TW201630958A - 由可再生材料所製備之經官能化之聚胺基甲酸酯 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於自可再生材料製作之可固化聚胺基甲酸酯聚合物。具體而言,使用自諸如大豆油等植物油衍生之羥化油性材料。該等可再生材料可形成具有不同化學官能度及固化機制之可固化聚胺基甲酸酯聚合物。
Description
本發明大體上係關於製備自可再生材料製作之經官能化之聚胺基甲酸酯及自其製作之組合物。更具體而言,本發明係關於自羥化植物油製備聚胺基甲酸酯及自其製作之可固化組合物。
目前著重於材料之可再生來源,尤其作為替代基於石油之產品之方式。多個公司已著重於修飾植物油以包括用於進一步反應之官能基及生產聚合物材料。舉例而言,美國專利6,891,053揭示藉由以下方式製作基於油類化學油之多元醇之方法:使用經活化或經酸瀝濾之黏土將環氧化油類化學品(例如植物性或動物性脂肪)與醇混合以形成基於油類化學油之多元醇。美國專利8,757,294及8,575,378揭示藉由以下方式來製作經修飾之基於植物之多元醇之其他方法:使用包括至少1個C=C基團之植物油並使該基團與親核官能基及活性氫基團反應。得到特定植物油,其具有羥基官能化用於進一步反應,例如與胺化合物反應以形成聚胺基甲酸酯。
最近,具有羥基官能度之市售經修飾植物油已可作為製作材料之可再生來源在市面出售。舉例而言,揭示由Biobased Technologies(Springdale,Arizona)以商標Agrol出售之若干基於大豆之多元醇,其係可用於製作聚胺基甲酸酯之可再生多元醇之可用來源。
需要使用可再生材料(例如植物油)以形成含有(甲基)丙烯酸酯、烷氧基及其他官能度之聚胺基甲酸酯聚合物之方法。
在本發明之一態樣中,形成可聚合樹脂,其包括:a)對應於以下結構之聚合物:MA-U-A-U-MA其中A包括自羥化植物油衍生之油性主鏈,U包括胺基甲酸酯鍵聯且MA包括選自含(甲基)丙烯酸酯之基團、濕固化基團(例如烷氧基)及其組合之基團,及b)選自以下中之一者之固化系統:自由基引發劑系統、濕固化系統及其組合。
在本發明之另一態樣中,揭示了形成可聚合(甲基)丙烯酸酯官能化之聚胺基甲酸酯聚合物之方法,其包括使(甲基)丙烯酸酯官能化之異氰酸酯化合物與自可再生來源衍生之羥化油性化合物反應,該反應係以足以形成可聚合(甲基)丙烯酸酯官能化之聚胺基甲酸酯化合物之時間及溫度來實施。
在本發明之另一態樣中,揭示了形成可聚合烷氧基官能化之聚胺基甲酸酯聚合物之方法,其包括使烷氧基官能化之異氰酸酯化合物與自可再生來源衍生之羥化油性化合物反應,該反應係以足以形成可聚合烷氧基官能化之聚胺基甲酸酯化合物之時間及溫度來實施。
在本發明之另一態樣中,揭示包括上文所提及之MA-U-A-MA結構之可固化樹脂組合物及固化系統,該固化系統選自自由基引發劑系統、濕固化系統及其組合。
在本發明之另一態樣中,包括製作具有自大豆衍生之主鏈之可固化(甲基)丙烯酸酯官能化之聚胺基甲酸酯之方法,其包括使羥化大豆油與(甲基)丙烯酸酯封端之異氰酸酯反應以形成(甲基)丙烯酸酯官
能化之聚胺基甲酸酯之反應步驟。
在本發明之又一態樣中,提供可固化(甲基)丙烯酸酯官能化及烷氧基官能化之聚胺基甲酸酯,其包括使含有異氰酸基及(甲基)丙烯酸酯官能度之大豆油與含有烷氧基官能度之胺反應之步驟。
在本發明之又一態樣中,提供自可再生來源形成可固化聚胺基甲酸酯聚合物之方法,其包括:a)藉由使自植物油衍生且含有一或多個C1-4烷氧基之羥化油性組份與二異氰酸酯反應來形成聚胺基甲酸酯聚合物;及b)進一步使該聚胺基甲酸酯聚合物與含有(i)反應性胺基及濕固化基團之化合物或(ii)與含有(甲基)丙烯酸酯官能度之反應性羥基反應。
在本發明之又一態樣中,提供製作具有烷氧基官能度之可固化聚胺基甲酸酯聚合物之方法,其包括使含有烷氧基及異氰酸酯官能度之植物油與含有胺基官能度之矽烷反應。
圖1顯示起始基於油類化學油之多元醇Agrol 3.6之凝膠滲透層析(GPC)跡線(峰滯留時間約2.3min.,PDI=2.29)。使用異佛爾酮二異氰酸酯擴展後,如藉由寬GPC跡線所表示,分子量顯著增加,且材料之PDI(1.70)及Mw(自2,218至5,013)亦顯著增加。圖1圖解說明,可使用二異氰酸酯將基於油類化學油之多元醇擴展為聚胺基甲酸酯。
本發明使用生物基多元醇材料(例如植物油)提供新穎方法及可固化聚合物/組合物。植物油通常需要修飾以在其化學結構中包括羥基,且此等產品目前市面有售。本發明包括使用此等生物基多元醇與適當含(甲基)丙烯酸酯或含烷氧基異氰酸酯化合物直接反應以形成可固化聚胺基甲酸酯,或經由擴展方法(其包括首先使生物基多元醇與二異氰酸酯反應及然後進一步使所得產物與含羥基(甲基)丙烯酸酯反
應)以獲得(甲基)丙烯酸酯化聚胺基甲酸酯。此外,可對生物基多元醇進行其他修飾使得可將NCO基團及/或可濕固化基團(例如C1-4烷氧基)併入生物基多元醇中。在此等情形中,自其形成之所得聚胺基甲酸酯亦可具有濕固化能力。
各種可再生羥化植物油(亦稱作生物基多元醇)可用於本發明。舉例而言,可使用例如以下油:大豆油、杏仁油、芥花油、椰子油、鱈魚肝油、玉米油、棉籽油、亞麻籽油、亞麻仁油、橄欖油、棕櫚油、花生油、紅花子油、芝麻油、葵花油、胡桃、蓖麻油及其組合。
如本文進一步闡述,較佳可再生羥化植物油尤其係以商品名Agrol由Biobased Technologies(Springfiled,Arkansas)出售之彼等。Agrol多元醇係自天然大豆衍生之羥化大豆油。可改變羥化度且可採用70mg KOH/g至200mg KOH/g之羥值。在25℃下該等大豆衍生之多元醇之黏度可自約200至約3,000改變,且羥基官能度可在1.7eq/mol至7.0eq/mol範圍內。
用於本發明之二異氰酸酯包括(但不限於)異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、IPDI異氰尿酸酯、聚合IPDI、1,5-二異氰酸萘(NDI)、亞甲基雙環己基異氰酸酯、亞甲基二苯基二異氰酸酯(MDI)、聚合MDI、甲苯二異氰酸酯(TDI)、TDI之異氰尿酸酯、TDI-三羥甲基丙烷加合物、聚合TDI、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、HDI異氰尿酸酯、HDI二尿酸酯、聚合HDI、苯二甲基二異氰酸酯、氫化苯二甲基二異氰酸酯、四甲基苯二甲基二異氰酸酯、對伸苯基二異氰酸酯、3,3’-二甲基二苯基-4,4’-二異氰酸酯(DDDI)、2,2,4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯(TMDI)、降莰烷二異氰酸酯(NDI)及4,4’-二苄基二異氰酸酯(DBDI)。亦可使用二異氰酸酯之組合。單異氰酸酯亦可用於本發明中。
用於與NCO官能化之生物基多元醇反應之可用的含(甲基)丙烯酸酯之羥基化合物尤其包括(但不限於)甲基丙烯酸2-羥乙酯、丙烯酸2-
羥乙酯、甲基丙烯酸3-羥丙酯、丙烯酸3-羥丙酯、丙烯酸2-羥丙酯、丙烯酸4-羥丁酯、丙烯酸3-羥丁酯、丙烯酸2-羥丁酯、甲基丙烯酸3-(丙烯醯基氧基)-2-羥丙酯、甲基丙烯酸2-異氰酸基乙酯、丙烯酸2-異氰酸基乙酯及聚(丙二醇)(甲基)丙烯酸酯。
用於與生物基多元醇反應之可用的含(甲基)丙烯酸酯之異氰酸酯尤其包括(但不限於)丙烯酸2-異氰酸基乙酯、甲基丙烯酸2-異氰酸基乙酯、(甲基)丙烯酸3-異氰酸基丙酯、(甲基)丙烯酸2-異氰酸基丙酯、(甲基)丙烯酸4-異氰酸基丁酯、(甲基)丙烯酸3-異氰酸基丁酯及(甲基)丙烯酸2-異氰酸基丁酯。
用於與生物基多元醇反應之可用的含烷氧基異氰酸酯尤其包括(但不限於)3-異氰酸基丙基三乙氧基矽烷、3-異氰酸基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-異氰酸基丙基二甲基乙氧基矽烷、3-異氰酸基丙基三甲氧基矽烷、3-異氰酸基丙基甲基二甲氧基矽烷及3-異氰酸基丙基二甲基甲氧基矽烷。
用於本發明中之可用的含烷氧基胺尤其包括4-胺基丁基三乙氧基矽烷、4-胺基丁基甲基二乙氧基矽烷、4-胺基丁基二甲基乙氧基矽烷、4-胺基丁基三甲氧基矽烷、4-胺基丁基甲基二甲氧基矽烷、4-胺基丁基二甲基甲氧基矽烷、4-胺基-3,3-二甲基丁基甲基二甲氧基矽烷、二甲基丁基三甲氧基矽烷、1-胺基-2-(二甲基乙氧基矽基)丙烷、3-(間胺基苯氧基)丙基三甲氧基矽烷、間胺基苯基三甲氧基矽烷、間胺基苯基三乙氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-胺基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-胺基丙基二甲基乙氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-胺基丙基二甲基甲氧基矽烷、3-胺基丙基甲基雙(三甲基矽氧基)矽烷、3-胺基丙基五甲基二矽氧烷、11-胺基十一烷基三乙氧基矽烷及11-胺基十一烷基三甲氧基矽烷。
如本文所提及,當生物基多元醇亦包括其他反應性基團(例如NCO基團及/或烷氧基)時,自其形成之所得聚胺基甲酸酯可具有可用於進一步反應之該等基團。舉例而言,生物基多元醇上之反應性NCO基團之存在使得可與胺基反應以形成脲鍵聯。因此,自用於本發明中之生物基多元醇形成之本發明聚胺基甲酸酯使得各種聚胺基甲酸酯終產物可具有例如(甲基)丙烯酸酯及/或烷氧基官能度之官能度,其進而使得自由基及/或濕固化機制可用於自其製作之最終可固化組合物中。
各種可固化組合物可自本發明聚胺基甲酸酯製作。舉例而言,黏合劑組合物、密封劑及塗料尤其係可自本發明之可再生組合物形成之可用產物。
本發明聚胺基甲酸酯組合物可併入具有自由基、UV及/或濕固化機制之可固化組合物中。
當併入經由自由基機制固化之組合物中時,組合物通常將包括自由基引發劑。可用自由基引發劑之實例包括(但不限於)氫過氧化物,例如氫過氧化異丙苯、氫過氧化對薄荷烷、氫過氧化第三丁基及水解為過氧化物之過氧酸酯(例如過苯甲酸第三丁酯)及諸如此類。此等過氧化合物之量可自總組合物之約0.1重量%至約10重量%、較佳約1重量%至約5重量%改變。
當併入光固化之組合物中時,組合物通常將包括光引發劑。可用光引發劑包括(但不限於)1-羥基環己基苯基酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉基丙-1-酮、2-苄基-2-N,N-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)-1-丁酮、1-羥基環己基苯基酮及二苯甲酮之組合、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、雙(2,6-二甲氧基苯甲醯基-2,4,4-三甲基戊基)氧化膦及2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮之組合、及[雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)苯基氧化膦]、2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙-1-酮、2,4,6-三甲基苯甲醯
基二苯基氧化膦及2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮之組合、dl-樟腦醌、丙酮酸烷基酯、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙烷、雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)苯基氧化膦、雙(2,6-二甲氧基苯甲醯基-2,4,4-三甲基戊基)氧化膦、2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮、雙(n5-2,4-環戊二烯-1-基)-雙[2,6-二氟-3-(1H-吡咯-1-基)苯基]鈦、二乙氧基苯乙酮及其組合。光引發劑可以總組合物之約0.001重量%至約2.0重量%之量使用。
亦可有利地包括加速劑。此等加速劑包括各種二級及三級有機胺以及磺醯亞胺(例如苯甲醯磺醯亞胺),其亦為本領域中所已知。該等可以總組合物之約0.1重量%至約5重量%、可期望地約1重量%至約2重量%之濃度範圍來使用。
其他試劑(例如增稠劑、塑化劑等)亦為本領域中已知且倘若功能上可期望則可有利地併入,前提僅係其不干擾添加劑發揮其既定目的之功能。
本發明之可固化經官能化之聚胺基甲酸酯聚合物可使用一種以上方法來形成。可期望地,聚胺基甲酸酯聚合物具有(甲基)丙烯酸酯官能度,但涵蓋且可達成其他官能度。
在第一種方法(「直接方法」)中,使自植物油衍生之羥化油性組份與含游離NCO基團之(甲基)丙烯酸酯組份直接反應以直接形成可固化(甲基)丙烯酸酯官能化之聚胺基甲酸酯聚合物。該等聚胺基甲酸酯聚合物可含有一或多個濕固化基團。
可期望地,反應物中之OH:NCO之當量比率係約0.1至3.0。更可期望地,反應物中之OH:NCO之當量比率係約0.4至約2.0,且甚至更可期望地約0.8至約1.0當量之OH:NCO。
反應在具有或無適宜溶劑之反應器中進行。當採用溶劑時,可
採用極性溶劑,例如甲苯、四氫呋喃(THF)、乙酸乙酯、二甲苯及諸如此類。反應通常在約25℃至約100℃、較佳約40℃至約80℃且更佳約60℃至約75℃之溫度下進行。基於金屬之觸媒(尤其例如二月桂酸二丁錫,如本文進一步闡述)可以基於總反應混合物重量之約0.01wt%至約5wt%、較佳0.5wt%至約2wt%且更佳約0.1wt%至約1.0wt%之量使用。可期望地,反應實施使異氰酸酯及羥基大體上完全反應所需之時間長度。反應時間可在約2小時至約24小時、較佳約3小時至約12小時且更佳約4小時至約8小時範圍內。所得可固化(甲基)丙烯酸酯官能化/烷氧基官能化之聚胺基甲酸酯聚合物已在其中併入至少一種羥化油性組份及部分且期望是大體上所有油性組份。
在第二種方法(「擴展方法」)中,使自植物油衍生之羥化油性組份與二異氰酸酯反應以形成聚胺基甲酸酯中間體。控制反應物之化學計量學使得聚胺基甲酸酯中間體含有意欲用於進一步反應之未反應側鏈NCO基團。亦即側鏈NCO基團保留於聚胺基甲酸酯中間體上用於與(例如)含羥基(甲基)丙烯酸酯組份、多官能醇組份或含烷氧基胺組份進一步反應。殘餘NCO之量可係約5wt%至90wt%、較佳25wt%至70wt%且更佳30wt%至60wt%。
起始反應物二異氰酸酯組份中之OH對NCO之當量比率係可期望地約0.1至約10.0、更可期望地約0.2至3.0且甚至更可期望地約0.5至約2.0當量之OH對NCO。反應在具有或無適宜溶劑之反應器中進行。當採用溶劑時,可採用極性溶劑,例如甲苯、四氫呋喃(THF)、乙酸乙酯、二甲苯及諸如此類。反應通常在約25℃至約100℃、可期望地約40℃至約80℃及更可期望地約60℃至約75℃之溫度下進行。基於金屬之觸媒(尤其例如二月桂酸二丁錫,如本文進一步闡述)可以基於總反應混合物重量之約0.01%至約5%、可期望地0.5%至約2%且更可期望地約0.1%至約1.0%之量使用。反應實施使羥基與NCO基團大體上完
全反應所需之時間長度。反應時間可自約2小時至約24小時、可期望地3小時至12小時且更可期望地4小時至8小時改變。由於反應中存在過量NCO基團,故所形成之中間體聚胺基甲酸酯將含有可用於與其他組份反應之側鏈NCO基團。舉例而言,若期望,則中間體聚胺基甲酸酯可與含有羥基、烷氧基或胺基之組份進一步反應。舉例而言,中間體聚胺基甲酸酯聚合物可與包括烷氧基官能度之胺基矽烷化合物反應用於濕固化。一種尤其可期望之進一步反應包括中間體聚胺基甲酸酯與含羥基(甲基)丙烯酸酯組份(例如(甲基)丙烯酸2-羥乙酯(HEMA))之反應,以獲得可固化(甲基)丙烯酸酯官能化之聚胺基甲酸酯聚合物。可期望地,中間體聚胺基甲酸酯與含羥基(甲基)丙烯酸酯組份之反應中之NCO:OH之當量比率係約1:0.01至約1:1.2。此反應獲得可固化(甲基)丙烯酸酯官能化之聚胺基甲酸酯聚合物,其可用於如先前所提及之各種應用。中間體聚胺基甲酸酯與含羥基(甲基)丙烯酸酯組份之反應實施使異氰酸酯與羥基完全反應所需之時間長度。通常,反應時間可在約2小時至約12小時、較佳約3小時至約12小時且更佳4小時至8小時範圍內。
存於根據本發明製作之中間體及最終聚合物中之可再生內容物之量可在約30重量%至約70重量%、更可期望地約45%重量至約60重量%範圍內。由於特定羥化油性材料之選擇,所形成之終產物可含有約1重量%至約10重量%及可期望地約2重量%至約5重量%之硬(相對剛性)區段(歸因於二異氰酸酯與存於羥化油性材料中之短鏈二醇之反應)。
製備本發明聚胺基甲酸酯之一尤其有用方法包括以下反應步驟:
製備本發明聚胺基甲酸酯之另一尤其有用方法包括以下反應步驟:
製備本發明聚胺基甲酸酯之又一尤其有用方法包括以下反應步驟:
Agrol 2.0係自天然大豆衍生之羥化大豆油之商品名,其羥值為65-75,酸值(mg KOH/g)1.0,在25℃下黏度為約233,可自BioBased Technologies(Springfield,Arkansas)購得。
Agrol 3.6係自天然大豆衍生之羥化大豆油之商品名,其羥值為107-117,酸值(mg KOH/g)1.0,在25℃下黏度為約720,可自BioBased Technologies(Springfield,Arkansas)購得。
Pomoflex 6156係自琥珀酸及丙二醇衍生之生物基多元醇,其由Piedmont Chemical Industries I,LLC(331 Burton Avenue,High Point,NC 27262)製作。其具有約2,000之分子量,2.0之官能度,56mg KOH/g之羥基數及<1之酸值(mg KOH/g)。
向配備有熱電偶、攪拌器、冷凝器及氮氣入口/出口之2L有夾套聚合反應器中添加Agrol 2.0(374.61g,0.1766莫耳)、二月桂酸二丁錫(0.24g,0.0004莫耳)、3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)丙酸[3-[3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)-1-側氧基丙氧基]-2,2-雙[[3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)-1-側氧基丙氧基]甲基]丙基]酯(0.096g,0.00008莫耳)、4-甲氧基苯酚(0.096g,0.0008莫耳)及磷酸(0.013g,0.00014莫耳)。將內容物加熱至60℃並使其混合15分鐘。添加異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)(71.49g,0.321莫耳)並使其反應約+2小時。然後實施滴定以測定殘餘異氰酸酯含量。然後,添加甲基丙烯酸羥乙酯(36.92g,0.284莫耳)並使其在60℃下反應3小時。此反應使得形成透明黃色黏稠甲基丙烯酸酯化聚胺基甲酸酯樹脂(451.6g,產率93.4%)。
向配備有熱電偶、攪拌器、冷凝器及氮氣入口/出口之2L有夾套聚合反應器中添加Agrol 2.0(228.78g,0.1407莫耳)、二月桂酸二丁錫(0.17g,0.0003莫耳)、3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)丙酸[3-[3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)-1-側氧基丙氧基]-2,2-雙[[3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)-1-側氧基丙氧基]甲基]丙基]酯(0.096g,0.00008莫耳)、4-甲氧基苯酚(0.069g,0.0006莫耳)及磷酸(0.009g,0.00009莫耳)。將內容物加熱至60℃並使其混合15分鐘。添加異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)(65.51g,0.295莫耳)並使其反應+2小時。然後實施滴定以測定殘餘異氰酸酯含量。然後添加甲基丙烯酸羥乙酯(44.65g,0.343莫耳)且在60℃下使其混合3小時。此反應使得形成透明黃色黏稠甲基丙烯酸酯化聚胺基甲酸酯樹脂(329.4g,產率94.1%)。
向配備有熱電偶、攪拌器、冷凝器及氮氣入口/出口之2L有夾套聚合反應器中添加Agrol 3.6(582.61g,0.3739莫耳)、二月桂酸二丁錫(0.49g,0.0008莫耳)及磷酸(0.025g,0.0003莫耳)。將內容物加熱至60℃並使其混合15分鐘。添加異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)(256.52g,1.154莫耳)並使其反應+2小時。然後實施滴定以測定殘餘異氰酸酯含量。然後添加甲基丙烯酸羥乙酯(168.68g,1.296莫耳)並使其在60℃下混合3小時。此反應使得形成透明黃色黏稠甲基丙烯酸酯化聚胺基甲酸酯樹脂(931.7g,92.4%產率)。此材料之GPC分析顯示反應前及反應後之Agrol 3.6。下圖1顯示增加之分子量增長及多分散性指數之顯著加寬,其指示聚胺基甲酸酯樹脂。
向配備有熱電偶、攪拌器、冷凝器及氮氣入口/出口之2L有夾套聚合反應器中添加異佛爾酮二異氰酸酯(68.00g,0.310莫耳)、甲基丙烯酸羥乙酯(19.81g,0.152莫耳)、二月桂酸二丁錫(0.21g,0.0003莫耳)、3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)丙酸[3-[3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)-1-側氧基丙氧基]-2,2-雙[[3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)-1-側氧基丙氧基]甲基]丙基]酯(0.021g,0.00002莫耳)、4-甲氧基苯酚(0.021g,0.0002莫耳)及磷酸(0.009g,0.00009莫耳)。將內容物加熱至65℃並使其反應+1小時。然後添加Agrol 3.6(79.45g,0.0495莫耳)並使其混合+2小時。然後實施滴定以測定殘餘異氰酸酯含量。然後添
加甲基丙烯酸羥乙酯(40.98g,0.284莫耳)並使其在60℃下混合3小時。此反應使得形成透明黃色黏稠甲基丙烯酸酯化聚胺基甲酸酯樹脂(193.4g,93.8%產率)。
向配備有熱電偶、攪拌器、冷凝器及氮氣入口/出口之2L有夾套聚合反應器中添加異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)(250.00g,1.125莫耳)、甲基丙烯酸羥乙酯(58.27g,0.448莫耳)、二月桂酸二丁錫(1.47g,0.0023莫耳)、3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)丙酸[3-[3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)-1-側氧基丙氧基]-2,2-雙[[3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)-1-側氧基丙氧基]甲基]丙基]酯(0.084g,0.0001莫耳)、4-甲氧基苯酚(0.021g,0.0002莫耳)及磷酸(0.08g,0.0008莫耳)。將內容物加熱至65℃並使其反應+1小時。然後添加Agrol 4.0(275.93g,0.1831莫耳)並使其混合+2小時。然後實施滴定以測定殘餘異氰酸酯含量。然後添加甲基丙烯酸羥乙酯(176.3g,1.223莫耳)並使其在60℃下混合3小時。此反應使得形成透明黃色黏稠甲基丙烯酸酯化聚胺基甲酸酯樹脂(794.3g,產率94.2%)。
向配備有熱電偶、攪拌器、冷凝器及氮氣入口/出口之2L有夾套聚合反應器中添加異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)(222.3g,1.00莫耳)、甲基丙烯酸羥乙酯(51.96g,0.399莫耳)、二月桂酸二丁錫(2.01g,
0.0031莫耳)、3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)丙酸[3-[3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)-1-側氧基丙氧基]-2,2-雙[[3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)-1-側氧基丙氧基]甲基]丙基]酯(0.123g,0.0001莫耳)、4-甲氧基苯酚(0.123g,0.0001莫耳)及磷酸(0.08g,0.0008莫耳)。將內容物加熱至65℃並使其反應+1小時。然後添加Pomoflex 6156(567.64g,0.2833莫耳)並使其混合+2小時。然後實施滴定以測定殘餘異氰酸酯含量。
向配備有熱電偶、攪拌器、冷凝器及氮氣入口/出口之2L有夾套聚合反應器中添加Pomoflex 6156(150.00g,0.0749莫耳)、二月桂酸二丁錫(0.41g,0.0007莫耳)、3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)丙酸[3-[3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)-1-側氧基丙氧基]-2,2-雙[[3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)-1-側氧基丙氧基]甲基]丙基]酯(0.026g,0.00002莫耳)、4-甲氧基苯酚(0.026g,0.0002莫耳)及磷酸(0.006g,0.00006莫耳)。將內容物加熱至60℃並使其混合15分鐘。添加異佛爾酮二異氰酸酯(35.14g,0.1581莫耳)並使其反應+2小時。然後實施滴定以測定殘餘異氰酸酯含量。然後添加甲基丙烯酸羥乙酯(18.10g,0.139莫耳)並使其在60℃下混合3小時。此反應使得形成透明黃色黏稠甲基丙烯酸酯化聚胺基甲酸酯樹脂(192.9g,94.7%產率)。
向配備有熱電偶、攪拌器、冷凝器及氮氣入口/出口之2L有夾套聚合反應器中添加Argol 2.0(101.50g,0.0734莫耳)、二月桂酸二丁
錫(0.08g,0.0001莫耳)、3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)丙酸[3-[3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)-1-側氧基丙氧基]-2,2-雙[[3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)-1-側氧基丙氧基]甲基]丙基]酯(0.020g,0.00002莫耳)、4-甲氧基苯酚(0.020g,0.0002莫耳)及磷酸(0.008g,0.00008莫耳)。將內容物加熱至60℃並使其混合15分鐘;然後添加2-乙基氰基甲基丙烯酸酯(40.49g,0.0261莫耳)並使其反應+4小時。使用FT-IR量測異氰酸酯基團之消耗直至反應完成為止。獲得156.6g(產率99.2%)。
向配備有熱電偶、攪拌器、冷凝器及氮氣入口/出口之2L有夾套聚合反應器中添加Pomoflex 61212(345.48g,0.6528莫耳)、二月桂酸二丁錫(1.63g,0.003莫耳)、3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)丙酸[3-[3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)-1-側氧基丙氧基]-2,2-雙[[3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)-1-側氧基丙氧基]甲基]丙基]酯(0.102g,0.00009莫耳)、4-甲氧基苯酚(0.102g,0.0008莫耳)及磷酸(0.019g,0.0002莫耳)。將內容物加熱至60℃並使其混合15分鐘。添加異佛爾酮二異氰酸酯(296.01g,1.332莫耳)並使其反應+2小時。然後實施滴定以測定殘餘異氰酸酯含量。然後添加甲基丙烯酸羥乙酯(110.87g,0.852莫耳)並使其在60℃下混合3小時。此反應使得形成透明黃色黏稠甲基丙烯酸酯化聚胺基甲酸酯樹脂(788.9g,93.4%產率)。
Claims (32)
- 一種可聚合聚合物,其對應於以下結構:MA-U-A-U-MA其中A包含自羥化植物油衍生之油性主鏈,U包含胺基甲酸酯鍵聯且MA包含選自由含(甲基)丙烯酸酯基團、含烷氧基基團及其組合組成之群之成員。
- 如請求項1之可聚合聚合物,其中該油性主鏈自羥化大豆油、杏仁油、芥花油、椰子油、鱈魚肝油、玉米油、棉籽油、亞麻籽油、亞麻仁油、橄欖油、棕櫚油、花生油、紅花子油、芝麻油、葵花油、胡桃、蓖麻油及其組合衍生。
- 如請求項1之可聚合聚合物,其中該羥化植物油具有約1.0至約7.0之羥基官能度。
- 如請求項1之可聚合聚合物,其中該含(甲基)丙烯酸酯之基團包含選自由以下組成之群之反應物殘基:甲基丙烯酸2-羥乙酯、丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸3-羥丙酯、丙烯酸3-羥丙酯、丙烯酸2-羥丙酯、丙烯酸4-羥丁酯、丙烯酸3-羥丁酯、丙烯酸2-羥丁酯、甲基丙烯酸3-(丙烯醯基氧基)-2-羥丙酯、甲基丙烯酸2-異氰酸基乙酯、丙烯酸2-異氰酸基乙酯、聚(丙二醇)(甲基)丙烯酸酯、丙烯酸2-異氰酸基乙酯、甲基丙烯酸2-異氰酸基乙酯、(甲基)丙烯酸3-異氰酸基丙酯、(甲基)丙烯酸2-異氰酸基丙酯、(甲基)丙烯酸4-異氰酸基丁酯、(甲基)丙烯酸3-異氰酸基丁酯及(甲基)丙烯酸2-異氰酸基丁酯。
- 如請求項1之聚合物,其中U進一步包含選自由以下組成之群之二異氰酸酯反應物殘基:異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、IPDI異氰尿酸酯、聚合IPDI、1,5-二異氰酸萘(NDI)、亞甲基雙環己基異 氰酸酯、亞甲基二苯基二異氰酸酯(MDI)、聚合MDI、甲苯二異氰酸酯(TDI)、TDI之異氰尿酸酯、TDI-三羥甲基丙烷加合物、聚合TDI、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、HDI異氰尿酸酯、HDI二尿酸酯、聚合HDI、苯二甲基二異氰酸酯、氫化苯二甲基二異氰酸酯、四甲基苯二甲基二異氰酸酯、對伸苯基二異氰酸酯、3,3’-二甲基二苯基-4,4’-二異氰酸酯(DDDI)、2,2,4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯(TMDI)、降莰烷二異氰酸酯(NDI)及4,4’-二苄基二異氰酸酯(DBDI)。
- 如請求項1之聚合物,其中該含烷氧基基團包含選自由以下組成之群之反應物殘基:3-異氰酸基丙基三乙氧基矽烷、3-異氰酸基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-異氰酸基丙基二甲基乙氧基矽烷、3-異氰酸基丙基三甲氧基矽烷、3-異氰酸基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-異氰酸基丙基二甲基甲氧基矽烷、4-胺基丁基三乙氧基矽烷、4-胺基丁基甲基二乙氧基矽烷、4-胺基丁基二甲基乙氧基矽烷、4-胺基丁基三甲氧基矽烷、4-胺基丁基甲基二甲氧基矽烷、4-胺基丁基二甲基甲氧基矽烷、4-胺基-3,3-二甲基丁基甲基二甲氧基矽烷、二甲基丁基三甲氧基矽烷、1-胺基-2-(二甲基乙氧基矽基)丙烷、3-(間胺基苯氧基)丙基三甲氧基矽烷、間胺基苯基三甲氧基矽烷、間胺基苯基三乙氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-胺基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-胺基丙基二甲基乙氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-胺基丙基二甲基甲氧基矽烷、3-胺基丙基甲基雙(三甲基矽氧基)矽烷、3-胺基丙基五甲基二矽氧烷、11-胺基十一烷基三乙氧基矽烷及11-胺基十一烷基三甲氧基矽烷。
- 一種可固化樹脂組合物,其包含如請求項1之反應產物及固化系統,該固化系統選自由自由基引發劑系統、濕固化系統及其組 合組成之群。
- 一種聚胺基甲酸酯,其藉由以下之反應產物來製備:a)自衍生自植物油之羥化油性組份與二異氰酸酯之反應所形成NCO封端之聚合物;及b)選自由羥化(甲基)丙烯酸酯單體、烷氧基官能化之單體及其組合組成之群之組份。
- 如請求項8之反應產物,其中該自植物油衍生之羥化油性組份包含羥化大豆油。
- 如請求項7之反應產物,其中該二異氰酸酯選自由以下組成之群:異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、IPDI異氰尿酸酯、聚合IPDI、1,5-二異氰酸萘(NDI)、亞甲基雙環己基異氰酸酯、亞甲基二苯基二異氰酸酯(MDI)、聚合MDI、甲苯二異氰酸酯(TDI)、TDI之異氰尿酸酯、TDI-三羥甲基丙烷加合物、聚合TDI、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、HDI異氰尿酸酯、HDI二尿酸酯、聚合HDI、苯二甲基二異氰酸酯、氫化苯二甲基二異氰酸酯、四甲基苯二甲基二異氰酸酯、對伸苯基二異氰酸酯、3,3’-二甲基二苯基-4,4’-二異氰酸酯(DDDI)、2,2,4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯(TMDI)、降莰烷二異氰酸酯(NDI)及4,4’-二苄基二異氰酸酯(DBDI)。
- 一種自可再生來源形成聚胺基甲酸酯聚合物之方法,該聚胺基甲酸酯聚合物經(甲基)丙烯酸酯官能化及/或烷氧基官能化,該方法包含:a)藉由使自植物油衍生之羥化油性組份與二異氰酸酯反應來形成聚胺基甲酸酯聚合物;b)使該聚胺基甲酸酯聚合物與(i)含羥基官能度之(甲基)丙烯酸酯單體反應以獲得該可固化(甲基)丙烯酸酯官能化之聚胺基甲酸酯聚合物;或(ii)使該聚胺基甲酸酯與含有胺及/或異氰酸酯官能 度之烷氧基單體反應以獲得該可固化烷氧基官能化之單體。
- 如請求項11之方法,其中該自植物油衍生之羥化油性組份包含大豆油。
- 如請求項11之方法,其中OH/NCO當量之比率係0.1至10.0。
- 如請求項13之方法,其中實施該反應直至大體上所有NCO基團均與OH基團反應為止。
- 如請求項11之方法,其中該反應進一步包括基於金屬之觸媒。
- 一種可聚合樹脂,其包含:a)對應於以下結構之聚合物:MA-U-A-U-MA其中A包含自羥化植物油衍生之油性主鏈,U包含胺基甲酸酯鍵聯且MA包含視情況含有一或多個可濕固化基團之含(甲基)丙烯酸酯之基團;b)選自由以下組成之群之固化系統:自由基引發劑系統、濕固化系統及其組合。
- 一種用於形成可聚合(甲基)丙烯酸酯官能化之聚胺基甲酸酯聚合物之方法,其包含使(甲基)丙烯酸酯官能化之異氰酸酯化合物與自可再生來源衍生之羥化油性化合物反應,該反應係以足以形成可聚合(甲基)丙烯酸酯官能化之聚胺基甲酸酯化合物之時間及溫度來實施。
- 一種用於形成可聚合烷氧基官能化之聚胺基甲酸酯聚合物之方法,其包含使烷氧基官能化之異氰酸酯化合物與自可再生來源衍生之羥化油性化合物反應,該反應係以足以形成可聚合烷氧基官能化之聚胺基甲酸酯化合物之時間及溫度來實施。
- 如請求項17之方法,其中該反應在約25℃至100℃之溫度下實施約2小時至約24小時。
- 如請求項18之方法,其中該反應在約25℃至100℃之溫度下實施約2小時至約24小時。
- 如請求項17之方法,其中該羥化油性化合物係植物油。
- 如請求項18之方法,其中該羥化油性化合物係植物油。
- 如請求項17之方法,其中該油性化合物包含大豆油。
- 如請求項18之方法,其中該油性化合物包含大豆油。
- 如請求項22之方法,其中該大豆油具有約1.0至約7.0之羥基官能度。
- 如請求項17之方法,其中該(甲基)丙烯酸酯官能化之異氰酸酯化合物選自由異氰酸2-甲基丙烯醯基氧乙酯及異氰酸2-丙烯醯基氧乙酯組成之群。
- 如請求項17之方法,其中該(甲基)丙烯酸酯化異氰酸酯化合物含有烷氧基官能基。
- 如請求項18之方法,其中該烷氧基官能化之異氰酸酯化合物選自由3-異氰酸基丙基三乙氧基矽烷、3-異氰酸基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-異氰酸基丙基二甲基乙氧基矽烷、3-異氰酸基丙基三甲氧基矽烷、3-異氰酸基丙基甲基二甲氧基矽烷及3-異氰酸基丙基二甲基甲氧基矽烷組成之群。
- 如請求項17之方法,其包含以下反應方案:
- 如請求項11之方法,其包含以下反應方案:
- 一種自可再生來源形成可固化聚胺基甲酸酯聚合物之方法,其包含:a)藉由使自植物油衍生之羥化油性組份與含有一或多個C1-4烷氧基之二異氰酸酯反應來形成聚胺基甲酸酯聚合物;及b)進一步使該聚胺基甲酸酯聚合物與含有反應性胺基及濕固化基團之化合物反應。
- 如請求項24之方法,其包含以下反應方案:
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