DE3150157C2 - Urethan-Rheologie-Modifiziermittel, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung - Google Patents

Urethan-Rheologie-Modifiziermittel, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung

Info

Publication number
DE3150157C2
DE3150157C2 DE3150157A DE3150157A DE3150157C2 DE 3150157 C2 DE3150157 C2 DE 3150157C2 DE 3150157 A DE3150157 A DE 3150157A DE 3150157 A DE3150157 A DE 3150157A DE 3150157 C2 DE3150157 C2 DE 3150157C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
water
rheologle
diisocyanate
moles
parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE3150157A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3150157A1 (de
Inventor
Roger Morris Christenson
Rostyslaw Gibsonia Pa. Dowbenko
Karl Francis Verona Pa. Schimmel
Jerome Allan Pittsburgh Pa. Seiner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PPG Industries Inc
Original Assignee
PPG Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by PPG Industries Inc filed Critical PPG Industries Inc
Publication of DE3150157A1 publication Critical patent/DE3150157A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3150157C2 publication Critical patent/DE3150157C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65—Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66—Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • C08G18/6666—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52
    • C08G18/667—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38
    • C08G18/6674—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3203
    • C08G18/6677—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3203 having at least three hydroxy groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/302—Water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65—Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66—Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • C08G18/6666—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/721—Two or more polyisocyanates not provided for in one single group C08G18/73 - C08G18/80
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/43—Thickening agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00—Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L75/04—Polyurethanes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Urethan-Rheologie-Modifiziermittel mit einer verzweigten Struktur und im wesentlichen keinen endständigen hydrophoben Gruppen, das erhalten wurde durch Umsetzung von a) einem Polyalkylenoxid, b) einem polyfunktionellen Material mit mindestens drei aktiven Wasserstoffatomen oder einem Polyisocyanat mit mindestens drei Isocyanatgruppen, c) einem Diisocyanat, d) weniger als 3 Mol Wasser für je 8 Mol Polyalkylenoxid und e) eine zusätzliche Menge eines Diisocyanats, um Wasser zu kompensieren, das etwa vorhanden ist und Isocyanatgruppen verbrauchen kann.

Description

(a) 8 Mol Polyalkylenoxid,
(b) 0,1 bis 3 Mol polyfunktionellem Material,
(c) 4 bis IS MoI Diisocyanat,
(d) weniger ais 3 Moi Wasser und gegebenenfalls
(e) einer zusätzlichen Menge eines Dilsocyanats, um Wasser zu kompensieren, das eventuell in der Reaktionsmischung aber die unter (d) genannte Wassermenge hinaus noch vorhanden 1st.
2. Rheologie-Modifiziermittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es erhalten worden Ist durch Umsetzung von je
(a) 8 Moi Polyalkylenoxid,
(h) 1 bis 3 Mol polyfunktionellem Material,
(c) 6 bis 12 Mol Diisocyanat,
(d) weniger als 2,8 Mol Wasser und gegebenenfalls
(e) einer zusätzlichen Menge an Diisocyanat, um Wasser zu kompensieren, das eventuell In der Reaktionsmischung über die unter (a) genannte Wassermenge hinaus noch vorhanden ist.
3. Rheologle-Modlflziermittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es erhalten wurde durch Umsetzung von Polyäthylenoxid, Trimethylolpropan, Bis-para-lsocyanatoyclohexylmethan und Wasser.
4. Verfahren zur Herstellung eines Urethan-Rheologie-Modlfizlermittels mit einer verzweigten Struktur und Im wesentlichen keinen endständigen hydrophoben Gruppen durch Umsetzung In einem Inerten organischen Lösungsmittel eines Polyalkylenoxide mit einem Molekulargewicht von 2000 bis 20 000, eines polyfunktionellen Materials, das mindestens drei aktive Wasserstoffatome enthält, die In der Lage sind, mit Isocyanat zu reagieren, oder ein Polylsocyanat mit mindestens drei Isocyanatgruppen ist, eines Dilsocyanats und von Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß man je
(a) 8 Mol Polyalkylenoxid,
(b) 0,1 bis 3 Mol polyfunktionelles Material,
(c) 4 bis 15 Mol Diisocyanat,
(d) weniger als 3 Mol Wasser und gegebenenfalls
(e) eine zusätzliche Menge eines Dilsocyanats, um Wasser, das eventuell In der Reaktionsmischung über das unter (d) genannte Wasser hinaus vorhanden Ist und Isocyanatgruppen verbrauchen kann, zu kompensieren.
mischt und die erhaltene Mischung umsetzt, bis praktisch keine freien 'socyanatgruppen mehr
vorhanden sind.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung bei einer Temperatur zwischen 100 und 130° C umgesetzt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung ein mehrwertiger Alkohol zugegeben wird, nachdem Im wesentlichen keine freien Isocyanatgruppen mehr vorhanden sind.
7. Verwendung der Verbindungen nach einem der Ansprüche 1 bis 3 als Rheologle-Modlflziermittel In filmbildenden polymeren Harzmassen.
Die Erfindung betrifft Urethan-Rheologle-Modlfizlermittei, ein Verfahren zu Ihrer Herstellung und Ihre Verwendung in Überzugszusammensetzungen auf Basis von Wasser oder organischen Lösungsmitte! η.
Überzugsmassen hat man schon seit langer Zelt aus verschiedenen Gründen Zusätze beigefügt. So werden beispielsweise Zusätze für die Steuerung der Viskosität, oberflächenaktive Mittel, Antischaummittel und andere Zusätze Überzugsmassen in geringen Mengen elnverleibt. Man hat auch schon Rheologle-Modlflziermittel solchen Überzugsmassen zugefügt, um dadurch nicht nur die Viskosität der Überzugsmasse zu erhöhen, sondern um die Viskosität auf einem gewünschten Niveau unter verschiedenen Verarbeltungs- und Verwendungsbedingungen zu halten. Als sekundäre Effekte erbringen dabei die Rheologle-Modlflziermitiel eine Schutzkolloidwirkung, eine Verbesserung der Plgmentsuspendlerung, eine Verbesserung des Fließverhaltens und eine höhere Gleichmäßigkeit der Überzüge.
Einige dieser Eigenschaften sind auch In anderen Zusammensetzungen erwünscht, wie zum Beispiel In Zusammensetzungen zur Behandlung von Textilien, Kosmetika, Papierzusammensetzungen, Bohrhilfsmitteln, Schäumen zur Brandbekämpfung, Detergenzlen, Pharmazeutika, landwirtschaftlichen Formulierungen und Emulsionen aller Art. Daraus geht hervor, daß Rheologle-Modlfizlermlttel In einer Vielzahl von Zusammensetzungen verwendet werden.
Viele bekannte Reologle-Modlfizlermlttel werden mil unterschiedlichem Erfolg benutzt. So haben sich zum Beispiel Naturstoffe, wie Alginate, Kasein und Traganth sowie modifizierte Naturstoffe, wie Mc'.hylcellulose und Hydroxyäthylcellulose, als Rheologle-Modlflziermittel elicjeführt. Man hat auch synthetische Rheologle-Modifizlermlttel verwendet. Zu diesem gehören Copolymere von Carboxyvlnyläthern, Acrylpolymere und Copolymere aus Maleinsäureanhydrid und Styrol. Die bekannten Rheologle-Modlflziermittel haben aber verschiedene Nachtelle. Die natürlichen Rheologle-Modlflziermittel sind empfindlich gegen einen biologischen Abbau. Die bekannten synthetischen Rheologle-Modlflziermittel sind zwar gegen einen biologischen Abbau beständig, doch Ist Ihre verdickende Wirkung über einen wellen Bereich von Endverwendungen und/oder Konzern railo-
w> nen der filmbildenden Mitlei nicht befriedigend. In der US-PS 41 55 892 Ist ein Polyurethan-Rhcologle-Modll'lzlermlttel beschrieben, bei dem mindestens drei hydrophobe Gruppen durch hydrophile Äthergruppen verbunden sind. Dieses Rheologle-Modlflzlermlllel soll bcstän-
(•5 dig gegenüber Hydrolyse und biologischem Abbau sein und soll sich für die Verwendung In Lalcx/.usiimmcnsetzungen eignen.
Es besteht jedoch der Wunsch nach verbesserten
Rheologle-ModlFlziermitteln, die biologisch beständig sind und die über einen weiten Bereich von Anwendungsmöglichkeiten und Temperaturen wirksam sind. Im Ideallall sollte ein solches Rheologle-Modiftzlermittel sowohl In wäßrigen als auch in organischen Systemen In Kombination mit verschiedenartigen filmbildenden Harzen verwendet werden können. Außerdem wäre es wünschenswert, wenn diese Rheologie-Modifiziermittel auch die zusätzlichen günstigen Wirkungen besitzen würden, die vorstehend beschrieben sind.
Aufgabe der Erfindung Ist es deshalb, ein verbessertes Rheologie-Modifiziermittel und ein Verfahren zu dessen Herstellung zur Verfügung zu stellen.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die In den Patentansprüchen definierte Erfindung gelöst.
Bei der Charakterisierung der Erfindung sind alle Angaben über Prozentsätze und Verhältnisse Gewichtsangaben, falls nicb? ausdrücklich etwas anderes festgestellt wird.
Die erfindungsgemäßen Urethan-Rheologie-Modifizlermltte! lassen sich als Zusätze für Zusammensetzungen sowohl auf Basis von Wasser als auch auf Basis von organischen Lösungsmitteln verwenden. Sie sind insbesondere als Zusätze von Überzugsmassen geeignet.
Der hier verwendete Ausdruck »Rheologie-Modifizlermlttel« ist breit zu verstehen und schließt Verdikkungsmlttel, thlxotrope MIttel, Viskosltäts-Modlflzlermlttel und Geliermittel ein.
Die erfindungsgemäßen Urethan-Rheologie-Modifizlermlttel leiten sich aus der Umsetzung eines Polyalkylenoxide, eines polyfunktlof.slten Materials, eines Diisocyanats und von Wasser ab. Si besitzen eine verzweigte Kettenstruktur und sind Im wesentlichen frei von endständigen hydrophoben Gruppen.
Die bei der Erfindung verwendeten Polyalkylenoxide können Polyäthylenoxiddiole, Polypropylenoxiddiole und Polybutylenoxiddlole sein. Diese Materlallen haben ein Molekulargewicht von 2000 bis 20 000, bevorzugt 4000 bis 12 000. Diese Molekulargewichte sind Gewichtsmolekulargewichte, wie sie durch Gelpermeatlons-Chromatographle unter Verwendung eines Polystyrolstandards bestimmt werden. Das bevorzugte Polyalkylenoxld Ist das Polyäthylenoxid, Insbesondere dann, wenn die erhaltenen Rheologle-Modiflzlermlttel für Zusammensetzungen auf wäßriger Basis verwendet werden sollen.
Das polyfunktlonelle Material enthält mindestens drei aktive Wasserstoffatome, die In der Lage sind, mit einem Isocyanat zu reagieren. Alternativ kann das polyfunktionell Material ein Polylsocyanat mit mindestens drei Isocyanatgruppen sein. Beispiele von geeigneten polyfunktlonellen Materlallen sind Polyole, Amine, Amlnalkohole, Thiole und Polyisocyanate. Das bevorzugte polyfunktlonelle Material ist ein Polyol mit mindestens drei Hydroxylgruppen. Beispiele von solchen Materlallen sind Polyalkohole, wie Trimethylolpropan, Trlmethyloläthan und Pentaerythrit; Polyhyilroxyalkane, wie Glycerin, Erythrlt, Sorbit und Mannit; mehrwertige Alkoholäther, wie diejenigen, die sich von den zuvor genannten Alkoholen und Alkylenoxlden ableiten; cycloaliphatische mehrwertige Verbindungen, wie Trlhydroxy-cyclohexane und aromatische Verbindungen, wie Trlhydroxybenzole. Bevorzugte Polyole sind mehrwertige Alkohole, Insbesondere Trlmetliylolpropan. Beispiele für andere geeignete polyfunktlonelle Materialien sind Dläthylentrlamln, Trläthylentetramln, Dläthanolamln, Trläthanolamln, Trllsopropanolamln, Trimercaptomethylpropan, Triphenylmethan-4,4',4"-triisoeyanat, 1,3,5-TrIisocyanatobenzol, 2,4,6-Trllsocyanatotoluol, 4,4'-Diphenyldimethylmethan-2,2'-5,5'-
tetraisoeyanat und das trimere Hexamethylendiisocyanat. Auf 8 Mo! des Polyalkylenoxide werden 0,1 bis 3 Mol, bevorzugt 1 bis 3 MoI, des polyfunktlonellen Materials in der Reaktionsmischung verwendet.
Als dritte Komponente wird in der Reaktionsmischung ein Diisocyanat in einer Menge von 4 bis 15 Mol, bevorzugt 6 bis 12 Mol, auf 8 Mol des Polyalkylenoxide verwendet. Wenn In der Reaktionsmischung Wasser vorhanden ist, Ist es zweckmäßig, zusätzliche Mengen an Diisocyanat zu verwenden, obwohl, wie später im einzelnen ausgeführt wird, Wasser in geringen Mengen vorhanden sein kann. Wie gut bekannt ist, werden durch Wasser Isocyanatgruppen verbraucht. Aus diesem Grund ist es empfehlenswert, eine zusätzliche Menge an Diisocyanat zu verwenden, um die Wassermenge zu kompensieren und die gewünschte stöchiometrische Reaktion einzuhalten. Es können verschiedene organische Diisocyanate verwendet werden, die sich von Kohlenwasserstoffen oder substituierten Kohlenwasserstoffen ableiten, wie aliphatische, cycloaliphatische oder aromatische Diisocyanate oder Mischungen solcher Diisocyanate. Im allgemeinen entsprechen die Diisocyanate der Formel OCNRNCO, wobei R ein organischer Rest ist. Beispiele solcher Reste sind Arylen, wie Phenylen und Dlphenylen; Alkylarylen, wie Dlniethylblphenylen, Methylenblsphenylen und Dimethylmethylenbisphenylen; Alkylen, wie Methylen, Äthylen, Tetramethylen, Hexamethylen und Trlmethylhexylen, sowie alicycllsche Reste, wie Isophoron und Methylcyclohexylen. Der Rest R kann auch ein Kohlenwasserstoff mit Ester- oder Ätherbindungen sein. Spezifische Beispiele von geeigneten Dlisocyanaten sind 1,4-Tetramethylendlisocyanat, 1,6-Hexamethylendllsocyanat, 2,2,4-Trlmethyi-l,6-dllsocyanatohexan, 1,10-Decamethylendlisocyanat, 1,4-CycIohexylendiisocyanat, 4,4'-Methylen-bls-(!socyanatocyclohexan), p-Phenylendlisocyanat, 2,6-Toluylendllsocyanat, 2,4-Toluylendllsocyanat, Xylylendllsocyanat, Isophorondllsocyanat, 4,4'-Blphenylendilsocyanat, 4,4'-Methylendlphenyldlisocyanat, 1,5-Naphthallndllsocyanat und 1,5-Tetrahydronaphthallndllsocyanat. Bevorzugt sind die Toluylendllsocyanate und die cycloaliphatische Diisocyanate, insbesondere Isophorondilsocyanat und Blspara-isocyanatocyclohexylmethan.
Als vierte Komponente kann In der Reaktionsmischung Wasser vorhanden sein. Das Wasser 1st In einer Menge von weniger als drei Mol auf acht Mol Polyalkylenoxid zugegen, wobei weniger als 2,8 Mol bevorzugt Ist. In diesem Zusammenhang Ist zu berücksichtigen, daß häufig die anderen Komponenten mit Ausnahmen des Diisocyanats und gegebenenfalls des verwendeten Lösungsmittels Wasser, in der Regel In Spurenmengen, enthalten. Es Ist deshalb erforderlich zu berücksichtigen, daß In die Reaktionsmischung Wasser aus diesen Quellen eingebracht wird, so daß mindestens durch teilweise Trocknung der Ausgangsstoffe diesem Umstand Rechnung getragen wird. Der Wassergehalt hat einen Effekt auf die die Viskosität beeinflussenden Merkmale des Rheologle-Modiflzlermlttels. Es wird angenommen, daß Wasser für die Bildung von Harnstoff- und anderen Gruppen In dem Molekül des Modifizierungsmittels verantwortlich Ist.
Die Reaktionsmischung zur Herstellung der Rheologle-Modlfizlermlttel kann außer den genannten Ausgangsstoffen noch andere Verbindungen enthalten,
die die Umsetzung nicht stören und die Eigenschaften des gebildeten Rheologle-Modiflzlermlttels nicht beeinträchtigen. Solche Komponenten sind zum Beispiel monofunktlonelle Stoffe und niedermolekulare Polyole, wobei diese Stoffe im allgemeinen in einer Menge von weniger als 10 Gew.-% vorhanden sein können.
Ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung von Rheologle-Mciiflzlermitteln gemäß der Erfindung besteht Im Mischen oder Verschneiden aller Ausgangsstoffe in Gegenwart eines Lösungsmittels und im Erwärmen auf eine Temperatur Im Bereich von 100 bis 130° C.
Alternativ können die Komponenten in beliebiger Reihenfolge zugesetzt und bei der vorhin genannten erhöhten Temperatur umgesetzt werden. Man läßt die Reaktion fortschreiten, bis praktisch keine freien Isocyanatgruppen mehr vorhanden sind. Die Abwesenheit von freien Isocyanatgruppen zeigt das Ende der Reaktion an. Durch die Verwendung der angegebenen Verhältnisse der Ausgangsstoffe ist sichergestellt, daß keine freien Isocyanatgruppen in der Rcaktlonsmlschung vorhanden sind, wenn man die Umsetzung vollständig verlaufen läßt. Als flüssiges Medium können inerte Lösungsmittel verwendet werden, wobei In diesen alle Komponenten entweder löslich oder dlspergierbar sein sollen. Beispiele für derartige Lösungsmittel sind Benzol, Toluol, Xylol, Äthylacetat, Butylacetat und die Dialkyläther von Äthylenglykol und Diäthylenglykol. Bevorzugt wird jedoch ein organisches Lösungsmittel verwendet, das mit Überzugsmassen auf wäßriger Basis oder organischer Basis verträglich ist. Verträgliche Lösungsmittel sind deshalb bevorzugt, weil es eine Zielsetzung der Erfindung ist, daß die Rheologie-Modlflzlermittel nach Ihrer Herstellung direkt zu Überzugsmassen zugegeben werden können, ohne unverträgliche Lösungsmittel vorher entfernen zu müssen. Dieses Ziel 1st besonders bei Überzugsmassen auf wäßriger Basis schwer zu erreichen. Beispiele für Lösungsmittel, die besonders verträglich mit Überzugsmassen, einschließlich der wäßrigen Überzugsmassen sind, sind 1-Methyl-2-pyrroiidon, Dimethylformamid, Dlmelhylacetamld, Dlmethylsulfoxld, y-Butyrolacton, Dloxan, Dlmethyl- und Dläthyläther von Äthylenglykol, Dläthylenglykol und Acetonitril.
Bei einem bevorzugten Verfahren für die Herstellung der erfindungsgemäßen Rheologle-Modlflzlermlttel wird ein mehrwertiger Alkohol, wie Äthylenglykol, Piopylenglykol oder Glycerin, zugegeben, wenn die Mischung, die In dem vorstehenden Absatz charakterisiert worden ist, im wesentlichen frei von Isocyanatgruppen ist. Durch diese Zugabe wird die Viskosität der Mischung herabgesetzt, wodurch die Mischung leichter handhabbar wird und es noch sicherer wird, daß das Rheologle-Modiflzlermittel keine endständigen hydrophoben Gruppen enthält. Bei der Zugabe der genannten mehrwertigen Alkohole sollte die Temperatur der Mischung bevorzugt 100 bis 13O0C betragen. Die Menge des mehrwertigen Alkohls kann In weiten Grenzen schwanken, doch werden Im allgemeinen 50 bis 500% des mehrwertigen Alkohols, bezogen auf die zur Herstellung des Rheologle-Modiflzlermlttels verwendeten reaktionsfähigen Komponenten, benutzt.
Die erfindungsgemäßen Rheoiogle-Modlflzlermltte! lassen sich sowohl in wäßrigen Zusammensetzungen als auch In Zusammensetzungen auf Basis von organischen Lösungsmitteln verwenden. Sie sind besonders als Zusätze für Überzugsmassen geeignet, wobei Ihr Zusatz zu Überzugsmassen aw " 3asls eines wäßrigen Latex von besonderem Interesse ist.
Überzugsmassen in Form von Latices kann man aus verschiedenen wasserunlöslichen polymeren (Umbildenden Materialien, die In der Lage sind, eine wäßrige Dispersion zu bilden, herstellen. Besonders geeignete filmbildende polymere Harze sind Acrylharze, die man durch Polymerisieren von Derivaten der Acrylsäure und der Methacrylsäure erhält. Unter den Derivaten dieser Säuren sind besonders ihre Ester mit Methylalkohol, Äthylalkohol, Propylalkohol und Butylalkohol geeignet. Eine aridere Gruppe von polymeren Harzen, die In Latexform gewonnen werden kann, sind Polyvlnylverblndungen, die sich von Vinylmonomeren ableiten. Die Vinylmonomeren können verschiedene Substltuenten haben, die an der olefinischen Doppelbindung hängen, wie zum Beispiel Chlor, Acetat un'J aromatische Gruppen. Typische Beispiele von Vinylmonomeren sind Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylacetat, Styrol und Mischungen davon.
In den wäßrigen Latexsysternen ÜCr.t das wasserunlösliche polymere Harz in Form von feinverteilten Teilchen vor, die in der Regel einen Durchmesser von weniger als 1 μπι, bevorzugt 0,05 bis 0,5 μιτι, haben. Diese Zusammensetzungen werden häufig auch als Dispersionen oder Emulsionen bezeichnet. Eine typische Latexüberzugsmässe enthält 5 bis etwa 70%, bevorzugt 20 bis etwa 35%, der vorstehend beschriebenen filmbildenden Harze und 0,1 bis etwa, 10%, bevorzugt I bis etwa 5%, bezcgen auf das fllmblldende polymere Harz, des Rheologle-Modlfizlermlttels.
Andere filmbildende Harze, die entweder In Wasser oder in organischen Lösungsmitteln gelöst sein können, sind Epoxy-, Vinyl-, Alkyd-, Polyester-, Acryl-, Aminoplast-, Phenoplast-, Amid- oder Urethanharze, sowie Cellulosederivate oder Mischungen davon Es kommen auch Copolymere solcher Harze In Betracht.
Es können verschiedene organische LCsungrmlllel In den Überzugsmassen verwendet werden. Beispiele solcher Lösungsmittel sind Kohlenwasserstoffe und halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Toluol, Xylol, Leichtbenzin, Hexan, Cyclohexan, Chlorbenzol und Perchloräthylen.
Zusammensetzungen, wie Überzugsmassen, die ein filmbildendes Harz und ein erfindungsgemäßes Rheologle-Modlflzlermlttel enthalten, können darüber hinaus auch übliche Zusätze enthalten, wie Weichmacher, Füllstoffe, oberflächenaktive Mittel, Stabilisatoren verschiedenster Art und Pigmente.
Die Überzugsmassen können durch bekannte Arbeltswelsen und Einrichtungen auf eine Vielzahl von Substraten aufgetragen werden. So kann man zum Be'..,piäl die Zusammensetzungen durch Sprühen, Tauchen, Streichen, Auffließenlassen und Aufwalzen auftragen. Als Beispiele von In Betracht kommenden Substraten selen Holz, Metalle, Glas, Kunststoffe und Tapeten genannt.
Die Erflndune wird In den Beispielen noch näher erläutert.
Beispiel 1
Es wird ein Rheologle-Modlflzlermlttel aus folgenden Ausgangsstoffen hergestellt:
Polyäthylenoxid (M.G.
Trlmethylolpropan
dlmeres Dllsocyanat
Wasser
8000)
Molverhältnls
1,4
11,7
2,5
IiIn Rcakllonsgcfäß wird zu Beginn mit 400 Teilen I -Methyl-2-pyrrolidon, 100 Teilen Cyclohexan, 500 Teilen l'olyälhylenoxld und !,5 Teilen Trlmethylolpropan beschickt. Das Reaktionsgefäß wird nun auf 105° C crwilrmi. um Wasser zu entfernen, und dann auf 150" C, um Cyclohexan zu entfernen. Zusammen werden 66,4 Teile Wasser und Cyclohexan entfernt. Hlne Untersuchung einer Probe zeigt, daß die Mischung 0,037% Wasser enthält. Es wird dann eine l%lge Dlbutylzlnndllaurat-Katalysator-Lösung In l-Methyl-2-pyrrolldon bis zu 10 Teilen zugegeben, wobei die Temperatur bei 1000C gehalten wird. Danach werden mit einer Pumpe 53,9 Teile dlmeres Dllsocyanat In die Reaktionsmischung eingeführt, und anschließend wird mit !0 Teilen l-Methyl-2-pyrrolldon gespült. Nach einem Zeltraum von etwa 3 Stunden werden 1548 Teile
Dr/^nwlartiituL/Λΐ 7llDOOPtu>n Hi^ VlclfACltät ΗΡΓ MlcrhlirlO
1 »"f/ *~4l&4j ,.V. ....QwQ-v-..- — .- - .-.. .- — ο
wird mit Z-6 gemessen. Nach einem weiteren Zeltraum von 3.5 Stunden bei 120° C werden 502 Teile Propylenglykol und 502 Teile entionisiertes Wasser zugegeben. Die fertige Reaktionsmischung hat eine Viskosität von Z-3 und einen Feststoffgehalt von 15%.
Beispiel 2
Das Rheologle-Modlflzlermlttel dieses Beispiels wird aus folgenden Ausgangsstoffen hergestellt:
Polyäthylenoxid <M.G. 8000)
Trlmethylolpropan
Diisocyanat ')
Wasser
Gewichtsteile
Acryllatex ') 368
Lösung des Rheologie-Modifiziermittels 50
(15% Feststoffe)
Wasser 148
A m I nomethy I propanol 1
Dispergiermittel2) 2
Oberflächenaktives Mittel ') 12
Entschäumer 8
Phenyl-quecksllber-II-acetat 0,5
Kaliumcarbonat 119
Bariumsulfat 190
Hydroxläthylcellulose 2
Koaleszlermlttel4) !2
Ä'.hylenglykol 15
Tonaufschlämmung (68% Feststoffe) 104
') 46.5% Feststoffe
!) wäßriges Natrlumpolyacrylal
') Verschnitt aus anionischem Komplex eines organischen Phosphats. Nonylphenoxy-polyethylenoxldethanol und anionischem oberflächenaktive Mittel vom Sulfosucclnattyp Im Verhältnis 2:8:2
') 2-Phenoxyethanol
Die Viskositäten dieser Überzugsmassen unter Verwendung der einzelnen Rheologle-Modlflzlermittel 2" waren wie folgt:
Molverhältnis
!,4
U,9
2,3
') Das Dllsocyanat leitet sich ab aus der Umsetzung von 2 Mol Toluylendllsocyanat und einem Mol Neopentylglykoladlpat. Das Neopentylglykoladlpat wurde durch Umsetzung von 2 Mol Neopeniylglykol und einem Mol Adipinsäure bis zur F.rzlelung einer Säurezahl von weniger als 5 hergestellt.
Ein Reaktionsgefäß wird mit 500 Teilen Polyäthylenoxid, 1.5 Teilen Trimethylolpropan, 335 Teilen l-Methyl-2-pyrrolldon und !00 Teilen Cyclohexan beschickt. Diese Mischung wird auf 150° C erwärmt, um 66,4 Teile Wasser und Cyclohexan abzutreiben. Eine Probe der Mischung zeigte bei der Untersuchung einen Wassergehalt von 0,037%. Es werden dann 10 Teile einer l%lgen Dlbutylzlnndllauratlösung zugegeben, wobei die Mischung bei 100° C gehalten wird. Zu diesem Zeitpunkt werden 213,2 Teile Diisocyanat und 26 Teile l-Methyl-2-pyrrolldon zur Spülung zugegeben. Nach etwa 4,5 Stunden ist die Reaktionsmischung Isocyanatfrei. Die Viskosität der Mischung wird durch Zugabe von 2539 Teilen Propylenglykol und 621 Teilen Wasser reduziert.
Beispiel 3
Die Wirksamkeit der Rheologie-Modlfizlermittel von Beispiel 1 und 2 wird bei der folgenden Überzugsmasse auf Basis eines Latex geprüft.
Rheologie-Modlflzlermlttel
Viskosität
zung
(Pa-s)
und Zusammenset-
Beispiel 1
Beispiel 2
6 upm
3,200
32,500
Beispiel 4
60 upm
5,550
7,700
Es wird eine Überzugsmasse In einem organischen Lösungsmittel unter Verwendung eines Rheologle-Modlflziermlttels nach der Erfindung wie folgt formullert:
Gewichtstelle
»Long Oll«/Sojaalkydharz 17,33
Sonnenblumenöl/Sojaalkydharz 31,09
Lösung des Rheologle-Modiflziermlttels 1,67
von Beispiel 1 (!5% Feststoffe)
Leichtbenzin 13,14
Äthylenglykol-monophenyläther 1,63
Sojaleclthln 0,42
Trockner 0,05
Kalziumtrockner 0,39
Kobalttrockner 0,06
Mangantrockner 0,03
Zlrkontrockner 0,62
oberflächenaktives Mittes ') 0,47
oberflächenaktives MittelJ) 0,24
Aluminiumsilikat 2,33
Siliciumdioxid 2,27
Kaliumcarbonat 15,51
Titandioxid 8,33
Sojaöl 3,25
Methyläthylketoxim 0.46
') Nonylphenoxy-polyethylenoxid-ethanol
Nach 24 Stunden hat diese Zusammensetzung eine Viskosität von 89 Kreb-Einhelten gegenüber 76 Kreb-Einheiten für die gleiche Zusammensetzung aber ohne das Rheologie-Modifziermlttel. Daraus geht die Wirksamkeit der Rheologie-Modi flziermlttel gemäß der Erfindung in Überzugsmassen auf Basis eines organischen Lösungsmittels hervor.
Die Kreb-Elnhelten geben die Viskosität einer Flüssigkeit an, gemessen In einem Gefäß mit einem Schaufelrührer. Der Wert der Kreb-Elnhelten entspricht der
Kraft In Gramm, die erforderlich Ist, um 100 Umdrehungen der Schaufel In dem bestimmten flüssigen
Syst«m In 30 Sekunden zu bewirken.
30
40
45
50
55
60
65

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Urethan-Rheologie-Modlfizlermlttel mit einer verzweigten Struktur und im wesentlichen keinen endständigen hydrophoben Gruppen auf Basis eines Polyalkylenoxide mit einem Molekulargewicht von 2000 bis 20 000, eines polyfunktlonellen Materials, das mindestens drei aktive Wasserstoffatome enthalt, die In der Lage sind, mit Isocyanat zu reagieren, oder ein Polylsocyanat mit mindestens drei Isocyanatgruppen ist, eines Dilsocyanats und von Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß es erhalten worden Ist durch Umsetzung von je
DE3150157A 1980-12-29 1981-12-18 Urethan-Rheologie-Modifiziermittel, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung Expired DE3150157C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/220,617 US4337184A (en) 1980-12-29 1980-12-29 Urethane rheology modifiers substantially free of terminal hydrophobic groups and compositions containing same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3150157A1 DE3150157A1 (de) 1982-07-08
DE3150157C2 true DE3150157C2 (de) 1985-05-02

Family

ID=22824259

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3150157A Expired DE3150157C2 (de) 1980-12-29 1981-12-18 Urethan-Rheologie-Modifiziermittel, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4337184A (de)
AU (1) AU528108B2 (de)
CA (1) CA1179096A (de)
DE (1) DE3150157C2 (de)
FR (1) FR2497210A1 (de)
GB (1) GB2090269B (de)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4497913A (en) * 1983-05-31 1985-02-05 Olin Corporation Process for preparing a stable dispersion of a polymer in a polyol and its use in the production of high resilience polyurethane foam
US4436862A (en) * 1983-06-14 1984-03-13 Nl Industries, Inc. Thermally stable thickener
FI843517L (fi) * 1983-10-17 1985-04-18 Hercules Inc Belaeggningskompositioner innehaollande kopolymerer av etylenoxid och laongkedjade epoxider.
US4859743A (en) * 1988-06-22 1989-08-22 Ppg Industries, Inc. Urethane component for high solids coating compositions
US5319055A (en) * 1991-10-18 1994-06-07 Rohm And Haas Company Non-aqueous thickening agents
US5563233A (en) * 1994-11-16 1996-10-08 Tyndale Plains-Hunter, Ltd. Polyether polyurethane polymers and gels having improved absorption and slip properties
DE19508856A1 (de) * 1995-03-11 1996-09-12 Henkel Kgaa Schutzkolloide
US5932200A (en) * 1996-08-14 1999-08-03 Tyndale Plains-Hunter, Ltd. Polyether polyurethane polymers, gels, solutions and uses thereof
US6043300A (en) * 1996-12-09 2000-03-28 Rheox, Inc. Liquid rheological additives for non-aqueous systems and non-aqueous systems containing such liquid rheological additives
RU2011105732A (ru) 2008-07-17 2012-08-27 Геркулес Инкорпорейтед (Us) Способ получения композиций покрытия на водной основе с заданными свойствами
JP5813431B2 (ja) * 2010-10-25 2015-11-17 ローム アンド ハース カンパニーＲｏｈｍ Ａｎｄ Ｈａａｓ Ｃｏｍｐａｎｙ レオロジー調節剤
WO2021173301A2 (en) 2020-02-27 2021-09-02 Illinois Tool Works Inc. Heat transfer label and process for the use thereof

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB731071A (en) * 1951-07-19 1955-06-01 Du Pont Preparation of elastomers from polyalkylene ether glycols and diisocyanates
FR1308345A (fr) * 1960-12-19 1962-11-03 Ici Ltd Procédé de fabrication de revêtements de surfaces notamment de revêtement de polyuréthane
US3326821A (en) * 1963-05-27 1967-06-20 Air Prod & Chem Cellular polyurethanes from organic isocyanates, high molecular weight polyether polyols and lower molecular weight hydroxy containing oxo bottoms
FR1410505A (fr) * 1963-09-19 1965-09-10 Bayer Ag Procédé de préparation de produits à partir de polysioncyanates et de composés polyhydroxylés avec utilisation de solvants organiques aqueux
GB1125285A (en) * 1965-03-15 1968-08-28 Ici Ltd Polyurethane coating compositions and their use
US3483163A (en) * 1967-07-21 1969-12-09 Dow Chemical Co Metal mercaptide curing agents for polyepoxide resins
US3857800A (en) * 1970-06-19 1974-12-31 Dunlop Holdings Ltd Flexible polyurethane foams prepared from a mixture of polyether polyols
US4118354A (en) * 1972-11-24 1978-10-03 Dai-Ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. Polyurethane hydrogel and method for the production of the same
US3939123A (en) * 1974-06-18 1976-02-17 Union Carbide Corporation Lightly cross-linked polyurethane hydrogels based on poly(alkylene ether) polyols
US4061618A (en) * 1975-05-07 1977-12-06 National Starch And Chemical Corporation Process for preparing stable polyurethane latices
US4155892A (en) * 1975-10-03 1979-05-22 Rohm And Haas Company Polyurethane thickeners for aqueous compositions
US4079028A (en) * 1975-10-03 1978-03-14 Rohm And Haas Company Polyurethane thickeners in latex compositions
GB1545098A (en) * 1975-12-29 1979-05-02 Berol Kemi Ab Polyurethane foams their preparation and use
US4180491A (en) * 1976-12-01 1979-12-25 Rohm And Haas Company Nonionic polyurethane thickener with surfactant cothickener and organic diluent, clear concentrates, aqueous print pastes, coloring compositions, methods of making and printing
US4131604A (en) * 1977-11-23 1978-12-26 Thermo Electron Corporation Polyurethane elastomer for heart assist devices
US4298511A (en) * 1980-08-01 1981-11-03 Ppg Industries, Inc. Urethane rheology modifiers and compositions containing same

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NICHTS-ERMITTELT

Also Published As

Publication number Publication date
GB2090269A (en) 1982-07-07
US4337184A (en) 1982-06-29
GB2090269B (en) 1984-07-04
DE3150157A1 (de) 1982-07-08
FR2497210A1 (fr) 1982-07-02
AU7678481A (en) 1982-07-22
AU528108B2 (en) 1983-04-14
CA1179096A (en) 1984-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3150174C2 (de) Urethan-Rheologie-Modifiziermittel, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung
EP0438836B1 (de) Dispergiermittel, ihre Verwendung und damit beschichtete Feststoffe
EP0000029B1 (de) Verfahren zur Herstellung von wässrigen Polyurethan-Dispersionen und -Lösungen und deren Verwendung zur Beschichtung von flexiblen Substraten
EP0009760B1 (de) Verfahren zur Herstellung von wässrigen Dispersionen oder Lösungen von Polyurethan-Polyharnstoffen sowie ihre Verwendung
EP0318999B1 (de) Als Dispergiermittel und als Dispersionsstabilisatoren geeignete Additionsverbindungen, Verfahren zu ihrer Herstellung, ihre Verwendung und damit beschichtete Feststoffe
EP0154678B1 (de) Als Dispergiermittel geeignete Additionsverbindungen, Verfahren zu ihrer Herstellung, ihre Verwendung und damit beschichtete Feststoffe
DE2931044C2 (de)
EP2668240B1 (de) Netz- und dispergiermittel, verfahren zur herstellung und verwendung
DE3150157C2 (de) Urethan-Rheologie-Modifiziermittel, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung
EP0000568B1 (de) Verfahren zur Herstllung von wässrigen Dispersionen oder Lösungen von Isocyanat-Polyadditionsprodukten; Verwendung dieser Dispersionen bzw. Lösungen zur Herstellung von Überzügen und Beschichtungen
DE2624442B2 (de) Stabile wäßrige Dispersion eines nicht-gelierten Polyurethans und dessen Verwendung
DE3127429A1 (de) Urethan-rheologie-modifiziermittel, verfahren zu seiner herstellung und es enthaltende ueberzugsmassen
EP0639594B1 (de) Verfahren zur Herstellung von wässrigen Überzugsmitteln, die Überzugsmittel und deren Verwendung
EP0270126A2 (de) Als Dispergiermittel und als Dispersionsstabilisatoren geeignete Additionsverbindungen, Verfahren zu ihrer Herstellung, ihre Verwendung und damit beschichtete Feststoffe
DE3737245A1 (de) Waessrige loesungen oder dispersionen von polyurethanen, ein verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung als beschichtungsmittel oder zur herstellung von beschichtungsmitteln
DE3707388A1 (de) Waessrige schichtsilikatdispersionen, verwendung dieser dispersionen als lackhilfsmittel und wasserverduennbare, schichtsilikate enthaltende beschichtungszusammensetzungen
EP2723484A1 (de) Dispergieradditive auf basis von phosphorsäureesterderivaten
DE1245590B (de) Monoisocyanate als wasserbindende Mittel fuer Polyurethanmassen
EP0614951A2 (de) Verfahren zur Herstellung von wässrigen unifarbenen Überzugsmitteln, unter Verwendung von Modulsystemen
DE60017093T2 (de) Verfahren zur herstellung anionischer wässrigen polymerdispersionen die kein flüchtiges tertiäres amin enthalten, die hergestellte dispersion und die darauf basierende beschichtung
DE3912877A1 (de) Feines pulver aus einem siliconharz, enthaltend quaternaere ammoniumgruppen
DE2352577C3 (de) Verfahren zur Herstellung wärmehärtbarer Kunstharzmassen
EP0006204B1 (de) Wässrige Dispersionen von oligomeren oder polymeren Kunststoffen, ein Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung
DE3150211C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Rheologie-Modifiziermittels und dessen Verwendung
DE19804432A1 (de) Allophanatgruppen enthaltende Polyurethan-Polyacrylat-Hybriddispersionen

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee