DE3730780A1 - Waessrige loesungen und dispersionen von polysiloxanhaltigen polyurethan-ionomeren, ein verfahren zu ihrer herstellung sowie verwendung zur herstellung von ueberzuegen - Google Patents
Waessrige loesungen und dispersionen von polysiloxanhaltigen polyurethan-ionomeren, ein verfahren zu ihrer herstellung sowie verwendung zur herstellung von ueberzuegenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft wäßrige Lösungen und Disper
sionen von neuen, polysiloxanhaltigen, Polyurethaniono
meren, ein Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre
Verwendung zur Beschichtung von Substraten, insbesondere
von textilen Flächengebilden, Ledern und Kunst
ledern.
Wäßrige Lösungen und Dispersionen von Polyurethanen
bzw. Polyurethanharnstoffen sind seit langem bekannt.
Die ihnen zugrunde liegenden Polyurethane werden
üblicherweise aus polyfunktionellen Hydroxylverbindungen
und Diisocyanaten aufgebaut. Sie enthalten in der
Regel keine externen Emulgatoren, sondern im Molekül
eingebaute, hydrophile und damit löslichkeitsver
mittelnde bzw. dispergierend wirkende Gruppen. Die
Herstellung derartiger Lösungen oder Dispersionen
erfolgt nach bekannten Verfahren, wie z. B. in G.
Oertel, Polyurethane Handbook, Carl Hanser Verlag
(1985), beschrieben.
Gegenüber lösungsmittelhaltigen Systemen bieten die
wäßrigen Polyurethan-Lösungen bzw. -Dispersionen die
Vorteile, daß sie weder Abluft noch Abwasser belasten
und darüber hinaus untoxisch und unbrennbar sind.
Nicht zuletzt aufgrund dieser Eigenschaften und ihrer
problemlosen Anwendung eignen sie sich für die ver
schiedensten Einsatzgebiete, insbesondere für die
Hochveredlung von textilen Flächengebilden, Ledern
und Kunstledern. Sie zeichnen sich durch hervorragendes
Filmbildungsvermögen aus und verleihen dem be
schichteten Material eine Reihe günstiger Eigenschaften.
Ein Nachteil derartiger Lösungen und Dispersionen
besteht darin, daß Polyurethanfilme, die das für die
Textilbeschichtung notwendige Qualitätsniveau errei
chen, im Tragekomfort häufig nicht den Anforderungen
entsprechen. Gewöhnlich wird durch die Beschichtung
die Flexibilität des Grundmaterials herabgesetzt,
wodurch Produkte mit härterem und in der Regel stump
fem Griff resultieren. Weichere Filme, die vom Griff
her den Anforderungen entsprechen, neigen leicht zur
Klebrigkeit. Zur Verbesserung der Trageeigenschaften
werden den wäßrigen Polyurethan-Lösungen bzw. -Disper
sionen gelegentlich siliciumhaltige Verbindungen,
insbesondere Polysiloxane zugesetzt. Derart modifi
zierte Lösungen bzw. Dispersionen bilden Filme mit
angenehm weichem Griff, erhöhter Glätte und hoher
Geschmeidigkeit. Ein entscheidender Nachteil dieser
Methode ist es, daß die den wäßrigen Polyurethan-Lö
sungen bzw. -Dispersionen beigemischten Si-Verbindungen
chemisch nicht fixiert sind und daher bei der
Wäsche bzw. Reinigung aus dem auf dem Textil aufge
brachten Polyurethanfilm herausgelöst werden können.
Nach mehrmaliger Wäsche bzw. Reinigung ist deshalb in
der Regel ein Verlust der durch die siliziumhaltigen
Verbindungen eingebrachten Eigenschaften zu verzeich
nen.
Es sind auch wäßrige Polyurethan-Lösungen und -Dispersionen
bekannt, z. B. aus der US-PS 39 41 733, US-PS
39 83 291 und US-PS 44 30 486, deren Polyurethanmole
küle chemisch fixierte Siliziumverbindungen enthal
ten. Derartig modifizierte Polyurethane werden z. B.
dadurch erhalten, daß bei der Herstellung der Polyure
thane endständige NCO-Gruppen des Präpolymeren mit
einer gegenüber NCO-Gruppen monofunktionell reaktiven
Siliziumverbindung, wie z. B. γ-Aminopropyltrimethoxy
silan oder γ-Aminopropylmethyldimethoxysilan, umge
setzt werden. Da die Alkoxygruppen dieser Verbindun
gen sehr leicht unter Vernetzung hydrolysieren, führen
derartig modifizierte Polyurethan-Lösungen und
-Dispersionen zu vernetzten und damit eher härteren
Filmen. Darüber hinaus besitzen Monosiloxane keine
ausgesprochen weichmachende Wirkung, wie z. B. die
bereits erwähnten Polysiloxane. Die monofunktionellen
Silane können auch nicht in beliebiger Menge einge
setzt werden, da die Konzentration an endständigen
NCO-Gruppen in den Präpolymeren relativ gering ist.
Es sind auch bereits aus der DE-PS 12 48 287 wäßrige
Polyurethan-Dispersionen bekannt, in deren Polyure
thane carbofunktionelle Polysiloxane chemisch einge
baut sind und die außerdem salzartige oder zur Salz
bildung befähigte Gruppen eingebaut enthalten können.
Allerdings sind zur Herstellung dieser Produkte orga
nische Lösungsmittel, in der Regel für die Weiterver
arbeitung des Präpolymeren, erforderlich. Das organi
sche Lösungsmittel muß dann wieder aus der resultie
renden wäßrigen Dispersion entfernt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, wäßrige Lösungen
und Dispersionen von Polyurethanen bereitzustellen,
die die Vorteile der vorstehend beschriebenen polysi
loxanhaltigen Produkte wie weicher Griff, hohe Glätte
und hohe Geschmeidigkeit aufweisen, ohne daß bei
ihrer Herstellung ein organisches Lösungsmittel mit
verwendet werden muß.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale
des Patentanspruchs 1 beschrieben.
Bevorzugt werden als Modifizierungsmittel erfindungs
gemäß Polysiloxan-Polyether-Copolymere der allgemei
nen Formel
Derartige Polyether-Polysiloxan-Copolymere sind im
Handel erhältlich u. a. unter der Bezeichnung
Tegostab® (Hersteller Goldschmidt).
Die erfindungsgemäß verwendeten Polysiloxane stellen
bevorzugt Copolymere aus Polysiloxanen und Polyethern
dar, die durch Reaktion von mindestens zwei gegenüber
NCO-Gruppen reaktiven Gruppen in das Präpolymer einge
baut werden. Vorteilhaft ist es, daß die entsprechenden
Polysiloxane in beliebiger Menge eingesetzt werden
können, ohne daß die Möglichkeit zur Kettenverlän
gerung eingeschränkt wird. Die erhaltenden Polyure
than-Lösungen bzw. -Dispersionen bilden Filme mit
angenehmen Griff, hoher Glätte, hoher Geschmeidigkeit
und gutem textilen Fall. Darüber hinaus sind sie
wasch- und reinigungsbeständig. Trotz ihrer Weichheit
zeigen die Filme keine Tendenz zur Klebrigkeit.
Aufgabe der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur
Herstellung der wäßrigen Lösungen oder wäßrigen Dis
persionen gemäß Anspruch 1, das verfahrenstechnisch
einfach ist, ohne organische Lösungsmittel auskommt
und zu wirksamen Verfahrensprodukten führt. Dieses
Verfahren wird durch die kennzeichnenden Merkmale des
Anspruchs 5 gelöst.
Die Neutralisation der zur Ionenbildung befähigten
Gruppen kann vor oder während der Dispergierung des
Präpolymeren in Wasser erfolgen, während die Ketten
verlängerung vor oder nach der Dispergierung des
Präpolymeren vorgenommen wird.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Lösungen oder
Dispersionen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
erfolgt unter Verwendung der genannten Polysiloxanver
bindungen und der an sich bekannten Ausgangsmaterialien
des Isocyanat-Polyadditionsverfahrens.
Dies sind im wesentlichen die höhermolekularen, zwei-
und/oder höherfunktionellen, insbesondere difunktio
nellen Verbindungen mit gegenüber NCO-Gruppen reakti
ven Wasserstoffatomen (wie z. B. Hydroxylgruppen, prim.
und/oder sekundäre Aminogruppen, Hydrazin- und/oder
Hydrazid-Endgruppen) und einem Molekulargewicht von
5000 bis 10 000, vorzugsweise von 500 bis 6000. Beispiele
sind insbesondere Polyhydroxyl- oder Polyaminover
bindungen wie z. B. Polyesterpolyole, Polycarbonat
polyole, Polyetherpolyole, Polyacetale, Polyester
polyamine, Polyetherpolyamine oder Polyetherhydrazole.
Beispielhaft seien genannt: Polyesterpolyole
aus Dicarbonsäuren oder Dicarbonsäureanhydriden wie
Adipinsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Phthal
säureanhydrid, Tetrahydrophthalsäureanhydrid, dimere
und trimere Fettsäuren und Diolen wie Ethylenglykol,
Diethylenglykol, Propylenglykol, 1,4-Butandiol,
1,6-Hexandiol, Neopentylglykol oder beliebigen Diol
gemischen, Polycaprolactonester oder Hexandiolpolycar
bonate, Polyether wie α,ω-Dihydroxypolytetramethy
lenether oder Propylenoxid- und/oder Ethylenoxid-
Addukte an Diole oder Polyole bzw. Diamine oder
Polyamine.
Neben den höhermolekularen Verbindungen können auch
niedermolekulare Verbindungen mit mindestens zwei,
vorzugsweise drei gegenüber NCO-Gruppen reaktiven
H-Atomen mit Molekulargewichten von 62 bis etwa 600
(z. B. als Vernetzer) zum Polyurethanaufbau mitver
wendet werden, z. B. Di- und/oder Polyole, aliphati
sche oder aromatische Di- und/oder Polyamine, Amino
alkohole oder Thiolverbindungen. Beispielsweise seien
genannt: Ethylenglykol, Diethylenglykol, 1,4-Butan
diol, 1,6-Hexandiol, Neopentylglykol, 1,4-Dihydroxy
cyclohexan, Trimethylolpropan, Glycerin, Hexantriol,
Ethylendiamin, Ethanolamin und Thioglykol.
Für den Einbau der ionischen Gruppen in das Polyure
than-Polymer kommen Verbindungen in Betracht, die
über mindestens zwei gegenüber NCO-Gruppen reaktive
Gruppen und über mindestens eine zur Anionen- oder
Kationenbildung befähigte Gruppe verfügen. Geeignete
mit NCO-Gruppen reagierende Gruppen sind insbesondere
Hydroxyl- sowie primäre und sekundäre Aminogruppen.
Allgemein werden als zur Anionbildung befähigte Grup
pen Carboxyl- und Sulfonsäuregruppen eingesetzt. Zur
Kationenbildung eignen sich insbesondere tertiäre
Aminogruppen. Als Verbindung, die mindestens zwei
gegenüber NCO-Gruppen reaktive Gruppen und mindestens
eine zur Anionenbildung befähigte Gruppe besitzen,
sind beispielsweise Dihydroxypropionsäure, Dimethylolpropionsäure,
Dihydroxybernsteinsäure oder Dihydroxy
benzoesäure zu nennen. Einbaufähige, kationenbildende
Verbindungen sind z. B. Bis(2-hydroxyethyl)-benzyl
amin, Bis(2-hydroxypropyl)anilin, N-Butyldiethanol
amin, N-Methyldiethanolamin, N-Methyl-bis-(3-amino
propyl)-amin und dergleichen.
Zur Neutralisation der anionbildenden Gruppen werden
allgemein anorganische oder organische Basen wie z. B.
tert. Amine und/oder Alkali- und Erdalkalihydroxide
eingesetzt. Beispiele sind Triethylamin, Tributyl
amin, N-Ethylmorpholin, Ammoniak, Natriumhydroxid und
Kaliumhydroxid. Die kationenbildenden Gruppen werden
entweder mit anorganischen oder organischen Säuren
wie z. B. Salzsäure, Phosphorsäure, Essigsäure, Fumar
säure, Maleinsäure, Milchsäure, Weinsäure und Oxal
säure neutralisiert oder durch Umsetzung mit einem
Quaternierungsmittel wie z. B. Methylchlorid, Methyljo
did, Dimethylsulfat, Chloracetamid, Chloressigsäure
ethylester und Benzylchlorid in löslichkeitsver
mittelnde Gruppen überführt.
Neben den ionischen Gruppen können in den erfindungs
gemäßen Lösungen und Dispersionen auch innerhalb von
end- und/oder seitenständig angeordneten als auch
innenständig eingebauten Polyetherketten vorliegende
Ethylenoxid- und/oder Propylenoxideinheiten als hydro
phile, löslichkeitsvermittelnde Struktureinheiten
vorliegen.
Ob bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
Lösungen oder Dispersionen resultieren, hängt
vom Gehalt an löslichkeitsvermittelnde Gruppen im
Polymergerüst ab.
Die Menge der ionenbildenden Komponenten wird allge
mein so gewählt, daß die erfindungsgemäßen Lösungen
oder Dispersionen 2 bis 100, vorzugsweise 5 bis 50
Milliäquivalente an ionisierten Gruppen pro 100 g
Festsubstanz aufweisen.
Als Polyisocyanate können aliphatische, cycloaliphatische,
araliphatische, aromatische oder hetero
cyclische Di- und/oder Polyisocyanate, vorzugsweise
mit Molekulargewichten bis 300 eingesetzt werden.
Bevorzugt sind Diisocyanate wie die isomeren Toluylen
diisocyanate, das Isophorondiisocyanat, das 2,2,4-
und/oder 2,4,4-Trimethyl-1,6-hexamethylendiisocyanat,
das 4,4′- und/oder 2,4′-Diphenylmethandiisocyanat
oder das Hexan-1,6-diisocyanat.
Als Kettenverlängerungsmittel eignen sich niedermolekulare
Verbindungen mit mindestens zwei gegenüber
NCO-Gruppen reaktiven H-Atomen und mit Molekularge
wichten von 62 bis etwa 400, wie Di- und/oder Poly
ole, aliphatische oder aromatische Di- und/oder Poly
amine, Aminoalkohole, Hydrazino-alkohole, Di- und
Polyhydrazide, Aminohydrazide, Amidine und Thiolver
bindungen.
Beispiele sind Hydrazin(hydrat), Ethylenglykol, Di
ethylenglykol, 1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol, Glyce
rin, Trimethylolpropan, Aminoethanol, Ethylendiamin,
Propylendiamin, Isophorondiamin und andere Kettenver
längerungsmittel.
Weiterhin können die in der Polyurethanchemie übli
chen Hilfsstoffe zur Herstellung der Polyurethane
verwendet werden. Dazu gehören z. B. Katalysatoren wie
tert. Amine (z. B. Triethylamin, Tributylamin, N-Me
thyl-morpholin) oder Metallverbindungen (z. B. Eisen
acetylacetonat, Zinndioctoat, Dibutylzinndilaurat),
Oxidations- und Lichtstabilisatoren, Pigmente und
Füllstoffe.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Lösungen und
Dispersionen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
wird vorzugsweise so vorgenommen, daß zunächst aus
den Ausgangskomponenten wie z. B.
- - einem Polyester- und/oder Polyetherpolyol,
- - ggfs. einem niedermolekularen Di- oder Polyol,
- - einer ionenbildenden Gruppe enthaltenden und gegenüber NCO mindestens difunktionell reaktiven Verbindung,
- - einer gegenüber NCO mindestens difunktionell reaktiven Polysiloxanverbindung und
- - einem Di- oder Polyisocyanat
in der Schmelze ein endständig Isocyanatgruppen auf
weisendes Präpolymer hergestellt wird, indem die
genannten Ausgangsmaterialien unter Einhaltung eines
NCO/OH-Äquivalentverhältnisses von 1,2 : 1 bis 2,5 : 1,
vorzugsweise von 1,2 : 1 bis 1,8 : 1 umgesetzt werden.
Die Reaktionstemperatur liegt bei dieser Umsetzung im
allgemeinen bei 30 bis 150°C, vorzugsweise bei 50 bis
110°C.
Zur Neutralisation anionenbildender Gruppen wird die
erforderliche Menge Base, z. B. in Form eines tert.
Amins zum Präpolymeren gegeben und das Präpolymere
anschließend in das Dispergierwasser eingerührt. Die
Neutralisation kann auch derart vorgenommen werden,
daß die zur Neutralisation erforderliche Base in Form
eines tert. Amins und/oder einer Alkali- bzw. Erdal
kalihydroxyverbindung in dem Dispergierwasser vorge
legt wird und das Präpolymere in diese basische Lö
sung eingerührt wird. Die Temperatur des Dispergier
wassers beträgt im allgemeinen 10 bis 60°C, vorzugs
weise 15 bis 40°C. Die Neutralisation kationbildender
Gruppen kann derart erfolgen, daß in das Präpolymere
eingebaute tert. Stickstoffatome entweder vor der
Dispergierung mit einem Quaternierungsmittel umge
setzt oder durch Einrühren des Präpolymeren in säure
haltiges Dispergierwasser neutralisiert werden. Zur
Umsetzung der endständigen NCO-Gruppen des Präpoly
meren mit dem Kettenverlängerungsmittel wird dieses
entweder in reiner Form oder in verdünnter (wäßriger)
Lösung zugeführt. Die Kettenverlängerung kann vor
oder nach der Dispergierung durchgeführt werden. Bei
dieser Umsetzung beträgt die Reaktionstemperatur 10
bis 80°C, vorzugsweise 15 bis 70°C. Das Kettenver
längerungsmittel wird in einer solchen Menge einge
setzt, daß ein Äquivalentverhältnis von NCO-Gruppen
zu gegenüber NCO-Gruppen reaktiven Gruppen von 0,7 : 1
bis 2 : 1, vorzugsweise von 0,9 : 1 bis 1,2 : 1 eingehalten
wird.
Das Verfahren wird vorzugsweise lösungsmittelfrei
durchgeführt. In Fällen hoher Präpolymerviskosität
ist die Verwendung organischer gegenüber NCO-inerter
Lösungsmittel wie Aceton, Methyl-Ethyl-Keton, N-Me
thylpyrolidon und dergleichen möglich.
Die erfindungsgemäßen Lösungen und Dispersionen
können durch Spritzen, Fluten, Tauchen, Walzen, Ra
keln, Gießen, Bürsten, Streichen oder dergleichen auf
beliebige Substrate wie Holz, Papier, Metall, Kunst
stoffe, vorzugsweise aber auf textile Flächengebilde,
Leder und Kunstleder, aufgebracht werden. Die aufge
brachten Filme härten bei Raumtemperatur innerhalb
von etwa 24 Stunden zu lösungsmittelbeständigen Über
zügen aus. Durch erhöhte Temperaturen ergeben sich
verkürzte Trockenzeiten. Die Filme weisen eine aus
gezeichnete mechanische Festigkeit und Hydrolysebe
ständigkeit auf. Sie sind sehr weich und flexibel,
ohne dabei zur Ausbildung klebriger Oberflächen zu
neigen.
Die folgenden Beispielen erläutern die Erfindung, ohne
sie in irgendeiner Weise zu beschränken.
Durchführung:
Das Gemisch I wird unter Rühren 60
Minuten bei 120°C im Vakuum entwässert.
Nach Abkühlen auf 80°C und Belüften mit
Stickstoff wird das Diisocyanat zugege
ben. Es wird dann solange unter N₂-At
mosphäre bei 90 bis 95°C gerührt, bis
ein konstanter NCO-Wert erreicht ist.
Anschließend wird auf 80°C abgekühlt,
das Triethylamin zugetropft und noch 15
Minuten bei 80°C gerührt. Danach wird
die heiße Schmelze innerhalb von 5
Minuten in das kalte, gut gerührte
Dispergierwasser eingetragen. 30 Minuten
nach der Dispergierung wird durch trop
fenweise Zugabe der Ethylendiaminlösung
die Kettenverlängerung vorgenommen.
Abschließend wird noch eine Stunde bei
Raumtemperatur gerührt. Es entsteht
eine feinteilige Dispersion mit einem
Feststoffgehalt von 38,7% und einer
Brookfield-Viskosität von 44 mPa ·s.
Durchführung:
Das Gemisch I wird unter Rühren 60
Minuten bei 120°C im Vakuum entwässert.
Nach Abkühlen auf 80°C und Belüften mit
Stickstoff wird das Diisocyanat zugege
ben. Es wird dann solange unter N₂-At
mosphäre bei 90 bis 95°C gerührt, bis
ein konstanter NCO-Wert erreicht ist.
Das Triethylamin wird in dem Dispergier
wasser vorgelegt und die heiße Schmelze
unter intensivem Rühren innerhalb von 5
Minuten in diese basische Lösung einge
tragen. 30 Minuten nach der Dispergie
rung wird durch tropfenweise Zugabe der
Ethylendiaminlösung die Kettenverlänge
rung vorgenommen. Anschließend wird
noch eine Stunde bei Raumtemperatur
gerührt. Es entsteht eine feinteilige
Dispersion mit einem Feststoffgehalt von
40,1% und einer Brookfield-Viskosität
von 75 mPa · s.
Durchführung:
vgl. Beispiel 1
vgl. Beispiel 1
Es entsteht eine feinteilige Dispersion
mit einemFeststoffgehalt von 38,8% und
einer Brookfield-Viskosität von 42
mPa - s.
Durchführung:
vgl. Beispiel 2
vgl. Beispiel 2
Es entsteht eine feinteilige Dispersion
mit einem Feststoffgehalt von 40% und
einer Bookfield-Viskosität von 65
mPa · s.
Durchführung:
vgl. Beispiel 1
vgl. Beispiel 1
Es entsteht eine feinteilige Dispersion
mit einem Feststoffgehalt von 40% und
einer Brookfield-Viskosität von 34
mPa · s.
Durchführung:
vgl. Beispiel 2
vgl. Beispiel 2
Es entsteht eine feinteilige Dispersion
mit einem Feststoffgehalt von 40% und
einer Viskosität von 46 mPa · s.
Durchführung:
Das Gemisch I wird unter Rühren 60
Minuten bei 120°C im Vakuum entwässert.
Nach Abkühlen auf 80°C und Belüften mit
Stickstoff wird das Diisocyanat zugege
ben. Es wird dann solange unter N₂-At
mosphäre bei 90 bis 95°C gerührt, bis
ein konstanter NCO-Wert erreicht ist.
Anschließend wird auf 80°C abgekühlt
und die heiße Schmelze in das mit der
Säure versehene Dispergierwasser unter
intensivem Rühren eingetragen. Abschlie
ßend wird noch 1 Stunde bei Raumtemperatur
gerührt. Es entsteht eine feinteilige
Dispersion mit einem Feststoffgehalt
von 30% und einer Brookfield-Viskosität
von 50 mPa · s.
Aus den Dispersionen wurden Filme hergestellt, indem
die Dispersionen in Silikonformen ausgegossen, bei
Raumtemperatur getrocknet und anschließend 5 Minuten
bei 140°C nachgetrocknet wurden. Danach wurden auf
einer Kofler-Heizbank die Klebe- und Schmelzpunkte
ermittelt.
Zur erfindungsgemäßen Anwendung wurden mit den Disper
sionen einseitige Beschichtungen auf Regenmantelpope
line hergestellt. Dazu wurden die Dispersionen mit
einem handelsüblichen Verdickungsmittel (3% Borchigel
L 75, einem handelsüblichen nichtionogenen Verdickungs
mittel auf Basis eines Diurethans) eingedickt
und die Pasten nach der Luftrakelmethode in 2 Stri
chen aufgetragen. Nach dem ersten Strich wurde 2
Minuten, nach dem zweiten Strich 3 Minuten bei 140°C
getrocknet. Danach wurde die Trockenauflage bestimmt
und die Wasch- und Reinigungsbeständigkeit ermittelt.
Dispersion aus Beispiel 1:
Klebepunkt:|190°C | |
Schmelzpunkt: | 212°C |
Trockenauflage: | 25,5 g/m² |
Gewichtsverlust bei Wäsche: | 5,61% |
Gewichtsverlust bei chem. Reinigung: | 7,45% |
Dispersion aus Beispiel 3:
Klebepunkt: | |
150 bis 155°C | |
Schmelzpunkt: | 170 bis 172°C |
Trockenauflage: | 26,3 g/m² |
Gewichtsverlust bei Wäsche: | 11,60% |
Gewichtsverlust bei chem. Reinigung: | 6,31% |
Die durch die erfindungsgemäß eingebauten Polysilo
xane erzielten Eigenschaften wie weicher textiler
Griff, hohe Glätte und hohe Geschmeidigkeit bleiben
auch nach mehrmaliger Wäsche bzw. Reinigung unver
ändert.
Claims (15)
1. Wäßrige Lösungen und Dispersionen von Polyurethanen,
die aus Polyisocyanaten, höhermolekularen und
ggfs. niedermolekularen, mindestens zwei gegenüber
NCO-Gruppen reaktive Gruppen aufweisende Verbin
dungen, einer Verbindung mit mindestens zwei gegen
über NCO-Gruppen reaktiven Gruppen und mindestens
einer zur Ionenbildung befähigten Gruppe, Kettenver
längerungsmitteln und einem siloxanhaltigen Modifizie
rungsmittel aufgebaut sind, dadurch gekennzeichnet,
daß als Modifizierungsmittel ein mindestens zwei,
end- und/oder seitenständig angeordnete, gegenüber
NCO-Gruppen reaktive Gruppen tragendes, über C oder O
an Si gebundene Polyoxyalkylenblöcke, vorzugsweise
aus Oxyethylen und/oder Oxypropylen, aufweisendes
Polyether-Polysiloxancopolymer in die Polymerstruktur
des Polyurethans chemisch eingebaut worden ist.
2. Wäßrige Lösungen oder Dispersionen nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als siloxanhalti
ges Modifizierungsmittel wenigstens eine Verbindung
der allgemeinen Formel:
worin R¹ und R² gleich oder verschieden sind und
Methyl, Ethyl, Propyl oder Phenyl,
X und Z gleich oder verschieden sind und Alkyl,
-(C₂H₄O) n -(C₃H₆O) m -R³, -O(C₂H₄O) n -(C₃H₆O) m -R³
mit R³ = Alkyl und/oder H und n = 0-50 und m = 0-50
oder (-CH₂-) p R⁴ mit R⁴ = Alkyl, H und/oder OH
und/oder NH-Alkyl mit der Maßgabe bedeuten, daß die
Verbindung bei X = Z wenigstens zwei, gegenüber
NCO-reaktive Gruppen aufweist,
mit p = 0-50
a = 1-50 und b = 0-70 bedeuten, in die Polymerstruktur des Poyurethans chemisch eingebaut enthält.
a = 1-50 und b = 0-70 bedeuten, in die Polymerstruktur des Poyurethans chemisch eingebaut enthält.
3. Wäßrige Lösungen oder Dispersionen nach einem der
Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
Modifizierungsmittel eine Hydroxylzahl im Bereich von
5 bis 60 aufweist.
4. Wäßrige Lösungen oder Dispersionen nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das
Modifizierungsmittel in einer Menge von 0,1 bis 10
Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.-% in das Polyurethan
chemisch eingebaut worden ist.
5. Verfahren zur Herstellung von wäßrigen Lösungen
oder Dispersionen von Poyurethanen nach Ansprüchen 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man durch Umsetzung
von wenigstens einer höhermolekularen und ggfs.
zusätzlich wenigstens einer niedermolekularen Ver
bindung mit jeweils mindestens zwei gegenüber NCO-
Gruppen reaktive Gruppen, wenigstens einer Verbindung
mit mindestens zwei gegenüber NCO-Gruppen reakti
ven Gruppen, die mindestens eine zur Ionenbildung
befähigten Gruppen enthält und wenigstens einem silo
xanhaltigen Modifizierungsmittel mit einem aromati
schen, aliphatischen und/oder cycloaliphatischen
Polyisocyanat ein endständiges NCO-Gruppen enthaltendes
Präpolymer herstellt und das Präpolymer durch
Neutralisation der ionenbildenden Gruppen, Kettenver
längerung und Dispergierung in die wäßrige Lösung
oder Dispersion überführt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß man als siloxanhaltiges Modifizierungsmittel ein
mindestens zwei, end- und/oder seitenständig angeord
nete, gegenüber NCO-reaktive Gruppen tragendes, über
C oder O an Si gebundene Polyoxyalkylenblöcke, vor
zugsweise aus Oxyethylen und/oder Oxypropylen, auf
weisendes Polyether-Polysiloxancopolymer einsetzt.
7. Verfahren nach Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Neutralisation der ionenbildenden
Gruppen vor oder während der Dispergierung des Präpo
lymeren in Wasser vorgenommen wird.
8. Verfahren nach Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kettenverlängerung vor oder
nach der Dispergierung des Präpolymeren in Wasser
vorgenommen wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, da
durch gekennzeichnet, daß als höhermolekulare Verbin
dung mit mindestens zwei gegenüber NCO-Gruppen reakti
ven Gruppen ein Polyesterpolyol mit einem Molekularge
wicht von 500 bis 5000 oder ein Polyetherpolyol mit
einem Molekulargewicht von 600 bis 6000 eingesetzt
werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, da
durch gekennzeichnet, daß als niedermolekulare Verbin
dung mit wenigstens zwei gegenüber NCO-Gruppen reakti
ven Gruppen zusätzlich zu dem höhermolekularen Ether
und/oder Polyesterpolyol Trimethylolpropan und/oder
Glycerin eingesetzt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindung mit min
destens zwei gegenüber NCO-Gruppen reaktiven Gruppen
und mindestens einer zur Ionenbildung befähigten
Gruppe eine zur Anionenbildung befähigte Dihydroxy
carbonsäure verwendet wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindung mit wenig
stens zwei gegenüber NCO-Gruppen reaktive Gruppen
und wenigstens einer zur Ionenbildung befähigten
Gruppe ein zur Kationenbildung befähigtes tertiäres
Dihydroxyamin verwendet wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß als Polyisocyanat ein
Diisocyanart eingesetzt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Kettenverlängerung
des Präpolymeren ein niedermolekulares Diamin einge
setzt wird.
15. Verwendung der Lösungen oder Dispersionen nach
Ansprüchen 1 bis 5 zur Beschichtung von beliebigen
Substraten, insbesondere von textilen Flächengebil
den, Ledern und Kunstledern.
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ID=6335938
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
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