CN101115811A - 含有少量环状化合物的聚氨酯水分散体 - Google Patents

含有少量环状化合物的聚氨酯水分散体 Download PDF

Info

Publication number
CN101115811A
CN101115811A CNA2006800044107A CN200680004410A CN101115811A CN 101115811 A CN101115811 A CN 101115811A CN A2006800044107 A CNA2006800044107 A CN A2006800044107A CN 200680004410 A CN200680004410 A CN 200680004410A CN 101115811 A CN101115811 A CN 101115811A
Authority
CN
China
Prior art keywords
group
glycol
goods
monomer
water dispersion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2006800044107A
Other languages
English (en)
Inventor
A·布格哈特
B·迈尔
K·黑贝勒
K-H·舒马彻
U·利希特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF SE filed Critical BASF SE
Publication of CN101115811A publication Critical patent/CN101115811A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/0804Manufacture of polymers containing ionic or ionogenic groups
    • C08G18/0819Manufacture of polymers containing ionic or ionogenic groups containing anionic or anionogenic groups
    • C08G18/0823Manufacture of polymers containing ionic or ionogenic groups containing anionic or anionogenic groups containing carboxylate salt groups or groups forming them
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/0838Manufacture of polymers in the presence of non-reactive compounds
    • C08G18/0842Manufacture of polymers in the presence of non-reactive compounds in the presence of liquid diluents
    • C08G18/0861Manufacture of polymers in the presence of non-reactive compounds in the presence of liquid diluents in the presence of a dispersing phase for the polymers or a phase dispersed in the polymers
    • C08G18/0866Manufacture of polymers in the presence of non-reactive compounds in the presence of liquid diluents in the presence of a dispersing phase for the polymers or a phase dispersed in the polymers the dispersing or dispersed phase being an aqueous medium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D175/00Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D175/00Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04Polyurethanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J175/00Adhesives based on polyureas or polyurethanes; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J175/04Polyurethanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2290/00Compositions for creating anti-fogging

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

本发明涉及含有聚氨酯的水分散体,其组成如下:a)二异氰酸酯b)如下二醇:b1)10-100摩尔%(相对于二醇(b)的总量),其分子量为500-5000g/mol和b2)0-90摩尔%(相对于二醇(b)的总量),其分子量为60-500g/mol;c)与单体(a)和(b)不同的单体,其包含至少一个异氰酸酯基或至少一个与异氰酸酯基反应的基团,其中所述单体额外包含导致聚氨酯的水分散性的至少一个亲水基或潜在亲水基;d)任选额外的不同于单体(a)-(c)且包含反应性基团的多官能化合物,其中反应性基团为醇羟基、伯或仲氨基或异氰酸酯基;e)任选不同于单体(a)-(d)且包含反应性基团的单官能化合物,其中反应性基团为醇羟基、伯或仲氨基或异氰酸酯基。所述分散体特征在于对于100重量份二醇b1,二醇b1包含小于0.5重量份环状化合物。

Description

含有少量环状化合物的聚氨酯水分散体
本发明涉及包含由如下物质合成的聚氨酯的水分静体:
a)二异氰酸酯,
b)如下二醇:
b1)基于二醇(b)的总量为10-100摩尔%,其分子量为500-5000g/mol,和
b2)基于二醇(b)的总量为0-90摩尔%,其分子量为60-500g/mol,
c)不同于单体(a)和(b)的单体,其含有至少一个异氰酸酯基或至少一个对异氰酸酯呈反应性的基团且进一步带有至少一个借助其使聚氨酯可分散在水中的亲水基或潜在亲水基,
d)如果合适的话不同于单体(a)-(c)的其它多官能化合物,其含有为醇羟基、伯或仲氨基或异氰酸酯基的反应性基团,和
e)如果合适的话不同于单体(a)-(d)的单官能化合物,其含有为醇羟基、伯或仲氨基或异氰酸酯基的反应性基团,
其中二醇b1包含小于0.5重量份环状化合物/100重量份二醇b1。
本发明进一步涉及用这些分散体涂覆、粘结和浸渍由不同材料制得的制品的方法,用这些分散体涂覆、粘结和浸渍的制品,以及本发明分散体作为耐水解涂料的用途。
包含聚氨酯的水分散体(简称为PU分散体)在例如用于纺织品或皮革的粘合剂,尤其是层压粘合剂中,或在油漆和清漆中作为基料的用途是已知的。
就此而言缺点为所用原料,尤其是二醇b1包含环状化合物如环酯或环醚。这些环状化合物通常不具有任何对异氰酸酯呈反应性的基团,因此在制备之后仍存在于聚氨酯中。如果将聚氨酯加工为粘合剂或涂料,环状化合物部分保留在聚合物中,在此它们发挥了不希望的增塑效果。另一方面,在使用PU分散体过程中,环状化合物可从由其生产的粘合剂或涂料中迁移出,它们对所谓的雾化作用起到了显著作用。另一经常现象为环状化合物迁移至粘合剂或涂膜的边界,它们减弱了膜对基材的粘合。
由DE-A 10324306已知,由已通过在规定条件下蒸馏除去挥发性化合物的多羟基化合物制备的聚氨酯分散体适合于生产低雾化涂料。
因此已发现开头定义的水分散体。
本发明的水分散体包含除其它单体之外还源自二异氰酸酯a)的聚氨酯,其中所用二异氰酸酯a)优选那些常用于聚氨酯化学中的二异氰酸酯。
单体(a)尤其为二异氰酸酯X(NCO)2,其中X为具有4-12个碳的脂族烃基,具有6-15个碳的环脂族或芳族烃基或具有7-15个碳的芳脂族烃基。
这类二异氰酸酯的实例为四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、十二亚甲基二异氰酸酯、1,4-二异氰酸根合环己烷、1-异氰酸根合3,5,5-三甲基-5-异氰酸根合甲基环己烷(IPDI)、2,2-双(4-异氰酸根合环己基)-丙烷、三甲基己烷二异氰酸酯、1,4-二异氰酸根合苯、2,4-二异氰酸根合甲苯、2,6-二异氰酸根合甲苯、4,4’-二异氰酸根合二苯基甲烷、2,4’-二异氰酸根合二苯基甲烷、对苯二亚甲基二异氰酸酯、四甲代苯二亚甲基二异氰酸酯(TMXDI)、双(4-异氰酸根合环己基)甲烷(HMDI)的异构体如反/反、顺/顺和顺/反异构体,以及这些化合物的混合物。
这类二异氰酸酯可市购。
这些异氰酸酯的尤其重要的混合物为二异氰酸根合甲苯和二异氰酸根合二苯基甲烷的各结构异构体的混合物,尤其是包含80摩尔%2,4-二异氰酸根合甲苯和20摩尔%2,6-二异氰酸根合甲苯的混合物。此外,特别有利的是芳族异氰酸酯如2,4-二异氰酸根合甲苯和/或2,6-二异氰酸根合甲苯与脂族或环脂族异氰酸酯如六亚甲基二异氰酸酯或IPDI的混合物,其中优选的脂族与芳族异氰酸酯的比例为4∶1-1∶4。
除了上述异氰酸酯之外,可用作合成聚氨酯的化合物的其它异氰酸酯为那些不仅带有游离异氰酸酯基而且还进一步带有封端异氰酸酯基如缩脲二酮基团的异氰酸酯。
考虑到优良的成膜性和弹性,理想上合适的二醇(b)为具有约500至5000g/mol,优选约1000至3000g/mol的较高分子量的二醇(b1)。
二醇(b1)尤其为例如由Ullmanns Encyklopdie der technischenChemie,第4版,第19卷,第62-65页已知的聚酯多元醇。优选使用通过使二元醇与二元羧酸反应而获得的聚酯多元醇。除游离的多元羧酸外,还可使用相应的多元羧酸酐或相应的低级醇的多元羧酸酯或其混合物来制备聚酯多元醇。多元羧酸可为脂族、环脂族、芳脂族、芳族或杂环的且可任选由例如卤素原子取代和/或任选不饱和。实例为辛二酸、壬二酸、邻苯二甲酸和间苯二甲酸,邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、四氯邻苯二甲酸酐、内亚甲基四氢邻苯二甲酸酐、戊二酸酐和马来酸酐,马来酸,富马酸和二聚脂肪酸。优选式HOOC-(CH2)y-COOH的二羧酸,其中y为1-20的数,优选2-20的偶数,实例为琥珀酸、己二酸、癸二酸和十二烷二甲酸。
合适多元醇的实例为乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁烯二醇、1,4-丁炔二醇、1,5-戊二醇、新戊二醇、双(羟基甲基)环己烷如1,4-双(羟基甲基)环己烷、2-甲基-1,3-丙二醇、甲基戊二醇,以及二甘醇、三甘醇、四甘醇、聚乙二醇、二丙二醇、聚丙二醇、二丁二醇和聚丁二醇。优选式HO-(CH2)x-OH的醇,其中x为1-20的数,优选2-20的偶数。这类醇的实例为乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇和1,12-十二烷二醇。优选延伸至新戊二醇。
还合适的是聚碳酸酯二醇,其例如可通过使光气与过量的作为聚酯多元醇的合成组分提及的低分子量醇反应而得到。
基于内酯的聚酯二醇也是合适的,这些聚酯二醇为内酯的均聚物或共聚物,优选内酯与合适的双官能起始分子的端羟基加合物。合适内酯优选为那些源自式HO-(CH2)z-COOH的化合物的内酯,其中z为1-20且亚甲基单元中的一个氢也可由C1-C4烷基取代。实例为e-己内酯、β-丙内酯、g-丁内酯和/或甲基-e-己内酯及其混合物。合适起始组分的实例为作为聚酯多元醇的合成组分提及的低分子量二元醇。尤其优选e-己内酯的相应聚合物。低级聚酯二醇或聚醚二醇也可用作制备内酯聚合物的起始物质。除内酯聚合物外,也可使用对应于内酯的化学等价的羟基羧酸的缩聚物。
其它的合适单体(b1)为聚醚二醇。它们尤其可通过如下方法获得:例如在BF3存在下使环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、四氢呋喃、氧化苯乙烯或表氯醇自身加成聚合;或使这些化合物如果合适的话以混合物形式或依次在含有反应性氢的起始组分如醇或胺上加成反应,其中所述起始组分例如为水、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-双(4-羟基二苯基)丙烷或苯胺。尤其优选分子量为240-5000,尤其是500-4500的聚四氢呋喃。
同样适合作为单体(c1)的为聚羟基烯烃,优选那些具有2个末端羟基的聚羟基烯烃,例如a,w-二羟基聚丁二烯、a,w-二羟基聚甲基丙烯酸酯或a,w-二羟基聚丙烯酸酯。这类化合物例如由EP-A-0622378已知。其它合适的多元醇为聚缩醛、聚硅氧烷和醇酸树脂。
多元醇也可以比例为0.1∶1-1∶9的混合物使用。
聚氨酯的硬度和弹性模量可通过不仅将二醇(b1)而且还将分子量为约60-500g/mol,优选62-200g/mol的低分子量二醇(b2)用作二醇而提高。
二醇b1包含小于0.5重量%,尤其小于0.2重量%,非常优选小于0.1重量%的环状化合物。这些环状化合物尤其为环酯和环醚。它们作为制备聚酯醇或聚醚醇的副产物而形成。环状化合物的分子量通常小于500g/mol,尤其小于300g/mol。
可在这些二醇进一步反应之前将环状化合物由二醇b1中除去。为此例如可对二醇进行蒸馏处理。环状化合物的量也可通过引入气体如氮气、氩气、蒸汽或二氧化碳而降低。
用合适洗液如水处理为减少环状化合物含量的另一可行途径。
用作单体(b2)的化合物尤其为用于制备聚酯多元醇提及的短链链烷二醇的合成组分,优选具有2-12个碳原子以及偶数碳原子的未支化二醇以及1,5-戊二醇和新戊二醇。
二醇(b1)的比例基于二醇(b)的总量优选为10-100摩尔%,单体(b2)的比例基于二醇(b)的总量为0-90摩尔%。特别优选二醇(b1)与单体(b2)之比为0.1∶1-5∶1,更优选0.2∶1-2∶1。
为使聚氨酯可在水中分散,使其由组分(a)、(b)和如果合适的话(d)以及不同于组分(a)、(b)和(d)的单体(c)合成,其中单体(c)带有至少一个异氰酸酯基或至少一个对异氰酸酯基呈反应性的基团以及带有至少一个亲水基或可转化为亲水基的基团。在下文中将术语亲水基或潜在亲水基简写为(潜在)亲水基。(潜在)亲水基与异氰酸酯的反应远比用于构建聚合物主链的单体的官能团慢。
在组分(a)、(b)、(c)、(d)和(e)的总量中具有(潜在)亲水基的组分的比例通常使得(潜在)亲水基的摩尔量基于全部单体(a)-(e)的重量为30-1 000mmol/kg,优选50-500mmol/kg,特别优选80-300mmol/kg。
(潜在)亲水基可为非离子的或优选(潜在)离子亲水基。
合适的非离子亲水基尤其为由优选5-100个,更优选10-80个环氧乙烷重复单元构成的聚乙二醇醚。聚环氧乙烷单元的量通常基于全部单体(a)-(e)的重量为0-10重量%,优选0-6重量%。
具有非离子亲水基的优选单体为聚环氧乙烷二醇、聚环氧乙烷一元醇,以及带有末端醚化的聚乙二醇基团的聚乙二醇和二异氰酸酯的反应产物。这类二异氰酸酯及其制备方法描述在专利US-A 3,905,929和US-A3,920,598中。
离子亲水基尤其为阴离子基团如呈其碱金属盐或铵盐形式的磺酸盐、羧酸盐和磷酸盐基团,以及阳离子基团如铵基,尤其是质子化的叔氨基或季铵化基团。
潜在离子亲水基尤其为那些可通过简单中和、水解或季铵化反应转变为上述离子亲水基的基团,因此实例为羧基或叔氨基。
(潜在)离子单体(c)例如详细描述于Ullmanns Encyklopdie dertechnischen Chemie,第4版,第19卷,第311-313页和例如DE-A 1495745中。
作为(潜在)阳离子单体(c),具有叔氨基的单体尤其具有特别实际的重要性,实例为:三(羟基烷基)胺、N,N’-双(羟基烷基)烷基胺、  N-羟基烷基二烷基胺、三(氨基烷基)胺、N,N’-双(氨基烷基)烷基胺、N-氨基烷基二烷基胺,其中这些叔胺的烷基和亚烷基单元互相独立地由1-6个碳构成。含有叔氮和优选两个末端羟基的聚醚也是合适的,其可通过例如使胺氮上连接有2个氢的胺以常规方式烷氧基化而得到,所述胺的实例为甲胺、苯胺和N,N’-二甲基肼。这类聚醚通常具有500-6000g/mol的分子量。
用酸,优选强无机酸如磷酸、硫酸或氢卤酸或强有机酸,或通过与合适的季铵化剂如C1-C6烷基卤或苄基卤如溴化物或氯化物反应而使这些叔胺转化为铵盐。
具有(潜在)阴离子基团的合适单体通常为带有至少一个醇羟基或至少一个伯或仲氨基的脂族、环脂族、芳脂族或芳族羧酸和磺酸。优选描述在US-A 3,412,054中的二羟基烷基羧酸,尤其是那些具有3-10个碳的二羟基烷基羧酸。尤其优选式(c1)的化合物:
Figure A20068000441000091
其中R1和R2为C1-C4亚烷基,R3为C1-C4烷基,特别优选二羟甲基丙酸(DMPA)。
相应的二羟基磺酸和二羟基膦酸如2,3-二羟基丙烷膦酸也是合适的。
其它合适的化合物为由DE-A 3911827已知的具有超过500至至多10000g/mol的分子量和至少2个羧酸酯基团的二羟基化合物。它们可通过使二羟基化合物与四羧酸二酐如均苯四酸二酐或环戊烷四羧酸二酐以2∶1-1.05∶1的摩尔比加成聚合反应而获得。特别合适的二羟基化合物为作为增链剂列出的单体(b2)和二醇(b1)。
具有对异氰酸酯呈反应性的氨基的合适的单体(c)为氨基羧酸如赖氨酸、β-丙氨酸或在DE-A-20 34 479中说明的脂族二伯二胺与a,β-不饱和羧酸或磺酸的加合物。
这类化合物例如符合式(c2):
H2N-R4-NH-R5-X    (c2)
其中
-R4和R5互相独立地为C1-C6亚烷基单元,优选亚乙基,以及X为COOH或SO3H。
式(c2)的特别优选的化合物为N-(2-氨基乙基)-2-氨基乙烷羧酸和N-(2-氨基乙基)-2-氨基乙烷磺酸以及相应的碱金属盐,其中Na为特别优选的抗衡离子。
还特别优选例如描述在德国专利1954090中的上述脂族二伯二胺与2-丙烯酰氨基-2-甲基丙烷磺酸的加合物。
对所用的具有潜在离子基团的单体而言,可在异氰酸酯加成聚合反应之前或期间,但优选之后使其转化为离子形式,因为在许多情况下反应混合物中离子单体的溶解性差。特别优选磺酸盐或羧酸盐基团呈其中碱金属离子或铵离子作为抗衡离子的盐的形式。
不同于单体(a)-(c)且如果合适的话为聚氨酯组分的单体(d)通常用于交联或增链。它们通常为官能度超过2的非酚醇,具有2个或更多个伯和/或仲氨基的胺,以及除了一个或多个醇羟基外还带有一个或多个伯和/或仲氨基的化合物。
可用于建立一定支化度或交联度的官能度超过2的醇的实例为三羟甲基丙烷、甘油和糖。
除了羟基外还带有其它对异氰酸酯呈反应性的基团的一元醇也是适合的,例如具有一个或多个伯和/或仲氨基的一元醇;例如单乙醇胺。
尤其是当在水存在下进行增链和/或交联时使用具有2个或更多个伯和/或仲氨基的多胺,因为胺与异氰酸酯的反应通常比醇或水更快。当需要交联的聚氨酯或高分子量聚氨酯的水分散体时,在许多情况下这是必需的。在这类情况下按照如下程序进行:制备具有异氰酸酯基团的预聚物,将其快速分散在水中,然后通过加入具有两个或更多个对异氰酸酯呈反应性的氨基的化合物进行增链或交联。
适合该目的的胺通常为分子量为32-500g/mol,优选60-300g/mol的多官能胺,其包含至少两个选自伯和仲氨基的氨基。实例为二胺如二氨基乙烷、二氨基丙烷、二氨基丁烷、二氨基己烷、哌嗪、2,5-二甲基哌嗪、氨基-3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己烷(异佛尔酮二胺,IPDA)、4,4’-二氨基二环己基甲烷、1,4-二氨基环己烷、氨基乙基乙醇胺、肼、水合肼或三胺如二亚乙基三胺或1,8-二氨基-4-氨基甲基辛烷。
胺还可以封端形式如相应酮亚胺(例如参见CA-A-1 129 128)、酮连氮(例如参见US-A 4,269,748)或胺盐(参见US-A 4,292,226)的形式使用。例如用于US-A 4,192,937中的唑烷为可在制备本发明聚氨酯中增链预聚物的封端多胺。当使用这类封端多胺时通常在水不存在下将其与预聚物混合,随后将该混合物与水分散体或部分水分散体混合以通过水解释放相应多胺。
优选使用二胺和三胺的混合物,尤其是异佛尔酮二胺(IPDA)和二亚乙基三胺(DETA)的混合物。
聚氨酯基于组分(b)和(d)的总量优选包含1-30摩尔%,尤其是4-25摩尔%具有至少2个对异氰酸酯呈反应性的氨基的多胺作为单体(d)。
可用于建立一定支化度或交联度的官能度超过2的醇的实例为三羟甲基丙烷、甘油和糖。
为了相同目的还可将官能度超过2的异氰酸酯用作单体(d)。市购化合物的实例为异氰脲酸酯或六亚甲基二异氰酸酯的缩二脲。
如果合适的话可额外使用的单体(e)为单异氰酸酯、一元醇、单伯胺和单仲胺。通常而言其比例基于单体的总摩尔量不超过10摩尔%。这些单官能化合物通常带有其它官能团如烯属基团或羰基,并用于将可使聚氨酯分散或交联或进行其它类似聚合物反应的官能团引入聚氨酯中。适合该目的的单体为异丙烯基-a,a-二甲基苄基异氰酸酯(TMI)和丙烯酸或甲基丙烯酸的酯如丙烯酸羟基乙基酯或甲基丙烯酸羟基乙基酯。
在聚氨酯化学领域,如何通过选择共反应单体的比例和通过每分子反应性官能团数的算术平均值调节聚氨酯的分子量是常识。
通常选择组分(a)-(e)及其各自的摩尔量以使A∶B之比为0.5∶1-2∶1,优选0.8∶1-1.5,特别优选0.9∶1-1.2∶1,其中:
A)为异氰酸酯基的摩尔量,和
B)为羟基摩尔量和可与异氰酸酯加成反应的官能团的摩尔量的总和,非常特别优选A∶B之比尽可能接近1∶1。
所用单体(a)-(e)通常平均带有1.5-2.5个,优选1.9-2.1个,特别优选2.0个异氰酸酯基和/或可与异氰酸酯加成反应的官能团。
用于制备存在于本发明水分散体中的聚氨酯的组分(a)-(e)的加成聚合在20-180℃,优选50-150℃的反应温度和大气压力或自生压力下进行。
所需反应时间为1-20小时,尤其是1.5-10小时。在聚氨酯化学领域中反应时间如何受许多参数如温度、单体浓度和单体反应性影响是已知的。
进行加成聚合的合适聚合设备包括搅拌釜,尤其是当使用溶剂以确保低粘度和有效散热时。
优选溶剂与水有无限的溶混性,在大气压力下具有40-100℃的沸点且如果与单体发生反应也是缓慢的。
分散体通常通过如下方法之一制备:
在丙酮方法中,在大气压力下在低于100℃下沸腾的水溶混性溶剂中由组分(a)-(c)制备离子聚氨酯。加入水直至形成其中水为连续相的分散体。
预聚物混合方法与丙酮方法的不同之处在于首先制备带有异氰酸酯基的预聚物而不是完全反应的(潜在)离子聚氨酯。在该情况下,选择组分以使如上所定义的A∶B之比大于1.0至3,优选1.05-1.5。首先将预聚物分散在水中,然后如果合适的话通过使异氰酸酯基与带有超过2个对异氰酸酯呈反应性的氨基的胺反应而交联,或用带有2个对异氰酸酯呈反应性的氨基的胺增链。增链也在不加入胺时进行。在该情况下,异氰酸酯基水解为氨基,其与预聚物的残余异氰酸酯基反应并因此增链。
如果已将溶剂用于制备聚氨酯,则通常例如通过在减压下蒸馏从分散体中除去大部分溶剂。分散体优选具有小于10重量%的溶剂含量且特别优选不含溶剂。
分散体通常具有10-75重量%,优选20-65重量%的固体含量,10-1500mPas(在20 ℃和250s-1的剪切速率下测定)的粘度。
通过使用具有低环状化合物含量的二醇b1,基于每100重量份聚氨酯(固体),聚氨酯分散体中环状化合物的含量也小于0.5重量份,尤其小于0.2重量份,非常优选小于0.1重量份。
B1中和聚氨酯分散体中环状化合物的低含量通过甚至在所述二醇反应之前(见上述)将环状化合物从二醇b1中分离出来而实现。
聚氨酯分散体适合作为用于非常广泛种类基材如纺织品和皮革的粘合剂、涂料的基料,尤其是适合作为油漆和清漆的基料。
粘合剂、涂料或油漆和清漆可仅仅由聚氨酯分散体构成或可包含其它组分。
它们可包含市购的常规助剂和添加剂如发泡剂,消泡剂,乳化剂,增稠剂和触变剂,着色剂如染料和颜料,以及增粘树脂(增粘剂)。
本发明分散体适合于涂覆由金属、塑料、纸、纺织品、皮革或木材制得的制品,其中涂覆根据常规技术如喷涂或刮涂将所述分散体以膜形式施加至这些制品并干燥分散体而进行。
本发明水分散体的显著之处在于包括较高弹性模量、较高断裂应力、较低断裂伸长率以及改进的对基材粘合的质量。

Claims (8)

1.一种包含由如下物质合成的聚氨酯的水分散体:
a)二异氰酸酯,
b)如下二醇:
b1)基于二醇(b)的总量为10-100摩尔%,其分子量为500-5000g/mol,和
b2)基于二醇(b)的总量为0-90摩尔%,其分子量为60-500g/mol,
c)不同于单体(a)和(b)的单体,其含有至少一个异氰酸酯基或至少一个对异氰酸酯呈反应性的基团且进一步带有至少一个借助其使聚氨酯可分散在水中的亲水基或潜在亲水基,
d)如果合适的话不同于单体(a)-(c)的其它多官能化合物,其含有为醇羟基、伯或仲氨基或异氰酸酯基的反应性基团,和
e)如果合适的话不同于单体(a)-(d)的单官能化合物,其含有为醇羟基、伯或仲氨基或异氰酸酯基的反应性基团,
其中二醇b1包含小于0.5重量份环状化合物/100重量份二醇b1。
2.根据权利要求1的水分散体,其中所用二异氰酸酯(a)包括1-异氰酸根合-3,5,5-三甲基-5-异氰酸根合甲基环己烷(IPDI)、四甲代苯二亚甲基二异氰酸酯(TMXDI)以及双(4-异氰酸根合环己基)甲烷(HMDI)。
3.根据权利要求1或2的水分散体,其中至少50重量%二醇(b1)包含聚酯二醇或聚四氢呋喃。
4.一种涂覆由金属、塑料、纸、纺织品、皮革或木材制得的制品的方法,其包括将权利要求1-3中任一项的水分散体以膜形式施加至所述制品并干燥所述分散体。
5.一种粘结由金属、塑料、纸、纺织品、皮革或木材制得的制品的方法,其包括将权利要求1-3中任一项的水分散体以膜形式施加至这些制品之一上并在膜干燥之前或之后将所述制品与另一制品连接。
6.一种浸渍由纺织品、皮革或纸制得的制品的方法,其包括用权利要求1-3中任一项的水分散体浸泡所述制品,然后使其干燥。
7.一种用权利要求1-3中任一项的水分散体涂覆、粘结或浸渍的制品。
8.权利要求1-3中任一项的水分散体作为由金属、塑料、纸、纺织品、皮革或木材制得的制品的涂料的用途。
CNA2006800044107A 2005-02-11 2006-02-09 含有少量环状化合物的聚氨酯水分散体 Pending CN101115811A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005006551.1 2005-02-11
DE102005006551A DE102005006551A1 (de) 2005-02-11 2005-02-11 Wässrige Polyurethan-Dispersionen mit geringem Gehalt an cyclischen Verbindungen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101115811A true CN101115811A (zh) 2008-01-30

Family

ID=36216953

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2006800044107A Pending CN101115811A (zh) 2005-02-11 2006-02-09 含有少量环状化合物的聚氨酯水分散体

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20080139741A1 (zh)
EP (1) EP1851281A1 (zh)
JP (1) JP2008530292A (zh)
KR (1) KR20070104462A (zh)
CN (1) CN101115811A (zh)
BR (1) BRPI0607955A2 (zh)
DE (1) DE102005006551A1 (zh)
MX (1) MX2007009193A (zh)
WO (1) WO2006084881A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015107078A1 (en) * 2014-01-17 2015-07-23 Basf Se Lamination printing ink comprising an aqueous dispersion comprising polyurethane

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4223014A1 (de) * 1992-07-13 1994-01-20 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung foggingarmer Polyesterpolyurethane-Weichschaumstoffe und ihre Verwendung in Verkehrsmitteln
FR2728907B1 (fr) * 1994-12-28 1997-03-21 Witco Sa Procede de preparation de mousses souples de polyester-polyurethanne ne donnant pas lieu a la formation de brouillard et utilisation des-dites mousses
DE19909978A1 (de) * 1999-03-06 2000-09-07 Bayer Ag Die Verwendung von hydrophilen Polyester-Polyurethan-Schaumstoffen bei der Herstellung von Verbundstoffen für die Fahrzeuginnenausstattung
DE10022848B4 (de) * 2000-05-10 2004-07-15 Bayer Ag Formkörper aus thermoplastischen Polyurethanen mit reduziertem Fogging
DE10033851A1 (de) * 2000-07-12 2002-01-24 Solutia Austria Gmbh Werndorf Wässrige Polyurethandispersionen enthaltend Polybutadien-Bausteine
DE10161156A1 (de) * 2001-12-12 2003-06-18 Basf Ag Wässrige Polyurethan-Dispersionen, erhältlich mit Hilfe von Cäsiumsalzen
DE10324306A1 (de) * 2003-05-30 2004-12-16 Bayer Materialscience Ag Wässrige PUR-Dispersionen zur Herstellung von Beschichtungen mit Softfeel-Effekt

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006084881A1 (de) 2006-08-17
DE102005006551A1 (de) 2006-08-24
KR20070104462A (ko) 2007-10-25
US20080139741A1 (en) 2008-06-12
JP2008530292A (ja) 2008-08-07
BRPI0607955A2 (pt) 2010-10-19
MX2007009193A (es) 2007-08-22
EP1851281A1 (de) 2007-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1334231C (en) Water soluble or dispersible polyurethanes, a process for their preparation and their use for coating substrates
EP0801086B1 (en) Water-based polyurethane-urea laminating adhesives and primers
CA1303769C (en) Process for the production of aqueous dispersions of polyurethane polyureas, the dispersions obtainable by this process and their use as coating compositions
AU646250B2 (en) Household general-purpose adhesive on a polyurethane basis
CN102459383B (zh) 用于生产聚氨酯分散体的溶剂
CN102388074B (zh) 由聚酯二醇、聚醚二醇和硅烷化合物制成的聚氨酯胶粘剂用于生产覆膜家具的用途
CN101248148A (zh) 聚氨酯-聚脲分散体
JP2002509956A (ja) 無溶剤ポリウレタン分散化液
JPH09241347A (ja) 水性ポリウレタン−ウレア、その調製方法、及び塗料におけるその使用
CN1934153A (zh) 聚氨酯分散体制备中的新溶剂
WO2015107078A1 (en) Lamination printing ink comprising an aqueous dispersion comprising polyurethane
TW201041922A (en) Functionalized polyurethanepolyurea dispersions
CN1742053B (zh) 聚氨酯树脂水性分散体、含有该分散体的水性粘接剂以及水性底漆剂
JPH07102204A (ja) 水性印刷インキ組成物
CN109897160B (zh) 一种封闭型聚氨酯固化剂乳液及其制备方法和应用
CA2148550A1 (en) Hydrophilic polyurethane-polyureas and their use as dispersants for synthetic resins
KR100973532B1 (ko) 수성 폴리우레탄 배합물
JPH1112339A (ja) ポリウレタン樹脂水分散液の製造方法
IE63014B1 (en) A polyurethane-based universal household adhesive
US20070148445A1 (en) Laminating adhesives containing polyurethane and epoxide resin
Szycher Waterborne polyurethanes
CN101115811A (zh) 含有少量环状化合物的聚氨酯水分散体
US12031054B2 (en) Aqueous polyurethane dispersions for artificial leather applications
JP3471087B2 (ja) ラミネート用水性印刷インキ組成物
JP3108033B2 (ja) ポリウレタン樹脂水性分散体

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20080130