DE4001783A1 - Polyisocyanatgemische, ein verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung als bindemittel fuer ueberzugsmittel oder als reaktionspartner fuer gegenueber isocyanatgruppen oder carboxylgruppen reaktionsfaehige verbindungen - Google Patents
Polyisocyanatgemische, ein verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung als bindemittel fuer ueberzugsmittel oder als reaktionspartner fuer gegenueber isocyanatgruppen oder carboxylgruppen reaktionsfaehige verbindungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft neue Polyisocyanatgemische, die
sowohl Carboxylgruppen als auch (cyclo)aliphatisch ge
bundene Uretdiongruppen aufweisen, und die daher viel
seitig verwendbare Vorprodukte für die Herstellung von
Kunststoffen darstellen, ein Verfahren zur Herstellung
dieser Polyisocyanatgemische durch Modifizierung von
organischen Polyisocyanaten mit (cyclo)aliphatisch ge
bundenen Isocyanatgruppen mit aliphatischen Hydroxy
carbonsäuren unter Mitverwendung von Uretdiongruppen
aufweisenden Polyisocyanaten und die Verwendung der
Polyisocyanatgemische als Bindemittel für Überzugsmittel
oder als Reaktionspartner für gegenüber Isocyanatgruppen
reaktionsfähige Verbindungen bei der Herstellung von
hochmolekularen Kunststoffen.
Uretdiongruppen aufweisende Polyisocyanate stellen
interessante, hitze-aktivierbare, abspalterfreie Ver
netzungsmittel für Kunststoffvorläufer mit gegenüber
Isocyanatgruppen reaktionsfähigen Gruppen dar, da sie
sowohl bei Raumtemperatur (freie NCO-Gruppen) als auch
bei höheren Temperaturen (blockierte NCO-Gruppen) mit
diesen im Sinne einer Additionsreaktion zu reagieren
vermögen. So entstehen beispielsweise aus Hydroxylgrup
pen und Uretdiongruppen bei erhöhten Temperaturen Allo
phanatgruppen. Von technischer Bedeutung sind hierbei
u. a. Verbindungen mit cycloaliphatisch gebundenen Uret
diongruppen (DE-AS 30 30 513) bzw. mit aliphatisch ge
bundenen Uretdiongruppen (DE-OS 34 37 635).
Auch Isocyanatgruppen und freie Carboxylgruppen aufwei
sende Verbindungen sind als Kunststoffvorläufer bekannt
geworden. So können beispielsweise bei der Synthese
wäßriger Polyurethandispersionen durch Verwendung
sterisch gehinderter Hydroxyalkancarbonsäuren - wie z. B.
Dimethylolpropionsäure - eingebaute Carboxylgruppen
tragende NCO-Polyurethanpräpolymere als Zwischenstufen
hergestellt werden (US-P 34 12 054).
Überraschenderweise wurde jetzt gefunden, daß die Kombi
nation dieser beiden Prinzipien, d. h. der gleichzeitige
Einbau von (cyclo)aliphatisch gebundenen Uretdiongruppen
und Carboxylgruppen zu entsprechend modifizierten Poly
isocyanatgemischen führt, die eine Reihe bemerkenswerter
Eigenschaften in sich vereinen. Diese nachstehend näher
beschriebenen erfindungsgemäßen Polyisocyanatgemische
sind bei Raumtemperatur trotz des gleichzeitigen Vor
liegens von Isocyanat- und Carboxylgruppen während min
destens 3 Monaten lagerstabil, sie sind in mit tert.-
Aminen neutralisierter Form in Wasser löslich bzw.
dispergierbar, sie sind in der Hitze selbstvernetzend,
sie weisen die interessante Eigenschaft auf, auch ohne
Zusatz weiterer Hilfs- und Zusatzmittel filmbildend zu
sein, und sie sind selbstverständlich wegen des gleich
zeitigen Vorliegens von drei unterschiedlichen Reaktiv
gruppen den unterschiedlichsten Reaktionen mit ent
sprechenden Reaktionspartnern zugänglich. Insbesondere
eignen sie sich in Kombination mit Verbindungen mit
gegenüber Isocyanatgruppen reaktionsfähigen Gruppen zur
Herstellung von interessanten hochmolekularen Kunst
stoffen.
Gegenstand der Erfindung sind Polyisocyanatgemische,
gekennzeichnet durch
- a) eine mittlere NCO-Funktionalität von 1,5 bis 4,0,
- b) einen Gehalt an (cyclo)aliphatisch gebundenen Iso cyanatgruppen (NCO, Molekulargewicht = 42) von 2 bis 40 Gew.-%,
- c) einen Gehalt an chemisch fixierten Carboxylgruppen (COOH, Molekulargewicht = 45) von 0,01 bis 15 Gew.-% und
- d) einen Gehalt an (cyclo)aliphatisch gebundenen Uret diongruppen (C2N2O2, Molekulargewicht = 84) von 1 bis 23 Gew.-%.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Her
stellung dieser Polyisocyanate durch Umsetzung einer
Polyisocyanatkomponente A), bestehend aus mindestens
einem Polyisocyanat mit (cyclo)aliphatisch gebundenen
Isocyanatgruppen des Molekulargewichtsbereichs 168 bis
1000 mit einer Hydroxycarbonsäure-Komponente B), be
stehend aus mindestens einer aliphatischen Hydroxy
carbonsäure des Molekulargewichtsbereichs 76 bis 200,
gegebenenfalls unter Mitverwendung von weiteren Reak
tionspartnern mit gegenüber Isocyanatgruppen reaktions
fähigen, aliphatisch gebundenen Hydroxylgruppen unter
Einhaltung eines Äquivalentverhältnisses von Isocyanat
gruppen zu Hydroxylgruppen von 1,05 : 1 bis 80 : 1 und gege
benenfalls anschließende Abmischung des resultierenden
Umsetzungsprodukts mit weiteren organischen Polyisocya
naten C) , dadurch gekennzeichnet, daß man als Polyiso
cyanatkomponente A) oder als Teil der Polyisocyanat
komponente A) und/oder als Polyisocyanate C) oder als
Teil der Polyisocyanate C) (cyclo)aliphatisch gebundene
Uretdiongruppen aufweisende Diisocyanate mit (cyclo)ali
phatisch gebundenen Isocyanatgruppen verwendet, wobei
im übrigen Art und Mengenverhältnisse der Reaktions
partner so gewählt werden, daß die resultierenden Poly
isocyanatgemische den oben unter a) bis d) genannten
Bedingungen entsprechen.
Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung der
Polyisocyanatgemische gegebenenfalls in zumindest teil
weise mit tertiären Aminen neutralisierter Form als Bin
demittel für unter dem Einfluß von Feuchtigkeit und/oder
Hitze vernetzbaren Überzugsmitteln.
Gegenstand der Erfindung ist schließlich auch die Ver
wendung der Polyisocyanatgemische gegebenenfalls in zu
mindest teilweise mit tertiären Aminen neutralisierter
Form, als Reaktionspartner für Verbindungen mit gegen
über Isocyanatgruppen und/oder Carboxylgruppen reak
tionsfähigen Gruppen bei der Herstellung von hochmole
kularen Kunststoffen.
Die beim erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzende Poly
isocyanatkomponente A) besteht aus mindestens einem
Polyisocyanat des Molekulargewichtsbereichs 168 bis 1000
mit (cyclo)aliphatisch gebundenen Isocyanatgruppen und
einer NCO-Funktionalität von 2 bis 4, vorzugsweise 2 bis
3. Geeignet sind beispielsweise einfache organische Di
isocyanate wie z. B. 1,6-Diisocyanatohexan (HDI), 1-Iso
cyanato-3,5,5-trimethyl-5-isocyanatomethyl-cyclohexan
(IPOI), 4,4′-0iisocyanato-dicyclonexylmethan oder auch
Modifizierungsprodukte derartiger einfacher Diisocyanate
wie z. B. Polyisocyanate mit Oxadiazintrionstruktur wie
sie aus 2 Mol eines derartigen Diisocyanats, insbeson
dere 2 Mol HOI mit 1 Mol Kohlendioxid entstehen, Biuret
gruppen aufweisende Polyisocyanate wie insbesondere
N,N′,N′′-Tris-(isocyanatohexyl)-biuret oder seine Ge
mische mit seinen höheren Homologen oder Isocyanurat
gruppen aufweisende Polyisocyanate auf Basis der bei
spielhaft genannten einfachen Diisocyanate, insbesondere
auf Basis von HOI und/oder IPDI oder Uretdiongruppen
aufweisende Diisocyanate wie beispielsweise dimeres HDI
oder dimeres IPDI oder beliebige Gemische derartiger
Polyisocyanate, soweit sie den obengemachten Bedingungen
entsprechen.
Die beim erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzende Hy
droxycarbonsäurekomponente B) besteht aus mindestens
einer aliphatischen Hydroxycarbonsäure des Molekularge
wichtsbereichs 76 bis 200 wie beispielsweise 2-Hydroxy
essigsäure, 4-Hydroxybuttersäure, 2,2-Bis-(hydroxy
methyl)-propionsäure (DMPS). Besonders bevorzugt wird
OMPS als Hydroxycarbonsäurekomponente B) verwendet.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
können als weitere Reaktionspartner gegebenenfalls
weitere Aufbaukomponenten mit aliphatisch gebundenen
Hydroxylgruppen eingesetzt werden. Bei diesen Verbin
dungen handelt es sich vorzugsweise um nichtionisch
hydrophile Aufbaukomponenten, die zur Hydrophilie der
erfindungsgemäßen Polyisocyanatgemische beitragen. In
diesem Zusammenhang sind beispielsweise hydrophile
Seitenketten aufweisende Diole der in US-PS 41 90 566
genannten Art oder hydrophile einwertige Polyether
alkohole der in US-PS 42 37 264 genannten Art bei
spielhaft zu erwähnen. Weitere gegebenenfalls mit
zuverwendende Verbindungen mit aliphatisch gebunde
nen Hydroxylgruppen sind beispielsweise niedermole
kulare Kettenverlängerungsmittel oder Vernetzer wie
Ethylenglykol, Propylenglykol, Trimethylolpropan oder
Gemische derartiger niedermolekularer Polyhydroxyl
verbindungen, die im allgemeinen ein maximales Mole
kulargewicht von 200 aufweisen. Auch einbaufähige
Emulgatoren der an sich bekannten Art wie beispiels
weise ethoxylierte Alkylphenole, insbesondere
ethoxylierte Nonylphenole, oder Ether- bzw. Estergruppen
aufweisende einbaufähige Emulgatoren wie beispielsweise
Polyoxyethylenlaurylether oder Polyoxyethylen-ester
höherer Fettsäuren wie beispielsweise Polyoxyethylen
laurat, -oleat oder -stearat können als weitere Aufbau
komponente mit einer aliphatischen Hydroxylgruppe mit
verwendet werden. Diese einbaufähigen Emulgatoren weisen
im allgemeinen pro Molekül 8 bis 50 Oxyethyleneinheiten
auf.
Die beispielhaft genannten Verbindungen mit alkoholi
schen Hydroxylgruppen können bei der Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens in Mengen von bis zu 10
Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Komponenten A) und
B) mitverwendet werden. Die Herstellung der beispielhaft
genannten Ausgangsmaterialien erfolgt im allgemeinen
unter Einhaltung eines Äquivalentverhältnisses von Iso
cyanatgruppen zu Hydroxylgruppen von 1,05 : 1 bis 80 : 1,
vorzugsweise 1,2 : 1 bis 50 : 1 bei 20 bis 100, vorzugs
weise 25 bis 90°C. Die Umsetzung kann in Substanz oder
auch in Gegenwart von geeigneten, gegenüber Isocyanat
gruppen inerten Lösungsmitteln durchgeführt werden.
Im Anschluß an die erfindungsgemäße Umsetzung können die
Umsetzungsprodukte gegebenenfalls mit weiteren organi
schen Polyisocyanaten C) abgemischt werden. Geeignete
weitere Polyisocyanate sind insbesondere Uretdiongruppen
aufweisende Polyisocyanate mit aliphatisch gebundenen
Uretdiongruppen der bereits oben in Zusammenhang mit der
Komponente A) beispielhaft genannten Art. Weitere denk
bare Abmischkomponenten sind beispielsweise aromatische
Uretdiondiisocyanate wie beispielsweise dimerisiertes
oder trimerisiertes 2,4-Diisocyanatotoluol oder sonstige
Polyisocyanate der aus der Polyurethanchemie an sich
bekannten Art, beispielsweise solchen, wie sie bereits
oben als Ausgangskomponente A) für das erfindungsgemäße
Verfahren beispielhaft erwähnt werden.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden die Art und Mengenverhältnisse der Reaktions
partner, sowie die Art und Menge der gegebenenfalls noch
nachträglich zugemischten Polyisocyanate C) im Rahmen
der gemachten Offenbarung so bemessen, daß die resultie
renden erfindungsgemäßen Polyisocyanatgemische den oben
gemachten Angaben a) bis d) entsprechen. Die besonders
bevorzugten erfindungsgemäßen Polyisocyanatgemische
weisen eine mittlere NCO-Funktionalität von 1,5 bis 4,
insbesondere 1,5 bis 3, einen NCO-Gehalt von 2 bis 40,
insbesondere 5 bis 20 Gew.-%, einen Carboxylgruppenge
halt von 0,01 bis 15, insbesondere 0,5 bis 5 Gew.-%, und
einen Gehalt an aliphatisch gebundenen Uretdiongruppen
von 1 bis 23, insbesondere 5 bis 20 Gew.-%, auf.
Aufgrund des gleichzeitigen Vorliegens von drei unter
schiedlichen Reaktionszentren stellen die erfindungsge
mäßen Polyisocyanatgemische wertvolle, vielseitig an
wendbare Zwischenprodukte bzw. Vernetzer bei der Her
stellung von hochmolekularen Kunststoffen dar.
Die erfindungsgemäßen Polyisocyanatgemische können z. B.
durch Neutralisation eines Teils oder aller Carboxyl
gruppen mit beispielsweise tert. Aminen in eine wasser
dispergierbare oder -lösliche Form überführt werden.
Für diese Neutralisationsreaktion geeignete tert. Amine
sind beispielsweise gegenüber Isocyanatgruppen inerte
tert. Amine wie Triethylamin, N-Methylpyrrolidin, N-
Methylpiperidin oder N-Methylmorpholin oder gegenüber
Isocyanatgruppen reaktionsfähige tert. Amine, insbeson
dere Aminoalkohole wie beispielsweise Triethanolamin,
N-Methyl-diethanolamin, 2-(N,N-Dimethylamino)-iso
propanol oder N,N-Dimethylethanolamin.
Durch zumindest teilweise Neutralisation der Carboxyl
gruppen und anschließendes Lösen oder Dispergieren der
erfindungsgemäßen Polyisocyanatgemische in Wasser
resultieren wäßrige Lösungen oder Dispersionen von
selbstvernetzenden Bindemitteln, die unter dem Einfluß
des Wassers im Sinne eines Kettenverlängerungsmittels
zu filmbildenden Lösungen oder Dispersionen hochmole
kularer Kunststoffe ausreagieren (vgl. Beispiel 1). Im
übrigen stellen die gegebenenfalls zumindest teilweise
neutralisierten erfindungsgemäßen Polyisocyanatgemische
unter dem Einfluß von Feuchtigkeit oder Hitze selbstver
netzende Bindemittel dar, die bei Raumtemperatur
praktisch unbegrenzt lagerfähig sind.
Die erfindungsgemäßen Polyisocyanatgemische können auch
mit den aus der Polyurethanchemie an sich bekannten
höhermolekularen Polyhydroxylverbindungen zu hochmole
kularen Polyurethanen umgesetzt werden, in denen neben
freien Isocyanatgruppen die Uretdiongruppen bzw. Carb
oxylgruppen als weitere reaktive Zentren vorliegen, so
daß die Polyurethane weiteren Reaktionen, insbesondere
Vernetzungsreaktionen mit geeigneten Reaktionspartnern
zugänglich sind.
Die erfindungsgemäßen Polyisocyanatgemische können auch
als reaktive Emulgatoren wäßrigen Polymerdispersionen
zwecks Verbesserung ihres Eigenschaftsniveaus zugesetzt
werden.
Im Falle der zumindest teilweisen Überführung der Carb
oxylgruppen in Carboxylatgruppen, insbesondere durch
eine Teilneutralisation mit tert. Aminen, entstehen er
findungsgemäße Polyisocyanatgemische, die auf Grund des
Vorliegens der so eingeführten basischen Zentren bei
ihrer erfindungsgemäßen Verwendung oftmals eine er
wünschte katalytische Wirkung auf die Isocyanat-Addi
tionsreaktion ausüben.
Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Polyisocyanat
gemische insbesondere als Lackbindemittel oder als Zu
satzmittel für Lacke können selbstverständlich die aus
der Lacktechnologie üblichen Hilfs- und Zusatzmittel
mitverwendet werden. Hierzu gehören beispielsweise
Pigmente, Füllstoffe, Lösungsmittel, Verlaufhilfsmittel,
Weichmacher u. dgl.
In den nachfolgenden Beispielen beziehen sich alle
Prozentangaben, soweit nichts anderslautendes angemerkt,
auf Gewichtsprozente.
1010,67 g eines Polyisocyanatgemischs, bestehend aus
einem Gemisch aus Uretdiondiisocyanat und Isocyanurat
gruppen aufweisendem Polyisocyanat jeweils auf Basis von
1,6-Diisocyanatohexan (HDI) mit einem NC0-Gehalt von
21,6%, einer mittleren NC0-Funktionalität von 2,3 und
einer Viskosität von 150 mPa · s/23°C.
46,90 g Dimethylolpropionsäure (DMPS) und
30,6 g N-Methylmorpholin (NMM),
werden unter Rühren vermischt und solange bei 70°C ge halten, bis der titrimetrisch bestimmte NCO-Gehalt des Reaktionsgemischs auf 15,3% abgefallen ist.
46,90 g Dimethylolpropionsäure (DMPS) und
30,6 g N-Methylmorpholin (NMM),
werden unter Rühren vermischt und solange bei 70°C ge halten, bis der titrimetrisch bestimmte NCO-Gehalt des Reaktionsgemischs auf 15,3% abgefallen ist.
Nach Abkühlen auf Raumtemperatur liegt ein erfindungs
gemäßes Polyisocyanatgemisch teilweise in der Salzform
vor.
Charakteristische Daten | |
Viskosität (mPa · s/23°C): | |
1450 | |
Farbzahl (Hazen): | 60 |
Uretdiongruppen (%): | 17,3 |
Carboxylgruppen (%): | 1,2 |
Carboxylatgruppen (%): | 0,2 |
Die auf eine Glasplatte gegebene Lösung des erfindungs
gemäßen, im teilweise in der Salzform vorliegenden Poly
isocyanatgemischs trocknet nach 2 Stunden bei Raumtem
peratur oder 30 Minuten bei 140°C zu einem klaren,
elastischen, riß- und klebfreien Film. Die Pendelhärten
nach König betragen für den bei Raumtemperatur ge
trockneten Film 40 s, für den bei Hitze gehärteten Film
70 s.
Ein zum Vergleich auf eine Glasplatte gezogener Film des
Ausgangspolyisocyanatgemischs bleibt unter den gleichen
Trocknungsbedingungen flüssig.
Die Überprüfung der Lagerstabilität des erfindungsge
mäßen, teilweise neutralisierten Polyisocyanatgemisches
erfolgte durch Titration des NCO-Gehalts und Bestimmung
der Viskosität in Abhängigkeit von der Lagerzeit bei
Raumtemperatur:
Zur Herstellung einer wäßrigen Dispersion werden 450 g
des teilneutralisierten erfindungsgemäßen Polyisocyanat
gemischs unter starkem Rühren mit 550 g entionisiertem
Wasser versetzt. Es entsteht eine bläuliche, wäßrige
Dispersion, die bis zum Ende der Gasentwicklung noch 1 h
bei Raumtemperatur nachgerührt wird.
Charakteristische Daten | |
Feststoffgehalt:|44% | |
mittlere Teilchengröße der dispergierten Festkörper: | 205 mm |
Viskosität (DIN-4-Becher): | 20 s |
Die bei Raumtemperatur (a) und bei 140°C (b) getrockne
ten Filme der wäßrigen Polyurethan-/harnstoffdispersion
sind klar, rißfrei und elastisch. Die Pendelhärten nach
König liegen bei 50(a) bzw. 80 s (b) .
100 g des teilneutralisierten Polyisocyanatgemisches wer
den in einem 2 l Erlenmeyerkolben vorgelegt, mit 30 g
entionisiertem Wasser versetzt, kurz umgerührt und ste
hengelassen. Unter CO2-Entwicklung entsteht innerhalb
1 min ein aufsteigender poröser Schaumpilz.
1010,67 g des Ausgangspolyisocyanatgemischs gemäß
Beispiel 1, 167,5 g DMPS und 130 g N-Methylpyrrolidon
(NMP) werden vermischt und bei 80°C solange gerührt, bis
der titrimetrisch bestimmte NCO-Wert auf 8,6% abge
sunken ist. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur liegt eine
klare Lösung eines erfindungsgemäßen Polyisocyanatge
mischs in NMP vor.
Charakteristische Daten | |
Feststoffgehalt (%): | |
90 | |
Carboxylgruppen (%): | 4,8 |
Uretdiongruppen (%): | 16,0 |
Viskosität (mPa · s/23°C): | 960 |
Das Polyisocyanatgemisch trocknet auf Glasplatten zu
klaren, harten Filmen. Die Pendelhärten nach König
liegen nach Raumtemperaturtrocknung bei 65 s, nach Ofen
trocknung bei 85 s.
Die Lagerstabilitätsprüfung des erfindungsgemäßen Poly
isocyanatgemischs bei Raumtemperatur ergab nach 150
Tagen einen NCO-Gehalt von 8,30% und eine Viskosität
von 975 mPa · s.
1308,2 g der Lösung des erfindungsgemäßen Polyisocyanat
gemischs in NMP werden mit 40,1 g Dimethylethanolamin
versetzt und während 5 Minuten verrührt.
Nach Zugabe von 1850 g entionisiertem Wasser entsteht
eine milchig blaue, schwach durchsichtige wäßrige Dis
persion mit einem Feststoffgehalt von 39,4%, einer Vis
kosität (DIN 4-Becher) von 25 s bei einer mittleren
Teilchengröße der dispergierten Partikel von 112 nm.
33 g eines hydroxyfunktionellen Polyacrylatharzes mit
einem Hydroxylgruppengehalt von 4% aus
30,6 Gew.-Teilen Hydroxyethylmethacrylat
17,4 Gew.-Teilen Methylmethacrylat
40,0 Gew.-Teilen Butylacrylat
8,0 Gew.-Teilen Acrylsäure
17,4 Gew.-Teilen Methylmethacrylat
40,0 Gew.-Teilen Butylacrylat
8,0 Gew.-Teilen Acrylsäure
werden mit Ammoniaklösung und Wasser auf einen pH-Wert
von 7,1 eingestellt, so daß eine 30-%ige Lösung des
Polyacrylats in Wasser resultiert.
Nach Zugabe von 0,3 g eines handelsüblichen Verdickers
(®Acrysol RM 8 der Firma Rohm und Haas, Frankfurt) und
0,7 g eines handelsüblichen Entschäumers (®Foamex 1498
der Firma Goldschmidt AG, Essen) zu der wäßrigen Acry
latlösung werden 43,4 g der mit 3 g Dimethylethanolamin
neutralisierten Lösung des Polyisocyanatgemisches gemäß
Beispiel 2 zugegeben. Die Mischung ist durch bloßes Ein
rühren leicht zu homogenisieren.
Ein auf eine Glasplatte aufgetragener Film des Gemisches
trocknet nach ca. 2 h bei Raumtemperatur bis zur Kleb
freiheit und bildet einen klaren, glänzenden und stö
rungsfreien Lackfilm, der nach vollständiger Aushärtung
eine Pendelhärte nach König von 130 s aufweist. Nach
einminütigem Einwirken von aliphatischen Kohlenwasser
stoffen bleibt die Filmoberfläche unverändert. Bei
ebenso langer Einwirkung von Xylol, Methoxypropylacetat
und Ethanol erfolgt eine geringfügige Anquellung der
Lackoberfläche, wobei nach Verdunsten der Lösungsmittel
eine Regeneration des Films erfolgt.
Ein entsprechend, jedoch ohne Mitverwendung der erfin
dungsgemäßen Polyisocyanatlösung hergestellter Film
quillt bereits bei Einwirken von aliphatischen Kohlen
wassserstoffen deutlich an und ist in aromatischen Koh
lenwasserstoffen oder Methoxypropylacetat leicht lös
lich.
Die Verarbeitungszeit des erfindungsgemäßen, die erfin
dungsgemäße Polyisocyanatlösung enthaltenden Zweikompo
nenten-Systems liegt bei ca. 4 h.
100 g der in Beispiel 3 beschriebenen wäßrigen Polyacry
latlösung, der ebenso wie in Beispiel 3 Verdicker und
Entschäumer zugegeben worden sind, werden mit 30,4 g
eines Polyisocyanatgemisches homogenisiert. Bei dem Po
lyisocyanatgemisch handelt es sich um ein Gemisch aus
15,2 g eines Isocyanuratgruppen aufweisenden Polyiso
cyanats auf Basis von 1,6-Diisocyanatohexan mit einer
NCO-Funktionalität von 3,5, einem NC0-Gehalt von 21,7%
und einer Viskosität bei 23°C von 1500 mPa×s und 15,2 g
des Polyisocyanatgemisches gemäß Beispiel 2, welches
vorab mit 1,3 g N,N-Dimethylethanolamin neutralisiert
worden ist.
Es liegt ein NCO/OH-Äquivalentverhältnis von 1,5 : 1 vor.
Ein aus der Formulierung gewonnener Lackfilm ist nach
2 h bei Raumtemperatur klebfrei, hochglänzend und stö
rungsfrei. Bei alleiniger Aushärtung des Polyacrylat
harzes mit dem genannten, Isocyanuratgruppen aufweisen
den Polyisocyanat ergeben sich Filme mit deutlicher Trü
bung und vermindertem Glanz.
Der erfindungsgemäße Lackfilm weist nach Aushärten bei
Raumtemperatur eine Härte nach König von 150 s auf. Bei
einminütigem Einwirken von aliphatischen oder aromati
schen Kohlenwasserstoffen oder von Methoxypropylacetat
zeigt sich keine Veränderung der Filmoberfläche. Bei
Einwirkung von Ethanol während des gleichen Zeitraumes
erfolgt eine geringfügige, nach Verdunsten des Lösungs
mittels reversible Anquellung.
Claims (4)
1. Polyisocyanatgemische, gekennzeichnet durch
- a) eine mittlere NCO-Funktionalität von 1,5 bis 4,0,
- b) einen Gehalt an (cyclo)aliphatisch gebundenen Isocyanatgruppen (NCO, Molekulargewicht = 42) von 2 bis 40 Gew.-%,
- c) einen Gehalt an chemisch fixierten Carboxyl gruppen (COOH, Molekulargewicht = 45) von 0,01 bis 15 Gew.-% und
- d) einen Gehalt an (cyclo)aliphatisch gebundenen Uretdiongruppen (C2N2O2, Molekulargewicht = 84) von 1 bis 23 Gew.-%.
2. Verfahren zur Herstellung von Polyisocyanatge
mischen gemäß Anspruch 1 durch Umsetzung einer
Polyisocyanatkomponente A), bestehend aus minde
stens einem Polyisocyanat mit (cyclo)aliphatisch
gebundenen Isocyanatgruppen des Molekulargewichts
bereichs 168 bis 1000 mit einer Hydroxycarbonsäure-
Komponente B), bestehend aus mindestens einer ali
phatischen Hydroxycarbonsäure des Molekularge
wichtsbereichs 76 bis 200, gegebenenfalls unter
Mitverwendung von weiteren Reaktionspartnern mit
gegenüber Isocyanatgruppen reaktionsfähigen, ali
phatisch gebundenen Hydroxylgruppen unter Einhal
tung eines Äquivalentverhältnisses von Isocyanat
gruppen zu Hydroxylgruppen von 1,05 : 1 bis 80 : 1 und
gegebenenfalls anschließende Abmischung des resul
tierenden Umsetzungsprodukts mit weiteren organi
schen Polyisocyanaten C), dadurch gekennzeichnet,
daß man als Polyisocyanatkomponente A) oder als
Teil der Polyisocyanatkomponente A) und/oder als
Polyisocyanate C) oder als Teil der Polyisocyanate
C) (cyclo)aliphatisch gebundene Uretdiongruppen
aufweisende Diisocyanate mit (cyclo)aliphatisch ge
bundenen Isocyanatgruppen verwendet, wobei im übri
gen Art und Mengenverhältnisse der Reaktionspartner
so gewählt werden, daß die resultierenden Polyiso
cyanatgemische den in Anspruch 1 unter a) bis d)
genannten Bedingungen entsprechen.
3. Verwendung der Polyisocyanatgemische gemäß Anspruch
1, gegebenenfalls in zumindest teilweise mit
tertiären Aminen neutralisierter Form als Binde
mittel für unter dem Einfluß von Feuchtigkeit
und/oder Hitze vernetzbare Überzugsmitteln.
4. Verwendung der Polyisocyanatgemische gemäß Anspruch
1, gegebenenfalls in zumindest teilweise mit ter
tiären Aminen neutralisierter Form, als Reaktions
partner für Verbindungen mit gegenüber Isocyanat
gruppen und/oder Carboxylgruppen reaktionsfähigen
Gruppen bei der Herstellung von hochmolekularen
Kunststoffen.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |