CZ2003745A3

CZ2003745A3 - Způsob zvýšení odolnosti substrátů ze dřeva vůči napadení chemickými produkty

Info

Publication number: CZ2003745A3
Application number: CZ2003745A
Authority: CZ
Inventors: Vincent Granier; Uwe Wustmann
Original assignee: Rhodia Chimie
Priority date: 2000-09-18
Filing date: 2001-09-17
Publication date: 2003-09-17
Also published as: CN1458946A; DE60114862T2; BR0113934B1; ZA200301422B; KR100845537B1; ATE309285T1; MX238910B; FR2814171B1; EP1319035A1; AU2001290038A1; EP1319035B1; JP2004509189A; RU2275402C2; DE60114862D1; CA2422596A1; CN1255447C; BR0113934A; MXPA03001880A; ES2250476T3; SK2532003A3

Description

Způsob zvýšeni odolnosti substrátů ze dřeva vůči napadeni chemickými produkty

Oblast techniky

Předložený vynález se týká způsobu, jehož cílem je udělit substrátům ze dřeva nebo substrátům mající povrch ze dřeva povlak vykazující zvýšenou odolnost vůči napadení chemickými produkty.

Předložený vynález se týká provedení povlaků povrchů ze dřeva ve vnitřních prostorech, které vykazují výše uvedené vlastnosti, zvláště pro domácí potřebu a veřejnou potřebu, jako jsou parkety, dveře, stěny, podlažní lišty, nábytek nebo vnitřní vybavení automobilů.

Dosavadní stav techniky

Povrchy ze dřeva jsou předmětem mnohočetných chemických napadení a musí být chráněny použitím povlakové barvy nebo nátěru.

Jako chemická činidla, která zhoršují vzhled povrchu ze dřeva ve vnitřních prostorech, je možné uvést zvláště produkty pro údržbu, zvláště detergenty používané pro čištění těchto povrchů, mastné produkty a rovněž některé * * · * 9 9 * * 9 * · » * « « * 1 ♦ · -r » 4 # ♦ 9 > é 9 9 9 9 · « » potraviny jako káva, hořčice, ocet, mléko nebo víno, zvláště červené víno.

Mezi mastnými produkty, které zhoršují vzhled povrchů ze dřeva, je možné uvést zvláště kosmetické krémy a krémy na opalování, které když se uvedou do kontaktu s povrchem ze dřeva, obecně nedopatřením, nechávají na površích ze dřeva stopy, skvrny nebo závoj ovité skvrny, které se velmi nesnadno odstraňuji, kam také patří případy, kdy tyto povrchy mají ochranný povlak, jako je nátěr.

Za účelem ochrany povrchů ze dřeva se používají barvy nebo nátěry polyuretanového typu.

Tyto povlaky se vytvoří tím, že se na povrch, který má být předmětem ochrany, nanese sloučenina/kompozice obsahující polyol a isokyanátové tužidlo, jehož funkční isokyanátové skupiny reagují s hydroxylovými funkčními skupinami polyolu za účelem získání polyuretanové sítě.

Vzhledem k citlivosti dřeva na teplotu se získané povlaky suší při teplotě okolí, ba dokonce při teplotě která je vyšší, ale nepřesahující teplotu o 60°C.

Z tohoto důvodu je nutné použít dvousložkových systémů označovaných 2K, polyolovou pryskyřici, která vytváří součást první složky a isokyanát, který je součástí druhé složky.

Obě složky se smíchají krátce před použitím kompozice, za účelem zabránění zesíťováním před použitím povlaku.

Polyol stejně tak jako tužidlo mohou být v roztoku, suspenzi nebo emulzi.

Z důvodu vývoje legislativy, která je spjatá s použitím těkavých organických rozpouštědel, zvláště pro domácí potřebu, a rovněž z důvoduobav o životní prostředí, je současnou tendencí se vyvarovat použití organických rozpouštědel a nanášet na povrchy, které se ošetřují, vodné emulze obsahující polyol, do kterých se před použitím přidá tužidlo.

Jeden z hlavních problémů, na které se narazí v případě emulze podle předloženého vynálezu, je problém manuálního vnášení tužidla do vodné emulze polyolu, a to z důvodu rozdílů vískozit mezi kompozicí isokyanátu a polyolu.

Pro použití povlaku na domácí povrchy se isokyanátová složka a polyolová složka obecně smíchají před použitím uživatelem manuálním způsobem, bez možnosti použití zařízení pro mechanické míchání.

Z důvodu hydrofobní povahy ísokyanátové složky je obecně nutné ísokyanátové složce udělit hydrofílizující vlastnosti nebo mít možnost používat speciální zařízení, která umožňují vytvářejí střižných sil o vysoké intenzitě za účelem vpravení ísokyanátové hydrofóbní složky do vodné fáze.

• *

- 4 Jiným řešením je změnit (póly)isokyanát takovým způsobem, aby se stal hydrofilní a tedy mísitelný nebo samoemulsibilní ve vodě.

Přihláška vynálezu US 5,252,696 navrhuje za tímto účelem nanést funkční polyetherové hydrofilní skupiny na polyisokyanát reakcí hydroxylové skupiny polyetheru s funkční skupinou NCO polyisokyanátu.

Nicméně povlaky získané s vodnými emulzemi polyolu a isokyanátu nebo isokyanátů vykazuji obecně pouze průměrnou odolnost, která je nedostatečná vůči napadení chemickými produkty.

Jedním cílem předloženého vynálezu je připravit postup, kterým by se na substrátu majícímu povrch ze dřeva vytvořil povlak polyuretanového typu, na bázi kompozice neblokovaného isokyanátu nebo isokyanátů nebo vykazující nízký stupeň blokování, jednajícím jako tužidlo, které se může vpravit bez problémů do vodné emulze polyolu, zvláště manuálním způsobem.

Jedním cílem předloženého vynálezu je obzvláště poskytnout postup výše popsaného typu na bázi kompozice isokyanátu nebo isokyanátů, která se může vpravit bez problémů do vodné emulze polyolu, aniž by bylo nutné snižovat viskozitu kompozice isokyanátu nebo isokyanátů přidáním organického rozpouštědla ve významném množství.

• * • <» • · • · · · · · • ·· Σ · . ·

·..··..· ·· ··

Dalším cílem předloženého vynálezu je připravit postup výše popsaného typu na bázi nemaskované kompozice isokyanátu nebo isokyanátu, nebo nízce maskovaných kompozic, které po vpravení do vodné emulze polyolu a při použití na substrát mající povrch ze dřeva umožňují získat povlak mající vysokou tvrdost.

Dalším cílem je ještě poskytnout postup výše popsaného typu na.bázi kompozice isokyanátu nebo isokyanátu výše uvedeného typu, ve kterém povlak vykazuje dobrý povrchový vzhled.

Předložený vynález má rovněž za cíl připravit postup výše popsaného typu na bázi kompozice isokyanátu nebo isokyanátu, vykazující zvýšenou odolnost vůči napadení chemickými produkty.

WO 97/31 960 popisuje kompozici na bázi samomísitelného isokyanátu, ve vodné fázi, vhodnou pro použití do barev a nátěrů.

Tento dokument uvádí použití tohoto typu isokyanátu pro povlak ocelových desek tvorbou polyuretanového filmu.

Obecně uvedeno se tužidla tohoto typu použijí jako povlaky karoserií automobilů nebo vnějších ocelových struktur, jako jsou mosty, kovové trámy, atd.

Práce vynálezců vedoucí k předložené přihlášce vynálezu umožnila objevit, že kompozice isokyanátu popsané v WO/97/31960 vedly překvapivým způsobem, když byly • · • ·

- 6 ke skvělým výsledkům, tak jako ke zvýšené produkty.

aplikované na povrchy ze dřeva, zvláště vysoké tvrdosti, stejně odolnosti vůči napadení chemickými

Předmět vynálezu

Předložený vynález se týká způsobu, který uděluje substrátu, majícímu povrch ze dřeva, povlak vykazující výrazné vlastnosti tvrdosti a odolnosti vůči napadení chemickými produkty, který sestává z jednotlivých etap, které spočívají v:

a) přidání do vodné suspenze polyolové kompozice na bázi isokyanátu nebo isokyanátů a anionického povrchově aktivního činidla obsahujícího hydrofilní část, která zahrnuje aniontovou skupinu a lipofilní část, obsahující uhlovodíkový zbytek, uvedené povrchově aktivní činidlo obsahuje rovněž fragment polyethylenglykolu a/nebo polypropylenglykolu s obsahem alespoň 1, s výhodou alespoň 5, výhodněji alespoň 1 ethylenyloxylových jednotek a/nebo propylenyloxylových jednotek a uvedená kompozice isokyanátu nebo isokyanátů neobsahuje více než 30 % hmotnostně povrchově aktivního činidla ve formě vázané na funkční skupinu isokyanátu, za účelem získání emulze isokyanátu nebo isokyanátů a polyolu ve vodě;

b) nanesení uvedené směsi na dřevěný povrch uvedeného substrátu;

• ·

c) ponechání uvedeného isokyanátu nebo isokyanátů reagovat se uvedeným polyolem za účelem získání polyuretanového povlaku.

Povrchově aktivní činidlo může být přítomno v kompozici polyolu, v kompozici (póly)isokyanátu nebo být přidáno do vodné suspenze polyolu ve stejnou dobu jako kompozice isokyanátu.

Nicméně se dává přednost tomu, aby povrchově aktivní činidlo bylo přítomno v kompozici na bázi isokyanátu nebo isokyanátů.

S výhodou se povrchově aktivní činidlo vybere takovým způsobem, aby neobsahovalo funkční skupinu, která by reagovala s (póly)isokyanátem takovým způsobem, aby bylo přítomno v suspenzi v převážně volné formě, v protikladu k formě navázané prostřednictvím chemické vazby s (póly)isokyanátem.

Převážně volnou formou se má na mysli méně než 30 %, s výhodou méně než 20%, výhodněji méně než hmotnostně 10 % povrchově aktivního činidla ve vázané formě.

Podle upřednostňovaného způsobu provedení předloženého vynálezu má aniontové povrchově aktivní činidlo alespoň jednu funkční skupinu vybranou ze souboru, zahrnujícího aryl- a/nebo alkoyl-sulfáty nebo fosfáty, aryl- nebo alkoyl-fosfonáty, fosfináty a sulfonáty.

• ·

S výhodou aniontové povrchově aktivní činidlo obsahuje hydrofilní část, která se vytvoří ze uvedené aniontové skupiny uvedeného fragmentu řetězce polyethylenglykolu a/nebo polypropylenglykolu a lipofilní část je na bázi uhlovodíkového zbytku.

Lipofilní část se s výhodou vybere ze souboru, zahrnujícího alkoholové a arylové skupiny, s výhodou obsahující C6-C30 atomů uhlíku.

Upřednostňuje se zvláště anionické povrchově aktivní činidlo, které má následující obecný vzorec:

( O)/ X — 'n R, nulu nebo 1;

celé číslo, které je rovné 1 nebo 2;

nulu nebo celé číslo, které je rovné 1 nebo kde :

- q představuje

- p představuje

- m představuje 2;

- X a X', stejné nebo různé, představují větev obsahující nejvýše dva uhlíkové řetězce;

* · · · • ·

- s je nula nebo celé číslo v rozmezí mezi 1 a 30, s výhodou v rozmezí mezi 5 a 25 a výhodněji v rozmezí mezi 9 a 20 (uzavřené intervaly, to znamená obsahující meze);

- n je nula nebo celé číslo, které se vybere v rozmezí mezi 1 a 30, s výhodou v rozmezí mezi 5 a 25, výhodněji v rozmezí mezi 9 a 20 (uzavřené intervaly, to znamená obsahující meze);

- E je prvkem vybraným ze souboru, zahrnujícího fosfor a síru;

- Ri a R₂, stejné nebo různé, představují uhlovodíkový zbytek, s výhodou vybraný mezi aryly s počtem uhlíkových atomů C6-C30 a alkoyly s počtem popřípadě substituovaných uhlíkových atomů Ci-C₂₀, s výhodou alkoyly s počtem popřípadě substituovaných uhlíkových atomů Ci₀-C₂₀.

Přestože toto nepatří mezi upřednostňované sloučeniny/kompozice, je nutné poznamenat, že s a/nebo n mohou být rovny nule, s podmínkou, že E je fosfor a že když san jsou rovny nule, ve shodě s uvedeným pořadím jsou Ri a/nebo R₂ alkoyly s počtem atomů uhlíku od C_g do C_X2, s výhodou rozvětvené, nebo aralkoyly s počtem atomů uhlíku od C12 do Ci6 nebo alkoylaryly s počtem atomů uhlíku od C_Xo do C14 .

• ·

Jeden z dvouvazných zbytků X a X' může také být zbytkem typu ([EO_m(O)_p]) tak, aby vytvářel pyrokyselíny jako jsou symetrické diestery nebo nesymetrické diestery kyseliny pyrofosforečné.

Celkové množství atomů uhlíku aniontových sloučenin, které jsou cílem předloženého vynálezu, je s výhodou nejvýše přibližně 100, s výhodou nejvýše přibližně 50.

Dvouvazné zbytky X a popřípadě X' se s výhodou vyberou ze souboru, zahrnujícího následující dvouvazné zbytky (levá strana obecného vzorce je navázána na E) :

•když E je P, jeden z X nebo X' může být O-P(O) (O^_)-X~;

•když E je P, jeden z X nebo X' může být -O- (Rio-O) P (O) -X ; Rio představuje uhlovodíkový zbytek s počtem atomů uhlíku od C₂ do C₃o, obsahující jednu nebo více ethylenyloxylových jednotek nebo propylenyloxylových jednotek, s výhodou alespoň 5, výhodněji alespoň 7 ethylenyloxylových jednotek nebo propylenyloxylových jednotek a X představuje atom kyslíku nebo jednoduchou vazbu;

•je přímá vazba mezi E a prvním ethylenem uvedeného fragmentu řetězce polyethylen glykolu;

•methylen, který je popřípadě substituovaný a v tomto případě s výhodou s částečnou funkcionalizovaný;

•větev struktury -Y-,-D-Y-,-Y-D-,-Y-D-Y', ve kterém • · · · • · · · — Y a Y' stejné nebo různé, představují chalkogen, s výhodou vybraný ze souboru, zahrnujícího nejlehčí chalkogeny, to jest síru a hlavně kyslík, polokovy atomového čísla nejvýše rovného atomovému číslu fosforu a patřící do sloupce VB, ve formě derivátů aminů nebo fosfinů s terciární strukturou, zbytek, který zajišťuje terciární strukturu má s výhodou nanejvýše 4 atomy uhlíku, s výhodou nanejvýše 2 atomy uhlíku;

-> D představuje popřípadě substituovaný alkoylen, i částečně funkcionalizovaný, D je s výhodou ethylen nebo methylen, výhodněji ethylen ve strukturách -D-Y- a hlavně Y-D-Y’, a methylen ve strukturách -Y-D-;

Když E představuje fosfor, stane se obecný vzorec (I) obecným vzorcem (II) :

R.

který, když q je rovno nule, se stane:

• · · · ve kterých • ρ představuje nulu nebo celé číslo rovné 1 nebo 2;

•m představuje nulu nebo celé číslo, které je rovné 1 nebo 2;

• součet p + m + q je nejvýše rovný třem;

• součet 1+ p + 2m + q je rovný třem nebo pěti;

• X a X', stejné nebo různé, představují větev obsahující nejvýše dva uhlíkové řetězce;

• n představuje celé číslo v rozmezí mezi 5 a 30, s výhodou v rozmezí mezi 5 a 25, výhodněji v rozmezí mezi 9 a 20 (uzavřené intervaly, to znamená obsahující meze);

•Ri a R2, stejné nebo různé, představují uhlovodíkový zbytek, s výhodou vybraný ze souboru, zahrnujícího aryl a alkoyl tak, jak jsou definované výše, popřípadě substituované obzvláště atomem halogenu, s výhodou fluorem.

• « • ·

Ve výše uvedených obecných vzorcích mohou být ethylenoxylové skupiny částečně nahrazeny propylenoxylovými skupinami.

Nicméně je v tomto případě žádoucí, aby sloučeniny obsahovaly převážně ethylenoxylové skupiny.

Periodická klasifikace prvků, která je použitá v předložené přihlášce vynálezu, je periodickou klasifikací prvků Dodatku Francouzské Chemické Společnosti z ledna 1966, číslo 1.

Případná funkcionalizace alkoylenů a obzvláště methylenů (X a X¹) se provede hydrofilními skupinami (aminy s terciární strukturou a jiné aniontové funkční skupiny, kam patří funkční skupiny, které jsou výše uvedené [E0_m(0—) _P] ) .

Proti-kationt je s výhodou monovalentní a vybere se ze souboru, zahrnujícího minerální kationty a organické kationty s výhodou nenukleofilní kvarterní struktury nebo terciální struktury, zvláště onium sloupce V, jako jsou fosfonium, amonium, nebo sloupce VI jako je sulfonium, ... a jejich směsi. Upřednostňují se proti-kationty typu amonia, získané z aminu, s výhodou s terciální strukturou. Upřednostňuje se kromě toho vyvarovat se organického kationtu, který obsahuje reaktivní vodík s isokyanátovou funkční skupinou.

Minerální kationty mohou být odděleny činidly přenosu fáze jako jsou koruna ethery.

• * • · • · · pKa organických kationtů nebo minerálních kationtů je s výhodou v rozmezí mezi 8 a 12.

Kationty a zvláště aminy odpovídající amoniům s výhodou nevykazují vlastnosti povrchové aktivity, ale je žádoucí, aby vykazovaly dobrou rozpustnost v každém případě dostatečnou pro zajištění rozpustnosti sloučenin obsahujících aniontovou funkční skupinu a s výhodou fragment polyethylenglykolového řetězce, ve vodné fázi a při uživatelské koncentraci. Dává se přednost aminům s terciární strukturou mající nejvýše 12 atomů, s výhodou nejvýše 10 atomů, výhodněji nejvýše 8 atomů uhlíku na oniovou funkční skupinu. Aminy mohou obsahovat jiné funkční skupiny a zvláště funkční skupiny odpovídající funkčním skupinám aminokyselin a funkčním skupinám necyklického nebo cyklického etheru jako N-methylmorfolin. Tyto jiné funkční skupiny jsou s výhodou ve formě, která nereaguje s funkčními skupinami isokyanátů a nemění významně rozpustnost ve vodné fázi.

Upřednostňovaným aminem je triethylamin.

Je velmi žádoucí, aby aniontové sloučeniny podle předloženého vynálezu byly v neutralizované formě tak, aby indukované pH během rozpouštění nebo uvedení do kontaktu do vody bylo alespoň rovné 3, s výhodou 4, výhodněji 5 a nejvýše rovné 12, s výhodou 11, výhodněji 10.

- 15 ·· » · · ♦ · · ·

Když je E fosfor, je žádoucí používat směsi monoesteru a diesteru v molárním poměru, který je v rozmezí mezi 1/10 a 10, s výhodou v rozmezí mezi 1/4 a 4. Takové směsi mohou kromě toho obsahovat až přibližně ale upřednostňovaným způsobem ne více než hmotnostně 10 kyseliny fosforečné, a pyrofosforečné. Kyselina esterů kyseliny je s výhodou az fosforečná salifikována, alespoň částečně, takovým způsobem, aby se nacházela v doporučovaných oblastech pH.

V mono a diesterech může být část ethylenoxylových skupin nahrazena propylenoxylovými skupinami. Upřednostňuje se nicméně, aby ethylenoxylové skupiny byly většinové.

(Póly)isokyanát podle předloženého vynálezu zahrnuje všechny isokyanáty a (póly)isokyanáty. (Póly)isokyanáty, které jsou upřednostňované, jsou vybrány ze souboru, zahrnujícího produkty homo- nebo heterokondenzace alkoylendiisokyanátů, zahrnujícího zvláště produkty typu BIURET a typu TRIMERES, ba dokonce PREPOLYMERES s isokyanátovými funkčními skupinami obsahujícími zvláště funkční skupiny močoviny, uretananu, alofanátu, esteramidu, a směsi, které je obsahují.

Může se například jednat o komerční polyisokyanáty dodávané společností RHODIA, Francie, komerčně dostupné pod názvem TOLONATE.

9 * ·· <* · ··

Obecně jsou jako polyisokyanáty upřednostňované produkty homo- nebo heterokondenzace následujících isokyanátových monomerů:

-1,6-hexamethylendiisokyanát,

1,12-dodekan-diisokyanát, cyklobutan-1,3-diisokyanát, cyklohexan-1,3- a/nebo 1,4-diisokyanát, l-isokyanáto-3,3,5-trimethyl-5-diisokyanáto-methyl cyklohexan (isofron diisokyanát, IPDI),

2,4- a/nebo 2,6-hexahydrotoluylen-diisokyanát, hexahydro-1,3- a/nebo 1,4-fenylen-diisokyanát, perhydro-2,4'- a/nebo 4,4'-difenylmetan-diisokyanát,

1.3- a/nebo 1,4-fenylen-diisokyanát,

2.4- a/nebo 2,6-toluylen-diisokyanát, difenylmetan-2,4'- a/nebo 4,4'-diisokyanát, isokyanáto (4)-methyloktylen, diisokyanát (LTI nebo NTI), trifenylmetan-4,4',4-triisokyanát,

1,3-bisisokyanátomethyl-cyklohexan, bis-isokyanáto-methylnorbornan (NBDI),

2-methyl-pentamethylendiisokyanát.

Není nutné přidávat organické rozpouštědlo do kompozice isokyanátu obsahující povrchově aktivní reagens.

Nicméně za účelem snížení viskozity kompozice nebo za účelem zlepšení optických vlastností filmu může být přidané určité množství organického rozpouštědla.

Je nicméně výhodnější, aby kompozice obsahovala nejvýše 50%, s výhodou nejvýše 40 %, výhodněji nejvýše 35 % hmotnostně organického rozpouštědla vzhledem k celkové hmotnosti isokyanátu, podle povahy polyolu, ke kterému se má kompozice přidat.

Co se týče vhodných rozpouštědel, je možné uvést metoxypropylacetát, butylacetát, propylendimethylglykol, například prodejný pod komerčním názvem PROGLYDE DMM® společnosti Dow, nebo ještě ketony, propylenglykoldiacetát, ethyl-3-etoxypropionát, butylethylenglykolacetát.

Hmotnostní poměr mezi isokyanáty a aniontovým povrchově aktivním činidlem je nejčastěji nejvýše roven 1/3, s výhodou nejvýše roven 20 %, výhodněji roven 10 %.

« » • ·

Hmotnostní poměr mezi isokyanáty a povrchově aktivním činidlem je s výhodou vyšší než 1 %, výhodněji vyšší než 2%.

Je rovněž žádoucí, aby množství uvedeného nebo uvedených povrchově aktivních činidel odpovídalo hodnotě, která je v rozmezí mezi 1CT² a 1, s výhodou mezi 5.10’² a 0,5 atomů E na litr.

Hmotnostní poměr mezi isokyanáty a uvedeným povrchově aktivním činidlem je takto s výhodou alespoň roven 2 %, výhodněji roven 4 % a nejvýše roven přibližně 20 %, s výhodou roven přibližně 10 %, hmotnostní poměr je takto s výhodou obsažen v rozmezí mezi 2 a přibližně 20 %, výhodněji mezi 4 a přibližně 10 %.

Podle předloženého vynálezu se uvedené povrchově aktivní činidlo může používat samotné, nebo ve směsi s jedním nebo více povrchově aktivními činidly. Těmito mohou být činidla odpovídající také výše uvedenému požadavku, že obsahují aniontovou funkční skupinu a s výhodou fragment řetězce polyethylenglykolu s výhodou s alespoň pěti ethylenyloxylovými jednotami.

Tato případná povrchově aktivní činidla mohou rovněž být vybrána mezi jinými ionickými sloučeninami a mezi neiontovými sloučeninami, které jsou na konci řetězce neblokované nebo blokované. Nicméně se zdá, že neionické sloučeniny, mající alkoholové funkční skupiny na alespoň jednom z řetězů, mají mírně nevhodný účinek na (samo)tvorbu • · • · emulze, i když mají vhodný vliv na jiné aspekty kompozice pro barvu; vzhledem k této skutečnosti je výhodnější, aby obsah tohoto typu sloučenin představoval nejvýše třetinu, s výhodou nejvýše pětinu, výhodněji nejvýše desetinu hmotnostní uvedených aniontových sloučenin podle předloženého vynálezu.

Hmotnostní poměr mezi povrchově aktivními sloučeninami, výše definovanou uvedenou aniontovou sloučeninou a isokyanáty, je nejvýhodněji v rozmezí mezi přibližně 4 a přibližně 10 %.

Kompozice může obsahovat kromě toho katalyzátor, s výhodou latentní (který se uvolní účinkem vnějších činidel, například viditelného záření nebo UV záření nebo kyslíku).

Polyol je ve vodném prostředí ve formě ve vodě rozpustné nebo ve vodě dispergovatelné.

Může se jednat o vodný roztok, který může být zvláště získán po neutralizaci iontových skupin nebo emulze polymeru ve vodě nebo disperze latexového typu.

Kompozice (póly)isokyanátu obsahující popřípadě povrchově aktivní činidlo definované v předložené přihlášce vynálezu, se přidá do vodné emulze polyolu s výhodou manuálním způsobem, za míchání směsi za pomoci lžičky.

Toto uvedení do emulze se s výhodou provede při teplotě nižší než 50°C, výhodněji při teplotě okolí. Je žádoucí

I v provést, pokud je to nutné, upravení pH za účelem získání hodnoty rovné alespoň 3 a nejvýše rovné 11, s výhodou hodnoty, která je v rozmezí mezi 4 a 10, během uvedení do emulze.

Podle výhodného provedení předloženého vynálezu se pigmenty, zvláště oxid titaničitý, dispergují v polyolu nebo polyolech před přidáním isokyanátu.

Podle upřednostňovaného provedení předloženého vynálezu se po uvedení do disperze nebo emulze součet složek ve vodě mění v rozmezí od 30 do 70 % hmotnostně, vzhledem k celku kompozice.

Nicméně během studie, která předcházela předloženému vynálezu, zvláště v případě alifatických isokyanátů, bylo prokázáno, že u různých reakcí existuje riziko vznícení, když se dosáhne určitých proporcí vody, také se doporučuje vyvarovat se kompozic nebo hmotnostního poměru mezi na jednu stranu množstvím vody a na druhou stranu součtem isokyanátu a povrchově aktivního činidla, podle předloženého vynálezu, ve vodné fázi, v rozmezí mezi 10²a jednou polovinou. Za účelem zvýšení bezpečnosti se vyvarujeme poměrů obsažených v rozmezí mezi 10³ a 1.

Používaný polyol podle předloženého vynálezu je polymerem, který obsahuje alespoň dvě hydroxylové funkční skupiny (fenolovou nebo alkoholovou funkční skupinu) mající s výhodou stupeň hydroxylace v rozmezí mezi 0,5 a 5, s • · výhodou v rozmezí mezi 1 a 3 % hmotnostně vzhledem k pryskyřici.

Tyto polyoly mohou být akrylové povahy, polyesterové povahy, polyuretanové povahy, alkydové povahy nebo ještě hybridní povahy, zvláště polyester-uretan a akryl-uretan.

Překvapujícím způsobem bylo zjištěno, že u kompozice isokyanátu podle předloženého vynálezu se pozorují výborné chemické vlastnosti, ať je povaha předpokládaného polyolu jakákoli, zatímco obecně vlastnosti povlaku jsou funkcí páru polyisokyanát/polyol.

Upřednostňovaným polyolem je disperze alifatického polyuretanu modifikovaného mastnou kyselinou, který je komerčně dostupný od společnosti ALBERDINGK BOLEY, komerčně dostupný pod názvem ALBERDINGK CUR 99®.

Jiným polyolem je disperze polyesteru polyuretanu komerčně dostupného od společnosti ALBERDINGK, který je komerčně dostupný pod názvem ALBERDINGK U915®.

Jinými polyoly, u kterých se došlo k dobrým výsledkům, j sou:

- polyol PRIMAL E-3275®, komerčně dostupný od společnosti ROHM & HAAS, polyol ALBERDINGK AC 31®, komerčně dostupný od společnosti ALBERDINGK, • · · ·

- 22 polyol ALBERDINGK CUR 60®, společnosti ALBERDINGK.

Molární poměr mezi volnými funkčními skupinami isokyanátů a hydroxylovými funkčními skupinami je v rozmezí mezi 0,5 a 2,5, s výhodou v rozmezí mezi 0,8 a 1,6, výhodněji v rozmezí mezi 1 a 1,4.

Suspenze nebo vodná emulze polyolu, do které se přidá kompozice (póly)isokyanátu a výše definovaného povrchově aktivního činidla, se po homogenizaci aplikuje na substrát k obložení.

Je žádoucí nanést suspenzi nebo emulzi během doby nepřesahující několik hodin, s výhodou čtyři hodiny, po přidání (póly)isokyanátu do vodné emulze polyolu.

Směs se aplikuje všemi známými prostředky, tradičně používanými pro povrchy ze dřeva, zvláště povrchy domácí, zvláště válečkem, štětcem, kartáčem, ba dokonce pro některá zvláštní použití pistolí na stlačený vzduch.

Obecně se upřednostňuje nanesení několika vrstev, s výhodou dvou nebo třech vrstev na substrát k povrchové úpravě .

S výhodou se povlak aplikuje po sušení na tloušťku, která je v rozmezí mezi 5 a 150 pm, s výhodou mezi 30 a 100 pm. Obecně se dává přednost sušení povlaku po nanesení při komerčně dostupný od • · teplotě v rozmezí od 20 do 60°C během doby, která může být od 15 minut do 48 hodin.

Ať je povaha polyolu jakákoli, vykazuje povlak získaný po sušení, zvláště barva nebo nátěr, výbornou tvrdost, stejně tak jako zvýšenou odolnost vůči napadení chemickými produkty, kosmetickými produkty a potravinářskými produkty.

Vlastnosti chemické odolnosti jsou takto zvláště dobré pro rozpouštědla, jako jsou dibutylftalát, ethylalkohol, aceton, silně barvené potravinářské produkty, jako jsou káva, červené víno, hořčice nebo ještě mastné produkty jako jsou kosmetické krémy.

Vlastnosti tvrdosti a chemické odolnosti jsou pozorované pro různá dřeva, zvláště borovici, jedli, smrk, jasan, javor, mahagon, buk, atd.

Příklady provedení vynálezu

Uvedené příklady předloženého vynálezu mají za úkol ilustrovat předloženou přihlášku vynálezu.

Pro porozumění příkladů předloženého vynálezu se lze odvolat na přiložené obrázky 1 až 4 ve kterých:

Obr. 1 představuje výsledky tvrdosti získané při použití kompozice polyisokyanátu podle předloženého vynálezu;

·* · * ·« ·· ···· 9 · · · · · 9 · · ···· · »··· · · ·

Obr. 2 představuje výsledky chemické odolnosti pro kompozici polyisokyanátu podle předloženého vynálezu;

Obr. 3 představuje výsledky tvrdosti získané při použití jiné kompozice polyisokyanátu podle předloženého vynálezu;

Obr. 4 představuje výsledky chemické odolnosti získané při použití jiné kompozice polyisokyanátu podle předloženého vynálezu.

Tvrdost se měří jako tvrdost podle Kóniga po dobu života po jednu hodinu, povlak se aplikuje v tloušťce o 30 pm pro obr. 1 a 40 pm pro obr. 3, na skleněné desce.

Vlastnosti chemické odolnosti jsou měřeny na povlaku naneseném na substrátu ze sibiřské borovice, ihned po smíchání složek (isokyanát a polyol). Hodnocení se provádí podle stupnice jdoucí od 0 a 5 (norma DIN 68 861, známka 0 odpovídá výborným výsledkům a známka 5 špatným výsledkům). Testované produkty jsou červené víno, rozpustná káva, krém NIVEA®, voda, koncentrované mléko, dibutylftalát, aceton, hořčice a 48% objemově ethylalkohol.

Rhodafac® RE610 je směs fosforečných mono- a diesterů obecného vzorce II, průměrný obecný vzorec jeho uhlovodíkového radikálu je polyetoxylovaný nonylfenol (-desetkrát). Molární poměr mezi monoesterem a diesterem je přibližně roven 1 (matematické zaokrouhlení). Stejně tak představuje Rhodafac® PA17, jako produkt podle předloženého vynálezu, směs fosforečných mono- a diesterů obecného • · • « * · • 0 0· vzorce II, průměrný obecný vzorec jeho uhlovodíkového radikálu je polyetoxylovaný nonylfenol (-pětkrát).

Příklad 1 :

Příprava sloučeniny (póly)isokyanátu podle předloženého vynálezu

Smíchá se 165 g tolonátu HDT (oligomer isokyanurátu na bázi trimeru) s 24 g butylacetátu a 13 g Rhodafac® RE610 (směs fosforečných mono- a diesterů podle obecného vzorce II) a 3 g triethylaminu. Tato směs se míchá za pomoci rámce s listy nebo odvločkovacího přístroje po dobu 5 minut při rychlosti do 100 otáček za minutu. Tato směs má viskozitu 0,84 Pa.s při teplotě 20°C a zbarvení o hodnotě nižší než 100 APHA.

Příklad 2 :

Směs se připraví z 92 g tolonátu® HDT a 10 g Rhodofac® RE610 a 2,3 g triethylaminu. Viskozita této směsi je rovna 5,2 Pa.s při teplotě 20°C a zbarvení má hodnotu nižší než 100 APHA.

Příklad 3 :

Příklady použití

Připraví se vodná suspenze polyolu (složka 1) mající následující složení (v pořadí přidávání složek) :

·· ·· · · · · · · · · * > · · · · · · • · a· · ···· · · ·

Alberdingk U 915® (37,1 %)	39,1
Butylglykol	2,7
Butyldiglykol	2,7
Voda	7,75
Byk® 028	1,1
Byk® 34 6	0,15
Akrysol® RM 8	1
Akrysol® RM 1020	0,5
Alberdingk® U 915 (37,1 %)	45
Celkem	100

Připraví se isokyanátu isokyanátů příklady) kompozic:

s kompozicí kompozicemi (srovnávací konečných směs kompozice podle příkladu 3 podle příkladu 1 nebo 2 a dvěma podle současného stavu techniky za účelem získání následujících

Tužidlo	1	3	4	5	6
Kompozice př. 2	85				65
Sloučenina podle stavu techniky 1*		85
Sloučenina podle stavu techniky 2**			65
Kompozice příklad 1				100
Proglyd DMM®	15	15	35		35
Množství složky 1 (% hmotnostně)	9	9	10	9	10

• » • · ···· «· · · *oligomer isokyanurátu obsahující přibližně 100 % povrchově aktivního činidla obsahujícího polyetherový řetězec nasazený na isokyanátovou funkční skupinu ** oligomer isokyanurátu obsahující přibližně 100 % povrchově aktivního činidla obsahující polyetherový řetězec nasazený na isokyanátovou funkční skupinu

Na substrát ze dřeva (sibiřská borovice) se aplikují získané směsi do třech po sobě jdoucích vrstev o tloušťce 30 pm v případě každé vrstvy (po sušení).

Pro každý povlak se hodnotí tvrdost podle Kóniga a odolnost vůči napadení různými chemickými produkty, kosmetickými produkty nebo potravinářskými produkty podle normy DIN 68861.

Výsledky jsou znázorněny na obrázku 1 (tvrdost) a obrázku 2 (chemická odolnost).

Příklad 5 :

Příklady použití

Připraví se vodná suspenze polyolu (složka 1) mající následující složení (v pořadí přidávání ingredientů) :

Alberdingk CUR 99© (34,7 %)	30
Worlee WO 604 N	0, 5
Dowanol DPM	2
Etyidiglykol	3
Voda	6
Byk® 333	0,2
Byk® 34 6	0,3
Akrysol® RM 2020	0,5
Alberdingk® CUR 99 (34,7 %)	57,5
Celkem	100

Připraví se isokyanátů isokyanátů příklady) kompozic:

směs kompozice podle příkladu 3 s kompozicí podle příkladu 1 nebo 2 a dvě kompozice podle dosavadního stavu techniky (srovnávací za účelem získání následujících konečných

Tužidlo	1	3	4	6
Kompozice příklad 2	85
Sloučenina podle stavu techniky 1*		85
Sloučenina podle stavu techniky 2**			65
Sloučenina příklad 1				100
Proglyd DMM®	15	15	35
Množství složky 1 (% hmotnostně)	9	9	10	9

* oligomer isokyanurátu obsahující přibližně 100 % povrchově aktivního činidla, které obsahuje polyetherový řetězec nasazený na isokyanátovou funkční skupinu ** oligomer isokyanurátu obsahující přibližně 100 % povrchově aktivního činidla obsahujícího polyetherový řetězec nasazený na isokyanátovou funkční skupinu

Získané směsi se nanesou na substrát ze dřeva (sibiřská borovice) ve třech po sobě jdoucích vrstvách o tloušťce 30 pm v případě každé vrstvy (po sušení).

Pro každý povlak se hodnotí tvrdost podle Koniga a odolnost vůči různým aniontovým produktům, kosmetickým produktům nebo potravinářským produktům podle normy DIN 68861.

Výsledky jsou znázorněny na obrázku 3 (tvrdost) a obrázku 4 (chemická odolnost).

Ve všech případech je konečná tvrdost získaného povlaku vyšší v případě kompozice isokyanátů podle předloženého vynálezu než v případě kompozice isokyanátů podle dosavadního stavu techniky.

Chemická odolnost se zlepší o faktor 1 až 2 vzhledem k povlakům, které se získají z kompozic polyisokyanátů podle dosavadního stavu techniky.

Claims

PATENTOVÉ

NÁROKY

1. Způsob vytvoření povlaku, který má dobrou odolnost vůči napadení chemickými produkty, na substrátu, který má povrch ze dřeva, vyznačující se tím, že zahrnuje následující kroky:

a) do vodné suspenze polyolu se přidá kompozice na bázi isokyanátu nebo isokyanátů a anionické povrchově aktivní činidlo obsahující aniontovou skupinu, uhlovodíkový zbytek, hydrofilní část, která zahrnuje a lipofilní část, která zahrnuje přičemž uvedené povrchově aktivní činidlo obsahuje rovněž fragment řetězce polyethylenglykolu a/nebo polypropylenglykolu o alespoň 1, s výhodou alespoň 5, výhodněji alespoň 7 ethylenyloxylových jednotkách a/nebo propylenyloxylových jednotkách, a uvedená kompozice isokyanátu nebo isokyanátů neobsahuje více než 30 % hmotnostně povrchově aktivního činidla ve formě vázané na funkční skupinu isokyanátu, pro získání emulze isokyanátu nebo isokyanátů ve vodě;

b) nanesení uvedené směsi na dřevěný povrch uvedeného substrátu;

c) ponechání isokyanátu nebo isokyanátů reagovat s uvedeným polyolem za účelem získání polyuretanového povlaku.

• · * · · ···· · · ··*

- 3i
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že v kompozici na bázi isokyanátu nebo isokyanátů je přítomno aniontové povrchově aktivní činidlo.
3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedená kompozice isokyanátu nebo isokyanátů neobsahuje více než 20 % hmotnostně povrchově aktivního činidla ve formě vázané na funkční skupinu isokyanátu.
4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedená kompozice isokyanátu nebo isokyanátů neobsahuje více než 10 % hmotnostně povrchově aktivního činidla ve formě vázané na funkční skupinu isokyanátu.
5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedené povrchově aktivní aniontové činidlo obsahuje alespoň jednu funkční skupinu vybranou ze souboru, zahrnujícího aryla/nebo alkoyl-sulfáty nebo fosfáty, aryl- nebo alkoylfosfonáty, -fosfináty nebo sulfonáty.
6. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedená lipofilní část povrchově aktivního činidla se vybere ze souboru, zahrnujícího alkoylové a arylové skupiny.
7. · Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že aniontová frakce povrchově aktivního činidla má následující obecný vzorec:

·· ·· · * · · • · · · · · · ···· · · ··· · • · ♦ · · · · ··· kde q představuje nulu nebo 1;

p představuje celé číslo mezi 1 a 2 (uzavřené intervaly, to znamená obsahující meze);

m představuje nulu nebo celé číslo mezi 1 a 2 (uzavřené intervaly, to znamená obsahující meze);

X a X', stejné nebo různé, představuje větev obsahující

nejvýše dva uhlíkové prvky řetězce; s je nula nebo celé číslo mezi 1 a 30, s výhodou mezi 5 a 25, výhodněji mezi 9 a 20; n je nula nebo celé číslo mezi 1 a 30, s výhodou mezi 5 a 25, výhodněji mezi 9 a 20;

E je prvkem vybraným ze souboru, zahrnujícího fosfor a síru;

• 4

Ri a R₂, stejné nebo různé, představují uhlovodíkový zbytek, s výhodou vybraný ze souboru, zahrnujícího aryly a alkoyly, které jsou popřípadě substituované;

protikationt se vybere ze souboru, zahrnujícího minerální kovové a organické kationty.
8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že protikationt je amoniovým kationtem pocházejícím z terciárního aminu.
9. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že terciární amin je triethylamin.
10. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že povrchově aktivní činidlo sestává ze směsi mono- a diesterů nonylfenolpolyetoxylované kyseliny fosforečné obsahující deset ethylenyloxylových motivů.
11. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že hmotnostní poměr mezi isokyanáty a povrchově aktivním aniontovým činidlem je nejvýše roven 1/3, s výhodou nejvýše roven 20 %, výhodněji roven 10 %, a je vyšší než 1 %, s výhodou vyšší než 2 %.
12. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že množství uvedeného povrchově aktivního činidla nebo činidel je v rozmezí mezi 10~² a 1 atomů E na litr.

• ·
13. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že kompozice polyisokyanátu obsahující povrchově aktivní činidlo se ručně přidá do emulze polyolu.
14. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že polyol je disperze polyesteru polyuretanu.
15. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že (póly)isokyanát je vybrán ze souboru, zahrnujícího produkty homo- nebo heterokondenzace alkoylen-diisokyanátů.
16. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že molární poměr mezi volnými funkčními skupinami isokyanátů a hydroxylovými funkčními skupinami polyolu je v rozmezí mezi 0,5 a 2,5, s výhodou v rozmezí mezi 0,8 a 1,6, výhodněji v rozmezí mezi 1 a 1,4.
17. Způsob podle jednoho z předchozích nároků, vyznačující se tím, že povlak se aplikuje v tloušťce, která je po sušení v rozmezí mezi 5 a 150 pm, s výhodou mezi 30 a 100 pm.
18. Způsob podle jednoho z předchozích nároků, vyznačující se tím, že zahrnuje etapu sušení při teplotě 20 až 60 °C během doby v rozmezí od 15 minut do 48 hodin.