DE307775T1 - In wasser dispergierbares verdickungsmittel aus modifiziertem polyurethan mit bei hohen scherkraeften verbessertem viskositaetsverhalten in waessrigen systemen. - Google Patents

In wasser dispergierbares verdickungsmittel aus modifiziertem polyurethan mit bei hohen scherkraeften verbessertem viskositaetsverhalten in waessrigen systemen.

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DE307775T1 DE198888114586T DE88114586T DE307775T1 DE 307775 T1 DE307775 T1 DE 307775T1 DE 198888114586 T DE198888114586 T DE 198888114586T DE 88114586 T DE88114586 T DE 88114586T DE 307775 T1 DE307775 T1 DE 307775T1
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Claims (32)

ANSPRÜCHE
1. In Wasser dispergierbares, modifiziertes Polyurethan, das das Reaktionsprodukt ist aus
a) Polyisocyanat,
b) Polyätherpolyol in einer Menge in dem Bereich von etwa 0,10 bis etwa 10,00 Mole je Mol Polyisocyanat,
c) Modifiziermittel in einer Menge in dem Bereich von etwa 0,015 bis etwa 3,400 Mole je Mol Polyisocyanat, wobei das Modifiziermittel wenigstens zwei aktiven Wasserstoff aufweisende Gruppen und wenigstens eine anhängende hydrophobe Gruppe hat, die wenigstens 10 Kohlenstoffatome und keine mit dem Polyisocyanat oder dem Polyätherpolyol reaktionsfähigen Gruppen aufweist, und
d) Verkappungsmittel, das mit dem Reaktionsprodukt des Polyisocyanats, des Polyätherpolyols und des Modifiziermittels reaktionsfähig ist und in einer zur Verkappung des Reaktionsprodukts aus dem Polyisocyanat, dem Polyäther und dem Modifiziermittel ausreichenden Menge vorliegt.
2. In Wasser dispergierbares, modifiziertes Polyurethan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyisocyanat aus weniger als etwa 20 Mol-% tri- und höherfunktionellen Polyisocyanaten besteht.
3. In Wasser dispergierbares, modifiziertes Polyurethan nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyisocyanat aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus 1,6-Hexamethylendiisocyanat, l-Isocyanato-S-isocyanato-S^jS-trimethylcyclohexan, 2,4-Toluoldiisocyanat, 2,6-Toluoldiisocyanat und deren Gemischen besteht.
4. In Wasser dispergierbares, modifiziertes Polyurethan nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyätherpolyol in einer Menge in dem Bereich von etwa 0,50 bis etwa 5,00 Mole je Mol Polyisocyanat vorliegt.
5. In Wasser dispergierbares, modifiziertes Polyurethan nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das mittlere Molekulargewicht des Polyätherpolyols in dem Bereich von etwa 1 500 bis etwa 20 000, vorzugsweise von etwa 2 000 bis etwa 14 000 liegt.
6. In Wasser dispergierbares, modifiziertes Polyurethan nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das PoIyätherpolyol ein Homopolymer oder ein Block-Copolymer oder ein ungeordnetes Copolymer mit sich wiederholenden Einheiten
__0 - C - C
I I
ist, worin R., R„, R„ und R, unabhängig aus der aus H, CH„ und C„H,-bestehenden Gruppe ausgewählt sind.
7. In Wasser dispergierbares modifiziertes Polyurethan nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das PoIyätherpolyol aus weniger als etwa 50 Äquivalent-% eines ein dreidimensionales Polymer bildenden Materials besteht.
8. In Wasser dispergierbares, modifiziertes Polyurethan nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Modifiziermittel in einer Menge in dem Bereich von etwa 0,015 bis etwa 1,000 Mol je Mol Polyisocyanat vorliegt.
9. In Wasser dispergierbares, modifiziertes Polyurethan nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Modifiziermittel aus weniger als etwa 20 Mol-% Verbindungen besteht, die mehr als zwei aktiven Wasserstoff aufweisende Gruppen haben.
10. In Wasser dispergierbares, modifiziertes Polyurethan nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die anhän-
gende hydrophobe Gruppe 10 bis 22 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 10 bis 18 Kohlenstoffatome und insbesondere 12 bis 18 Kohlenstoffatome hat.
11. In Wasser dispergierbares, modifiziertes Polyurethan nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Modifiziermittel die Formel
R'-X -R &khgr; a
R"-Y -R
y c
hat, worin R die hydrophobe Gruppe mit wenigstens 10 Kohlenstoffatomen, Z ein Einzelatom oder eine kleine Atomgruppe, an die R, X und Y gebunden sind, wobei X und Y direkt oder über R1 und R" indirekt und R direkt oder über eine 1 bis 8 Atome enthaltende Kette indirekt angebunden sind, X eine Gruppe mit wenigstens einem aktiven Wasserstoff aufweisenden Teil aus der aus primärem Amin, sekundärem Amin, Hydroxyl, Carboxyl, Mercapto und deren Gemischen bestehenden Gruppe, Y eine Gruppe mit wenigstens einem aktiven Wasserstoff aufweisenden Teil aus der aus primärem Amin, sekundärem Amin, Hydroxyl, Mercapto und deren Gemischen bestehenden Gruppe unter der Voraussetzung, daß X und Y keine Gruppen sind, die unter den Reaktionsbedingungen zur Herstellung des modifizierten Polyurethans miteinander reagieren, R' und R" unabhängig eine Alkylgruppe mit 0 bis 8 Kohlenstoffatomen, eine Polyätherkette, eine Polyesterkette, eine Polyamidkette und deren Gemische bedeuten, &khgr; und y wenigstens 1 sind, die Summe aus (x+y) wenigstens 2 ist und a, b und c ganze Zahlen sind und die Summe von (a+b+c) wenigstens 1 ist.
12. In Wasser dispergierbares modifiziertes Polyurethan nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß Z Kohlenstoff, Stickstoff, Phosphor, ein carbocyclischer Ring, ein aromatischer Ring und deren Gemische, vorzugsweise Stickstoff eines tertiären Amins bedeutet.
-4- 030777£
13. In Wasser dispergierbares, modifiziertes Polyurethan nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß a und b null sind und X und Y Hydroxylgruppen sind.
14. In Wasser dispergierbares, modifiziertes Polyurethan nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Modifiziermittel die Formel
R-N;
hat, worin s und t jeweils wenigstens 1 sind und die Summe von (s+t) 2 bis etwa 50 ist.
15. In Wasser dispergierbares, modifiziertes Polyurethan nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das
Modifiziermittel Bis[2-hydroxyäthyl] talgamin, Bis[2-hydroxyäthyl]-octadecylamin, Bis[2-hydroxyäthyl]oleylamin, Bis[2-hydroxyäthyl] sojaamin, Polyoxyäthylen-cocoamin, Polyoxyäthylenoctadecylamin,
Polyoxyäthylen-talgamin, Polyoxyäthylen-oleylamin, Polyoxyäthylensojaamin oder ein Gemisch: daraus ist.
16. In Wasser dispergierbares, modifiziertes Polyurethan nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Modifiziermittel die Formel
O( PTJ PU &Rgr;&Lgr; TJ
Il / 2 2s
R-C-N C
>tH
17. In Wasser dispergierbares, modifiziertes Polyurethan nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß b null ist.
18. In Wasser dispergierbares, modifiziertes Polyurethan nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Modifiziermittel unter 1,2-Diaminododecan, N-Kokos-1,3-diaminopropan, N-Cetyl-1,3-diaminopropan, N-(TaIg)-I,3-diaminopropan, N-(hydrierter TaIg)-1,3-diaminopropan, N-Oleyl-1,3-diaminopropan, N-Soja-1,3-diaminopropan und deren Gemischen ausgewählt ist.
19. In Wasser dispergierbares, modifiziertes Polyurethan nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Modifiziertmittel unter 1,2-Dodecandiol, 1,2-Tetradecandiol, 1,2-Hexadecandiol, 1,2-Octadecandiol, 1,2-Eicosandiol und deren Gemischen ausgewählt ist.
20. In Wasser dispergierbares, modifiziertes Polyurethan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Modifiziermittel unter Laurylmalonsäure, Laurylbernsteinsäure, Octadecenylbernsteinsäure, Oleylbernsteinsäure und deren Gemischen ausgewählt ist.
21. In Wasser dispergierbares, modifiziertes Polyurethan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Modifiziermittel Aminoalkohol, eine Aminosäure oder ein Gemisch daraus ist.
22. In Wasser dispergierbares, modifiziertes Polyurethan, das das Reaktionsprodukt ist aus
a) Polyisocyanat, '
b) Polyätherpolyol in einer Menge in dem Bereich von etwa 0,10 bis etwa 10,00 Mole je Mol Polyisocyanat,
c) Modifiziermittel mit wenigstens zwei aktiven Wasserstoff aufweisenden Gruppen und wenigstens einer anhängenden hydrophoben Gruppe, die wenigstens 10 Kohlenstoffatome und keine mit dem Polyisocyanat oder dem Polyätherpolyol reaktionsfähigen Gruppen aufweist,
d) einem zweiten Typ eines Modifiziermittels mit der Formel
X-R-Y
&khgr; y
worin R eine Gruppe mit 0 bis 10 Kohlenstoffatomen bedeutet, X und
Y eine Gruppe mit wenigstens einem aktiven Wasserstoff aufweisenden Teil bedeuten, der unabhängig aus der aus primärem Amin, sekundärem Amin, Carboxyl, Hydroxyl, Mercapto und deren Gemischen bestehenden Gruppe ausgewählt ist, &khgr; und y wenigstens 1 und die Summe aus (x+y) wenigstens 2 ist, wobei der zweite Typ des Modifiziermittels keine anhängende hydrophobe Gruppe hat und die Gesamtmenge aus c) und d) etwa 0,015 bis etwa 3,400 Mole je Mol Polyisocyanat beträgt, und
e) Verkappungsmittel, das mit dem Reaktionsprodukt aus dem Polyisocyanat, dem Polyätherpolyol, dem Modifiziermittel und dem zweiten Typ des Modifiziermittels reaktionsfähig ist und in einer zur Verkappung des Reaktionsprodukts ausreichenden Menge vorliegt.
23. In Wasser dispergierbares, modifiziertes Polyurethan nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyätherpolyol Polyäthylenglykol ist.
24. In Wasser dispergierbares, modifiziertes Polyurethan nach Anspruch 22 oder Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyisocyanat aus der aus 1,6-Hexamethylendiisocyanat, l-Isocyanato-S-isocyanato-methyl-S.S',5-trimethylcyclohexan, 2,6-Toluoldiisocyanat, 2,4-Toluoldiisocyanat und Gemischen daraus bestehenden Gruppe ausgewählt ist und das Polyätherpolyol ein mittleres Molekulargewicht in dem Bereich von etwa 1 500 bis etwa 20 000 hat und die sich wiederholende Einheit
-O - C - C I I
j\„ &kgr;,
aufweist.
25. Verwendung des in Wasser dispergierbaren, modifizierten Polyurethans des Anspruchs 1 für eine verdickte wässrige Zusammensetzung, die Wasser und etwa 0,05 bis etwa 10,00 Gew.-% des Poly-
urethans aufweist.
26. Verwendung des in Wasser dispergierbaren, modifizierten Polyurethans des Anspruchs 1 für eine wässrige Zusammensetzung von bei hohen Scherkräften erhöhter Viskosität, die ein Gemisch der wässrigen Zusammensetzung mit etwa 0,005 bis etwa 10,000 Gew.-% des genannten Polyurethans aufweist.
27. Verwendung des Polyurethans nach Anspruch 26 in Form eines trockenen Pulvers, einer Trübe oder einer Lösung in einem mit Wasser verträglichen Lösungsmittel oder in der Form eines vorgemischten wässrigen Gels.
28. Verwendung des Polyurethans nach Anspruch 27 in Form einer Trübe oder Lösung, die das Reaktionsgemisch zur Herstellung des Polyurethans ist.
29. Verfahren zur Herstellung eines in Wasser dispergierbaren, modifizierten Polyurethans, das das Reaktionsprodukt aus
a) Polyisocyanat,
b) Polyätherpolyol in einer Menge in dem Bereich von etwa 0,10 bis etwa 10,00 Mole je Mol Polyisocyanat,
c) Modifiziermittel in einer Menge in dem Bereich von etwa 0,015 bis etwa 3,400 Mole je Mol Polyisocyanat, wobei das Modifiziermittel wenigstens zwei aktiven Wasserstoff aufweisende Teile und wenigstens eine anhängende hydrophobe Gruppe hat, die wenigstens 10 Kohlenstoffatome und keine mit dem Polyisocyanat oder dem Polyätherpolyol reaktionsfähige Teile aufweist, und
d) Verkappungsmittel ist, das mit dem Reaktionsprodukt aus dem Polyisocyanat, dem Polyätherpolyol und dem Modifiziermittel reaktionsfähig ist und in einer zur Verkappung des Reaktionsprodukts aus dem Polyisocyanat, dem Polyäther und dem Modifiziermittel ausreichenden Menge vorliegt,
dadurch gekennzeichnet, daß man
i) das Polyätherpolyol mit Polyisocyanat unter Bildung eines
Zwischenprodukts umsetzt oder mit dem Verkappungsmittel mischt, ii) das Verkappungsmittel dem Zwischenprodukt zusetzt bzw. das Polyisocyanat dem Gemisch mit dem Verkappungsmittel unter Bildung eines Zwischenprodukts zusetzt und
iii) das Modifiziermittel zusetzt, um das in Wasser dispergierbare, modifizierte Polyurethan zu bilden.
30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß man es in Abwesenheit eines Lösungsmittels durchführt.
31. Verfahren nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet , daß man es unter im wesentlichen wasserfreien Bedingungen durchführt.
32.. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß man das in Wasser dispergierbare, modifizierte Polyurethan dadurch gewinnt, daß man jegliches verbleibendes Lösungsmittel verdampft, das modifizierte Polyurethan auf oder unter seine Glasübergangstemperatur abkühlt und zu einem feinen Pulver zerkleinert.
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