CN104755522B - 可辐射固化的水分散性聚氨酯(甲基)丙烯酸酯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有良好粒面突出的可辐射固化的水分散性聚氨酯丙烯酸酯、其用途及其生产方法。

Description

可辐射固化的水分散性聚氨酯(甲基)丙烯酸酯
本发明描述了特征在于良好粒面突出的可辐射固化的水分散性聚氨酯丙烯酸酯,其用途及其生产方法。
可分散于水中的尿烷丙烯酸酯例如已经由EP-A 98752或DE-OS 2936039已知。这些已知体系的亲水性源于存在离子中心,更具体是羧酸根基团或磺酸根基团,它们以碱金属阳离子或铵离子为其抗衡离子。通常存在的胺(为的是中和或提高摩尔质量)可能引起清漆的泛黄。然而,摩尔质量的所需增加是必要的,以降低薄膜的粘着性。
可辐射固化的可水乳化聚氨酯(甲基)丙烯酸酯例如由EP 694531A2,DE19525489A1,DE 19810793A1,DE 19933012A1,DE 19957604A1或EP 1591502A1已知。
对所有可以由所示说明书得到的产品常见的是其中所述聚氨酯(甲基)丙烯酸酯的生产包括与至少一种二胺或多胺的反应。
DE 102010003308描述了可水乳化的尿烷(甲基)丙烯酸酯,其中省略具有扩链作用的胺的加入以降低泛黄。
这些体系的缺点是其在木基材上的粒面突出水平低,导致需要具有良好粒面突出的其他水分散性尿烷(甲基)丙烯酸酯。
本发明的目的是要开发可辐射固化的水溶性或水分散性尿烷(甲基)丙烯酸酯,其呈现出良好的粒面突出,高光学透明性以及此外在升高的温度下干燥时还呈现非常光滑的薄膜。
该目的借助基本由如下组分合成的尿烷(甲基)丙烯酸酯(A)实现:
(a)至少一种(环)脂族二-和/或多异氰酸酯,
(b1)至少一种摩尔质量小于700g/mol的(环)脂族二醇,
(b2)至少一种重均摩尔质量Mw为700-2000且优选根据DIN 53240的酸值不超过20mg KOH/g的聚酯二醇,
(c)至少一种具有至少一个异氰酸酯反应性基团和至少一个可自由基聚合的不饱和基团的化合物(c),
(d)至少一种具有至少一个异氰酸酯反应性基团和至少一个酸基的化合物,
(e)至少一种用于至少部分中和组分(d)的酸基的不同于组分(h1)和(h2)的碱,
(f)任选至少一种具有正好一个羟基官能团的一元醇,
(g)任选至少一种单官能聚氧化烯聚醚醇,
(h1)至少一种被一个或两个烃基取代的胺,其中烃基一起具有至少12个碳原子,和
(h2)任选至少一种具有至少两个伯和/或仲氨基的化合物。
这些尿烷(甲基)丙烯酸酯(A)任选与至少一种具有至少两个,优选至少3个(甲基)丙烯酸酯官能团且平均分子量至多为1000g/mol,优选至多750g/mol的低分子量(甲基)丙烯酸酯(B)混合。
(A)和(B)的该混合物优选每kg固体含量具有至少1.0mol,优选至少1.5mol,更优选至少2.0mol(甲基)丙烯酸酯官能团。
在木基材上,本发明的尿烷(甲基)丙烯酸酯(A)呈现良好的粒面突出和良好的湿透明性且在升高的温度下干燥时形成光滑薄膜。薄膜具有高丰满度和光学透明性。
上述尿烷(甲基)丙烯酸酯(A)及其与(B)的混合物可以特别有利地用作涂敷木材和含木基材的材料。
组分(a)包括至少一种,优选1-4种,更优选1-3种(环)脂族二-和/或多异氰酸酯。
这些为脂族或脂环族二异氰酸酯的单体和/或低聚体。
该化合物的NCO官能度通常为至少1.8且可以至多为8,优选1.8-5,更优选2-4。
异氰酸酯基团的量以NCO=42g/mol计算通常为5-25重量%。
二异氰酸酯优选为具有4-20个碳原子的异氰酸酯。典型二异氰酸酯的实例是脂族二异氰酸酯如四亚甲基二异氰酸酯,五亚甲基-1,5-二异氰酸酯,六亚甲基二异氰酸酯(1,6-二异氰酸酯基己烷),八亚甲基二异氰酸酯,十亚甲基二异氰酸酯,十二亚甲基二异氰酸酯,十四亚甲基二异氰酸酯,赖氨酸二异氰酸酯的衍生物,三甲基己烷二异氰酸酯或四甲基己烷二异氰酸酯,脂环族二异氰酸酯如1,4-、1,3-或1,2-二异氰酸酯基环己烷,4,4’-或2,4’-二(异氰酸酯基环己基)甲烷,1-异氰酸酯基-3,3,5-三甲基-5-(异氰酸酯基甲基)环己烷(异佛尔酮二异氰酸酯),1,3-或1,4-二(异氰酸酯基甲基)环己烷或2,4-或2,6-二异氰酸酯基-1-甲基环己烷,以及还有3(或4),8(或9)-二(异氰酸酯基甲基)三环[5.2.1.02,6]癸烷异构体混合物。
还可以存在所述二异氰酸酯的混合物。
特别优选六亚甲基二异氰酸酯、1,3-二(异氰酸酯基甲基)环己烷、异佛尔酮二异氰酸酯和4,4’-或2,4’-二(异氰酸酯基环己基)甲烷,非常特别优选异佛尔酮二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯。
异佛尔酮二异氰酸酯通常呈混合物形式,具体为顺式和反式异构体的混合物,比例通常为约60:40-80:20(w/w),优选约70:30-75:25,更优选约75:25。
二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯同样可以呈不同顺式和反式异构体的混合物形式。
脂环族异氰酸酯是包含至少一个脂环族环体系的那些。
脂族异氰酸酯是仅包含线性或支化链的那些,换言之无环化合物。
还想到平均具有不止2个异氰酸酯基团的高级异氰酸酯。合适的实例包括三异氰酸酯如三异氰酸酯基壬烷。
合适的多异氰酸酯包括含有异氰脲酸酯基团的多异氰酸酯,二氮杂环丁二酮二异氰酸酯,含有缩二脲基团的多异氰酸酯,含有尿烷基团或脲基甲酸酯基团的多异氰酸酯,包含二嗪三酮基团的多异氰酸酯,二氮杂环丁酮亚胺改性多异氰酸酯,碳二亚胺,超支化多异氰酸酯,线性或支化C4-C20亚烷基二异氰酸酯的聚氨酯-多异氰酸酯预聚物或聚脲-多异氰酸酯预聚物,总共具有6-20个碳原子的脂环族二异氰酸酯。
可以使用的二-和多异氰酸酯优选具有的异氰酸酯基团(以NCO计算,分子量=42)含量基于二-和多异氰酸酯(混合物)为10-60重量%,优选15-60重量%,更优选20-55重量%。
优选脂族和/或脂环族二-和多异氰酸酯,对本说明书而言统称(环)脂族,实例是上述脂族和/或脂环族二异氰酸酯或其混合物。
对本发明而言,不仅可以使用通过光气化相应胺而得到的那些二-和多异氰酸酯,而且可以使用不使用光气制备的那些,即通过无光气方法制备的那些。例如根据EP-A-0126299(USP 4596678),EP-A-126300(USP 4596679)和EP-A-355443(USP 5087739),(环)脂族二异氰酸酯,如六亚甲基-1,6-二异氰酸酯(HDI),在亚烷基中具有6个碳原子的异构脂族二异氰酸酯,4,4’-或2,4’-二(异氰酸酯基环己基)甲烷和1-异氰酸酯基-3-异氰酸酯基甲基-3,5,5-三甲基环己烷(异佛尔酮二异氰酸酯或IPDI)例如可以通过使(环)脂族二胺与例如脲和醇反应以得到(环)脂族双氨基甲酸酯并使所述酯热裂解成相应二异氰酸酯和醇而制备。该合成通常在循环方法中且任选在N-未取代的氨基甲酸酯、碳酸二烷基酯和由该反应方法再循环的其他副产物存在下连续进行。以此方式得到的二-或多异氰酸酯通常含有非常低或甚至不可测量比例的氯代化合物,导致产物中的有利色数。
在本发明的一个实施方案中,二-和多异氰酸酯(a)具有的总可水解氯含量小于200ppm,优选小于120ppm,更优选小于80ppm,非常优选小于50ppm,特别是小于15ppm,尤其小于10ppm。这可以借助例如ASTM规范D4663-98测量。然而,当然还可以使用具有更高氯含量的二-和多异氰酸酯(a)。
二-和多异氰酸酯(a)还可以至少部分呈封闭形式。
优选
1)含有异氰脲酸酯基团且衍生于芳族、脂族和/或脂环族二异氰酸酯的多异氰酸酯。就此而言特别优选相应的脂族和/或脂环族异氰酸酯基异氰脲酸酯,尤其是基于六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯的那些。存在的异氰脲酸酯尤其是异氰脲酸三-异氰酸酯基烷基和/或三-异氰酸酯基环烷基酯,它们构成这些二异氰酸酯的环状三聚体,或者为与含有不止一个异氰脲酸酯环的其高级同系物的混合物。异氰酸酯基异氰脲酸酯通常具有10-30重量%,尤其是15-25重量%的NCO含量和2.6-8的平均NCO官能度。
2)具有芳族、脂族和/或脂环族,优选脂族和/或脂环族连接的异氰酸酯基团的二氮杂环丁二酮二异氰酸酯,尤其是衍生于六亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯的那些。二氮杂环丁二酮二异氰酸酯是二异氰酸酯的环状二聚产物。
二氮杂环丁二酮二异氰酸酯可以作为单独组分使用或者以与其他多异氰酸酯,特别是在1)下所述那些的混合物使用。
3)含缩二脲基团且具有芳族、脂环族或脂族,优选脂环族或脂族连接的异氰酸酯基团的多异氰酸酯,尤其是三(6-异氰酸酯基己基)缩二脲或其与其高级同系物的混合物。这些含有缩二脲基团的多异氰酸酯通常具有18-22重量%的NCO含量且2.8-4.5的平均NCO官能度。
4)含有尿烷和/或脲基甲酸酯基团且具有芳族、脂族或脂环族,优选脂族或脂环族连接的异氰酸酯基团的多异氰酸酯,如可以例如通过使过量六亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯与一元醇或多元醇反应而得到的那些,一元醇或多元醇例如为甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正己醇、正庚醇、正辛醇、正癸醇、正十二烷醇(月桂醇)、2-乙基己醇、正戊醇、硬脂醇、鲸蜡醇、月桂醇、乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、1,3-丙二醇单甲基醚、环戊醇、环己醇、环辛醇、环十二烷醇、三羟甲基丙烷、新戊二醇、季戊四醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,3-丙二醇、2-乙基-1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、五甘醇、甘油、1,2-二羟基丙烷、2,2-二甲基-1,2-乙二醇、1,2-丁二醇、1,4-丁二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、2,4-二乙基-1,3-辛二醇、羟基新戊酸新戊二醇酯、二-三羟甲基丙烷、二季戊四醇、2,2-二(4-羟基环己基)丙烷,1,1-、1,2-、1,3-和1,4-环己烷二甲醇,1,2-、1,3-或1,4-环己烷二醇或其混合物。这些含有尿烷和/或脲基甲酸酯基团的多异氰酸酯通常具有12-20重量%的NCO含量和2.5-4.5的平均NCO官能度。
5)包含二嗪三酮基团的多异氰酸酯,优选衍生于六亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯。这类包含二嗪三酮基团的多异氰酸酯可以由二异氰酸酯和二氧化碳得到。
6)包含亚氨基二嗪二酮基团的多异氰酸酯,优选衍生于六亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯。这类包含亚氨基二嗪二酮基团的多异氰酸酯优选可以借助特定催化剂由二异氰酸酯制备。
7)二氮杂环丁酮亚胺改性的多异氰酸酯。
8)碳二亚胺改性的多异氰酸酯。
9)例如由DE-A110013186或DE-A110013187已知类型的超支化多异氰酸酯。
10)来自二-和/或多异氰酸酯与醇类的聚氨酯-多异氰酸酯预聚物。
11)聚脲-多异氰酸酯预聚物。
多异氰酸酯1)-11)可以以混合物使用,包括任选与二异氰酸酯的混合物。
在本发明的一个实施方案中,组分(a)为脂族二-和/或多异氰酸酯(a1)和脂环族二-和/或多异氰酸酯(a2)的混合物。
在本发明的一个优选实施方案中,组分(a1)为作为二异氰酸酯的六亚甲基-1,6-二异氰酸酯和/或基于其且选自异氰脲酸酯、缩二脲、尿烷和脲基甲酸酯,优选异氰脲酸酯、尿烷和脲基甲酸酯,更优选异氰脲酸酯和脲基甲酸酯的多异氰酸酯;非常特别优选基于六亚甲基1,6-二异氰酸酯的多异氰酸酯是其异氰脲酸酯。
在另一优选实施方案中,组分(a2)包括作为二异氰酸酯的异佛尔酮二异氰酸酯和/或基于其的多异氰酸酯,更优选作为二异氰酸酯的异佛尔酮二异氰酸酯。
在一个可能的实施方案中,聚氨酯包含脲基甲酸酯基团;该类聚氨酯的脲基甲酸酯基团含量(作为C2N2HO3=101g/mol计算)优选为1-28重量%,优选3-25重量%。
组分(b1)包括至少一种,优选1-3种,更优选1-2种,非常优选正好一种摩尔质量小于700g/mol,优选小于600,更优选小于500,非常优选小于400g/mol的(环)脂族二醇,更具体为脂族二醇。
脂环族二醇涉及包含至少一个饱和环体系的那些二醇。
脂族二醇是仅包含线性或支化链的那些,换言之无环化合物。
脂族二醇的实例是乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、1,2-戊二醇、1,3-戊二醇、1,4-戊二醇、1,5-戊二醇、2,3-戊二醇、2,4-戊二醇、1,2-己二醇、1,3-己二醇、1,4-己二醇、1,5-己二醇、1,6-己二醇、2,5-己二醇、1,2-庚二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,2-辛二醇、1,9-壬二醇、1,2-癸二醇、1,10-癸二醇、1,2-十二烷二醇、1,12-十二烷二醇、1,5-己二烯-3,4-二醇、新戊二醇、(2)-甲基-2,4-戊二醇、2,4-二甲基-2,4-戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、2,5-二甲基-2,5-己二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、频哪醇、二甘醇、三甘醇、二丙二醇、三丙二醇、聚乙二醇HO(CH2CH2O)n-H或聚丙二醇HO(CH[CH3]CH2O)n-H,其中n为整数且n≥4,聚乙二醇-聚丙二醇,其中氧化乙烯或氧化丙烯单元的顺序可以是嵌段或无规的,聚四亚甲基二醇,以及聚-1,3-丙二醇。
优选使用的二醇是乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇和1,8-辛二醇。
脂环族二醇的实例是1,2-和1,3-环戊烷二醇,1,2-、1,3-和1,4-环己烷二醇,1,1-、1,2-、1,3-和1,4-二(羟甲基)环己烷,1,1-、1,2-、1,3-和1,4-二(羟乙基)环己烷以及二(4-羟基环己烷)异亚丙基。
优选1,2-、1,3-和1,4-环己烷二醇,1,3-和1,4-二(羟甲基)环己烷和二(4-羟基环己烷)异亚丙基。
优选的二醇(b1)为乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、2,2-二甲基-1,2-乙二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇(新戊二醇)、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇或二甘醇。
特别优选的化合物(b1)为乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、新戊二醇、1,4-丁二醇和二甘醇。
尤其优选的化合物(b1)为乙二醇、新戊二醇和1,4-丁二醇。
组分(b2)包括至少一种,优选1-3种,更优选1-2种,非常优选正好一种聚酯二醇,其重均摩尔质量Mw为700-2000,优选750-1500g/mol,优选根据DIN 53240的酸值不超过20mg KOH/g。
优选这为至少部分由脂族二醇和/或二羧酸结构单元合成的聚酯二醇。这类聚酯二醇比仅由芳族和/或脂环族结构单元合成的那些具有更大的构象灵活性。
二羧酸结构单元可以是游离酸或其衍生物。
衍生物优选是指:
-单体或聚合物形式的相关酸酐,
-单烷基或二烷基酯,优选单-或二-C1-C4烷基酯,更优选单甲基或二甲基酯,或相应的单乙基或二乙基酯,
-此外还有单乙烯基和二乙烯基酯,以及还有
-混合酯,优选具有不同C1-C4烷基组分的混合酯,更优选混合甲基乙基酯。
C1-C4烷基在该说明书上下文中表示甲基、乙基、异丙基、正丙基、正丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基,优选甲基、乙基和正丁基,更优选甲基和乙基,非常优选甲基。
脂族结构单元仅具有开链,优选亚烷基链,而脂环族结构单元除了官能基团外具有至少一个环体系。芳族结构单元除了官能基团外具有至少一个芳族环体系。
脂族二醇的实例是乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、1,2-戊二醇、1,3-戊二醇、1,4-戊二醇、1,5-戊二醇、2,3-戊二醇、2,4-戊二醇、1,2-己二醇、1,3-己二醇、1,4-己二醇、1,5-己二醇、1,6-己二醇、2,5-己二醇、1,2-庚二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,2-辛二醇、1,9-壬二醇、1,2-癸二醇、1,10-癸二醇、1,2-十二烷二醇、1,12-十二烷二醇、1,5-己二烯-3,4-二醇、新戊二醇、(2)-甲基-2,4-戊二醇、2,4-二甲基-2,4-戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、2,5-二甲基-2,5-己二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、频哪醇、二甘醇、三甘醇、二丙二醇、三丙二醇、聚乙二醇HO(CH2CH2O)n-H或聚丙二醇HO(CH[CH3]CH2O)n-H,其中n为整数且n≥4,聚乙二醇-聚丙二醇,其中氧化乙烯或氧化丙烯单元的顺序可以是嵌段或无规的,聚四亚甲基二醇,以及聚-1,3-丙二醇。
优选使用的二醇是乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇和1,8-辛二醇。
脂环族二醇的实例1,2-和1,3-环戊烷二醇,1,2-、1,3-和1,4-环己烷二醇,1,1-、1,2-、1,3-和1,4-二(羟甲基)环己烷,1,1-、1,2-、1,3-和1,4-二(羟乙基)环己烷和二(4-羟基环己烷)异亚丙基。
优选1,2-、1,3-和1,4-环己烷二醇,1,3-和1,4-二(羟甲基)环己烷以及二(4-羟基环己烷)异亚丙基。
脂族二羧酸的实例是草酸、丙二酸、马来酸、富马酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷-α,ω-二甲酸、十二烷-α,ω-二甲酸及其衍生物。
脂环族二羧酸的实例是顺式-和反式-环己烷-1,2-二甲酸(六氢邻苯二甲酸),顺式-和反式-环己烷-1,3-二甲酸,顺式-和反式-环己烷-1,4-二甲酸,1,2-、1,3-或1,4-环己-4-烯二甲酸(四氢邻苯二甲酸),顺式-和反式-环戊烷-1,2-二甲酸,顺式-和反式-环戊烷-1,3-二甲酸及其衍生物。
芳族二羧酸的实例是邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸和邻苯二甲酸酐;优选邻苯二甲酸和间苯二甲酸;特别优选邻苯二甲酸。
优选的聚酯二醇(b2)是其中用于其制备的二醇和/或二羧酸组分或其衍生物至少部分为脂族,优选二醇组分完全为脂族组分的那些聚酯二醇。
组分(c)包括至少一种,优选1-3种,更优选正好1-2种,非常优选正好一种具有至少一个,例如1-3个,优选1-2个,更优选正好一个异氰酸酯反应性基团和至少一个,例如1-5个,优选1-3个,更优选1或2个,非常优选正好一个可自由基聚合不饱和基团的化合物。
异氰酸酯反应性基团例如可以为-OH、-SH、-NH2和-NHR5,其中R5为氢或包含1-4个碳原子的烷基,如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基或叔丁基。
异氰酸酯反应性基团可以优选为-OH、-NH2或-NHR5,更优选-OH或-NH2,非常优选-OH。
组分(c)例如可以是α,β-不饱和羧酸,如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、富马酸、马来酸、丙烯酰胺基乙醇酸、甲基丙烯酰胺基乙醇酸的单酯,或者与优选具有2-20个碳原子和至少两个羟基的二醇或多元醇的乙烯基醚,所述二醇或多元醇如乙二醇、二甘醇、三甘醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,1-二甲基-1,2-乙二醇、二丙二醇、三甘醇、四甘醇、五甘醇、三丙二醇,1,2-、1,3-或1,4-丁二醇,1,5-戊二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、2-甲基-1,5-戊二醇、2-乙基-1,4-丁二醇、1,4-二羟甲基环己烷、2,2-二(4-羟基环己基)丙烷、甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、三羟甲基丁烷、季戊四醇、二-三羟甲基丙烷、赤藓糖醇、山梨醇、分子量为162-2000的聚THF、分子量为134-400的聚-1,3-丙二醇或分子量为238-458的聚乙二醇。此外,还可以使用(甲基)丙烯酸与氨基醇如2-氨基乙醇、2-(甲基氨基)乙醇、3-氨基-1-丙醇、1-氨基-2-丙醇或2-(2-氨基乙氧基)乙醇、2-巯基乙醇或多氨基链烷烃如乙二胺或二亚乙基三胺的酯或酰胺,或乙烯基乙酸。
此外,还合适的是平均OH官能度为2-10的不饱和聚醚醇或聚酯醇或聚丙烯酸酯多元醇,但不太优选。
烯属不饱和羧酸与氨基醇的酰胺的实例是羟烷基(甲基)丙烯酰胺如N-羟甲基丙烯酰胺,N-羟甲基甲基丙烯酰胺,N-羟乙基丙烯酰胺,N-羟乙基甲基丙烯酰胺,5-羟基-3-氧杂戊基(甲基)丙烯酰胺,N-羟烷基巴豆酰胺如N-羟甲基巴豆酰胺,或N-羟烷基马来酰亚胺如N-羟乙基马来酰亚胺。
优选使用(甲基)丙烯酸2-羟基乙基酯,(甲基)丙烯酸2-或3-羟基丙基酯,1,4-丁二醇单(甲基)丙烯酸酯,新戊二醇单(甲基)丙烯酸酯,1,5-戊二醇单(甲基)丙烯酸酯,1,6-己二醇单(甲基)丙烯酸酯,甘油单-和二(甲基)丙烯酸酯,三羟甲基丙烷单-和二(甲基)丙烯酸酯,季戊四醇单-、-二-和-三(甲基)丙烯酸酯,以及还有4-羟基丁基乙烯基醚,(甲基)丙烯酸2-氨基乙基酯,(甲基)丙烯酸2-氨基丙基酯,(甲基)丙烯酸3-氨基丙基酯,(甲基)丙烯酸4-氨基丁基酯,(甲基)丙烯酸6-氨基己基酯,(甲基)丙烯酸2-硫代乙基酯,2-氨基乙基(甲基)丙烯酰胺,2-氨基丙基(甲基)丙烯酰胺,3-氨基丙基(甲基)丙烯酰胺,2-羟乙基(甲基)丙烯酰胺,2-羟基丙基(甲基)丙烯酰胺或3-羟基丙基(甲基)丙烯酰胺。特别优选丙烯酸2-羟基乙基酯,甲基丙烯酸2-羟基乙基酯,丙烯酸2-或3-羟基丙基酯,1,4-丁二醇单丙烯酸酯,3-(丙烯酰氧基)-2-羟基丙基(甲基)丙烯酸酯,以及还有分子量为106-238的聚乙二醇的单丙烯酸酯。
在一个优选实施方案中,组分(c)选自丙烯酸2-羟基乙基酯,甲基丙烯酸2-羟基乙基酯,丙烯酸2-或3-羟基丙基酯和1,4-丁二醇单丙烯酸酯,甘油1,2-或1,3-二丙烯酸酯,三羟甲基丙烷二丙烯酸酯,季戊四醇三丙烯酸酯,二-三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和二季戊四醇五丙烯酸酯,优选丙烯酸2-羟基乙基酯和甲基丙烯酸2-羟基乙基酯,更优选丙烯酸2-羟基乙基酯。
当组分(c)包括来自三羟甲基丙烷、季戊四醇、二-三羟甲基丙烷或二季戊四醇的丙烯酰化的工业混合物时,通常将这些混合物作为完全和不完全丙烯酰化多元醇的混合物使用。此时非常特别优选作为化合物(c)的是来自季戊四醇的丙烯酰化的工业混合物,其通常具有的OH值根据DIN 53240为99-115mg KOH/g且主要由季戊四醇三丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯构成并且还可以包含少量季戊四醇二丙烯酸酯。这样所具有的优点是季戊四醇四丙烯酸酯不掺入本发明的聚氨酯(A)中,而是同时用作反应性稀释剂(B)。
在另一优选实施方案中,组分(c)包括至少一种,优选1-2种,更优选正好一种具有至少2个,例如2-4个,优选2-3个,更优选正好两个羟基官能团和相同数目(甲基)丙烯酸酯官能团的环氧(甲基)丙烯酸酯。
环氧(甲基)丙烯酸酯可以通过使环氧化物与(甲基)丙烯酸反应以形成β-羟烷基(甲基)丙烯酸酯基团而得到。
化合物(c)优选为缩水甘油醚与(甲基)丙烯酸的反应产物。
所想到的那些例如为脂族或芳族多元醇的缩水甘油醚。这类产物可以大量市购。特别优选双酚A、F或B类型的聚缩水甘油基化合物,其完全氢化衍生物以及多元醇如1,4-丁二醇、1,4-环己烷二甲醇、新戊二醇、1,6-己二醇、甘油、三羟甲基丙烷和季戊四醇的缩水甘油醚。这些种类的聚环氧化物实例是来自Resolution Performance Products的812(环氧化物值:约0.67mol/100g)和828(环氧化物值:约0.53mol/100g),1001,1007以及162(环氧化物值:约0.61mol/100g),来自Vantico AG的0162(环氧化物值:约0.58mol/100g)和DY 0397(环氧化物值:约0.83mol/100g)。
特别优选双酚A二缩水甘油醚和1,4-丁二醇二缩水甘油醚,非常优选双酚A二缩水甘油醚。
化合物(c)更具体为下式的环氧(甲基)丙烯酸酯:
其中
R1为氢或甲基,优选氢。
组分(d)为至少一种,优选正好一种具有至少一个,例如1或2个,优选正好两个异氰酸酯反应性基团和至少一个酸基的化合物。
酸基在这里是指羧酸、磺酸或膦酸基团,优选羧酸或磺酸基团,更优选羧酸基团。
化合物(d)包含正好一个异氰酸酯反应性基团和至少一个为阴离子性或者可以转化为阴离子基团的亲水基团。所述化合物的实例是如EP-A1703255,特别是其中的第3页第54行至第4页第38行,DE-A119724199,特别是其中的第3页第4-30行,DE-A14010783,特别是其中的第3栏第3-40行,DE-A14113160,特别是其中的第3栏第63行至第4栏第4行以及EP-A2548669,特别是其中的第4页第50行至第5页第6行中所述的那些。这些文献在此明确作为参考引入作为本公开内容的一部分。
可能的化合物(d)是如下通式的那些:
RG-R3-DG
其中
RG为至少一个异氰酸酯反应性基团,
DG为至少一个分散性基团,以及
R3为包含1-20个碳原子的脂族、脂环族或芳族基团。
异氰酸酯反应性基团RG的实例是-OH、-SH、-NH2或-NHR5,其中R5具有如上所述的定义,但可以与其中所用基团不同;优选-OH、-NH2或-NHR5,更优选-OH或-NH2,非常优选-OH。
DG的实例是-COOH、-SO3H或-PO3H以及还有其阴离子形式,任何所需抗衡离子可以与其结合,例如Li+、Na+、K+、Cs+、Mg2+、Ca2+或Ba2+。作为结合的抗衡离子,额外可以具有衍生于氨或胺,尤其是叔胺的季铵离子或铵离子,例如铵、甲基铵、二甲基铵、三甲基铵、乙基铵、二乙基铵、三乙基铵、三丁基铵、二异丙基乙基铵、苄基二甲基铵、单乙醇铵、二乙醇铵、三乙醇铵、羟乙基二甲基铵、羟乙基二乙基铵、单丙醇铵、二丙醇铵、三丙醇铵、哌啶哌嗪N,N'-二甲基哌嗪吗啉吡啶四甲基铵、三乙基甲基铵、2-羟乙基三甲基铵、二(2-羟乙基)二甲基铵和三(2-羟乙基)甲基铵。
R3优选为亚甲基、1,2-亚乙基、1,2-亚丙基、1,3-亚丙基、1,2-亚丁基、1,4-亚丁基、1,3-亚丁基、1,6-亚己基、1,8-亚辛基、1,12-亚十二烷基、1,2-亚苯基、1,3-亚苯基、1,4-亚苯基、1,2-亚萘基、1,3-亚萘基、1,4-亚萘基、1,6-亚萘基、1,2-亚环戊基、1,3-亚环戊基、1,2-亚环己基、1,3-亚环己基或1,4-亚环己基。
该类组分(d)例如为羟基乙酸、酒石酸、乳酸、3-羟基丙酸、羟基新戊酸、巯基乙酸、巯基丙酸、硫羟乳酸、巯基琥珀酸、甘氨酸、亚氨基二乙酸、肌氨酸、丙氨酸、β-丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、氨基丁酸、羟基琥珀酸、羟基癸酸、乙二胺三乙酸、羟基十二烷酸、羟基十六烷酸、12-羟基硬脂酸、氨基萘甲酸、羟基乙磺酸、羟基丙磺酸、巯基乙磺酸、巯基丙烷磺酸、氨基甲磺酸、牛磺酸、氨基丙磺酸、N-烷基化或N-环烷基化氨基丙烷磺酸或氨基乙磺酸,实例是N-环己基氨基乙磺酸或N-环己基氨基丙烷磺酸,以及还有其碱金属、碱土金属或铵盐,特别优选所述单羟基羧酸和单羟基磺酸,还有单氨基羧酸和单氨基磺酸。
为了制备该分散体,上述酸若不是已经呈盐形式则被完全或部分中和,优选使用碱金属盐或胺,优选叔胺。
化合物(d)优选为具有正好两个羟基和正好一个酸基,优选正好一个羧酸基团的化合物。
该类酸基的实例是二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸和二羟甲基戊酸,优选二羟甲基丙酸和二羟甲基丁酸;特别优选的化合物(d)是二羟甲基丙酸。
组分(e)包括至少一种不同于组分(h1)和(h2)的碱,用于至少部分中和组分(d)的酸基。
所想到的碱性化合物(e)包括无机和有机碱,如铵、碱金属和碱土金属氢氧化物、氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐,以及还有氨或叔胺,优选碱金属氢氧化物。特别优选用氢氧化钠或氢氧化钾部分中和。化学键合酸基的引入量和酸基的中和程度(基于当量通常为40-80mol%),或者优选足以确保聚氨酯在含水介质中的分散,正如熟练技术人员所熟知的。
然而,优选化合物(e)包括胺,更优选叔胺,实例是三甲胺、三乙胺、三丁胺、二异丙基乙基胺、苄基二甲基胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺、二乙基乙醇胺、甲基二乙醇胺、乙基二乙醇胺和三丙醇胺。
优选中和50-80mol%来自(d)的酸基。这导致分散颗粒的单模态尺寸分布并且提高该分散体的稳定性。
任选的组分(f)包括至少一种正好具有一个羟基官能团且此外不具有其他官能基团的一元醇。
所述化合物优选为一元醇,更优选链烷醇,非常优选具有1-20个,优选1-12个,更优选1-6个,非常优选1-4个,更优选1-2个碳原子的链烷醇。
其实例是甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正己醇、正庚醇、正辛醇、正癸醇、正十二烷醇(月桂醇)、2-乙基己醇、环戊醇、环己醇、环辛醇、环十二烷醇、乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、二甘醇、1,3-丙二醇单甲基醚;优选甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇、叔丁醇、正己醇、2-乙基己醇、环戊醇、环己醇和环十二烷醇,更优选甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇和叔丁醇,非常优选甲醇和乙醇,更具体为甲醇。
在一个优选实施方案中,一元醇可以是所述脂环族醇,优选环戊醇或环己醇,更优选环己醇。
在另一优选实施方案中,一元醇可以是所述具有6-20个碳原子的脂族醇,更优选具有8-20个碳原子的那些,非常优选具有10-20个碳原子的那些。
在一个特别优选的实施方案中,一元醇是所述脂族醇,非常优选具有1-4个碳原子的那些,更特别的是甲醇。
化合物(f)的官能团要在尿烷(甲基)丙烯酸酯(A)的制备中满足任何剩余的未反应异氰酸酯基团。
任选的化合物(g)包括至少一种单官能聚氧化烯聚醚醇,其为可以通过合适起始剂分子的烷氧基化得到的种类。
适合制备该类聚氧化烯聚醚醇的起始剂分子是硫醇化合物、如下通式的单羟基化合物:
R18-O-H
或如下通式的仲单胺:
R16R17N-H,
其中R16、R17和R18相互独立地各自为C1-C18烷基,任选被一个氧和/或硫原子和/或被一个或多个取代或未取代亚氨基间隔的C2-C18烷基,或者为C6-C12芳基,C5-C12环烷基,或含有氧、氮和/或硫原子的5-6员杂环,或者R16和R17一起形成任选被一个或多个氧和/或硫原子和/或被一个或多个取代或未取代亚氨基间隔的不饱和、饱和或芳族环,并且所述基团在每种情况下可以被官能基团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代。
优选R16、R17和R18相互独立地为C1-C4烷基;更优选R16、R17和R18为甲基。
例如合适的单官能起始剂分子可以是饱和一元醇—即不包含任何C-C-或C-杂原子双键或叁键的一元醇,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,环戊醇,异构的甲基环己醇或羟甲基环己烷,3-乙基-3-羟甲基氧杂环丁烷,或四氢糠醇;芳族醇如苯酚、异构的甲酚或甲氧基苯酚,芳脂族醇如苄醇、茴香醇或肉桂醇;仲单胺如二甲基胺、二乙基胺、二丙基胺、二异丙基胺、二正丁基胺、二异丁基胺、二(2-乙基己基)胺、N-甲基-和N-乙基环己基胺,或二环己基胺,杂环仲胺如吗啉、吡咯烷、哌啶,或1H-吡唑,以及还有氨基醇如2-二甲氨基乙醇、2-二乙氨基乙醇、2-二异丙基氨基乙醇、2-二丁基氨基乙醇、3-(二甲氨基)-1-丙醇或1-(二甲氨基)-2-丙醇。
优选的起始剂分子是具有不超过6个碳原子,更优选不超过4个碳原子,非常优选不超过2个碳原子的醇,更具体是甲醇。
适合该烷氧基化反应的氧化烯是氧化乙烯、氧化丙烯、氧化异丁烯、乙烯基环氧乙烷和/或氧化苯乙烯,它们可以以任何顺序(用于制备嵌段共聚物)或以混合物(用于制备无规共聚物)用于该烷氧基化反应中。
优选的氧化烯是氧化乙烯、氧化丙烯及其混合物;特别优选氧化乙烯。
优选的聚醚醇是基于使用上述种类的饱和脂族或脂环族醇作为起始剂分子制备的聚氧化烯聚醚醇的那些。非常特别优选基于使用在烷基中具有1-4个碳原子的饱和脂族醇制备的聚氧化烯聚醚醇的那些。尤其优选由甲醇起始制备的聚氧化烯聚醚醇。
通常而言,一元聚氧化烯聚醚醇平均每分子具有呈共聚形式的至少2个,优选5个,更优选至少7个,非常优选至少10个氧化烯单元,优选氧化乙烯单元。
通常而言,一元聚氧化烯聚醚醇平均每分子具有呈共聚形式的至多90个,优选至多45个,更优选至多40个,非常优选至多30个氧化烯单元,优选氧化乙烯单元。
一元聚氧化烯聚醚醇的分子量优选至多4000g/mol,更优选不超过2000g/mol,非常优选不低于500g/mol,更具体为1000±500g/mol,尤其是500-1000g/mol。
因此,优选的聚醚醇是下式化合物:
R18-O-[-Xi-]s-H
其中
R18如上所定义,
s为2-90,优选5-45,更优选7-40,非常优选10-30的整数,以及
Xi对i=1-s而言各自相互独立地可以选自-CH2-CH2-O-、-CH2-CH(CH3)-O-、-CH(CH3)-CH2-O-、-CH2-C(CH3)2-O-、-C(CH3)2-CH2-O-、-CH2-CHVin-O-、-CHVin-CH2-O-、-CH2-CHPh-O-和-CHPh-CH2-O-,优选-CH2-CH2-O-、-CH2-CH(CH3)-O-和-CH(CH3)-CH2-O-,更优选-CH2-CH2-O-,
其中Ph为苯基且Vin为乙烯基。
化合物(h1)包括至少一种,优选正好一种被1或2个烃基取代且其中烃基一起具有至少12个,优选至少14个,更优选至少16个,非常优选至少20个,更特别的是至少24个碳原子的胺。
烃基可以是烷基、芳基或环烷基,优选烷基或环烷基,更优选烷基。
烷基是任选被烷基-或环烷基取代的,优选未被取代的C1-C20烷基,例如甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、2,4,4-三甲基戊基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基或二十烷基,优选辛基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基或二十烷基,更优选十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基或二十烷基。
在一个优选实施方案中,在二取代胺的情况下,特别是在二烷基胺的情况下,化合物(h1)的两个烃基或烷基在每种情况下相互独立地包含至少6个,优选至少8个,更优选至少10个,非常优选至少12个碳原子。
化合物(h1)的实例是二正己基胺、二环己基胺、二苯基胺、苯基环己基胺、苯基苄基胺、二苄基胺、苄基苯乙基胺、二(1-苯乙基)胺、N-苄基-1-苯乙基胺、二正辛基胺、二-2-乙基己基胺、二癸基胺、二-十一烷基胺、单十二烷基胺、二-十二烷基胺、单十三烷基胺、单十六烷基胺(鲸蜡基胺)、单十八烷基胺(硬脂基胺),以及二-十三烷基胺。
化合物(h2)包括至少一种,优选1-3种,更优选1-2种,非常优选正好一种具有至少2个,优选2-3个,更优选正好2个伯氨基的化合物。
具有2个伯氨基的化合物例如是C1-C20亚烷基二胺,如乙二胺、1,4-丁二胺、1,5-戊二胺、新戊二胺或六亚甲基二胺。
额外可以提到4,9-二氧杂十二烷-1,12-二胺、4,7,10-三氧杂十三烷-1,13-二胺、4,4’-二氨基二环己基甲烷和异佛尔酮二胺。
还可想到具有伯和仲氨基的化合物,例如3-氨基-1-甲基氨基丙烷、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、二亚丙基三胺和N,N’-二(3-氨基丙基)乙二胺。
在这种情况下,二胺或多胺具有提高分子量的效果,这降低了所得涂料的粘着性。
可以想到将尿烷(甲基)丙烯酸酯(A)与至少一种低分子量(甲基)丙烯酸酯(B)优选在制备尿烷(甲基)丙烯酸酯(A)的过程中在至少一种低分子量(甲基)丙烯酸酯(B)存在下尽早混合。
低分子量(甲基)丙烯酸酯(B)为至少一种可辐射固化的化合物,其除了可自由基聚合的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基团,优选丙烯酸酯基团外不包含异氰酸酯基反应性基团或羟基反应性基团且此外具有低粘度,优选小于150mPas(在本说明书中,粘度在25℃下按照DIN EN ISO 3219/A.3在锥/板系统中以1000s-1的剪切速率记录,除非另有注明)。
化合物(B)具有的平均分子量至多为1000g/mol,优选至多750g/mol。它优选为二-、三-或四醇的聚醚(甲基)丙烯酸酯或(甲基)丙烯酸酯。
优选的化合物(B)具有至少2个,更优选至少3个(甲基)丙烯酸酯基团。
通常来讲,化合物(B)具有至多6个,优选至多4个(甲基)丙烯酸酯基团。
特别优选的化合物(B)在大气压力下具有的沸点大于200℃。
化合物(B)例如可以为反应性稀释剂,其种类通常如P.K.T.Oldring(编辑),Chemistry&Technology of UV&EB Formulations for Coatings,Inks&Paints,第II卷,第III章:Reactive Diluents for UV&EB Curable Formulations,Wiley and SITATechnology,London 1997中所述。
多官能可聚合化合物的实例为乙二醇二丙烯酸酯,1,2-丙二醇二丙烯酸酯,1,3-丙二醇二丙烯酸酯,1,4-丁二醇二丙烯酸酯,1,3-丁二醇二丙烯酸酯,1,5-戊二醇二丙烯酸酯,1,6-己二醇二丙烯酸酯,1,8-辛二醇二丙烯酸酯,新戊二醇二丙烯酸酯,1,1-、1,2-、1,3-和1,4-环己烷二甲醇二丙烯酸酯,1,2-、1,3-或1,4-环己烷二醇二丙烯酸酯,二丙二醇二丙烯酸酯,三丙二醇二丙烯酸酯,三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯,二季戊四醇五-或六丙烯酸酯,季戊四醇三-或四丙烯酸酯,甘油二-或三丙烯酸酯,以及还有糖醇如山梨糖醇、甘露醇、双甘油、苏糖醇、赤藓醇、阿东糖醇(核糖醇)、阿拉伯糖醇(阿糖醇)、木糖醇、卫矛醇(半乳糖醇)、麦芽糖醇或异麦芽糖醇,或聚酯多元醇、聚醚醇、分子量为162-2000的聚THF、分子量为134-1178的聚-1,3-丙二醇、分子量为106-898的聚乙二醇的二-和多丙烯酸酯,以及还有环氧(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯、尿烷(甲基)丙烯酸酯或聚碳酸酯(甲基)丙烯酸酯,它们任选还可能已经用一种或多种胺改性。
其他实例为式(VIIIa)-(VIIId)化合物的(甲基)丙烯酸酯:
其中
R7和R8相互独立地为氢或任选被芳基-、烷基-、芳氧基-、烷氧基-、杂原子-和/或杂环取代的C1-C18烷基,
k、l、m、q相互独立地各自为1-10,优选1-5,更优选1-3的整数,以及对于i=1-k、1-l、1-m和1-q,Xi各自可以相互独立地选自基团-CH2-CH2-O-、-CH2-CH(CH3)-O-、-CH(CH3)-CH2-O-、-CH2-C(CH3)2-O-、-C(CH3)2-CH2-O-、-CH2-CHVin-O-、-CHVin-CH2-O-、-CH2-CHPh-O-和-CHPh-CH2-O-,优选基团-CH2-CH2-O-、-CH2-CH(CH3)-O-和-CH(CH3)-CH2-O-,更优选-CH2-CH2-O-,
其中Ph为苯基且Vin为乙烯基。
在这些化合物中,任选被芳基-、烷基-、芳氧基-、烷氧基-、杂原子-和/或杂环取代的C1-C18烷基例如为甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、2,4,4-三甲基戊基、癸基、十二烷基、十四烷基、十七烷基、十八烷基、1,1-二甲基丙基、1,1-二甲基丁基、1,1,3,3-四甲基丁基,优选甲基、乙基或正丙基,非常优选甲基或乙基。
优选这些为单重至多重,更优选三重至十重乙氧基化、丙氧基化或混合乙氧基化和丙氧基化的,更具体的是仅乙氧基化的新戊二醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷或季戊四醇的(甲基)丙烯酸酯。
优选的多官能可聚合化合物为1,2-丙二醇二丙烯酸酯,1,3-丙二醇二丙烯酸酯,二丙二醇二丙烯酸酯,三丙二醇二丙烯酸酯,三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯和二季戊四醇六丙烯酸酯,聚酯多元醇丙烯酸酯,聚醚醇丙烯酸酯,以及单重至多重烷氧基化,更优选单重至20重乙氧基化三羟甲基丙烷、单重至20重丙氧基化甘油或单重至20重乙氧基化和/或丙氧基化季戊四醇的三丙烯酸酯。
尤其优选的多官能可聚合化合物为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯以及单重至多重乙氧基化三羟甲基丙烷的三丙烯酸酯、单重至20重丙氧基化甘油的三丙烯酸酯或单重至20重乙氧基化和/或丙氧基化季戊四醇的四丙烯酸酯。
通常来讲,尿烷(甲基)丙烯酸酯(A)的组成如下:
(a)在全部量的(a1)和(a2)中,100mol%的异氰酸酯官能团,
(b)在全部量的(b1)和(b2)中,5-35mol%,优选15-35mol%的羟基官能团(基于(a)中的异氰酸酯官能团),
(c)20-60mol%,优选30-50mol%的羟基官能团(基于(a)中的异氰酸酯官能团),
(d)10-30mol%,优选15-25mol%的羟基官能团(基于(a)中的异氰酸酯官能团),
(e)40-80mol%,优选55-80mol%的碱(基于(d)中的酸官能团),
(f)0-10mol%,优选0-5mol%,更优选0mol%的羟基官能团(基于(a)中的异氰酸酯官能团),
(g)0-10mol%,优选0-5mol%的羟基官能团(基于(a)中的异氰酸酯官能团),
(h1)1-20mol%,优选1-10mol%的仲氨基官能团(基于(a)中的异氰酸酯官能团),
(h2)1-20mol%,优选1-10mol%的伯氨基官能团(基于(a)中的异氰酸酯官能团),
条件是组分(b)、(c)、(d)、(f)、(g)、(h1)和(h2)中异氰酸酯反应性基团的总和占异氰酸酯反应性基团的90-100mol%,优选95-100mol%,更优选100mol%(基于(a)中的异氰酸酯官能团)。
(a1)与(a2)的比例(基于其中存在的异氰酸酯基团量)在这里为4:1-1:4,优选2:1-1:4,更优选1:1-1:3,非常优选1:2-1:3。
可能明智的是使用过量的包含异氰酸酯基团的组分(a),换言之全部量的组分(a1)和(a2),例如加起来至多120mol%,优选至多115mol%,非常优选至多110mol%,。这在所用组分中至少一种,更具体为吸湿性化合物(b)含有与羟基官能团竞争地与异氰酸酯官能团反应的水时尤其优选。
低分子量(甲基)丙烯酸酯(B)以至多3倍于尿烷(甲基)丙烯酸酯(A)按重量计的量,优选0.1-2倍于该量,更优选0.1-0.5倍于该量存在。
按照本发明,为了制备尿烷(甲基)丙烯酸酯(A),在组分(a)-(h1)中至少部分,优选完全引入至少组分(b)和(c)以及还有任选(d),并将异氰酸酯(a)加入所引入组分的该混合物中。
为此,优选引入组分(b)的计划使用量的至少一半,优选至少65%,更优选至少75%,更具体全部量。
此外,优选引入组分(c)的计划使用量的至少一半,优选至少65%,更优选至少75%,更具体全部量。
优选引入组分(d)的计划使用量的至少一半,优选至少65%,更优选至少75%,更具体全部量。
然后向组分(b)和(c)以及还有任选(d)的该混合物中加入异氰酸酯(a)。这可以连续、分多次或一次进行。
组分(a1)和(a2)优选至少部分,优选全部同时加入,以在所得聚氨酯(A)中避免具有升高比例的(a1)或(a2)的相畴。
然后使反应混合物在搅拌或循环泵送下在25-100℃,优选40-90℃的温度下相互反应3-20小时,优选5-12小时的时间。
在反应过程中,温度可以保持相同或者可以连续或逐步提高。
通常来讲,当反应混合物中存在的组分已经基本通过反应消耗—也就是说,例如至少50%,优选至少75%已经进行反应时加入组分(h1)。
当提供组分(h2)以用于扩链时,优选在反应混合物的残留NCO值降至低于1%时将其加入。然后允许在40-80℃的温度下继续反应至少15分钟,优选至少30分钟,更优选至少45分钟。
该反应优选通过加入合适的催化剂而促进。该类催化剂由文献已知,例如由G.Oertel(编辑),Polyurethane,1993年第3版,Carl Hanser Verlag,Munich-Vienna,第104-110页,第3.4.1.节“Katalysatoren”已知;优选有机胺,更具体为脂族、脂环族或芳族叔胺,布朗斯台德酸和/或路易斯酸性有机金属化合物,特别优选路易斯酸性有机金属化合物。优选这些为路易斯酸性有机金属化合物,对此合适的例如是锡化合物,例如有机羧酸的锡(II)盐,实例是二乙酸锡(II)、二辛酸锡(II)、二(乙基己酸)锡(II)和二月桂酸锡(II),以及有机羧酸的二烷基锡(IV)盐,实例是二乙酸二甲基锡、二乙酸二丁基锡、二丁酸二丁基锡、二(2-乙基己酸)二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、马来酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡和二乙酸二辛基锡。此外可以使用锌(II)盐,如二辛酸锌(II)。
金属配合物也是可能的,如铁、钛、铝、锆、锰、镍、锌和钴的乙酰丙酮化物。
其他金属催化剂由Blank等描述于Progress in Organic Coatings,1999,第35卷,第19-29页中。
所用无锡和无锌替代品包括锆、铋、钛和铝的化合物。这些例如为四乙酰丙酮锆(例如来自King Industries的4205),二酮酸锆(例如来自King Industries的XC-9213,XC-A 209和XC-6212)以及二酮酸铝(例如来自King Industries的5218)。
想到的锌化合物和铋化合物包括使用下列阴离子的那些:F-,Cl-,ClO-,ClO3 -,ClO4 -,Br-,I-,IO3 -,CN-,OCN-,NO2 -,NO3 -,HCO3 -,CO3 2-,S2-,SH-,HSO3 -,SO3 2-,HSO4 -,SO4 2-,S2O2 2-,S2O4 2-,S2O5 2-,S2O6 2-,S2O7 2-,S2O8 2-,H2PO2 -,H2PO4 -,HPO4 2-,PO4 3-,P2O7 4-,(OCnH2n+1)-,(CnH2n- 1O2)-,(CnH2n-3O2)-和(Cn+1H2n-2O4)2-,其中n表示1-20的数。这里优选其中阴离子符合式(CnH2n-1O2)-和(Cn+1H2n-2O4)2-的羧酸盐,其中n为1-20。特别优选的盐具有通式(CnH2n-1O2)-的单羧酸根阴离子,其中n表示1-20的数。就此而言特别重要的是甲酸盐、乙酸盐、丙酸盐、己酸盐、新癸酸盐和2-乙基己酸盐。
在锌催化剂中,优选羧酸锌,更优选具有至少6个碳原子,非常优选至少8个碳原子的那些羧酸盐,更具体的是二乙酸锌(II)或二辛酸锌(II)或新癸酸锌(II)。市售催化剂例如为来自OMG Borchers GmbH,德国Langenfeld的Kat 22。
在铋催化剂中,优选羧酸铋,更优选具有至少6个碳原子的那些羧酸盐,更具体的是辛酸铋、乙基己酸铋、新癸酸铋或新戊酸铋;实例包括来自King Industries的K-KAT348,XC-B221,XC-C227,XC 8203和XK-601,来自TIB Chemicals的TIB KAT 716,716LA,716XLA,718,720,789,以及来自Shepherd Lausanne的那些,还有例如来自OMG BorchersGmbH,德国Langenfeld的Kat 24,315和320。
这些还可以为不同金属的混合物,正如例如来自OMG Borchers GmbH,德国Langenfeld的Kat 0245。
在钛化合物中,优选四烷醇钛Ti(OR)4,更优选具有1-8个碳原子的醇ROH的那些,醇的实例是甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正己醇、正庚醇和正辛醇,优选甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇和叔丁醇,更优选异丙醇和正丁醇。
这些催化剂适合溶剂基、水基和/或封闭体系。
钼、钨和钒催化剂尤其描述用于WO 2004/076519和WO 2004/076520中的封闭多异氰酸酯的反应。
优选的路易斯酸性有机金属化合物是二乙酸二甲基锡、二丁酸二丁基锡、二(2-乙基己酸)二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡、二辛酸锌(II)、乙酰丙酮锆、2,2,6,6-四甲基-3,5-庚烷二酮锆和2-乙基己酸铋。
然而,特别优选二月桂酸二丁基锡、新癸酸铋和2-乙基己酸铋;尤其优选新癸酸铋和2-乙基己酸铋。
可以额外通过酸的存在提高催化剂的活性—例如借助如EP 2316867A1所述pKa<2.5的酸或如WO 04/029121A1所述pKa为2.8-4.5的酸。优选使用pKa不超过4.8,更优选不超过2.5的酸。
还可以想到在没有催化剂下进行该反应,但此时反应混合物必须暴露于较高温度和/或较长反应时间。
为了防止(甲基)丙烯酸酯基团在该反应过程中的不希望聚合,可以加入聚合抑制剂。这类抑制剂例如描述于WO 03/035596第5页第35行至第10页第4行中,在本公开内容上下文中可以对其进行参考。
本发明的优选实施方案可以包括使用可掺入的聚合抑制剂,即包含-OH或-NH2基团—也即异氰酸酯反应性基团的抑制剂。该类抑制剂的一个优选实例是4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶-N-氧自由基。
在NCO值达到理论转化值的至少95%,优选至少97%,更优选至少98%时可以认为该反应结束。
若仍存在未反应的异氰酸酯基团,则该反应通过与一元醇(f)在上述反应条件下反应而完成。
在制备之后,将反应混合物在水中分散或稀释。
通常以此方式设定的固体含量通常为35-45%,但也可以高达60%。
该分散体中的平均粒度通常为10-150nm,优选15-120nm,更优选20-100nm,非常优选20-90nm。
该反应可以优选在低分子量(甲基)丙烯酸酯(B)存在下进行,其不仅用作单个组分和尿烷(甲基)丙烯酸酯(A)的溶剂而且在应用阶段为随后的涂料成分。
为此,可以在反应开始时引入全部量的化合物(B),或者可以在反应过程中加入。然而,还明智的是直到反应结束之后才加入一些低分子量(甲基)丙烯酸酯(B),以进一步稀释尿烷(甲基)丙烯酸酯(A)。
优选使用在实际反应阶段所用全部量低分子量(甲基)丙烯酸酯(B)的30-100%,更优选50-100%,非常优选70-100%,更具体为100%。随后可以在反应结束之后加入剩余部分。
按照本发明反应方案得到且任选呈在低分子量(甲基)丙烯酸酯(B)中的溶液的的尿烷(甲基)丙烯酸酯(A)可以有利地用作可辐射固化涂料或用于可辐射固化涂料中。
尿烷(甲基)丙烯酸酯(A)的量应计算使得该混合物中存在的低分子量(甲基)丙烯酸酯(B)同样分散。
这些涂料可以包含其他成分:
当涂料不是用电子束而是借助UV辐射固化时,它优选包括至少一种能够引发烯属不饱和双键聚合的光引发剂。
光引发剂例如可以是熟练技术人员已知的光引发剂,实例是“Advances inPolymer Science”,第14卷,Springer Berlin 1974或K.K.Dietliker,Chemistry andTechnology of UV and EB Formulation for Coatings,Inks and Paints,第3卷;Photoinitiators for Free Radical and Cationic Polymerization,P.K.T.Oldring(编辑),SITA Technology Ltd,London中所述那些。
合适的例如是单-或双酰基氧化膦,例如如EP-A 7508,EP-A 57474,DE-A19618720,EP-A 495751或EP-A 615980中所述,实例是2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦(来自BASF AG的TPO),2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基次膦酸乙酯(来自BASF AG的TPO L),二(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦(来自Ciba819),二苯甲酮类,羟基乙酰苯类,苯基二羟乙酸及其衍生物,或者这些光引发剂的混合物。可以提到的实例包括二苯甲酮、乙酰苯、乙酰萘醌、甲基乙基酮、戊酰苯、己酰苯、α-苯基丁酰苯、对-吗啉代丙酰苯、二苯并环庚酮、4-吗啉代二苯甲酮、4-吗啉代脱氧苯偶姻、对-二乙酰苯、4-氨基二苯甲酮、4’-甲氧基乙酰苯、β-甲基蒽醌、叔丁基蒽醌、蒽醌羧酸酯、苯甲醛、α-四氢萘酮、9-乙酰基菲、2-乙酰基菲、10-噻吨酮、3-乙酰基菲、3-乙酰基吲哚、9-芴酮、2,3-二氢-1-茚酮、1,3,4-三乙酰基苯、噻吨-9-酮、呫吨-9-酮、2,4-二甲基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮、2,4-二氯噻吨酮、苯偶姻、苯偶姻异丁基醚、氯代呫吨酮、苯偶姻四氢吡喃基醚、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻丁基醚、苯偶姻异丙基醚、7H-苯偶姻甲基醚、苯并[de]蒽-7-酮、1-萘甲醛、4,4’-二(二甲基氨基)二苯甲酮、4-苯基二苯甲酮、4-氯二苯甲酮、米蚩酮、1-乙酰萘、2-乙酰萘、1-苯甲酰基环己-1-醇、2-羟基-2,2-二甲基乙酰苯、2,2-二甲氧基-2-苯基乙酰苯、2,2-二乙氧基-2-苯基乙酰苯、1,1-二氯乙酰苯、1-羟基乙酰苯、乙酰苯缩二甲醇、邻-甲氧基二苯甲酮、三苯基膦、三-邻-甲苯基膦、苯并[a]蒽-7,12-二酮、2,2-二乙氧基乙酰苯、苯偶酰缩酮类如苯偶酰缩二甲醇、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙-1-酮、蒽醌类如2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、2-叔丁基蒽醌、1-氯蒽醌和2-戊基蒽醌以及2,3-丁二酮。
还合适的是如DE-A 19826712、DE-A 19913353或WO 98/33761中所述的苯基二羟乙酸酯类型的非泛黄或低泛黄光引发剂。
作为光引发剂同样可以想到聚合物光引发剂,如羧基甲氧基二苯甲酮与具有可变分子量,优选200-250g/mol的聚四亚甲基二醇的二酯(CAS 515136-48-8),以及还有CAS1246194-73-9,CAS 813452-37-8,CAS 71512-90-8,CAS 886463-10-1,或其他聚合二苯甲酮衍生物,这些种类例如可以由瑞士Rahn AG以商标BP市购。
一种优选实施方案使用倍半硅氧烷化合物作为具有至少一个具有引发活性的基团的光引发剂,这些种类描述于WO 2010/063612A1,尤其是其中的第2页第21行至第43页第9行中,由此将其作为参考引入作为本公开内容的一部分,优选第2页第21行至第30页第5行,以及还有在WO 2010/063612A1的实施例中描述的化合物。
典型混合物例如包含2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-2-酮和1-羟基环己基苯基酮,二(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基氧化膦和2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮,二苯甲酮和1-羟基环己基苯基酮,二(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基氧化膦和1-羟基环己基苯基酮,2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦和2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮,2,4,6-三甲基二苯甲酮和4-甲基二苯甲酮或2,4,6-三甲基二苯甲酮以及4-甲基二苯甲酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦。
在这些光引发剂中优选2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基次膦酸乙酯、二(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦、二苯甲酮、1-苯甲酰基环己-1-醇、2-羟基-2,2-二甲基乙酰苯和2,2-二甲氧基-2-苯基乙酰苯。
涂料优选基于尿烷(甲基)丙烯酸酯(A)的总量以0.05-10重量%,更优选0.1-8重量%,尤其是0.2-5重量%的量包含光引发剂。
涂料可以包含其他常规涂料添加剂,如流动控制剂、消泡剂、UV吸收剂、染料、颜料和/或填料。
合适的填料包括硅酸盐,例如可以通过四氯化硅水解得到的硅酸盐,如来自Degussa的硅藻土,滑石,硅酸铝,硅酸镁和碳酸钙等。合适的稳定剂包括典型的UV吸收剂如草酰二苯胺类、三嗪类和苯并三唑类(后者可以作为品级由现BASF得到),以及二苯甲酮类。它们可以单独使用或者与合适的自由基清除剂一起使用,后者的实例是位阻胺如2,2,6,6-四甲基哌啶,2,6-二叔丁基哌啶或其衍生物,例如癸二酸二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)酯。稳定剂通常基于包含在该制剂中的“固体”组分以0.1-5.0重量%的量使用。
本发明分散体特别适合作为涂料或用于涂料中,更优选用于涂敷基材如木材、纸张、纺织品、皮革、非织造织物、塑料表面、玻璃、陶瓷、无机建筑材料如水泥模件和纤维-水泥板,以及尤其是涂敷金属或涂敷的金属。
本发明分散体可以特别有利地用于涂敷木材和木质材料以及含木基材,如纤维板。还可以想到涂敷含有纤维素纤维的基材,如纸张、纸板或卡纸板。非常特别优选这些分散体适于涂敷橡木、云杉、松、山毛榉、枫木、胡桃木、麦哥利木(macoré)、栗木、悬铃木、槐木、梣木、桦木、石松和榆木,以及还有软木。
基材按照熟练技术人员已知的常规方法涂敷,这涉及以所需厚度对待涂敷基材施涂至少一层涂料并除去涂料的挥发性成分。需要的话,该方法可以重复一次或多次。施涂于基材可以以已知方式,例如通过喷雾、抹涂、刮涂、刷涂、滚动、辊涂或浇注进行。涂层厚度通常为约3-400g/m2,优选10-200g/m2,更优选10-80g/m2
任选地,若相互重叠地施加两层或更多层涂料薄膜,则可以在每次涂敷操作之后进行辐射固化和中间砂磨。
辐射固化通过暴露于高能辐射,即UV辐射或日光,优选波长为250-600nm的光,或者通过用高能电子(电子束;150-300keV)辐照而完成。所用辐照源的实例包括高压汞蒸气灯、激光、脉冲灯(闪光灯)、卤灯或准分子发射器。在UV固化情况下通常足以交联的辐照剂量为80-3000mJ/cm2。优选低压汞灯、中压灯和高压灯,它们可以任选用镓或铁掺杂,此外还优选LED灯。
辐照还可以任选在不存在氧气下进行,例如在惰性气体气氛下进行。合适的惰性气体优选包括氮气、稀有气体、二氧化碳或燃烧气。辐照还可以通过将涂料用透明介质覆盖而进行。透明介质例如为聚合物薄膜、玻璃或液体,例如水。特别优选以DE-A119957900中所述方式辐照。
在一种优选方法中,通过使用该涂料处理的基材以恒定速率通过辐照源而连续进行固化。为此该涂料的固化速率必须足够高。
尤其当制品的涂敷之后进行其中薄膜表面与另一制品直接接触或进行机械加工的另一加工步骤时可以采用该固化随时间变化的过程。
该涂料的优点是涂敷的木基材呈现良好的湿透明度和高粒面突出。同时,当在升高的温度下干燥时,可以得到非常光滑的表面。薄膜呈现高丰满度和光学透明性。
本发明借助下列非限制性实施例说明。
实施例
对比例1:
在搅拌釜中作为初始料引入34份丙烯酸2-羟基乙基酯、73份VP9184(由己二酸、间苯二甲酸和己二醇合成的聚酯二醇,具有的OH值为112mg KOH/g)、294份LR 8986(平均OH值为214mg KOH/g且双键密度为3.8mol/kg的环氧丙烯酸酯)、28份二羟甲基丙酸、24份1,4-丁二醇、35份A500E(甲基封端的单官能聚乙二醇,具有的OH值为110mg KOH/g)、188份I(NCO当量为111g/mol的异佛尔酮二异氰酸酯)、66份HI 100(基于六亚甲基二异氰酸酯的多异氰酸酯具有的平均官能度为3且NCO当量为190g/mol)、25份HDI(NCO当量为84g/mol的六亚甲基二异氰酸酯)、0.4份2,6-二叔丁基对甲酚、0.2份4-羟基-Tempo和135份丙酮并在室温下加入0.5份24(羧酸铋)。将该混合物加热至80℃并允许在80℃下反应8小时。NCO值为0.65%,然后将反应混合物用200份丙酮稀释。加入17份三乙胺。在30分钟内将该批料用1200份DI水(去离子水)配制并通过减压蒸馏除去丙酮。将该分散体的固体含量调节至41%。该轻微蓝色分散体的粘度为26mPa s,平均粒度为92nm。
对比例2:
重复对比例1的程序,但0.57%的所得NCO值在用丙酮稀释之后使用5份二丁基胺和7.5份异佛尔酮二胺终止。在用17份三乙胺中和之后,将该批料用1200份DI水配制并通过减压蒸馏除去丙酮。这得到固体含量为39.1%,粘度为72mPa s且平均粒度为89nm的分散体。
对比例3:
在60℃下在装有回流冷凝器、搅拌器、滴液漏斗和温度计的2L烧瓶中作为初始料引入427.1g完全丙烯酰化双酚A二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷—各自平均3.2倍乙氧基化的45:55(w/w)混合物、10.6g乙二醇、50.2g二羟甲基丙酸、0.149g 4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、0.373g二苯基乙烯和222.9g丙酮并加热至回流。加入该彻底混合的初始料中的催化剂为0.72gKat 24(羧酸铋,OMG Borchers GmbH,Langenfeld)。在60分钟内在60-70℃下同时和分批向该混合物中滴加101.7g异佛尔酮二异氰酸酯和126.5g六亚甲基二异氰酸酯。将反应混合物在回流温度下搅拌直到反应混合物的NCO值为0.42%,并加入另外179g丙酮。这之后冷却至40℃并用102g浓度为10%的氢氧化钠水溶液中和。在冷却至环境温度之后将该聚氨酯溶液在剧烈搅拌下引入800g水中,自发形成分散体。然后通过在40℃下减压蒸馏而除去丙酮,最后通过用300g水稀释将该分散体调节至所需固体含量。固体含量为41%。例如为73nm,粘度为57mPa s且pH为7.9。
制备本发明聚氨酯丙烯酸酯分散体
发明实施例1:
重复对比例1的程序,但0.63%的所得NCO值在用丙酮稀释之后使用36份二-十三烷基胺和7.5份异佛尔酮二胺终止。在用17份三乙胺中和之后,将该批料用1250份DI水配制并通过减压蒸馏除去丙酮。这得到固体含量为39.5%,粘度为58mPa s且平均粒度为99nm的分散体。
发明实施例2:
重复对比例1的程序,但0.56%的所得NCO值在用丙酮稀释之后使用14份二-十三烷基胺和7份异佛尔酮二胺终止。在用17份三乙胺中和之后,将该批料用1200份DI水配制并通过减压蒸馏除去丙酮。这得到固体含量为39.9%,粘度为440mPa s且平均粒度为54nm的分散体。
发明实施例3:
重复对比例1的程序,但0.59%的所得NCO值在用丙酮稀释之后使用14份二-十三烷基胺和8份异佛尔酮二胺终止。在用55份浓度为10%的氢氧化钠水溶液中和之后,将该批料用1200份DI水配制并通过减压蒸馏除去丙酮。这得到固体含量为39.9%,粘度为92mPa s且平均粒度为75nm的分散体。
薄膜的生产
将来自发明实施例1-7和对比例1-3的分散体或溶液与4重量%500光引发剂(50重量%1-羟基环己基苯基酮和50重量%二苯甲酮的混合物,BASF SE,前Ciba)混合并使用200μm四通棒施涂器(four-way bar applicator)施加于预砂磨的木基材。
将涂敷的基材在室温下自蒸发15分钟并在强制空气烘箱中于60℃下自蒸发30分钟,在IST UV装置中于具有2个UV灯(120W/cm,中压汞灯)的10m/min传输带上辐照。然后再次砂磨(160等级)并随后再次涂敷(见上文),干燥并UV固化。薄膜彻底固化(指甲测试)并呈现低摆杆阻尼。
1)根据DIN EN ISO 3251(1g,在125℃下)
2)旋转粘度计,23℃,50s-1[mPas]
3)来自Zetasizer 1000,Malvern Instruments,Malvern,UK的平均粒度
4)纯粘合剂的玻璃化转变温度,使用具有CC 200F1控制器的Netzsch DSC 204F1测量,温度范围为-20℃至150℃,加热速率为20K/min
5)表面粗糙度的测量(白光干涉测量法)
6)刮涂在山毛榉上的薄膜,根据评分的视觉评价,评分1=最好结果,评分4=最差结果。基准为基于具有良好粒面突出:评分1)的聚氨酯丙烯酸酯分散体(LR8949)的40%UV配制剂。
7)通过方法DIN 53157(摇摆)在UV固化前和后的摆杆硬度;在UV前:在RT下24小时之后;在UV后:在RT下24小时之后且随后用IST UV系统于具有2个UV灯(120W/cm,中压汞灯)的10m/min传输带上固化—2遍。
8)清漆在山毛榉上的光学透明性和外观(根据评分的视觉评价,评分1=最好结果,评分4=最差结果)
9)根据DIN EN 12720的耐化学品性。测定的化学品为水(24h),咖啡(16h,6h,1h),48%在水中的乙醇(6h,1h),液体石蜡(24h)。评分5=最好结果,评分1=最差结果。所述数字在每种情况下为全部7次测量的平均值。
10)粘着性/棉絮测试:
在200μm湿厚度下施加分散体并在60℃下加热20分钟。在冷却之后在室温下自蒸发约15分钟,最后使棉絮在薄膜上温柔通过并评价。
评价:
5=非常严重的发粘,无摆杆阻尼
4=在摆杆阻尼设备中发粘/结块
3=有点粘
2=轻微
1=最小
0=不粘
*n.d.=未测定。

Claims (20)

1.基本由如下组分合成的尿烷(甲基)丙烯酸酯(A):
(a)至少一种脂族或环脂族二-和/或多异氰酸酯,
(b1)至少一种摩尔质量小于700g/mol的脂族或环脂族二醇,
(b2)至少一种重均摩尔质量Mw为700-2000的聚酯二醇,
(c)至少一种具有至少一个异氰酸酯反应性基团和至少一个可自由基聚合的不饱和基团的化合物(c),
(d)至少一种具有至少一个异氰酸酯反应性基团和至少一个酸基的化合物,
(e)至少一种用于至少部分中和组分(d)的酸基的不同于组分(h1)和(h2)的碱,
(f)任选至少一种具有正好一个羟基官能团的一元醇,
(g)任选至少一种单官能聚氧化烯聚醚醇,
(h1)至少一种被一个或两个烃基取代的胺,其中烃基一起具有至少12个碳原子,其中所述胺(h1)选自二正己基胺、二环己基胺、二苯基胺、苯基环己基胺、苯基苄基胺、二苄基胺、苄基苯乙基胺、二(1-苯乙基)胺、N-苄基-1-苯乙基胺、二正辛基胺、二-2-乙基己基胺、二癸基胺、二-十一烷基胺、单十二烷基胺、二-十二烷基胺、单十三烷基胺、单十六烷基胺、单十八烷基胺以及二-十三烷基胺,和
(h2)任选至少一种具有至少两个伯和/或仲氨基的化合物。
2.根据权利要求1的尿烷(甲基)丙烯酸酯,其中组分(a)为脂族二-和/或多异氰酸酯(a1)和脂环族二-和/或多异氰酸酯(a2)的混合物。
3.根据权利要求1的尿烷(甲基)丙烯酸酯,其中组分(b1)选自乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、2,2-二甲基-1,2-乙二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇(新戊二醇)、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇和二甘醇。
4.根据权利要求2的尿烷(甲基)丙烯酸酯,其中组分(b1)选自乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、2,2-二甲基-1,2-乙二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇(新戊二醇)、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇和二甘醇。
5.根据权利要求1-4中任一项的尿烷(甲基)丙烯酸酯,其中组分(b2)为至少部分由脂族二醇和/或二羧酸结构单元合成的聚酯二醇。
6.根据权利要求1-4中任一项的尿烷(甲基)丙烯酸酯,其中组分(c)选自丙烯酸2-羟基乙基酯、甲基丙烯酸2-羟基乙基酯、丙烯酸2-或3-羟基丙基酯和1,4-丁二醇单丙烯酸酯,甘油1,2-或1,3-二丙烯酸酯,三羟甲基丙烷二丙烯酸酯,季戊四醇三丙烯酸酯,二-三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和二季戊四醇五丙烯酸酯。
7.根据权利要求5的尿烷(甲基)丙烯酸酯,其中组分(c)选自丙烯酸2-羟基乙基酯、甲基丙烯酸2-羟基乙基酯、丙烯酸2-或3-羟基丙基酯和1,4-丁二醇单丙烯酸酯,甘油1,2-或1,3-二丙烯酸酯,三羟甲基丙烷二丙烯酸酯,季戊四醇三丙烯酸酯,二-三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和二季戊四醇五丙烯酸酯。
8.根据权利要求1-4中任一项的尿烷(甲基)丙烯酸酯,其中化合物(c)为下式的环氧(甲基)丙烯酸酯:
其中R1为氢或甲基。
9.根据权利要求5的尿烷(甲基)丙烯酸酯,其中化合物(c)为下式的环氧(甲基)丙烯酸酯:
其中R1为氢或甲基。
10.根据权利要求1-4中任一项的尿烷(甲基)丙烯酸酯,其中组分d)选自二羟甲基丙酸和二羟甲基丁酸。
11.根据权利要求1-4中任一项的尿烷(甲基)丙烯酸酯,其中化合物(h1)的两个烷基各自相互独立地包含至少6个碳原子。
12.一种涂料,包含至少一种根据权利要求1-11中任一项的尿烷(甲基)丙烯酸酯且额外包含至少一种具有至少两个(甲基)丙烯酸酯官能团且平均分子量为至多1000g/mol的(甲基)丙烯酸酯(B)。
13.根据权利要求12的涂料,其中所述(甲基)丙烯酸酯(B)为式(VIIIa)-(VIIId)的化合物:
其中
R7和R8相互独立地为氢或任选被芳基-、烷基-、芳氧基-、烷氧基-、杂原子-和/或杂环取代的C1-C18烷基,
k、l、m、q相互独立地各自为1-10的整数,以及
对于i=1-k、1-l、1-m和1-q,Xi各自可以相互独立地选自基团-CH2-CH2-O-、-CH2-CH(CH3)-O-、-CH(CH3)-CH2-O-、-CH2-C(CH3)2-O-、-C(CH3)2-CH2-O-、-CH2-CHVin-O-、-CHVin-CH2-O-、-CH2-CHPh-O-和-CHPh-CH2-O-,
其中Ph为苯基且Vin为乙烯基。
14.一种涂有根据权利要求1-11中任一项的尿烷(甲基)丙烯酸酯或根据权利要求12或13的涂料的基材。
15.根据权利要求14的基材,包括涂敷的橡木、云杉、松、山毛榉、枫木、栗木、悬铃木、槐木、梣木、桦木、榆木、胡桃木或麦哥利木。
16.一种涂敷基材的方法,其中将根据权利要求1-11中任一项的尿烷(甲基)丙烯酸酯或根据权利要求12或13的涂料施用于基材,然后干燥并辐射固化。
17.根据权利要求16的方法,其中所述基材包括涂敷的橡木、云杉、松、山毛榉、枫木、栗木、悬铃木、槐木、梣木、桦木、榆木、胡桃木或麦哥利木。
18.根据权利要求1-11中任一项的尿烷(甲基)丙烯酸酯作为涂料或在涂料中的用途。
19.根据权利要求18的用途,其中所述涂料用于涂敷木材、纸张、纺织品、皮革、非织造织物、塑料表面、玻璃、陶瓷、无机建筑材料、金属、涂敷的金属或纸板。
20.根据权利要求18的用途,其中所述涂料用于涂敷橡木、云杉、松、山毛榉、枫木、栗木、悬铃木、槐木、梣木、桦木、榆木、胡桃木、麦哥利木或软木。
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