DE2257490A1

DE2257490A1 - Lackloesung

Info

Publication number: DE2257490A1
Application number: DE19722257490
Authority: DE
Inventors: Konstantinos Arvanitis; Carl Bernstein; Yuen Ng
Original assignee: Witco Chemical Corp
Current assignee: Witco Corp
Priority date: 1971-11-30
Filing date: 1972-11-23
Publication date: 1973-06-07
Also published as: NL7215813A; IT970240B; FR2162015B1; GB1408165A; JPS4864123A; FR2162015A1; CA979566A; BE791999A

Description

DIP L.-IJNTG. HAJNTS W. GROENING DIPL.-CHEM. DH. ALFRED SCHÖN

P A. T 3Ε N T A N W A X T E tfcV ί H5U

S/W 15-10

WITCO CHEMICAL CORPORAiDION, New York, N.Y. / ITSA

Lacklösung

Die Erfindung "betrifft eine neue, stabile, ausgeglichene kettenverlängerte lineare Einkomponenten-Polyurethan-Lacklösung, die auf Toluoldiisocyanat (TDI) zurückzuführen ist und in einem alkoholischen Lösungsmittelsystem aus C.- Ms C^-einwertigen Alkoholen* wobei die Alkoholkonzentration wenigstens 5 Volumen-^ beträgt, hergestellt worden ist. Die Lacklösung kann gelagert werden und bleibt bis zur Verwendung stabil. Aus diesen Lacklösungen können. J?ilme mit ausgezeichneten Spannungs/Dehnungs-Eigenschaften hergestellt werden.

Polyurethan-Lacklösungen bestehen im allgemeinen aus einem Urethan- oder einem urethan/Harnstoff-Polymeren, hergestellt aus einem bifunktionellen Polyöl in einem verträglichen Lösungsmittel oder in verträglichen Lösungsmitteln. Diese Lösungen werden dadurch hergestellt, dass ein Polyester oder Polyäther mit einem Diisocyanat bis zu einem gewünschten freien NCO-Gehalt unter Bildung eines Vorpolymeren umgesetzt wird. Dieses Vorpolymere wird entweder in einem Lösungsmittel hergestellt oder in Lösung gebracht, worauf geeignete Keitenverlängerungsmittel, wie beispielsweise Diamine und Monoamine,

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der Vorpolymeren lösung in bestimmten Mengen zugesetzt werden, um zu einer Lösung mit der gewünschten Viskosität und dem gewünschten Feststoffgehalt zu gelangen. Manchmal wird ein einwertiger Alkohol an einem bestimmten Funkt während der Kettenverlängerung zugesetzt, um das Kettenwachstum abzustoppen und die gewünschte Viskosität zu erzielen. Eine in technischem Maßstäbe herstellbare Einkomponenten-Ürethan-Lacklösung, die aus einem Vorpolymeren von TDI und einem hydroxy terminierten Polyester oder Polyäther, kettenverlängert mit einem spezifischen cyeloaliphatischen Diamin und einem Alkyl-Monoamin in einem alkoholischen Lösungsmittelsystern aus C₁- his (!,--einwertigen Alkoholen hergestellt worden ist, wobei aus dieser Lösung wertvolle Filme, Schichten oder Überzüge hergestellt werden können, war bisher noch nicht verfügbar.

Beispielsweise lehrt die US-PS 5 223 672 die Herstellung von Polyurethanen aus im wesentlichen äquimolaren Mengen eines aromatischen Diisocyanate und eines aliphatischen Polyesters in !Toluol bei erhöhten Temperaturen, wobei unter Verwendung eines hochpolaren Lösungsmittels, wie beispielsweise Methyläthy!keton, eine Verdünnung auf eine gewünschte Viskosität und einen bestimmten Feststoffgehalt erfolgt. Dieser US-PS ist nicht die Konzipierung einer £inkomponentenlösung eines linearen TDI-Vorpolymeren, das unter Verwendung eines cyeloaliphatischen Diamine und eines G^^22~^^^^MGaoBm*^ja8 ^⁰**⁰¹¹"" verlängert worden ist, in einem alkoholischen Lösungsmittel-System unter Schaffung einer stabilen ausgeglichenen Lacklösung zu entnehmen.

Die US-PS 3 483 167 beschreibt die Viskoeitätssteuerung bei der Kettenverlängerung von linearen Polyurethanen unter Verwendung einer Kombination aus KettenVerlängerungsmitteln, die aus bestimmten Diaminen, Hydrazinen und Hydraziden sowie einem Dihydroxy-aliphatischen Mönoamin bestehen, wobei die

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Kettenyerlängerungsreaktion dann abgestoppt wird, wenn eine gewünschte Viskosität erreicht worden ist, trad zwar durch Zugabe eines einwertigen Alkohols. Gemäss dieser Patentschrift wird keim alkoholisches Lösungsmittelsystem aus einem C.- bis C[--einwertigen Alkohol zur Gewinnung der ausgeglichenen Lacklösung verwendet, es ist auch nicht .die Verwendung der nachstehend näher spezifizierten cycloaliphatische^Diamine und Monoamine vorgesehen.

Erfindungsgemäss wird eine stabile und ausgeglichene Einkomponenten-Lacklösung aus einem kettenverlängerten linearen Polyuretöan-Vorpolymeren, das auf TDI zurückgeht, geschaffen, > welche eine gewünschte Viskosität und einen angestrebten Feststoff gehalt besitzt. Die erfindungsgemässe Urethan-Lacklösung wird in einem alkoholischen Lösungsmittelsystern hergestellt, wobei die Kettenverstreckungsmittel aus bestimmten cycloaliphatische!! Diaminen und Alkylmonoaminen, die nachstehend noch näher erläutert werden, bestehen. Bisher war in technischem Maßstabe keine Einkomponenten-Lacklösung, die auf TDI als einzige -MGO -Quelle zurückgeht, wobei diese Lösung keine toxischen oder übelriechenden Lösungsmittel enthält, verfügbar. Erfindungsgemäss können zwar derartige Lösungsmittel in höheren Konzentrationen ohne Beeinflussung der Stabilität der Lösung eingesetzt werden, infolge ihrer nachteiligen Eigenschaften werden diese Lösungsmittel jedoch in möglichst geringen Mengen zur Gewinnung einer stabilen und ausgeglichenen Lacklösung verwendet.

Es ist überraschend, dass der in der erfindungsgemässen Lacklösung enthaltene einwertige Alkohol nicht die angestrebte Kettenverlängerung des Polyurethan-Vorpolymeren mit dem cycloaliphatischen Diamin und dem Alkylmonoamin hemmt, und dass ausgeglichene Lösungen über breite Viskositäts- und Feststoffbereiche hergestellt werden können. Es wäre vielmehr gemäss

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den Lehren der US-PS 3 483 167 zu erwarten gewesen, dass der einwertige Alkohol die Kettenverlängerungsreaktion in dem erfindungsgemässen Lösungsmittel "bereits terminiert, "bevor diese Reaktion überhaupt anfängt.

Das erfindungsgemässe Lösungsmittelsystem besteht, wie bereits erwähnt wurde, aus einem alkoholischen System aus einem C^- bis Cj--einwertigen Alkohol, wie beispielsweise Methanol, Äthanol, Propanol, Isopropanol, Butanol, den Isobutanolen und den Amylalkoholen sowie Mischungen davon. Die höheren Alkohole werden infolge ihrer geringen "Verdampfungsgeschwindigkeit weniger bevorzugt. Besonders bevorzugt wird eine Mischung aus Methanol und Isopropanol, wobei eine 5- bis 15 #ige Lösung von Methanol in Isopropanol besonders als Lösungsmittel für von Polyäthern abstammende Polyurethan-Lacklösungen geeignet ist. Methanol wird nicht in dem Lösungsmittelsystem verwendet, in welchem das Polyurethan-Vorpolymere auf einen Polyester zurückgeht, und zwar deshalb, da die erhaltene Lacklösung bei Zimmertemperatur nur während einer relativ kurzen Zeitspanne stabil ist.

Zusätzlich zu dem Alkohol kann das Lösungsmittelsystem übliche inerte Lösungsmittel enthalten, wie beispielsweise Toluol, Benzol, Xylol, Methyläthylketon, Methylbutylketon, Ithylacetat, Methylisobutylacetat, Cyclohexanon sowie Mischungen davon sowie ganz allgemein alle bekannten inerten Laeklösungsmittel. Es ist erfindungsgemäss von Vorteil, dass bestimmte übelriechende, toxische und teure Lösungsmittel, wie beispielsweise Dimethylformamid, Dimethylsulfoxyd und Tetrahydrofuran nur in geringen Mengen, d.h. in Mengen zwischen Öund 20 VoIumen-?S, zur Erzeugung einer ausgeglichenen Lösung eingesetzt werden brauchen. Bestimmte Lösungsmittel, wie beispielsweise Toluol und Methyläthylketon, sind leicht verfügbar und werden

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in dem erfindungsgemässen alkoholischen Lösungsmittelsystem bevorzugt. Eine kleinere Menge eines anderen Lösungsmittels, wie beispielsweise Dimethylformamid, kann jedoch erforderlich sein, um zu einem vollständig ausgeglichenen System zu gelangen, insbesondere dann, wenn ein auf ein Polyester zurück-* gehendes Polyurethan-Vorpolymeres verwendet wird. Ein ausgeglichenes System ist ein solches System, das bei einer gewünschten Viskosität und einem gewünschten Feststoffgehalt nach der Reaktion aller Bestandteile in Lösung bleibt. Die Lösung bleibt während der üblichen'Lagerungszeiten stabil. Beim Verdampfen des Lösungsmittels bleibt ein-gut ausgebildeter Film mit guten Spannungs/Dehnungseigenschaften zurück.

Bei der erfindungsgemässen Herstellung von linearen Polyürethan-Lacklösungen aus hydroxyterminierten Polyäthern kann ! im wesentlichen das ganze Lösungsmittelsystem aus einem CL-bis Gc-einwertigen Alkohol oder aus Mischungen .derartiger Alkohole bestehen, wobei nur geringe Mengen an anderen Lösungsmitteln oder überhaupt keine anderen Lösungsmittel vorzuliegen brauchen. Im lalle von Lacklösungen aus Polymeren, die aus anderen hydroxyterminierten Polyestern hergestellt worden sind, ist gewöhnlich ein anderes Lacklösungsmittel erforderlich, wobei der C-- bis G,--Alkohol in Mengen von nur 5 bis 1O Volumen-^ und bis zu ungefähr 80 Volumen-% vorliegen kann. Wie vorstehend erwähnt, werden die bekannten üblichen inerten Lacklösungsmittel dazu verwendet,. den einwertigen Alkohol zu verdünnen. Konzentrationen an einwertigem Alkohol von weniger als 5 % werden nicht bevorzugt, und zwar infolge der Gefahr, dass das Lösungsgleichgewicht verlorengeht, wenn das Alkoholvolumen 5 $ oder weniger erreicht. Der Einsatz von nachteiligen Lösungsmitteln zusammen mit'dem einwertigen Alkohol wird, wie vorstehend erwähnt wurde, auf einem Minimum gehalten, d_ah. es wird ein solches Lösungsmittelsystem angestrebt, in welchem das wachsende Polymere löslich und stabil

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bleibt. In einigen Fällen braucht überhaupt kein mit Nachteilen behaftetes Lösungsmittel zugesetzt werden, beispielsweise in solchen Systemen, in denen das aliphatisch^ Monoamin in dem oberen Bereich liegt, d.h. zwischen 8 und 10 #» bezogen auf verfügbares -NGO, sowie in Systemen, in denen ein PoIyäther-Vorpolymeres dazu verwendet wird, eine ausgeglichene Lacklösung zu schaffen.

Das Vorpolymere, das in den erfindungsgemässen Lacklöeungen eingesetzt wird, wird in bekannter Weise hergestellt, beispielsweise durch Umsetzen eines Überschusses an TDI, wobei es sich um das 2,4- oder 2,6-Isomere oder um Mischungen davon handeln kann, mit einem linearen hydroxyterminierten Polyäther oder Polyester. Das -NCO/OH-Verhältnis des erfindungsgeiiilssen Vorpolymeren kann von ungefähr 1,2/1 bis ungefähr 2,0/1 zur Erzielung von guten Ergebnissen schwanken. Es ist überraschend, dass hergestellte Filme, insbesondere dann, wenn Vorpolymere aus TDI und einem Polyester verwendet werden, eine unerwartet gute Verfärbungswiderstandsfähigkeit gegenüber UV-Licht aufweisen und gegen einen Zugfestigkeitsverlust beständig sind. Merklich verzweigte Polyäther und Polyester fallen nicht In den Rahmen der Erfindung, da sie zur Bildung von gelierten Produkten neigen.

Nur Vorpolymere, die im wesentlichen auf TDI zurückzuführen sind, werden erfindungsgemäss eingesetzt. Obwohl auch andere aromatische Diisocyanate mit dem erfindungsgemässen Löaungsmittelsystem verträglich sein können, so ergeben sie dennoch keine Filme, die gegenüber einem Abbau durch UV-Licht widerstandsfähig sind, und zwar auch dann nicht, wenn Antioxydationsmittel und UV-Absorber zugesetzt werden. Es ist überraschend, dass nur die erfrncLungsgemäss vorgesehenen Lacklösungen aus kettenverlängerten linearen Polyurethanen, die auf TDI zurückzuführen sind, Filme ergeben, die diese günstigen Eigenschaften

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aufweisen. Wesentlich geringere Mengen, beispielsweise bis zu ungefähr-2 Ms 3 Gewichts-%, an anderen aromatischen Diisocyanaten können dem erfindungsgemässen System zugemengt werden, obwohl ,jedoch ein derartiger Zusatz nicht vorzuziehen ist.

Es ist vorzuziehen, eine 80/20-Isomerenmischung aus 2,4- und 2,6-Ispmeren von TDI einzusetzen, und zwar deshalb, da diese Isomerenmxsehung ohne weiteres im Handel erhältlich und darüber hinaus billig ist. Jedoch wirft das 2,4-Isomere weniger Probleme auf und wird "bevorzugt. Die im Handel erhältliche 65/55-Isomerenmischung kann ebenfalls in wirksamer Weise in denr erfindungsgemässen System eingesetzt werden.

Repräsentative Beispiele für hydroxyterminierte Polyester, die mit TDI zur Herstellung der Vorpolymeren der erfindungsgemässen Lacklösungen umgesetzt werden können, sind die Kondensationsprodukte von Polyölen mit niedrigem Molekulargewicht mit einer aliphatischen Dicarbonsäure oder einer Mischung aus aliphatischen und aromatischen Dicarbonsäuren. Derartige Polyöle sind beispielsweise Äthylenglykol, die Propylenglykole, die Butylenglykole, 1,6-Kexandiol, Decamethy1englykole oder dergleichen.

Repräsentative Beispiele für aliphatische Dicarbonsäuren sind Bernsteinsäure-_t Glutarsäure, Adipinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure und dergleichen. Adipinsäure, die leicht verfügbar und billig ist, wird bevorzugt. Die aliphatische Säure kann mit einer bestimmten Menge einer aromatischen Dicarbonsäure, wie beispielsweise Phthalsäure, zur Herstellung von Lacken vermischt werden, die !Filme mit gross ere r Härte ergeben.

Repräsentative Beispiele für hydroxyterminierte Polyether, die sich zur Herstellung von Vorpolymeren für die erfindungsgemässen Laeklösungen durch Umsetzen mit TDI eignen, sind die Reaktionsprodukte aus einem Epoxyd und einem Diol. Im allgemeinen kann jedes 1,2-Alkylenoxyd verwendet werden, beispiels-

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weise Epichlorhydrin, und zwar jedes Alkylenoxyd mit zwei bis ungefähr 10 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, um zu Polyäthern, wie beispielsweise Poly(oxyäthylen)-glykol, PoIy(I,2-oxypropylen)-glykol, Poly(oxytetramethylen)-glykOl oder ähnlichen Polyäthern, die an sich bekannt sind, zu gelangen.

Die zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens eingesetzten hydroxyterminierten Polyäther oder Polyester müssen im wesentlichen wasserfrei sein. Fm diese Verbindungen wasserfrei zu machen, kann man auf alle bekannten Methoden zurückgreifen, beispielsweise kann man das Diol unter Vakuum erhitzen oder die Lösung des Diols in einem benzolartigen !lösungsmittel unter Bildung eines Azeotrops erhitzen, das abdestilliert. Nach dem Trocknen kann der Rest des benzolartigen Lösungsmittels als Teil des Lösungsmittelsystems der fertigen Lacklösung zurückbleiben.

Die erfindungsgemässen Amin-Kettenverstreekungsmittel sind cycloaliphatische Diamine, wobei es sich entweder um Menthandiamin oder Isophorondiamin oder Mischungen davon handeln kann. In Präge kommen ferner Alkylmonoamine mit Alkylketten mit 2 bis 22 Kohlenstoffatomen, wobei es sich um primäre oder sekundäre Alkylamine handeln kann, wie beispielsweise Äthylamin, Diäthylamin, Propylamin, Dipropylamin, Butylamin, Isobutylamin, Cyclohexylamin, Dodecylamin, Didodecylamin, Hexadecylamin, Oetadecylamin oder dergleichen sowie Mischungen davon. Die cycloaliphatischen Diamine liegen in Konzentrationen von ungefähr 80 bis 96 #, bezogen auf verfügbares -NGO, und die Monoamine in Mengen von bis zu ungefähr 10 $> vor. Je nach der Menge des cycloaliphatischen Diamine in dem Polymeren ist dii Viskosität der Lacklösung höher oder tiefer. Im Falle von Poly^trethan-Lacklösungen, die auf Polyäther-Polyurethan-Vorpolymere zurückzuführen sind, ist wenig oder überhaupt kein Monoamin erforderlich, um eine ausgeglichene stabile Lösung zu erzeugen. Werden

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jedoch Polyester^Polyurethan-Vorpoty mere verwendet, dann ist eine bestimmte Metige an Alkylmonoamin erforderlich, und zwar je nach der gewünschten Viskosität sowie dem Feststoff gehalt der fertigen .Lacklösung und den angestrebten Eigenschaften des zu erzeugenden "Films, Mengen von etwas weniger als ungefähr 80 fo oder etwas mehr als ungefähr 96 <fo des cycloaliphatischen Diamine und etwas mehr als ungefahrio % des Monoamine können in dem erfindungsgemässen System eingesetzt werden, sind jedoch nicht bevorzugt.

Es ist überraschend, dass verschiedene andere !Diamine» und zwar sowohl aliphatisch^ als auch aromatische, in den erfindungsgemässen Lacklösungen nicht wirksam sind. Das gleiche gilt für verschiedene aromatische Monoamine. Nur die spezifischen cycloaliphatischen Diamine, wie sie vorstehend beschrieben worden sind, und nur Alky!monoamine eignen sich in den erfindungsgemässen Polyurethan-Lacklösungssystemen, wobei auch nur die angegebenen Mengenverhältnisse in Frage kommen, um zu.stabilen und ausgeglichenen Lösungen zu gelangen, die Filme und Überzüge mit guten Zugfestigkeitseigenschaften liefern.

Eine lagerungsstabile ausgeglichene Einkomponenten-Lacklösung aus einem linearen Polyurethan mit einem Gesamtfeststoffgehalt von bis zu 50 fo oder darüber sowie einer Viskosität von mehr als 90 000 Cps bei 25°C wird durch die Erfindung herstellbar, wobei aus dieser Lösung gleiehmässige Filme und Überzüge mit guten Zugfestigkeitseigenschaften durch Verdampfen des Lösungsmittels hergestellt werden können. Die Spannungs/Dehnungs-Eigenschaften der aus den erfindungsgemässen Lacklösungen hergestellten Filme entsprechen den Eigenschaften der Feline, die nach bekannten Methoden hergestellt worden sind, oder sind sogar noch besser, wobei noch der Vorteil hinzukommt, dass die Lösungen wirtschaftlicher herstellbar sind und unter Verwendung von leichter verfügbaren Bestandteilen erzeugt werden können.

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Filme und Überzüge, die aus einem Vorpolymeren auf Polyesterbasis hergestellt worden sind, weisen den weiteren Vorteil auf, dass sie eine gute Widerstandsfähigkeit gegenüber UV-Licht besitzen. Diejenigen Filme, die unter Verwendung von Vorpolymeren auf der Basis von Polyäthera erzeugt worden sind, neigen dazu, sich unter der Einwirkung von UV-Licht zu zersetzen. Die Lacklösungen, aus welchen diese Filme hergestellt werden, werden deshalb mit kleinen Mengen an Antioxydationsmitteln und UV-Absorbern (ungefähr 1 $>} behandelt, wenn die hergestellten Filme oder Überzüge gegenüber einem Angriff durch UV-Licht geschützt werden sollen. Verwendbare Antioxydationsmittel sind beispielsweise die dibutylierten Phenole (Ionol^5| Shell Chemical Company), während van UV-Absorbern beispielsweise die Benzotriazole (TIHUVIN^S/- 328, Geigy Ciba Corporation) erwähnt seien. Natürlich werden diejenigen Antioxydationsmittel bevorzugt, die keine Verfärbung ergeben, beispielsweise 2,6-di-tert.-Butyl-4-methylphenol.

Zur Herstellung der erfindungsgemässen Lacklösungen ist es nicht erforderlich, zu erhitzen, Rückflussbehandlungen durchzuführen oder Verarbeitungen in Autoklaven vorzusehen. Das einfache schnelle Vermischen erfolgt gewöhnlich in weniger als 5 Minuten unter Rühren, wobei ein Produkt erhalten wird, bei dem es sich um die fertige Lacklösung handelt, die ihrem Endverwendungszweck zugeführt werden kann. Vorteilhaft bei der Herstellung der erfindungsgemässen Lacklösungen ist es, dass kein visueller Bndpunkt ermittelt werden muss. Der Endpunkt wird durch Berechnung des Feststoffgehaltes und der Viskosität auf der Basis der Menge des eyeloaliphatischen Diamine, des Alky!monoamine sowie des Vorpolymeren in dem alkoholischen Lösungsmittelsystein, aus welchem ein ausgezeichneter Film mit guten Zugfestigkeitseigenschaften hergestellt werden kann, im voraus festgelegt.

Polyurethan-Filme, die aus den erfindungsgemäeBQß Polyurethan-

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Lacklösungen hergestellt werden, besitzen den weiteren Vorteil, dass sie einen ausgezeichneten Griff aufweisen und sehr gute nieht-blockierende Eigenschaften besitzen, wenn die Vorpolymeren-Kettenverlängerung unter Verwendung eines 3?ettmcmoamins, wie beispielsweise Dodecylamin, Hexadeeylamin, Oetadeeylamin oder einem verzweigtkettigen Pettamin, durchgeführt wird. Diese günstigen Ergebnisse werden auch'unter Verwendung von Mischungen aus niederen Alkylmonoaminen und Fettmonoaminen erzielt« Diese Mischungen fallen daher in den Rahmen der Erfindung.

Durch die Erfindung werden daher billige, technisch herstellbare, stabile, ausgeglichene Einkomponenten-Lacklösungen aus einem linearen Polyurethan mit einer gesteuerten Viskosität, wobei das Polyurethan auf Toluoldiisocyanat zurückgeht, zur Verfugung gestellt. Alle Bestandteile der Lacklösung, das Vorpolymere, das cycloaliphatische Diamin sowie das Alkylmono-

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amin reagieren in den angegebenen Mengenverhältnissen mit der richtigen Reaktionsgeschwindigkeit in dem besonderen Alkohollösungsmittelsystem, so dass das wachsende Polymere löslich und stabil und bereit für eine Verwendung bleibt, wenn Filme, Schichten und Überzüge hergestellt werden sollen, und zwar durch Vergiessen der Lacklösung und Verdampfen des Lösungsmittels.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken. .

Beispiel 1

1000 Teile eines Polyesters aus Adipinsäure und Äthylenglykol (Hydroxylzahl 112) werden bei ungefähr 120⁰G während einer Zeitspanne von 30 Minuten unter einem Druck von 10 mmHg dehydratisiert und dann während einer Zeitspanne von ungefähr 1 1/2 Stunden bei 105°C mit 300 Teilen Coluoldiisocyanat

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(Isomerenverhältnis 80 $ 2,4 und 20 f> 2,6) reagieren gelassen,

IM

Das Vorpolymere besitzt einen freien -NGO -Wert von 4·»6. Es wird soviel Methyläthy!keton Zugesetat, um eine 75 %ig© Lösung zu erzeugen. Weiteres Methyläthylice ton kann zu diesem Zeitpunkt oder zu einem späteren Zeitpunkt zur Einstellung der gewünschten Viskosität zugegeben werden. Unter Vermischen wird die nachstehend angegebene Lösung während einer Zeitspanne von ungefähr 5 Minuten zugesetzt: Isoptiorondiamin, Monobutylamin in Äthanol und Dimethylformamid. Die Isophorondiamin-Menge reicht dazu aus, mit ungefähr 92 $ der freien verfügbaren -NCO -Gruppen zu reagieren, während das Monobutylamin mit ungefähr 5 $> der freien verfügbaren -NGO -Gruppen in Reaktion zu treten vermag. Die Lösungsmittel liegen in folgenden Mengenverhältnissen vor: 80 $> Methyläthylketon, 15 % Äthanol und 5 f° Dimethylformamid. Die fertige Lösung besitzt einen Gesamtfeststoffgehalt Von 35 $ und eine Viskosität von 27 000 Cps bei 25⁰C.

Beispiel 2

1000 Teile Poly(tetramethylenadipat) mit einer Hydroxylzahl von 135 und einer Säurezahl von 0,3 werden bei ungefähr 11O⁰C während einer Zeitspanne von 30 Minuten unter eine» Pruek von 2 mmllg dehydratisiert und dann während einer Zeitspanne von ungefähr 1 1/2 Stunden bei 105⁰C mit 400 Teilen 2,4-Tolylendiisocyanat reagieren gelassen. Das Vorpolymere weist einen freien -UCO -Wert von 6,45 auf. Es wird soviel Toluol zugesetzt, um eine 75 $ige Lösung herzustellen. Weiteres Toluol wird dem Vorpolymeren in einer solchen Menge zugegeben, um das Gewicht auf ungefähr 50 $ des Endgewichts der Lacklösung zu bringen. Einem weiteren Gefäss wird eine Lösung von Menthandiamin und Diäthylamin in dem Rest des Toluole, Isopropanol und Dimethylformamid zugesetzt. Der Inhalt eines jeden Behälters wird durch Zumessungspumpen einem Mischkopf zugeführt und in einen Aufnahmebehälter geleitet. Das Menthandiamin

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reicTit dazu aus, mit ungefähr 94 # des verfügbaren -1GÖ -Gehaltes zu-reagieren, während das Diäthylamin mit 2 $ der freien verfügbaren -NOO -Gruppen eine Reaktion einzugehen vermag. Die Lösungsmittel liegen itt folgenden Mengen vorj 65 $ Toluol* 20 # Isopropanol und 15 $ Dimethylformamid * Die Endlösung weist einen Gesamtfes to toff gehalt von 25 i< > und eine Viskosität von 25 000 Ops bei 25 °C auf. ,

Beispiel 3

Ein PiIm mit einer Dicke von 75 μ (3 mils), der durch vergiessen des Produktes von Beispiel 2 auf einem Trennpapier, Verdampfen des Lösungsmittels und Trocknen des Films hergestellt worden ist, besitzt eine Zugfestigkeit von über 492 kg/cm² (7 OOQ psi) und eine Dehnung von ungefähr 48Ό </₀. Die C-Reissfestigkeit "beträgt ungefähr 61,7 m-kg (475 pli) und die Spaltreissfestigkeit (split trouser tear) ungefähr 45,5 Or-TSg (350 pli)» Der klare PiIm zeigt nur eine leichte Verfärbung unter der Einwirkung von DV-Licht während einer Zeitspanne von ungefähr 100 Stunden* Die Zugfestigkeit fällt nur gering von 422 kg/cm² (6 000 psi) auf 281 kg/cm² (4 000 psi) nach einer Aufbewahrung in einem Itlas Weatherometer bei einer Temperatur von 63°ö (145⁰P) und einer relativen Peuchtigkeit von 65 $ während einer Zeitspanne von ungefähr 100 Stunden ab«

Beispiel 4 ■

1000 Teile PoIy(I,2-oxypropylen)-glykol mit einer Hydroxy!zähl von 160 werden bei ungefähr 120⁰G während einer Zeitspanne von 30 Minuten unter einem Druck Von 5 mmHg dehydratisiei?t und dann während einer Zeitspanne Von ungefähr 2 Stünden bei 110⁰O mit 3Ö5 Teilen Toluoldiisoöyanat (65 ⁰A 2,4 und 35 $ 2,6) tfmgesetzt. Das Vorpolymere besitzt einen freien -ΪΓΟΟ -Wert von 4*8*

Bs wird soviel Toluol zugesetzt, um eine 75 fiige Lösung heraus te Ilen. Dem vorstellenden Vorpolymeren in Toluol wird der Rest des eingesetzten Toluole zugegeben* Unter gutem Vermischen wird die nachstehend angegebene Lösung während einer Zeitspanne von 2 Minuten zugesetzti Isophorondiamln und Dibutylaniin in einem Iiösungsmittelsystem aus Isopropanol und Dime thylamid. Die Diamin-Menge reicht dazu aus, mit 90 i> der freien verfügbaren -NGO -Gruppen zu reagieren, während das Monoamin mit ungefähr 7 "/> der freien verfügbaren -MCO -^Gruppen in Reaktion zu treten vermag. Die Endlösung weist einen öesamtfeststoffgehalt von 35 $ und eine Viskosität von 17 000 Ops bei 25"C auf.

Beispiel 5

1000 Teile Poly(oxytetramethylen)-glykol werden bei ungefähr 10O⁰O während einer Zeitspanne von ungefähr 1 Stunde bei ungefähr 1 mmllg dehydratisiert und dann während einer Zeitspanne von ungefähr 1 Stunde bei 100⁰O mit 300 Teilen 2,4-Toluoldiisocyanat reagieren gelassen, Daö Vorpolymere weist einen freien -FCO -Wert von 4,6 auf. Es wifd soviel Methyläthylketon zugesetzt, um eine 50 $ige Lösung ztl erzeugen« Der vorstehend geschilderten Vorpolymerenlösung wird der Rest des erforderlichen Methyläthylketons zugegeben. Unter Vtrmlöchen wird eine Lösung von Isophorondiamin und n-Octadeoylantin in Äthanol während einer Zeitspanne von 1 Minute zugesetzt* Das Diamin reicht dazu aus, mit ungefähr 91 i» der freien verfügbaren -KCO -Gruppen zu reagieren, während das Monoamin mit 6 $> der -HCO -Gruppen in Reaktion zu treten vermag* Die Lösungsmittel liegen in folgenden Mengenverhältnissen vor: 00 $» Methylethylketon und 20 fo Äthanol. Die fertige Lösung wM«t einen Gesamtfeststoffgehalt von 35 % und eine Viskosität bei 29*0 ton 9 000 Cps auf.

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Beispiel 6 ' - ■

1000 Teile PoIy(I,6-hexanadipat) mit einer Hydroxylzalii von 230 werden "bei 10O⁰C während einer Zeitspanne von 1 Stunde unter einem Druck von 1 mmHg dehydratisiert. Dann werden 606 Teile Toluoldiisoeyanat (80 $ 2,4 und 20 # 2,6) zugesetzt und während einer Zeitspanne von 2 Stunden "bei 100⁰C reagieren gelassen. Dieses Vorpolymere besi-tzt einen freien -HCO.-Wert von 7,5. Toluol wird zur Herstellung einer 75 $igen Lösung zugesetzt. Dieser Vorpolymeren-Lösung werden weiteres Toluol und Dimethylformamid zugegeben. Unter gutem Vermischen wird eine Lösung aus Isophorondiamin und n-Propylamin in n-Propanol während einer Zeitspanne von 1 Minute zugesetzt. Das Isophoroncliamin reagiert mit 94 f-> der freien -ITCO -Gruppen, während das Honoamin mit 5 ?° dieser Gruppen in !Reaktion tritt. Die Lösungsmittel bestehen zu 70 $ aus Toluol, 20 % n-Propanol und 10-$ Dimethylformamid. Die fertige Lösung besitzt einen Gesamtfeststoffgehalt von 25 i° und eine Viskosität bei 25°C von 1l 000 Cps. . .

Beispiel 7

1000 Teile Poly(äthylehadipat) mit einer Hydroxylzahl von v/erden bei 100⁰C während einer Zeitspanne von 1/2 Stunde unter einem Druck von 1 mmHg dehydratisiert und dann zu 312 Teilen 2,4-Toluoldiisoeyanat zugesetzt und während einer ZeItspanne von 1 1/2 Stunden bei 100⁰C reagieren gelassen. Das erhaltene. Vorpolymere besitzt einen NCO-Wert von 5,10. Methy1-äthyIketon wird zur Einstellung einer 75 $igen Lösung zugesetzt. Dieser Vorpolymerenlösung werden der Rest des Methyläthylketons sowie das erforderliche Azeton und DimethyIformamid zugesetzt. Bine Lösung von Isophorondiamin und Octadecylamin in Isopropanol wird unter gutem Vermischen während einer Zeitspanne von 1 1/2 Minuten zugegeben. Ungefähr 7 $ der freien -NCO

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Gruppen reagieren mit dem Octadecylamin, während 92 $> mit dem Isophorondiamin in Reaktion treten. Die Lösungsmittel bestehen aus 40 $> Methyläthylketon, 40 # Azeton, 10 % Isopropanol und 10 fo Dimethylformamid. Der Gesamtfeststoffgehalt der fertigen Lösung; beträgt 25 $>. Die Viskosität bei 25⁰C wird zu 10 000 Cps ermittelt.

Ein Film, der unter Verwendung dieser Lacklösung hergestellt wird» besitzt einen besseren Griff und bessere nieht-blockierende Eigenschaften als ein Film, der aus einer ähnlichen Lacklösung hergestellt worden ist, wobei jedoch das Octadecylamin durch Butylamin ersetzt worden ist.

Beispiel 8

1000 Teile Poly(äthylen/Propylenadipat) mit einer HydroxyI-zahl von 60 werden bei 100⁰C während einer Zeitspanne von 1/2 Stunde unter einem Druck von 1 mmHg dehydratisiert. 165 Seile Toluoldiisocyanat (80 f° 2,4 und 20 f> 2,6) werden angesetzt und bei 90⁰C während einer Zeitspanne von 3 Stunden reagieren gelassen. Das erhaltene Vorpolymere besitzt einen freien -HCO Wert von 3,0. Die erforderliche Menge an Toluol wird dem Vorpolymeren zugesetzt. Eine Lösung von Isophorondiamin und Diäthylamin in Isopropanol und Dimethylformamid wird unter gutem Vermischen der Vorpolymeren-!oluollösung während einer Zeitspanne von 1 Minute zugesetzt. Das Isophorondiamin reagiert mit 95 i° der freien -NCO -Gruppen, während das Monoamin mit 3 $> der freien -NCO -Gruppen eine Reaktion eingeht. Das Lösungsmittel besteht "zu 70 f> aus Toluol, 25 f> Isopropanol und 5 f° Dimethylformamid. Die fertige Lösung weist einen Gesamtfeststoffgehalt von 35 fo und eine Viskosität bei 25°C von 50 000 Cps auf.

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Beispiel 9

1000 Teile (Poly(i ,2-oxypropy'len)-glykol mit einer Hydroxy1-zahl von 142*0 werden unter einem Druck von 1 mraHg dehydratisiert und dann mit 439 Teilen· Toluoldiisocyanat (80 fo 2,4 und 20 fo 2,6) während einer Zeitspanne von 2 Stunden bei 100⁰C reagieren gelassen. Das Vorpolymere "besitzt einen freien -HCO Wert von 5,75. Das Vorpolymere wird unter gutem Vermischen einer Lösung von Isophorondiamin und Diäthylamin in einer alkoholischen Lösung aus 5 fo Methanol in Isopropanol in solchen Mengen zugesetzt, die dazu ausreichen, dass 96 % der freien -NCO Gruppen mit dem Diamin und 3 fo mit dem Monoamin reagieren. Die fertige Lacklösung enthält 35 $> Feststoffe und besitzt eine Viskosität von ungefähr 15 000 Gps bei 25°C.

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Claims

Patentansprüche

1. Stabile ausgeglichene Einkomponenten-Lacklösung mit gesteuerter Viskosität aus einem linearen Polyurethan, gekennzeichnet durch

a) ein Vorpolymeres, das auf einen hydroxyterminierten Polyester oder Polyäther und einen Überschuss an Toluoldiisocyanat zurückgeht,

b) ungefähr 80 bis 96 %, bezogen auf die verfügbaren -HCO Gruppen, eines eyeloaliphatischen Diamine, ausgewählt aus Isophorondiamin und Menthandiamin und Mischungen davon, und

c) bis zu 10 io_t bezogen auf die verfügbaren -NCO -Gruppen, eines Alkylmonoamins mit Cg- bis C22~^Ko*ⁱlQ'ns1;o£±a.tomen oder Mischungen davon

in einem alkoholischen Lösungsmittelsystem aus wenigstens einem Cj- bis C,--einwertigen Alkohol in einer Konzentration von wenigstens ungefähr 5 $.

2. Lösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyurethan-Vorpolymere auf einen Polyester zurückgeht.

3. Lösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyurethan-Vorpolymere auf einen Polyäther zurückgeht.

4. Lösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der hydroxy terminier te Polyester von Adipinsäure abstarunt.

5. Verfahren zur Herstellung einer ausgeglichenen ponenteu-Polyurethan-Laeklösung mit gesteuerter Viskos L Lab und festgelegtem Peststoff gehalt, wobei das i'o Iy ure than auf 'foluoldilflocyanat zurückgeht, dadurch ge kenn zeichne-1, jm.ss ein Vorpolymeres, das auf einen hydro-yterminiortrti fo-./-ester oder Polyäbher, einen Überschusr ToIimI -lIso;' -rr

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mit einer Mischung von ungefähr 80 bis 96 -$ eines cycloaliphatischen Diamins, ausgewählt aus Menthandiämtn .und Isophorondiamin und Ms zu 10 # eines Gp- bis Gp₂ ^-AIkV lmönoamiiis, bezogen auf die verfügbaren -NGO -Gruppen, in einem alkoholischen Lösungsmittelsystem 'kettenverlängert wird, das wenigstens einen CL-- bis Cj--einwertigen Alkohol in einer Konzentration von wenigstens .langefähr 5 $ enthält.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete alkoholische Lösungsmittelsystern aus einer Mischung aus C,- bis CV-Alkohol und Me thy läthy !keton besteht.

7. Verfahren nach Anspruch 5₉ dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete alkotiolisehe Lösungsmittelsystem aus einer Mischung aus C,- bis C₁--einwertigem Alkohol und Toluol besteht.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete alkoholische Lösungsmittelsystem aus Äthanol und Metnyläthylketon besteht.

9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete alkoholische Lösungsmittelsystem aus Isopropanol und !Toluol besteht.

10. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete Vorpolymere auf einen Polyäther zurückgeht, wobei das eingesetzte alkoholische Lösungsmittelsystem aus einer Mischung aus ungefähr 5 bis 15 i° Methanol in Isopropanol besteht.

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