲基甲酸酯改性的多異氰酸酯的具體描述例如參見EP-A 1 437 371、EP-A 1 443 067、JP-A 200516161691、JP-A 2005162271。

在本發(fā)明組合物的一個優(yōu)選實施方案中,所述多異氰酸酯組分包含基于該多異氰酸酯組分至少80重量%,特別是至少85重量%,更優(yōu)選至少90重量%,特別優(yōu)選至少95重量%或甚至至少96重量%或至少98重量%的通過氣相光氣化制備的多異氰酸酯。

根據(jù)本發(fā)明,優(yōu)選至少一種腈構(gòu)成了所述多異氰酸酯組分的另一種成分,所述腈作為副產(chǎn)物包含在通過氣相光氣化獲得的多異氰酸酯組分中。除了通過氣相光氣化產(chǎn)生的多異氰酸酯,所述多異氰酸酯組分還完全可以混合有至少一種另外的(例如通過其它制備途徑產(chǎn)生的)多異氰酸酯,例如通過液相光氣化產(chǎn)生的多異氰酸酯。

取決于所述多異氰酸酯組分的腈含量,通過不同于氣相光氣化產(chǎn)生的多異氰酸酯的含量例如可以為基于所述多異氰酸酯組分A) 最多19重量%,任選最多14重量%,最多9重量%,最多4重量%或最多3重量%。

根據(jù)本發(fā)明組合物的一個優(yōu)選實施方案,所述多異氰酸酯組分包含基于多異氰酸酯組分 A) 至少0.005重量%的至少一種腈,特別是至少0.01重量%,優(yōu)選0.005至15重量%,更優(yōu)選0.01至5重量%,特別優(yōu)選0.1至2重量%或甚至0.1至1重量%。如上文已經(jīng)列出的,本發(fā)明使用的和通過氣相光氣化產(chǎn)生的多異氰酸酯組分根據(jù)制備情況已經(jīng)可以包含一定量的腈類化合物,這些腈類化合物的含量主要通過在反應中使用的多胺的性質(zhì)和此外通過反應條件的選擇,特別是壓力和反應溫度而可能受到影響。這特別適用于在本發(fā)明中特別優(yōu)選的多異氰酸酯1,3-雙(異氰酸根合甲基)苯 (1,3-XDI) 和1,4-雙(異氰酸根合甲基)苯 (1,4-XDI),它們根據(jù)氣相光氣化通常具有相對高含量的相應腈類化合物。

在多異氰酸酯組分中的至少一種腈的上述含量說明可以根據(jù)制備情況而已經(jīng)包含在所述多異氰酸酯組分中,或也可以通過有針對性的添加有機腈類化合物,特別是芳族腈類化合物而調(diào)整到上述的含量說明。優(yōu)選地,不添加額外的腈而超過通過氣相光氣化的制備條件已經(jīng)產(chǎn)生的含量。特別優(yōu)選地,這適用于包含1,3-XDI 和/或1,4-XDI的多異氰酸酯組分。

在本發(fā)明中,腈類化合物的含量通過使用二乙胺的衍生化和然后的HPLC-MS借助UV信號的面積的積分而確定。對于HPLC-MS測量,例如可以選擇下列程序:

Synapt G2-S HR-MS, ACQUITY UPLC (Waters) QS. No.: 02634

UV: PDA (總吸光度色譜圖)

柱: Kinetex 100 x 2.1 mm_1.7 μm

柱溫度: 30℃

流動相組成:

溶劑: A) 水 + 0.05% 甲酸

B) 乙腈 + 0.05% 甲酸

流速: 0.5 ml/min

梯度: t0/5%B_t0.5/5%B_t6/100%B_t7/100%B_t7.1/5%B_t8/5%B。

在上述實施方案中特別優(yōu)選地,所述腈如所述多異氰酸酯源自于相同的多胺。這適用于根據(jù)制備情況所含的腈類化合物以及任選后來添加的腈類化合物。這是特別有利的,因為基于與在氣相光氣化中產(chǎn)生的多異氰酸酯相同的化學骨架,通過所述腈可以實現(xiàn)特別好的促進作用。

特別優(yōu)選地,所述腈包含至少一個另外的官能團,其中該官能團特別是可以在聚硫氨酯中構(gòu)成網(wǎng)絡,從而阻止所述腈以后遷移出所述模塑品,并且特別優(yōu)選是異氰酸酯基團。這在下文中借助實例1,3-雙(異氰酸根合甲基)苯 (1,3-XDI) 具體說明。該二異氰酸酯通過1,3-雙(氨基甲基)苯的氣相光氣化而產(chǎn)生。在這種情況下,特別優(yōu)選的異氰酸根合腈是3-(異氰酸根合甲基)苯甲腈。

在這樣的異氰酸根合腈與所述硫醇組分反應時,可以生成腈改性的硫氨基甲酸酯。可以展示的實例是3-(異氰酸根合甲基)苯甲腈:

其中,R2表示所使用的多硫醇的基團。對于4-巰甲基-1,8-二巰基-3,6-二硫雜辛烷 (DMPT),基團R2對應于下列結(jié)構(gòu)單元,其中在該式中左側(cè)表示鍵的線是指在上述結(jié)構(gòu)中與硫原子形成的鍵:

DMPT的兩個硫醇基團也可以分別與分子3-(異氰酸根合甲基)苯甲腈反應,其中生成下列結(jié)構(gòu):

類似的化合物也可以使用任選使用的多元醇而生成。首先,3-(異氰酸根合甲基)苯甲腈與多元醇的反應產(chǎn)物通用地表示如下,其中R1表示所使用的多元醇的基團:

也可以生成腈改性的氨基甲酸酯。當使用二元醇時,兩個OH基團可以分別與分子3-(異氰酸根合甲基)苯甲腈反應,其中生成下列結(jié)構(gòu):

。

原則上,可用于本發(fā)明的多異氰酸酯是本身已知的所有多異氰酸酯。這些是例如在140至400 g/mol分子量范圍內(nèi)的那些,例如1,4-丁烷二異氰酸酯、1,5-戊烷二異氰酸酯、1,6-己烷二異氰酸酯(HDI)、1,5-二異氰酸根合-2,2-二甲基戊烷、2,2,4-和/或2,4,4-三甲基-1,6-己烷二異氰酸酯、1,8-辛烷二異氰酸酯、1,9-壬烷二異氰酸酯、1,10-癸烷二異氰酸酯、1,3-和1,4-環(huán)己烷二異氰酸酯、1,4-二異氰酸根合-3,3,5-三甲基環(huán)己烷、1,3-二異氰酸根合-2-甲基環(huán)己烷、1,3-二異氰酸根合-4-甲基-環(huán)己烷、1-異氰酸根合-3,3,5-三甲基-5-異氰酸根合甲基環(huán)己烷(異佛爾酮二異氰酸酯;IPDI)、1-異氰酸根合-1-甲基-4(3)-異氰酸根合甲基環(huán)己烷、2,4’-和4,4'-二異氰酸根合二環(huán)己基甲烷(H12-MDI)、1,3-和1,4-雙(異氰酸根合甲基)環(huán)己烷、4,4'-二異氰酸根合-3,3'-二甲基二環(huán)己基甲烷、4,4'-二異氰酸根合-3,3',5,5'-四甲基二環(huán)己基甲烷、4,4'-二異氰酸根合-1,1'-雙(環(huán)己基)、2,5-雙(異氰酸根合甲基)-雙環(huán)[2.2.1]庚烷、2,6-雙(異氰酸根合甲基)雙環(huán)[2.2.1]庚烷、4,4'-二異氰酸根合-3,3'-二甲基-1,1'-雙(環(huán)己基)、4,4'-二異氰酸根合-2,2',5,5'-四甲基-1,1'-雙(環(huán)己基)、1,8-二異氰酸根合-p-薄荷烷、1,3-金剛烷二異氰酸酯、1,3-二甲基-5,7-金剛烷二異氰酸酯、1,3-和1,4-雙(異氰酸根合甲基)苯、1,3-和1,4-雙(1-異氰酸根合-1-甲基乙基)苯(TMXDI)、雙(4-(1-異氰酸根合-1-甲基乙基)苯基)碳酸酯、1,3-和1,4-苯二異氰酸酯、2,4-和2,6-甲苯二異氰酸酯和這些異構(gòu)體的任何所需混合物、二苯甲烷-2,4'-和/或-4,4'-二異氰酸酯和萘-1,5-二異氰酸酯以及此類二異氰酸酯的任何所需混合物。

優(yōu)選地,通過氣相光氣化生成的多異氰酸酯選自1,3-雙(異氰酸根合甲基)苯 (1,3-XDI)、1,4-雙(異氰酸根合甲基)苯 (1,4-XDI)、2,5-雙(異氰酸根合甲基)雙環(huán)[2.2.1]庚烷、2,6-雙(異氰酸根合甲基)雙環(huán)[2.2.1]庚烷、1,3-和1,4-雙(異氰酸根合甲基)環(huán)己烷 (H6-XDI)、2,4-二異氰酸根合甲苯、2,6-二異氰酸根合甲苯、二苯基甲烷-2,2'-二異氰酸酯、二苯基甲烷-2,4'-二異氰酸酯、二苯基甲烷-4,4'-二異氰酸酯 (MDI) 或者它們的混合物,特別是1,3-雙(異氰酸根合甲基)苯 (1,3-XDI) 和/或1,4-雙(異氰酸根合甲基)苯 (1,4-XDI) 或1,3-雙(異氰酸根合甲基)苯 (1,3-XDI) 和/或1,4-雙(異氰酸根合甲基)苯 (1,4-XDI) 與上述其它的異氰酸酯的混合物,但優(yōu)選1,3-雙(異氰酸根合甲基)苯 (1,3-XDI) 和/或1,4-雙(異氰酸根合甲基)苯 (1,4-XDI)。這些多-或二異氰酸酯是優(yōu)選的,因為由此可以獲得具有特別好的光學性能(例如高的折光指數(shù)和高的透明度)的透鏡材料。這些優(yōu)點對于特別優(yōu)選所述的二異氰酸酯1,3-雙(異氰酸根合甲基)苯 (1,3-XDI) 和1,4-雙(異氰酸根合甲基)苯 (1,4-XDI)是特別突出的。

在本發(fā)明組合物的一個特別優(yōu)選的實施方案中,所述多異氰酸酯選自1,3-雙(異氰酸根合甲基)苯 (1,3-XDI) 和所述腈選自3-(異氰酸根合甲基)苯甲腈,和/或所述多異氰酸酯選自1,4-雙(異氰酸根合甲基)苯 (1,4-XDI) 和所述腈選自4-(異氰酸根合甲基)苯甲腈。

本發(fā)明的組合物進一步包含硫醇組分B)。這種組分包含至少一種具有每分子至少2,更特別2至6,優(yōu)選2至4,更優(yōu)選2至3的硫醇基團官能度的多硫醇或由至少一種具有每分子至少2,更特別2至6,優(yōu)選2至4,更優(yōu)選2至3的硫醇基團官能度的多硫醇構(gòu)成。在此也可以使用具有不同官能度的多硫醇的混合物,由此產(chǎn)生奇數(shù)平均官能度。用于本發(fā)明的多硫醇是指具有兩個或更多個硫醇基團的有機硫醇。字節(jié)“多”基本涉及硫醇基團數(shù)并且如上述對于多異氰酸酯化合物的情況不一定是指該多硫醇必須具有低聚或甚至聚合的結(jié)構(gòu)。但是,根據(jù)本發(fā)明使用的多硫醇也完全可能具有聚醚骨架、聚硫醇醚骨架或由O-醚和S-醚單元構(gòu)成的混合骨架。

該多硫醇可具有80(甲烷二硫醇)至大約12000 g/mol,優(yōu)選250至8000 g/mol的平均分子量。

合適的多硫醇的實例包括甲烷二硫醇、1,2-乙烷二硫醇、1,1-丙烷二硫醇、1,2-丙烷二硫醇、1,3-丙烷二硫醇、2,2-丙烷二硫醇、1,4-丁烷二硫醇、2,3-丁烷二硫醇、1,5-戊烷二硫醇、1,6-己烷二硫醇、1,2,3-丙烷三硫醇、1,1-環(huán)己烷二硫醇、1,2-環(huán)己烷二硫醇、2,2-二甲基丙烷-1,3-二硫醇、3,4-二甲氧基丁烷-1,2-二硫醇和2-甲基環(huán)己烷-2,3-二硫醇,含硫醚基團的多硫醇,如2,4-二巰甲基-1,5-二巰基-3-硫雜戊烷、4-巰甲基-1,8-二巰基-3,6-二硫雜辛烷、4,8-二巰甲基-1,11-二巰基-3,6,9-三硫雜十一烷、4,7-二巰甲基-1,11-二巰基-3,6,9-三硫雜十一烷、5,7-二巰甲基-1,11-二巰基-3,6,9-三硫雜十一烷、4,5-雙(巰乙硫基)-1,10-二巰基-3,8-二硫雜癸烷、四(巰甲基)甲烷、1,1,3,3-四(巰甲硫基)丙烷、1,1,5,5-四(巰甲硫基)-3-硫雜戊烷、1,1,6,6-四(巰甲硫基)-3,4-二硫雜己烷、2-巰乙硫基-1,3-二巰基丙烷、2,3-雙(巰乙硫基)-1-巰基丙烷、2,2-雙(巰甲基)-1,3-二巰基丙烷、雙(巰甲基)硫、雙(巰甲基)二硫、雙(巰乙基)硫、雙(巰乙基)二硫、雙(巰丙基)硫、雙(巰丙基)二硫、雙(巰甲硫基)甲烷、三(巰甲硫基)甲烷、雙(巰乙硫基)甲烷、三(巰乙硫基)甲烷、雙(巰丙硫基)甲烷、1,2-雙(巰甲硫基)乙烷、1,2-雙(巰乙硫基)乙烷、2-(巰乙硫基)乙烷、1,3-雙(巰甲硫基)丙烷、1,3-雙(巰丙硫基)丙烷、1,2,3-三(巰甲硫基)丙烷、1,2,3-三(巰乙硫基)丙烷、1,2,3-三(巰丙硫基)丙烷、四(巰甲硫基)甲烷、四(巰乙基硫甲基)甲烷、四(巰丙基硫甲基)甲烷、2,5-二巰基-1,4-二噻烷、2,5-雙(巰甲基)-1,4-二噻烷和可根據(jù)JP-A 07118263獲得的其低聚物、1,5-雙(巰丙基)-1,4-二噻烷、1,5-雙(2-巰乙基硫甲基)-1,4-二噻烷、2-巰甲基-6-巰基-1,4-二硫雜環(huán)庚烷、2,4,6-三巰基-1,3,5-三噻烷、2,4,6-三巰甲基-1,3,5-三噻烷和2-(3-雙(巰甲基)-2-硫雜丙基)-1,3-二硫戊環(huán),聚酯硫醇,例如乙二醇-雙(2-巰基乙酸酯)、乙二醇-雙(3-巰基丙酸酯)、二乙二醇-2-巰基乙酸酯、二乙二醇-3-巰基丙酸酯、2,3-二巰基-1-丙醇-3-巰基丙酸酯、3-巰基-1,2-丙二醇-雙(2-巰基乙酸酯)、3-巰基-1,2-丙二醇-雙(3-巰基丙酸酯)、三羥甲基丙烷-三(2-巰基乙酸酯)、三羥甲基丙烷-三(3-巰基丙酸酯)、三羥甲基乙烷-三(2-巰基乙酸酯)、三羥甲基乙烷-三(3-巰基丙酸酯)、季戊四醇-四(2-巰基乙酸酯)、季戊四醇-四(3-巰基丙酸酯)、甘油-三(2-巰基乙酸酯)、甘油-三(3-巰基丙酸酯)、1,4-環(huán)己二醇-雙(2-巰基乙酸酯)、1,4-環(huán)己二醇-雙(3-巰基丙酸酯)、羥甲基硫-雙(2-巰基乙酸酯)、羥甲基硫-雙(3-巰基丙酸酯)、羥乙基硫-2-巰基乙酸酯、羥乙基硫-3-巰基丙酸酯、羥甲基二硫-2-巰基乙酸酯、羥甲基二硫-3-巰基丙酸酯、2-巰乙基酯巰基乙酸酯和雙(2-巰乙基酯)-硫代二丙酸酯以及芳族硫代化合物,例如1,2-二巰基苯、1,3-二巰基苯、1,4-二巰基苯、1,2-雙(巰甲基)苯、1,4-雙(巰甲基)苯、1,2-雙(巰乙基)苯、1,4-雙(巰乙基)苯、1,2,3-三巰基苯、1,2,4-三巰基苯、1,3,5-三巰基苯、1,2,3-三(巰甲基)苯、1,2,4-三(巰甲基)苯、1,3,5-三(巰甲基)苯、1,2,3-三(巰乙基)苯、1,3,5-三(巰乙基)苯、1,2,4-三(巰乙基)苯、2,5-甲苯二硫醇、3,4-甲苯二硫醇、1,4-萘二硫醇、1,5-萘二硫醇、2,6-萘二硫醇、2,7-萘二硫醇、1,2,3,4-四巰基苯、1,2,3,5-四巰基苯、1,2,4,5-四巰基苯、1,2,3,4-四(巰甲基)苯、1,2,3,5-四(巰甲基)苯、1,2,4,5-四(巰甲基)苯、1,2,3,4-四(巰乙基)苯、1,2,3,5-四(巰乙基)苯、1,2,4,5-四(巰乙基)苯、2,2'-二巰基聯(lián)苯和4,4'-二巰基聯(lián)苯。

該多硫醇優(yōu)選選自4-巰甲基-1,8-二巰基-3,6-二硫雜辛烷、2,5-雙巰甲基-1,4-二噻烷、1,1,3,3-四(巰甲硫基)丙烷、5,7-二巰甲基-1,11-二巰基-3,6,9-三硫雜十一烷、4,7-二巰甲基-1,11-二巰基-3,6,9-三硫雜十一烷、4,8-二巰甲基-1,11-二巰基-3,6,9-三硫雜十一烷、三羥甲基丙烷-三(3-巰基丙酸酯)、三羥甲基乙烷-三(2-巰基乙酸酯)、季戊四醇-四(2-巰基乙酸酯)和/或季戊四醇-四(3-巰基丙酸酯)。

除硫醇組分B)外,本發(fā)明的組合物還可包含通常與多異氰酸酯反應的其它組分。此類組分特別是常規(guī)聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚醚聚酯多元醇、聚硫醚多元醇、聚合物改性的聚醚多元醇、接枝聚醚多元醇(特別是基于苯乙烯和/或丙烯腈的那些)、聚醚多胺、含羥基的聚縮醛和/或含羥基的脂族聚碳酸酯,它們是聚氨酯化學中已知的,通常具有106至12 000 g/mol,優(yōu)選250至8000 g/mol的重均分子量。合適的共反應物B)的綜述可見于例如N. Adam等人: "Polyurethanes", Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Electronic Release, 7th ed., chap. 3.2–3.4, Wiley-VCH, Weinheim 2005。

聚硫氨酯在本發(fā)明的意義上是指其中多異氰酸酯和一種或多種異氰酸酯反應性組分之間的鍵的多于一半至全部是硫氨基甲酸酯基團的聚合物。因此可能在少于一半的程度上存在其它鍵,例如氨基甲酸酯橋連或脲橋連。在這種情況下,本發(fā)明的組合物還包含其它異氰酸酯反應性組分(一種或多種)。下面更詳細描述這些僅任選的組分。

如果使用,合適的聚醚多元醇是例如DE-A 2 622 951,第6欄,第65行 - 第7欄,第47行或EP-A 0 978 523,第4頁,第45行至第5頁,第14行中規(guī)定的類型的那些,只要它們符合上文規(guī)定的官能度和分子量要求。特別優(yōu)選的聚醚多元醇B)是環(huán)氧乙烷和/或環(huán)氧丙烷與甘油、三羥甲基丙烷、乙二胺和/或季戊四醇的加合物。

如果使用,合適的聚酯多元醇是例如EP-A 0 978 523,第5頁,第17至47行或EP-A 0 659 792,第6頁,第8至19行中規(guī)定的類型的那些,只要它們符合上文給出的規(guī)范,優(yōu)選是羥基值為20至650 mg KOH/g的多元醇。

如果使用,合適的聚縮醛多元醇是例如簡單二醇,如二乙二醇、三乙二醇、4,4'-二氧基乙氧基二苯基二甲基甲烷(2摩爾環(huán)氧乙烷與雙酚A的加合物)或己二醇與甲醛或通過環(huán)縮醛,例如三氧雜環(huán)己烷的縮聚制成的聚縮醛的已知反應產(chǎn)物。

氨基聚醚或氨基聚醚的混合物同樣合適,這些因此是具有可與異氰酸酯基團反應并由至少50當量%,優(yōu)選至少80當量%的伯和/或仲芳族或脂族鍵合氨基和剩余量的伯和/或仲脂族鍵合羥基構(gòu)成的基團的聚醚。合適的此類氨基聚醚是例如EP-A 0 081 701,第4欄,第26行至第5欄,第40行中規(guī)定的化合物。同樣適合作為起始組分E)的是氨基官能聚醚氨酯或-脲,如可例如通過DE-A 2 948 419的方法通過異氰酸酯官能聚醚預聚物或上文規(guī)定的分子量范圍的含氨基的聚酯的水解制成。

另一些合適的異氰酸酯基團反應性組分是例如EP-A 0 689 556和EP-A 0 937 110中描述的例如可通過環(huán)氧化脂肪酸酯與脂族或芳族多元醇反應以使環(huán)氧化物開環(huán)而得的特定多元醇。

也可任選使用含羥基的聚丁二烯。

此外,合適的異氰酸酯基團反應性組分還包括含硫的羥基化合物。此處的實例包括簡單的巰基醇,例如2-巰基乙醇、3-巰基丙醇、1,3-二巰基-2-丙醇、2,3-二巰基丙醇和二硫赤蘚糖醇,含硫醚結(jié)構(gòu)的醇,例如二(2-羥乙基)硫、1,2-雙(2-羥乙基巰基)乙烷、雙(2-羥乙基)二硫和1,4-二噻烷-2,5-二醇或具有EP-A 1 640 394中規(guī)定的類型的聚酯氨酯、聚硫酯氨酯、聚酯硫氨酯或聚硫酯硫氨酯結(jié)構(gòu)的含硫二醇。

本發(fā)明的組合物可包含的其它異氰酸酯反應性化合物包括低分子量羥基和/或氨基官能組分,換言之在60至500 g/mol,優(yōu)選62至400 g/mol的分子量范圍內(nèi)的那些。

這些是例如具有2至14,優(yōu)選4至10個碳原子的簡單一元醇或多元醇,例如1,2-乙二醇、1,2-和1,3-丙二醇、異構(gòu)丁二醇、戊二醇、己二醇、庚二醇和辛二醇、1,10-癸二醇、1,2-和1,4-環(huán)己二醇、1,4-環(huán)己烷二甲醇、4,4'-(1-甲基亞乙基)雙環(huán)己醇、1,2,3-丙三醇、1,1,1-三羥甲基乙烷、1,2,6-己三醇、1,1,1-三羥甲基丙烷、2,2-雙(羥甲基)-1,3-丙二醇、雙(2-羥乙基)氫醌、1,2,4-和1,3,5-三羥基環(huán)己烷或1,3,5-三(2-羥乙基)異氰脲酸酯。

合適的低分子量氨基官能化合物的實例是具有伯和/或仲連接的氨基的脂族和環(huán)脂族胺和氨基醇,例如環(huán)己胺、2-甲基-1,5-戊烷二胺、二乙醇胺、單乙醇胺、丙基胺、丁基胺、二丁基胺、己基胺、單異丙醇胺、二異丙醇胺、乙二胺、1,3-二氨基丙烷、1,4-二氨基丁烷、異佛爾酮二胺、二亞乙基三胺、乙醇胺、氨基乙基乙醇胺、二氨基環(huán)己烷、己二胺、甲基亞氨基雙丙基胺、亞氨基雙丙基胺、雙(氨基丙基)哌嗪、氨基乙基哌嗪、1,2-二氨基環(huán)己烷、三亞乙基四胺、四亞乙基五胺、1,8-對二氨基薄荷烷、雙(4-氨基環(huán)己基)甲烷、雙(4-氨基-3-甲基環(huán)己基)甲烷、雙(4-氨基-3,5-二甲基環(huán)己基)甲烷、雙(4-氨基-2,3,5-三甲基環(huán)己基)甲烷、1,1-雙(4-氨基環(huán)己基)丙烷、2,2-雙(4-氨基環(huán)己基)丙烷、1,1-雙(4-氨基環(huán)己基)乙烷、1,1-雙(4-氨基環(huán)己基)丁烷、2,2-雙(4-氨基環(huán)己基)丁烷、1,1-雙(4-氨基-3-甲基環(huán)己基)乙烷、2,2-雙(4-氨基-3-甲基環(huán)己基)丙烷、1,1-雙(4-氨基-3,5-二甲基環(huán)己基)乙烷、2,2-雙(4-氨基-3,5-二甲基環(huán)己基)丙烷、2,2-雙(4-氨基-3,5-二甲基環(huán)己基)丁烷、2,4-二氨基二環(huán)己基甲烷、4-氨基環(huán)己基-4-氨基-3-甲基環(huán)己基甲烷、4-氨基-3,5-二甲基環(huán)己基-4-氨基-3-甲基環(huán)己基甲烷和2-(4-氨基環(huán)己基)-2-(4-氨基-3-甲基環(huán)己基)甲烷。

代表合適的異氰酸酯反應性化合物B)的具有低于500 g/mol的分子量的芳族多胺,尤其是二胺的實例是例如1,2-和1,4-二氨基苯、2,4-和2,6-二氨基甲苯、2,4'-和/或4,4'-二氨基二苯甲烷、1,5-二氨基萘、4,4',4''-三氨基三苯甲烷、4,4'-雙(甲基氨基)二苯甲烷或1-甲基-2-甲基氨基-4-氨基苯、1-甲基-3,5-二乙基-2,4-二氨基苯、1-甲基-3,5-二乙基-2,6-二氨基苯、1,3,5-三甲基-2,4-二氨基苯、1,3,5-三乙基-2,4-二氨基苯、3,5,3',5'-四乙基-4,4'-二氨基二苯甲烷、3,5,3',5'-四異丙基-4,4'-二氨基二苯甲烷、3,5-二乙基-3',5'-二異丙基-4,4'-二氨基二苯甲烷、3,3'-二乙基-5,5'-二異丙基-4,4'-二氨基二苯甲烷、1-甲基-2,6-二氨基-3-異丙基苯、如可以以已知方式通過苯胺與甲醛的縮合獲得的種類的多苯基多亞甲基多胺的液體混合物,以及此類多胺的任何所需混合物。在這方面特別可提到例如1-甲基-3,5-二乙基-2,4-二氨基苯與1-甲基-3,5-二乙基-2,6-二氨基苯的50:50至85:15,優(yōu)選65:35至80:20重量比的混合物。

同樣可以使用具有低于500 g/mol的分子量的低分子量氨基官能聚醚。這些是例如具有伯和/或仲芳族或脂族鍵合氨基的那些,所述氨基任選經(jīng)氨基甲酸酯或酯基團連接到聚醚鏈上,并可根據(jù)已知的上文已描述的用于制備更高分子量氨基聚醚的所述方法獲得。

任選也可以使用具有兩個仲連接的氨基的位阻脂族二胺作為異氰酸酯基團反應性組分,例如從EP-A 0 403 921中獲知的脂族和/或環(huán)脂族二胺與馬來酸酯或富馬酸酯的反應產(chǎn)物或例如DE-A 19 701 835中描述的可由脂族和/或環(huán)脂族二胺和酮,例如二異丙基酮獲得的席夫堿的氫化產(chǎn)物。

除指定的起始組分A)和B)外,可另外任選使用輔助劑和添加劑C),例如催化劑、表面活性劑、UV穩(wěn)定劑、抗氧化劑、香料、脫模劑、填料和/或顏料。

為了加速反應,可以使用例如聚氨酯化學中已知的常規(guī)催化劑。此處的實例包括叔胺,如三乙胺、三丁胺、二甲基芐基胺、二乙基芐基胺、吡啶、甲基吡啶、二環(huán)己基甲基胺、二甲基環(huán)己基胺、N,N,N',N'-四甲基二氨基二乙醚、雙(二甲基氨基丙基)脲、N-甲基-和N-乙基嗎啉、N-椰油嗎啉、N-環(huán)己基嗎啉、N,N,N',N'-四甲基乙二胺、N,N,N',N'-四甲基-1,3-丁烷二胺、N,N,N',N'-四甲基-1,6-己烷二胺、五甲基二亞乙基三胺、N-甲基哌啶、N-二甲基氨基乙基哌啶、N,N'-二甲基哌嗪、N-甲基-N’-二甲基氨基哌嗪、1,8-二氮雜雙環(huán)[5.4.0]十一-7-烯(DBU)、1,2-二甲基咪唑、2-甲基咪唑、N,N-二甲基咪唑-β-苯基乙基胺、1,4-二氮雜雙環(huán)-[2.2.2]辛烷、雙(N,N-二甲基氨基乙基)己二酸酯;鏈烷醇胺化合物,例如三乙醇胺、三異丙醇胺、N-甲基-和N-乙基-二乙醇胺、二甲基氨基乙醇、2-(N,N-二甲基氨基乙氧基)乙醇、N,N',N"-三(二烷基氨基烷基)六氫三嗪,例如N,N',N"-三(二甲基氨基丙基)-s-六氫三嗪和/或雙(二甲基氨基乙基)醚;金屬鹽,例如鐵、鉛、鉍、鋅和/或錫在該金屬的常規(guī)氧化態(tài)下的無機和/或有機化合物,例如氯化鐵(II)、氯化鐵(III)、2-乙基己酸鉍(III)、辛酸鉍(III)、新癸酸鉍(III)、氯化鋅、2-乙基己酸鋅、辛酸錫(II)、乙基己酸錫(II)、棕櫚酸錫(II)、二月桂酸二丁基錫(IV)(DBTL)、二氯化二丁基錫(IV)或辛酸鉛;脒,例如2,3-二甲基-3,4,5,6-四氫嘧啶;四烷基氫氧化銨,例如四甲基氫氧化銨;堿金屬氫氧化物,例如氫氧化鈉,和堿金屬醇鹽,例如甲醇鈉和異丙醇鉀,以及具有10至20個碳原子和任選OH側(cè)基的長鏈脂肪酸的堿金屬鹽。

使用的優(yōu)選催化劑C)是指定類型的叔胺、鉍化合物和錫化合物。

在本發(fā)明的耐光聚氨酯、聚硫氨酯和/或聚脲物料的制備中,所例舉的催化劑可以獨立地或以與彼此的任何所需混合物的形式使用,并任選以所用起始化合物的總量的0.001至5.0重量%,優(yōu)選0.002至2重量%(作為所用催化劑的總量計算)的量使用。

由本發(fā)明的組合物,優(yōu)選制造具有高折光指數(shù)的緊湊型透明成型部件。

由本發(fā)明的組合物獲得的物體甚至以本身(換言之,沒有添加相應的穩(wěn)定劑)極好的光穩(wěn)定性為特征。但是,在它們的制備過程中,可以任選另外使用已知種類的UV防護劑(光穩(wěn)定劑)或抗氧化劑作為輔助劑和添加劑C)。

合適的UV穩(wěn)定劑C)的實例是哌啶衍生物,例如4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-苯甲酰氧基-1,2,2,6,6-五甲基哌啶、雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、雙(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、甲基(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)辛二酸酯或雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)十二烷二酸酯,二苯甲酮衍生物,例如2,4-二羥基-、2-羥基-4-甲氧基-、2-羥基-4-辛氧基-、2-羥基-4-十二烷氧基-或2,2'-二羥基-4-十二烷氧基-二苯甲酮、苯并三唑衍生物,例如2-(5-甲基-2-羥苯基)苯并三唑、2-(5-叔丁基-2-羥苯基)苯并三唑、2-(5-叔辛基-2-羥苯基)苯并三唑、2-(5-十二烷基-2-羥苯基)苯并三唑、2-(3,5-二-叔丁基-2-羥苯基)-5-氯苯并三唑、2-(3,5-二-叔戊基-2-羥苯基)苯并三唑、2-(3,5-二-叔丁基-2-羥苯基)苯并三唑、2-(3-叔丁基-5-甲基-2-羥苯基)-5-氯苯并三唑,和2-(3-叔丁基-5-丙酸-2-羥苯基)苯并三唑與聚乙二醇300的酯化產(chǎn)物,草酰苯胺,如2-乙基-2'-乙氧基-或4-甲基-4'-甲氧基草酰苯胺,水楊酸酯,例如水楊酸苯酯、水楊酸-4-叔丁基苯酯和水楊酸-4-叔辛基苯酯,肉桂酸酯衍生物,例如α-氰基-β-甲基-4-甲氧基肉桂酸甲酯、α-氰基-β-甲基-4-甲氧基肉桂酸丁酯、α-氰基-β-苯基肉桂酸乙酯和α-氰基-β-苯基肉桂酸異辛酯,或丙二酸酯衍生物,例如4-甲氧基亞芐基丙二酸二甲酯、4-甲氧基亞芐基丙二酸二乙酯和4-丁氧基亞芐基丙二酸二甲酯。這些光穩(wěn)定劑可以獨立地或以與彼此的任何所需組合使用。

合適的抗氧化劑C)的實例是已知的位阻酚,例如2,6-二-叔丁基-4-甲基酚(Ionol)、季戊四醇-四(3-(3,5-二-叔丁基-4-羥苯基)丙酸酯)、3-(3,5-二-叔丁基-4-羥苯基)丙酸十八烷基酯、三乙二醇-雙(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯、2,2'-硫代雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2'-硫代二乙基-雙[3-(3,5-二-叔丁基-4-羥苯基)丙酸酯],它們可以獨立地或以與彼此的任何所需組合使用。

最后,也可任選使用本身已知的內(nèi)部脫模劑、染料、顏料、水解抑制劑、抑真菌物質(zhì)和具有抑菌作用的物質(zhì)。

本發(fā)明的組合物特別優(yōu)選包含至少一種選自單-和/或二烷基磷酸酯和/或單-和/或二烷氧基烷基磷酸酯的脫模劑作為組分C)。單-和/或二烷基磷酸酯特別是在烷基中具有2至18個碳原子,優(yōu)選8至12個碳原子的單-和/或二烷基磷酸酯。特別優(yōu)選的單-和/或二烷氧基烷基磷酸酯在烷氧基烷基中具有2至12個碳原子和每烷氧基烷基最多3個醚基團,上述單-和/或二烷氧基烷基磷酸酯特別在烷氧基烷基中具有4至10個碳原子。優(yōu)選的單-/二烷基磷酸酯和單-/二烷氧基烷基磷酸酯特別有利,因為除它們的實際脫模劑功能外,它們還另外對多異氰酸酯組分與硫醇組分的反應中的反應速率具有有利影響,因為它們的添加降低這兩種組分與彼此的反應速率。這最終產(chǎn)生具有更高光學質(zhì)量的模制品并使組分混合后的組合物的操作更簡單。

合適的脫模劑的實例是磷酸甲酯、磷酸二甲酯、磷酸甲氧基乙酯、磷酸甲氧基丙酯、磷酸二(甲氧基乙基)酯、磷酸甲氧基乙基-乙氧基乙酯、磷酸甲氧基乙基-丙氧基乙酯、磷酸二(甲氧基丙基)酯、磷酸乙酯、磷酸二乙酯、磷酸乙氧基乙酯、磷酸二(乙氧基乙基)酯、磷酸乙氧基丙酯、磷酸乙氧基乙基-丙氧基乙酯、磷酸二(乙氧基丙基)酯、磷酸乙氧基乙基-丁氧基乙酯、磷酸異丙酯、磷酸二異丙酯、磷酸丙氧基乙酯、磷酸二(丙氧基乙基)酯、磷酸丙氧基丙酯、磷酸二(丙氧基丙基)酯、磷酸丁酯、磷酸二丁酯、磷酸丁氧基乙酯、磷酸丁氧基丙酯、磷酸二(丁氧基乙基)酯、磷酸戊氧基乙酯、磷酸雙(2-乙基己基)酯、磷酸二(己氧基乙基)酯、磷酸辛酯、磷酸二辛酯、磷酸癸酯、磷酸異癸酯、磷酸二異癸酯、磷酸異癸氧基乙酯、磷酸二(癸氧基乙基)酯、磷酸十二烷基酯、磷酸雙十二烷基酯、磷酸十三烷醇酯、磷酸雙(十三烷醇)酯、磷酸十八烷基酯、磷酸雙十八烷基酯和此類化合物的任何所需混合物。

本發(fā)明的組合物有利地含有總組合物的0.01至4重量%的單/二烷基磷酸酯和/或單/二烷基烷氧基磷酸酯,優(yōu)選0.02至2重量%。上述用量基于作為脫模劑的這些物質(zhì)的總量計。

用于制備透明聚硫氨酯體的一種特別優(yōu)選的本發(fā)明的組合物含有或由下列組分構(gòu)成

A) 基于所述組合物計35至65重量%,特別是45至55重量%的多異氰酸酯組分,其包含

基于所述多異氰酸酯組分計至少90至99.8重量%,更特別95至99.7重量%的選自具有每分子2的異氰酸酯基團官能度的1,3-XDI和/或1,4-XDI的多異氰酸酯和基于所述多異氰酸酯組分計0.05至2重量%,更特別0.1至1重量%的3-(異氰酸根合甲基)苯甲腈和/或4-(異氰酸根合甲基)苯甲腈,

B) 基于所述組合物計35至65重量%,更特別45至55重量%的包含至少一種具有每分子至少2的硫醇基團官能度的多硫醇的硫醇組分,其中所述硫醇組分更特別由具有每分子3個硫醇基團官能度的多硫醇,即DMPT(4-巰甲基-1,8-二巰基-3,6-二硫雜辛烷)構(gòu)成,

以及

C) 輔助劑和添加劑,其包含0.01至2重量%,更特別0.02至0.5重量%的選自在烷基中具有2至18個碳原子的單-和/或二烷基磷酸酯和/或在烷氧基烷基中具有2至12個碳原子和每烷氧基烷基最多3個醚基團的單-和/或二烷氧基烷基磷酸酯的脫模劑,

其中異氰酸酯基團與異氰酸酯反應性基團的比率為0.5:1至2.0:1,

其中所述組合物的特征在于,

所述多異氰酸酯組分A)的多異氰酸酯通過芳脂族多胺,特別是1,3-苯二甲胺和/或1,4-苯二甲胺的氣相光氣化而制備。

本發(fā)明的另一主題涉及通過包含下列組分或由下列組分構(gòu)成的組合物的反應制備透明聚硫氨酯體的方法:

A) 多異氰酸酯組分,其包含至少一種具有每分子至少2的異氰酸酯基團官能度的多異氰酸酯,

B) 包含至少一種具有每分子至少2的硫醇集團官能度的多硫醇構(gòu)成的硫醇或由至少一種具有每分子至少2的硫醇集團官能度的多硫醇構(gòu)成的硫醇組分,

以及任選的

C) 輔助劑和添加劑,

其中異氰酸酯基團與異氰酸酯反應性基團的比率為0.5:1至2.0:1,

其中多異氰酸酯組分 A) 的多異氰酸酯通過脂族的、環(huán)脂族的、芳族的或芳脂族的多胺的氣相光氣化而制備。

上述優(yōu)選的實施方案和定義類似地適用于在本發(fā)明方法中使用的組合物。

所述方法特別可以在沒有溶劑添加,即無溶劑的情況下進行,其中在這方面,腈的添加不被視為溶劑的添加。

無論所選原材料的類型如何,在本發(fā)明的方法中,多異氰酸酯混合物A)與硫醇組分B) 以及任選附加的異氰酸酯基團反應性組分的反應根據(jù)0.5:1至2.0:1,優(yōu)選0.7:1至1.3:1,更優(yōu)選0.8:1至1.2:1的異氰酸酯基團與異氰酸酯反應性基團的當量比進行。

借助本發(fā)明的方法,優(yōu)選借助合適的混合裝置以異氰酸酯基團與異氰酸酯反應性基團的上述當量比混合本發(fā)明的組合物的組分(任選以無溶劑形式),并通過任何所需方法,例如通過簡單手工澆注,但優(yōu)選借助合適的機器,如聚氨酯技術(shù)中常規(guī)的低壓或高壓機器,或通過RIM工藝引入開放或閉合模具中。可以在40至180℃,優(yōu)選50至140℃,更優(yōu)選60至120℃的溫度范圍內(nèi)和任選在最多300巴,優(yōu)選最多100巴,更優(yōu)選最多40巴的升高的壓力下進行固化。

多異氰酸酯和任選其它起始組分在此通過施加真空脫氣。

一般而言,根據(jù)本發(fā)明由此制成的模制品可以在短時間后,例如在2至60分鐘后脫模。隨后可任選在50至100℃的溫度下,優(yōu)選在60至90℃下后固化。

由此獲得耐光和耐候、具有對溶劑和化學品的高耐受性以及出色的機械性質(zhì),特別是甚至在例如80℃的相對高溫下的優(yōu)異抗熱變形性的緊湊型聚硫氨酯體。與迄今已知的使用通過液相光氣化生成的二異氰酸酯制成的體系相比,本發(fā)明的模制品以較高透明度和降低的濁化形成趨勢為特征。

本發(fā)明的另一主題涉及可通過使本發(fā)明的組合物的組分反應獲得的緊湊型透明聚硫氨酯體。該聚硫氨酯體在此可以是玻璃替代部件、光學、光電子或電子部件、光學透鏡或眼鏡片。具體用途的實例是制備或用作玻璃替代板,例如汽車或飛機構(gòu)造中的天窗、擋風玻璃、后窗或側(cè)窗,用作安全玻璃、太陽能模塊、發(fā)光二極管、透鏡或準直器——例如用作LED燈或汽車頭燈中的輔助光學元件。

本發(fā)明進一步涉及通過脂族的、環(huán)脂族的、芳族的或芳脂族的多胺的氣相光氣化而制備的多異氰酸酯用于制備透明的聚硫氨酯體的用途。

但是,可由本發(fā)明的組合物獲得的本發(fā)明的聚硫氨酯模制品的一個特別優(yōu)選的應用領(lǐng)域是具有高折光指數(shù)和高阿貝系數(shù)的輕質(zhì)塑料眼鏡片的制造。根據(jù)本發(fā)明制成的眼鏡片以出色的機械性質(zhì),尤其是硬度和抗沖擊強度以及良好的耐劃傷性為特征,并且還容易加工和可視需要著色。

下面參照實施例和附圖更詳細論述本發(fā)明。

實施例

圖1示意性地顯示了用于氣相光氣化的合適設(shè)備。該設(shè)備特別適用于獲得具有 >0.1重量%的腈含量的1,3-XDI和1,4-XDI,基于所獲得的異氰酸酯。

沒有另外說明,所有的百分比數(shù)據(jù)基于重量計。

折光指數(shù)和阿貝系數(shù)的測量使用A. KRüSS Optronic GmbH的AR4D型Abbe折射計在23℃下根據(jù)DIN EN ISO 489:1999-08進行。

根據(jù)ASTM D 1003使用來自Byk的Haze-Gard Plus在標準光源D65下(規(guī)定在DIN 6173中)進行透射比和濁度測量。

所使用的化學品在未進一步預處理的情況下使用:

Tinuvin ? 571:烷基苯酚-取代的苯并三唑 (BASF)

Zelec UN:長鏈的單-和二烷基磷酸酯的混合物 (Steppan)

DBC:二氯化二丁基錫 (Acros Organics)

DMPT:4-巰甲基-1,8-二巰基-3,6-二硫雜辛烷 (Bruno Bock GmbH)。

的光氣化的實施

實施例1:

在含有根據(jù)圖1的胺汽化階段、具有布置在反應器軸上的同軸噴嘴(內(nèi)徑134.5 mm)的管式反應器(L: 9350 mm,內(nèi)徑134.5 mm)和下游異氰酸酯冷凝階段的氣相光氣化設(shè)備中,在650毫巴abs.壓力下在引入10千克/小時的氮氣流下連續(xù)汽化200千克/小時的1,3-XDA,通過在熱交換器(WT)中冷卻使泵送回路(3200 kg/h)中的溫度保持在150℃。預先在泵送回路中混入500 ppm Tinuvin ? 571。汽化器(V)的供入溫度為255℃,冷卻介質(zhì)進入熱交換器(WT)的入口溫度為40℃且1,3-XDA在該泵送回路中的平均停留時間為35分鐘。在離開汽化器后,在另一熱交換器中將由氣態(tài)1,3-XDA和氮氣構(gòu)成的料流加熱到280℃并經(jīng)同軸噴嘴供入反應器。同時,并行地,將750千克/小時的光氣加熱到310℃并同樣在由該噴嘴留下的環(huán)形空間連續(xù)供入反應器,這兩種反應物料流在反應器中混合并反應。反應器中的氣體流速為大約20 m/s且胺/氮氣流與光氣流的速度比為8.8。真空泵處的壓力為600毫巴abs.。

在反應器中0.48秒的平均停留時間后,通過用單氯苯注入冷卻而冷卻包含1,3-XDI反應產(chǎn)物的氣體料流并冷凝,驟冷中的液相溫度為大約90℃。通過氣相色譜法測定的3-氯甲基-芐基異氰酸酯的量為1,3-XDI和3-Cl-XI的總和的0.4%。隨后將反應混合物脫除HCl和光氣并通過蒸餾后處理。1,3-XDI的收率為理論值的95%。

實施例2:

在上述裝置中,類似地,在500毫巴abs.壓力下在引入4千克/小時的氮氣流下汽化160千克/小時的1,3-XDA,通過在熱交換器(WT)中冷卻使泵送回路(3200 kg/h)中的溫度保持在150℃。預先在泵送回路中混入500 ppm Tinuvin ? 571。汽化器(V)的供入溫度為240℃,冷卻介質(zhì)進入熱交換器(WT)的入口溫度為40℃且1,3-XDA在該泵送回路中的平均停留時間為43分鐘。在另一熱交換器中將由氣態(tài)1,3-XDA和氮氣構(gòu)成的料流加熱到280℃并經(jīng)同軸噴嘴供入反應器。同時,并行地,將500千克/小時的光氣加熱到310℃并同樣在由該噴嘴留下的環(huán)形空間連續(xù)供入反應器,這兩種反應物料流在反應器中混合并反應。反應器中的氣體流速為大約20 m/s且胺流與光氣流的速度比為8.8。在反應器中0.46秒的平均停留時間后,通過用單氯苯注入冷卻而冷卻包含1,3-XDI反應產(chǎn)物的氣體料流并冷凝,驟冷中的液相溫度為大約90℃。

通過氣相色譜法測定的3-氯甲基-芐基異氰酸酯的量為1,3-XDI和1,3-Cl-XI的總和的0.3%。隨后將反應混合物脫除HCl和光氣并通過蒸餾后處理。1,3-XDI的收率為理論值的92%。

用于比較,通過液相光氣化制成的XDI的制備:

實施例3(對比):

在攪拌和冷卻下,將5重量份1,3-XDA在50重量份單氯苯中的溶液在0-10℃下計量到20重量份光氣在25重量份單氯苯中的溶液中,并在添加結(jié)束后使該溶液達到室溫。隨后在根據(jù)釋氣引入光氣下將溫度提高到回流并繼續(xù)光氣化直至該溶液逐漸變澄清。一旦達到澄清點(大約4-5 h),繼續(xù)光氣化30分鐘。然后終止光氣引入并在引入氮氣下使該混合物在回流下沸騰直至在排氣中不再可檢測到光氣。

反應混合物隨后通過蒸餾后處理,以產(chǎn)生具有130℃/0.2毫巴的沸點的無色液體狀的XDI。1,3-XDI的收率為理論值的大約80%。

實施例4:

在柱上對2千克實施例2中獲得的XDI施以分餾。前500克作為初餾分棄置;作為主要餾分獲得1千克無色1,3-XDI。將這一主要餾分在室溫下與1.4克Zelec UN(Steppan)混合并靜置24小時。在蒸餾后根據(jù)ASTM規(guī)范D4663-98測得的樣品的HC含量為105 ppm。

為了測定3-異氰酸根合甲基苯甲腈的含量,將1 g的1,3-XDI溶解在100 ml的乙腈中。將100 μl的該溶液與900 μl的二乙基胺溶液 (0.2 g的二乙基胺在100 ml的乙腈中) 混合并且在65℃下在HPLC-MS測量之前存儲30分鐘。純度通過UV信號的面積的級分而測定。在此假定,所有的化合物表現(xiàn)出相同的UV吸收和在樣品中不含有沒有UV吸收的化合物。另一個假定是,在測量過程中沒有發(fā)生分解反應。對于HPLC-MS測量,選擇下列程序:

Synapt G2-S HR-MS, ACQUITY UPLC (Waters) QS. No.: 02634

UV: PDA (總吸光度色譜圖)

柱: Kinetex 100 x 2.1mm_1.7 μm

柱溫度: 30℃

流動相組成:

溶劑: A) 水 + 0.05% 甲酸

B) 乙腈 + 0.05% 甲酸

流速: 0.5 ml/min

梯度: t0/5%B_t0.5/5%B_t6/100%B_t7/100%B_t7.1/5%B_t8/5%B。

在樣品中發(fā)現(xiàn)了98.4% 1,3-XDI和0.7% 3-異氰酸根合甲基苯甲腈。

實施例5:

在柱上對2千克實施例3中獲得的XDI施以分餾。前800克作為初餾分棄置;作為主要餾分獲得700克無色1,3-XDI。將這一主要餾分在室溫下與0.98克Zelec UN混合并靜置24小時。在蒸餾后根據(jù)ASTM規(guī)范D4663-98測得的樣品的HC含量為108 ppm。

類似于實施例4,純度的測定通過HPLC進行。在此沒有發(fā)現(xiàn) 3-異氰酸根合甲基苯甲腈。1,3-XDI的含量為95.4%。

聚硫氨酯眼鏡片的制備:

實施例6:

首先通過將兩個玻璃模殼(85毫米直徑,內(nèi)半徑88毫米,Shamir Insight, Inc., IL)以8毫米距離與塑料密封圈夾在一起以形成鑄造腔,制備鑄模。模具距離在透鏡上的各位置為8毫米。

如下制造該鑄造系統(tǒng):

在燒瓶中,將0.002克二氯化二丁基錫(DBC)溶解在94.59克來自實施例4的1,3-XDI中并在10毫巴下抽空30分鐘。隨后將90.00克DMPT(4-巰甲基-1,8-二巰基-3,6-二硫雜辛烷)添加到燒瓶中并將最終混合物在10毫巴下攪拌和脫氣30分鐘。然后將這種混合物經(jīng)5 μm過濾器過濾,吸到注射器上并用其完全填滿鑄模。

填充的鑄模在干燥烘箱中在下列溫度分布下固化:在65℃下加熱15小時;在100℃下2小時;和在120℃下另外2小時。此后將該鑄模冷卻到室溫并在完全冷卻后,首先手動移除套筒,然后兩個玻璃體。

由此獲得完全清澈、透明并且無渾濁的眼鏡片坯。

在D65標準光源下,透射比為90.3%,濁度為2.1。在23℃下的折光指數(shù)nE為1.67。

實施例7:

以與實施例6相似的方式,使用來自實施例5的1,3-XDI制造眼鏡片坯。這一眼鏡片坯是完全渾濁的;透射比僅為29.7%,濁度為100。

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