DE2325825C3 - Verfahren zur Herstellung vonvemetetel1· licht- und lagerstabilen, wäßrigen Polyurethandispersionen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung vonvemetetel1· licht- und lagerstabilen, wäßrigen Polyurethandispersionen

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DE2325825C3 DE2325825A DE2325825A DE2325825C3 DE 2325825 C3 DE2325825 C3 DE 2325825C3 DE 2325825 A DE2325825 A DE 2325825A DE 2325825 A DE2325825 A DE 2325825A DE 2325825 C3 DE2325825 C3 DE 2325825C3
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Description

Die Literatur beschreibt in zahlreichen Beispielen die Herstellung verschiedenartiger wäßriger Polyurethan-Dispersionen.
Es handelt sich hierbei weitgehend um sogenannte aminverlängerte Polyurethan-Harnstoff-Systeme linearen Aufbaus mit teilweise variabler Molekülsegrnentpaarung.
Die Leistungsfähigkeit derartiger Systeme ist offenbar gegeben, insbesondere in den Bereichen hochflexibler Substratbeschichtungen. ι. B. von Textilmaterial oder ähnlichen Werkstoffen.
Im Hinblick auf die Beschichtung der weitaus größeren Anzahl anderer Substrate, wie Holz. Leder, Pappe, Metall, Beton. Gasbeton. Kunstleder, u. a mit wäßrigen Lackdispersionen sollen die resultierenden Filme eine den technischen Erfordernissen angepaßte hinreichend hohe Blockiemperatur besitzen. Dispersionen von Mreng linear aufgebauten Polyurethan-Harnstoff-Präpolymeren weisen praktisch nur Block- oder Verformungstemperaturen unterhalb 1000C auf.
Je ausgeprägter nun bereits der thermoplastische Charakter eines Lackfilmes im Bereich unterhalb von lOOT in Erscheinung tritt, umso deutlicher resultieren aus dieser Eigenschaft Vcrschmutzungsanfälligkeit, Adhäsionshaftung bei Stapelung, Lösungsmittelanfälligkeit, um nur einige Anwendungseinschränkungen zu nennen.
Der direkten Sonneneinstrahlung ausgesetzte Dispersionsbeschichtungen erfordern weiterhin naturgemäß eine hohe Lichtstabilität und möglichst auch eine hohe Blocktemperalur
Es bestand daher die Aufgabe zur Herstellung solcher Polyurethan-Dispersionen auf der Basis nochvernetzter Polyurethan-Präpolymer-Systeme, die den eingangs erwähnten technischen Erfordernissen genügen sollten.
Die Schwierigkeit der Herstellung Von Dispersionen von stark vernetzten Polyurethan^Präpolymeren zur Erzielung weitgehend thermostabiler Beschichtungen ist hinreichend bekannt. Zahlreiche Versuche mit einschlägigen Diisocyanaten schlagen insofern fehl als die anfallenden Dispersionen entweder bereits bei der Herstellung, bei der Aufarbeitung oder bei kurzfristiger
• Lagerung sedimentieren.
Es ist nun überraschenderweise gelungen, vernetzte j Polyurethan-Dispersionen von ausgezeichneter Lagerstabilität und ajiwendungstechnisch erwünschten Eigenschaften herzustellen, indem man das Verfahren zur Herstellung von wäßrigen, lagerstabilen Dispersionen von hochvernetzten und lichtstabilen Polyurethanen aus
ίο in inerten Lösungsmitteln bei 10-500C hergestellten Umsetzungsprodukten von hydroxylendgruppenhaltigen Polyestern bzw. deren Gemischen und Diisocyanaten in solchen Mengen, daß pro OH-Gruppenäquivalent 1,4 — 2,0 NCO-Äquivalente kommen, und weitere Umsetzung des Vorpolymeren mit primären oder sekundären Diaminen oder Diolen, in solchen Mengen, daß 30 - 70%, vorzugsweise 40 - 50%, der vorhandenen NCO-Gruppen zur Reaktion kommen uaö weitere Umsetzung von 15-30% der NCO-Gruppe des Addukts mit wäßrigen Lösungen mit Natriumsalzen einbasischer Aminosäuren und anschließender bekannter destiiiativer Entfernung des inerten Lösungsmittels, so durchgeführt, daß man als Polyester solche verwendet, die mehr als 2 OH-Gruppen pro Molekül
>5 besitzen und als Diisocyanat das 3-lsocyanatomethyl-SAS-trimethylcyclohexylisocyanat verwendet.
Das als Isocyanatkomponente eingesetzte 3-Isocyanatomethyl-S^-trimethyicyclohexylisocyanat, auch als Isophorondiisocyanat oder IPDl bekannt, erwies sich im
ίο Hinblick auf die vom Markt geforderte Leistungsfähigkeit von derartigen Lacksystemen als besonders vorteilhafte Reaktionskomponente. Die besondere Eignung dieses Diisocyanats in Verbindung mit den verzweigten hydroxylendgruppenhaltigen Polyestern resultiert aus der strukturellen Eigenart dieser sicrischpehinderten, cycloaliphatischen Verbindungen der nachstehenden Formel.
("H2
N C C)
H2C
H1C
CH2
CH2 N C O
So zeigt die aliphatische NCO-Gruppe bei Raumiemperntur eine etwa zehnmal höhere Reaktionsfähigkeit als die direkt am Ringkohlcnstoff substituierte Isocyanaigruppe.
Für die Umsetzung mit dem IPDI werden hydroxylgruppenhaltigen Polyester, die mehr als 2 OH-Gruppen pro Molekül besitzen, auf der Basis von Gemischen aliphatischer und aromatischer Dicarbonsäuren und Polyolen verwendet, wobei das Dicarbonsäuregemisch zu 15-85 Mol-°/c. vorzugsweise 20-80 Mol-%, aus aliphatischen Säuren besteht und der Rest aromatische Säuren sind. Die Verzweigung der Polyester wird dadurch erhalten, daß neben der Hauptmenge an Pölyolen, die Diole sind, Pölyole mit mehr als 2 Hydroxylgruppen verwendet werden, wobei diese mindestens zu 5 Mdl-% Vorhanden sein sollten.
Besonders geeignet sind solche Polyester, bei denen entweder die Säure^ oder die Alköholkomponcnte sich
durch eine gewisse Hydrophilie auszeichnet. Vorzugsweise werden zinnenthaltende Polyester eingesetzt.
Geeignete aüphatische Dicarbonsäuren sind besonders solche mit mindestens 4 C-Atomen, wie Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Korksäure, Sebacinsäure, Azelainsäure u. a. Die aromatische Säurekomponente kann beispielsweise eine der folgenden Dicarbonsäuren sein: Phthal-, Isophthal- und Terephthalsäure u. ä. Diese Säuren können auch einen oder mehrere Alkylsubstituenten tragen, wie die a-A.y- und/oder «,y.y-Trimethyladipinsäuren. Es können selbstverständlich auch Säuregemische eingesetzt werden.
Zur Herstellung der hydroxylendgruppenhaltigen Polyester eignen sich aliphatische Diole mit endständigen primären OH-Gruppen, deren mittelständigen C-Atome alkylsubstituiert sein können, wobei unter mittelständigen C-Atomen solche verstanden werden, die nicht Träger von primären OH-Gruppen sind. Als Diole kommen Äthylenglykol, Propylenglykol-(U), Butandiol-(1,4), Pentandiol-(1,5), Hexandiol-(1,6), Triäthylenglykol, sowt.; die ein- und mehrfach alkylsubstituierten Derivaie, 2,2-Dimethyipropandio!-(53), 2,2,4- bzw. 2,4,4-Trimelhylnexandiol-(l,6), sowie Gemische dieser Diole infrage.
Die Verzweigung der Polyester wird durch teilweisen Ersatz der Diole durch Polyole mit mehr als 2 Hydroxylgruppen, wie Triole oder Tefraole, erzielt. Der Ersatz der Diole oder anderer Polyole kann in solchen Mengen erfolgen, daß 5-50 Mol-% der Hydroxylgruppen beispielsweise von solchen drei- oder mehrwertigen jo Polyolen stammen. Zur Erzielung der Verzweigung sind besonders Polyole ^er folgenden allgemeinen Formel geeignet:
HO H2C C IC
CII2OH
•iO
in der R' ein Alkyl-, vorzugsweise Ci- und Q-Rest, oder Methylolrest sein kann, wie 1.1.1-Trimethyloläthan. 1,1,1 -Trimethylolpropan, Pentaerythrit u. ä.
Bei der Polyesterherstellung können die Dicarbonsäuren auch in Form funktioneller Derivate eingesetzt -H werden, d. h. die entsprechenden Ester und die reinen und gemischten Säureanhydride. Bei Verwendung von Estern werden besonders jene von kurzkettigen Alkoholen bevorzugt, so die entsprechenden Methyl-. Äthyl, n- und i-Propyl. sowie n- und i-Butylester. ίο
Bei der Herstellung der Oxyesler werden Polyole und Dicarbonsäuren in solchen Mengen eingesetzt, daß pro Carboxylgruppe 1.2- 1.75 Hydroxylgruppen kommen.
Zum Einbau von Zinn in die Polyester eignen sich Zinnester. Zinnesteroxide. Zinnalkylester. Zinnhaloge- ">"> nide u.a., wie Di-n-butyl/innoxid. Di-n-buiylzinndilau rat. Zinntetrachlorid. Zinndichlorid. Zinn-di-isooctat. Zinndiformiat usw. Zinnverbindungen werden in solchen Mengen verwendet, daß der hydroxylendgruppenhallige Polyester Zinn in Mengen von 0.01 bis 0,5 C)ew.-% enthält.
Die verzweigten, hydroxylendgruppenhaltigen Polyester rriit Zinn im Poiyestcrrfiolekül können in bekannter urtd üblicher Weise hergestellt werden. Dazu bietet sich beispielsweise das folgende Verfahren an.
Man geht von Dicarbonsäuren oder ihren Anhydriden aus. Das Verhältnis der Äquivalente Von Säuren zu Alkohol richtet sich naturgemäß nach der gewünschten Molekülgröße und nach der zu erstellenden OH-Zahl. Die Reaktionskomponenten werden zunächst ohne Katalysator in einer geeigneten Apparatur unter Durchleiten eines Inertgases, z. B. Stickstoff, erhitzt. Bei ca. 1400C kommt es zur ersten Wasserabspaltung. Das Wasser wird destillativ aus dem Reaktionsgemisch entfernt. Innerhalb von mehreren Stunden wird die Reaktionstemperatur bis auf 210°C erhöht. Wenn 60-70% der theoretischen Wasserabspaltung erfolgt sind, wird die Veresterung nach Zugabe der Zinnveröindung, vorzugsweise von Di-n-butylzinnoxid, fortgesetzt. Nach 10 - 24 h ist die Reaktion abgeschlossen. Auf diese Weise hergestellte Oxyester zeichnen sich durch definierten Kondensationsgrad und reproduzierbare physikalische Daten aus, sie führen des weiteren bei der Umsetzung mit IPDI bei Raumtemperatur zu reproduzierbaren und lagerstabilen Isocyanataddukten, was für die Qualität der resultierenden Dispersion von größter Wichtigkeit ist
Zur weiteren Umsetzung wird der Oxyester durch kurzfristige Vakuumbehandlung weitgehend von Wasser bis zu einem Wassergehalt von 0,02 Gcw.-% befreit. Nach Ermittlung von OH-Zahl und Wassergehalt erfolgt die Umsetzung der Oxyester mit IPDI in den unten aufgeführten Lösungsmitteln im Äquivalenzverhältnis von -OH zu -NCO- von 1 :1,4- 2,0 unter Kühlung in der Kälte, vorzugsweise bei 20 -30°C. Die Umsetzung erfolgt ohn>j weitere katalytische Zusätze bei zinnhaltigen Polyestern oder bei zinnfreien in Abwesenheit der üblichen Katalysatoren in gegebenenfalls mehreren Zusätzen.
Die Adduktbildung kann vorteilhafterweise auch mit einem Gemisch eines linearen Oxyesters mit einem mittleren Molekulargewicht von 1000-2000 und einem trifunktionellen Oxyester des mittleren Molekulargewichts von 100-1000, vorzugsweise 100-500, oder Triolen, durchgeführt werden.
Die Umsetzung wird in inerten Lösungsmitteln durchgeführt, wobei unter inerten Lösungsmitteln solche verstanden werden, die in 'ezug auf die Isocyanatgruppe sich chemisch inert verhalten. Besonders werden ketonische Lösungsmitts! für die Umsetzung bevorzugt.
Zur Erzielung spezifischer Eigenschaften werden die auf diese Weise hergestellten IPDI-Addukte oder Gemische verschiedener IPDI-Addukte in Lösung mit Diolen oder Diaminen mit primären oder sekundären OH- bzw. NHrGruppen kettenverlängernd vernei/i. Dabei werden zunächst 30-70%. vorzugsweise 40 - 50% der NC'O-Gruppen /ur Reaktion gebracht. An Diolen mit Vorteil verwendet werden Äthylenglykol. Butandiol (1.4). Butylenglykol. Hexandiol-(1.6). 2.2.4 b/w. 2,4.4-Trimelhylhexandiol-(l.6). Diäthylenglvko'.. Triathylenglykol u. a. Es können auch Gemische derselben verwendet werden.
An Diaminen können verwendet werden Äthylendiamin. Hexamethylendiamin-(1,6), vorzugsweise 2.2,4-, b/w. 2,4,4-Trimethylhexamethylendiamin-(1.6). als 1:1-Gemisch (TMD), sowie S-Aminomethyl^^-trimethylcyclohexylamin, welches auch als Isophorondiamin oder IPD bezeichnet wird, des weiteren disekundäre Diamine, wie N,N^Bis-(isobutyl)*isophorondiamin, N,N'*Bis'(isobutyl)-2,2,4-j bzw, ^^trimethylhexame* thyleiidiamin-(l,6).
Diese Umsetzung erfolgt unter bekannten Bedingungen.
Im Gegensatz zu analogen Addukten mit anderen Isocyanaten sind die auf diese Weise mit Diolen oder
Piaminen kettenverlängerten und vernetzten IPDI-Addukte in ketonischen Lösungsmitteln wegen der verfahrensmäßig bedingten Reaktionsselektivität hinreichend stabil, so daß sie zwischenzeitlich gelagert oder unmittelbar einer Weiterverarbeitung zugeführt werden können.
Im nächsten Reaktionsschritt erfolgt die Dispergierung der verlängerten und vernetzten Addukte in wäßrigem Medium.
Im Hinblick auf den bereits erzielten Vernetzungsgrad und der dabei anfallenden Molekülkettenlänge ist es erfindungsgemäß erforderlich, erst den Einbau des Emulgators in statistischer Verteilung unter eng limitiertem Kettenabbruch vorzunehmen, bevor durch weiterer kettenverlängernde und vernetzende Reaktionen durch das anwesende Wasser die restlichen NCO-Gruppen in Reaktion treten.
A!i Emulgator können im vorliegenden Falle völlig unspezifisch alle bekannten Stoffe verwendet werden, die Tensideigenschaften entwickeln, jedoch mit der Maßgabe, daß sie kettenabbrechonde Reaktionen mit NCO-Gruppen eingehen.
Im Hinblick auf die für unspezifisch ermittelte Bedeutung des hier für den kettenabbrechenden Emulgatoreinbau zu verwendenden Substanzen ist es unerheblich, ob beispielsweise die Natriumsalze von Kionoaminosäuren, wie Monoaminocarbonsäuren, Monoaminosulfonsäuren oder anderen analog aufgebauten phosphor- oder schwefelhaltigen Verbindungen dieser Art zur Verwendung gelangen.
Aus diesem Grund empfiehlt sich die Verwendung einer besonders einfach technisch zugängigen Verbindung, wie sie etwa durch Neutralisation von techni-· schem ε-Caprolactam mit Natronlauge in einfachster Weise als das Natriumsalz der ε-Aminocapronsäure erhalten wird, das einfachheithalber in den aufgeführten Versuchiibeispielen einheitlich verwendet werden soll.
Der Dispergiervorgang wird nun in der Weise durchgeführt, daß 10-25 Mol-% noch vorhandener NCO-Arteile unter Kettenabbruch und Emulgatoreinbau zur Reaktion gelangen unter Ausbildung einer Wasser-in-ÖI-Dispersion, während die restlichen 25 - 40% NCO-Fragmente (bezogen auf den ursprünglichen NGO-Anteil des Adduktes) durch Wasserreaktion einer weiteren Kettenverlängerung angeboten werden, wobei durch weiteren Wasserzi'satz die ursprüngliche Wasser-in-ÖI-Dispersion in einer ÖI-in-Wasser-Dispersion übergeführt wird.
Die so auf diese Weise hergestellten Dispersionen können nach destillptiver Entfernung der organischen Lösungsmittelanteile unmittelbar verwendet oder weiterverarbeitet werden.
AK besondere Vorteile der erfindungsgemä3 hergestellten Dispersion sind zu nennen:
1. i.agerstabihtät im Bereich von 5-50eC über Monate.
2. ('Umbildung von hohem Glanz sowohl bei Raumtemperatur als auch bei erhohtei Temperatur.
3. Blocktemperaturen der Filme 100CC. z. T. 150^C.
4. hohe Ltthtstabilität der resultierenden Umschichtungen,
5. hervorragende mechanische Eigenschaften der Dispersionsbeschichtungen,
6. Fimbildung von hohem Glanz mit allen einschlägigen Pigmenten,
7. Verwendbarkeit der Produkte als direkte Subslrutbeschichtungen /ür Leder, Holz, Beton, Porenbeton, Papier, Pappe, PVC-Kunstleder, Metall und ähnliche Materialien,
8. gute Chemikalienbeständigkeit der Beschichtungen,
9. die Dispersionen sind aufgrund ihrer selektiven Herstellung ohne jede weitere Art von zusätzlichen Hilfsstoffen lagerstabil und einsatzfähig und
10. die Pigmentierung der Dispersionen kann über weite PVK-Bereiche (PVK = Pigment-Volumen-Konzentration) (5-50%) zu Pasten oder Lacken problemlos ausgeführt werden.
Herstellung der hydroxylgruppenhaltigen Polyester
Oxyester A
164,3 g Adipinsäure und 260,0 g eines Gemisches aus 2,2,4- und 2,4,4-Trimethylhexandiol-(l,6) im Molverhältnis von 1 :1 wurden zur Veresterung gebracht. Nach Abspaltung von 80 — 90% theoretischen Menge Wasser wurde unter Zusatz von 0.2 Gew.-% Di-n-butylzinnoxid die Veresterung bis zur TAN (Säuiüzahl) 0,2 fortgesetzt.
Nach Anlegen eines Vakuums be, 200° C für ca. 30
Minuten wurde ein Produkt mit einem Wassergehalt von 0,02 Gew.-% und einer Hydroxyteahl von 140-146 mg KOH/g erhalten.
Oxyester B
Gemäß der beim Oxyester A beschriebenen Methode wurden 2 Mol eines Gemisches aus ocA.y- und a.y.y-Trimethyladipinsäure (Molverhältnis 1 :1), 2 Mol Triäthylenglykol und 1 Mol 1,1,1-Trimelhylolpropan zur Veresterung gebracht. Hydroxylzahl: 224-228 mg KOH/g. Säure-Zahl: 1 mg KOH/g.
Oxyester C
Entsprechend Oxyester A wurden 1,2 Mol Adipinsäure und 1,4 Mol eines Gemisches aus 2,2,4- und 2,4,4-Trimethylhexandiol-(l,6) (Molverhältnis 1 :1) zur Veresterung gebracht. Hydroxylzahl: 63-68 mg KOH/g. Säure-Zahl: 1 mg KOH/g.
Oxyester D
Entsprechend Oxyesler A wurden 3.2 Mol Adipinsäure und 4.2 MoI eines Gemisches aus 2,2.4- und 2,4.4-Trimethylhexandiol(l.fi) (Molverhältnis 1 :1) zur Veresterung gebracht. Hydroxylzahl: 109-114 mg KOH/g. Säure-Zahl: 1 mg KOH/g.
Oxyester F.
Entsprechend Oxyester A wurden 3 Mol Phthalsäure.
2 Mol Adipinsäure. 5 Mol Hexandiol-(l.b) und 2 Mol 1,1.1 Trimelhyijipropan zur Veresterung gebracht.
Hydroxylzahl: 224 - 229 mg KOH/g, Säure-Zahl: 1 mg KOH/g.
so Herstellung der Oxyester-hocyanatAddiikte
Addukt A'
1000 g Oxyester A wurden in 1417 g Aceton gelöst und innerhalb von 5 Stunden bei 2O0C in eine Vorlage von 417 g IPDI unter Kühlung, Rühren und Feuchtigkeitsausschluß eingetragen.
Das Reaktionsgemisch wurde anschließend noch 12 Stunden gerührt und analysiert, NCO-Zahl: 1,70%.
Addukt B'
1000 g Oxyester B wurden in 1820 g Aceton gelöst und mit 820 g IPDl entsprechend der Adduktbildung A' zur Umsetzung gebracht. NCÖ-Zahl: 3,78%.
Addukte
1000 g Oxyester C wurden mit 42 g 1,1,1-TrimethyloU propan versetzt und gemäß der Adduktherstelluhg A' mit 427 g IPDI und in 1469 g Aceton zur Umsetzung gebracht. NCO-Zahl: 2.44%.
Addukt D'
1000 g Oxyester D in 1392 g Aceton und 392 g IPDI wurden wie bei der Adduktbildung A' zur Umsetzung gebracht. NCO-Zahl: 2,36%.
Addukt E'
iOOOg Oxyesicr E in iS02g Aceton und äö2g iPöi sowie 36 g lOgewichlsprozentige Di-n-butyl-zinndilaurat-Lösung wurden wie bei der Adduktbildung A' zur Umsetzung gebracht. NCO-Zahl: 3,70%.
Addukt P
1000 g Oxyester B und 237,3 g IPDI in 1237,2 g Aceton wurden wie bei der Adduktbildung A' zur Umsetzung gebracht. NCO-Zahl: 1,61 %.
Addukte
664 g IPDI, 107,2 g 1,1,1-Trimethylolpropan, 20,4 g Pentaerythrit in 791,6 g Aceton sowie 24,3 g lOgewichisprozentige Di-n-butyl-zinndilaurat-Lösung wurden wie bei der Adduktbildung A' zur Umsetzung gebracht. NCO-Zahl: 7,81%.
Beispiele zur Erfindung
Beispiel 1 (Dispersion 1)
165 g Addukt A' und 72 g Addukt B' wurden vorgelegt und 5,9 g IPD unter schneller Rührung eingetragen, nach 10 Minuten wurden 10 g einer 30sPwiehKnrr>7pntigpn wäßrigen I ftcung ^JeE NätriiüTlsalzes der ε-Aminocapronsäure als Emulgator hinzugefügt. Nach weiteren 10 Minuten wurde das Reaktionsgemisch mit 184 g Wasser versetzt und überschüssiges Aceton bei 700C unter Rühren abdestilliert.
(Die Bestimmung der nachstehenden lacktechnischen Eigenschaften erfolgte gemäß den einschlägigen DIN-Normen, d.h. Pendelhärte nach DIN 53 157, Erichsen-Tiefung nach DIN 53 156 und Gitterschnitt nach DIN 53 151).
Lackdaten der Dispersion 1
Die Dispersion 1 wurde bei Raumtemperatur mit Hilfe eines Aufziehrahmens auf 1 mm starke Stahlbleche (sogenannte Erichsen-Bleche) aufgetragen und bei einer relativen Feuchtigkeit von 40 bis 60% und einer Temperatur von 200C (Kalthärtung) und bei höheren Temperatur (Heißhärtung) vollständig aushärten gelassen. Es wurden nachstehende Iaektechnische Werte ermittelt:
Pendelhärte (nach König) 41 see
Erichsentiefung 11 mm
Gitterschnitt 0
Schichtdicke 3Ou
Die Dispersion ist zur Beschichtung von Leder, PVOKunstleder, Pappe, Beton, Gasbeton, Metall, Holz u. ä. geeignet.
a. Nach Beschichtung und Härtung (je nach Substrat) in 5 Minuten bei 75°C(Leder)
in 5-10 Minuten bei 100°C(Pappe, Metal!)
ist nach Abkühlung die Stapelfähigkeit des Materials gegeben.
b. Nach Beschichtung und 24slündiger Trocknung bei Raumtemperatur wurde stapelfähiges Material erhalten.
Chemikalienresistenz: befriedigend
Haftung auf genannten Substraten: gut
Verschmutzungsanfälligkeit: gering
Wasserbeständigkeit: gut
Blocktemperatur: HO0C
Pigmentierung der Dispersion I
Lackdaten: (nach vollständiger Aushärtung)
Melallbeschichtung auf Erichsen-Blecheh, wie oben beschrieben, Kalt- und Heißhärtung
Dispersion 1 Dispersion 1
(PVK = 10) (PVK = 5)
pigmentiert pigmentiert
mit TiO2, mit Flamm
Type Kronos ruß Type
Cl 220 C 101
Pendelhärte (nach König) 35 see 38 see
Erichsen-Tiefung 11 mm 11 mm
Gitterschnitt 0 0
Schichtdicke 40 u. 40 u
Glanz 20 C 40 "
Glanz 45 C 50
Glanz 60 C 80
(Dispersion 2)
200 g Addukt C, 3.9 g IPD, 12,0 g 30gewichtsprozentige wäßrige Lösung des Natriumsalzes der ε-Aminocapronsäure und 152 g Wasser wurden entsprechend der Dispersionsherstellung 1 eingesetzt. Die erhaltene Dispersion besaß einen Feststoffgehalt von 40 Gew.-%. ■
Lackdaten der Dispersion 2
(nach vollständiger Aushärtung)
Metailbeschichtung wie bei Dispersion 1 beschrieben; Kalt- und Heißhärtung
Pendelhärte (nach König) 35 see
Erichsentiefung 11 mm
Gitterschnitt 0
Schichtdicke 30 μ
Chemikalienresistenz: befriedigend Haftung auf genannten Substraten: gut
Verschmutzungsanfälligkeit: gering
Wasserbeständigkeit: gut
Blocktemperatur: 1200C
Diese Dispersion ist für die gleichen Anwendungsgebiete wie Dispersion 1 geeignet.
030 227/163
Beispiel 3
(Dispersion 3)
200 g Addukt C 3,8 g TMD, 12,0g 30gewichtsprozentige wäßrige Lösung des Natriumsalzes der e-Aminocapronsäure und 152 g Wasser wurden analog der Arbeitsweise für Dispersion I zur Umsetzung gebracht. Die erhaltene Dispersion besaß einen Festsloffgehalt von40üew.-%.
Lackdaten der Dispersion 3
(nach vollständiger Aushärtung)
Metallbeschichtung wie bei Dispersion 1 beschrieben; Kalt- und Heißhärtung
Pendelhärte (nach König) 35 see
Erichsentiefung 11 mm
Gitterschnitt 0
Schichtdicke 30 μ
Chemikalienresistenz: befriedigend Haftung auf genannten Substraten: gut
Verschmutzungsanfälligkeil: gering
Wasserbeständigkeitt gut
Blocktemperatur: 12O0C
Applikationen und Aushärtungsbedingungen wie Dispersion 1, jedoch besonders geeignet für Leder und PVC-Kunstleder.
B e i s ρ i e I 4 W
(Dispersion 4)
101 g Addukt B', 98 g Addukt D', 6,0 g TDM, 11,6 g 30gewichtsprozentige wäßrige Lösung des Natriumsalzes der ε-Aminocapronsäure und 152 g Wasser wurden J5 analog der Arbeitsweise für Dispersion 1 zur Umsetzung gebracht. Die erhaltene Dispersion besaß einen Feststoffgehalt von 40 Gew.-%.
Lackdaten der Dispersion 4
(nach vollständiger Aushärtung)
m6iaiii3cM.Mi.!iiufig wie bei Dispersion i beschrieben; Kalt-und Heißhärtung
Pendelhärte (nach König) 34 see
Erichsentiefung 10 mm
Gitterschnitt 0
Schichtdicke 30 μ
Chemikalienresistenz: befriedigend Haftung auf genannten Substraten: gut
Verschmutzungsanfälligkeil: gering
Wasserbeständigkeit: gut
Blocktemperatur: 1500C
Lackdaten der Dispersion 5 (nach vollständiger Aushärtung)
Metallbeschichtung wie bei·Dispersion 1 beschrieben; Kalt- und Heißhärtung
Pendelhärte (nach König) 170 see.
Erichsentiefung 2 mm
Gitterschnitt 4
in Schichtdicke 30 μ
Chemikalienresistenz: befriedigend
Haftung auf Substraten: gut
Verschmutzungsanfälligkeit: gering
Wasserbeständigkeit: gut
Blocktemperatur: 15O0C
Verwendung zur Beschichtung von Holz, Beton, Gasbeton, Metall. Aushärtungsbedingungen wie Dispersion 1.
Die erhaltenen Dispersionen können auch gemischt zur Anwendung kommen, so kann Dispersion 5 in Abmischung mit Dispersion 1 oder 2 oder 3 oder 4 mannigfach formuliert werden.
Formulierungsbeispiel
Dispersion 1 und Dispersion 5 wurden im Verhältnis von 1 :1 abgemischt.
Lackdaten
(nach vollständiger Aushärtung)
Metallbeschichtung wie bei Dispersion 1 beschrieben; Kalt- und Heißhärtung
Pendelhärte (nach König) 78 see
Erichsentiefung 11 mm
Gitterschnitt 0
Schichtdicke 30 μ
Beispiel 6
(Dispersion 6)
100,0 g Addukt F', 24,8 g Addukt G', 3,7 g IPD, 6,6 g 30gewichtsprozentige wäßrige Lösung des Natriumsalzes der ε-Äminocapronsaure und s»,0 g Wasser wurden analog der Arbeitsweise für Dispersion 1 zur Umsetzung gebracht. Die erhaltene Dispersion hat einen Feststoffgehalt von 40 Gew.-%.
25
40
Beispiel 5
(Dispersion 5)
200 g Addukt E', 33,8 g 30gewichtsprozentige wäßrige Lösung des Natriumsalzes der ε-Aminocapronsäure und 141 g Wasser wurden analog der Arbeitsweise für Dispersion 1 zur Umsetzung gebracht Die erhaltene Dispersion besaß einen Feststoffgehalt von 40 Gew.-°/o.
Lackdaten der Dispersion 6 (nach vollständiger Aushärtung)
Metallbeschichtung wie bei Dispersion 1 beschrieben: Kalt-und Heißhärtung
55
Applikationen und Aushärtungsbedingungen wie Dispersion 1. Spezielle Verwendung für Holz, Metall und PVC.
60 Pendelhärte (nach König)
Erichsentiefung
Gitterschnitt
Schichtdicke
Chemikalienresistenz:
43 see
10mm
30 μ
befriedigend
Haftung auf genannten Substraten: gut
Verschmutzungsanfälligkeit: gering
Wasserbeständigkeit: gut
Blocktemperatur: 1200C
65
Applikationen und Aushärtungsbedingungen Dispersion 1. Spezielle Verwendung für PVC, Holz, Metall, Gasbeton.

Claims (1)

  1. 23 25 1325
    Patentanspruch:
    Verfahren zur Herstellung von wäßrigen, lagerstabilen Dispersionen von hochvernetzten und lichtstabilen Polyurethanen aus in inerten Lösungsmitteln bei 10-500C hergestellten Umsetzungsprodukten von hydroxylendgruppenhaltigen Polyestern bzw. deren Gemischen und Diisocyanaten in solchen Mengen, daß pro OH-Gruppenäquivalent 1,4 — 2,0 NCO-Äquivalente kommen, und weitere Umsetzung des Vorpolymeren mit primären oder sekundären Diaminen oder Diolen, in solchen Mengen, daß 30 — 70% der vorhandenen NCO-Gruppen zur Reaktion kommen und weitere Umsetzung von 15-30% der NCO-Gruppe des Addukts mit wäßrigen Lösungen von Natriumsalzen einbasicher Aminosäuren und anschließender bekannter destillativer Entfernung des inerten Lösungsmittels, dadurch gekennzeichnet, daß man als Polyester solche verwendet, die mehr als 2 OH-Gruppen pro Molekül besitzen und ais Diisocyanat 3-isocyanatomethyl-S.S^-trimethylcyclohexylisocyanat verwendet.
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