CN108463521A - 用于纺织品的低溶剂涂料体系 - Google Patents

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coating composition
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isocyanate
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R.伊尔尼希
J.科赫
R.兰格
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Covestro Polymers China Co Ltd
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A Polymer (china) Cosmos Co Ltd
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Abstract

本发明提供了用于纺织材料的弹性涂层的涂料组合物，其包含至少一种封端的、具有异氰酸酯端基的预聚物（组分A），该具有异氰酸酯端基的预聚物A）由多元醇组分a）和异氰酸酯组分b）制备，并且末端异氰酸酯基团被丙二酸二烷基酯和/或3,5‑二甲基吡唑封端，和异氰酸酯组分b）包含≥70重量％的至少一种脂族多异氰酸酯和≤30重量％的至少一种芳族多异氰酸酯，基于组分b）的总重量，至少一种多胺（组分B），和≤30重量％的至少一种有机溶剂，基于涂料组合物的总质量。本发明进一步提供了用所述涂料组合物涂覆基材的方法，以及用这种方法能够获得的基材，此外还有所述涂料组合物用于制造弹性涂层或弹性膜的用途。

Description

用于纺织品的低溶剂涂料体系
本发明涉及用于纺织材料的弹性涂层的特定的低溶剂涂料组合物，其包含组分A），至少一种封端的具有异氰酸酯端基的预聚物和组分B），至少一种多胺。本发明进一步提供了用本发明的涂料组合物涂覆基材的方法，以及用这种方法能够获得的基材，此外还提供了本发明的涂料组合物用于制造弹性涂层或弹性膜的用途。
基于聚氨酯脲的用于纺织品的低溶剂涂料组合物是常识并且例如在DE 2 902090 A1中描述。这些涂料组合物包含两种成分，酮肟封端的多异氰酸酯和具有两个氨基的化合物，它们在高于120℃的温度下相互反应。在这些温度下，酮肟基团被消除，并且NCO基团被释放和可用于与胺组分反应。所描述的体系在环境温度下也具有好的储存稳定性。从这些涂料组合物中可以获得具有高机械稳定性的弹性膜。然而，在成膜过程中，酮肟被释放出来，例如丁酮肟。丁酮肟目前被怀疑是可能对健康有害的物质。目前正在评估该化合物以评估其毒理学。根据这些研究的结果，某些行业使用该产品可能需要发生变化，要么通过执行额外监控措施的义务，要么可能需要替代该产品。
因此，对于在环境温度下储存稳定并且其交联、完全反应和/或成膜不伴随酮肟释放的替代性低溶剂涂料组合物存在持续需求。尽管如此，所得涂层应该具有现有技术中已知的体系的有利特性。此外，如果在稍低的温度下消除封端剂将是有利的，从而允许在涂覆操作中节省能量。
在现有技术中已知的替代性封端体系中有丙二酸二烷基酯封端的多异氰酸酯，它们在用于金属的储存稳定的低溶剂涂料体系中的用途也是已知的，并且这种体系已经在EP053 766 A1中描述。封端的多异氰酸酯的NCO基团可以在90-100℃的温度下释放出（U. Röckrath, K. Brockkötter, Th. Frey, U. Poth, G. Wigger, Prog. Org. Coat. 32,1997, 173-182），并且它们与多元醇组分充分反应。解封是通过酯交换过程完成的，这意味着只有乙醇被释放出来，而不是整个封端剂。现有技术中使用的多元醇组分是聚酯多元醇。然而，所描述的涂料体系不适用于纺织品的涂层，因为它们不形成具有足够机械性能的弹性膜。同样已知的用于多异氰酸酯的封端剂是二甲基吡唑类（D. A Wicks和Zeno W. WicksJr., Progress in Organic Coatings 43 (2001), 131 -140; D. A. Wicks和Zeno W.Wicks Jr., Progress in Organic Coatings 36 (1999), 148-172）。
此外，用于纺织品的已知的基于聚氨酯脲的低溶剂涂料组合物（例如根据DE 2902 090 A1）的封端存在的问题在于，当封端剂从酮肟转换为例如丙二酸二烷基酯或二甲基吡唑时，该组合物在室温下缺乏足够的储存稳定性（适用期）。这意味着在两种组分混合后，粘度急剧上升，以致在室温下短时间后不再可能处理。
因此，本发明的目的在于提供适用于纺织品涂层的低溶剂涂料体系，其在环境温度下储存稳定并且在涂覆过程中不释放酮肟。此外，应该可以在相对较低的温度下使涂料交联，并且所得到的膜应该具有好的弹性和机械性能。
该目的根据本发明通过用于纺织材料的弹性涂层的涂料组合物实现，所述涂料组合物包含至少一种封端的、具有异氰酸酯端基的预聚物（组分A），该具有异氰酸酯端基的预聚物A）由多元醇组分a）和异氰酸酯组分b）制备，并且末端异氰酸酯基团被丙二酸二烷基酯和/或3,5-二甲基吡唑封端，和异氰酸酯组分b）含有≥70wt％的至少一种脂族多异氰酸酯和≤30wt％的至少一种芳族多异氰酸酯，基于组分b）的总重量，至少一种多胺（组分B）和≤30重量％的至少一种有机溶剂，基于涂料组合物的总质量。
令人惊讶地发现，本发明的低溶剂涂料组合物适用于纺织品的涂覆并形成具有良好机械性能的弹性膜而又不释放酮肟。本发明的涂料组合物尤其在室温下还表现出足够低的储存稳定性。当使用完全基于芳族多异氰酸酯或具有高含量芳族多异氰酸酯的预聚物时情况并非如此。
所述涂料组合物包含封端的、具有异氰酸酯端基的预聚物（组分A），该具有异氰酸酯端基的预聚物A）由多元醇组分a）和异氰酸酯组分b）制备，并且末端异氰酸酯基团被丙二酸二烷基酯或3,5-二甲基吡唑封端，和异氰酸酯组分b）包含≥70重量％的至少一种脂族多异氰酸酯和≤30重量％的至少一种芳族多异氰酸酯，基于组分b）的总重量。
所述涂料组合物包含优选30-90重量％，更优选50-90重量％的组分A），基于涂料组合物的总质量。
根据本发明，用于制备预聚物A）的多元醇组分a）优选包含至少一种数均分子量Mn为2000-8000 g/mol，优选2500-7000 g/mol，非常优选3000-6500 g/mol和羟基的平均官能度为1.5-4.0，更优选1.8-3.5，非常优选2.0-3.0的多元醇。
就本说明书而言，数均分子量总是通过凝胶渗透色谱法（GPC）在23℃在四氢呋喃中测定。其测量过程依据DIN 55672-1：“Gel permeation chromatography, Part 1-Tetrahydrofuran as eluent”（来自PSS Polymer Service的SECurity GPC系统，流速1.0ml/min；柱：2×PSS SDV线性M，8×300 mm，5μm；RID检测器）。使用已知摩尔质量的聚苯乙烯样品进行校准。数均分子量用软件辅助计算。基准点和评估限值根据DIN 55672第1部分规定。
通过数均分子量和多元醇官能度的变化，例如可能影响所得膜的性能，例如弹性、模量和水溶胀。
在一个特别优选的实施方案中，多元醇组分a）包含以下混合物或由以下混合物组成：该混合物包含至少一种数均分子量Mn为2000-8000 g/mol，优选2500-7000 g/mol，非常优选3000-6500 g/mol和平均OH官能度优选为1.5-4.0，更优选1.8-3.5，非常优选2.0-3.0的多元醇和至少一种数均分子量Mn为300-1000 g/mol，优选350-700 g/mol和平均OH官能度优选为1.5-4.0，更优选1.8-3.5，非常优选2.0-3.0的多元醇。
在一个特别优选的实施方案中，多元醇组分a）包含以下混合物或由以下混合物组成：该混合物包含至少一种数均分子量Mn为2000-8000 g/mol，优选2500-7000 g/mol，非常优选3000-6500 g/mol和平均OH官能度优选为1.5-4.0，更优选1.8-3.5，非常优选2.0-3.0的多元醇，至少一种数均分子量Mn为300-1000 g/mol，优选350-700 g/mol和平均OH官能度优选为1.5-2.7，更优选1.8-2.5，非常优选1.9-2.1的多元醇和至少一种数均分子量Mn为300-1000 g/mol，优选350-700 g/mol和平均OH官能度更优选为2.8-3.5，非常优选2.9-3.1的多元醇。
适合作为多元醇组分a）的化合物特别是聚酯多元醇，聚醚多元醇，聚碳酸酯多元醇，聚醚聚碳酸酯多元醇和/或聚酯-聚碳酸酯多元醇。特别优选地，多元醇组分a）包含聚醚多元醇或由其组成。
作为用于制备聚氨酯预聚物A）的多元醇组分，可以使用聚氨酯化学中本身已知并且可以通过烷氧基化合适的起始剂分子以常规方式获得的相对高分子量的聚醚多元醇。
合适的起始剂分子是例如简单的多元醇如乙二醇，1,2-和/或1,3-丙二醇和1,4-丁二醇，1,6-己二醇，新戊二醇，2-乙基己烷-1,3-二醇，甘油，三羟甲基丙烷，季戊四醇，山梨醇以及还有这些多元醇与脂族或芳族二羧酸的低分子量的、含羟基的酯，以及这些简单多元醇的低分子量乙氧基化或丙氧基化产物，或这种改性或未改性的醇、水、具有至少两个N-H键的有机多胺的任何所需的混合物，或这些起始剂分子的任何所需的混合物。例如，芳族的羟基化合物如双酚A也是合适的。适用于烷氧基化的是环醚，例如四氢呋喃和/或环氧烷如环氧乙烷，环氧丙烷，环氧丁烷，氧化苯乙烯或表氯醇，特别是环氧乙烷和/或环氧丙烷，其在烷氧基化中可以以任何顺序或以混合物使用。
合适的聚酯多元醇例如是二醇以及任选的三醇和四醇和二羧酸以及任选的三羧酸和四羧酸或羟基羧酸或内酯的本身已知的缩聚物。代替游离的多元羧酸，也可以使用相应的多元羧酸酐或相应的低级醇的多元羧酸酯来制备聚酯。
适用于此的二醇的实例是乙二醇，丁二醇，二乙二醇，三乙二醇，聚烷二醇如聚乙二醇，以及1,2-丙二醇，1,3-丙二醇，丁烷-1,3-二醇，丁烷-1,4-二醇，己烷-1,6-二醇和异构体，新戊二醇或新戊二醇羟基新戊酸酯。此外，还可以使用多元醇如三羟甲基丙烷，甘油，赤藓糖醇，季戊四醇，三羟甲基苯或三羟乙基异氰脲酸酯。
作为二羧酸，可以使用邻苯二甲酸，间苯二甲酸，对苯二甲酸，四氢邻苯二甲酸，六氢邻苯二甲酸，环己烷二甲酸，己二酸，壬二酸，癸二酸，戊二酸，四氯邻苯二甲酸，马来酸，富马酸，衣康酸，丙二酸，辛二酸，2-甲基琥珀酸，3,3-二乙基戊二酸和/或2,2-二甲基琥珀酸。相应的酸酐也可以用作酸源。
当用于酯化的多元醇的平均官能度大于2时，可以另外使用一元羧酸，例如苯甲酸和己烷甲酸。
在制备具有末端羟基的聚酯多元醇中也可用作反应参与物的羟基羧酸例如为羟基己酸，羟基丁酸，羟基癸酸，羟基硬脂酸等。合适的内酯是己内酯，丁内酯和同系物。优选己内酯。
根据本发明适合的聚碳酸酯多元醇是可通过例如碳酸衍生物如碳酸二苯酯，碳酸二甲酯或光气与多元醇，优选二醇反应获得的那些。合适的这种二醇包括例如乙二醇，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，1,4-二羟甲基环己烷，2-甲基-1,3-丙二醇，2,2,4-三甲基戊烷-1,3-二醇，二-、三-或四乙二醇，二丙二醇，聚丙二醇，二丁二醇，聚丁二醇，双酚A，四溴双酚A或者内酯改性的二醇。
二醇成分优选包含40-100重量％的己二醇，优选1,6-己二醇和/或己二醇衍生物，优选除了末端OH基团也具有醚基团或酯基团的那些，例如通过1摩尔的己二醇与至少1摩尔，优选1至2摩尔的己内酯反应而获得的产物，或者通过己二醇与其自身醚化以得到二-或三己二醇。聚醚-聚碳酸酯二醇也可以使用。羟基聚碳酸酯应该基本上是线性的。然而，任选地，由于并入多官能组分，更特别是低分子量多元醇，它们可能稍微支化。适用于该目的的多元醇的实例包括甘油，三羟甲基丙烷，己烷-1,2,6-三醇，丁烷-1,2,4-三醇，三羟甲基丙烷，季戊四醇，奎尼醇，甘露醇，山梨醇，甲基葡糖苷或1,3,4,6-二脱水己糖醇。优选的聚碳酸酯是基于己烷-1,6-二醇的那些，并且还优选改性共二醇例如丁烷-1,4-二醇，或者基于ε-己内酯的那些。其他优选的聚碳酸酯二醇是基于己烷-1,6-二醇和丁烷-1,4-二醇的混合物的那些。
更优选地，多元醇组分a）包含至少一种聚醚多元醇，该多元醇组分优选仅由聚醚多元醇组成。在此特别优选通过环氧丙烷和/或环氧乙烷与合适的起始剂化合物的加成反应获得的聚醚多元醇。所述聚醚多元醇优选具有上述数均分子量和OH官能度，包括所有优选范围。
用于制备预聚物A）的异氰酸酯组分b）包含≥70重量％，优选≥80重量％，非常优选≥90重量％的至少一种脂族多异氰酸酯和≤30重量％，优选≤20重量％，非常优选≤10重量％的至少一种芳族多异氰酸酯，基于组分b）的总重量。
使用少量的芳族多异氰酸酯对于所得涂料在水中的溶胀行为特别有益。
这里合适的脂族多异氰酸酯是所有已知的具有至少两个异氰酸酯基团的脂族、脂环族和/或芳脂族多异氰酸酯，以及所述化合物的混合物。合适的脂族异氰酸酯的实例为二-或三异氰酸酯，例如丁烷二异氰酸酯，戊烷二异氰酸酯，己烷二异氰酸酯（六亚甲基二异氰酸酯，HDI），4-异氰酸根合甲基-1,8-辛烷二异氰酸酯（三异氰酸根合壬烷，TIN），或环状体系例如4,4'-亚甲基双（环己基异氰酸酯）（Desmodur® W, Bayer MaterialScience AG,Leverkusen），3,5,5-三甲基-1-异氰酸根合-3-异氰酸根合甲基环己烷（异佛尔酮二异氰酸酯，IPDI）以及ω,ω´-二异氰酸根合-1,3-二甲基环己烷（H6XDI）或四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯（m-和p-TMXDI）以及苯二亚甲基二异氰酸酯（m-和p-XDI）。这里优选HDI和/或IPDI，特别是HDI和IPDI的混合物。
这里合适的芳族多异氰酸酯是所有已知的具有至少两个异氰酸酯基团的芳族多异氰酸酯，以及所述化合物的混合物。特别合适的是芳族多异氰酸酯，例如1,5-萘二异氰酸酯，二异氰酸根合二苯基甲烷（2,2'-、2,4-和4,4'-亚甲基二苯基二异氰酸酯，MDI），特别是4,4'-异构体和2,4-和4,4'异构体的工业混合物，二异氰酸根合甲基苯（2,4-和2,6-甲苯二异氰酸酯，TDI）。更优选地，所述芳族多异氰酸酯是TDI和/或MDI，非常优选MDI。
同样适用于本发明目的的是具有缩二脲，异氰脲酸酯，亚氨基噁二嗪二酮，脲二酮，脲基甲酸酯和/或氨基甲酸酯结构的所述异氰酸酯的常规衍生物。
根据本发明优选地，组分b）具有1.5-4.0，优选1.8-3.8，更优选2.0-3.5的平均NCO官能度。一种多异氰酸酯或不同多异氰酸酯的混合物可用作组分b）。平均官能度是用于制备预聚物A）的所有多异氰酸酯的官能度的平均值的乘积。
在本发明的一个优选实施方案中，具有异氰酸酯端基的预聚物A）的末端异氰酸酯基团仅由脂族多异氰酸酯形成。由芳族多异氰酸酯产生的末端异氰酸酯基团可能导致储存稳定性的劣化。
除了组分a）和b）之外，还可以使用其他异氰酸酯反应性的化合物来制备预聚物A）。然而，优选仅使用组分a）和b）。
例如，低分子量多元醇也可以用于制备具有异氰酸酯端基的预聚物A）。合适的低分子量多元醇是短链（即含有2至20个碳原子）的脂族、芳脂族或脂环族二醇或三醇。二醇的实例是乙二醇，二乙二醇，三乙二醇，四乙二醇，二丙二醇，三丙二醇，1,2-丙二醇，1,3-丙二醇，1,4-丁二醇，新戊二醇，2-乙基-2-丁基丙二醇，三甲基戊二醇，位置异构的二乙基辛二醇，1,3-丁二醇，环己二醇，1,4-环己烷二甲醇，1,6-己二醇，1,2-和1,4-环己二醇，氢化双酚A（2,2-双（4-羟基环己基）丙烷），2,2-二甲基-3-羟基丙酸2,2-二甲基-3-羟基丙酯。优选的是1,4-丁二醇，1,4-环己烷二甲醇和1,6-己二醇。合适的三醇的实例是三羟甲基乙烷，三羟甲基丙烷或甘油，优选三羟甲基丙烷。
此外，除了短链的二醇之外，还可以使用低分子量的胺或氨基醇。这样的化合物是二胺或多胺，还有酰肼，例如肼，1,2-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-苯二亚甲基二胺，α,α,α´,α´-四甲基-1,3-和-1,4-苯二亚甲基二胺和4,4-二氨基二环己基甲烷，二甲基乙二胺，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他（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。预期的二胺或氨基醇通常是低分子量的二胺或氨基醇，其含有相对于NCO基团具有反应性差异的活性氢，例如除了伯氨基还具有仲氨基的化合物或除了氨基（伯或仲）还具有OH基团的化合物。其实例为伯胺和仲胺，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，新戊醇胺和特别优选二乙醇胺。
此外，还可以使用与NCO基团反应的单官能化合物，例如单胺，特别是单仲胺或一元醇。这里可以提及的实例包括乙醇，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，哌啶及其合适的取代衍生物。
具有异氰酸酯端基的预聚物A）通过使组分a）和b）与任选其他异氰酸酯反应性的组分相互反应，优选通过组分a）和b）相互反应来制备。
根据本发明优选地，组分b）中的异氰酸酯基团与所选组分a）中的羟基的比例≥1.5:1，优选≥2.0:1，更优选≥2.1:1。进一步优选地，组分b）中的异氰酸酯基团与所选组分a）中的羟基的比例≤2.5:1，优选≤2.4:1。
在制备预聚物A）时，可以首先引入多元醇组分a），然后加入异氰酸酯组分b），或者这些操作可以以相反的顺序进行。这里优选一种或多种芳族多异氰酸酯（如果存在的话）首先通过与多元醇组分反应而完全消耗。此后，一种或多种脂族多异氰酸酯随后可以与多元醇组分反应。
所述反应优选在23-120℃，更优选50-100℃的温度下进行。在加入各个组分之前和之后，温度范围可以在该范围内变化。该反应可以在加入常用溶剂的情况下或以本体进行，优选以本体进行。
预聚物A）的末端异氰酸酯基团用丙二酸二烷基酯和/或3,5-二甲基吡唑（DMP）封端，优选用丙二酸二烷基酯封端。
合适的封端剂是DMP和丙二酸二烷基酯，尤其是具有C1-C6烷基链的那些，进而优选丙二酸二乙基（C2）和/或二甲基（C1）酯，更优选丙二酸二乙基酯（丙二酸二乙酯）。根据本发明，丙二酸二烷基酯也可以以与乙酰丙酮化物的混合物作为封端剂使用。
为了封端的目的，具有异氰酸酯端基的预聚物A）全部或部分地与封端剂反应。
封端剂的使用量应当优选使得封端剂中适用于异氰酸酯封端的基团的当量对应于待封端的异氰酸酯基团的量的至少30摩尔％，优选50摩尔％，更优选大于95摩尔％。为了确保所有异氰酸酯基团完全反应，可以使用少量过量的封端剂。基于待封端的异氰酸酯基团，过量一般不超过20摩尔％，优选不超过15摩尔％，更优选不超过10摩尔％。基于聚氨酯预聚物A）中待封端的异氰酸酯基团的量，封端剂中适用于NCO封端的基团的量因此非常优选为95摩尔％至110摩尔％。
用丙二酸二烷基酯封端有利地在23至80℃，优选40至70℃的温度下进行。此处优选使用催化量的碱，特别是甲醇钠。封端反应后，可以使该碱失活。该失活优选通过例如磷酸烷基酯如磷酸二丁酯来完成。封端反应优选在不存在溶剂的情况下进行。在碱失活之后，可以加入常用溶剂以降低封端的预聚物A）的粘度。
在用DMP封端末端异氰酸酯基团的情况下，操作温度有利地为23℃至100℃，优选40至90℃。DMP优选首先以纯固体形式加入到预聚物A）中。随着反应的进行，取决于预聚物A）的结构，粘度可能会急剧增加。在那种情况下，然后可以加入常用溶剂以限制粘度的增加。
获得的封端预聚物A）的粘度优选<200000 mPas，更优选<150000 mPas，非常优选<110000 mPas。该粘度也可以通过添加有机溶剂来实现，在该情况下，使用≤30重量％，优选≤20重量％，更优选≤10重量％的有机溶剂，基于预聚物A）和溶剂的总质量。
所述涂料组合物还包含组分B），至少一种多胺。多胺根据本发明理解为那些具有至少两个氨基的胺。组分B）优选包含至少一种二胺，并且更优选组分B）仅由一种或多种二胺组成。这种多胺可以包含伯氨基或仲氨基或其混合物。合适的多胺的实例包括以下：酰肼，例如肼，1,2-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-苯二亚甲基二胺，α,α,α',α'-四甲基-1,3-和1,4-苯二亚甲基二胺和4,4-二氨基二环己基甲烷，二甲基乙二胺，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他（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。
根据本发明预期的合适的多胺还包括含有活性氢的低分子量二胺或氨基醇，所述活性氢相对于NCO基团具有不同的反应性，例如除了伯氨基还具有仲氨基的化合物，或者除了氨基（伯或仲）也具有OH基团的化合物。其实例为伯胺和仲胺，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，新戊醇胺和特别优选二乙醇胺。
合适的多胺也是具有酯基的仲多胺，即所谓的聚天冬氨酸。聚天冬氨酸可以通过伯多胺与马来酸酯或富马酸酯的反应获得。这里的伯多胺可以特别选自：
乙二胺，1,2-和1,3-丙二胺，2-甲基-1,2-丙二胺，2,2-二甲基-1,3-丙二胺，1,3-和1,4-丁二胺，1,3-和1,5-戊二胺，2-甲基-1,5-戊二胺，1,6-己二胺，2,5-二甲基-2,5-己二胺，2,2,4-和/或2,4,4-三甲基-1,6-己烷二胺，1,7-庚二胺，1,8-辛二胺，1,9-壬二胺，1,10-癸二胺，1,11-十一烷二胺，1,12-十二烷二胺，1-氨基-3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己烷，2,4-和/或2,6-六氢甲苯二胺，2,4'-和/或4,4'-二氨基二环己基甲烷，3,3'-二烷基-4,4'-二氨基-二环己基甲烷（例如3,3'-二甲基-4,4'-二氨基-二环己基甲烷和3,3'-二乙基-4,4'-二氨基-二环己基甲烷），1,3-和/或1,4-环己烷二胺，1,3-双（甲基氨基）-环己烷，1,8-对薄荷烷二胺，肼，脲氨基羧酸的酰肼，双-酰肼，双氨基脲，
苯二胺，2,4-和2,6-甲苯二胺，2,3-和3,4-甲苯二胺，2,4'-和/或4,4'-二氨基二苯基甲烷，由苯胺/甲醛缩合反应获得的高官能的多亚苯基多亚甲基多胺，N,N,N-三-（2-氨基乙基）-胺，胍，三聚氰胺，N-（2-氨基乙基）-1,3-丙二胺，3,3-二氨基联苯胺，聚氧丙烯胺，聚氧乙烯胺，混合的氧化丙烯/氧化乙烯二胺（例如，3,3'-[1,2-乙烷二基双（氧基）]双（1-丙胺）），2,4-双-（4-氨基苄基）-苯胺及其混合物。优选的伯多胺是1-氨基-3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己烷（异佛尔酮二胺或IPDA），双-（4-氨基环己基）甲烷，双-（4-氨基-3-甲基环己基）-甲烷，1,6-二氨基-己烷，2-甲基五亚甲基二胺，乙二胺和3,3'-[1,2-乙烷二基双（氧基）]双（1-丙胺）。
合适的聚天冬氨酸及其制备描述于例如专利申请US 2005/0159560 A1，EP0403921 A1，EP 0470461 A1以及美国专利5,126,170，5,214,086，5,236,741，5,243,012，5,364,955，5,412,056，5,623,045，5,736,604，6,183,870，6,355,829，6,458,293和6,482,333和公开的欧洲专利申请667,362。另外，含有醛亚胺基的天冬氨酸也是已知的（参见美国专利5,489,704，5,559,204和5,847,195）。仲天冬氨酸酰胺酯也是已知的（参见美国专利6,005,062）。
根据本发明优选使用位阻二胺或其混合物作为组分B）。
非常特别优选地，组分B）包含4,4'-二氨基-3,3'-二甲基二环己基甲烷或由其组成。
所述涂料组合物包含优选5至50重量％，更优选10至30重量％的组分B），基于涂料组合物的总质量。
本发明的涂料组合物包含≤30重量％，优选≤15重量％，更优选≤10重量％的至少一种有机溶剂，基于涂料组合物的总质量。因此可以将所述涂料组合物鉴定为低溶剂的。特别有利的是，所述涂料组合物不含有机溶剂。
所使用的有机溶剂可以是纺织工业中常用的任何溶剂，特别合适的是酯，醇，酮，例如乙酸丁酯，乙酸甲氧基丙酯，甲基乙基酮，或这些溶剂的混合物。乙酸甲氧基丙酯是特别优选的。
有机溶剂可以与组分A）、与组分B）一起加入，或者在混合A）和B）之前、期间或之后单独加入。有机溶剂优选与组分A）一起引入组合物中或在混合组分A）和B）之后加入。
在一个优选的实施方案中，所述涂料组合物不包含水。
组分A）与组分B）在本发明涂料组合物中的重量比优选≤10:4，更优选≤10:3.5，非常优选≤10:3。
组分A）与组分B）的比例优选选择为使得胺基团相对于封端的NCO基团以0.8至1.1，更优选0.9至1.05，非常优选0.95至1.0的当量比存在。
本发明的涂料组合物可以进一步包含在纺织品涂层加工中本身已知的辅助剂和助剂，例如颜料，UV稳定剂，抗氧化剂，填料，推进剂，消光剂，手工助剂，消泡剂，光稳定剂，增塑剂和/或流量控制助剂。这些辅助剂和助剂优选以≤15重量％，更优选0.01-10重量％的浓度存在，基于涂料组合物的总重量。
在本发明的一个优选实施方案中，所述涂料组合物包含30至90重量％的组分A），2至50重量％的组分B），0至15重量％的至少一种有机溶剂和0至15重量％的辅助剂和助剂，其中组分A）、B）、有机溶剂和辅助剂和助剂共计100重量％。
所述涂料组合物优选通过在20至30℃下将所有组分混合20至50分钟来制备。有利地，特别地，首先将组分A）和B）单独地储存并且在施用或处理涂料组合物之前尽可能短的时间才混合。
就在所述组分已经混合后，涂料组合物优选具有允许该涂料组合物通过纺织工业中使用的常用方法进行加工的粘度，更具体地通过刮刀施用。例如，在此的涂料组合物的粘度可能受到辅助剂和助剂的影响，例如上面确定的辅助剂和助剂。
在混合后，涂料组合物应该仍可操作至少4小时。
本发明的另一个主题是用于涂覆基材的方法，其中将本发明的涂料组合物施用于基材并在90至200℃，优选110至180℃，非常优选130至170℃下交联。该交联通过组分A）和B）相互反应来完成，特别是通过暴露于温度来触发。由于温度暴露，封端的多异氰酸酯A）首先经历至少部分转变，优选转变成未封端的形式，其中封端的多异氰酸酯A）在此更优选完全转变成未封端的形式。解封的异氰酸酯基团然后能够与组分B）的氨基完全反应，从而交联。
特别优选使用温度曲线进行交联，其中温度在交联时间过程中在所述温度范围内分阶段升高。
暴露于温度的交联时间总计优选1至15分钟，更优选2至10分钟，非常优选2至5分钟。
本发明的涂料组合物可以以一层或多层施用到基材。
可以通过常规施用或涂覆设备将涂料组合物施用到基材，例如以刮刀的形式，例如棒涂机、辊或其他设备。打印和喷涂也是可行的。刮刀涂覆的施用是优选的。可以在一侧或两侧上进行施用。可以直接施用或通过转移涂覆进行施用，优选通过转移涂覆进行。
优选在本发明的方法中将100至1000 g/m2的量施用到基材。
合适的基材优选为纺织材料，由金属、玻璃、陶瓷、混凝土、天然石材、皮革、天然纤维和塑料如PVC、聚烯烃、聚氨酯等制成的片状基材。三维结构也是合适的支撑材料。更优选地，基材是纺织材料或皮革，非常优选纺织材料。
在本发明的含义内，纺织材料理解为例如织造织物，针织织物，以及粘合和非粘合的非织造织物。纺织材料可以由合成纤维、天然纤维和/或其共混物构成。原则上，由任何所需纤维制成的纺织品适用于本发明的方法。由于本发明的涂料组合物，可以以所有常规方式处理或增强基材，优选通过将纤维相互和/或将基材相互涂覆或粘合结合。
在施用本发明的涂料组合物之前、期间或之后，经涂覆的纺织品基材可以通过例如初步涂覆、仿桃皮绒整理、丝绒化（velourizing）、起毛（raising）和/或翻滚而进行表面处理。
在纺织品涂层中，经常使用多层结构。该情况下的涂层优选由至少两层组成，其通常也称为漆层（coats）。面向空气的最上层被称为面漆。面向基材并且将多层结构中的面漆或其他漆层与纺织品接合的最下侧也被称为粘结漆层。在这些之间可以存在一个或多个施用的层，其通常被称为中间漆层。
通过本发明的涂覆方法，与纺织材料一起，可以生产面漆、中间漆层以及粘结漆层。该方法特别适用于中间漆层的生产。这些中间漆层可以是紧凑或发泡的形式。为了生产发泡的中间漆层，可以使用发泡剂。现有技术已知适用于此目的的发泡剂。
本发明组合物的另一个特别有利的特征是它们可以用于生产仅具有一个或很少漆层的厚层。
同样地，本发明的主题是可以通过本发明的方法获得的经涂覆的基材。
由于优异的性能表现，本发明的涂料组合物和由它们产生的漆层或粘合剂结合优选适用于外衣、人造皮革制品如鞋类、家具覆盖物、汽车内饰制品和体育用品的涂覆或生产，这个列举仅仅是说明性的而不是限制性的。
此外，将本发明的涂料组合物用于制造弹性涂层或弹性膜的用途是本发明的主题。
本发明意义上的弹性膜和涂层优选具有≥200％的断裂伸长率和/或≥2 MPa的拉伸强度和≥0.2 MPa的100％模量。
弹性膜或涂层优选具有≤50％，更优选≤30％且非常优选≤10％的在水中的溶胀性。
所述物理性质在此处按照方法部分中所述来确定。
使用实施例来说明本发明，其不应被解释为限制。
实验部分：
方法：
如果没有以不同的方式明确解释的话，以百分比给出的数据基于质量。
根据DIN EN ISO 11909通过体积滴定测定异氰酸酯基团（NCO）的浓度。
根据DIN EN ISO 3219，使用来自德国Anton Paar的流变仪（Physica MCR 301）进行所有的粘度测量。
粘度1：预聚物A）在室温下沉降至少12小时后的粘度
粘度2：就在加入二胺后的粘度
粘度3：加入二胺7小时后的粘度
粘度2和粘度3之间的差值表明该组合物在室温下的适用期。
根据DIN 53504进行100％模量、断裂伸长率和拉伸强度的测量。
在水中的溶胀：
游离膜在室温下经24小时在水中溶胀以确定溶胀速率。用标尺确定溶胀后膜的体积变化。将厚度为0.1-0.2 mm的膜切成50×50 mm的样品并在水中储存2小时。溶胀的计算是在假设变化在所有维度上成比例的情况下进行的。
数均分子量Mn通过凝胶渗透色谱法（GPC）在23℃在四氢呋喃中测定。其测量过程依据DIN 55672-1：“Gel permeation chromatography, Part 1-Tetrahydrofuran aseluent”（来自PSS Polymer Service的SECurity GPC系统，流速1.0 ml/min；柱：2×PSSSDV线性M，8×300 mm，5μm；RID检测器）。使用已知摩尔质量的聚苯乙烯样品进行校准。数均分子量用软件辅助计算。基准点和评估限值根据DIN 55672第1部分规定。
原材料说明：
以下所有原材料均由科思创德国公司提供
多元醇1：基于环氧丙烷和环氧乙烷和起始于甘油的三官能聚醚，数均分子量Mn =6000 g/mol
多元醇2：基于环氧丙烷和环氧乙烷和起始于甘油的三官能聚醚，数均分子量Mn =4800 g/mol
多元醇3：起始于双酚A的聚氧化丙烯醚，数均分子量Mn = 560 g/mol
多元醇4：基于环氧丙烷和起始于三羟甲基丙烷的三官能聚醚，数均分子量Mn = 437g/mol
多元醇5：基于己二酸、三羟甲基丙烷、1,6-己二醇、间苯二甲酸和邻苯二甲酸的聚酯多元醇，Mn = 1200 g/mol
多异氰酸酯1：六亚甲基-1,6-二异氰酸酯（HDI）
多异氰酸酯2：异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）
多异氰酸酯3：4,4'-亚甲基-双（苯基异氰酸酯），纯4,4'-异构体（MDI）
多异氰酸酯4：基于六亚甲基二异氰酸酯的多异氰酸酯，游离NCO基团的浓度约20％，Mn= 655 g/mol
多异氰酸酯5：甲苯二异氰酸酯，异构体混合物（20％的2,6-甲苯二异氰酸酯和80％的2,4-甲苯二异氰酸酯）
二胺1：4,4'-二氨基-3,3'-二亚甲基二环己基甲烷（Laromin C 260，BASF，德国）
所有其他原材料由Sigma Aldrich供应；如果没有另外提及，不经进一步纯化即可使用。
通用过程：
将多元醇混合物在约10 mbar和100℃下搅拌1小时以除去过量的水。如果MDI是预聚物的一部分，则在65℃下加入计算量的MDI并反应直至NCO降至零。之后，在90℃下在1-2分钟内加入含有六亚甲基二异氰酸酯（HDI）和异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）的混合物并搅拌直至达到理论NCO值。如果实验在没有MDI的条件下进行，将HDI/IPDI混合物直接加入到90℃的多元醇混合物中并反应直到达到理论NCO值。将预聚物混合物冷却至60-65℃。如果反应混合物含有多异氰酸酯4，则此时将该材料加入到NCO预聚物。
游离NCO基团与封端剂的反应根据以下两个过程进行：
a）用丙二酸二乙酯封端
在60-65℃下，将丙二酸二乙酯和甲醇钠溶液（30％（w/w）的甲醇溶液）的混合物加入到反应混合物中并在此温度下搅拌直至NCO值降至零。如果反应混合物的粘度显著增加，则在该反应步骤期间加入给定量的溶剂（乙酸甲氧基丙酯（MPA））。如果粘度不是非常快地增加，则在丙二酸二乙酯与异氰酸酯基团反应完成后（根据NCO滴定）加入所述量的MPA。
在最后一步中加入磷酸二正丁酯以中和甲醇盐碱。
b）用3,5-二甲基吡唑封端
将反应混合物调节至65℃。在此温度下，加入3,5-二甲基吡唑并反应。根据粘度的增加，在反应过程中向混合物中加入乙酸甲氧基丙酯并搅拌直至与异氰酸酯基团的反应完成（根据NCO滴定）。
表1显示了根据过程a）或b）制备的实施例1至9和它们的组合物。
预聚物评价：通过与二胺交联形成膜
将预聚物（实施例1至实施例9）与化学计量的量的二胺1和3.0％的用于聚氨酯基合成皮革的添加剂（BYK Chemie GmbH，德国）和0.5％的Acronal L 700（丙烯酸树脂在50％乙酸乙酯中，用于涂料应用的增塑剂，BASF，德国）混合。计算二胺1的量，使得该混合物含有相同量的胺和酯当量。将该混合物在真空下搅拌3分钟。然后用刮刀（300μm湿润）在Bor超无光泽纸（supermatt paper）上产生膜。根据以下温度程序干燥所述膜：
1分钟90℃，温度在1分钟内从90℃升至130℃
1分钟130℃，温度在2分钟内从130℃升至160℃
5分钟160℃
（在循环空气烘箱中进行固化）。
根据上述方法测定粘度和膜性能。
表2总结了实施例1至9（对应于预聚物1至9）的测量结果。
表2的结果表明，利用本发明的技术可以设计具有宽范围的机械强度和弹性性能的弹性膜。配制品的适用期允许整个工作日的处理。
对比例：
用多元醇5交联的丙二酸酯封端的脂族预聚物
选择的丙二酸酯封端的预聚物用多元醇5进行交联。
膜制备的过程：
将来自实施例3（对比例1）或7（对比例2）的预聚物和多元醇5在3500 rpm的速度混合器中混合1分钟。计算多元醇5的用量，使得该混合物含有相同量的羟基和酯当量。
然后用刮刀（500μm湿润）在聚乙烯涂覆的纸上生成膜。根据以下温度程序干燥该膜：
30分钟70℃
10分钟90℃
10分钟120℃
10分钟150℃。
所有获得的膜都非常柔软和粘性的。用于测量撕裂强度的样品无法制备，因为在从纸层离过程中膜被损坏。因此，需要二胺交联剂来产生具有良好机械稳定性的膜。
丙二酸酯封端的芳族预聚物：与二胺1组合测定适用期
合成：
将774.0 g多元醇1和48.4 g多元醇3的多元醇混合物在约10 mbar和100℃下搅拌1小时以除去过量的水。将由69.4 g多异氰酸酯3和50.6 g多异氰酸酯5组成的混合物在65℃下加入到该混合物并在此温度下搅拌直至达到理论NCO值。将60 g该预聚物用于与丙二酸二乙酯的封端步骤。
将60 g上面制备的预聚物和7.0 g乙酸甲氧基丙酯（MPA）的混合物加热至60℃。将5.85 g丙二酸二乙酯和0.20 g甲醇钠溶液（30％（w/w）的甲醇溶液）的混合物加入到反应混合物并在60℃下搅拌直到NCO-值降至零。
在最后一步中加入0.1 g磷酸二正丁酯以中和甲醇盐碱。
适用期的确定：
将15 g上面制备的丙二酸酯封端的预聚物和1.75 g二胺1在3500 rpm下在速度混合器中混合1分钟。计算二胺1的量，使得该混合物含有相同量的胺和酯当量。预聚物的起始粘度为136.000 mPas，添加低粘度交联剂胺应该降低该混合物的粘度。但是，在制备该混合物2分钟后，该混合物的粘度增加到875.000 mPas。30分钟后，粘度增加至1.100.000 mPas。两种组分在室温下的反应非常快，因此组合物的适用期对于工业应用来说是不够的。

Claims (15)

1.用于纺织材料的弹性涂层的涂料组合物，其包含
至少一种封端的、具有异氰酸酯端基的预聚物（组分A），该具有异氰酸酯端基的预聚物A）由多元醇组分a）和异氰酸酯组分b）制备，并且末端异氰酸酯基团被丙二酸二烷基酯和/或3,5-二甲基吡唑封端，和异氰酸酯组分b）包含≥70重量％的至少一种脂族多异氰酸酯和≤30重量％的至少一种芳族多异氰酸酯，基于组分b）的总重量，
至少一种多胺（组分B），和
≤30重量％的至少一种有机溶剂，基于涂料组合物的总质量。
2.根据权利要求1所述的涂料组合物，其特征在于，具有异氰酸酯端基的预聚物A）的末端异氰酸酯基团完全来自脂族多异氰酸酯。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的涂料组合物，其特征在于，所述涂料组合物包含≤10重量％的至少一种有机溶剂，基于涂料组合物总质量。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的涂料组合物，其特征在于，预聚物A）的末端异氰酸酯基团被丙二酸二烷基酯封端。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的涂料组合物，其特征在于，组分B）包含至少一种二胺或仅由一种或多种二胺组成。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的涂料组合物，其特征在于，组分b）包含≥80重量％的至少一种脂族多异氰酸酯和≤20重量％的至少一种芳族多异氰酸酯，基于组分b）的总重量。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的涂料组合物，其特征在于，组分b）中的异氰酸酯基团与组分a）中的羟基的比例≥1.5:1，优选≥2.0:1，更优选≥2.1:1。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的涂料组合物，其特征在于，所述多元醇组分a）包含至少一种数均分子量Mn借助GPC在四氢呋喃中在23℃测定为2500至7000 g/mol和羟基平均官能度为1.8至3.5的多元醇。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的涂料组合物，其特征在于，所述多元醇组分a）包含如下混合物或由如下混合物组成：该混合物包含至少一种数均分子量Mn借助GPC在四氢呋喃中在23℃测定为2500至7000 g/mol和平均OH官能度为1.8至3.5的多元醇和至少一种数均分子量Mn借助GPC在四氢呋喃中在23℃测定为300至1000 g/mol和平均OH官能度为1.8至3.5的多元醇。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的涂料组合物，其特征在于，组分b）的平均NCO官能度为1.5至4.0，优选1.8至3.8，和更优选2.0至3.5。
11.根据权利要求1至10中任一项的涂料组合物，其特征在于，组分A）与组分B）的重量比≤10:4，优选≤10:3.5，和更优选≤10:3。
12.用于涂覆基材的方法，其特征在于，将根据权利要求1至11所述的涂料组合物施用于基材和在90至200℃下进行交联。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述基材是纺织材料。
14.通过根据权利要求12或13的方法能够获得的经涂覆的基材。
15.根据权利要求1至11中任一项所述的涂料组合物用于制造弹性涂层或弹性膜的用途。
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