Способ электростатического окрашивания отвержденных азотсодержащих полимеров и электростатически окрашенное изделие

Способ электростатического окрашивания отвержденных азотсодержащих полимеров и электростатически окрашенное изделие

Реферат

 

Полимерные соединения, содержащие или образующие мочевинные и/или уретановые группы, отверждают вместе с нелетучей солью металла, индуцирующей проводимость, и окрашивают электростатическим методом. Другим вариантом способа является формование изделия из полимерной композиции на основе материала, содержащего или образующего мочевинные и/или уретановые группы, и индуцирующей проводимость нелетучей соли металла, покрытие изделия проводящим грунтом и электростатическое окрашивание. Разработано также электростатически окрашенное изделие, имеющее слой отвержденного полимера и слой электростатически нанесенной краски. Физические и эстетические свойства окрашенных полимеров и изделий не изменяются. 3 с. и 14 з.п. ф-лы, 6 табл.

Изобретение относится к способу электростатического окрашивания полимеров. Данное изобретение, в частности, относится к электростатическому окрашиванию полимеров, имеющих уретановые или мочевинные группы.

Хорошо известно, что большинство способов окраски едва ли имеют 100%-нyю эффективность. Например, когда краска наносится на предмет как струя, некоторая часть краски, направленная на предмет, не может быть нанесена на предмет. Даже в еще более неблагоприятных условиях краска и предмет могут приобрести статический заряд одинаковой полярности, что приводит к частичному отслаиванию краски от предмета. Другим обычно наблюдаемым недостатком окрашивания является то, что слой краски на окрашенном предмете может быть неравномерной толщины. Еще одним обычно наблюдаемым недостатком окрашивания, в частности, при окрашивании распылением предметов, имеющих сложную форму, является то, что краска имеет тенденцию перемещаться из напыляющего устройства к напыляемому предмету по относительно прямой линии и может не покрыть поверхности, которые не находятся на прямой линии по отношению к напыляющему устройству.

В случаях окрашивания, требующих очень высококачественного внешнего вида (отделки), таких как окраска частей автомобильного корпуса, обычно требуется полностью и равномерно окрашенный предмет с минимальным расходом краски. Это требуется по нескольким причинам. Во-первых, краска для такого применения является часто очень дорогой. Поэтому снижение потребления краски предполагает непосредственный выигрыш от сниженной стоимости краски. Во-вторых, краска, которая не осаждается на окрашиваемом предмете, может попасть в окружающую среду, и эти потери могут быть экологически нежелательными. Поэтому снижение количества потерь краски в окружающую среду в процессе окраски снижает стоимость размещения твердой составляющей потерь краски и снижает выделение растворителей краски. В-третьих, в то время как слой краски, являющийся слегка завышенным по толщине на предмете, может иногда допускаться, слой краски, являющийся слишком тонким, чаще всего является недопустимым. Кроме улучшения внешнего вида предмета, современные краски часто играют жизненную роль в защите окрашиваемого предмета от окружающей среды. Например, краска может защитить металлический предмет от коррозии или защитить пластмассовый предмет от деструкции при ультрафиолетовом облучении. Поэтому дефектов на окрашенных предметах в виде участков слишком тонкой краски можно избежать при нанесении краски на предметы, когда слой краски является консистентным и достаточной толщины.

Для того, чтобы минимизировать недостатки неэффективного покрытия, существует общая практика окрашивания некоторых материалов при нанесении краски способом электростатического распыления. В процессе электростатического окрашивания между краской и окрашиваемым предметом создается статический электрический потенциал, который заставляет краску притягиваться к предмету. Как результат электростатического притяжения меньше краски может теряться в окружающую среду, и краска может быть более равномерно нанесена на предмет без того, чтобы вся поверхность была непосредственно доступна для оборудования, распыляющего краску.

Но электростатическое окрашивание предметов не всегда свободно от трудностей. Для электростатического окрашивания предмета между окрашиваемым предметом и наносимой на предмет краски создается электростатический зарядный потенциал. Если предмет является непроводящим, либо имеет очень низкую проводимость, он не может быть эффективно электростатически заряжен и поэтому не может быть эффективно электростатически окрашен.

Одним из средств электростатического окрашивания полимеров является сначала придание им большей проводимости при получении полимеров из композиций, содержащих проводящие наполнители. Заявка на Европейский патент 0363103 на имя Судзуки и др., рассматривает получение термопластичного полимера, имеющего 2 - 50 мас.% волокнистого проводящего наполнителя, такого как углеродные волокна, металлические волокна, металлизированные стеклянные волокна, углеродные волокна с металлическим покрытием и проводящие "усы" из титаната калия. Полимер протравливается и затем электростатически окрашивается. Однако, добавление таких больших количеств волокнистых наполнителей в полимер может отрицательно влиять на физические свойства и внешний вид окрашенного полимера. Отдельная стадия травления может также быть нежелательной.

Заявка JP 11 2-18060, переданная Kanto Auto Works, рассматривает получение полиуретановых подложек, имеющих улучшенную проводимость. Полиуретаны этой ссылки получаются с аммониевыми солями, такими как n-алкилдиметиламмонийсульфаты. Одна трудность, связанная с такими добавками, заключается в том, что они вызывают проводимость, только когда увлажняются. Это может быть проблемой при окрашивании в регионе, где окружающая влажность является недостаточной. Напротив, умышленное увлажнение деталей перед их электростатическим окрашиванием может быть времязатратным и дорогостоящим.

Наиболее близким по существу к предложенному способу является способ электростатического окрашивания полимеров, полученных из материала, содержащего полиуретановые группы, и нелетучей соли металла (EP, 0309286).

Другим средством электростатического окрашивания полимеров является предварительное превращение их в более проводящие в результате нанесения проводящих агентов, называемых "грунтами". Эти грунты являются проводящими агентами, которые адгезируют к поверхности полимера. Такие агенты могут включать материалы, такие как четвертичные амины. Одной из проблем таких соединений является то, что они часто являются гидрофильными. В процессе реакционного инжекционного формования (РИФ = RIM) полиуретанов адсорбционная вода может вызывать дефекты на поверхности полимера. Гидрофильные покрытия могут усугублять тенденцию предметов к адсорбции воды до окрашивания, вызывая, тем самым, образование дефектов, и поэтому являются нежелательными для случаев применения, требующих высококачественной отделки.

Еще одним решением проблемы электростатического окрашивания пластиков является предварительное покрытие полимерного предмета проводящим покрытием, и затем электростатическое окрашивание покрытого предмета. Например, патент США 5071593 на имя Такахаши и др., рассматривает покрытие проблематичных пластиков, таких как полиацеталь и полиэфиры, проводящим агентом до электростатического окрашивания. Однако, покрытие предмета проводящим агентом может быть неэффективным. Оно требует капиталозатрат на дополнительное окрасочное оборудование, дополнительное время обработки для нанесения проводящего агента с сушкой (отверждением) и затраты на стоимость проводящего агента.

В науке известно, что полимеры, в частности получаемые реакционным инжекционным формованием полиуретановые/полимочевинные полимеры, являются материалами, используемыми для получения автомобильных деталей, таких как, например, лобовая и внутренние и наружные панели. Для того, чтобы окрасить детали, получаемые из таких полимеров, и получить высокое качество внешней окраски, как требуется в современной практике производства автомобилей, известно электростатическое окрашивание этих деталей после предварительного нанесения на них проводящего грунта. Известные способы электростатического окрашивания полимерных изделий включают, по крайней мере, стадии: (1) получения окрашиваемого предмета из полиуретановых/полимочевинных полимерных рецептур (композиций); (2) покрытия предмета проводящим агентом (или проводящим грунтом); (3) приложения электрического заряда первой полярности к краске; (4) приложения электрического заряда второй и противоположной полярности к предмету (или заряд только либо краски, либо изделий относительно земли, тогда как другое остается нейтральным к земле); и (5) распыления краски из окрашивающего оборудования на предмет.

В технике желательно иметь эффективное электростатическое окрашивание полимеров без предварительной обработки полимера в результате грунтовки или предварительного покрытия полимера проводящим материалом. Также в технике желательно более эффективно электростатически окрашивать полимер, который имеет грунт или предварительно покрыт проводящим веществом. В технике желательно получить полимер с достаточной собственной проводимостью для эффективного электростатического окрашивания полимера. Желательно в технике, чтобы окрашивамый полимер не требовал специальной обработки, такой как увлажнение. И также желательно в технике, чтобы окрашенный полимер имел достаточно высококачественную окрашенную поверхность и достаточно высокие физические свойства, так чтобы полимер мог быть использован в пользующихся большим спросом применения, таких как автомобильное производство. Наконец, в технике желательно, чтобы предметы разнородного состава, например металл и пластик, могли быть окрашены лучше как целое, чем окрашены отдельно и затем соединены вместе.

В одном аспекте настоящее изобретение представляет способ электростатического окрашивания отверждаемых полимеров, содержащих мочевинные и/или уретановые группы, состоящий из стадий: (A) получения отверждаемого полимера из полимерной рецептуры (композиции), включающей (1) материалы, которые содержат или образуют мочевинные группы, уретановые группы или их смеси; и (2) индуцирующие проводимость материалы нелетучих солей металлов, и (B) электростатического окрашивания полимера, в котором (a) полимер может быть эффективно электростатически окрашен, и (b) полимер не должен быть проводящим до введения в полимер индуцирующих проводимость материалов нелетучих солей металлов.

Другим аспектом настоящего изобретения является способ электростатического окрашивания отверждаемого полимера, содержащего мочевинные и/или уретановые группы, в котором полимер перерабатывается в формованное изделие, покрываемое проводящим веществом и затем электростатически окрашиваемое, причем улучшение состоит в получении полимера из полимерной рецептуры (композиции), включающей (1) материалы, которые содержат или образуют мочевинные группы, уретановые группы или их смеси, и (2) инициирующий проводимость материал нелетучих солей металлов.

Еще одним аспектом настоящего изобретения является электростатически окрашенный предмет содержащий, по крайней мере, два слоя, причем первый слой является слоем полимера, получаемого из полимерной композиции, включающей (1) материалы, которые содержат или образуют мочевинные группы, уретановые группы или их смеси, и (2) инициирующий проводимость материал нелетучих солей металлов, а второй слой является слоем электростатически нанесенной краски, где (a) полимер может быть эффективно электростатически окрашен, и (b) полимер не должен быть проводящим до введения в полимер индуцирующих проводимость материалов нелетучих солей металлов.

Настоящее изобретение является улучшением известных способов электростатического окрашивания полимеров. Это улучшение включает получение окрашенного предмета из полимерной композиции, включающей (1) материалы, которые содержат мочевинные и/или уретановые группы, (2) индуцирующий проводимость материал нелетучих солей металлов. Получаемые полимеры могут электростатически окрашиваться без использования проводящего грунта или другого подготовительного покрытия (подслоя).

В способе настоящего изобретения окрашивается отверждаемый полимер. Для целей настоящего изобретения отверждаемым полимером является полимер, в котором реакция для получения полимера является фактически завершенной, и полимер находится в твердой и, предпочтительно, фиксированной форме. Еще более предпочтительно, полимер находится в форме, пригодной для окрашивания. Например, полимер может быть в форме панели автомобильного корпуса, наружной, боковой или лобовой.

Индуцирующими проводимость материалами настоящего изобретения являются нелетучие соли металла. В качестве соли индуцирующие проводимость материалы настоящего изобретения имеют как катион, так и анион. Катионом солей может быть катион любого металла, который образует ионизуемую соль с одним или более анионов, включая Li, Be, Na, Mg, Al, K, Ca, Ga, Ge, Cu, Zn, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Rb, Sr, In, Sn, Sb, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, Cs, Ba, Tl, Pb, Bi, Po, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Fr, Ra и ряд лантанидов Периодической таблицы элементов. Предпочтительно, катионом является катион щелочного металла (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) щелочноземельные металлы (Ca, Ba, Sr, Ra), Co, Ni, Fe, Cu, Cd, Zn, Sn, Al или Ag; более предпочтительно, катионом является катион щелочноземельного или щелочного металла; еще более предпочтительно, катионом является одновалентный катион, особенно, катион щелочного металла; и наиболее предпочтительно, катионом является катион Li, Na, K или их смеси. Катионы нелетучих солей металлов настоящего изобретения могут быть выбраны из группы, состоящей из катионов Li, Na, K и их смесей.

Индуцирующими проводимость материалами нелетучих солей металлов настоящего изобретения являются соли некоторых анионов с катионами, описанными выше. Одной группой нелетучих солей металлов, предпочтительно, являются соли фторалкилсульфокислоты. Анионом фторалкилсульфокислоты (фторалкилсульфонатом) является соответственно любой анион фторалкилсульфокислоты, совместимый с конкретной композицией, в которой он используется. Преимущественно, предпочтительные фторалкилсульфонаты имеют от 1 до 20 атомов углерода и имеют либо прямую цепь, разветвленную, либо циклическую. Фторалкилсульфонатами являются сульфонатные анионы, имеющие алкильную группу, имеющую фторзамещение, т. е. атомы фтора, связанные с атомами углерода алкильных групп. Алкильные группы, необязательно, имеют также атомы водорода и/или другие атомы галогена, соединенные с атомами углерода. Предпочтительно, не менее 25%, более предпочтительно, 75% от количества атомов, не являющихся углеродом, которые соединены с атомами углеродфторалкильных групп; являются галогеном, предпочтительно, фтором. Более предпочтительно, фторалкильные группы являются пергалоидальными группами, т. е. алькильными группами, имеющими только галоидзамещение. Соответствующие галогены включают фтор, хлор, бром и иод, предпочтительно, фтор и хлор. Соответствующие анионы пергалоидалкилсульфокислоты включают в себя, например, C₂H₂F₃SO^-₃ (трезилат), Фторалкильными группами, наиболее предпочтительно, являются перфторалкильные группы. Представители анионов перфторалкислульфокислоты включают в себя, например, CF₃SO^-₃ (трифлейт), C₂F₅SO^-₃, C₃F₇SO^-₃, C₄F₉SO^-₃ (нонафлейт), их изомеры и их смеси. Соли перфторалкилсульфонатов, предпочтительно, имеют от 1 до 2, более предпочтительно, от 1 до 10 атомов углерода, с точки зрения пригодности и совместимости с полимерами.

В качестве индуцирующих проводимость материалов для получения композиций настоящего изобретения также могут быть использованы другие нелетучие соли металлов. Анион таких солей известен специалистам такими характеристиками, как --связь, электронотбирающие группы, такие как атомы галогена и возможность резонансных структур. Анион, предпочтительно, является относительно большим, многоатомным анионом, имеющие заместители, подобные фенильным группам, атомам серы и атомам фосфора, которые могут акцептировать и делокализовать заряд электронов; более предпочтительно, анион имеет более 1, более предпочтительно, не менее 4, наиболее предпочтительно, но не менее 5 атомов неметаллов.

Обычно предлагается, что атомы неметаллов выбираются из группы, состоящей из бора, углерода, кремния, фосфора, мышьяка, кислорода, серы, селена, теллура, фтора, хлора, брома, иода и астата. Предпочтительными атомами неметаллов являются бор, фосфор, сера, фтор и углерод в ароматических группах; причем сера и углерод в ароматических группах являются более предпочтительными. Анион, предпочтительно, является одновалентным. Анион, более предпочтительно, является сопряженным основанием неорганической кислоты, имеющей один или более делокализуемых электронов, например, ион фторалкилсульфоната или тетраорганобора. Такие анионы включают в себя, например, NO^-₃, CN^-, SO²₄^-, HSO^-₄, SO²₃, PX^-₆, HSO^-₃, CNSO^-₃, XSO^-₃, где X - галоген, SXSO^-₃, где X - водород или анион, ClO^-₄, PO³₄^-; H₂PO^-₄, PO²₃^-, HPO²₃^-, H₂PO^-₃, особенно тетраалкил- и тетраарилбор-ионы и неалкил- или неарилзамещенные сульфоионы.

Для целей настоящего изобретения термин нелетучая соль металла, кроме того, определяется для исключения тех солей, которые являются несовместимыми или нежелательными в композициях полимеров, имеющих уретановые и/или мочевинные группы. Например, анион нелетучей соли металлов настоящего изобретения не является SCN^--анион, потому что соли этих анионов могут вызывать проблемы при переработке благодаря росту вязкости полимочевинных композиций. Также известно, что в некоторых полиуретановых композициях SCN^--анионы являются водоэкстрагируемыми. Это свойство может вызвать проблемы в некоторых случаях окрашивания. Напротив, нелетучие соли металлов, имеющие хорошую совместимость с композициями полимеров, имеющих уретановые и/или мочевинные группы, включаются и являются предпочтительными. Например, анионы тетрафенилбора и гексафторфосфата являются особенно предпочтительными в качестве индуцирующих проводимость материалов для настоящего изобретения благодаря своей хорошей совместимости и перерабатываемости. Смеси нелетучих солей металлов настоящего изобретения могут быть также использованы для осуществления изобретения. Наиболее предпочтительно, нелетучими солями металлов настоящего изобретения являются соли, у которых анион нелетучей соли металла выбирается из группы состоящей из перфторалкилсульфоната, тетрафенилбор-аниона, гексафторфосфат-аниона или их смесей.

Количество индуцирующего проводимость материала, которое входит в полиуретановые/полимочевинные композиции настоящего изобретения, зависит от полимера. В практике настоящего изобретения достаточно повышающий проводимость материал вводится в композицию, делая материал достаточно проводящим для осуществления эффективного электростатического окрашивания. Для полимера, который является сравнительно непроводящим, может потребоваться большее количество индуцирующего проводимость материал, чем для полимера, который является сравнительно более проводящим. Однако, обычно количество индуцирующего проводимость материала, добавляемое в полимерную композицию, используемую для получения электростатически окрашиваемых полиуретановых/полимочевинных полимеров, предпочтительно, составляет от 0,02 до 1,5%, более предпочтительно, от 0,5 до 1,0% и, еще более предпочтительно, от 0,1 до 0,75%.

Индуцирующими проводимость материалами нелетучих солей металлов настоящего изобретения, предпочтительно, являются такие, которые при введении в полимерную композицию дают полимер, который имеет физические свойства, фактически подобные свойствам идентичных полимеров, полученных без индуцирующих проводимость материалов нелетучих солей металлов. К этим свойствам относятся те свойства, которые определяют, используется ли полимер по назначению. Например, одним таким свойством является эстетический внешний вид. Если нелетучая соль металла придает полимеру нежелательный внешний вид при минимальной концентрации, необходимой для эффективного окрашивания полимера, она не является предпочтительным индуцирующим проводимость материалом настоящего изобретения. Другие физические свойства, часто используемые для определения, пригоден ли полимер для электростатического окрашивания, включает в себя: модуль упругости при изгибе, прочность на раздир и предел прочности при растяжении. Для цели настоящего изобретения, два полимера имеют практически одинаковые свойства, если значения этих характеристик отличаются друг от друга в пределах 15%, предпочтительно 12%, и наиболее предпочтительно 10%. В некоторых случаях, когда нелетучие соли металлов настоящего изобретения могут взаимодействовать с полимерами, они вводятся с действительным улучшением некоторых физических свойств полимера.

Полимеры настоящего изобретения могут электростатически окрашиваться с такой же эффективностью, как контрольное окрашивание стали в аналогичных условиях. Эффективность способа окрашивания определяется по измерению количества краски, нанесенной на предмет в процессе электростатического окрашивания. Для целей настоящего изобретения термин "эффективно электростатически окрашенный" определяется как условие, при котором слой равной толщины краски наносится на полимерный предмет, как и на стальной предмет при электрическом окрашивании в тех же или практически в аналогичных условиях.

Способ настоящего изобретения может быть использован с полимерами, которые не являются проводящими до введения индуцирующих проводимость материалов нетелучих солей металлов настоящего изобретения. Для целей настоящего изобретения термин "проводящий" определяется как имеющий достаточную электропроводимость для эффективного электростатического окрашивания. Термин "эффективно электростатически окрашенный" используется как определенный выше в предыдущем абзаце.

Полимеры настоящего изобретения имеют мочевинные группы, уретановые группы и их смеси. То есть, полимеры могут быть получены из материалов, которые содержат или реагируют с образованием только полиуретановых или полимочевинных групп, или полимеры настоящего изобретения могут быть получены из материалов, которые содержат или реагируют с образованием как полиуретановых, так и полимочевинных групп. В практике настоящего изобретения также могут быть образованы другие полимерные связи. Например, может быть получен полимер, имеющий полиуретановые, полимочевинные и изоциануратные группы.

Полимеры настоящего изобретения могут быть также полимерными смесями и полимерами с взаимопроникающими полимерными сетками. Например, полиуретан настоящего изобретения может быть смешан с другим полимером, таким как тройной сополимер акрилонитрил-бутадиен-стирола, и затем электростатически окрашен. Другие смешиваемые полимеры, используемые в настоящем изобретении, включают в себя (но не ограниваются этим) найлон (полиамид), полиэтилентерефталат и полиакрилат. Полимеры с взаимопроникающими сетками могут быть получены с полимерами настоящего изобретения с материалами, такими как эпоксидные смолы и поликарбонатные смолы. Сетчатые полимеры могут быть получены в результате введения одного или более мономеров в композиции настоящего изобретения, так что материалы образуют совместную сплошную или расслоенную на фазы на месте полимерную сетку. Предпочтительно, полимеры, содержащие мочевинные/уретановые группы, являются преобладающими компонентами многополимерных композиций настоящего изобретения.

Полимеры настоящего изобретения могут быть либо термопластичными, либо термоотверждающимися.

Полиуретаны получаются из композиций (рецептур), содержащих как полиизоцианат, так и полиспирт. Полимочевины получаются из композиций (рецептур), содержащих как полиизоцианат, так и полиамин. Полиуретановые/полимочевинные полимеры часто получаются из композиций (рецептур), содержащих полиизоцианат и как полиспирт, так и полиамин.

В практике настоящего изобретения полиизоцианатный компонент композиции может быть, преимущественно, выбран из органических полиизоцианатов, модифицированных полиизоцианатов, форполимеров на основе изоцианатов и их смесей. Они могут включать в себя алифатические и циклоалифатические изоцианаты, но ароматические и, особенно, полифункциональные ароматические изоцианаты являются предпочтительными. Предпочтительными являются 2,4- и 2,6-толуолдиизоцианат и соответствующие смеси изомеров; 4,4' -,2,4' - и 2,2'-дифенилметандиизоцианат и соответствующие смеси изомеров; смеси 4,4'-, 2,4'- и 2,2'-дифенилметандиизоцианатов и полифенилполиметанполиизоцианатов (ПМДИ = PMDI); и смеси ПМДИ и толуолдиизоцианатов. Кроме того, в настоящем изобретении используются алифатические и циклоалифатические изоцианатные соединения, такие как 1,6-гексаметилендиизоцианат; 1-изоцианато-3,5,5-триметил-1,3-изоцианатометилциклогексан; 2,4'- и 2,6-гексагидротолуолдиизоцианат, а также соответствующие смеси изомеров; 4,4'-, 2,2'- и 2,4'-дициклогексилметандиизоцианат, а также соответствующие смеси изомеров.

Кроме того, преимущественно используемыми для полиизоцианатного компонента являются так называемые модифицированные полифункциональные изоцианаты, т. е. продукты, которые получаются с помощью химических реакций из указанных выше диизоцианатов и/или полиизоцианатов. Примерами являются полиизоцианаты, содержащие сложные эфиры, мочевины, биуреты (карбамилмочевины), аллофанаты и, предпочтительно, карбодиимиды и/или уретонимины; диизоцианаты или полиизоцианаты, содержащие изоциануратные и/или уретановые группы. Также могут быть использованы жидкие полиизоцианаты, содержащие карбодиимидные группы, уретониминные группы и/или изоциануратные кольца, имеющие содержание изоцианатных (NCO) групп от 10 до 40 мас.%, более предпочтительно, от 20 до 35 мас. %. Они включают, например, полиизоцианаты на основе 4,4'-, 2,4'- и/или 2,2'-дифенилметандиизоцианата и соответствующих смесей изомеров, 2,4- и/или 2,6-толуолдиизоцианата и соответствующих смесей изомеров, 4,4'-, 2,4' - и 2,2'-дифенилметандиизоцината и соответствующих смесей изомеров; смесей дифенилметандиизоцианатов и ПМДИ и смесей толуолдиизоцианатов и ПМДИ и /или дифенилметандиизоцианатов.

Пригодными также являются форполимеры, имеющие NCO-содержащие от 5 до 40 мас. %, более предпочтительно, от 15 от 30 мас.%. Эти форполимеры получаются реакцией ди- и/или полиизоцианатов с материалами, включающими в себя диолы, триолы, но также они могут быть получены с многовалентными содержащими активный водород соединениями, такими как ди- и триамины и ди- и тритиолы. Отдельными примерами являются ароматические полиизоцианаты, содержащие уретановые группы, предпочтительно, имеющие NCO-содержание от 5 до 40 мас.%. более предпочтительно, 20 - 35 мас.%, получаемые реакцией диизоцианатов и/или полиизоцианатов, например, с низкомолекулярными диолами, триолами, оксиалкиленгликолями, диоксиалкиленгликолями или полиоксиалкиленгликолями, имеющими молекулярную массу до 800. Эти полиолы могут использоваться отдельно или в смесях как ди- и/или полиоксиалкиленгликоли. Например, могут быть использованы диэтиленгликоли, дипропиленгликоли, полиоксиэтиленгликоли, полиоксипропиленгликоли и полиоксипропиленполиоксиэтиленгликоли.

Особенно используемыми в настоящем изобретении являются: (i) полиизоцианаты, имеющие NCO-содержание от 8 до 40 мас.%, содержащие карбодиимидные группы и/или уретановые группы, из 4,4'-дифенилметандиизоцианата или смеси 4,4'- и 2,4'- дифенилметандиизоцианатов; (ii) форполимеры, содержащие NCO-группы, имеющие NCO-содержание от 20 до 35 мас.%, по отношению к массе форполимера, получаемые реакцией полиоксиалкиленполиолов, имеющих функциональность, предпочтительно, от 2 до 4 и молекулярную массу от 800 до 15000, с 4,4'-дифенилметандиизоцианатом или со смесью 4,4'- и 2,4'-дифенилметандиизоцианатов и смесями (i) и (ii); и (iii) 2,4- и 2,6-толуолдиизоцианат и соответствующие смеси изомеров. ПМДИ в любой из его форм также может быть использован и является предпочтительным. В этом случае он имеет, предпочтительно, эквивалентную массу 125 - 300, более предпочтительно, 130 - 175, и среднюю функциональность более 2. Более предпочтительной является средняя функциональность от 2,5 до 3,5. Вязкость полиизоцианатного компонента составляет, предпочтительно, от 25 до 5000 сантипуаз (спз) (0,025 - 5 Пас), но значения от 100 до 1000 спз (0,1 - 1 Пас) при 25^oC являются предпочтительными для облегчения перерабатываемости. Аналогичные значения вязкости являются предпочтительными, когда выбираются альтернативные полиизоцианатные компоненты.

В практике настоящего изобретения полиспиртовой компонент композиции может быть преимущественно выбран из следующих классов составов, отдельно или в смесях: (a) алкиленоксидные (спиртоокисные) аддукты полигидроксиалканов; (b) алкиленоксидные аддукты невосстанавливающихся сахаров и производных сахаров; (c) алкиленоксидные аддукты фосфорной и полифосфорной кислот; и (d) алкиленоксидные аддукты полифенолов. Полиолы этих типов обозначаются здесь как "основные полиолы". Примерами используемых здесь алкиленоксидных аддуктов полигидроксиалканов являются аддукты этиленгликоля, пропиленгликоля, 1,3-дигидроксипропана, 1,4-дигидроксибутана и 1,6-дигидроксигексана, глицерина, 1,2,4-тригидроксибутана, 1,2,6-тригидроксиэтана, 1,1,1-триметилэтана, 1,1,1-триметилолпропана, пентаэритрита, поликапролактона, ксилита, арабита, сорбита и маннита. Предпочтительными здесь в качестве алкиленоксидных аддуктов полигидроксиалканов являются этиленоксидные аддукты тригидроксиалканов. Другие используемые аддукты включают в себя этилендиамин, глицерин, аммиак, 1,2,3,4-тетрагидроксибутан, фруктозу и сахарозу.

Также предпочтительными являются поли(оксипропилен)гликоли, триолы, тетролы, пентолы и гексолы и любые из них, которые блокируются с этиленоксидом. Эти полиолы также включают поли(оксипропиленоксиэтилен)полиолы. Оксиэтиленсодержание должно, предпочтительно, составлять менее 80 мас.% от общего и, более предпочтительно, менее 40 мас.%. При использовании этиленоксида он может быть введен любым путем в полимерную цепь, например, в виде внутренних блоков, концевых блоков или статистически распределенных блоков или в виде любой их комбинации.

Другим предпочтительным классом полиолов являются "сополимерные полиолы", которые являются основными полиолами, содержащими стабильно диспергированные полимеры, такие как сополимеры стирола с акрилонитрилом. Эти сополимерные полиолы могут быть получены из реакционных смесей, содержащих целый ряд других материалов, включая, например, катализаторы, такие как азобисизобутиронитрил; сополимерные стабилизаторы, и переносчики кинетической цепи, такие как изопропанол.

Содержащие активный водород соединения полиизоцианатного полиприсоединения (P I PA) также используются для получения композиций настоящего изобретения. P I PA-соединения обычно являются продуктами реакции ТДИ (толуилендиизоцианата) и триэтаноламина. Способ получения P I PA-соединений может быть найден, например, в патенте США N 4374209, выданном Роулэндсу.

Для получения полимеров настоящего изобретения могут быть использованы (сложный полиэфир)полиолы (сложные полиэфиры с концевыми гидроксильными группами). Например, используются полиолы, полученные из капролактама. Полиолы, полученные из бутандиола и адипиновой кислоты, также могут быть использованы. Любой сложный полиэфир, известный специалистам как используемый для получения полиуретанов и полимочевин, может быть использован в настоящем изобретении.

Низкомолекулярные диолы и триолы могут быть также использованы для получения полимеров настоящего изобретения. Особенно используемым является этиленгликоль, но могут быть также использованы другие подобные соединения. Пропиленгликоль, диэтиленгликоль являются также пригодными для использования в настоящем изобретении.

В практике настоящего изобретения полиаминный компонент композиции может быть выбран из группы, включающей полиамины и полиолы с аминным окончанием. Полиамины являются предпочтительными для получения полиуретановых/полимочевинных композиций настоящего изобретения и включают известные низкомолекулярные соединения, реакционноспособные по отношению к изоцианату, такие как ароматические полиамины, особенно, диамины, имеющие молекулярную массу менее 800, предпочтительно, менее 500.

Предпочтительные соединения, содержащие аминогруппы, включают в себя пространственно затрудненные ароматические диамины, которые содержат, по крайней мере, один линейный или разветвленый алкил-заместитель в орто-положении к первой аминогруппе и, по крайней мере, один, предпочтительно, два линейных или разветвленных алкил-заместителя, содержащих, по крайней мере, один, предпочтительно, от одного до трех углеродных атома в орто-положении ко второй аминогруппе. Эти ароматические диамины включают в себя 1-метил-3,5-диэтил-2,4-диаминобензол, 1-метил-3,5-диэтил-2,6-диаминобензол, 1,3,5-триметил-2,4-диаминобензол, 1-метил-5-t-бутил-2,4-диаминобензол, 1-метил-5-t-бутил-2,6-диаминобензол, 1,3,5-триэтил-2,4-диаминобензол, 1-метил-5-t-бутил-2,4-диаминобензол, 1-метил-5-t-бутил-2,6-диаминобензол, 1,3,5-триэтил-2,4-диаминобензол, 3,5,3',5'-тетраэтил-4,4'-диаминодифенилметан, 3,5,3', 5'-тетраизопропил-4,4'-диаминодифенилметан, 3,5-диэтил-3',5'-диизопропил-4,4'-диаминодифенилметан, 3,3'-диэтил-5,5'-диизопропил-4,4'-диаминодифенилметан, 1-метил-2,6-диамино-4-изопропилбензол и смеси указанных выше диаминов. Наиболее предпочтительными являются смеси 1-метил-3,5-диэтил-2,4-диаминобензола и 1-метил-3,5-диэтил-2,6-диаминобензола при массовом соотношении от 50: 50 до 85:15, предпочтительно, от 65:35 до 80:20.

Незатрудненные ароматические полиамины могут быть использованы с пространственно затрудненными удлинителями цепи и включают 2,4- и/или диаминотолуол, 2,4'- и/или 4,4'-диаминодифенилметан, 1,2'- и 1,4-фенилдиамин, нафталин-1,5-диамин и трифенилметан-4,4', 4''-триамин. Дифункциональные и полифункциональные ароматические аминные соединения могут также исключительно или частично содержать вторичные аминогруппы, такие как 4,4'-ди(метиламино)дифенилметан или 1-метил-2-метиламино-4-аминобензол. Также пригодными являются жидкие смеси полифенилполиметиленполиаминов типа, полученного конденсированием анилина с формальдегидом.

Обычно пространственно незатрудненные ароматические диамины и полиамины являются слишком реакционноспособными для обеспечения достаточного времени переработки при получении полимеров, таких как РИФ полиуретаны и полимочевины. Соответственно, эти диамины и полиамины должны использоваться в комбинации с одним или более указанных выше пространственно затрудненных диаминов. Одним исключением из этого является случай метилендиортохлоранилина. Этот конкретный диамин, хотя пространственно незатрудненный, является пригодным материалом для получения РИФ полиуретанов/ полимочевин.

Полиуретановые катализаторы также соответственно используются в настоящем изобретении. Катализатор, предпочтительно, вводится в композицию (рецептуру) в количестве, пригодном для увеличения скорости реакции между изоцианатными группами композиции настоящего изобретения и гидроксилреакционными частицами. Хотя известен целый ряд материалов для использования для использования для этой цели, наиболее широко используемыми и предпочтительными катализаторами являются третичноаминные катализаторы и оловоорганические катализаторы.

Примеры третичноаминных катализаторов включают триэтилендиамин, N-метилморфолин, N-этилморфолин, диэтилэтаноламин, N-кокоморфолин, 1-метил-4-диметиламиноэтилпиперазин, 3-метокси-N-