ФОРПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГЕРМЕТИКОВ И ПОКРЫТИЙ, СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ И ГЕРМЕТИК НА ЕЕ ОСНОВЕ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2011 года по МПК C08G18/10 C08G18/80 C09D175/04 C09K3/10 C08K3/34 C08K5/05 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к химии и химической технологии высокомолекулярных соединений, конкретно к полиуретановым композициям на основе форполимера, которые могут быть использованы для получения отверждающегося в присутствии влаги герметика, адгезива или покрытия, а также к способу получения такой композиции форполимера.

В различных областях техники герметики используют для предотвращения проникновения жидкостей и газов. Такие области включают склеивание разнородных материалов, уплотнение компенсационных швов, монтаж перегородок и боковых стен, создание атмосферостойких конструкций, герметизацию кровли, уплотнение дверных и оконных коробок и других элементов зданий (например, уплотнение по периметру).

Уровень техники

Отверждающиеся в присутствии влаги однокомпонентные композиции герметиков в основном содержат полиуретановые форполимеры с блокированными концевыми группами и, в большинстве случаев, катализатор отверждения, который при выдерживании композиции герметика в присутствии влаги ускоряет реакцию сшивки форполимеров.

Способы получения полиуретановых форполимеров и силилированных полиуретановых форполимеров известны специалистам в данной области техники и описаны, например, в патентах США №№3627722, 3632557, 3979344 и 4222925, которые включены в данное описание в виде ссылок.

При нормальных условиях температуры и влажности однокомпонентные композиции герметиков образуют при их нанесении прочные, пластичные эластомерные уплотнения.

Желательно, чтобы композиции герметиков и покрытий обладали комбинацией свойств, которые необходимы при применении герметика в конкретной области техники. Такие композиции можно упаковывать в герметичные контейнеры или картриджи для хранения в течение относительно продолжительных периодов времени без нежелательных загустевания и отверждения (в результате сшивки). При нанесении в качестве уплотняющего герметика или покрытия такие композиции сразу после нанесения в условиях атмосферной влаги должны образовывать не содержащую клей поверхность и должны отверждаться без образования пузырьков в приемлемый период времени. Такие композиции в отвержденном состоянии должны прочно склеиваться с различными поверхностями, такими как состоящими из стекла, алюминия, бетона, мрамора и стали. Герметик или покрытие в отвержденном состоянии должны характеризоваться значительной эластичностью и гибкостью, а также выдерживать расширение или сжатие панелей и т.п., на которые они нанесены, при изменении температуры вследствие климатических изменений, и выдерживать порывы ветра, при которых происходит сгибание и закручивание панелей, на которые они нанесены.

Полиуретановые композиции герметиков и покрытий обычно содержат форполимеры с изоцианатными концевыми группами. В некоторых случаях, концевые группы в таких форполимерах полностью или частично блокированы силановыми группами. В основном, герметики, полученные из форполимеров, в которых 100% концевых групп блокированы силановыми группами, оказываются недостаточно гибкими и не выдерживают интенсивных нагрузок на стык или шов. В связи с этим, были получены форполимеры, концевые группы которых блокированы комбинацией силановых и других групп, предпочтительно алифатических спиртовых групп. Несмотря на повышенную эластичность герметиков, полученных из форполимеров, концевые группы которых блокированы комбинацией силановых и алифатических спиртовых групп, такие герметики при воздействии на них экстремальных погодных условий, а именно высокой температуры, высокой влажности и длительного УФ-облучения, покрываются царапинами, трещинами и желтеют. В таких климатических условиях снижается прочность указанных герметиков. Большинство таких нежелательных изменений можно объяснить превращениями или деградацией полимерных цепей, содержащихся в отвержденном герметике.

Полимерные цепи полиуретановых форполимеров, содержащих концевые группы, частично блокированные алифатическими спиртовыми группами, подвергаются деградации при хранении, прежде всего под воздействием высоких температур. В результате такой деградации композиции герметиков, полученные из таких форполимеров, теряют свою механическую прочность, и, таким образом, не соответствуют предъявляемым требованиям.

В связи с этим, существует необходимость в разработке новых композиций герметиков, характеризующихся эластомерной герметичностью с повышенной атмосферостойкостью. Существует также необходимость в разработке новых композиций на основе форполимеров, характеризующихся повышенной устойчивостью при хранении и воздействии высоких температур.

Раскрытие изобретения

Композиции форполимеров по настоящему изобретению включают полиуретановый форполимер, в котором концевые группы блокированы силановыми группами или комбинацией силановых групп и спиртовых групп, и некоторое количество ароматического спирта (названное в данном контексте "избытком").

Предпочтительно молекулярная масса ароматического спирта составляет менее 2000.

Форполимер с концевыми группами, блокированными силаном, получают при взаимодействии полимера с концевыми гидроксильными группами с ароматическим или, предпочтительно, алифатическим изоцианатом, при этом получают форполимер с концевыми NCO группами, которые в настоящем описании названы "исходными" группами NCO.

Затем частично или полностью блокируют или защищают концевые группы полученного полиуретанового форполимера при его взаимодействии с достаточным количеством блокирующего силанового агента, при этом получают полиуретановый форполимер, в котором от 50 до 100% исходных групп NCO блокированы силановыми группами.

В случаях когда форполимер содержит 100% блокированных силаном групп, форполимер затем смешивают с достаточным количеством ароматического спирта, при этом получают композицию, содержащую избыток непрореагировавшего ароматического спирта и форполимер.

В тех случаях, когда форполимер содержит частично блокированные силановые группы, форполимер взаимодействует с ароматическим спиртом, при этом получают композицию, содержащую избыток ароматического спирта, и форполимер, все концевые группы которого полностью блокированы комбинацией силановых и ароматических спиртовых групп.

В другом варианте, форполимер, содержащий частично блокированные силаном концевые группы, взаимодействует с алифатическим спиртом в присутствии ароматического спирта, при этом получают композицию, включающую избытокароматического спирта и форполимер, концевые группы которого блокированы комбинацией силановых групп, алифатических спиртовых и ароматических спиртовых групп.

В одном варианте, форполимер, содержащий частично блокированные силаном концевые группы, взаимодействует с алифатическим спиртом в отсутствие ароматического спирта, при этом получают форполимер, концевые группы которого блокированы комбинацией силановых групп и алифатических спиртовых групп, а затем смешивают с ароматическим спиртом, при этом получают композицию, включающую избыток ароматического спирта и полиуретановый форполимер с блокированными концевыми группами.

В зависимости от процентого содержания групп NCO, блокированных силановыми группами, содержание ароматического спирта в смеси с полиуретановым форполимером с блокированными силаном концевыми группами, составляет величину больше 0 до приблизительно 65 мол.% в расчете на содержание исходных групп NCO в форполимере.

Таким образом, поскольку ароматический спирт взаимодействует с группами NCO, которые не блокированы силановыми группами, то образуется полиуретановый форполимер, содержащий концевые группы, блокированные как силановыми, так и ароматическими спиртовыми группами, и избыток ароматического спирта в композиции составляет от 0 до приблизительно 15 мол.% в расчете на содержание исходных групп NCO в форполмере.

Настоящее изобретение относится также к композициям герметиков и покрытий, полученных из форполимерной композиции по настоящему изобретению. Композиции герметиков и покрытий включают форполимерную композицию по настоящему изобретению и катализатор для повышения скорости отверждения композиции герметика или покрытия. Кроме того, композиция герметика предпочтительно включает усиливающий наполнитель.

По выбору, композиция герметика включает один или более активаторов адгезии, модификаторов реологических свойств, поглотителей влаги и УФ-стабилизаторов.

Композиции форполимера, герметика и покрытия по настоящему изобретению характеризуются улучшенной атмосферостойкостью, устойчивостью к высоким температурам и к УФ-облучению по сравнению с композициями, не содержащими избыток ароматического спирта. Герметики, полученные при отверждении композиции по настоящему изобретению, в присутствии влаги характеризуются чрезвычайно высокими механическими характеристиками, такими как высокое относительное удлинение, низкий модуль и высокая адгезия. Не содержащие растворителей композиции форполимера и герметика по настоящему изобретению являются безопасными с точки зрения охраны окружающей среды.

Осуществление изобретения

Настоящее изобретение относится к композиции форполимера, композиции герметика и композиции покрытия, включающим композиции форполимера по настоящему изобретению.

Композиция форполимеров

В одном варианте воплощения настоящего изобретения предлагаются композиции форполимеров, характеризующиеся улучшенными свойствами при хранении.

Такие композиции форполимеров включают некоторое количество непрореагировавшего ароматическго спирта, названного в данном контексте избытком, и полиуретановый форполимер, в котором концевые группы полностью блокированы силановыми группами, либо комбинацией силановых групп и спиртовых групп, полученных из одного или более ароматических спиртов, или из одного или более алифатических спиртов, или из комбинации одного или более ароматических спиртов и одного или более алифатических спиртов.

Форполимер получают при взаимодействии полимера, содержащего концевые гидроксильные группы, с изоцианатом, при этом получают форполимер с концевыми группами NCO.

Полученный полиуретановый форполимер затем взаимодействует с достаточным количеством блокирующего силанового агента, при этом получают полиуретановый форполимер, в котором от 50 до 100%, предпочтительно от 70 до 100% и более предпочтительно от 85 до 100% концевых групп NCO блокированы или защищены силановыми группами.

Полимеры, содержащие гидроксильные концевые группы и пригодные для получения полиуретанового форполимера с блокированными силаном концевыми группами по настоящему изобретению, включают, без ограничения перечисленным, ди-, три- и тетрафункциональные полиолы, включающие простые полиэфиры полиолов, сложные полиэфиры полиолов, акриловые полиолы, и полиолы, включающие две или более гидроксильных групп и прямой или разветвленный углеводород.

Пригодные простые полиэфиры диолов и триолов включают полиэтиленовые эфиры диолов или триолов, полипропиленовые эфиры диолов или триолов, полибутиленовые эфиры диолов или триолов, политетраметиленовые эфиры диолов или триолов и блоксополимеры таких диолов и триолов.

Пригодные сложные полиэфиры, содержащие гидроксильные концевые группы, включают любые содержащие гидроксильные концевые группы сложные полиэфиры, полученные из полиосновных кислот или ангидридов (например, из адипиновой кислоты и фталевого ангидрида) и полиолы, в которых сложный полиэфир форполимера содержит более 2 гидроксильных функциональных групп, предпочтительно более 2,3 группы. Для получения форполимера используют также полилактоны, содержащие гидроксильные группы, прежде всего поликапролактондиол и -триол.

Пригодные акриловые полиолы включают полиакрилат, содержащий гидроксильные концевые группы. Акрилаты включают, без ограничения перечисленным, бутилакрилат, метилакрилат, метилметакрилат, этилакрилат, 2-этилгексилакрилат или их смесь. Пригодные полиолы, содержащие 2 или более гидроксильных групп и прямую или разветвленную углеводородную цепь, включают полибутадиен, содержащий функциональные гидроксильные группы. Другие пригодные полиолы включают поликарбонаты, содержащие гидроксильные группы.

Предпочтительный полиол характеризуется среднемассовой молекулярной массой от 500 до 18000.

В случае форполимеров, которые используют для получения композиций герметиков, предпочтительно, чтобы среднемассовая молекулярная масса полиола составляла от 2000 до 8000.

В случае форполимеров, которые используют для получения композиций покрытий, предпочтительно, чтобы среднемассовая молекулярная масса полиола составляла от 500 до 4000.

Изоцианаты, которые взаимодействуют с полимерами, содержащими концевые гидроксильные группы, включают органические изоцианаты, содержащие 2 или более изоцианатных групп или смеси таких органических изоцианатов.

Изоцианаты включают ароматические или, предпочтительно, алифатические изоцианаты. Примеры пригодных ароматических ди- или триизоцианатов включают п,п',п"-триизоцианатотрифенилметан, п,п'-диизоцианатодифенилметан, нафталин-1,5-диизоцианат, 2,4-толуолдиизоцианат, 2,6-толуолдиизоцианат и их смеси. Примеры предпочтительных алифатических изоцианатов включают изофорондиизоцианат, дициклогексилметан-4,4'-диизоцианат и их смеси.

Полиуретановый форполимер получают смешиванием содержащего концевые гидроксильные группы полимера и органического изоцианата при температуре и давлении окружающей среды, при этом скорость реакции значительно повышается при повышении температуры реакционной среды до более высоких величин, например до температуры 60-100°С. Для получения полиуретанового форполимера с концевыми группами NCO используют стехиометричный избыток изоцианата.

Полученный форполимер с концевыми группами NCO затем взаимодействует с блокирующими силановыми агентами, при этом получают форполимер, в котором от 50 до 100 мол.%, предпочтительно от 70 до 100 мол.%, более предпочтительно от 85 до 100 мол.% иходных концевых групп NCO блокированы или защищены силановыми группами.

Примеры пригодных блокирующих силановых агентов включают, без ограничения перечисленным, силаны формулы I

H-NR¹-R²-Si(OR³)₂(R⁴)

где R¹ означает водород, замещенный алифатический, циклоалифатический и/или ароматический углеводородный радикал, содержащий от 1 до 10 атомов углерода, второй -R²-Si(OR³)₂(R⁴) или -CHR⁵-CHR⁶COOR⁷, где R⁵ и R⁶ означают Н или органический остаток C₁-C₆, a R⁷ означает органический остаток С₁-С₁₀;

R² означает линейный или разветвленный алкиленовый радикал, содержащий от 1 до 8 атомов углерода;

R³ означает С₁-С₆алкил.

R⁴ означает -СН₃, -СН₂СН₃ или OR³.

Примеры пригодных аминосиланов формулы I включают N-фениламинопропилтриметоксисилан, N-этиламиноизобутилтриметоксисилан, γ-аминопропилтриметоксисилан, γ-аминопропилтриэтоксисилан и продукт взаимодействия аминосилана (такого как γ-аминопропилтриметоксисилан, γ-аминопропилтриэтоксисилан и γ-аминопропилметилдиметоксисилан) с мономером-акрилатом (таким как этилакрилат, бутилакрилат, 2-этилгексилакрилат, метилакрилат, метилметакрилат и глицидилакрилат).

Примеры других пригодных силанов включают меркаптосилан, продукт реакции меркаптосилана с моноэпоксидом и продукт реакции эпоксисилана с вторичным амином.

Полученные силированные полиуретановые форполимеры вводят в реакцию с достаточным количеством спирта с целью блокировать или исключить взаимодействие любых непрореагировавших, например, несилилированных групп NCO.

В качестве спирта используют алифатический спирт или, предпочтительно, ароматический спирт, или комбинацию одного или более ароматических спиртов с одним или более алифатических спиртов.

Полностью блокированный полиуретановый форполимер, т.е. форполимер, в котором 100% групп NCO блокировано силановыми группами или комбинацией силановых групп и спиртовых групп, смешивают с достаточным количеством ароматического спирта, при этом получают композицию форполимера, включающую форполимер с концевыми блокированными группами и непрореагировавший ароматический спирт. По выбору, композиция включает также небольшое количество, например, менее 5 мол.% непрореагировавшего алифатического спирта в расчете на содержание исходных групп NCO. В зависимости от содержания непрореагировавших групп NCO силилированный форполимер взаимодействует с некоторым количеством спирта, предпочтительно, ароматического спирта в количестве от 0 до 65 мол.% в расчете на количество исходных групп NCO в составе полиуретанового форполимера.

Таким образом, количество непрореагировавшего или избыток ароматического спирта в полученной композиции составляет от 0 до 15 мол.% в расчете на количество исходных групп NCO в составе полиуретанового форполимера.

Предпочтительно, количество непрореагировавшего или избыток ароматического спирта в полученной композиции составляет более 2 мол.% в расчете на количество исходных групп NCO в составе полиуретанового форполимера.

Предпочтительно, ароматический спирт характеризуется молекулярной массой менее 2000. Примеры пригодных ароматических спиртов включают фенол, 3-метоксифенол, 4-метоксифенол, нонилфенол, мета-крезол, пара-крезол, 4-хлорфенол, мета-гидроксибензальдегид, орто-гидроксибензальдегид, пара-гидроксибензальдегид, гидрохинон, 1-гидрокси-2-пропанон, 3-гидроксиацетофенон и 4-гидроксиацетофенон.

Полиуретановый форполимер, который содержит концевые группы, частично блокированные силановыми группами, взаимодействует с ароматическим спиртом при 80°С в течение 90 мин, при этом получают композицию, включающую полиуретановый форполимер, содержащий блокированные силаном и ароматическим спиртом концевые группы и избыток ароматического спирта. В другом варианте, полиуретановый форполимер с частично блокированными силаном концевыми группами взаимодействует с алифатическим спиртом или комбинацией алифатического и ароматического спирта при 80°С в течение 90 мин, при этом получают композицию, включающую полиуретановую композицию с полностью блокированными концевыми группами комбинацией силановых и спиртовых групп. В тех случаях, когда в форполимере 100% концевых групп блокировано силановыми группами или комбинацией силановых групп и спиртовых групп, полимер смешивают с избытком ароматического спирта без нагревания.

По выбору, композиция включает поглотитель влаги, который добавляют после завершения реакции. Примеры поглотителей влаги для включения в композицию форполимера включают винилтриметоксисилан, метилтриметоксисилан, гексаметилдисилазан, пара-толуолсульфонилизоцианат (ПТСИ), толуолдиизоцианат (ТДИ), дифенилметандиизоцианат (МДИ) и полимерный МДИ. Содержание влаги в форполимере предпочтительно составляет от 0,1 до 10%, более предпочтительно от 0,2 до 3%.

Композиции герметиков и покрытий

В другом варианте, в настоящем изобретении предлагается композиция герметика или покрытия, которая включает композицию форполимера по настоящему изобретению и катализатор отверждения. Пригодные катализаторы отверждения включают дибутилоловодиацетат, дибутилоловодилаурат и дибутилолово-бис(ацетилацетонат).

Предпочтительно, композиции герметиков или покрытий включают усиливающие наполнители. Примеры пригодных усиливающих наполнителей включают, без ограничения перечисленным, СаСО₃, тонкодисперсный кремнезем, глину, тальк.

Предпочтительно, композиция герметика включает также ускоритель адгезии. Пригодные ускорители адгезии включают, без ограничения перечисленным, аминосилан и эпоксисилан.

По выбору, композиция герметика включает один или более модификаторов реологических свойств, поглотителей влаги и УФ-стабилизаторов. Примеры пригодных поглотителей влаги в композициях герметика включают толуолдиизоцианат (ТДИ), дифенилметандиизоцианат (МДИ) и полимерный МДИ, а также винилтриметоксисилан, метилтриметоксисилан, гексаметилдисилазан, пара-толуолсульфонилизоцианат.

Композиции получают смешиванием композиции форполимера с наполнителем до образования гомогенной смеси. Смешивание проводят в условиях, снижающих уровень влаги в смеси. Затем к смеси добавляют катализатор и другие требуемые компоненты, например, ускоритель адгезии.

Применение композиций герметиков и покрытий

Композицию герметиков используют для герметизации или укрепления зданий, скоростных трасс, мостов, грузовых автомобилей, трейлеров, автобусов, жилых автофургонов, легковых автомобилей, коммунальных сооружений, оконной фурнитуры и т.д. Например, с использованием композиции герметика по настоящему изобретению можно гермертизировать или склеивать разнородные материалы, включая цементсодержащие продукты, металлы, пластмассы, стекла, материалы EIFS, виниловые материалы, окрашенные металлы, стекла с покрытием, мрамор, кайнар, гранит и кирпич.

Композицию герметика наносят с использованием стандартных устройств, таких как шприц для заделки швов или насос.

Композицию покрытия наносят на поверхность распылением или выливанием на поверхность и распределением по поверхности валиком или с использованием аналогичного устройства.

Примеры

Приведенные ниже примеры предназначены только для иллюстрации настоящего изобретения и не ограничивают его объем, который определен в прилагаемой формуле изобретения.

Пример 1. Композиция форполимера

782 г диола полипропиленгликоля со среднемассовой молекулярной массой 4000, 118 г диизодецилфталата (ДИДФ) и 51 г толуолдиизоцианата (ТДИ) взаимодействуют при перемешивании в атмосфере азота в присутствии 0,04 г дибутилоловодилаурата при температуре от 75 до 80°С. После достижения теоретического содержания групп NCO (приблизительно 0,7%) в реактор добавляют 43 г аминосилана (продукт реакции аминопропилтриметоксисилана и этилакрилата). Реакцию продолжают до содержания свободных NCO групп менее 0,05%. Затем в реакционную смесь добавляют 3 г нонилфенола и 0,02 г дибутилоловодилаурата. Реакцию проводят при 75°С до полного отсутствия свободных групп NCO. При завершении реакции добавляют 3,3 г винилтриметоксисилана (поглотитель влаги). Полученная композиция форполимера характеризуется вязкостью по Брукфильду приблизительно 30000 сП при 25°С. После хранения композиции форполимера в течение одного года вязкость по Брукфильду составляет менее 40000 сП.

Пример 2. Композиция форполимера

868 г диола полипропиленгликоля со среднемассовой молекулярной массой 4000 и 74,4 г изофорондиизоцианата взаимодействуют в атмосфере азота в присутствии 0,06 г дибутилоловодилаурата при температуре 85°С. После достижения теоретического содержания групп NCO (приблизительно 0,85%) в реактор добавляют 43 г аминосилана (продукт реакции аминопропилтриметоксисилана и этилакрилата). Реакцию проводят до содержания свободных NCO групп менее 0,2%. Затем в реакционную смесь добавляют 11 г нонилфенола. Реакцию проводят при 85°С до полного отсутствия свободных групп NCO. При завершении реакции добавляют 4 г винилтриметоксисилана (поглотитель влаги). Полученная композиция форполимера характеризуется вязкостью по Брукфильду приблизительно 32000 сП при 25°С. После хранения композиции форполимера в течение одного года вязкость по Брукфильду составляет менее 40000 сП.

Пример 3. Композиция форполимера

876 г диола полипропиленгликоля со среднемассовой молекулярной массой 4000 и 75,4 г изофорондиизоцианата взаимодействуют в атмосфере азота в присутствии 0,06 г дибутилоловодилаурата при температуре 85°С. После достижения теоретического содержания групп NCO (приблизительно 0,85%) в реактор добавляют 34 г N-этиламиноизобутилтриметоксисилана. Реакцию проводят до содержания свободных NCO групп менее 0,2%. Затем в реакционную смесь добавляют 11 г нонилфенола. Реакцию проводят при 85°С до полного отсутствия свободных групп NCO. При завершении реакции добавляют 4 г винилтриметоксисилана (поглотитель влаги). Полученная композиция форполимера характеризуется вязкостью по Брукфильду приблизительно 38000 сП при 25°С. После хранения композиции форполимера в течение одного года вязкость по Брукфильду составляет менее 45000 сП.

Пример 4. Композиции герметиков

В данном примере получают композиции покрытий следующего состава

Материал Мас.% Полиуретановые форполимеры (примеры 1, 2 или 3), 27,04 содержащие концевые группы, блокированные   силановыми и нонилфенольными группами   Пластификатор (Santicizer 160) 17 Осажденный карбонат кальция с покрытием (Hakuenka CCR) 40 Измельченный карбонат кальция с покрытием (Hi-Pflex 100) 10 Краситель 4,3 Винилтриметоксисилан (А-171) 1 Аминопропилтриметоксисилан 0,08 N-этиламинопропилизобутилтриметоксисилан 0,5 Дибутилоловодиацетат 0,08

Композиции герметиков получают смешиванием композиции полиуретанового форполимера (примеры 1, 2 или 3) с пластификатором, карбонатом кальция и красителем при 75°С в вакууме в течение приблизительно 60 мин для снижения содержания влаги в системе. Затем в смесь добавляют все силаны и катализатор и перемешивание в вакууме продолжают в течение еще 10 мин.

Каждая из трех композиций герметиков, полученная как описано выше, характеризуется высокой стабильностью при хранении в герметичном контейнере в условиях окружающей среды в течение более 1 года. Отвержденный герметик после выдерживания в течение 3 недель при 50% влажности и 25°С характеризуется твердостью по ШоруА, которая составляет 20. После выдерживания герметика при УФ-облучении в устройстве Xenon Wertherometer в течение более 4000 ч не наблюдается образования царапин, трещин и других признаков остаточных реакций, т.е. деградации полимерных связей. При выдерживании герметика в течение 4000 ч в УФ-облучении величина твердости по Шору А сохраняется на уровне 20. Кроме того, герметик, полученный из форполимеров, полученных, как описано в примерах 2 и 3, характеризуется высокой устойчивостью окраски после УФ-облучения.

Все герметики характеризуются чрезвычайно высокими физическими свойствами. Время образования поверхности пленки для всех герметиков составляет приблизительно 60 мин. Скорость экструзии герметика составляет приблизительно 20 с при обработке 20 г материала при давлении 60 фунт/кв.дюйм (414 кПа). Предел прочности при растяжении составляет приблизительно 150 фунт/кв.дюйм (1035 кПа), удлинение при разрыве составляет более 500%, прочность на разрыв составляет приблизительно 40 фунт/кв.дюйм (276 кПа). Все герметики характеризуются высокой адгезией к различным субстратам, таким как алюминий, стекло, бетон, винил, сталь и кирпич.

Таким образом, композиции герметиков или покрытий по настоящему изобретению характеризуются продолжительным сроком хранения, высокой текучестью, что упрощает процесс нанесения, достаточно высокой гибкостью и выдерживают нагрузки на стыки швов, при их отверждении не происходит сжатия или выделения газов, а также указанные композиции проявляют высокую атмосферостойкость при УФ-облучении и быстро образуют поверхностную пленку в присутствии атмосферной влаги.

Изобретение относится к полиуретановым композициям на основе форполимера, которые могут быть использованы для получения отверждающегося в присутствии влаги герметика, адгезива или покрытия, а также к способу получения такой композиции форполимера. Форполимерная композиция для изготовления герметиков и покрытий содержит полиуретановые форполимеры с блокированными концевыми группами NCO, в которых 50-100% концевых NCO групп блокированы силановыми группами, а остальные концевые NCO группы блокированы спиртовыми группами, при этом она содержит непрореагировавший ароматический спирт в количестве от более 0 до 15 мол.% в расчете на содержание концевых групп NCO в форполимере, при этом ароматический спирт выбран из группы, включающей фенол, 3-метоксифенол, 4-метоксифенол, нонилфенол, мета-крезол, пара-крезол, 4-хлорфенол, мета-гидроксибензальдегид, орто-гидроксибензальдегид, пара-гидроксибензальдегид, гидрохинон, 3-гидроксиацетофенон и 4-гидроксиацетофенон. Также изобретение относится к герметику, содержащему указанную форполимерную композицию и катализатор для повышения скорости сшивки форполимеров в составе указанной форполимерной композиции во влажной атмосфере. Технический результат - улучшение атмосферостойкости, устойчивости к высоким температурам и к УФ-облучению. 4 н. и 11 з.п. ф-лы.

1. Форполимерная композиция для изготовления герметиков и покрытий, содержащая полиуретановые форполимеры с блокированными концевыми группами NCO, в которых 50-100% концевых NCO групп блокированы силановыми группами, а остальные концевые NCO группы блокированы спиртовыми группами, отличающаяся тем, что она содержит непрореагировавший ароматический спирт в количестве от более 0 до 15 мол.% в расчете на содержание концевых групп NCO в форполимере, при этом ароматический спирт выбран из группы, включающей фенол, 3-метоксифенол, 4-метоксифенол, нонилфенол, мета-крезол, пара-крезол, 4-хлорфенол, мета-гидроксибензальдегид, орто-гидроксибензальдегид, пара-гидроксибензальдегид, гидрохинон, 3-гидроксиацетофенон и 4-гидроксиацетофенон и их комбинации.

2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что количество непрореагировавшего ароматического спирта составляет от более 2 мол.% до 15 мол.% в расчете на содержание концевых групп NCO в форполимере.

3. Композиция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что в форполимере группы NCO блокированы как силановыми группами, так и спиртовыми группами.

4. Композиция по п.3, отличающаяся тем, что в форполимере 70-100% групп NCO блокированы силановыми группами, а остальные группы NCO блокированы спиртовыми группами.

5. Композиция по п.3, отличающаяся тем, что она получена взаимодействием форполимера, содержащего концевые силановые группы и непрореагировавшие NCO группы с ароматическим спиртом, количество которого достаточно для блокирования указанных непрореагировавших концевых NCO групп и создания молярного избытка непрореагировавшего ароматического спирта в композиции в количестве от более 0 до 15 мол.% в расчете на содержание концевых групп NCO в форполимере.

6. Композиция по п.5, отличающаяся тем, что форполимер с блокированными NCO группами получен посредством взаимодействия органического изоцианата, содержащего по меньшей мере две изоцианатные группы, с полимером, содержащим концевые гидроксильные группы, выбранным из группы, включающей простой полиэфир полиола, сложный полиэфир полиола, акриловый полиол и углеводород, содержащий две или более гидроксильных групп.

7. Композиция по п.5, отличающаяся тем, что концевые NCO группы форполимера, блокированные силановыми, ароматическими спиртовыми и алифатическими спиртовыми группами, образованы в результате взаимодействия форполимера, содержащего непрореагировавшие NCO группы со смесью ароматического и алифатического спиртов.

8. Способ получения форполимерной композиции, содержащей полиуретановый форполимер с блокированными NCO группами и непрореагировавший ароматический спирт, включающий взаимодействие ароматического спирта, выбранного из группы, включающей фенол, 3-метоксифенол, 4-метоксифенол, нонилфенол, мета-крезол, пара-крезол, 4-хлорфенол, мета-гидроксибензальдегид, орто-гидроксибензальдегид, пара-гидроксибензальдегид, гидрохинон, 3-гидроксиацетофенон и 4-гидроксиацетофенон и их комбинации, и форполимера, содержащего концевые непрореагировавшие группы, при этом 50-100% концевых NCO групп указанного форполимера блокированы силановыми блокирующими группами, а количество ароматического спирта является достаточным для блокирования непрореагировавших NCO групп указанного форполимера и создания молярного избытка ароматического спирта в указанной композиции в количестве от более 0 до 15 мол.%, в расчете на содержание концевых групп NCO в форполимере.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что форполимер содержит блокированные силаном концевые группы и непрореагировавшие NCO группы.

10. Способ по п.8 или 9, отличающийся тем, что количество ароматического спирта, вступающего во взаимодействие с форполимером является достаточным для создания молярного избытка ароматического спирта в композиции, составляющего от более 2% до 15%, в расчете на содержание концевых NCO групп в форполимере.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что 70-100% исходных групп NCO форполимера блокированы силановыми группами, а оставшиеся концевые NCO группы блокированы спиртовыми группами.

12. Способ по п.9, отличающийся тем, что форполимер образован в результате взаимодействия органического изоцианата, содержащего по меньшей мере две изоцианатные группы, с полимером, содержащим гидроксильные концевые группы, выбранным из группы, включающей простой полиэфир полиола, сложный полиэфир полиола, акриловый полиол и углеводород, содержащий две или более гидроксильных групп.

13. Способ по п.9, отличающийся тем, что форполимер, содержащий непрореагировавшие группы NCO, взаимодействует со смесью алифатического и ароматического спиртов, таким образом, что концевые группы форполимера блокируются силановыми группами, ароматическими и алифатическими спиртовыми группами.

14. Герметик, содержащий форполимерную композицию по п.1 или 2 и катализатор для повышения скорости сшивки форполимеров в составе указанной форполимерной композиции во влажной атмосфере.

15. Герметик, содержащий форпллимерную композицию по п.3 и катализатор для повышения скорости сшивки форполимеров в составе указанной форполимерной композиции во влажной атмосфере.