DE19959653A1 - Preparation of aqueous polyurethane dispersions, used for leather preparations and as coating material, comprises reacting components to give a polyurethane, dispersing in water and completion of the polymerization reaction - Google Patents

Preparation of aqueous polyurethane dispersions, used for leather preparations and as coating material, comprises reacting components to give a polyurethane, dispersing in water and completion of the polymerization reaction

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DE19959653A1 DE1999159653 DE19959653A DE19959653A1 DE 19959653 A1 DE19959653 A1 DE 19959653A1 DE 1999159653 DE1999159653 DE 1999159653 DE 19959653 A DE19959653 A DE 19959653A DE 19959653 A1 DE19959653 A1 DE 19959653A1
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Abstract

Preparation of an aqueous dispersion containing a dispersed polyurethane from (a) 4-30C diisocyanates, (b,c) diols, (d) multivalent compounds with reactive groups, (e) monovalent compounds with reactive groups comprises reacting components to give a polyurethane, dispersing ion water and completion of the reaction. An aqueous dispersion containing a dispersed polyurethane is prepared from: (a) 4-30C diisocyanates; (b) diols devoid of urethane and urea groups, of which (b1) 10-95 mole% on the total weight of diols have a molecular weight of 500-5000, and (b2) 5-90 mole% on the total weight of diols have a molecular weight of 60-500 g/mole, (i.e. an alkane diol (b2.1) or an alkane diol which also has a hydrophilic group or a potential hydrophilic group (b2.2)); (c) where the diols (b2.2) are not present or present only in sufficient amount to ensure water dispersibility, and of monomers (a) and (b) there are several monomers with at least one isocyanate group or at least one isocyanate reactive group, of which at least one is a hydrophilic group or a potential hydrophilic group, which ensure the water dispersibility of the polyurethane; (d) optionally further monomers (a) and (b), i.e. several multivalent compounds with a reactive group, i.e. alcoholic OH groups , primary or secondary amine or isocyanate groups; and (e) optionally further monomers (a) and (b), i.e. several monovalent compounds with a reactive group , i.e. alcoholic OH groups, primary or secondary amine or isocyanate groups, Preparation of the aqueous dispersion comprises (i) a macrodiol (b1) is reacted with enough diisocyanate to start the reaction, the ratio of isocyanate groups to alcohol groups is 0.1:1 to 0.9:1, and the reaction is continued until the maximum NCO content of the reaction mixture is 20% of the original value; (ii) the reaction product produced and the remaining components are reacted to give a polyurethane; (iii) this polyurethane, (or a prepolymer formed in an intermediate step) is dispersed in water; and (iv) the reaction is then continued until the polyurethane is formed. Independent claims are included for: (1) An aqueous dispersion containing the dispersed polyurethane obtained as above; (2) a composition containing the aqueous dispersion obtained as above, and pigments and other conventional leather additives; (3) an object glued or coated with the dispersion, e.g. textiles impregnated with the dispersion; (4) leather coated with the composition under (2) above.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von wässrigen Dispersionen, enthaltend ein Polyurethan in disper­ gierter Form, aus
The present invention relates to a process for the preparation of aqueous dispersions comprising a polyurethane in dispersed form

  • a) Diisocyanaten mit 4 bis 30 C-Atomen,a) diisocyanates with 4 to 30 carbon atoms,
  • b) Diolen, die im wesentlichen frei sind von Urethan- oder Harn­ stoffgruppen, von denen
    • 1. 10 bis 95 mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Diole (b), ein Molekulargewicht von 500 bis 5000 aufweisen, und
    • 2. 5 bis 90 mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Diole (b), ein Molekulargewicht von 60 bis 500 g/mol aufweisen, wobei es sich um Alkandiole (b2.1) oder Alkandiole handelt, die zu­ sätzlich eine hydrophile Gruppe oder eine potentiell hydro­ phile Gruppe tragen (b2.2), handelt,
    b) diols, which are essentially free of urethane or urea groups, of which
    • 1. 10 to 95 mol%, based on the total amount of diols (b), have a molecular weight of 500 to 5000, and
    • 2. 5 to 90 mol%, based on the total amount of diols (b), have a molecular weight of 60 to 500 g / mol, which are alkanediols (b2.1) or alkanediols which additionally have a hydrophilic group or carry a potentially hydrophilic group (b2.2),
  • c) sofern Diole (b2.2) nicht oder nicht in ausreichenden Mengen vorhanden sind, um die Wasserdispergierbarkeit zu bewirken, von den Monomeren (a) und (b) verschiedene Monomere mit wenigstens einer Isocyanatgruppe oder wenigstens einer gegen­ über Isocyanatgruppen reaktiven Gruppe, die darüberhinaus wenigstens eine hydrophile Gruppe oder eine potentiell hydro­ phile Gruppe tragen, wodurch die Wasserdispergierbarkeit der Polyurethane bewirkt wird,c) if diols (b2.2) are not present or not in sufficient quantities are present to effect water dispersibility, monomers different from monomers (a) and (b) at least one isocyanate group or at least one against about isocyanate reactive group, moreover at least one hydrophilic group or one potentially hydro phile group, which makes the water dispersibility of the Polyurethane is caused
  • d) gegebenenfalls weiteren von den Monomeren (a) bis (c) ver­ schiedenen mehrwertigen Verbindungen mit reaktiven Gruppen, bei denen es sich um alkoholische Hydroxylgruppen, primäre oder sekundäre Aminogruppen oder Isocyanatgruppen handelt undd) optionally further ver of the monomers (a) to (c) different multivalent compounds with reactive groups, which are alcoholic hydroxyl groups, primary or secondary amino groups or isocyanate groups and
  • e) gegebenenfalls von den Monomeren (a) bis (d) verschiedene einwertige Verbindungen mit einer reaktiven Gruppe, bei der es sich um eine alkoholische Hydroxylgruppe, eine primäre oder sekundäre Aminogruppe oder eine Isocyanatgruppe handelt,e) optionally different from the monomers (a) to (d) monovalent compounds with a reactive group in which it is an alcoholic hydroxyl group, a primary one or secondary amino group or an isocyanate group,

wobei manbeing one

  • a) in einem ersten Schritt die Makrodiole (b1) zusammen mit solchen Mengen des Diisocyanats (a) umsetzt, daß zu Beginn der Reaktion das Verhältnis der Isocyanatgruppen zu den Alkoholgruppen 0,1 : 1 bis 0,9 : 1 beträgt, und die Reaktion fortgeführt wird, bis sich der NCO-Gehalt der Reaktions­ mischung auf maximal 20% des ursprünglichen Wertes ver­ ringert hat,a) in a first step, the macrodiols (b1) together with such amounts of diisocyanate (a) that at the beginning the reaction the ratio of the isocyanate groups to the  Alcohol groups is 0.1: 1 to 0.9: 1, and the reaction is continued until the NCO content of the reaction mix to a maximum of 20% of the original value wrestled
  • b) das in Schritt (i) gebildete Reaktionsprodukt mit den rest­ lichen Komponenten zu einem Polyurethan umsetzt, wobei man das fertige Polyurethan oder ein in einer Zwischenstufe gebildetes Präpolymer in Wasser dispergiert und im Fall der Dispergierung des Präpolymers anschließend die Reaktion zum Polyurethan fortsetzt.b) the reaction product formed in step (i) with the rest Lichen components to a polyurethane, where one the finished polyurethane or one in an intermediate stage formed prepolymer dispersed in water and in the case of Dispersion of the prepolymer then the reaction to Polyurethane continues.

Weiterhin betrifft die Erfindung Dispersionen, die nach diesem Verfahren hergestellt sind, sowie mit diesen Dispersionen be­ handelte Gegenstände, insbesondere beschichtete Leder.The invention further relates to dispersions according to this Processes are made, as well as be with these dispersions traded items, especially coated leather.

Wässrige Polyurethandispersionen (auch kurz als PUR-Dispersionen bezeichnet) und Verfahren zu deren Herstellung sind allgemein be­ kannt. PUR-Dispersionen werden seit langem zur Beschichtung von Substraten wie z. B. Leder, Textilien, Holz, Metall oder Kunst­ stoff verwendet. Wässerige Polyurethandispersionen, die speziell als Beschichtungsmittel für Leder empfohlen werden, sind z. B. in der DE-A-26 45 779 und EP-A-787751 beschrieben.Aqueous polyurethane dispersions (also briefly as PUR dispersions ) and processes for their production are generally be knows. PUR dispersions have long been used to coat Substrates such as B. leather, textiles, wood, metal or art fabric used. Aqueous polyurethane dispersions that are special recommended as coating agents for leather are z. B. in DE-A-26 45 779 and EP-A-787751.

Nach den aus dem Stand der Technik bekannten Herstellmethoden werden werden kurzkettige und langkettige Polyole gemeinsam mit den Isocyanaten umgesetzt. So werden z. B. bei dem "Acetonver­ fahren", das Isocyanat und Polyole wie Makrodiole (z. B. Poly­ ester- oder Polyetherpolyole) und kurzkettige Diole zunächst zu einem Präpolymer umgesetzt, das anschließend weiter zum fertigen Polyurethan umgesetzt wird.According to the manufacturing methods known from the prior art will be short chain and long chain polyols together with implemented the isocyanates. So z. B. in the "acetone ver drive ", the isocyanate and polyols such as macrodiols (e.g. poly ester or polyether polyols) and short-chain diols a prepolymer, which is then further processed Polyurethane is implemented.

Die beschichteten Gegenstände werden im Laufe des Herstellpro­ zesses häufig einer thermischen Behandlung ausgesetzt. Leder und Textilien werden z. B. gebügelt; beschichtetes Holz wird i. A. bei erhöhter Temperatur getrocknet. Um einen ungestörten Betriebs­ ablauf zu gewährleisten, ist es wesentlich, daß der beschichtete Gegenstand eine möglichst geringe Klebrigkeit aufweist.The coated objects are in the course of the pro often subjected to thermal treatment. Leather and Textiles are used e.g. B. ironed; coated wood is i. A. at dried at elevated temperature. For undisturbed operation To ensure the process, it is essential that the coated Object has as little stickiness as possible.

Neben den verarbeitungstechnischen Eigenschaften der PUR-Disper­ sionen kommt es selbstverständlich auch auf die Gebrauchs­ eigenschaften der damit beschichteten Gegenstände an. Poly­ urethandispersionen, die z. B. als Beschichtungsmittel für Leder eingesetzt werden, sollen dem Leder folgende Eigenschaften ver­ leihen
In addition to the processing properties of the PUR dispersions, the use properties of the objects coated with them are of course also important. Poly urethane dispersions, the z. B. used as a coating agent for leather, the leather should lend the following properties ver

  • - eine geringe Neigung zum Kleben auch bei erhöhter Temperatur und Druck, z. B. beim Bügeln und Stapeln- a slight tendency to stick even at elevated temperatures and pressure, e.g. B. when ironing and stacking
  • - Unempfindlichkeit gegenüber Wasser und Feuchtigkeit- Insensitivity to water and moisture
  • - hohe Dauer-Biegefestigkeit- high permanent flexural strength
  • - eine gute Reibfestigkeit und Scheuerfestigkeit und- good resistance to friction and abrasion and
  • - einen angenehmen ledertypischen "Griff".- a pleasant leather-typical "handle".

Das gewünschte Eigenschaftsprofil der Beschichtungen kann heute meistens bereits durch die PUR-Dispersionen des Standes der Technik weitgehend erfüllt werden. Kritisch ist jedoch noch die Kombination der Eigenschaft "geringe Neigung zum Kleben bei Er­ wärmung" mit der Eigenschaft "hohe Flexibilität der Beschich­ tung". Auf hohe Flexibilität kommt es vor allem bei der Beschich­ tung weicher oder flexibler Substrate wie Textil oder Leder an, z. B. soll, wie bereits vorstehend ausgeführt, der angenehme le­ dertypische Griff erhalten bleiben.The desired property profile of the coatings can today mostly already through the PUR dispersions of the prior art Technology can be largely met. However, that is still critical Combination of the property "low tendency to stick to Er heating "with the property" high flexibility of coating high flexibility is particularly important when coating soft or flexible substrates such as textile or leather, e.g. B., as already stated above, the pleasant le the typical grip is retained.

Aufgabe der Erfindung war es deshalb, PUR-Dispersionen bereitzu­ stellen, die gut verarbeitbar sind und sich als Beschichtungs­ mittel für unterschiedliche, insbesondere flexible Substrate eignen, wobei es besonders darauf ankommt, daß sie sowohl hoch­ flexibel sind als auch selbst bei Erwärmung nicht kleben.The object of the invention was therefore to provide PUR dispersions places that are easy to process and can be used as a coating medium for different, especially flexible substrates own, it is particularly important that they are both high are flexible and do not stick even when heated.

Demgemäß wurden die vorstehend definierten wässerigen Dispersionen gefunden.Accordingly, the above-defined aqueous ones Dispersions found.

Als Monomere (a) kommen die üblicherweise in der Polyurethan­ chemie eingesetzten Diisocyanate in Betracht.The monomers (a) which are usually used in polyurethane Chemistry used diisocyanates.

Insbesondere zu nennen sind Diisocyanate X(NCO)2, wobei X für einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 4 bis 12 Kohlen­ stoffatomen, einen cycloaliphatischen oder aromatischen Kohlen­ wasserstoffrest mit 6 bis 15 Kohlenstoffatomen oder einen araliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 7 bis 15 Kohlenstoff­ atomen steht. Beispiele derartiger Diisocyanate sind Tetra­ methylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Dodecamethylendi­ isocyanat, 1,4-Diisocyanatocyclohexan, 1-Isocyanato-3,5,5-tri­ methyl-5-isocyanatomethylcyclohexan (IPDI), 2,2-Bis-(4-iso­ cyanatocyclohexyl)-propan, Trimethylhexandiisocyanat, 1,4-Diiso­ cyanatobenzol, 2,4-Diisocyanatotoluol, 2,6-Diisocyanatotoluol, 4,4'-Diisocyanato-diphenylmethan, 2,4'-Diisocyanato-diphenylme­ than, p-Xylylendiisocyanat, Tetramethylxylylendiisocyanat (TMXDI), die Isomeren des Bis-(4-isocyanatocyclohexyl)methans (HMDI) wie das trans/trans-, das cis/cis- und das cis/trans-Iso­ mere sowie aus diesen Verbindungen bestehende Gemische.Particular mention should be made of diisocyanates X (NCO) 2 , where X is an aliphatic hydrocarbon radical having 4 to 12 carbon atoms, a cycloaliphatic or aromatic carbon hydrogen radical having 6 to 15 carbon atoms or an araliphatic hydrocarbon radical having 7 to 15 carbon atoms. Examples of such diisocyanates are tetra methylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, 1,4-diisocyanatocyclohexane, 1-isocyanato-3,5,5-tri methyl-5-isocyanatomethylcyclohexane (IPDI), 2,2-bis (4-iso cyanatocyclohexyl) propane, trimethylhexane diisocyanate, 1,4-diiso cyanatobenzene, 2,4-diisocyanatotoluene, 2,6-diisocyanatotoluene, 4,4'-diisocyanato-diphenylmethane, 2,4'-diisocyanato-diphenylmethane, p-xylylene diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI ), the isomers of bis (4-isocyanatocyclohexyl) methane (HMDI) such as the trans / trans, the cis / cis and the cis / trans isomer and mixtures consisting of these compounds.

Als Gemische dieser Isocyanate sind besonders die Mischungen der jeweiligen Strukturisomeren von Diisocyanatotoluol und Diiso­ cyanato-diphenylmethan von Bedeutung, insbesondere ist die Mischung aus 80 mol-% 2,4 Diisocyanatotoluol und 20 mol-% 2,6-Diisocyanatotoluol geeignet. Weiterhin sind die Mischungen von aromatischen Isocyanaten wie 2,4 Diisocyanatotoluol und/oder 2,6-Diisocyanatotoluol mit aliphatischen oder cycloaliphatischen Isocyanaten wie Hexamethylendiisocyanat oder IPDI besonders vor­ teilhaft, wobei das bevorzugte Mischungsverhältnis der alipha­ tischen zu aromatischen Isocyanate 4 : 1 bis 1 : 4 beträgt.Mixtures of these are, in particular, mixtures of these isocyanates respective structural isomers of diisocyanatotoluene and diiso cyanato-diphenylmethane is important, in particular Mixture of 80 mol% 2.4 diisocyanatotoluene and 20 mol% 2,6-diisocyanatotoluene suitable. Furthermore, the mixtures of aromatic isocyanates such as 2,4 diisocyanatotoluene and / or 2,6-diisocyanatotoluene with aliphatic or cycloaliphatic Isocyanates such as hexamethylene diisocyanate or IPDI especially before partial, the preferred mixing ratio of the alipha tables to aromatic isocyanates 4: 1 to 1: 4.

Als Verbindungen (a) kann man auch Isocyanate einsetzen, die neben den freien Isocyanatgruppen weitere verkappte Isocyanat­ gruppen, z. B. Uretdion- oder Carbodiimidgruppen tragen.As compounds (a) it is also possible to use isocyanates which in addition to the free isocyanate groups, further blocked isocyanate groups, e.g. B. wear uretdione or carbodiimide groups.

Im Hinblick auf gute Filmbildung und Elastizität kommen als Diole (b) vornehmlich höhermolekulare Diole (b1), in Betracht, die ein Molekulargewicht von etwa 500 bis 5000, vorzugsweise von etwa 1000 bis 3000 g/mol haben.With regard to good film formation and elasticity come as diols (b) primarily higher molecular weight diols (b1), which a Molecular weight from about 500 to 5000, preferably from about Have 1000 to 3000 g / mol.

Bei den Diolen (b1) handelt es sich insbesondere um Polyester­ polyole, die z. B. aus Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 19, S. 62 bis 65 bekannt sind. Bevorzugt werden Polyesterpolyole eingesetzt, die durch Umsetzung von zwei­ wertigen Alkoholen mit zweiwertigen Carbonsäuren erhalten werden. Anstelle der freien Polycarbonsäuren können auch die ent­ sprechenden Polycarbonsäureanhydride oder entsprechende Poly­ carbonsäureester von niederen Alkoholen oder deren Gemische zur Herstellung der Polyesterpolyole verwendet werden. Die Poly­ carbonsäuren können aliphatisch, cycloaliphatisch, araliphatisch, aromatisch oder heterocyclisch sein und gegebenenfalls, z. B. durch Halogenatome, substituiert und/oder ungesättigt sein. Als Beispiele hierfür seien genannt: Korksäure, Azelainsäure, Phthal­ säure, Isophthalsäure, Phthalsäureanhydrid, Tetrahydrophthal­ säureanhydrid, Hexahydrophthalsäureanhydrid, Tetrachlorphthal­ säureanhydrid, Endomethylentetrahydrophthalsäureanhydrid, Glutar­ säureanhydrid, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Alkenylbern­ steinsäure, Fumarsäure, dimere Fettsäuren. Bevorzugt sind Dicarbonsäuren der allgemeinen Formel HOOC- (CH2)y-COOH, wobei y eine Zahl von 1 bis 20, bevorzugt eine gerade Zahl von 2 bis 20 ist, z. B. Bernsteinsäure, Adipinsäure, Dodecandicarbonsäure und Sebacinsäure. The diols (b1) are in particular polyester polyols which, for. B. from Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 4th Edition, Volume 19, pp 62 to 65 are known. Polyester polyols are preferably used which are obtained by reacting dihydric alcohols with dihydric carboxylic acids. Instead of the free polycarboxylic acids, the corresponding polycarboxylic anhydrides or corresponding polycarboxylic acid esters of lower alcohols or their mixtures can be used to prepare the polyester polyols. The polycarboxylic acids can be aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic, aromatic or heterocyclic and optionally, e.g. B. by halogen atoms, substituted and / or unsaturated. Examples of these are suberic, azelaic acid, phthalic acid, isophthalic acid, phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride Tetrachlorphthal, endomethylenetetrahydrophthalic, glutaric anhydride, maleic anhydride, acid rock Alkenylbern, fumaric acid, dimer fatty acids. Preferred are dicarboxylic acids of the general formula HOOC- (CH 2 ) y -COOH, where y is a number from 1 to 20, preferably an even number from 2 to 20, e.g. B. succinic acid, adipic acid, dodecanedicarboxylic acid and sebacic acid.

Als mehrwertige Alkohole kommen z. B. Ethylenglykol, Propan-1,2- diol, Propan-1,3-diol, Butan-1,3-diol, Buten-1,4-diol, Butin-1,4-diol, Pentan-1,5-diol, Neopentylglykol, Bis-(hydroxy­ methyl)-cyclohexane wie 1,4-Bis-(hydroxymethyl)cyclohexan, 2-Me­ thyl-propan-1,3-diol, Methylpentandiole ferner Diethylenglykol, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol, Polyethylenglykol, Dipropylenglykol, Polypropylenglykol, Dibutylenglykol und Poly­ butylenglykole in Betracht. Bevorzugt sind Alkohole der allge­ meinen Formel HO-(CH2)x-OH, wobei x eine Zahl von 1 bis 20, bevor­ zugt eine gerade Zahl von 2 bis 20 ist. Beispiele hierfür sind Ethylenglycol, Butan-1,4-diol, Hexan-1,6-diol, Octan-1,8-diol und Dodecan-1,12-diol. Weiterhin bevorzugt sind Neopentylglykol und Pentandiol-1,5.As polyhydric alcohols such. B. ethylene glycol, propane-1,2-diol, propane-1,3-diol, butane-1,3-diol, butene-1,4-diol, butyne-1,4-diol, pentane-1,5- diol, neopentyl glycol, bis (hydroxy methyl) cyclohexanes such as 1,4-bis (hydroxymethyl) cyclohexane, 2-methyl propane-1,3-diol, methyl pentanediols and also diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycol , Dibutylene glycol and poly butylene glycols into consideration. Alcohols of the general formula HO- (CH 2 ) x -OH are preferred, where x is a number from 1 to 20, before being an even number from 2 to 20. Examples include ethylene glycol, butane-1,4-diol, hexane-1,6-diol, octane-1,8-diol and dodecane-1,12-diol. Neopentyl glycol and 1,5-pentanediol are further preferred.

Ferner kommen auch Polycarbonat-Diole, wie sie z. B. durch Um­ setzung von Phosgen mit einem Überschuß von den als Aufbau­ komponenten für die Polyesterpolyole genannten niedermolekularen Alkohole erhalten werden können, in Betracht.Also come polycarbonate diols, such as z. B. by order Settlement of phosgene with an excess of that as build-up components for the low molecular weight polyester polyols Alcohols can be obtained.

Geeignet sind auch Polyesterdiole auf Lacton-Basis, wobei es sich um Homo- oder Mischpolymerisate von Lactonen, bevorzugt um end­ ständige Hydroxylgruppen aufweisende Anlagerungsprodukte von Lactonen an geeignete difunktionelle Startermoleküle handelt. Als Lactone kommen bevorzugt solche in Betracht, die sich von Verbindungen der allgemeinen Formel HO-(CH2)z-COOH ableiten, wobei z eine Zahl von 1 bis 20 ist und ein H-Atom einer Methyleneinheit auch durch einen C1- bis C4-Alkylrest substituiert sein kann. Bei­ spiele sind epsilon-Caprolacton, β-Propiolacton, γ-Butyrolacton und/oder Methyl-epsilon-caprolacton sowie deren Gemische. Ge­ eignete Starterkomponenten sind z. B. die vorstehend als Aufbau­ komponente für die Polyesterpolyole genannten niedermolekularen zweiwertigen Alkohole. Die entsprechenden Polymerisate des epsi­ lon-Caprolactons sind besonders bevorzugt. Auch niedere Poly­ esterdiole oder Polyetherdiole können als Starter zur Herstellung der Lacton-Polymerisate eingesetzt sein. Anstelle der Poly­ merisate von Lactonen können auch die entsprechenden, chemisch äquivalenten Polykondensate der den Lactonen entsprechenden Hydroxycarbonsäuren, eingesetzt werden.Lactone-based polyester diols are also suitable, which are homopolymers or copolymers of lactones, preferably end products which have hydroxyl groups and which are end products of lactones with suitable difunctional starter molecules. Suitable lactones are preferably those which are derived from compounds of the general formula HO- (CH 2 ) z -COOH, where z is a number from 1 to 20 and an H atom of a methylene unit also by a C 1 - to C 4 -alkyl radical may be substituted. Examples are epsilon-caprolactone, β-propiolactone, γ-butyrolactone and / or methyl-epsilon-caprolactone and mixtures thereof. Ge suitable starter components are such. B. the above-mentioned as a building component for the polyester polyols low molecular weight dihydric alcohols. The corresponding polymers of epsilon caprolactone are particularly preferred. Lower polyester diols or polyether diols can also be used as starters for the preparation of the lactone polymers. Instead of the poly merisate of lactones, the corresponding chemically equivalent polycondensates of the hydroxycarboxylic acids corresponding to the lactones can also be used.

Daneben kommen als Monomere (b1) Polyetherdiole in Betracht. Sie sind insbesondere durch Polymerisation von Ethylenoxid, Propylen­ oxid, Butylenoxid, Tetrahydrofuran, Styroloxid oder Epichlor­ hydrin mit sich selbst, z. B. in Gegenwart von BF3 oder durch An­ lagerung dieser Verbindungen gegebenenfalls im Gemisch oder nach­ einander, an Startkomponenten mit reaktionsfähigen Wasserstoff­ atomen, wie Alkohole oder Amine, z. B. Wasser, Ethylenglykol, Propan-1,2-diol, Propan-1,3-diol, 1,2-Bis(4-hydroxydi­ phenyl)-propan oder Anilin erhältlich. Besonders bevorzugt Poly­ propylenglykol sowie Polytetrahydrofuran eines Molekulargewichts von 240 bis 5000, und vor allem 500 bis 4500.In addition, the monomers (b1) are polyether diols. They are in particular by polymerization of ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, tetrahydrofuran, styrene oxide or epichlorohydrin with themselves, for. B. in the presence of BF 3 or by storage of these compounds, optionally in a mixture or one after the other, on starting components with reactive hydrogen atoms, such as alcohols or amines, for. B. water, ethylene glycol, propane-1,2-diol, propane-1,3-diol, 1,2-bis (4-hydroxydi phenyl) propane or aniline available. Poly propylene glycol and polytetrahydrofuran with a molecular weight of 240 to 5000, and especially 500 to 4500, are particularly preferred.

Ebenfalls geeignet sind Polyhydroxyolefine, bevorzugt solche mit 2 endständigen Hydroxylgruppen, z. B. α-ω-Dihydroxypolybutadien, α-ω-Dihydroxypolymethacrylester oder α-ω-Dihydroxypolyacrylester als Monomere (c1). Solche Verbindungen sind beispielsweise aus der EP-A-0622378 bekannt. Weitere geeignete Polyole sind Poly­ acetale, Polysiloxane und Alkydharze.Polyhydroxyolefins are also suitable, preferably those with 2 terminal hydroxyl groups, e.g. B. α-ω-dihydroxypolybutadiene, α-ω-Dihydroxypolymethacrylester or α-ω-Dihydroxypolyacrylester as monomers (c1). Such connections are made, for example known from EP-A-0622378. Other suitable polyols are poly acetals, polysiloxanes and alkyd resins.

Die Polyole können auch als Gemische im Verhältnis 0,1 : 1 bis 1 : 9 eingesetzt werden.The polyols can also be used as mixtures in a ratio of 0.1: 1 to 1: 9 can be used.

Als Diole (b) werden neben den Diolen (b1) noch niedermolekulare Diole (b2) mit einem Molekulargewicht von etwa 62 bis 500, vorzugsweise von 62 bis 200 g/mol, eingesetzt.In addition to the diols (b1), the diols (b) are also of low molecular weight Diols (b2) with a molecular weight of about 62 to 500, preferably from 62 to 200 g / mol.

Als Monomere (b2) kommen Alkandiole (b2.1) in Betracht, d. h. solche, die außer ihren Hydroxylgruppen keine weiteren funk­ tionellen Gruppen tragen. Hierfür werden vor allem die Aufbau­ komponenten der für die Herstellung von Polyesterpolyolen ge­ nannten kurzkettigen Alkandiole eingesetzt, wobei die unver­ zweigten Diole mit 2 bis 12 C-Atomen und einer gradzahligen An­ zahl von C-Atomen sowie Pentan-1,5-diol bevorzugt werden.Suitable monomers (b2) are alkanediols (b2.1), i.e. H. those that have no other radio than their hydroxyl groups national groups. Above all, the construction Components of ge for the production of polyester polyols called short-chain alkanediols used, the unrelated branched diols with 2 to 12 carbon atoms and an even number number of carbon atoms and pentane-1,5-diol are preferred.

Als Diole (b2) kommen weiterhin Alkandiole in Betracht, die außer den Hydroxylgruppen hydrophile Gruppen oder Gruppen, die sich in hydrophile Gruppen überführen lassen, tragen. Diese dienen zur Verbesserung der Wasserdispergierbarkeit der Polyurethane.Other suitable diols (b2) are alkanediols which, except the hydroxyl groups hydrophilic groups or groups that are in Have hydrophilic groups transferred, wear. These are used for Improving the water dispersibility of the polyurethanes.

Der Begriff "hydrophile Gruppen oder potentiell hydrophile Gruppen" wird auch mit "(potentiell) hydrophile Gruppen" abge­ kürzt.The term "hydrophilic groups or potentially hydrophilic Groups "is also referred to as" (potentially) hydrophilic groups " cuts.

Die (potentiell) hydrophilen Gruppen reagieren mit Isocyanaten wesentlich langsamer als die funktionellen Gruppen der Monomere, die zum Aufbau der Polymerhauptkette dienen.The (potentially) hydrophilic groups react with isocyanates much slower than the functional groups of the monomers, which serve to build up the main polymer chain.

Ionische hydrophile Gruppen sind vor allem anionische Gruppen wie die Sulfonat-, die Carboxylat- und die Phosphatgruppe in Form ihrer Alkalimetall- oder Ammoniumsalze sowie kationische Gruppen wie Ammonium-Gruppen, insbesondere protonierte tertiäre Amino­ gruppen oder quartäre Ammoniumgruppen. Ionic hydrophilic groups are mainly anionic groups such as the sulfonate, carboxylate and phosphate groups in the form their alkali metal or ammonium salts and cationic groups such as ammonium groups, especially protonated tertiary amino groups or quaternary ammonium groups.  

Potentiell ionische hydrophile Gruppen sind vor allem solche, die sich durch einfache Neutralisations-, Hydrolyse- oder Quater­ nisierungsreaktionen in die oben genannten ionischen hydrophilen Gruppen überführen lassen, also z. B. Carbonsäuregruppen, Anhydridgruppen oder tertiäre Aminogruppen.Potentially ionic hydrophilic groups are primarily those that through simple neutralization, hydrolysis or quaternization nization reactions in the above-mentioned ionic hydrophilic Have groups transferred, e.g. B. carboxylic acid groups, Anhydride groups or tertiary amino groups.

Diole (b2.2) sind z. B. in Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 19, S. 311-313 und beispielsweise in der DE-A 14 95 745 ausführlich beschrieben.Diols (b2.2) are e.g. B. in Ullmann's Encyclopedia of Technical Chemie, 4th edition, volume 19, pp. 311-313 and for example in the DE-A 14 95 745 described in detail.

Als (potentiell) kationische Diole (b2.2) sind vor allem Monomere mit tertiären Aminogruppen von besonderer praktischer Bedeutung, beispielsweise, N,N'-Bis(hydroxyalkyl)-alkylamine, wobei die Alkylreste und Alkandiyl-Einheiten dieser tertiären Amine unab­ hängig voneinander aus 1 bis 6 Kohlenstoffatomen bestehen.As (potentially) cationic diols (b2.2) are primarily monomers with tertiary amino groups of particular practical importance, for example, N, N'-bis (hydroxyalkyl) alkylamines, the Alkyl residues and alkanediyl units of these tertiary amines are independent dependent on each other consist of 1 to 6 carbon atoms.

Weiterhin kommen tertiäre Stickstoffatome aufweisende Polyether mit vorzugsweise zwei endständigen Hydroxylgruppen, wie sie z. B. durch Alkoxylierung von zwei an Aminstickstoff gebundene Wasser­ stoffatome aufweisende Amine, z. B. Methylamin, Anilin oder N,N'- Dimethylhydrazin, in an sich üblicher Weise zugänglich sind, in Betracht. Derartige Polyether weisen im allgemeinen ein zwischen 500 und 6000 g/mol liegendes Molgewicht auf.There are also polyethers containing tertiary nitrogen atoms preferably with two terminal hydroxyl groups, as z. B. by alkoxylation of two water bound to amine nitrogen Amines containing substance atoms, e.g. B. methylamine, aniline or N, N'- Dimethylhydrazine, accessible in a conventional manner, in Consideration. Such polyethers generally have an intermediate 500 and 6000 g / mol molecular weight.

Diese tertiären Amine werden entweder mit Säuren, bevorzugt starken Mineralsäuren wie Phosphorsäure, Schwefelsäure, Halogen­ wasserstoffsäuren oder starken organischen Säuren oder durch Um­ setzung mit geeigneten Quaternisierungsmitteln wie C1- bis C6-Alkylhalogeniden oder Benzylhalogeniden z. B. Bromiden oder Chloriden in die Ammoniumsalze überführt.These tertiary amines are either with acids, preferably strong mineral acids such as phosphoric acid, sulfuric acid, halogenic acids or strong organic acids or by implementation with suitable quaternizing agents such as C 1 - to C 6 -alkyl halides or benzyl halides, for. B. bromides or chlorides in the ammonium salts.

Als Diole (b2.2) mit (potentiell) anionischen Gruppen kommen üblicherweise aliphatische, cycloaliphatische, araliphatische oder aromatische Carbonsäuren und Sulfonsäuren in Betracht, die 2 alkoholische Hydroxylgruppen tragen. Bevorzugt sind Dihydroxy­ alkylcarbonsäuren, vor allem mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, wie sie auch in der US-A 3 412 054 beschrieben sind. Insbesondere sind Verbindungen der allgemeinen Formel
Suitable diols (b2.2) with (potentially) anionic groups are usually aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic or aromatic carboxylic acids and sulfonic acids which carry 2 alcoholic hydroxyl groups. Preferred are dihydroxy alkyl carboxylic acids, especially those with 3 to 10 carbon atoms, as are also described in US Pat. No. 3,412,054. In particular, compounds of the general formula

in welcher R1 und R2 für eine C1- bis C4-Alkandiyl-Einheit und R3 für eine C1- bis C4-Alkyl-Einheit steht und vor allem Dimethylol­ propionsäure (DMPA) bevorzugt.in which R 1 and R 2 is a C 1 - to C 4 -alkanediyl unit and R 3 is a C 1 - to C 4 -alkyl unit and especially dimethylol propionic acid (DMPA) is preferred.

Weiterhin eignen sich entsprechende Dihydroxysulfonsäuren und Dihydroxyphosphonsäuren wie 2,3-Dihydroxypropanphosphonsäure.Corresponding dihydroxysulfonic acids and Dihydroxyphosphonic acids such as 2,3-dihydroxypropanephosphonic acid.

Sofern Diole (b2.2) mit potentiell ionischen Gruppen eingesetzt werden, kann deren Überführung in die ionische Form vor, während, jedoch vorzugsweise nach der Isocyanat-Polyaddition erfolgen, da sich die ionischen Monomeren in der Reaktionsmischung häufig nur schwer lösen. Besonders bevorzugt liegen die Carboxylat- oder Sulfonatgruppen in Form ihrer Salze mit einem Alkaliion oder einem Ammoniumion als Gegenion vor.If diols (b2.2) with potentially ionic groups are used can be converted into the ionic form before, during, but preferably after the isocyanate polyaddition, because the ionic monomers in the reaction mixture often only difficult to solve. The carboxylate or are particularly preferably Sulphonate groups in the form of their salts with an alkali ion or an ammonium ion as a counter ion.

Der Anteil der Diole (b2), bezogen auf die Gesamtmenge der Diole (b) beträgt bevorzugt mindestens 5 mol%.The proportion of the diols (b2), based on the total amount of the diols (b) is preferably at least 5 mol%.

Neben den Diolen (b2.2) und den Komponenten (a), (b), (d) und (e) können die Polyurethane, um die Wasserdispergierbarkeit der Poly­ urethane zu erreichen bzw. zu verbessern, noch aus von den Kompo­ nenten (a), (b), (d) und (e) verschiedenen Monomeren (c) aufge­ baut sein, die wenigstens eine Isocyanatgruppe oder wenigstens eine gegenüber Isocyanatgruppen reaktive Gruppe und darüberhinaus wenigstens eine (potentiell) hydrophile Gruppen aufweisen.In addition to the diols (b2.2) and components (a), (b), (d) and (e) can the polyurethanes to the water dispersibility of the poly To achieve or improve urethane, still from the compo nenten (a), (b), (d) and (e) different monomers (c) builds, the at least one isocyanate group or at least a group reactive toward isocyanate groups and beyond have at least one (potentially) hydrophilic groups.

Für diese Monomere (c) gilt grundsätzlich sinngemäß das gleiche wie für die Diole (b2.2).The same applies in principle to these monomers (c) as for the diols (b2.2).

Der Anteil der Komponenten mit (potentiell) hydrophilen Gruppen, d. h. der Komponenten (c) und (b2.2) an der Gesamtmenge der sonstigen Komponenten (a), (b), (c), (d) und (e) wird im allge­ meinen so bemessen, daß die Molmenge der (potentiell) hydrophilen Gruppen, bezogen auf die Gewichtsmenge aller Monomere (a) bis (e), 30 bis 1000, bevorzugt 50 bis 500 und besonders bevorzugt 80 bis 300 mmol/kg beträgt.The proportion of components with (potentially) hydrophilic groups, d. H. of components (c) and (b2.2) on the total amount of other components (a), (b), (c), (d) and (e) are generally mean so that the molar amount of (potentially) hydrophilic Groups based on the amount by weight of all monomers (a) to (e), 30 to 1000, preferably 50 to 500 and particularly preferably 80 is up to 300 mmol / kg.

Bei den (potentiell) hydrophilen Gruppen kann es sich um nicht­ ionische oder bevorzugt um (potentiell) ionische hydrophile Gruppen handeln.The (potentially) hydrophilic groups cannot be ionic or preferably around (potentially) ionic hydrophilic Trade groups.

Als nichtionische hydrophile Gruppen kommen Polyalkylenoxid- Reste, insbesondere Polyethylenglycolether aus vorzugsweise 5 bis 100, bevorzugt 10 bis 80 Ethylenoxid-Wiederholungseinheiten, in Betracht. Der Gehalt an Polyethylenoxid-Einheiten beträgt im allgemeinen 0 bis 10, bevorzugt 0 bis 6 Gew.-%, bezogen auf die Gewichtsmenge aller Monomere (a) bis (e).The nonionic hydrophilic groups are polyalkylene oxide Residues, especially polyethylene glycol ethers, preferably from 5 to 100, preferably 10 to 80 repeating ethylene oxide units, in Consideration. The content of polyethylene oxide units is  general 0 to 10, preferably 0 to 6 wt .-%, based on the Weight amount of all monomers (a) to (e).

Bevorzugte Monomere mit nichtionischen hydrophilen Gruppen sind Polyethylenoxiddiole, Polyethylenoxidmonoole sowie die Reaktions­ produkte aus einem Polyethylenglykol und einem Diisocyanat, die einen endständig veretherten Polyethylenglykolrest tragen. Der­ artige Diisocyanate sowie Verfahren zu deren Herstellung sind in den Patentschriften US 3 905 929 und US 3 920 598 angegeben.Preferred monomers with nonionic hydrophilic groups are Polyethylene oxide diols, polyethylene oxide monools and the reaction products from a polyethylene glycol and a diisocyanate, the carry a terminally etherified polyethylene glycol residue. The like diisocyanates and processes for their preparation are in the patents US 3 905 929 and US 3 920 598.

(Potentiell) ionische Monomere (c) sind z. B. in Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 19, S. 311-313 und beispielsweise in der DE-A 14 95 745 ausführlich beschrieben.(Potentially) ionic monomers (c) are e.g. B. in Ullmanns Encyclopedia of Technical Chemistry, 4th Edition, Volume 19, Pp. 311-313 and for example in DE-A 14 95 745 in detail described.

Als (potentiell) kationische Monomere (c) sind vor allem Monomere mit tertiären Aminogruppen von besonderer praktischer Bedeutung, beispielsweise: Tris-(hydroxyalkyl)-amine, N-Hydroxyalkyl-dialky­ lamine, Tris-(aminoalkyl)-amine, N,N'-Bis(aminoalkyl)-alkylamine, N-Aminoalkyl-dialkylamine, wobei die Alkylreste und Alkandiyl- Einheiten dieser tertiären Amine unabhängig voneinander aus 1 bis 6 Kohlenstoffatomen bestehen. Die Überführung in die ionische Form erfolgt in analoger Weise, wie es bei den entsprechenden Diolen mit tertiären Gruppen, die zu den Monomeren (b2.2) zählen, beschrieben ist.As (potentially) cationic monomers (c) are primarily monomers with tertiary amino groups of particular practical importance, for example: tris (hydroxyalkyl) amines, N-hydroxyalkyl dialky lamines, tris (aminoalkyl) amines, N, N'-bis (aminoalkyl) alkylamines, N-aminoalkyl-dialkylamines, the alkyl radicals and alkanediyl Units of these tertiary amines independently of one another from 1 to 6 carbon atoms exist. The conversion to the ionic Form takes place in an analogous manner to that of the corresponding Diols with tertiary groups, which belong to the monomers (b2.2), is described.

Als Monomere mit (potentiell) anionischen Gruppen kommen auch aliphatische, cycloaliphatische, araliphatische oder aromatische Carbonsäuren und Sulfonsäuren in Betracht, die verschieden von den Diolen (b2.2) sind und mindestens eine alkoholische Hydroxyl­ gruppe oder mindestens eine primäre oder sekundäre Aminogruppe tragen. Als Monomere (c) mit gegenüber Isocyanaten reaktiven Aminogruppen kommen Aminocarbonsäuren wie Lysin, β-Alanin, die in der DE-A-20 34 479 genannten Addukte von aliphatischen diprimären Diaminen an a,β-ungesättigte Carbon- oder Sulfonsäuren in Be­ tracht.Also come as monomers with (potentially) anionic groups aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic or aromatic Carboxylic acids and sulfonic acids that are different from the diols (b2.2) and at least one alcoholic hydroxyl group or at least one primary or secondary amino group wear. As monomers (c) with isocyanate-reactive Amino groups come aminocarboxylic acids such as lysine, β-alanine, which in the adducts of aliphatic diprimaries mentioned in DE-A-20 34 479 Diamines on a, β-unsaturated carboxylic or sulfonic acids in Be dress.

Solche Verbindungen gehorchen beispielsweise der Formel (c1)
Such compounds obey, for example, the formula (c1)

H2 N-R4-NH-R5-X (c1)
H 2 NR 4 -NH-R 5 -X (c1)

in der
- R4 und R5 unabhängig voneinander für eine C1- bis C6-Alkandiyl- Einheit, bevorzugt Ethylen
und X für COOH oder SO3H stehen.
in the
- R 4 and R 5 independently of one another for a C 1 - to C 6 -alkanediyl unit, preferably ethylene
and X represents COOH or SO 3 H.

Besonders bevorzugte Verbindungen der Formel (c1) sind die N-(2-Aminoethyl)-2-aminoethancarbonsäure und die sowie die N-(2-Aminoethyl)-2-aminoethansulfonsäure bzw. die entsprechenden Alkalisalze, wobei Na als Gegenion besonders bevorzugt ist.Particularly preferred compounds of formula (c1) are N- (2-aminoethyl) -2-aminoethane carboxylic acid and the as well as the N- (2-aminoethyl) -2-aminoethanesulfonic acid or the corresponding Alkali salts, Na being particularly preferred as the counter ion.

Weiterhin besonders bevorzugt sind die Addukte der oben genannten aliphatischen diprimären Diamine an 2-Acrylamido-2-methylpropan­ sulfonsäure, wie sie z. B. in dem deutschen Patent 19 54 090 be­ schrieben sind.The adducts of the abovementioned are also particularly preferred aliphatic diprimary diamines on 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid as z. B. be in the German patent 19 54 090 are written.

Sofern Monomere mit potentiell ionischen Gruppen eingesetzt werden, kann deren Überführung in die ionische Form vor, während, jedoch vorzugsweise nach der Isocyanat-Polyaddition erfolgen, da sich die ionischen Monomeren in der Reaktionsmischung häufig nur schwer lösen. Besonders bevorzugt liegen die Carboxylat- oder Sulfonatgruppen in Form ihrer Salze mit einem Alkaliion oder einem Ammoniumion als Gegenion vor.If monomers with potentially ionic groups are used can be converted into the ionic form before, during, but preferably after the isocyanate polyaddition, because the ionic monomers in the reaction mixture often only difficult to solve. The carboxylate or are particularly preferably Sulphonate groups in the form of their salts with an alkali ion or an ammonium ion as a counter ion.

Die Monomere (d), die von den Monomeren (a) bis (c) verschieden sind, dienen im allgemeinen der Vernetzung oder der Ketten­ verlängerung. Es sind im allgemeinen mehr als zweiwertige nicht­ phenolische Alkohole, Amine mit 2 oder mehr primären und/oder sekundären Aminogruppen sowie Verbindungen, die neben einer oder mehreren alkoholischen Hyxdroxylgruppen eine oder mehrere primäre und/oder sekundäre Aminogruppen tragen.The monomers (d) differ from the monomers (a) to (c) are generally used for crosslinking or chains renewal. There are generally no more than two-valued ones phenolic alcohols, amines with 2 or more primary and / or secondary amino groups as well as compounds in addition to one or several alcoholic hydroxyl groups one or more primary and / or wear secondary amino groups.

Alkohole mit einer höheren Wertigkeit als 2, die zur Einstellung eines gewissen Verzweigungs- oder Vernetzungsgrades dienen können, sind z. B. Trimethylolpropan, Glycerin oder Zucker.Alcohols with a higher valence than 2, for adjustment a certain degree of branching or networking can, for. B. trimethylolpropane, glycerin or sugar.

Ferner kommen Monoalkohole in Betracht, die neben der Hydroxyl- Gruppe eine weitere gegenüber Isocyanaten reaktive Gruppe tragen wie Monoalkohole mit einer oder mehreren primären und/oder sekundären Aminogruppen, z. B. Monoethanolamin.Also suitable are monoalcohols which, in addition to the hydroxyl Group carry another isocyanate-reactive group such as monoalcohols with one or more primary and / or secondary amino groups, e.g. B. Monoethanolamine.

Polyamine mit 2 oder mehr primären und/oder sekundären Amino­ gruppen werden vor allem dann eingesetzt, wenn die Ketten­ verlängerung bzw. Vernetzung in Gegenwart von Wasser stattfinden soll, da Amine in der Regel schneller als Alkohole oder Wasser mit Isocyanaten reagieren. Das ist häufig dann erforderlich, wenn wässerige Dispersionen von vernetzten Polyurethanen oder Polyure­ thanen mit hohem Molgewicht gewünscht werden. In solchen Fällen geht man so vor, daß man Präpolymere mit Isocyanatgruppen her­ stellt, diese rasch in Wasser dispergiert und anschließend durch Zugabe von Verbindungen mit mehreren gegenüber Isocyanaten reaktiven Aminogruppen kettenverlängert oder vernetzt.Polyamines with 2 or more primary and / or secondary amino Groups are mainly used when the chains extension or crosslinking take place in the presence of water Because amines are generally faster than alcohols or water react with isocyanates. This is often necessary when aqueous dispersions of cross-linked polyurethanes or polyures thanen with a high molecular weight are desired. In such cases the procedure is to prepare prepolymers with isocyanate groups provides, this dispersed quickly in water and then by  Addition of compounds with several isocyanates reactive amino groups chain-extended or cross-linked.

Hierzu geeignete Amine sind im allgemeinen polyfunktionelle Amine des Molgewichtsbereiches von 32 bis 500 g/mol, vorzugsweise von 60 bis 300 g/mol, welche mindestens zwei Aminogruppen, ausgewählt aus der Gruppe der primären und sekundären Aminogruppen, ent­ halten. Beispiele hierfür sind Diamine wie Diaminoethan, Diamino­ propane, Diaminobutane, Diaminohexane, Piperazin, 2,5-Dimethyl­ piperazin, Amino-3-aminomethyl-3,5,5-trimethyl-cyclohexan (Iso­ phorondiamin, IPDA), 4,4'-Diaminodicyclohexylmethan, 1,4-Diamino­ cyclohexan, Aminoethylethanolamin, Hydrazin, Hydrazinhydrat oder Triamine wie Diethylentriamin oder 1,8-Diamino-4-aminomethyl­ octan.Suitable amines are generally polyfunctional amines of the molecular weight range from 32 to 500 g / mol, preferably from 60 to 300 g / mol, which selected at least two amino groups from the group of primary and secondary amino groups, ent hold. Examples include diamines such as diaminoethane and diamino propanes, diaminobutanes, diaminohexanes, piperazine, 2,5-dimethyl piperazine, amino-3-aminomethyl-3,5,5-trimethyl-cyclohexane (Iso phorondiamine, IPDA), 4,4'-diaminodicyclohexylmethane, 1,4-diamino cyclohexane, aminoethylethanolamine, hydrazine, hydrazine hydrate or Triamines such as diethylenetriamine or 1,8-diamino-4-aminomethyl octane.

Die Amine können auch in blockierter Form, z. B. in Form der ent­ sprechenden Ketimine (siehe z. B. CA-1 129 128), Ketazine (vgl. z. B. die US-A 4 269 748) oder Aminsalze (s. US-A 4 292 226) ein­ gesetzt werden. Auch Oxazolidine, wie sie beispielsweise in der US-A 4 192 937 verwendet werden, stellen verkappte Polyamine dar, die für die Herstellung der erfindungsgemäßen Polyurethane zur Kettenverlängerung der Präpolymeren eingesetzt werden können. Bei der Verwendung derartiger verkappter Polyamine werden diese im allgemeinen mit den Präpolymeren in Abwesenheit von Wasser ver­ mischt und diese Mischung anschließend mit dem Dispersionswasser oder einem Teil des Dispersionswassers vermischt, so daß hydro­ lytisch die entsprechenden Polyamine freigesetzt werden.The amines can also be in blocked form, e.g. B. in the form of ent speaking ketimines (see e.g. CA-1 129 128), ketazines (cf. e.g. B. US-A 4,269,748) or amine salts (see US-A 4,229,226) be set. Also oxazolidines, such as those in the US-A 4 192 937 are capped polyamines, for the production of the polyurethanes according to the invention Chain extension of the prepolymers can be used. At the use of such capped polyamines in generally ver with the prepolymers in the absence of water mixes and this mixture then with the dispersion water or part of the dispersion water mixed so that hydro the corresponding polyamines are lysed.

Bevorzugt werden Gemische von Di- und Triaminen verwendet, be­ sonders bevorzugt Gemische von Isophorondiamin und Diethylentri­ amin.Mixtures of di- and triamines are preferably used, be mixtures of isophoronediamine and diethylene tri are particularly preferred amine.

Die Polyurethane enthalten bevorzugt kein Polyamin oder 1 bis 10, besonders bevorzugt 4 bis 8 mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten (b) und (d) eines Polyamins mit mindestens 2 ge­ genüber Isocyanaten reaktiven Aminogruppen als Monomere (d).The polyurethanes preferably contain no polyamine or 1 to 10, particularly preferably 4 to 8 mol%, based on the total amount of components (b) and (d) of a polyamine with at least 2 ge amino groups reactive with isocyanates as monomers (d).

Alkohole mit einer höheren Wertigkeit als 2, die zur Einstellung eines gewissen Verzweigungs- oder Vernetzungsgrades dienen können, sind z. B. Trimethylolpropan, Glycerin oder Zucker.Alcohols with a higher valence than 2, for adjustment a certain degree of branching or networking can, for. B. trimethylolpropane, glycerin or sugar.

Für den gleichen Zweck können auch als Monomere (d) drei- und höherwertige Isocyanate eingesetzt werden. Handelsübliche Verbindungen sind beispielsweise das Isocyanurat oder das Biuret des Hexamethylendiisocyanats. For the same purpose, three and higher quality isocyanates are used. Commercial Compounds are, for example, isocyanurate or biuret of hexamethylene diisocyanate.  

Monomere (e), die gegebenfalls mitverwendet werden, sind Monoiso­ cyanate, Monoalkohole und mono-primäre und sekundäre Amine. Im allgemeinen beträgt ihr Anteil maximal 10 mol-%, bezogen auf die gesamte Molmenge der Monomere. Diese monofunktionellen Verbindungen tragen üblicherweise weitere funktionelle Gruppen wie olefinische Gruppen oder Carbonylgruppen und dienen zur Ein­ führung von funktionellen Gruppen in das Polyurethan, die die Dispergierung bzw. die Vernetzung oder weitere polymeranaloge Um­ setzung des Polyurethans ermöglichen. In Betracht kommen hierfür Monomere wie Isopropenyl-alpha,alpha-dimethylbenzylisocyanat (TMI) und Ester von Acryl- oder Methacrylsäure wie Hydroxyethyl­ acrylat oder Hydroxyethylmethacrylat.Monomers (e) which may also be used are monoiso cyanates, monoalcohols and mono-primary and secondary amines. in the in general, their proportion is at most 10 mol%, based on the total molar amount of monomers. These monofunctional Compounds usually carry further functional groups such as olefinic groups or carbonyl groups and serve for Ein introduction of functional groups in the polyurethane that the Dispersion or crosslinking or other polymer-analogous order Allow setting of the polyurethane. Consider this Monomers such as isopropenyl-alpha, alpha-dimethylbenzyl isocyanate (TMI) and esters of acrylic or methacrylic acid such as hydroxyethyl acrylate or hydroxyethyl methacrylate.

Auf dem Gebiet der Polyurethanchemie ist allgemein bekannt, wie das Molekulargewicht der Polyurethane durch Wahl der Anteile der miteinander reaktiven Monomere sowie dem arithmetischen Mittel der Zahl der reaktiven funktionellen Gruppen pro Molekül einge­ stellt werden kann.In the field of polyurethane chemistry, it is well known how the molecular weight of the polyurethanes by choosing the proportions of the mutually reactive monomers and the arithmetic mean the number of reactive functional groups per molecule can be put.

Normalerweise werden die Komponenten (a) bis (e) sowie ihre jeweiligen Molmengen so gewählt, daß das Verhältnis A : B mit
Components (a) to (e) and their respective molar amounts are normally chosen so that the ratio A: B with

  • A) der Molmenge an Isocyanatgruppen undA) the molar amount of isocyanate groups and
  • B) der Summe aus der Molmenge der Hydroxylgruppen und der Mol­ menge der funktionellen Gruppen, die mit Isocyanaten in einer Additionsreaktion reagieren könnenB) the sum of the molar amount of the hydroxyl groups and the mol amount of functional groups with isocyanates in one Can react addition reaction

0,5 : 1 bis 2 : 1, bevorzugt 0,8 : 1 bis 1,5, besonders bevorzugt 0,9 : 1 bis 1,2 : 1 beträgt. Ganz besonders bevorzugt liegt das Verhältnis A : B möglichst nahe an 1 : 1.0.5: 1 to 2: 1, preferably 0.8: 1 to 1.5, particularly preferably 0.9: 1 to 1.2: 1. That is very particularly preferred Ratio A: B as close as possible to 1: 1.

Die eingesetzten Monomere (a) bis (e) tragen im Mittel üblicher­ weise 1,5 bis 2,5, bevorzugt 1,9 bis 2,1, besonders bevorzugt 2,0 Isocyanatgruppen bzw. funktionelle Gruppen, die mit Isocyanaten in einer Additionsreaktion reagieren können.The monomers (a) to (e) used are more common on average as 1.5 to 2.5, preferably 1.9 to 2.1, particularly preferably 2.0 Isocyanate groups or functional groups with isocyanates can react in an addition reaction.

Die Polyaddition der Komponenten (a) bis (e) erfolgt im allge­ meinen bei Reaktionstemperaturen von 20 bis 180°C, bevorzugt 50 bis 150°C unter Normaldruck oder unter autogenem Druck.The polyaddition of components (a) to (e) generally takes place mean at reaction temperatures of 20 to 180 ° C, preferably 50 up to 150 ° C under normal pressure or under autogenous pressure.

Die erforderlichen Reaktionszeiten können sich über wenige Minuten bis einige Stunden erstrecken. Es ist auf dem Gebiet der Polyurethanchemie bekannt, wie die Reaktionszeit durch eine Viel­ zahl von Parametern wie Temperatur, Konzentration der Monomere, Reaktivität der Monomeren beeinflußt wird. The required response times can vary over a few Extend minutes to a few hours. It is in the field of Polyurethane chemistry is known as the reaction time by a lot number of parameters such as temperature, concentration of the monomers, Reactivity of the monomers is influenced.  

Zur Beschleunigung der Reaktion der Diisocyanate können die üblichen Katalysatoren, wie Dibutylzinndilaurat, Zinn-II-octoat oder Diazabicyclo-(2,2,2)-octan, mitverwendet werden.To accelerate the reaction of the diisocyanates, the usual catalysts, such as dibutyltin dilaurate, stannous octoate or diazabicyclo- (2,2,2) octane.

Als Polymerisationsapparate kommen Rührkessel in Betracht, ins­ besondere dann, wenn durch Mitverwendung von Lösungsmitteln für eine niedrige Viskosität und eine gute Wärmeabfuhr gesorgt ist.Stirred kettles come into consideration as polymerization apparatus especially if by using solvents for low viscosity and good heat dissipation is ensured.

Wird die Reaktion in Substanz durchgeführt, eignen sich aufgrund der meist hohen Viskositäten und der meist nur kurzen Reaktions­ zeiten besonders Extruder, insbesondere selbstreinigende Mehr­ schneckenextruder.If the reaction is carried out in bulk, are suitable the usually high viscosities and the usually only short reaction times especially extruders, especially self-cleaning more screw extruder.

Bevorzugte Lösungsmittel sind mit Wasser unbegrenzt mischbar, weisen einen Siedepunkt bei Normaldruck von 40 bis 100°C auf und reagieren nicht oder nur langsam mit den Monomeren.Preferred solvents are infinitely miscible with water, have a boiling point at normal pressure of 40 to 100 ° C and do not react or react only slowly with the monomers.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen wässerigen Dispersionen, enthaltend ein Polyurethan erfolgt, indem man
The aqueous dispersions according to the invention containing a polyurethane are prepared by

  • a) in einem ersten Schritt die Makrodiole (b1) zusammen mit solchen Mengen des Diisocyanats (a) umsetzt, daß zu Beginn der Reaktion das Verhältnis der Isocyanatgruppen zu den Alkoholgruppen 0,1 : 1 bis 0,9 : 1 beträgt, und die Reaktion fortgeführt wird, bis sich der NCO-Gehalt der Reaktions­ mischung auf bevorzugt maximal 10, aber wenigstens maximal 20% des ursprünglichen Wertes verringert hat,a) in a first step, the macrodiols (b1) together with such amounts of diisocyanate (a) that at the beginning the reaction the ratio of the isocyanate groups to the Alcohol groups is 0.1: 1 to 0.9: 1, and the reaction is continued until the NCO content of the reaction Mixing to preferably a maximum of 10, but at least a maximum Has reduced 20% of the original value,
  • b) das in Schritt (i) gebildete Reaktionsprodukt (Reaktions­ produkt i) mit den restlichen Komponenten zu einem Poly­ urethan umsetzt, wobei man das fertige Polyurethan oder ein in einer Zwischenstufe gebildetes Präpolymer in Wasser dispergiert und im Fall der Dispergierung des Präpolymers an­ schließend die Reaktion zum Polyurethan fortsetzt.b) the reaction product formed in step (i) (reaction product i) with the remaining components to form a poly reacting urethane, whereby the finished polyurethane or a prepolymer formed in an intermediate stage in water dispersed and in the case of dispersion of the prepolymer finally the reaction to the polyurethane continues.

Meistens werden die Dispersionen nach einem der folgenden Ver­ fahren hergestellt:Most often, the dispersions according to one of the following Ver drive manufactured:

Nach dem "Acetonverfahren" wird in einem mit Wasser mischbaren und bei Normaldruck unter 100°C siedenden Lösungsmittel aus dem Reaktionsprodukt (i) den restlichen Komponenten (a) bis (c) ein ionisches Polyurethan hergestellt. Es wird soviel Wasser zugege­ ben, bis sich eine Dispersion bildet, in der Wasser die kohärente Phase darstellt. After the "acetone process" is in a miscible with water and at normal pressure below 100 ° C boiling solvent from the Reaction product (i) the remaining components (a) to (c) ionic polyurethane manufactured. So much water is added until a dispersion forms, in which water the coherent Represents phase.  

Das "Präpolymer-Mischverfahren" unterscheidet sich vom Acetonver­ fahren darin, daß nicht ein ausreagiertes (potentiell) ionisches Polyurethan, sondern zunächst aus dem Reaktionsprodukt (i) und den sonstigen Komponenten (a) bis (e) ein Präpolymer hergestellt wird, das Isocyanat-Gruppen trägt. Die Komponenten werden hierbei so gewählt, daß das definitionsgemäße Verhältnis A : B größer 1,0 bis 3, bevorzugt 1,05 bis 1,5 beträgt. Das Präpolymer wird zuerst in Wasser dispergiert und anschließend gegebenenfalls durch Reak­ tion der Isocyanat-Gruppen mit Aminen, die mehr als 2 gegenüber Isocyanaten reaktive Aminogruppen tragen, vernetzt oder mit Aminen, die 2 gegenüber Isocyanaten reaktive Aminogruppen tragen, kettenverlängert. Eine Kettenverlängerung findet auch dann statt, wenn kein Amin zugesetzt wird. In diesem Fall werden Isocyanat­ gruppen zu Aminogruppen hydrolysiert, die mit noch verbliebenen Isocyanatgruppen der Präpolymere unter Kettenverlängerung ab­ reagieren.The "prepolymer mixing process" differs from the acetonever drive in that not a fully reacted (potentially) ionic Polyurethane, but first from the reaction product (i) and the other components (a) to (e) a prepolymer that carries isocyanate groups. The components are here chosen so that the defined ratio A: B is greater than 1.0 to 3, preferably 1.05 to 1.5. The prepolymer comes first dispersed in water and then optionally by reak tion of the isocyanate groups with amines that are more than 2 opposite Wear isocyanate-reactive amino groups, crosslinked or with Amines which carry 2 amino groups reactive towards isocyanates, chain extended. A chain extension also takes place if no amine is added. In this case, isocyanate groups hydrolyzed to amino groups, with those still remaining Isocyanate groups of the prepolymers with chain extension react.

Üblicherweise wird, falls bei der Herstellung des Polyurethans ein Lösungsmittel mitverwendet wurde, der größte Teil des Lösungsmittels aus der Dispersion entfernt, beispielsweise durch Destillation bei vermindertem Druck. Bevorzugt weisen die Dispersionen einen Lösungsmittelgehalt von weniger als 10 Gew.-% auf und sind besonders bevorzugt frei von Lösungsmitteln.Usually, if in the manufacture of the polyurethane a solvent was used, most of the Solvent removed from the dispersion, for example by Distillation under reduced pressure. Preferably, the Dispersions have a solvent content of less than 10% by weight and are particularly preferably free of solvents.

Die Dispersionen haben im allgemeinen einen Feststoffgehalt von 10 bis 75, bevorzugt von 20 bis 65 Gew.-% und eine Viskosität von 10 bis 500 m Pas (gemessen bei einer Temperatur von 20°C und einer Schergeschwindigkeit von 250 s-1).The dispersions generally have a solids content of 10 to 75, preferably 20 to 65% by weight and a viscosity of 10 to 500 m Pas (measured at a temperature of 20 ° C. and a shear rate of 250 s -1 ).

Hydrophobe Hilfsmittel, die unter Umständen nur schwierig homogen in der fertigen Dispersion zu verteilen sind wie beispielsweise Phenol-Kondensationharze aus Aldehyden und Phenol bzw. Phenol­ derivaten oder Epoxidharze und weitere z. B. in der DE-A-39 03 538, 43 09 079 und 40 24 567 genannten Polymere, die in Polyurethan­ dispersionen beispielsweise als Haftungsverbesserer dienen, können nach den in den beiden oben genannten Schriften be­ schriebenen Methoden dem Polyurethan oder dem Präpolymeren be­ reits vor der Dispergierung zugesetzt werden.Hydrophobic aids that can be difficult to homogenize to be distributed in the finished dispersion, for example Phenol condensation resins made from aldehydes and phenol or phenol derivatives or epoxy resins and other z. B. in DE-A-39 03 538, 43 09 079 and 40 24 567 polymers mentioned in polyurethane dispersions serve, for example, as adhesion improvers, can be according to the two writings mentioned above methods described be the polyurethane or the prepolymer are already added before the dispersion.

Es wird vermutet, daß dadurch, daß in einem vorgeschalteten Schitt zunächst das Reaktionsprodukt (i) hergestellt wird, an­ statt daß wie üblich alle Diole (b) gemeinsam miteinander in einem Schritt umgesetzt werden, ein Polyurethan mit einer ver­ änderten Feinstruktur entsteht, bei dem die Makropolyole (b1) hauptsächlich in Form von Blöcken vorliegen, die nur durch die von den Monomeren (a) abgeleiteten Struktureinheiten unterbrochen sind, nicht jedoch durch weitere Einheiten, die sich von den sonstigen zum Aufbau des Polyurethans abgeleiteten Komponenten (a) bis (e) ableiten. Wahrscheinlich bestehen diese Blöcke im statistischen Mittel aus 2,5 bis 10 Einheiten, die von den Diolen (b1) abgeleitet sind.It is believed that because of that in an upstream First the reaction product (i) is produced instead of, as usual, all diols (b) together in be implemented in one step, a polyurethane with a ver changed fine structure, in which the macropolyols (b1) mainly in the form of blocks that can only be identified by the structural units derived from the monomers (a) are interrupted are, but not by other units that differ from the  other components derived for the construction of the polyurethane Derive (a) to (e). These blocks probably consist of statistical means from 2.5 to 10 units by the diols (b1) are derived.

Die Polyurethan Dispersionen können handelsübliche Hilfs- und Zu­ satzstoffe wie Treibmittel, Entschäumer, Emulgatoren, Verdic­ kungsmittel und Thixotropiermittel, Farbmittel wie Farbstoffe und Pigmente enthalten.The polyurethane dispersions can be commercially available auxiliaries and additives Substitutes such as blowing agents, defoamers, emulsifiers, Verdic agents and thixotropic agents, colorants such as dyes and Pigments included.

Die erfindungsgemäßen wässerigen Polyurethandispersionen eignen sich in vorteilhafter Weise als Beschichtungsmittel für die un­ terschiedlichsten Substrate, z. B. Leder, Papier, Textilien Kunst­ stoff oder Metall, besonders für die Beschichtung flexibler Substrate. Sie können mit üblichen Methoden, z. B. durch Spritzen, Rakeln oder Gießen auf die Substrate aufgetragen werden.The aqueous polyurethane dispersions according to the invention are suitable itself as a coating agent for the un various substrates, e.g. B. leather, paper, textiles art fabric or metal, especially flexible for coating Substrates. You can use standard methods, e.g. B. by spraying, Squeegees or pouring can be applied to the substrates.

Experimenteller TeilExperimental part Dispersion D 1 (Vergleich)Dispersion D 1 (comparison)

400 g (0,200 mol) eines Polypropylenglykols (OHZ 56), 40,2 g (0,300 mol) DMPA, 0,1 g DBTL und 30 g NMP wurden in einem Rühr­ kessel bei 50°C vorgelegt. Hierzu wurden 164,5 g (0,74 mol) IPDI gegeben. Nach 120 min. Rühren bei 95°C wurde mit 700 g Aceton ver­ dünnt und gleichzeitig auf 50°C gekühlt. Der NCO-Gehalt der Lösung betrug 1,51% (berechnet 1,52%). Nach Zugabe von 29,0 g (0,287 mol) TEA wurde durch Zugabe von 1000 g Wasser innerhalb von 5 min. dispergiert. Nach dem Ende der Dispergierung wurde eine Lösung von 8,2 g (0,080 mol) DETA und 20,4 g (0,120 mol) IPDA in 50 g Wasser zugegeben. Nach Destillation des Acetons resultierte eine feinteilige wäßrige PUR-Dispersion mit ca. 36% Festgehalt.400 g (0.200 mol) of a polypropylene glycol (OHZ 56), 40.2 g (0.300 mol) DMPA, 0.1 g DBTL and 30 g NMP were stirred submitted boiler at 50 ° C. 164.5 g (0.74 mol) of IPDI were added given. After 120 min. Stirring at 95 ° C was mixed with 700 g of acetone thin and cooled to 50 ° C at the same time. The NCO content of the solution was 1.51% (calculated 1.52%). After adding 29.0 g (0.287 mol) TEA was reduced by adding 1000 g of water within 5 min. dispersed. After the end of the dispersion, a Solution of 8.2 g (0.080 mol) DETA and 20.4 g (0.120 mol) IPDA in 50 g of water added. After distillation of the acetone resulted a finely divided aqueous PU dispersion with a solids content of approx. 36%.

Dispersion D 2Dispersion D 2

400 g (0,200 mol) eines Polypropylenglykols (OHZ 56), 20 g Aceton und 0,1 g DBTL wurden in einem Rührkessel bei 50°C vorgelegt. Hierzu wurden 11,1 g (0,050 mol) IPDI (I) gegeben (ursprünglicher NCO-Gehalt ohne Aceton, berechnet: 1,02%) Nach 90 min. Rühren bei 95°C war der NCO-Gehalt auf <0,1% gesunken. Dann wurden 40,2 g (0,300 mol) DMPA, 30 g NMP und 153,4 g (0,690 mol) IPDI (II) zu­ gegeben. Nach weiteren 90 Minuten Rühren bei 95°C wurde mit 680 g Aceton verdünnt und gleichzeitig auf 50°C gekühlt. Der NCO-Gehalt der Lösung betrug 1,49% (ber. 1,52%). Nach Zugabe von 29,0 g (0,287 mol) TEA wurde durch Zugabe von 1000 g Wasser innerhalb von 5 min dispergiert. Nach dem Ende der Dispergierung wurde eine Lösung von 8,2 g (0,080 mol) DETA und 20,4 g (0,120 mol) IPDA in 50 g Wasser zugegeben. Nach Destillation des Acetons resultierte eine feinteilige wäßrige PUR-Dispersion mit ca. 36% Festgehalt.400 g (0.200 mol) of a polypropylene glycol (OHZ 56), 20 g acetone and 0.1 g DBTL were placed in a stirred kettle at 50 ° C. To this was added 11.1 g (0.050 mol) of IPDI (I) (more original NCO content without acetone, calculated: 1.02%) after 90 min. Stir in 95 ° C the NCO content had dropped to <0.1%. Then 40.2 g (0.300 mol) DMPA, 30 g NMP and 153.4 g (0.690 mol) IPDI (II) given. After stirring for a further 90 minutes at 95 ° C., 680 g Diluted acetone and simultaneously cooled to 50 ° C. The NCO content the solution was 1.49% (calc. 1.52%). After adding 29.0 g (0.287 mol) TEA was added by adding 1000 g water dispersed from 5 min. After the end of the dispersion was a solution of 8.2 g (0.080 mol) DETA and 20.4 g (0.120 mol)  IPDA added in 50 g of water. After distilling the acetone resulted in a finely divided aqueous PU dispersion with approx. 36% Fixed salary.

Dispersion D 3Dispersion D 3

Es wurde verfahren wie bei Dispersion D 2, jedoch betrug die Menge an IPDI (I) 17,8 g (0,08 mol) und die Menge an IPDI (II) 146,7 g (0,66 mol).The procedure was as for dispersion D 2, but the was Amount of IPDI (I) 17.8 g (0.08 mol) and the amount of IPDI (II) 146.7 g (0.66 mol).

Dispersion D 4Dispersion D 4

Es wurde verfahren wie bei Dispersion D 2, jedoch betrug die Menge an IPDI (I) 22,2 g (0,10 mol) und die Menge an IPDI (II) 142,3 g (0,64 mol).The procedure was as for dispersion D 2, but the was Amount of IPDI (I) 22.2 g (0.10 mol) and the amount of IPDI (II) 142.3 g (0.64 mol).

Dispersion D 5Dispersion D 5

Es wurde verfahren wie bei Dispersion D 2, jedoch betrug die Menge an IPDI (I) 25,6 g (0,115 mol) und die Menge an IPDI (II) 138,9 g (0,625 mol).The procedure was as for dispersion D 2, but the was Amount of IPDI (I) 25.6 g (0.115 mol) and the amount of IPDI (II) 138.9 g (0.625 mol).

Dispersion D 6Dispersion D 6

Es wurde verfahren wie bei Dispersion D 2, jedoch betrug die Menge an IPDI (I) 27,8 g (0,125 mol) und die Menge an IPDI (II) 136,7 g (0,615 mol).The procedure was as for dispersion D 2, but the was Amount of IPDI (I) 27.8 g (0.125 mol) and the amount of IPDI (II) 136.7 g (0.615 mol).

Dispersion D 7Dispersion D 7

Es wurde verfahren wie bei Dispersion D 2, jedoch betrug die Menge an IPDI (I) 30,0 g (0,135 mol) und die Menge an IPDI (II) 134,5 g (0,605 mol).The procedure was as for dispersion D 2, but the was Amount of IPDI (I) 30.0 g (0.135 mol) and the amount of IPDI (II) 134.5 g (0.605 mol).

Dispersion D 8Dispersion D 8

Es wurde verfahren wie bei Dispersion D 2, jedoch betrug die Menge an IPDI (I) 32,2 g (0,145 mol) und die Menge an IPDI (II) 132,3 g (0,595 mol).The procedure was as for dispersion D 2, but the was Amount of IPDI (I) 32.2 g (0.145 mol) and the amount of IPDI (II) 132.3 g (0.595 mol).

Prüfung:
Die Dispersionen wurden in analoger Weise als Grundierbinder für die Lederzurichtung geprüft. Hierzu wurde jeweils eine Mischung bestehend aus
100 g einer handelsüblichen Pigmentpräparation
330 g einer der Dispersionen D1 bis D8
570 g Wasser
Exam:
The dispersions were tested in an analogous manner as a primer for leather finishing. For this purpose, a mixture consisting of
100 g of a commercially available pigment preparation
330 g of one of the dispersions D1 to D8
570 g water

auf Rindboxleder aufgetragen. Die Auftragung erfolgte durch Spritzen der Mischung; spritzen 15 g/A4, trocknen, bügeln (80°C, 50 bar, 2 Sekunden), spritzen 10 g/A4, trocknen. Anschließend wurde die Heißbügelechtheit (HBE) der beschichteten Leder ge­ prüft. Die Prüfung erfolgte im Reibtest mit dem Reibechtheits­ tester nach VESLIC (IUF450) und dem beheizbaren Prüfstempel (Stempel 10 × 10 mm) bei Temperatursteigerung des Prüfstempels in 10°C-Stufen mit jeweils 5 Reibtouren bis Beschädigung der Deck­ schicht auftritt. Angegeben ist die Temperatur, bei der die Be­ schichtung noch intakt war.
applied to cowhide leather. The application was carried out by spraying the mixture; spray 15 g / A4, dry, iron (80 ° C, 50 bar, 2 seconds), spray 10 g / A4, dry. The hot ironing fastness (HBE) of the coated leather was then checked. The test was carried out in the rubbing test with the rub fastness tester according to VESLIC (IUF450) and the heatable test stamp (stamp 10 × 10 mm) when the temperature of the test stamp rose in 10 ° C steps with 5 rubs each until the surface layer was damaged. The temperature at which the coating was still intact is indicated.

Die Beispiele zeigen klar, daß bei gleicher Bruttozusammensetzung der Dispersionen durch das erfindungsgemäße Verfahren Beschich­ tungen erhalten werden, die eine deutlich verbesserte Heißbügel­ echtheit aufweisen.The examples clearly show that with the same gross composition of the dispersions by the process according to the invention tions are obtained that have a significantly improved hot iron have authenticity.

Abkürzungen:
RT = Raumtemperatur
OHZ = Hydroxylzahl
ADS = Adipinsäure
DBTL = Dibutylzinndilaurat
DMPA = Dimethylolpropionsäure
TEA = Triethylamin
IPDA = Isophorondiamin
FG = Feststoffgehalt
NMP = N-Methylpyrrolidinon
DETA = Diethylentriamin
Abbreviations:
RT = room temperature
OHZ = hydroxyl number
ADS = adipic acid
DBTL = dibutyltin dilaurate
DMPA = dimethylol propionic acid
TEA = triethylamine
IPDA = isophoronediamine
FG = solids content
NMP = N-methylpyrrolidinone
DETA = diethylene triamine

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung von wässerigen Dispersionen, ent­ haltend ein Polyurethan in dispergierter Form, aus
  • a) Diisocyanaten mit 4 bis 30 C-Atomen,
  • b) Diolen, die im wesentlichen frei sind von Urethan- oder Harnstoffgruppen, von denen
    • 1. 10 bis 95 mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Diole (b), ein Molekulargewicht von 500 bis 5000 aufweisen, und
    • 2. 5 bis 90 mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Diole (b), ein Molekulargewicht von 60 bis 500 g/mol aufweisen, wobei es sich um Alkandiole (b2.1) oder Alkandiole han­ delt, die zusätzlich eine hydrophile Gruppe oder eine po­ tentiell hydrophile Gruppe tragen (b2.2), handelt,
  • c) sofern Diole (b2.2) nicht oder nicht in ausreichenden Mengen vorhanden sind, um die Wasserdispergierbarkeit zu bewirken, von den Monomeren (a) und (b) verschiedene Monomere mit wenigstens einer Isocyanatgruppe oder wenig­ stens einer gegenüber Isocyanatgruppen reaktiven Gruppe, die darüberhinaus wenigstens eine hydrophile Gruppe oder eine potentiell hydrophile Gruppe tragen, wodurch die Wasserdispergierbarkeit der Polyurethane bewirkt wird,
  • d) gegebenenfalls weiteren von den Monomeren (a) bis (c) verschiedenen mehrwertigen Verbindungen mit reaktiven Gruppen, bei denen es sich um alkoholische Hydroxyl­ gruppen, primäre oder sekundäre Aminogruppen oder Iso­ cyanatgruppen handelt und
  • e) gegebenenfalls von den Monomeren (a) bis (d) verschiedene einwertige Verbindungen mit einer reaktiven Gruppe, bei der es sich um eine alkoholische Hydroxylgruppe, eine primäre oder sekundäre Aminogruppe oder eine Isocyanat­ gruppe handelt
wobei man
  • a) in einem ersten Schritt die Makrodiole (b1) zusammen mit solchen Mengen des Diisocyanats (a) umsetzt, daß zu Be­ ginn der Reaktion das Verhältnis der Isocyanatgruppen zu den Alkoholgruppen 0,1 : 1 bis 0,9 : 1 beträgt, und die Re­ aktion fortgeführt wird, bis sich der NCO-Gehalt der Re­ aktionsmischung auf maximal 20% des ursprünglichen Wer­ tes verringert hat,
  • b) das in Schritt (i) gebildete Reaktionsprodukt mit den restlichen Komponenten zu einem Polyurethan umsetzt, wo­ bei man das fertige Polyurethan oder ein in einer Zwi­ schenstufe gebildetes Präpolymer in Wasser dispergiert und im Fall der Dispergierung des Präpolymers anschlie­ ßend die Reaktion zum Polyurethan fortsetzt.
1. A process for the preparation of aqueous dispersions containing a polyurethane in dispersed form
  • a) diisocyanates with 4 to 30 carbon atoms,
  • b) diols which are essentially free of urethane or urea groups, of which
    • 1. 10 to 95 mol%, based on the total amount of diols (b), have a molecular weight of 500 to 5000, and
    • 2. 5 to 90 mol%, based on the total amount of diols (b), have a molecular weight of 60 to 500 g / mol, these being alkanediols (b2.1) or alkanediols, which additionally have a hydrophilic group or carry a potentially hydrophilic group (b2.2),
  • c) if diols (b2.2) are not present or are not present in sufficient amounts to effect water dispersibility, monomers different from monomers (a) and (b) with at least one isocyanate group or at least one group which is reactive toward isocyanate groups, the furthermore carry at least one hydrophilic group or a potentially hydrophilic group, which causes the water dispersibility of the polyurethanes,
  • d) optionally further from the monomers (a) to (c) different polyvalent compounds with reactive groups, which are alcoholic hydroxyl groups, primary or secondary amino groups or isocyanate groups and
  • e) if appropriate, monomers different from the monomers (a) to (d) with a reactive group which is an alcoholic hydroxyl group, a primary or secondary amino group or an isocyanate group
being one
  • a) in a first step the macrodiols (b1) are reacted together with such amounts of diisocyanate (a) that the ratio of the isocyanate groups to the alcohol groups is 0.1: 1 to 0.9: 1 at the start of the reaction, and the Reaction is continued until the NCO content of the reaction mixture has decreased to a maximum of 20% of the original value,
  • b) the reaction product formed in step (i) is reacted with the remaining components to form a polyurethane, where the finished polyurethane or a prepolymer formed in an intermediate stage is dispersed in water and, if the prepolymer is dispersed, the reaction to the polyurethane then continues .
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Monomer (b1) um ein Polyester- oder Polyetherdiol handelt.2. The method according to claim 1, wherein the monomer (b1) is a polyester or polyether diol. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei es sich bei dem Diol (b2.2) um Dimethylolpropionsäure handelt.3. The method of claim 1 or 2, wherein it is the diol (b2.2) is dimethylolpropionic acid. 4. Wässrige Dispersionen, enthaltend ein Polyurethan in disper­ gierter Form, erhältlich nach den Verfahren gemäß den Ansprü­ chen 1 bis 3.4. Aqueous dispersions containing a polyurethane in disper form, obtainable by the method according to the claims Chen 1 to 3. 5. Zubereitungen, enthaltend eine wässrige Dispersion gemäß An­ spruch 4, Pigmente sowie sonstige übliche in Lederzurichtun­ gen enthaltene Hilfsmittel.5. Preparations containing an aqueous dispersion according to An Proverb 4, pigments and other common leather trimmings aids included. 6. Gegenstände, die mit einer Dispersion gemäß Anspruch 4 ver­ klebt oder beschichtet sind, sowie Textilien, die mit dieser Dispersion imprägniert sind.6. Articles ver with a dispersion according to claim 4 sticks or are coated, as well as textiles with this Dispersion are impregnated. 7. Leder, beschichtet mit einer Zubereitung gemäß Anspruch 5.7. Leather coated with a preparation according to claim 5.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003050156A1 (en) * 2001-12-12 2003-06-19 Basf Aktiengesellschaft Aqueous polyurethane dispersions obtained by the use of caesium salts
EP1338635A1 (en) * 2002-02-22 2003-08-27 Jowat AG Polyurethan compositions with low content of diisocyanat monomer(s)
US10336912B2 (en) 2014-08-01 2019-07-02 Basf Se Methods for producing and using aqueous polyurethane/polyacrylate hybrid dispersions and use of said aqueous polyurethane/polyacrylate hybrid dispersions in coating agents

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003050156A1 (en) * 2001-12-12 2003-06-19 Basf Aktiengesellschaft Aqueous polyurethane dispersions obtained by the use of caesium salts
KR101027980B1 (en) * 2001-12-12 2011-04-13 바스프 에스이 Aqueous polyurethane dispersions obtained by the use of caesium salts
EP1338635A1 (en) * 2002-02-22 2003-08-27 Jowat AG Polyurethan compositions with low content of diisocyanat monomer(s)
US7135128B2 (en) 2002-02-22 2006-11-14 Jowat Ag Polyurethane compositions with a low content of diisocyanate monomer(s)
US10336912B2 (en) 2014-08-01 2019-07-02 Basf Se Methods for producing and using aqueous polyurethane/polyacrylate hybrid dispersions and use of said aqueous polyurethane/polyacrylate hybrid dispersions in coating agents

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