CN102143983B - 基于tcd的亲水性聚氨酯分散体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及新型含水聚氨酯分散体,其能够用于制备亲水性涂层。

Description

基于TCD的亲水性聚氨酯分散体
本发明涉及可用于制造亲水性涂料的创新的含水聚氨酯分散体。
将亲水性表面设置在医学器件例如导管上可以使得它们的应用极大地改进。通过与血液或尿接触的亲水性表面吸附水膜,使得尿或血管导管的插入和移动更容易。由此减小了导管表面与容器壁之间的摩擦,并且因此导管更容易插入和移动。也可以在插入前进行器件的直接湿水,以通过均匀水膜的形成减小摩擦。相关的患者经受较少的疼痛并且通过这些措施减小了对管壁伤害的风险。此外,当导管用于与血液接触时,通常有形成血液凝块的风险。在这方面,亲水性涂料通常被认为有助于抗血凝涂层。
原则上适合于制造相应表面的是由相应聚氨酯的溶液或分散体起始制备的聚氨酯涂料。
例如,US 5,589,563描述了具有表面改性的端基对用于生物医学领域的聚合物的应用,并且这些涂料也可用于涂覆医学器件。所得的涂料由溶液或分散体起始制备,并且聚合物涂料包含选自胺、氟化链烷醇、聚二甲基硅氧烷和胺封端的聚环氧乙烷的不同端基。然而作为用于医学器件的涂料,这些聚合物不具有满意的性能,特别是就所需的亲水性而言。
DE 199 14 882 A1涉及分散或溶解形式的聚氨酯、聚氨酯脲和聚脲,其由以下组分合成(ausbauen):
a)   至少一种多元醇组分,
b)  至少一种二、三和/或多异氰酸酯组分,
c)      至少一种由以下组分组成的亲水性非离子或潜性离子合成组分:具有至少一个对异氰酸酯基团呈反应性的基团和具有至少一个亲水性聚醚链的化合物,和/或具有至少一个能够形成盐并且任选为至少部分中和形式的基团和具有至少一个对异氰酸酯基团呈反应性的基团的化合物,
d)      至少一种不同于a)-c)并且具有至少一个对异氰酸酯基团呈反应性的基团的分子量范围为32-500的合成组分,和
e)       至少一种单官能封端剂。因此必然具有单官能封端剂的聚合物分散体用于胶料。
DE 199 14 885 A1涉及基于聚氨酯、聚氨酯-聚脲和聚脲的分散体,其优选为以下组分的反应产物:
a)   至少一种多元醇组分,
b) 至少一种二、三和/或多异氰酸酯组分,
c)      任选的至少一种由以下成分组成的(潜性)离子合成组分:具有至少一个对NCO基团呈反应性的基团和具有至少一个能够形成盐并且任选为至少部分中和形式的基团的化合物,
d)     任选的至少一种非离子亲水性合成组分,其由就异氰酸酯加成反应而言单官能至四官能并且含有至少一个亲水性聚醚链的化合物组成,
e)      任选的至少一种不同于a)-d)并且具有对异氰酸酯基团呈反应性的基团的分子量范围为32-500的合成组分,和
f)      0.1-15重量%的至少一种单官能封端剂,其中至少50%由二甲基吡唑组成,
a)-f)的总和为100%,并且其中c)或d)不能为0并且以使得形成稳定分散体的量使用。该分散体尤其用于涂覆矿物基材,对木材和木质材料的涂漆和密封,对金属表面的涂漆和涂覆,塑料的涂漆和涂覆,以及织物和皮革的涂覆。
这些由现有技术已知的聚氨酯脲分散体不用于医学目的,即用于涂覆医学器件。此外,迄今已知的聚氨酯脲涂料通常具有缺陷:它们对于作为医疗器件的涂层应用而言不足够亲水。
在这方面,US 5,589,563推荐了表面改性的端基用于可用于涂覆医学器件的生物医学聚合物。这些聚合物包含选自胺、氟化链烷醇、聚二甲基硅氧烷和胺封端的聚环氧乙烷的不同端基。然而作为用于医学器件的涂料,这些聚合物同样不具有满意的性能,特别是就所需的亲水性而言。
尚未公开的欧洲申请No. 08153053.7现在已知可显著用于制造亲水性涂料的含水分散体。
现已发现,通过使用特定的聚碳酸酯二醇可以进一步改进这些涂料的机械性能。
本发明因此提供包含聚氨酯脲的聚氨酯脲分散体,该聚氨酯脲
(1)     被至少一个基于聚环氧乙烷和聚环氧丙烷的共聚物单元封端,和
(2)     包含式(I)的基于聚碳酸酯多元醇的单元
Figure 832126DEST_PATH_IMAGE001
式(I)。
根据本发明,发现由这些特定聚氨酯脲组成的组合物优异地适用作尤其用于医学器件的亲水性涂料,它们产生优异光滑的涂层并且同时减小在用医学器件治疗期间形成血液凝块的风险。
用于本发明目的的聚氨酯脲是具有以下单元的聚合化合物:
a)       至少两个以下通式结构的包含氨基甲酸酯基团的重复单元
Figure 506821DEST_PATH_IMAGE002
 和
b)  至少一个包含脲基的重复单元
Figure 30207DEST_PATH_IMAGE003
根据本发明的分散体基于基本没有离子改性的聚氨酯脲。在本发明的上下文中,其是指根据本发明使用的聚氨酯脲基本不具有离子基团,例如特别是没有磺酸盐(Sulfonat)、羧酸盐(Carboxylat)、磷酸盐(Phosphat)和膦酸盐(Phosphonat)基团。
在本发明的上下文中,术语“基本没有离子改性”是指离子改性以至多2.50重量%,优选至多2.00重量%,特别地至多1.50重量%,更优选至多1.00重量%,尤其为至多0.50重量%的份额存在,最优选根据本发明提供的聚氨酯脲完全没有离子改性。
本发明必需的上述类型的聚氨酯脲优选为基本线型的分子,但也可以支化,尽管这是次优选的。在本发明的上下文中,基本线型分子是低初始交联体系,其中所基于的聚碳酸酯多元醇组分具有优选1.7-2.3,更优选1.8-2.2,非常特别优选1.9-2.1的平均羟基官能度。该体系仍然可以充分分散。
本发明必需的聚氨酯脲的数均分子量优选为1000-200 000 g/mol,更优选5000-100 000 g/mol。该数均分子量在二甲基乙酰胺中在30℃相对于聚苯乙烯作为标准测量。
本发明必需的聚氨酯脲通过使包含至少一种聚碳酸酯多元醇组分a)、至少一种多异氰酸酯组分b)、至少一种聚氧亚烷基醚组分c)、至少一种二元胺和/或氨基醇组分d)和任选地,另外的多元醇组分的合成组分反应而制备。
分散在水中得到根据本发明的分散体。
本发明因此还提供一种制备聚氨酯脲分散体的方法,其中使聚碳酸酯多元醇组分a)、至少一种多异氰酸酯组分b)、至少一种聚氧亚烷基醚组分c)、至少一种二元胺和/或氨基醇组分d)和任选地,另外的多元醇组分彼此反应并且在水中进行分散。
组分a)包含至少一种聚碳酸酯多元醇a1),其通过使碳酸衍生物例如碳酸二苯酯、碳酸二甲酯或光气与式(II)的二官能醇反应得到
   式(II)。
为了在压力反应器中和在升高的温度下制备,使TCD醇DM [3(4),8(9)-双(羟甲基)三环(5.2.1.0/2.6)癸烷/三环癸烷二甲醇]与碳酸二苯酯、碳酸二甲酯或光气反应。优选与碳酸二甲酯反应。在使用碳酸二甲酯的情况下,在具有过量碳酸二甲酯的混合物中通过蒸馏除去分解产物甲醇。
通过OH值测量,基于式(II)的二元醇的这些聚碳酸酯多元醇a1)具有优选200-10 000 g/mol,更优选300-8000 g/mol并且非常特别优选400-6000 g/mol的分子量。
组分a)优选为基于式(II)的二醇的上述聚碳酸酯多元醇a1)和另外的聚碳酸酯多元醇a2)的混合物。
这些另外的聚碳酸酯多元醇a2)优选具有1.7-2.3,更优选1.8-2.2,非常特别优选1.9-2.1的平均羟基官能度。
此外,通过OH值测量,聚碳酸酯多元醇a2)具有优选400-6000 g/mol,更优选500-5000 g/mol,特别为600-3000 g/mol的分子量,其可例如通过碳酸衍生物例如碳酸二苯酯、碳酸二甲酯或光气与多元醇,优选二元醇反应获得。合适的这类二元醇包括例如乙二醇、1,2-和1,3-丙二醇、1,3-和1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、新戊二醇、1,4-双羟基甲基环己烷、2-甲基-1,3-丙二醇、2,2,4-三甲基戊-1,3-二醇,二、三或四甘醇,二丙二醇、聚丙二醇、二丁二醇、聚丁二醇、双酚A、四溴双酚A以及内酯改性的二元醇。
这些聚碳酸酯多元醇a2)包含优选40-100重量%己二醇,优选1,6-己二醇和/或己二醇衍生物作为合成组分,优选除了端OH基外具有醚基或酯基的那些,例子是通过使1mol己二醇与至少1mol,优选1-2mol己内酯反应或者通过使己二醇与本身醚化得到二己二醇或三己二醇而获得的产物。也可以使用聚醚-聚碳酸酯二醇。羟基聚碳酸酯应该是基本线型的。然而任选地,由于引入多官能组分,尤其是低分子量多元醇,它们可以轻微支化。适用于该目的的多元醇的例子包括甘油、1,2,6-己三醇、1,2,4-丁三醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、对环己二醇、甘露醇、山梨醇、甲基糖苷或1,3,4,6-二失水己糖醇。优选基于1,6-己二醇以及改性的共-二醇例如1,4-丁二醇或者ε-己内酯的这类聚碳酸酯a2)。另外优选的聚碳酸酯二醇a2)是基于1,6-己二醇和1,4-丁二醇的混合物的那些。
在一个优选实施方案中,在a)中使用聚碳酸酯多元醇a1)和基于1,6-己二醇、1,4-丁二醇或其混合物的那些聚碳酸酯多元醇a2)的混合物。
在组分a1)和a2)的混合物情况下,基于聚碳酸酯的总摩尔量,a1)占该混合物的份额优选为至少5mol%,更优选至少10mol%。
本发明必需的聚氨酯脲另外具有衍生自至少一种作为合成组分b)的多异氰酸酯的单元。
作为多异氰酸酯b),可以单独或者以彼此任何希望的混合物使用本领域技术人员已知并且具有≥ 1,优选≥ 2的平均NCO官能度的所有芳族、芳脂族、脂族和脂环族异氰酸酯,它们通过光气方法还是不含光气的方法制备不重要。它们也可以具有亚氨基二嗪二酮、异氰脲酸酯、异氰酸酯二聚体、氨基甲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲、脲、
Figure 101434DEST_PATH_IMAGE005
二嗪三酮、唑烷酮、酰基脲和/或碳二酰亚胺结构。多异氰酸酯可以单独或者以彼此任何希望的混合物使用。
优选使用选自具有3-30,优选4-20个碳原子的碳主链(不存在NCO基团)的脂族或脂环族代表物系列的异氰酸酯。
特别优选的组分b)化合物对应于具有脂族和/或脂环族连接的NCO基团的上述类型,例如双(异氰酸根合烷基)醚,双和三(异氰酸根合烷基)-苯、-甲苯和-二甲苯,丙烷二异氰酸酯,丁烷二异氰酸酯,戊烷二异氰酸酯,己烷二异氰酸酯(例如六亚甲基二异氰酸酯, HDI),庚烷二异氰酸酯,辛烷二异氰酸酯,壬烷二异氰酸酯(例如通常为2,4,4和2,2,4异构体的混合物形式的三甲基-HDI(TMDI)),壬烷三异氰酸酯(例如4-异氰酸根合甲基-1,8-辛烷二异氰酸酯),癸烷二异氰酸酯,癸烷三异氰酸酯,十一烷二异氰酸酯,十一烷三异氰酸酯,十二烷二异氰酸酯,十二烷三异氰酸酯,1,3-和1,4-双(异氰酸根合甲基)环己烷(H6XDI),3-异氰酸根合甲基-3,5,5-三甲基环己基异氰酸酯(异佛尔酮二异氰酸酯, IPDI),双(4-异氰酸根合环己基)甲烷(H12MDI)或双(异氰酸根合甲基)降冰片烷(NBDI)。
非常特别优选的组分b)化合物是六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、三甲基-HDI(TMDI)、2-甲基戊烷-1,5-二异氰酸酯(MPDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,3-和1,4-双(异氰酸根合甲基)环己烷(H6XDI)、双(异氰酸根合甲基)降冰片烷(NBDI)、3(4)-异氰酸根合甲基-1-甲基环己基异氰酸酯(IMCI)和/或4,4'-双(异氰酸根合环己基)甲烷(H12MDI)或者这些异氰酸酯的混合物。另外的例子是具有异氰酸酯二聚体、异氰脲酸酯、氨基甲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲、亚氨基
Figure 1443DEST_PATH_IMAGE005
二嗪二酮和/或二嗪三酮结构并且具有多于两个NCO基团的上述二异氰酸酯的衍生物。
在本发明必需的聚氨酯脲的制备中,组分b)的量优选为1.0-3.5 mol,更优选1.0-3.3 mol,特别为1.0-3.0 mol,在每一情形下基于组分a)化合物的量。
用于本发明的聚氨酯脲具有衍生自作为合成组分c)的聚环氧乙烷和聚环氧丙烷的共聚物的单元。这些共聚物单元以端基形式存在于聚氨酯脲中并且具有特别有利的亲水化效果。
这类非离子亲水化化合物c)为例如以本身已知的方式通过使合适的起始物分子烷氧基化得到的每分子具有统计平均5-70,优选7-55个环氧乙烷单元的一元聚环氧烷聚醚醇(例如Ullmanns Enzyklop?die der technischen Chemie, 第4版, 第19卷, Verlag Chemie, Weinheim, 第31-38页)。
合适的起始物分子是例如饱和一元醇例如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、异构的戊醇、己醇、辛醇和壬醇、正癸醇、正十二烷醇、正十四烷醇、正十六烷醇、正十八烷醇、环己醇、异构的甲基环己醇或羟基甲基环己烷、3-乙基-3-羟基甲基氧杂环丁烷或四氢呋喃甲醇、二甘醇单烷基醚例如二甘醇单丁醚、不饱和醇例如烯丙醇、1,1-二甲基烯丙醇或油醇、芳族醇例如苯酚、异构的甲酚或甲氧基苯酚、芳脂族醇例如苄醇、茴香醇或肉桂醇、仲单胺例如二甲胺、二乙胺、二丙胺、二异丙胺、二丁胺、双(2-乙基己基)胺、N-甲基-和N-乙基环己胺或二环己胺以及杂环仲胺例如吗啉、吡咯烷、哌啶或1H吡唑。优选的起始物分子是饱和一元醇。特别优选使用二甘醇单丁醚作为起始物分子。
环氧烷-环氧乙烷和环氧丙烷可以以任何顺序或者以混合物用于烷氧基化反应。
聚环氧烷聚醚醇是混合的环氧乙烷和环氧丙烷的聚环氧烷聚醚,并且优选它们的环氧烷单元的至少30 mol%,更优选至少40 mol%由环氧乙烷单元组成。优选的非离子化合物是具有至少40mol%环氧乙烷单元和至多60mol%环氧丙烷单元的单官能混合的聚环氧烷聚醚。
聚氧亚烷基醚的平均摩尔重量优选为500 g/mol-5000 g/mol,更优选1000 g/mol-4000 g/mol,特别为1000-3000 g/mol。
在本发明必需的聚氨酯脲的制备中,组分c)的量优选为0.01-0.5 mol,更优选0.02-0.4 mol,特别为0.04-0.3 mol,在每一情形下基于组分a)化合物的量。
根据本发明,可以表明具有基于混合的聚环氧乙烷和聚环氧丙烷的聚氧亚烷基醚的端基的聚氨酯脲特别适合于制备具有高亲水性的涂料。
本发明必需的聚氨酯脲具有衍生自作为合成组分并且充当所谓的增链剂d)的至少一种二元胺或氨基醇的单元。
这类增链剂例如为二元胺或多元胺以及酰肼,例子是肼、乙二胺、1,2-和1,3-二氨基丙烷、1,4-二氨基丁烷、1,6-二氨基己烷、异佛尔酮二胺、2,2,4-和2,4,4-三甲基六亚甲基二胺的异构体混合物、2-甲基五亚甲基二胺、二亚乙基三胺、1,3-和1,4-亚二甲苯基二胺、α,α,α′,α′-四甲基-1,3-和-1,4-亚二甲苯基二胺,和4,4’-二氨基二环己基甲烷、二甲基亚乙基二胺、肼、己二酸二酰肼、1,4-双(氨基甲基)环己烷、4,4'-二氨基-3,3'-二甲基二环己基甲烷和其它(C1 – C4)-二-和四烷基--二环己基甲烷,例如4,4'-二氨基-3,5-二乙基-3',5'-二异丙基二环己基甲烷。
合适的二元胺或氨基醇通常是对NCO基团的反应活性不同的含活性氢的低分子量二元胺或氨基醇,例如除了伯氨基外还具有仲氨基,或者除了氨基(伯或仲)外还具有OH基的化合物。这类化合物的例子是伯和仲胺,例如3-氨基-1-甲基氨基丙烷、3-氨基-1-乙基氨基丙烷、3-氨基-1-环己基氨基丙烷、3-氨基-1-甲基氨基丁烷,以及氨基醇例如N-氨基乙基乙醇胺、乙醇胺、3-氨基丙醇、新戊醇胺,并且特别优选二乙醇胺。
在它们的制备中,本发明必需的聚氨酯脲的组分d)可用作增链剂。
在本发明必需的聚氨酯脲的制备中,组分d)的量优选为0.1-1.5 mol,更优选0.2-1.3 mol,特别为0.3-1.2 mol,在每一情形下基于组分a)化合物的量。
在另一个实施方案中,本发明必需的聚氨酯脲包含衍生自至少一种作为合成组分的另外多元醇的另外单元。
用于合成聚氨酯脲的另外的低分子量多元醇e)通常具有使聚合物链硬化和/或支化的效果。分子量优选为62-500 g/mol,更优选62-400 g/mol,特别为62-200 g/mol。
合适的多元醇可以包含脂族、脂环族或芳族基团。这里可以提及例如每分子具有至多约20个碳原子的低分子量多元醇,例如乙二醇、二甘醇、三甘醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、环己二醇、1,4-环己烷二甲醇、1,6-己二醇、新戊二醇、氢醌二羟乙基醚、双酚A(2,2-双(4-羟基苯基)丙烷)、氢化双酚A(2,2-双(4-羟基环己基)丙烷)、以及三羟甲基丙烷、甘油或季戊四醇和其的混合物,以及在合适的情况下,另外的低分子量多元醇。也可以使用酯二醇,例如α-羟丁基-ε-羟基己酸酯、ω-羟己基-γ-羟基丁酸酯、己二酸-(β-羟乙基)酯或对苯二甲酸双(β-羟乙基)酯。
在本发明必需的聚氨酯脲的制备中,如果存在,组分e)的量优选为0.05-1.0 mol,更优选0.05-0.5 mol,特别为0.1-0.5 mol,在每一情形下基于组分a)化合物的量。
通常完成含异氰酸酯的组分b)与羟基或胺官能的化合物a)、c)、d)和任选的e)的反应,同时保持相对于反应性羟基或胺化合物的些微NCO过量。这些残余物必须分解或封闭以使得不与大聚合物链反应。这类反应导致批料的三维交联和凝胶化,并且因此不再可能进一步加工。
然而常规地,在分散步骤期间通过分散水使过量异氰酸酯基团水解和分解。
如果在本发明必需的聚氨酯脲的制备期间将残余的异氰酸酯内容物封闭,则它们还具有在每一情形下位于链端并且使它们封端的单体f)作为合成组分。
这些合成组分一方面衍生自与NCO基团反应的单官能化合物,例如单胺,尤其是单仲胺,或一元醇。这里可以提及的例子包括乙醇、正丁醇、乙二醇单丁醚、2-乙基己醇、1-辛醇、1-十二烷醇、1-十六烷醇、甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、辛胺、月桂胺、硬脂胺、异壬基氧基丙胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、N-甲基氨基丙胺、二乙基(甲基)氨基丙胺、吗啉、哌啶和其的合适取代的衍生物。
由于结构单元f)在根据本发明的聚氨酯脲溶液中基本用于消除NCO过量,因此所需的量基本取决于NCO过量的量,并且不能笼统地说明。
在本发明的一个优选实施方案中省去组分f),并且因此本发明必需的聚氨酯脲仅包含组分a)-d),和任选的组分e)。
在本发明必需的聚氨酯脲的制备中,使上面更详细描述的合成组分通常以如下方式反应,使得通过组分a)、b)、c)和任选的e)反应以首先制备不含脲基的异氰酸酯官能预聚物,其中异氰酸酯基团与异氰酸酯呈反应性的基团的物质量比例优选为0.8-4.0,更优选0.9-3.8,特别为1.0-3.5。
在备选实施方案中,还可以首先使组分a)单独与异氰酸酯b)反应。之后,然后可以加入组分c)和e)并且反应。随后,通常在分散于水中之前、期间或之后使剩余的异氰酸酯基团进行氨基官能的增链或封端,用于增链的化合物的异氰酸酯反应性基团与预聚物的游离异氰酸酯基团的当量比优选为40%-150%,更优选50%-120%,特别为60%-120% (组分d))。
在本上下文中,本发明的聚氨酯分散体优选通过所谓丙酮法的方法制备。为了通过该丙酮法制备聚氨酯分散体,通常将不得含伯或仲氨基的组分a)、c)和e),以及用于制备异氰酸酯官能的聚氨酯预聚物的多异氰酸酯组分b)全部或部分作为初始进料引入,并且任选地用可与水混溶但对异氰酸酯基团呈惰性的溶剂稀释,并且将稀释或未稀释的初始进料加热至50-120℃的温度。可以通过使用聚氨酯化学中已知的催化剂加快异氰酸酯加成反应,例子是二月桂酸二丁基锡。优选不用催化剂进行合成。
合适的溶剂是常规的脂族酮官能的溶剂例如丙酮、丁酮,其不仅可以在制备开始时,而且任选地还可在稍后逐份加入。优选丙酮和丁酮。其它溶剂例如二甲苯、甲苯、环己烷、乙酸丁酯、乙酸甲氧基丙酯、具有醚单元或酯单元的溶剂同样可以使用,并且可以全部或部分蒸馏出来,或者可以全部保留在分散体中。
任选地,随后将在反应的开始还没有加入的组分c)和e)计量加入。
优选不加入溶剂而制备预聚物,和为了增链,才用合适的溶剂,优选丙酮稀释。
预聚物的反应部分或全部地、但优选全部地进行。以该方式以本体或溶液获得包含游离异氰酸酯基团的聚氨酯预聚物。
随后在进一步的工序中,如果其还没有进行或者仅仅部分进行,则使用脂族酮例如丙酮或丁酮溶解得到的预聚物。
随后,使可能的NH2-、NH-官能和/或OH-官能的组分与剩余异氰酸酯基团反应。该增链/链封端可以在分散前在溶剂中、在分散期间或者在分散后在水中进行。优选在分散于水中之前进行增链。
在具有NH2基团或NH基团的符合d)定义的化合物用于增链的情况下,优选在分散前进行预聚物的增链。
增链程度,换句话说用于增链的化合物的NCO反应性基团与预聚物的游离NCO基团的当量比,优选为40%-150%,更优选50%-120%,特别为60%-120 %。
在合适的情况下,胺类组分d)可以以水或溶剂稀释的形式单独或者以混合物用于本发明的方法中,原则上任何加入顺序是可能的。
如果一并使用水或有机溶剂作为稀释剂,则稀释剂含量优选为70-95重量%。
在增链后由预聚物进行聚氨酯分散体的制备。为了该目的,在合适的情况下伴随着强烈剪切例如剧烈搅拌将溶解并且增链的聚氨酯聚合物引入分散水,或者相反伴随着搅拌将分散水加入预聚物溶液。优选将水加入溶解的预聚物。
然后通常蒸馏除去在分散步骤后仍然存在于分散体中的溶剂。同样可以在分散步骤期间除去。
合成后聚氨酯分散体的固含量为20-70重量%,优选20-65重量%。为了涂覆实验,可以任意用水稀释这些分散体以允许可变地调节涂层厚度。1-60重量%的所有浓度是可能的;优选1-40重量%范围的浓度。
在本上下文中,可以实现任何希望的层厚度,例如几百纳米至几百微米,在本发明的上下文中更高和更低的厚度也是可能的。
本发明的聚氨酯脲分散体可以进一步包含各种所力争实现的最终应用的常规添加剂和组分。
这些的一个例子是药理学活性物质、药物和促进药理学活性物质释放的添加剂("药物洗脱添加剂")。
可用于医学器件上的本发明涂料中并且因此可以存在于根据本发明的溶液中的药理学活性物质和药物是例如,抗血栓剂、抗生素、抗瘤剂、生长激素、抗病毒剂、抗血管生成剂、血管生成剂、抗有丝分裂剂、消炎药、细胞周期调节剂、遗传因子、荷尔蒙,以及它们的同系物、衍生物、片段、药学盐和其的组合。
这类药理学活性物质和药物的具体例子因此包括抗血栓(不形成血栓)剂和其它用于抑制急性血栓症、动脉狭窄或晚期再狭窄的试剂,例子是肝素、链激酶、尿激酶、组织-纤维蛋白溶酶原-活化因子、抗血栓烷-B2剂;抗-B-凝血球蛋白、前列腺素-E、阿司匹林、双嘧达莫、抗血栓烷-A2剂、鼠单克隆抗体7E3、三
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唑嘧啶、西前列烯、水蛭素、噻氯匹定、尼可地尔等。生长因子同样可用作药物以抑制动脉狭窄位置的内膜下纤维肌增生,或者任何其它细胞生长抑制剂可用于狭窄位置。
药理学活性物质或药物也能由血管舒张药组成,以抵抗血管痉挛-例如抗痉挛药如罂粟碱。药物可以是血管活性剂本身例如钙拮抗剂,或者α-和β-肾上腺素激动剂或拮抗剂。另外治疗剂可以是生物粘合剂例如医学品质的氰基丙烯酸酯或者纤维蛋白,其例如用于将组织瓣膜粘结在冠状动脉壁上。
另外,治疗剂可以是抗肿瘤剂例如5-氟尿嘧啶,优选具有用于药剂的控制释放载体(例如在肿瘤位置使用正在进行的控制释放的抗肿瘤剂)。
治疗剂可以是抗生素,优选与用于在体内的局部感染中心从医学器件的涂层进行释放的控制释放载体组合。类似地,治疗剂可以包含类固醇用于抑制局部组织中的炎症的目的,或者用于其它原因。
合适药物的具体例子包括以下:
a)       肝素、硫酸肝素、水蛭素、透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸角质素、溶解剂(lytische Mittel),包括尿激酶和链激酶,它们的同系物、类似物、片段、衍生物和其的药学盐;
b)      抗生素例如青霉素、头孢菌素、万古霉素、氨基糖苷、喹诺酮、多粘菌素、红霉素;四环素、氯霉素、氯林肯霉素、林可霉素、磺酰胺,它们的同系物、类似物、衍生物、药学盐和其的混合物;
c)      紫杉酚,多西紫杉酚,免疫抑制剂例如西罗莫司或依维莫司,烷基化试剂,包括氮芥、苯丁酸氮芥、环磷酰胺、美法仑和依弗酰胺;抗代谢物,包括甲氨蝶呤、6-巯基嘌呤、5-氟尿嘧啶和阿糖胞苷;植物生物碱,包括长春碱;长春新碱和足叶乙甙;抗生素,包括阿霉素、柔红霉素、博来霉素和丝裂霉素;亚硝基脲,包括亚硝基脲氮芥和洛莫司汀;无机离子,包括顺铂;生物反应改性剂,包括干扰素;血管抑素试剂和内皮抑素试剂;酶,包括天冬酰胺酶;和激素,包括三苯氧胺和氟他米特,它们的同系物、类似物、片段、衍生物、药学盐和其的混合物;
d)      抗病毒剂例如金刚胺、金刚乙胺、利巴韦林(Rabavirin)、疱疹净、阿糖腺苷、三氟尿苷、无环鸟苷、更昔洛韦、齐多夫定、磷酰甲酸盐、干扰素,它们的同系物、类似物、片段、衍生物、药学盐和其的混合物;和
e)       消炎药例如布洛芬、地塞米松或甲泼尼龙。
为了产生具有抑制感染性能的表面,本发明的涂料组合物可以包含本领域已知的感染抑制活性成分。它们的存在通常促进了用本发明的涂料组合物本身制得的表面的已经显著的感染抑制性能。
使用另外的添加剂例如抗氧化剂、颜料、处理剂、染料、消光剂、UV稳定剂、光稳定剂、疏水剂、缓冲物质、流动控制助剂和/或用于粘度调节的增稠剂。
本发明的聚氨酯脲分散体可用于例如在医学器件上形成涂层。
术语“医疗器械”在本发明的上下文中宽范围地理解。医疗器械(包括仪器)的适当、非限制性实例是隐形眼镜(Kontaktlinse);套管;导管(Katheter),例如泌尿科学导管如导尿管(Blasenkatheter)或输尿管导管(Harnleiterkatheter);中央静脉导管;静脉导管或者出口或入口导管;扩张气囊(Dilationsballon);用于血管成形术和活组织检查的导管;用于引入支架、栓塞过滤器或腔静脉的过滤器的导管;气囊导管或其它可膨胀的医疗器械;内窥镜;喉镜;气管装置如气管内软管,呼吸器和其它气管抽吸器械(Trachealabsaugger?te);支气管肺泡灌洗导管;在冠状动脉血管成形术中使用的导管;导杆,插入引导器等;血管塞;起搏器部件;耳蜗植入物;用于喂食的牙齿植入软管(Zahnimplantatschl?uche für die Nahrungszufuhr),引流软管(Dr?nageschl?uche);和导丝。
本发明的分散体可以另外用于制造保护涂层,例如用于手套、支架和其它植入物;外部(身体外的)血液软管(运载血液的管道);膜,例如用于透析的膜;血液过滤器;用于辅助循环的器械;用于伤口护理的绷扎材料;尿袋和造口袋。还包括包含医学活性剂的植入物,例如用于支架或用于气囊表面或用于避孕用品的医学活性剂。
通常,所述医疗器械由导管、内窥镜、喉镜、气管内软管、饲管、导杆、支架和其它植入物形成。
基于本发明分散体的涂料特别有利用于医学应用,这特别是因为它们不含有机溶剂残余物,并且因此通常不会导致毒性,并且同时导致更显著的亲水性,这例如从低接触角看出。
除了改进润滑性的亲水性能,根据本发明提供的涂料组合物特点还在于高血液相容性水平。这使得用这些涂层特别有利地用于血液接触。与现有技术的聚合物相比,本材料在血液接触中表现出减少的凝结趋势。
在医学技术之外,还设想了释放活性物质并且基于本发明的亲水涂覆材料的体系,例如作为活性物质的载体材料用于农作物保护。整个涂料可被看作活性释放体系并且可以例如用于涂覆种子(谷种)。由于涂料的亲水性能,所含有的活性物质能够在润湿的土壤中显现并且显现出其的预期效果,不会负面影响种子发芽的能力。然而在干燥状态,涂覆剂使活性物质可靠地粘附于种子,因此例如当种子通过撒播机射入土壤时活性物质不会分离;由于该分离,活性物质可能例如在存在的动物群上显现出不需要的效果(通过本身应防止昆虫侵袭土壤中的种子的杀虫剂而危害蜜蜂)。
在它们作为用于医学器件的涂料的应用之外,根据本发明的聚氨酯分散体还可用于非医学领域中的另外技术应用。
因此,根据本发明的聚氨酯分散体用于制备保护表面免于因水分起雾的涂层,用于制备容易清洁或者自清洁的表面。这些亲水性涂料还减少了污物的吸收并且防止形成水斑。在外部领域中可设想的应用是例如窗玻璃和屋顶窗、玻璃立面或有机玻璃屋顶(Plexiglasd?cher)。在内部领域中,这类材料可用于涂覆卫生领域的表面。另外的应用是眼镜片或包装材料例如用于防止水分起雾或者由于冷凝水的液滴形成目的的食品包装的涂层。
根据本发明的聚氨酯分散体还适用于整理与水接触的表面用于减少侵染的目的。该效果也成为防污效果。该防污效果的一个非常重要的应用是轮船外壳的水下漆料领域。没有防污处理的轮船外壳非常迅速地变得被海上有机体侵染,这由增加的摩擦导致因此可能的速度降低和较高的燃料消耗。本发明的涂覆材料减少或防止了被海上有机体侵染,并且防止该侵染的上述缺陷。防污涂料领域中的另外应用是用于捕鱼的制品例如鱼网以及水下应用的所有金属基材,例如管道、海上钻井平台、水闸和水闸门等。具有用本发明的涂料产生的表面,尤其是吃水线以下的外壳也具有减小的摩擦阻力,并且因此整饰的轮船具有减少的燃料消耗或者实现了较高的速度。这在运动艇领域和游艇建造中特别重要。
用于上述亲水性涂覆材料应用的另一个重要领域是印刷工业。借助于本发明的涂料,可以使疏水表面亲水化并且因此可用极性印刷油墨印刷,或者可以使用喷墨技术印刷。
用于本发明的亲水性涂料应用的另一个领域是用于化妆品应用的制剂。
根据本发明的聚氨酯分散体的涂料可以借助于各种方法施加。用于这些分散体的合适涂覆技术的例子包括刀涂、印刷、移膜涂饰、喷涂、旋涂或浸涂。
可以涂覆广泛种类的基材,例如金属、织物、陶瓷和塑料。优选涂覆由塑料或金属制成的医学器件。可以提及的金属的例子包括以下:医学不锈钢和镍钛合金。设想了能由其构造医学器件的许多聚合物材料,例子是聚酰胺;聚苯乙烯;聚碳酸酯;聚醚;聚酯;聚乙酸乙烯酯;天然和合成橡胶;苯乙烯和不饱和化合物例如乙烯、丁烯和异戊二烯的嵌段共聚物;聚乙烯或者聚乙烯和聚丙烯的共聚物;硅酮;聚氯乙烯(PVC)和聚氨酯。为了亲水性聚氨酯对医学器件更好的附着力,在施加这些亲水性涂覆材料前可以施加另外合适的涂料作为基底。
实施例
实施例和比较例中描述的树脂的NCO含量根据DIN EN ISO 11909通过滴定测量。
固含量根据DIN-EN ISO 3251测量。使用红外干燥机使聚氨酯分散体(1 g)在115℃干燥至恒重(15-20 min)。
使用得自Malvern Instruments的高性能粒度分级器(HPPS 3.3)测量聚氨酯分散体的平均粒度。
拉伸强度根据DIN 53504测量。
除非另外说明,以%报导的量将被理解为重量%并且基于得到的含水分散体。
使用的物质和缩写:
Desmophen C2200:                   聚碳酸酯多元醇,OH值56 mg KOH/g,数均分子量2000 g/mol (Bayer MaterialScience AG, Leverkusen, DE)
Desmophen C1200:                   聚碳酸酯多元醇,OH值56 mg KOH/g,数均分子量2000 g/mol (Bayer MaterialScience AG, Leverkusen, DE)
Desmophen XP 2613                 聚碳酸酯多元醇,OH值56 mg KOH/g,数均分子量2000 g/mol (Bayer MaterialScience AG, Leverkusen, DE)
聚醚LB 25:                            (基于环氧乙烷/环氧丙烷的单官能聚醚,数均分子量2250 g/mol,OH值 25 mg KOH/g (Bayer MaterialScience AG, Leverkusen, DE)
TCD醇DM                              得自Celanese Chemicals, Dallas, USA的3(4),8(9)-双(羟甲基)三环(5.2.1.0/2.6) 癸烷/三环癸烷二甲醇
实施例1:
具有1300 g/mol数均分子量的基于TCD醇DM的脂环族聚碳酸酯二醇的制备
在80℃向装有顶部蒸馏附件、搅拌器和接收器的16 l压力反应器中预先装入5436 g TCD醇DM与1.2 g乙酰丙酮合钇(III)以及3810 g碳酸二甲酯。随后在氮气氛下,在2h内将反应批料加热至135℃并且伴随着搅拌保持24h,其中压力升至6.3巴(绝压)。然后使其冷却至60℃并且允许空气通入。然后通过蒸馏在具有碳酸二甲酯的混合物中除去分解产物甲醇,温度逐步升至150℃。然后在150℃再将混合物搅拌4小时,随后加热至180℃,并且然后在180℃再搅拌4h。然后使温度降至90℃并且使氮气流(5 l/h)通过反应批料,期间压力降至20毫巴。此后在4h内使温度增至180℃并且保持6h。在该操作期间,在具有碳酸二甲酯的混合物中进一步从反应批料除去甲醇。
在允许空气通入并且反应批料冷却至室温后,得到具有以下参数的淡黄色固体聚碳酸酯二醇:
Mn = 1290 g/mol;OH值= 87 mg KOH/g;
实施例2:
具有约500 g/mol数均分子量的基于TCD醇DM的脂环族聚碳酸酯二醇的制备
如同实施例1中的程序,使用7790 g TCD醇DM、1.68 g乙酰丙酮合钇(III)和3096 g碳酸二甲酯。
这得到具有以下参数的高粘度淡黄色聚碳酸酯二醇:Mn = 496 g/mol;OH值 = 226 mg KOH/g;75℃的粘度= 138 400 mPas。
实施例3:
具有约1000 g/mol数均分子量的基于TCD醇DM和1,4-丁二醇的脂(环)族聚碳酸酯二醇的制备
如同实施例1中的程序,使用5951 g TCD醇DM、2732 g 1,4-丁二醇、2.0 g乙酰丙酮合钇(III)和6842 g碳酸二甲酯。
这得到具有以下参数的无色聚碳酸酯二醇:Mn = 943 g/mol; OH值= 119 mg KOH/g;75℃的粘度= 15 130 mPas。
实施例4: (比较)
在65℃预先引入277.2 g Desmophen C 2200、33.1 g聚醚LB 25和6.7 g新戊二醇,并且通过搅拌均匀化5分钟。在65℃在1分钟内首先加入71.3 g 4,4'-双(异氰酸根合环己基)甲烷(H12MDI)并且然后加入11.9 g异佛尔酮二异氰酸酯至该混合物。将混合物加热至110℃。16小时后,达到2.4%的理论NCO值。在50℃使制得的预聚物溶于711 g丙酮,并且然后在40℃在10分钟内计量加入4.8g 乙二胺于16g水中的溶液。后续搅拌时间为5分钟。之后在15分钟内,通过加入590g水进行分散。通过在减压下蒸馏除去溶剂。这得到具有40.7%固含量和136nm平均粒度的储存稳定聚氨酯分散体。
实施例5: (发明)
在65℃预先引入208.0 g Desmophen C 2200、45.2 g实施例1的聚碳酸酯二醇、33.1 g聚醚LB 25和6.7 g新戊二醇,并且通过搅拌均匀化5分钟。在65℃在1分钟内首先加入71.3 g 4,4'-双(异氰酸根合环己基)甲烷(H12MDI)并且然后加入11.9 g异佛尔酮二异氰酸酯至该混合物。将混合物加热至110℃。16小时后,达到2.6%的理论NCO值。在50℃使制得的预聚物溶于700 g丙酮,并且然后在40℃在10分钟内计量加入4.8g 乙二胺于16g水中的溶液。后续搅拌时间为5分钟。之后在15分钟内,通过加入550g水进行分散。通过在减压下蒸馏除去溶剂。这得到具有39.0%固含量和131nm平均粒度的储存稳定聚氨酯分散体。
实施例6: (发明)
在65℃预先引入138.6 g Desmophen C 2200、90.1 g实施例1的聚碳酸酯二醇、33.1 g聚醚LB 25和6.7 g新戊二醇,并且通过搅拌均匀化5分钟。在65℃在1分钟内首先加入71.3 g 4,4'-双(异氰酸根合环己基)甲烷(H12MDI)并且然后加入11.9 g异佛尔酮二异氰酸酯至该混合物。将混合物加热至110℃。2小时45分钟后,达到2.8%的理论NCO值。在50℃使制得的预聚物溶于700 g丙酮,并且然后在40℃在10分钟内计量加入4.8g 乙二胺于16g水中的溶液。后续搅拌时间为5分钟。之后在15分钟内,通过加入550g水进行分散。通过在减压下蒸馏除去溶剂。这得到具有39.6%固含量和157nm平均粒度的储存稳定聚氨酯分散体。
实施例7: (发明)
在65℃预先引入184.8 g Desmophen C 2200、23.1 g实施例2的聚碳酸酯二醇、33.1 g聚醚LB 25和6.7 g新戊二醇,并且通过搅拌均匀化5分钟。在65℃在1分钟内首先加入71.3 g 4,4'-双(异氰酸根合环己基)甲烷(H12MDI)并且然后加入11.9 g异佛尔酮二异氰酸酯至该混合物。将混合物加热至110℃。21小时后,达到2.9%的理论NCO值。在50℃使制得的预聚物溶于650 g丙酮,并且然后在40℃在10分钟内计量加入4.8g 乙二胺于16g水中的溶液。后续搅拌时间为5分钟。之后在15分钟内,通过加入490g水进行分散。通过在减压下蒸馏除去溶剂。这得到具有40.3%固含量和117nm平均粒度的储存稳定聚氨酯分散体。
实施例8: (发明)
在65℃预先引入138.6 g Desmophen C 2200、34.7 g实施例2的聚碳酸酯二醇、33.1 g聚醚LB 25和6.7 g新戊二醇,并且通过搅拌均匀化5分钟。在65℃在1分钟内首先加入71.3 g 4,4'-双(异氰酸根合环己基)甲烷(H12MDI)并且然后加入11.9 g异佛尔酮二异氰酸酯至该混合物。将混合物加热至110℃。18小时后,达到3.3%的理论NCO值。在50℃使制得的预聚物溶于650 g丙酮,并且然后在40℃在10分钟内计量加入4.8g 乙二胺于16g水中的溶液。后续搅拌时间为5分钟。之后在15分钟内,通过加入450g水进行分散。通过在减压下蒸馏除去溶剂。这得到具有40.5%固含量和151nm平均粒度的储存稳定聚氨酯分散体。
实施例9: (发明)
在65℃预先引入138.6 g Desmophen C 2200、69.3 g实施例3的聚碳酸酯二醇、33.1 g聚醚LB 25和6.7 g新戊二醇,并且通过搅拌均匀化5分钟。在65℃在1分钟内首先加入71.3 g 4,4'-双(异氰酸根合环己基)甲烷(H12MDI)并且然后加入11.9 g异佛尔酮二异氰酸酯至该混合物。将混合物加热至110℃。2小时15分钟后,达到2.9%的理论NCO值。在50℃使制得的预聚物溶于650 g丙酮,并且然后在40℃在10分钟内计量加入4.8g 乙二胺于16g水中的溶液。后续搅拌时间为5分钟。之后在15分钟内,通过加入520g水进行分散。通过在减压下蒸馏除去溶剂。这得到具有38.0%固含量和190nm平均粒度的储存稳定聚氨酯分散体。
实施例10:      比较例4相对于本发明实施例5-9的接触角和100%模量
1. 用于测量静态接触角的涂层的制备
借助旋涂机(RC5 Gyrset 5, Karl Süss, Garching, 德国)在尺寸为25×75 mm的载玻片上制备用于测量静态接触角的涂层。出于该目的,将载玻片夹在旋涂机的样品盘上并且用约2.5-3g含水未稀释的聚氨酯分散体均匀覆盖。样品盘在1300转/分钟下旋转20秒得到均匀涂层,在100℃将其干燥15 min并且然后在50℃干燥24h。将得到的涂覆载玻片直接进行接触角测量。
在载玻片上的所得涂层上进行静态接触角测量。使用得自Dataphysics的具有计算机控制的注射的视频接触角测量仪器OCA20,将10滴Millipore水施加于样品,并且测量它们的静态润湿角。预先使用抗静电干燥机除去样品表面的静电荷(如果存在)。
2. 用于测量100%模量的涂层的制备
使用200 μm刮刀在离型纸上制备层,并且在100℃使其干燥15分钟。随后在100℃干燥15分钟。根据DIN 53504研究冲制的成形体。
使用200 μm刮刀将涂料施加于离型纸。在膜制备前,将含水分散体与2重量%增稠剂(Borchi Gel A LA, Borchers, Langenfeld, 德国)混合,并且通过在RT下搅拌均匀化30分钟。在100℃将湿膜干燥15分钟。
根据DIN 53504进行研究。
3. 研究结果
表1: 得自实施例4-9的材料的膜的接触角和100%模量
实施例编号 接触角(°) 100%模量 (N/mm2)
比较例4 10 2.6
实施例5 12 3.0
实施例6 17 6.7
实施例7 16 3.6
实施例8 27 7.2
实施例9 16 5.4
与比较例4相比,本发明实施例5-9的区别在于一部分聚碳酸酯二醇Desmophen C2200被本发明的新聚碳酸酯二醇代替。该材料作为涂层具有与比较例4的那些类似的亲水性能,接触角总是小于30°。100%模量全部高于比较例4。
实施例11: (比较)
在65℃预先引入282.1 g Desmophen C 2200、22.0 g聚醚LB 25和6.7 g新戊二醇,并且通过搅拌均匀化5分钟。在65℃在1分钟内首先加入71.3 g 4,4'-双(异氰酸根合环己基)甲烷(H12MDI)并且然后加入11.9 g异佛尔酮二异氰酸酯至该混合物。将混合物加热至110℃。21.5小时后,达到2.4%的理论NCO值。在50℃使制得的预聚物溶于711 g丙酮,并且然后在40℃在10分钟内计量加入4.8g 乙二胺于16g水中的溶液。后续搅拌时间为5分钟。之后在15分钟内,通过加入590g水进行分散。通过在减压下蒸馏除去溶剂。这得到具有41.7%固含量和207nm平均粒度的储存稳定聚氨酯分散体。
实施例12: (发明)
在65℃预先引入141.2 g Desmophen C 2200、35.3 g实施例2的聚碳酸酯二醇、22.0 g聚醚LB 25和6.7 g新戊二醇,并且通过搅拌均匀化5分钟。在65℃在1分钟内首先加入71.3 g 4,4'-双(异氰酸根合环己基)甲烷(H12MDI)并且然后加入11.9 g异佛尔酮二异氰酸酯至该混合物。将混合物加热至110℃。18小时后,达到3.4%的理论NCO值。在50℃使制得的预聚物溶于600 g丙酮,并且然后在40℃在10分钟内计量加入4.8g 乙二胺于16g水中的溶液。后续搅拌时间为5分钟。之后在15分钟内,通过加入400g水进行分散。通过在减压下蒸馏除去溶剂。这得到具有41.6%固含量和219nm平均粒度的储存稳定聚氨酯分散体。
实施例13:      比较例11相对于本发明实施例12的接触角和100%模量
如实施例10中所述那样制备涂层以及进行接触角和100%模量的测量。
表2: 得自实施例12和13的材料的膜的接触角和100%模量
实施例编号 接触角(°) 100%模量(N/mm2)
比较例11 24 3.3
实施例12 36 9.2
与比较例11相比,本发明实施例12包括本发明的聚碳酸酯二醇组分。涂层表面仍然非常亲水,同时100%模量上升至几乎三倍。
实施例14: (比较)
在65℃预先引入282.1 g Desmophen XP 2613、22.0 g聚醚LB 25和6.7 g新戊二醇,并且通过搅拌均匀化5分钟。在65℃在1分钟内首先加入71.3 g 4,4'-双(异氰酸根合环己基)甲烷(H12MDI)并且然后加入11.9 g异佛尔酮二异氰酸酯至该混合物。将混合物加热至110℃。70分钟后,达到2.5%的理论NCO值。在50℃使制得的预聚物溶于711 g丙酮,并且然后在40℃在10分钟内计量加入4.8g 乙二胺于16g水中的溶液。后续搅拌时间为5分钟。之后在15分钟内,通过加入590g水进行分散。通过在减压下蒸馏除去溶剂。这得到具有38.3%固含量和215nm平均粒度的储存稳定聚氨酯分散体。
实施例15: (发明)
在65℃预先引入141.2 g Desmophen XP 2613、91.8 g实施例1的聚碳酸酯二醇、22.0 g聚醚LB 25和6.7 g新戊二醇,并且通过搅拌均匀化5分钟。在65℃在1分钟内首先加入71.3 g 4,4'-双(异氰酸根合环己基)甲烷(H12MDI)并且然后加入11.9 g异佛尔酮二异氰酸酯至该混合物。将混合物加热至110℃。60分钟后,达到理论NCO值。在50℃使制得的预聚物溶于650 g丙酮,并且然后在40℃在10分钟内计量加入4.8g 乙二胺于16g水中的溶液。后续搅拌时间为5分钟。之后在15分钟内,通过加入530g水进行分散。通过在减压下蒸馏除去溶剂。这得到具有38.2%固含量和327nm平均粒度的储存稳定聚氨酯分散体。
实施例16:      比较例14相对于本发明实施例15的接触角和100%模量
如实施例10中所述那样制备涂层以及进行接触角和100%模量的测量。
表3: 得自实施例14和15的材料的膜的接触角和100%模量
实施例编号 接触角(°) 100%模量(N/mm2)
比较例14 41 3.0
实施例15 41 12.3
与比较例14相比,本发明实施例15包括本发明的聚碳酸酯二醇组分。涂层的接触角几乎不变,同时100%模量上升至四倍。
实施例17: (比较)
在65℃预先引入269.8 g Desmophen C 2200、49.7 g聚醚LB 25和6.7 g新戊二醇,并且通过搅拌均匀化5分钟。在65℃在1分钟内首先加入71.3 g 4,4'-双(异氰酸根合环己基)甲烷(H12MDI)并且然后加入11.9 g异佛尔酮二异氰酸酯至该混合物。将混合物加热至110℃。21小时后,达到2.4%的理论NCO值。在50℃使制得的预聚物溶于711 g丙酮,并且然后在40℃在10分钟内计量加入4.8g 乙二胺于16g水中的溶液。后续搅拌时间为5分钟。之后在15分钟内,通过加入590g水进行分散。通过在减压下蒸馏除去溶剂。这得到具有41.3%固含量和109nm平均粒度的储存稳定聚氨酯分散体。
实施例18: (发明)
在65℃预先引入135.0 g Desmophen C 2200、33.8 g实施例2的聚碳酸酯二醇、49.7 g聚醚LB 25和6.7 g新戊二醇,并且通过搅拌均匀化5分钟。在65℃在1分钟内首先加入71.3 g 4,4'-双(异氰酸根合环己基)甲烷(H12MDI)并且然后加入11.9 g异佛尔酮二异氰酸酯至该混合物。将混合物加热至110℃。20小时后,达到理论NCO值。在50℃使制得的预聚物溶于590 g丙酮,并且然后在40℃在10分钟内计量加入4.8g 乙二胺于16g水中的溶液。后续搅拌时间为5分钟。之后在15分钟内,通过加入590g水进行分散。通过在减压下蒸馏除去溶剂。这得到具有33.7%固含量和83nm平均粒度的储存稳定聚氨酯分散体。
实施例19:      比较例17相对于本发明实施例18的接触角和100%模量
如实施例10中所述那样制备涂层以及进行接触角和100%模量的测量。
表4: 得自实施例17和18的材料的膜的接触角和100%模量
实施例编号 接触角(°) 100%模量(N/mm2)
比较例17 11 1.9
实施例18 9 6.0
与比较例18相比,本发明实施例17包括本发明的聚碳酸酯二醇组分。涂层的接触角几乎不变,同时100%模量上升至三倍。
实施例20: (比较)
在65℃预先引入277.2 g Desmophen C 2200、33.1 g聚醚LB 25和6.7 g新戊二醇,并且通过搅拌均匀化5分钟。在65℃在1分钟内首先加入71.3 g 4,4'-双(异氰酸根合环己基)甲烷(H12MDI)并且然后加入11.9 g异佛尔酮二异氰酸酯至该混合物。将混合物加热至110℃。75分钟后,达到2.4%的理论NCO值。在50℃使制得的预聚物溶于711 g丙酮,并且然后在40℃在10分钟内计量加入4.8g 乙二胺于16g水中的溶液。后续搅拌时间为5分钟。之后在15分钟内,通过加入590g水进行分散。通过在减压下蒸馏除去溶剂。这得到具有39.9%固含量和169nm平均粒度的储存稳定聚氨酯分散体。
实施例21: (发明)
在65℃预先引入138.6 g Desmophen C 2200、34.7 g实施例2的聚碳酸酯二醇、33.1 g聚醚LB 25和6.7 g新戊二醇,并且通过搅拌均匀化5分钟。在65℃在1分钟内首先加入71.3 g 4,4'-双(异氰酸根合环己基)甲烷(H12MDI)并且然后加入11.9 g异佛尔酮二异氰酸酯至该混合物。将混合物加热至110℃。75分钟后,达到理论NCO值。在50℃使制得的预聚物溶于650 g丙酮,并且然后在40℃在10分钟内计量加入4.8g 乙二胺于16g水中的溶液。后续搅拌时间为5分钟。之后在15分钟内,通过加入450g水进行分散。通过在减压下蒸馏除去溶剂。这得到具有40.0%固含量和167nm平均粒度的储存稳定聚氨酯分散体。
实施例22:      比较例20相对于本发明实施例21的接触角和100%模量
如实施例10中所述那样制备涂层以及进行接触角和100%模量的测量。
表5: 得自实施例20和21的材料的膜的接触角和100%模量
实施例编号 接触角(°) 100%模量(N/mm2)
比较例 20 14 1.6
实施例 21 16 6.1
与比较例20相比,本发明实施例21包括本发明的聚碳酸酯二醇组分。涂层的接触角几乎不变,同时100%模量上升至几乎四倍。

Claims (13)

1.包含聚氨酯脲的聚氨酯脲分散体,该聚氨酯脲
(1) 被至少一个基于聚环氧乙烷和聚环氧丙烷的共聚物单元封端,和
(2) 包含式(I)的基于聚碳酸酯多元醇的单元
Figure 2009801345976100001DEST_PATH_IMAGE001
式(I)。
2.根据权利要求1的聚氨酯脲分散体,特征在于其中存在的聚氨酯脲不含离子或潜离子基团。
3.根据权利要求1或2的聚氨酯脲分散体,特征在于其中存在的聚氨酯脲基于聚碳酸酯多元醇组分,该组分具有1.7-2.3的平均羟基官能度。
4.根据权利要求3的聚氨酯脲分散体,特征在于聚碳酸酯多元醇组分具有通过使碳酸衍生物与式(II)的二官能醇反应得到的聚碳酸酯多元醇a1)
Figure 2009801345976100001DEST_PATH_IMAGE002
  式(II)。
5.根据权利要求4的聚氨酯脲分散体,特征在于聚碳酸酯多元醇组分除了聚碳酸酯多元醇a1)之外还具有另外的聚碳酸酯多元醇a2)。
6.根据权利要求5的聚氨酯脲分散体,特征在于所述聚碳酸酯多元醇a2)是基于1,6-己二醇、1,4-丁二醇或其混合物的具有1.7-2.3的平均羟基官能度和通过OH值测量的400-6000g/mol分子量的化合物。
7.根据权利要求1或2的聚氨酯脲分散体,特征在于,按环氧烷单元的总份额计,用于封端的聚环氧乙烷和聚环氧丙烷的共聚物单元基于得自至少40mol%环氧乙烷单元和至多60mol%环氧丙烷单元的单羟基官能的混合聚环氧烷聚醚,该混合聚环氧烷聚醚具有500g/mol-5000g/mol数均分子量。
8.根据权利要求1或2的聚氨酯脲分散体,特征在于在二甲基乙酰胺中在30℃测量,其中存在的聚氨酯脲具有5000-100000g/mol的数均分子量。
9.根据权利要求1或2的聚氨酯脲分散体,特征在于该聚氨酯脲分散体包含药理学活性物质。
10.制备根据权利要求1-9任一项的聚氨酯脲分散体的方法,其中使聚碳酸酯多元醇组分a)、至少一种多异氰酸酯组分b)、至少一种聚氧亚烷基醚组分c)、至少一种二元胺和/或氨基醇组分d)和任选的另外的多元醇组分彼此反应,并且在水中进行分散。
11.能由根据权利要求1-9任一项的聚氨酯脲分散体得到的聚氨酯脲。
12.能使用根据权利要求11的聚氨酯脲得到的涂料。
13.用根据权利要求12的涂料涂覆的基材。
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