基于聚氨基甲酸酯的瀝青組合物的制作方法
【技術領域】
[0001] 實施例設及包括漸青和聚氨基甲酸醋樹脂系統(tǒng)的基于聚氨基甲酸醋的漸青組合 物，所述聚氨基甲酸醋樹脂系統(tǒng)具有腰果酪改性的多元醇(其含有至少兩個徑基和至少一 個衍生自腰果酪的部分），例如腰果酪改性的環(huán)氧多元醇；W及其制造方法。
【背景技術】
[0002] 基于漸青的產品可W多種形式(例如乳液或滲合物)施用并且通過多種技術加工。 漸青相對便宜并且提供關于耐候性和水不可滲透性的良好特性。因此，漸青可存在于市場 上的許多行業(yè)產品中，例如屋頂、合模填縫、特殊涂料、鋪路材料(例如道路和車道）、熱烙膠 粘著劑、保水屏障等。舉例來說，基于漸青的產品可用作保護金屬和混凝上襯底的防水和/ 或防腐涂料。漸青還可W回收從而再循環(huán)。
[0003] 漸青組合物通常包括增加所得基于漸青的產品的橡膠彈性稠度的可固化材料?？?固化材料和漸青的高效互混的要求在兩種材料之間良好相容。然而，因為漸青（也稱為柏 油）在環(huán)境溫度或室溫下可W是粘性黑色并且高粘度液體或半固體石油，所W發(fā)現尤其難 W與基于聚氨基甲酸醋的材料相容混合。因此，行業(yè)中強烈需要發(fā)現提高漸青和聚氨基甲 酸醋材料之間的相容性從而形成滿足所要效能標準的基于聚氨基甲酸醋的漸青組合物的 解決方案。具體來說，高效互混基于聚氨基甲酸醋的材料和漸青，可W實現例如拉伸強度和 伸長率的所要機械特性。

【發(fā)明內容】

[0004] 可W通過提供包括漸青組分和聚氨基甲酸醋樹脂系統(tǒng)的基于聚氨基甲酸醋的漸 青組合物來實現實施例，所述聚氨基甲酸醋樹脂系統(tǒng)是包括至少一種聚異氯酸醋的異氯酸 醋組分和包括腰果酪改性的環(huán)氧多元醇的異氯酸醋反應性組分的反應產物。腰果酪改性的 環(huán)氧多元醇為環(huán)氧基比環(huán)氧基反應性基團的比率為1:0.95到1:5的環(huán)氧組分和環(huán)氧基反應 性組分的反應產物。環(huán)氧基反應性組分包括腰果酪組分。
【附圖說明】
[0005] 圖IA和圖IB示出了示范性涂料。
【具體實施方式】
[0006] 行業(yè)中需要將環(huán)氧樹脂和漸青組合在一起形成可混溶組合物的組合物，其例如展 現例如高機械強度、高溫效能和/或高防腐效能的特性的組合的協(xié)同作用。另外，高度需要 能夠制造新穎可固化環(huán)氧樹脂組合物，其中所述組合物呈現針對多種應用（例如保護性涂 料/層、路面和±木工程應用）的所要特性。
[0007] 相信在實施例中，環(huán)氧化合物和漸青在衍生自腰果酪的多元醇存在下容易彼此組 合。腰果酪可W是腰果殼液(CNSL)中的組分，例如使得在衍生自CN化中的腰果酪的多元醇 存在下形成腰果酪改性的多元醇。舉例來說，衍生自腰果酪的多元醇可W提高漸青和環(huán)氧 樹脂之間的相容性。相容的意思是物質W足W形成基本上均質混合物的全部比例混合的特 性或能力?；跐u青的組合物可包括（i)含有CN化部分(例如基于腰果酪的部分）的環(huán)氧樹 脂化合物，（ii)含有異氯酸醋和CN化衍生的多元醇(例如腰果酪改性的多元醇，可W是腰果 酪改性的環(huán)氧多元醇）的反應產物的硬化劑化合物，W及（iii)其混合物。腰果酪改性的多 元醇可W是非環(huán)氧基衍生的多元醇（例如腰果酪衍生的酪醒多元醇），例如在公開案第WO 2011/003446號中所論述(其可W進一步烷氧基化形成徑基多元醇）。腰果酪改性的多元醇 的另一實例是基于與甲醒和乙醇胺形成曼尼希堿的曼尼希反應(Mannich reaction)，所述 曼尼希堿也是一種多元醇(其可W進一步烷氧基化形成徑基多元醇）。
[0008] 示范性實施例還設及腰果酪改性的多元醇，即腰果酪改性的環(huán)氧多元醇。舉例來 說，根據實施例，并入聚氨基甲酸醋和環(huán)氧基的化學性質的聚氨基甲酸醋樹脂系統(tǒng)提供于 漸青的相容性(例如包括聚氨基甲酸醋樹脂系統(tǒng)和漸青的涂料觀察起來均勻）和所要機械 特性(例如大于1.OM化的拉伸強度和大于350的伸長率％)。聚氨基甲酸醋樹脂系統(tǒng)可用于 基于漸青的組合物和包括基于漸青的組合物的復合物和/或涂料中。所得復合物和/或涂料 可在惡劣環(huán)境條件中使用。聚氨基甲酸醋樹脂系統(tǒng)可W使用基于生物質的樹脂代替基于石 化的樹脂，所述基于生物質的樹脂是環(huán)氧樹脂和生物質衍生的化合物(例如腰果酪)的反應 產物。舉例來說，美國專利第7,812,101號論述環(huán)氧基比環(huán)氧基反應性基團的比率為1:0.2 到1:0.8,但此類基于部分改性的生物質的樹脂可能不適用于基于聚氨基甲酸醋的漸青組 合物。實施例的環(huán)氧基比環(huán)氧基反應性基團的比率為1:0.95到1: 5。
[0009] 聚氨基甲酸醋樹脂系統(tǒng)(例如熱固性和/或熱塑性)包括具有異氯酸醋組分和異氯 酸醋反應性組分的混合物。聚氨基甲酸醋樹脂系統(tǒng)是基于異氯酸醋部分與異氯酸醋反應性 基團（例如徑基部分)的反應形成的聚氨基甲酸醋基。異氯酸醋組分包括至少一種聚異氯酸 醋并且異氯酸醋反應性組分包括多元醇組分。多元醇組分可包括至少一種腰果酪改性的多 元醇，例如多元醇的一個徑基可W預反應形成包埋在多元醇結構內的醋鍵。根據示范性實 施例，耐濕性通過使用天然油衍生的腰果殼液實現，同時仍實現機械性能和相對長的膠凝 時間。視應用而定，致力于改良的應用可W實現漸青應用(例如涂料)的足夠膠凝時間。
[0010] 聚氨基甲酸醋樹脂系統(tǒng)可W是并入到基于漸青的組合物中的預先制備的反應產 物(例如預聚物形式），形成聚氨基甲酸醋樹脂系統(tǒng)的個別組分可W并入到基于漸青的組合 物或其組合中。舉例來說，異氯酸醋組分可W至少部分(或全部）與打算呈異氯酸醋封端的 預聚物形式的異氯酸醋反應性組分預先反應，所述預聚物接著與至少漸青組合形成基于漸 青的組合物。當使用預聚物時，可W向基于漸青的組合物中直接添加額外量的獨立多元醇。 當不使用預聚物時，聚氨基甲酸醋樹脂系統(tǒng)的異氯酸醋組分和異氯酸醋反應性組分可W與 漸青直接混合形成基于漸青的組合物。
[0011] 在聚氨基甲酸醋樹脂系統(tǒng)中，異氯酸醋組分包括至少一種聚異氯酸醋。示范性聚 異氯酸醋包括二苯基甲燒二異氯酸醋(MDI)、甲苯二異氯酸醋(TDI)、間苯二異氯酸醋、對苯 二異氯酸醋(PPDI)、糞二異氯酸醋(NDI)、異佛爾酬二異氯酸醋（IPDI)、六亞甲基二異氯酸 醋化〇1)^及其多種異構體和/或衍生物。使用其2,4'-、2,2'-和4,4'-異構體中的至少一 個，MDI可具有聚合物、共聚物、混合物或經改性的聚合物形式。示范性MDI產品可W商品名 稱ISONATE、PAPI W及V0RANATE購自陶氏化學公司（The Dow Chemical Company)。使用它的 2，4-異構體和2，6-異構體中的至少一個，TDI可具有聚合物、共聚物、混合物或改性的聚合 物形式。示范性TDI產品可W商品名VORANATE從陶氏化學公司購得。根據示范性實施例，至 少一種異氯酸醋的平均官能度為2.8到3.2(例如2.2到2.9等)并且游離異氯酸醋基含量(即 NCO含量)為25重量％到35重量％ (例如30重量％到32重量％ )。
[0012] 在聚氨基甲酸醋樹脂系統(tǒng)中，多元醇組分包括至少一種腰果酪改性的多元醇（其 含有至少兩個徑基和至少一個衍生自腰果酪和/或CN化的部分），例如至少一種腰果酪改性 的環(huán)氧基(CME)多元醇?？蒞通過使含有腰果酪的組分(例如CN化)與環(huán)氧組分反應形成CME 多元醇。按基于聚氨基甲酸醋的漸青組合物的總重量計，聚氨基甲酸醋樹脂系統(tǒng)可占5重 量％到65重量％ (例如20重量％到60重量％、30重量％到55重量％、35重量％到65重量％、 35重量％到50重量％等）。舉例來說，聚氨基甲酸醋樹脂系統(tǒng)可占基于聚氨基甲酸醋的漸青 組合物總重量的50重量％^下，使得組合物中的主要組分為漸青。
[0013] 多元醇組分可任選地包括額外多元醇（或任選地胺），例如聚酸或聚醋多元醇。如 果包括，那么額外多元醇和/或胺中的至少一個可W與CME多元醇同時或不同時添加。舉例 來說，當使用預聚物時，多元醇組分中可包括用于形成預聚物的至少一種額外多元醇(除了 CME多元醇之外）或分別添加到漸青組合物中。當不使用預聚物時，至少一種額外多元醇可 W和CME多元醇同時與基于漸青的組合物的組分混合或可W避免使用額外多元醇。具體來 說，在未使用預聚物時，可W通過不添加額外多元醇使固化之前與漸青的相分離降到最低。 具體來說，在無額外多元醇或不使用額外多元醇的情況下使用基于CME多元醇的預聚物可 W避免使用聚氨基甲酸醋時觀察到的問題W及基于漸青的相容性問題。與或不與額外多元 醇一起使用CME多元醇(在無額外多元醇的示范性實施例中）可W避免使用聚氨基甲酸醋通 常觀察到的問題W及基于漸青的相容性問題。
[0014] 至少一種其它多元醇可具有基于石油的建構嵌段(例如環(huán)氧丙烷、環(huán)氧乙燒和/或 環(huán)氧下燒)或天然油衍生的建構嵌段。根據示范性實施例，基于環(huán)氧丙烷-丙=醇的多元醇、 基于聚（四亞甲基酸)二醇的多元醇、基于聚丙二醇的多元醇和/或基于聚下二締的多元醇 可用于異氯酸醋反應性組分中。舉例來說，基于環(huán)氧丙烷的聚酸(例如可W商品名V0RAN0L? 獲自陶氏化學公司的一個)和/或天然油衍生的多元醇(例如藍麻油）可用于異氯酸醋反應 性組分中。至少一種其它多元醇可W是分子量為500g/mol到2000g/mol的二醇或S醇。根據 示范性實施例，按異氯酸醋反應性組分中的多元醇的總重量計，異氯酸醋反應性組分可包 括5重量％ ^IjlOO重量％ CME多元醇和0重量％到95重量％至少一種其它多元醇。
[0015] 異氯酸醋組分和/或異氯酸醋反應性組分可包括添加劑組分，其包括此類固化劑、 催化劑、表面活性劑、塑化劑、填充劑、溶劑、增鏈劑和/或交聯劑的添加劑。任選地，異氯酸 醋反應性組分可包括胺，例如二胺或=胺。
[0016] 聚氨基甲酸醋樹脂系統(tǒng)的多元醇組分中的CME多元醇為包括環(huán)氧組分和環(huán)氧基反 應性組分的混合物的反應產物。環(huán)氧基反應性組分包括腰果酪組分(并且可包括任選的酪 類或酪類衍生物組分）。環(huán)氧基反應性組分包括氨原子與環(huán)氧組分中的環(huán)氧基具有反應性 的酪類。按環(huán)氧基反應性組分的總重量計，環(huán)氧基反應性組分可包括至少50重量％ (例如至 少60重量％、至少70重量％、至少80重量％、至少90重量％和/或100重量％ )的腰果酪組分。 環(huán)氧基反應性組分的剩余部分可W是酪或酪衍生組分和/或添加劑組分。環(huán)氧組分和/或環(huán) 氧基反應性組分可包括添加劑組分(例如可包括例如固化劑、催化劑、表面活性劑、塑化劑、 填充劑、溶劑、增鏈劑和/或交聯劑的添加劑）。環(huán)氧組分中的環(huán)氧基比環(huán)氧基反應性組分中 的環(huán)氧基反應性基團的比率可W是1:0.95到1:5(例如1:0.95到1:4、1:0.95到1:3、1:0.95 到l :2、1:0.9巧Ijl: 1.5等）。根據示范性實施例，可使用過量的環(huán)氧基反應性組分，例如比率 可W是1:1.Ol到1:5、1:1.05到1:3、1:1.5到1:2.5、1:2到1:3等）。
[0017] 用于形成CME多元醇的環(huán)氧組分包括至少一種環(huán)氧樹脂。至少一種環(huán)氧樹脂可占 環(huán)氧組分的90重量％到100重量％，任何剩余部分任選地為一部分或全部添加劑組分。按基 于漸青的組合物的總重量計，環(huán)氧樹脂的量可W在0重量％到約95重量％范圍內