EP2285855A1 - Hydrophilic polyurethane coatings - Google Patents

Hydrophilic polyurethane coatings

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Publication number
EP2285855A1
EP2285855A1 EP09753632A EP09753632A EP2285855A1 EP 2285855 A1 EP2285855 A1 EP 2285855A1 EP 09753632 A EP09753632 A EP 09753632A EP 09753632 A EP09753632 A EP 09753632A EP 2285855 A1 EP2285855 A1 EP 2285855A1
Authority
EP
European Patent Office
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mol
coating
use according
polycarbonate polyol
aliphatic
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09753632A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Jürgen Köcher
Thorsten Rische
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Bayer Intellectual Property GmbH
Original Assignee
Bayer MaterialScience AG
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y10T428/31598Next to silicon-containing [silicone, cement, etc.] layer
    • Y10T428/31601Quartz or glass

Definitions

  • the present invention relates to the use of a coating composition in the form of a polyurethane dispersion for the production of hydrophilic coatings, in particular the use of the coating composition for coating devices, in particular medical devices.
  • the hydrophilic coating materials according to the invention are also applicable for the protection of
  • hydrophilic coating materials of the invention are also capable of reducing or avoiding the formation of water spots on surfaces.
  • hydrophilic surfaces can be produced with the polyurethane dispersions according to the invention which are no longer grown to a considerable extent by organisms living in the water (antifouling properties).
  • Further fields of application of these coating materials according to the invention are applications in the printing industry, for cosmetic formulations as well as for systems also outside of medical technology applications which release active ingredients.
  • the use of medical devices, such as catheters, can be greatly improved by the equipment with hydrophilic surfaces.
  • the insertion and displacement of urine or blood vessel catheters is made easier by the fact that hydrophilic surfaces in contact with blood or urine adsorb a water film.
  • the friction of the catheter surface is reduced compared to the vessel walls, so that the catheter is easier to use and move.
  • a direct watering of the equipment before the intervention can be made to reduce the friction by the formation of a homogeneous water film. Affected patients have less pain and the risk of injury to the vessel walls is thereby reduced.
  • hydrophilic coatings are generally considered helpful for antithrombogenic coatings.
  • Polyurethane coatings which are prepared starting from solutions or dispersions of corresponding polyurethanes, are fundamentally suitable for the production of corresponding surfaces.
  • US Pat. No. 5,589,563 describes the use of surface-modified end-group coatings for polymers used in the field of biomedicine, which can also be used for coating medical devices.
  • the resulting coatings are prepared from solutions or dispersions and the polymeric coatings comprise various end groups selected from amines, fluorinated alkanols, polydimethylsiloxanes and amine-terminated polyethylene oxides.
  • these polymers have a coating for medical devices no satisfactory properties, especially with regard to the required hydrophilicity on.
  • DE-A 199 14 882 relates to polyurethanes, polyurethane ureas or polyureas in dispersed or dissolved form, which are composed of
  • At least one hydrophilic, nonionic or potentially ionic synthesis component consisting of compounds having at least one isocyanate-reactive group and at least one hydrophilic polyether chain and / or compounds having at least one optionally at least partially neutralized group capable of salt formation and at least one isocyanate-reactive group,
  • a monofunctional blocking agent having polymer dispersion are used for example in sizings.
  • DE-A 199 14 885 relates to dispersions based on polyurethanes, polyurethane-polyureas or polyureas which preferably are reaction products of a) at least one polyol component, b) at least one di-, tri- and / or polyisocyanate component, c) optionally at least one (potential) ionic synthesis component consisting of compounds having at least one group which is reactive toward NCO groups and at least one group which is optionally at least partially neutralized, capable of forming salts, d) optionally at least one nonionically hydrophilic synthesis component, consisting of in the sense of the isocyanate addition reaction e) optionally at least one of a) to d) different synthesis component of the molecular weight range from 32 to 2500 with groups reactive toward isocyanate groups and mono- to tetrafunctional, at least one hydrophilic polyether chain f) 0.1 to 15 wt .-% of at least one monofunctional blocking agent which consists of at
  • the subject of this invention is the use of certain polyurethaneurea dispersions for the production of hydrophilic surfaces, as desired for the equipment of medical devices and surfaces with antifouling properties.
  • At least one polyurethaneurea terminated with a copolymer unit of polyethylene oxide and polypropylene oxide
  • compositions of these specific polyurethane ureas are eminently suitable as coatings having hydrophilic properties, such as those used in many medical devices to improve the delivery properties while reducing the risk of blood clots during treatment with the medical device and to produce Surfaces with anti-fouling properties, such as in shipbuilding, are desirable.
  • Polyurethane ureas in the context of the present invention are polymeric compounds which
  • the coating compositions to be used according to the invention are based on polyurethane ureas which have substantially no ionic modification.
  • this is understood to mean that the polyurethaneureas to be used according to the invention have essentially no ionic groups, in particular no sulfonate, carboxylate, phosphate and phosphonate groups.
  • substantially no ionic modification in the context of the present invention means that an ionic modification at most in a proportion of 2.50 wt .-%, preferably at most 2.00 wt .-%, in particular at most 1.50 Wt .-%, more preferably at most 1.00 wt .-%, especially at most 0.50 wt .-%, is present, it being most preferred if there is no ionic modification of the present invention intended polyurethane urea.
  • the polyurethane ureas according to the invention are preferably substantially linear molecules, but may also be branched. Under substantially linear molecular In the context of the present invention, len is understood as meaning slightly crosslinked systems which have a polycarbonate polyol having an average hydroxyl functionality of preferably 1.7 to 2.3, in particular 1.8 to 2.2, particularly preferably 1.9 to 2.1 , Such systems can still be dispersed to a sufficient extent.
  • the number average molecular weight of the polyurethane ureas preferably used according to the invention is preferably from 1000 to 200,000, particularly preferably from 5000 to 100,000. The number average molecular weight is measured against polystyrene as standard in dimethylactamide at 30 ° C.
  • the polyurethane ureas according to the invention are prepared by reacting synthesis components which comprise at least one polycarbonate polyol component, a polyisocyanate component, a polyoxyalkylene ether component, a diamine and / or amino alcohol component and optionally a polyol component.
  • the polyurethaneurea according to the invention comprises units which are based on at least one hydroxyl-containing polycarbonate (polycarbonate polyol).
  • polycarbonate polyols d. H. Polyhydroxytheticen gene, having an average hydroxyl functionality of 1.7 to 2.3, preferably from 1.8 to 2.2, more preferably from 1.9 to 2.1.
  • the polycarbonate is thus preferably substantially linear and has only a slight three-dimensional crosslinking.
  • Suitable polycarbonates containing hydroxyl groups are polycarbonates of molecular weight (molecular weight determined by the OH number, DIN 53240) of preferably 400 to 6000 g / mol, more preferably 500 to 5000 g / mol, in particular 600 to 3000 g / mol for example, by reaction of carbonic acid derivatives, such as diphenyl carbonate, dimethyl carbonate or phosgene, with polyols, preferably diols.
  • molecular weight molecular weight determined by the OH number, DIN 53240
  • carbonic acid derivatives such as diphenyl carbonate, dimethyl carbonate or phosgene
  • diols examples include ethylene glycol, 1,2- and 1,3-propanediol, 1,3- and 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, 1,8-octanediol, neopentyl glycol, 1,4-bishydroxymethylcyclohexane , 2-methyl-l, 3-propanediol, 2,2,4-trimethylpentane-l, 3-diol, di-, tri- or tetraethylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycols, dibutylene glycol, polybutylene glycols, bisphenol A, tetrabromobisphenol A but also Lactone-modified diols in question.
  • the diol component contains 40 to 100 wt .-% of hexanediol, preferably 1,6-hexanediol and / or hexanediol derivatives, preferably those which in addition to terminal OH groups ether or ester groups, for example products which by reaction of 1 mol Hexanediol with at least 1 mole, preferably 1 to 2 moles of caprolactone or by etherification of hexanediol with itself to di- or trihexylenglycol were obtained.
  • Polyether-polycarbonate diols can also be used.
  • the hydroxyl polycarbonates should be substantially linear.
  • polyfunctional components in particular low molecular weight polyols.
  • Glycerol, trimethylolpropane, hexanetriol-1,2,6, butanetriol-1,2,4, trimethylolpropane, pentaerythritol, quinitol, mannitol, sorbitol, methyl glycoside or 1,3,4,6-dianhydrohexitols are suitable for this purpose, for example.
  • butane-1,4-diol or ⁇ -caprolactone Further preferred polycarbonate diols are those based on mixtures of hexanediol-1,6 and butanediol-IA
  • the polyurethaneurea according to the invention also has units which are based on at least one polyisocyanate.
  • polyisocyanates (b) it is possible to use all aromatic, araliphatic, aliphatic and cycloaliphatic isocyanates known to the person skilled in the art of a middle NCO group.
  • Uretdione, urethane, allophanate, biuret, urea, oxadiazinetrione, oxazolidinone, acylurea and / or carbodiimide structures Uretdione, urethane, allophanate, biuret, urea, oxadiazinetrione, oxazolidinone, acylurea and / or carbodiimide structures.
  • the polyisocyanates can be used individually or in any mixtures with one another.
  • Isocyanates from the series of aliphatic or cycloaliphatic representatives are preferably used, these having a carbon skeleton (without the NCO groups contained) of 3 to 30, preferably 4 to 20 carbon atoms.
  • Particularly preferred compounds of component (b) correspond to the abovementioned type with aliphatically and / or cycloaliphatically bonded NCO groups, for example bis (isocyanatoalkyl) ethers, bis- and tris- (isocyanatoalkyl) benzenes, -toluenes, and -xylols, propane diisocyanates , Butane diisocyanates, pentane diisocyanates, hexanediisocyanates (eg hexamethylene diisocyanate, HDI), heptane diisocyanates, octane diisocyanates, nonane diisocyanates (eg trimethyl-HDI (TMD
  • Very particularly preferred compounds of component (b) are hexamethylene diisocyanate (HDI), trimethyl-HDI (TMDI), 2-methylpentane-l, 5-diisocyanate (MPDI), isophorone diisocyanate (IPDI), 1,3- and 1,4 -bis (isocyanatomethyl) cyclohexane (H east XDI), bis (isocyanatomethyl) norbornane (NBDI), (3) 4-methyl-1 -Isocyanatomethyl- cyclohexyliso- cyanate (IMCI) and / or 4,4'-bis (isocyanatocyclohexyl ) methane (Hi 2 MDI) or mixtures of these isocyanates.
  • HDI hexamethylene diisocyanate
  • TMDI trimethyl-HDI
  • MPDI 2-methylpentane-l
  • MPDI 5-diisocyanate
  • IPDI isophorone diisocyan
  • the amount of component (b) in the coating composition to be used according to the invention is preferably 1.0 to 4.0 mol, particularly preferably 1.2 to 3.8 mol, in particular 1.5 to 3.5 mol, in each case based on the component (a) of the coating composition to be used according to the invention.
  • the polyurethaneurea according to the invention has units which are based on a copolymer of polyethylene oxide and polypropylene oxide. These copolymer units are present as end groups in the polyurethaneurea.
  • Nonionically hydrophilicizing compounds (c) are, for example, monovalent polyalkylene oxide polyether alcohols having a statistical average of 5 to 70, preferably 7 to 55, ethylene oxide units per molecule, as are obtainable in a conventional manner by alkoxylation of suitable starter molecules (eg in Ullmanns Enzyklopadie der ischen Chemie 4th Edition, Volume 19, Verlag Chemie, Weinheim pp. 31-38).
  • starter molecules are saturated monoalcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, sec-butanol, the isomers pentanols, hexanols, octanols and nonanols, n-decanol, n-dodecanol, n-tetradecanol, n Hexadecanol, n-octadecanol, cyclohexanol, the isomeric methylcyclohexanols or hydroxymethylcyclohexane, 3-ethyl-3-hydroxymethyloxetane or tetrahydrofurfuryl alcohol, diethylene glycol monoalkyl ethers, such as, for example, diethylene glycol monobutyl ether, unsaturated alcohols, such as allyl alcohol, 1,1-dimethylallyl alcohol, di
  • alkylene oxides ethylene oxide and propylene oxide can be used in any order or even as a mixture in the alkoxylation reaction.
  • the polyalkylene oxide polyether alcohols are mixed polyalkylene oxide polyethers of ethylene oxide and propylene oxide, the alkylene oxide units of which preferably consist of at least 30 mol%, particularly preferably at least 40 mol%, of ethylene oxide units.
  • Preferred nonionic compounds are monofunctional mixed polyalkylene oxide polyethers which have at least 40 mol% of ethylene oxide and not more than 60 mol% of propylene oxide units.
  • the average molecular weight of the polyoxyalkylene ether is preferably 500 g / mol to 5000 g / mol, particularly preferably 1000 g / mol to 4000 g / mol, in particular 1000 to 3000 g / mol.
  • the amount of component (c) in the coating composition to be used according to the invention is preferably from 0.01 to 0.5 mol, more preferably from 0.02 to 0.4 mol, in particular from 0.04 to 0.3 mol, in each case based on the component (a) of the coating composition to be used according to the invention.
  • the polyurethaneureas having terminal groups based on mixed polyoxyalkylene ethers of polyethylene oxide and polypropylene oxide are particularly suitable for producing coatings having a high hydrophilicity.
  • the coatings according to the invention have a markedly low contact angle and are therefore more hydrophilic.
  • the polyurethaneurea according to the invention has units which are based on at least one diamine or an aminoalcohol.
  • chain extenders are di- or polyamines and also hydrazides, eg hydrazine, 1,2-ethylenediamine, 1,2- and 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,6-diaminohexane, isophoronediamine, mixture of isomers of 2, 2,4- and 2,4,4-trimethylhexamethylenediamine, 2-methylpentamethylenediamine, diethylenetriamine, 1,3- and 1,4-xylylenediamine, ⁇ , ⁇ , ⁇ ', ⁇ '-tetramethyl-I, 3- and -1, 4-xylylenediamine and 4,4-diaminodicyclohexylmethane, dimethylethylenediamine,
  • diamines or amino alcohols are generally suitable low molecular weight diamines or amino alcohols containing active hydrogen with respect to NCO groups of different reactivity, such as compounds containing not only a primary amino group but also secondary amino groups or in addition to an amino group (primary or secondary) and OH groups exhibit.
  • Examples of these are primary and secondary amines, such as 3-amino-1-methylaminopropane, 3-amino-1-ethylaminopropane, 3-amino-1-cyclohexylaminopropane, 3-amino-1-methylaminobutane, furthermore amino alcohols, such as N-aminoethylethanolamine , Ethanolamine, 3-aminopropanol, neopentanolamine and more preferably diethanolamine.
  • primary and secondary amines such as 3-amino-1-methylaminopropane, 3-amino-1-ethylaminopropane, 3-amino-1-cyclohexylaminopropane, 3-amino-1-methylaminobutane, furthermore amino alcohols, such as N-aminoethylethanolamine , Ethanolamine, 3-aminopropanol, neopentanolamine and more preferably diethanolamine.
  • the constituent (d) of the coating composition to be used according to the invention can be used in its preparation as chain extender and / or as chain terminating.
  • the amount of component (d) in the coating composition to be used according to the invention is preferably 0.05 to 3.0 mol, more preferably 0.1 to 2.0 mol, in particular 0.2 to 1.5 mol, in each case based on the component (a) of the coating composition to be used according to the invention.
  • the polyurethaneurea according to the invention additionally comprises units which are based on at least one further polyol.
  • the other low molecular weight polyols (e) used to build up the polyurethane ureas generally cause stiffening and / or branching of the polymer chain.
  • the molecular weight is preferably 62 to 500 g / mol, particularly preferably 62 to 400 g / mol, in particular 62 to 200 g / mol.
  • Suitable polyols may contain aliphatic, alicyclic or aromatic groups. Examples include the low molecular weight polyols having up to about 20 carbon atoms per molecule, such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1, 2-propanediol, 1,3-propanediol, 1, 4-butanediol, 1, 3-butylene glycol, Cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, hydroquinone dihydroxyethyl ether, bisphenol A (2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane), hydrogenated bisphenol A (2,2-bis (4-hydroxycyclohexyl) propane), as well as trimethylolpropane, glycerol or pentaerythritol and mixtures of these and optionally also other low molecular weight polyols.
  • ester diols such as ⁇ -hydroxybutyl- ⁇ -hydroxy-capronsäureester, ⁇ -hydroxyhexyl- ⁇ -hydroxybutyric acid ester, adipic acid (ß-hydroxyethyl) ester or terephthalic acid bis (ß-hydroxyethyl) ester can be used.
  • the amount of component (e) in the coating composition to be used according to the invention is preferably 0.1 to 1.0 mol, more preferably 0.2 to 0.9 mol, in particular 0.2 to 0.8 mol, in each case based on the component (a) of the coating composition to be used according to the invention.
  • the reaction of the isocyanate-containing component (b) with the hydroxy- or amine-functional compounds (a), (c), (d) and optionally (e) is usually carried out while maintaining a slight excess of NCO over the reactive hydroxy or amine compounds.
  • residues of isocyanate groups are hydrolyzed to amine groups. However, it may be important in individual cases to block the remaining residue of isocyanate groups before dispersing the polyurethane.
  • the polyurethaneurea coatings provided according to the invention can therefore also contain structural components (f), which are respectively located at the chain ends and close them.
  • These building blocks are derived, on the one hand, from monofunctional compounds reactive with NCO groups, such as monoamines, in particular monosecondary amines or monoalcohols.
  • Examples which may be mentioned here include ethanol, n-butanol, ethylene glycol monobutyl ether, 2-ethylhexanol, 1-octanol, 1-dodecanol, 1-hexadecanol, methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, octylamine, laurylamine, stearylamine, isononyloxypropylamine, methylamine, diethylamine, dipropylamine, dibutylamine, N-methylaminopropylamine, diethyl (methyl) aminopropylamine, morpholine, piperidine and suitable substituted derivatives thereof.
  • building blocks (f) are used essentially in the coatings according to the invention to destroy the NCO excess, the required amount essentially depends on the amount of NCO excess and can not be generally specified.
  • the component (f) is dispensed with, so that the polyurethaneurea according to the invention comprises only the constituents Ie (a) to (d) and optionally the component (e). Furthermore, it is preferred if the polyurethaneurea according to the invention consists of constituents (a) to (d) and optionally of component (e), ie does not comprise any other constituent components.
  • the polyurethaneurea according to the invention may moreover comprise further constituents customary for the intended purpose, such as additives and fillers.
  • additives and fillers include pharmacological agents and additives that promote the release of pharmacologically active substances ("drug-eluting additives”), as well as drugs.
  • Medicaments which can be used in the coatings according to the invention on the medical devices are generally, for example, thrombore-resistant agents, antibiotic agents, antitumor agents, growth hormones, antiviral agents, antiangiogenic agents, angiogenic agents, antimitotic agents, antiinflammatory agents, cell cycle regulating agents, genetic agents, hormones, and their homologues, derivatives, fragments, pharmaceutical salts and combinations thereof.
  • drugs thus include thromboresistant (non-thrombogenic) agents, or other means of suppressing an acute thrombosis, stenosis or late re-stenosis of the arteries, such as heparin, streptokinase, urokinase, tissue plasminogen activator, anti-thromboxane.
  • a 2 agents murine monoclonal antibody 7E3, triazolopyrimidine, ciprosten, hirudin, ticlopidine, nicorandil, etc.
  • a growth factor may also be used as a drug or any other inhibitor of cell growth at the stenotic site may be used to inhibit intimal fibromuscular hyperplasia at the arterial stenosis site.
  • the drug may also consist of a vasodilator to counteract vasospasm, for example an antispasmodic such as papaverine.
  • the drug may be a vasoactive agent per se, such as calcium antagonists, or ⁇ and ⁇ adrenergic agonists or antagonists.
  • the therapeutic agent may be a biological adhesive such as medical grade cyanoacrylate or fibrin, which is used, for example, for adhering a tissue valve to the wall of a coronary artery.
  • the therapeutic agent may also be an antineoplastic agent such as 5-fluorouracil, preferably with a controlling releasing carrier for the agent (e.g., for the application of a sustained controlled release anti-neoplastic agent at a tumor site).
  • antineoplastic agent such as 5-fluorouracil
  • a controlling releasing carrier for the agent e.g., for the application of a sustained controlled release anti-neoplastic agent at a tumor site.
  • the therapeutic agent may be an antibiotic, preferably in combination with a controlling releasing carrier for sustained release from the coating of a medical device to a localized source of infection within the body.
  • the therapeutic agent may contain steroids for the purpose of suppressing inflammation in localized tissue or for other reasons.
  • suitable drugs include:
  • antibiotic agents such as penicillins, cephalosprins, vacomycins, aminoglycosides, quinolones, polymxins, erythromycins; Tertracyclines, chloramphenicols, clindamycins, lincomycins, sulfonamides, their homologues, analogues, derivatives, pharmaceutical salts and mixtures thereof;
  • paclitaxel, docetaxel, immunosuppressants such as sirolimus or everolimus, alkylating agents including mechlorethamine, chlorambucil, cyclophosphamide, melphalan and ifosfamide; Antimetabolites including methotrexate, 6-mercaptopurine, 5-fluorouracil and cytarabine; Plant alcohols including vinblastine; Vincristine and etoposide; Antibiotics including doxorubicin, daunomycin, bleomycin and mitomycin; Nitrosurea including carmustine and
  • antiviral agents such as amantadine, rimantadine, rabavirin, idoxuridine, vidarabine, trifluridine, acyclovir, ganciclocir, zidovudine, phosphonoformates, interferons, their homologues, analogs, fragments, derivatives, pharmaceutical salts and mixtures thereof; and e) anti-inflammatory agents such as ibuprofen, dexamethasone or methylprednisolone.
  • the coating composition provided according to the invention comprises a polyurethaneurea which is built up from a) at least one polycarbonate polyol; b) at least one polyisocyanate; c) at least one monofunctional mixed polyoxyalkylene ether of polyethylene oxide and polypropylene oxide; and d) at least one diamine or an aminoalcohol.
  • the coating compositions according to the invention may comprise the antifouling agents known from the prior art. Their presence intensified in usually the already excellent anti-fouling properties of the inventive coating compositions themselves generated surfaces.
  • the coating composition to be used according to the invention comprises a polyurethaneurea, which is built up from a) at least one polycarbonate polyol; b) at least one polyisocyanate; c) at least one monofunctional mixed polyoxyalkylene ether of polyethylene oxide and polypropylene oxide; d) at least one diamine or an aminoalcohol; and e) at least one polyol.
  • the coating composition to be used according to the invention comprises a polyurethaneurea, which is built up from a) at least one polycarbonate polyol; b) at least one polyisocyanate; c) at least one monofunctional mixed polyoxyalkylene ether of polyethylene oxide and polypropylene oxide; d) at least one diamine or an aminoalcohol; e) at least one polyol; and f) at least one amine- or hydroxyl-containing monomer located at the polymer chain ends.
  • a polyurethaneurea which is built up from a) at least one polycarbonate polyol; b) at least one polyisocyanate; c) at least one monofunctional mixed polyoxyalkylene ether of polyethylene oxide and polypropylene oxide; d) at least one diamine or an aminoalcohol; e) at least one polyol; and f) at least one amine- or hydroxyl-containing monomer located at the polymer chain ends.
  • a very particularly preferred embodiment of the present invention consists in that the polyurethaneurea to be used for the preparation of the preparations to be used according to the invention consists only of constituents (a) to (d) and optionally (e).
  • polyurethaneureas which are built up
  • polyurethaneureas which are synthesized from a) at least one polycarbonate polyol having an average molecular weight between 500 g / mol and 5000 g / mol and a hydroxyl functionality of 1.8 to 2.2 or mixtures of such polycarbonate polyols; b) at least one aliphatic, cycloaliphatic or aromatic polyisocyanate or mixtures of such polyisocyanates in an amount of from 1.2 to 3.8 mol per mole of the polycarbonate polyol; c) at least one monofunctional mixed polyoxyalkylene ether of polyethylene oxide and polypropylene oxide or a mixture of such polyethers having an average molecular weight between 1000 g / mol and 4000 g / mol in an amount per mole of the polycarbonate polyol of 0.02 to 0.4 mol; d) at least one aliphatic or cycloaliphatic diamine or at least one amino alcohol as a so-called chain extend
  • polyurethane ureas which are synthesized from a) at least one polycarbonate polyol having an average molecular weight between 600 g / mol and 3000 g / mol and a hydroxyl functionality of 1.9 to 2.1 or mixtures of such polycarbonate polyols; b) at least one aliphatic, cycloaliphatic or aromatic polyisocyanate or mixtures of such polyisocyanates in an amount of from 1.5 to 3.5 mol per mole of the polycarbonate polyol; c) at least one monofunctional mixed polyoxyalkylene ether of polyethylene oxide and polypropylene oxide or a mixture of such polyethers having an average molecular weight of between 1000 g / mol and 3000 g / mol in an amount of 0.04 to 0.3 mol per mol of the polycarbonate polyol; d) at least one aliphatic or cycloaliphatic diamine or at least one amino alcohol as a so-called
  • the coating compositions to be used according to the invention are applied, for example, to medical devices.
  • the coating compositions in the form of a dispersion to be used according to the invention can be used to form a coating on a medical device.
  • medical device is to be broadly understood in the context of the present invention
  • suitable, non-limiting examples of medical devices include contact lenses; cannulas; catheters, such as urological catheters, such as bladder catheters or ureteral catheters, central venous catheters; Catheters or inlet / outlet catheters; dilation balloons; catheters for angioplasty and biopsy; catheters used for introducing a stent, a graft or a kavafilter; balloon catheters or other expandable medical devices; endoscopes; larnygoscopes; tracheal devices such as endotracheal tubes, respirators and other tracheal suction devices; bronchoalveolar irrigation catheters; catheters used in coronary angioplasty; Importers and the like; Gefackedpfropfen; Pacemaker components; Cochlear implants; Dental implant tubes for feeding, drainage hoses; and guide wires.
  • the coating solutions according to the invention can be used for the production of protective coatings, for example for gloves, stents and other implants; extracorporeal (out-of-body) blood tubes (blood guide tubes); Membrane, for example for dialysis; Blood filter; Apparatus for circulatory support; Dressings for wound care; Urine bag and ostomy bag are used.
  • implants containing a medically effective agent such as medicated stents or balloon surfaces or contraceptive devices.
  • the medical device is formed from catheters, endoscopes, laryngoscopes, endotracheal tubes, feeding tubes, guide rods, stents, and other implants.
  • aqueous, nonionically stabilized polyurethane dispersions of the type described above for coating the medical devices.
  • the coating compositions described above are preferably obtained as aqueous dispersions and applied to the surface of the medical devices.
  • the coating compositions described above can also be used for other technical applications in the non-medical field.
  • Substrates for applications outside of medical coatings are, for example, metals, plastics, ceramics, textiles, leather, wood, paper, painted surfaces of all substrates mentioned and glasses.
  • the coating materials can be applied directly to the substrate or alternatively to a previously applied to the substrate primer.
  • the coatings obtained in accordance with the invention serve to protect surfaces from fogging with moisture, to produce easily cleaned or self-cleaning surfaces. These hydrophilic coatings also reduce the absorption of dirt and prevent the formation of water spots.
  • Conceivable applications in outdoor areas are, for example, window panes and skylights, glass facades or Plexiglas roofs. Indoors, such materials can be used for the coating of surfaces in the sanitary area. Further applications are the coating of optical glasses and lenses, such as spectacle lenses. lenses, lenses and lens lenses for cameras or packaging materials such as food packaging to prevent moisture build-up or condensed water drop formation.
  • the coating materials to be used according to the invention are also suitable for finishing surfaces in contact with water to reduce the growth. This effect is also called antifouling effect.
  • a very important application of this antifouling effect is in the area of underwater painting of ship hulls. Ship hulls without anti-fouling equipment are very quickly overgrown by marine organisms, which leads to a reduction of the possible speed and a higher fuel consumption due to increased friction.
  • the coating materials according to the invention reduce or prevent the growth of marine organisms and prevent the above-described disadvantages of this growth.
  • Further applications in the field of antifouling coatings are articles for fishing such as fishing nets and all metallic substrates in underwater use such as pipelines, oil rigs, lock chambers and gates etc. Hulls which have surfaces produced with the coating materials according to the invention, in particular below the waterline, also have one reduced frictional resistance, so that such equipped ships either have a reduced fuel consumption or reach higher speeds. This is particularly interesting in the sport boat area and yacht building.
  • hydrophilic coating materials can be hydrophilized by the coatings according to the invention and are thereby printable with polar printing inks or can be applied by means of inkjet technology.
  • hydrophilic coatings used according to the invention are formulations for cosmetic applications.
  • Drug-releasing systems based on the hydrophilic coating materials of the invention are also conceivable outside of medical technology, for example for applications in crop protection as a carrier material for active ingredients.
  • the entire coating can then be regarded as an active substance-releasing ssystem and be used, for example, for coating seed (seed grains). Due to the hydrophilic properties of the coating, the active ingredient contained in the moist soil can escape and develop its intended effect without the germination of the seed is impaired.
  • the coating agent safely binds the active substance to the seed, so that, for example, when injecting the seed with the application machine into the soil, the active substance is not detached, as a result of which it has undesirable effects, for example on the existing skin Fauna could develop (bee endangerment by insecticides, which are supposed to prevent the insect infestation of the seed in the soil).
  • the component (a) can be reacted separately with the isocyanate (b). Then, then, the addition of components (c) and (e) and their implementation can take place. Subsequently, the remaining isocyanate groups are generally chain-extended or terminated before, during or after dispersion in water, the ratio of isocyanate-reactive groups of the compounds used for chain extension to free isocyanate groups of the prepolymer preferably being between 40 and 150 %, more preferably between 50 to 120%, in particular between 60 to 120%, lies (component (d)).
  • the polyurethane dispersions of the invention are preferably prepared by the so-called acetone process.
  • components (a), (c) and (e) which are free of primary or secondary amino groups and polyisocyanate component (b) for the preparation of an isocyanate-functional polyurethane prepolymer.
  • components (a), (c) and (e) which are free of primary or secondary amino groups and polyisocyanate component (b) for the preparation of an isocyanate-functional polyurethane prepolymer.
  • mers wholly or partially and optionally diluted with a water-miscible, but isocyanate-inert solvent and heated to temperatures ranging from 50 to 120 ° C.
  • catalysts can be used, for example dibutyltin dilaurate.
  • the synthesis is without a catalyst.
  • Suitable solvents are the usual aliphatic, ketofunctional solvents, e.g. Acetone, butanone, which can be added not only at the beginning of the preparation, but possibly also in parts later. Preferred are acetone and butanone.
  • Other solvents such as e.g. Xylene, toluene, cyclohexane, butyl acetate, methoxypropyl acetate, solvents with ether or ester units can also be used and distilled off in whole or in part or remain completely in the dispersion.
  • the prepolymer is prepared without addition of solvent and diluted only for the chain extension with a suitable solvent, preferably acetone.
  • the molar ratio of isocyanate groups to isocyanate-reactive groups is preferably 0.8 to 4.0, more preferably 0.9 to 3.8, especially 1.0 to 3.5.
  • reaction to the prepolymer takes place partially or completely, but preferably completely.
  • polyurethane prepolymers containing free isocyanate groups are obtained in bulk or in solution.
  • This chain extension / termination can be carried out either in a solvent before dispersion, during dispersion or in water after dispersion.
  • the chain extension is preferably carried out in water before dispersion.
  • the chain extension of the prepolymers preferably takes place before the dispersion.
  • the degree of chain extension ie the equivalent ratio of NCO-reactive groups of the compounds used for chain extension to free NCO groups of the prepolymer is preferably between 40 and 150%, more preferably between 50 and 120%, in particular between 60 and 120%.
  • the aminic components (d) can optionally be used individually or in mixtures in water-diluted or solvent-diluted form in the process according to the invention, wherein basically any order of addition is possible.
  • the diluent content is preferably 70 to 95% by weight.
  • the production of the polyurethane dispersion from the prepolymers takes place after the chain extension.
  • the dissolved and chain-extended polyurethane polymer is optionally added either under strong shearing, such as strong stirring, either in the dispersing water or, conversely, the dispersing water is stirred into the prepolymer solutions.
  • the water is added to the dissolved prepolymer.
  • the solvent still present in the dispersions after the dispersion step is then usually removed by distillation. A removal already during the dispersion is also possible.
  • the solids content of the polyurethane dispersion after the synthesis is between 20 to 70 wt .-%, preferably 20 to 65 wt .-%.
  • these dispersions can be diluted with water as desired in order to be able to variably adjust the thickness of the coating. All concentrations of 1 to 60 wt .-% are possible, preferred are concentrations in the range 1 to 40 wt .-%. In this case, any layer thicknesses can be achieved, such as some 100 nm up to a few 100 microns, which in the context of the present invention also higher and lower thicknesses are possible.
  • the polyurethane materials for coating the medical devices can be diluted to any desired value by dilution of the aqueous dispersions according to the invention with water.
  • thickeners can be added in order to increase the viscosity of the polyurethane dispersions optionally.
  • Other additives such as antioxidants, buffering agents to adjust the pH or pigments are also possible.
  • further additives such as handle auxiliaries, dyes, matting agents, UV stabilizers, light stabilizers, water repellents, hydrophilizing agents and / or leveling agents may also be used.
  • the resulting coatings differ on medical devices, depending on whether the coating is produced starting from a dispersion or a solution.
  • the coatings according to the invention have advantages on medical devices if they are obtained starting from dispersions of the coating compositions described above, since dispersions of the inventive coating systems lead to coatings on the medical devices which have no organic solvent residues, ie toxic are generally harmless, and at the same time lead to a more pronounced hydrophilicity, which can be made for example at a low contact angle.
  • dispersions of the inventive coating systems lead to coatings on the medical devices which have no organic solvent residues, ie toxic are generally harmless, and at the same time lead to a more pronounced hydrophilicity, which can be made for example at a low contact angle.
  • the medical devices can be coated by means of various methods with the hydrophilic polyurethane dispersions of the invention.
  • Suitable treatment Layering techniques include, for example, doctoring, printing, transfer coating, spraying, spin coating or dipping.
  • aqueous polyurethane dispersions used as starting material for the preparation of the coatings can be prepared by any of the methods, but the acetone method described above is preferred.
  • Medical devices to be coated may consist of various polymeric materials, alone or in combination, such as polyamide, polystyrene, polycarbonate, polyethers, polyesters, polyvinyl acetate, natural and synthetic rubbers, styrene block copolymers and unsaturated compounds such as ethylene, butylene and isoprene, polyethylene or copolymers of polyethylene and polypropylene, silicone, polyvinyl chloride (PVC) and polyurethanes.
  • PVC polyvinyl chloride
  • the coatings produced according to the invention are also distinguished by a high blood compatibility. As a result, working with these coatings is particularly advantageous in blood contact.
  • the materials show reduced coagulation tendency in blood contact compared to prior art polymers.
  • the NCO content of the resins described in the Examples and Comparative Examples was determined by titration in accordance with DIN EN ISO 11909.
  • the solids contents were determined in accordance with DIN-EN ISO 3251. 1 g of polyurethane dispersion was dried at 115 ° C. to constant weight (15-20 min) using an infrared drier.
  • the measurement of the average particle sizes of the polyurethane dispersions is carried out using the High Performance Parti cle Sizer (HPPS 3.3) from Malvern Instruments.
  • Desmophen ® C2200 polycarbonate polyol, OH number 56 mg KOH / g, number average molecular weight 2000 g / mol (Bayer MaterialScience AG, Leverkusen, DE)
  • Desmophen ® 200 Cl polycarbonate polyol, OH number 56 mg KOH / g, number average molecular weight 2000 g / mol (Bayer MaterialScience AG, Leverkusen, DE)
  • Desmophen ® XP 2613 polycarbonate polyol OH number 56 mg KOH / g, number average molecular weight 2000 g / mol (Bayer MaterialScience AG, Leverkusen, DE)
  • PolyTHF v 2000 Polytetramethylenglykolpolyol, OH number 56 mg KOH / g, number average molecular weight 2000 g / mol (BASF AG, Ludwigshafen, DE)
  • polyether ® LB 25 (monofunctional polyether based on ethylene oxide ZPropylen- oxide-based number average molecular weight 2,250 g / mol, OH number 25 mg KOH / g (Bayer MaterialScience AG, Leverkusen, DE)
  • the finished prepolymer was dissolved at 50 ° C in 711 g of acetone and then added at 40 ° C, a solution of 4.8 g of ethylenediamine in 16 g of water within 10 min. The stirring time was 15 min. The mixture was then dispersed within 15 minutes by adding 590 g of water. This was followed by removal of the solvent by distillation in vacuo. A storage-stable polyurethane dispersion having a solids content of 41.5% and an average particle size of 164 nm was obtained.
  • the finished prepolymer was dissolved at 50 ° C in 711 g of acetone and then added at 40 0 C, a solution of 4.8 g of ethylenediamine in 16 g of water within 10 min. The stirring time was 5 min. The mixture was then dispersed within 15 minutes by adding 590 g of water. This was followed by removal of the solvent by distillation in vacuo. A storage-stable polyurethane dispersion with a solids content of 41.3% and an average particle size of 109 nm was obtained.
  • the finished prepolymer was dissolved at 50 0 C in 711 g of acetone and then added at 40 ° C, a solution of 4.8 g of ethylenediamine in 16 g of water within 10 min. The stirring time was 5 min. The mixture was then dispersed within 15 minutes by adding 590 g of water. This was followed by removal of the solvent by distillation in vacuo. This gave a storage-stable polyurethane dispersion having a solids content of 40.4% and an average particle size of 146 nm.
  • Example 4 Example 4:
  • the finished prepolymer was dissolved at 50 ° C in 711 g of acetone and then added at 40 ° C, a solution of 4.8 g of ethylenediamine in 16 g of water within 10 min. The stirring time was 5 min. Subsequently, the mixture was dispersed within 15 minutes by adding 590 g of water. This was followed by removal of the solvent by distillation in vacuo. A storage-stable polyurethane dispersion with a solids content of 41.7% and an average particle size of 207 nm was obtained.
  • the finished prepolymer was dissolved at 50 ° C in 711 g of acetone and then added at 40 ° C, a solution of 4.8 g of ethylenediamine in 16 g of water within 10 min. The stirring time was 5 min. The mixture was then dispersed within 15 minutes by adding 590 g of water. This was followed by removal of the solvent by distillation in vacuo. A storage-stable polyurethane dispersion having a solids content of 41.2% and an average particle size of 112 nm was obtained.
  • the finished prepolymer was dissolved at 50 ° C in 720 g of acetone and then added at 40 ° C, a solution of 3.3 g of ethylenediamine in 16 g of water within 10 min. The stirring time was 15 min. The mixture was then dispersed within 15 minutes by adding 590 g of water. This was followed by removal of the solvent by distillation in vacuo. A storage-stable polyurethane dispersion having a solids content of 38.9% and an average particle size of 144 nm was obtained.
  • the finished prepolymer was dissolved at 50 0 C in 711 g of acetone and then added at 40 ° C, a solution of 4.8 g of ethylenediamine in 16 g of water within 10 min. The stirring time was 5 min. The mixture was then dispersed within 15 minutes by adding 590 g of water. This was followed by removal of the solvent by distillation in vacuo. A storage-stable polyurethane dispersion having a solids content of 38.3% and an average particle size of 215 nm was obtained.
  • Example 8 Preparation of a polyurethane urea dispersion as a comparison product to the inventive example 1.
  • the Desmophen ® C2200 is replaced by PolyTHF 2000th
  • the finished prepolymer was dissolved at 50 ° C in 711 g of acetone and then added at 40 ° C, a solution of 4.8 g of ethylenediamine in 16 g of water within 10 min. The stirring time was 5 min. The mixture was then dispersed within 15 minutes by adding 590 g of water. This was followed by removal of the solvent by distillation in vacuo. A storage-stable polyurethane dispersion having a solids content of 40.7% and an average particle size of 166 nm was obtained.
  • Example 9 Example 9:
  • the finished prepolymer was dissolved at 50 ° C in 711 g of acetone and then added at 40 ° C, a solution of 4.8 g of ethylenediamine in 16 g of water within 10 min. The stirring time was 5 min. The mixture was then dispersed within 15 minutes by adding 590 g of water. This was followed by removal of the solvent by distillation in vacuo. A storage-stable polyurethane dispersion having a solids content of 41.6% and an average particle size of 107 nm was obtained.
  • the finished prepolymer was dissolved at 50 ° C in 711 g of acetone and then added at 40 ° C, a solution of 4.8 g of ethylenediamine in 16 g of water within 10 min. The stirring time was 5 min. The mixture was then dispersed within 15 minutes by adding 590 g of water. This was followed by removal of the solvent by distillation in vacuo. A storage-stable polyurethane dispersion having a solids content of 37.5% and an average particle size of 195 nm was obtained.
  • the static contact angle measurements were made on 25x75 mm glass slides using a spincoater (RC5 Gyrset 5, Karl Suess, Garching, Germany).
  • a slide was on the sample plate of the Clamped spin coater and homogeneously covered with about 2.5 - 3 g aqueous undiluted polyurethane dispersion.
  • a homogeneous coating was obtained, which was dried for 15 min at 100 ° C and then for 24 h at 50 ° C.
  • the resulting coated slides were subjected directly to a contact angle measurement.
  • a static contact angle measurement is performed.
  • OCA20 from Dataphysics with computer-controlled syringes
  • 10 drops of lipid water are applied to the sample and their static wetting edge angle is measured.
  • the static charge (if present) on the sample surface is removed by means of an antistatic hair dryer.
  • the polycarbonate-containing coatings of Examples 1 to 7 according to the invention give extremely hydrophilic coatings with static contact angles ⁇ 45 °.
  • the coatings of Examples 1 to 6 give extraordinarily hydrophilic coatings with static contact angles ⁇ 30 °.
  • the polyTHF-containing coatings from Comparative Examples 7 to 10 are substantially more unpopular, although the composition of these coatings is otherwise identical to those of Examples 1, 2 and 4.
  • Example 1 From the polyurethane dispersion of Example 1, a film for blood contact studies was prepared by spincoating on glass. The sample surface was placed in an autoclaved incubation chamber and incubated with 1.95 ml of blood. The exact experimental setup is described in U. Streller et al. J. Biomed. Mater. Res B, 2003, 66B, 379-390.
  • the venous blood needed for the trial was taken via a 19 G cannula to a male donor who had not taken any medication for at least 10 days. Coagulation was prevented by addition of heparin (2 iU / ml).
  • the thus prepared blood was then filled into the incubation chamber equipped with the polyurethane surface, preheated to 37 ° C., and incubated for 2 h at 37 ° C. with permanent rotation of the chamber.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • Thrombin-antithrombin complex Enzygnost TAT micro, Dade Behring GmbH, Marburg, Germany
  • the platelet reduction was measured in EDTA-anticoagulated blood by means of an automatic cell counting system (AcTdiff from Coulter, Krefeld, Germany).
  • Platelet factor 4 is a marker for platelet activation. Also, this cellular part of the coagulation is activated only slightly by the hydrophilic polyurethane. The good blood compatible PTFE causes a higher activation. Also, the reduction of platelets is clear for glass and PTFE, which means that a part of the platelets attach to these surfaces. In contrast, the hydrophilic polyurethane of Example 1 is virtually no waste to recognize.
  • the mixture was then dispersed within 15 minutes by adding 590 g of water. The removal of the solvent followed by distillation in vacuo. A storage-stable polyurethane dispersion having a solids content of 40.0% and an average particle size of 130 nm was obtained.
  • Example 11 As described in Example 11, a coating on glass was prepared by spin coating and the static contact angle of this coating was determined. This gave a static contact angle of 45 °.
  • the comparison of this value with the value for the coating of Example 1 shows that the use of the mixed polyethylene oxide polypropylene monoxide LB 25 compared to pure polyethylene oxide monool significantly lower contact angles and thus more hydrophilic Coatings possible.
  • Example 11 As described in Example 11, a coating on glass was prepared by spin coating and the static contact angle of this coating was determined. A static contact angle of 27 ° was determined. The comparison of this value with the value for the coating of Example 1 ( ⁇ 10 °, see Table 1 in Example 11), a structurally the same coating, but dispersed in water, shows that the coatings from aqueous dispersion compared to coating, which are obtained starting from corresponding solutions, yield more hydrophilic coatings.

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Abstract

The invention relates to the use of specific polyurethane urea coatings for coating substrates, the polyurethane urea (1) being terminated by a copolymer unit which is constituted of polyethylene oxide and polypropylene oxide, and (2) comprising at least one hydroxyl group-containing polycarbonate polyol.

Description

Hydrophile Polyurethanbeschichtungen Hydrophilic polyurethane coatings
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung einer Beschichtungszusammenset- zung in Form einer Polyurethandispersion zur Herstellung von hydrophilen Beschichtun- gen, insbesondere die Verwendung der Beschichtungszusammensetzung zum Beschich- ten von Geräten, insbesondere medizinischen Geräten. Darüber hinaus sind die erfin- dungsgemäßen hydrophilen Beschichtungsmaterialien auch anwendbar zum Schutz vonThe present invention relates to the use of a coating composition in the form of a polyurethane dispersion for the production of hydrophilic coatings, in particular the use of the coating composition for coating devices, in particular medical devices. In addition, the hydrophilic coating materials according to the invention are also applicable for the protection of
Oberflächen vor Beschlagen, zur Herstellung leicht zu reinigender oder selbstreinigenderSurfaces before fogging, for easy to clean or self-cleaning
Oberflächen sowie zur Verminderung der Schmutzaufhahme dieser Oberflächen. Die erfindungsgemäßen hydrophilen Beschichtungsmaterialien sind außerdem in der Lage, auf Oberflächen die Bildung von Wasserflecken zu reduzieren oder zu vermeiden.Surfaces and to reduce the dirt accumulation of these surfaces. The hydrophilic coating materials of the invention are also capable of reducing or avoiding the formation of water spots on surfaces.
Desweiteren können mit den erfindungsgemäßen Polyurethandispersionen hydrophile Oberflächen erzeugt werden, die nicht mehr in nennenswertem Umfang von im Wasser lebenden Organismen bewachsen werden (Antifoulingeigenschaften). Weitere Anwendungsgebiete dieser erfindungsgemäßen Beschichtungsmaterialien sind Anwendungen in der Druckindustrie, für kosmetische Formulierungen sowie für Systeme auch außerhalb medizintechnischer Anwendungen, die Wirkstoffe freisetzen.Furthermore, hydrophilic surfaces can be produced with the polyurethane dispersions according to the invention which are no longer grown to a considerable extent by organisms living in the water (antifouling properties). Further fields of application of these coating materials according to the invention are applications in the printing industry, for cosmetic formulations as well as for systems also outside of medical technology applications which release active ingredients.
Die Benutzung von medizinischen Geräten, beispielsweise von Kathetern, kann durch die Ausrüstung mit hydrophilen Oberflächen stark verbessert werden. Das Einsetzen und Verschieben von Urin- oder Blutgefaßkathetern wird dadurch einfacher, dass hydrophile Oberflächen im Kontakt mit Blut oder Urin einen Wasserfilm adsorbieren. Hierdurch wird die Reibung der Katheteroberfläche gegenüber den Gefäßwänden verringert, so dass sich der Katheter leichter einsetzen und bewegen lässt. Auch eine direkte Wässerung der Geräte vor dem Eingriff kann vorgenommen werden, um durch die Bildung eines homogenen Wasserfilms die Reibung zu vermindern. Die betroffenen Patienten haben weniger Schmerzen, und das Risiko von Verletzungen der Gefäßwände wird dadurch reduziert. Darüber hinaus besteht bei der Anwendung von Kathetern im Blutkontakt immer die Gefahr, dass sich Blutgerinnsel bilden. In diesem Kontext werden im Allgemeinen hydrophile Beschichtungen als hilfreich für antithrombogene Beschichtungen angesehen.The use of medical devices, such as catheters, can be greatly improved by the equipment with hydrophilic surfaces. The insertion and displacement of urine or blood vessel catheters is made easier by the fact that hydrophilic surfaces in contact with blood or urine adsorb a water film. As a result, the friction of the catheter surface is reduced compared to the vessel walls, so that the catheter is easier to use and move. Also, a direct watering of the equipment before the intervention can be made to reduce the friction by the formation of a homogeneous water film. Affected patients have less pain and the risk of injury to the vessel walls is thereby reduced. In addition, when using catheters in blood contact, there is always a risk of blood clots forming. In this context, hydrophilic coatings are generally considered helpful for antithrombogenic coatings.
Zur Herstellung von entsprechenden Oberflächen eignen sich grundsätzlich Polyurethan- beschichtungen, die ausgehend von Lösungen oder Dispersionen entsprechender Polyurethane hergestellt werden.Polyurethane coatings, which are prepared starting from solutions or dispersions of corresponding polyurethanes, are fundamentally suitable for the production of corresponding surfaces.
So beschreibt die US-A 5,589,563 die Verwendung von Beschichtungen mit oberflächenmodifizierten Endgruppen für im Bereich der Biomedizin verwendete Polymere, welche auch zur Beschichtung von medizinischen Geräten verwendet werden können. Die resultierenden Beschichtungen werden ausgehend von Lösungen oder Dispersionen hergestellt und die polymeren Beschichtungen umfassen unterschiedliche Endgruppen, welche ausgewählt werden aus Aminen, fluorierten Alkanolen, Polydimethylsiloxanen und aminterminierten Polyethylenoxiden. Diese Polymere weisen jedoch als Beschich- tung für medizinische Geräte keine zufriedenstellenden Eigenschaften, insbesondere im Hinblick auf die erforderliche Hydrophilie, auf.Thus, US Pat. No. 5,589,563 describes the use of surface-modified end-group coatings for polymers used in the field of biomedicine, which can also be used for coating medical devices. The resulting coatings are prepared from solutions or dispersions and the polymeric coatings comprise various end groups selected from amines, fluorinated alkanols, polydimethylsiloxanes and amine-terminated polyethylene oxides. However, these polymers have a coating for medical devices no satisfactory properties, especially with regard to the required hydrophilicity on.
Die DE-A 199 14 882 betrifft Polyurethane, Polyurethan-Harnstoffe bzw. Polyharnstoffe in dispergierter bzw. gelöster Form, die aufgebaut werden ausDE-A 199 14 882 relates to polyurethanes, polyurethane ureas or polyureas in dispersed or dissolved form, which are composed of
(a) mindestens einer Polyolkomponente,(a) at least one polyol component,
(b) mindestens einer Di-, Tri- und/oder Polyisocyanatkomponente,(b) at least one di-, tri- and / or polyisocyanate component,
(c) mindestens einer hydrophilen, nichtionischen bzw. potentiell ionischen Aufbaukomponente, bestehend aus Verbindungen mit mindestens einer gegenüber Isocy- anatgruppen reaktiven Gruppe und mindestens einer hydrophilen Polyetherkette und/oder aus Verbindungen mit mindestens einer, gegebenenfalls mindestens teilweise neutralisiert vorliegenden, zur Salzbildung fähigen Gruppe und mindestens einer gegenüber Isocyanatgruppen reaktiven Gruppe,(c) at least one hydrophilic, nonionic or potentially ionic synthesis component consisting of compounds having at least one isocyanate-reactive group and at least one hydrophilic polyether chain and / or compounds having at least one optionally at least partially neutralized group capable of salt formation and at least one isocyanate-reactive group,
(d) mindestens einer von (a) bis (c) verschiedenen Aufbaukomponente des Moleku- largewichtsbereiches 32 bis 500 mit mindestens einer gegenüber Isocyanatgruppen reaktiven Gruppe und(D) at least one of (a) to (c) different structural component of the molecular weight range 32 to 500 with at least one isocyanate-reactive group and
(e) mindestens eines monofunktionellen Blockierungsmittels.(e) at least one monofunctional blocking agent.
Die damit zwingend ein monofunktionelles Blockierungsmittel aufweisenden Polymerdispersion werden beispielsweise in Schlichten verwendet.The thus necessarily a monofunctional blocking agent having polymer dispersion are used for example in sizings.
Die DE-A 199 14 885 betrifft Dispersionen auf Basis von Polyurethanen, Polyurethan- Polyharnstoffen bzw. Polyharnstoffen die bevorzugt Umsetzungsprodukte darstellen von a) mindestens einer Polyolkomponente, b) mindestens einer Di-, Tri- und/oder Polyisocyanatkomponente, c) gegebenenfalls mindestens einer (potentiell) ionischen Aufbaukomponente, bestehend aus Verbindungen mit mindestens einer gegenüber NCO-Gruppen reaktiven Gruppe und mindestens einer, gegebenenfalls mindestens teilweise neutralisiert vorliegenden, zur Salzbildung fähigen Gruppe, d) gegebenfalls mindestens einer nichtionisch hydrophilen Aufbaukomponente, be- stehend aus im Sinne der Isocyanatadditionsreaktion mono- bis tetrafunktionel- len, mindestens eine hydrophile Polyetherkette aufweisenden Verbindungen, e) gegebenenfalls mindestens einer von a) bis d) verschiedenen Aufbaukomponente des Molekulargewichtsbereiches 32 bis 2500 mit gegenüber Isocyanatgruppen reaktiven Gruppen und f) 0,1 bis 15 Gew.-% mindestens eines monofunktionellen Blockierungsmittels, welches zu mindestens 50% aus Dimethylpyrazol besteht, wobei die Summe aus a) bis f) 100% beträgt und wobei entweder c) oder d) nicht 0 sein kann und in solcher Menge eingesetzt werden, dass eine stabile Dispersion entsteht. Die Dispersionen werden unter anderem zur Beschichtung mineralischer Untergründe, zur Lackierung und Versiegelung von Holz und Holzwerkstoffen, zur Lackierung und Beschichtung metallischer Oberflächen, Lackieren und Beschichten von Kunststoffen sowie die Beschichtung von Textilien und Leder verwendet.DE-A 199 14 885 relates to dispersions based on polyurethanes, polyurethane-polyureas or polyureas which preferably are reaction products of a) at least one polyol component, b) at least one di-, tri- and / or polyisocyanate component, c) optionally at least one (potential) ionic synthesis component consisting of compounds having at least one group which is reactive toward NCO groups and at least one group which is optionally at least partially neutralized, capable of forming salts, d) optionally at least one nonionically hydrophilic synthesis component, consisting of in the sense of the isocyanate addition reaction e) optionally at least one of a) to d) different synthesis component of the molecular weight range from 32 to 2500 with groups reactive toward isocyanate groups and mono- to tetrafunctional, at least one hydrophilic polyether chain f) 0.1 to 15 wt .-% of at least one monofunctional blocking agent which consists of at least 50% dimethylpyrazole, wherein the sum of a) to f) is 100% and wherein either c) or d) can not be 0, and be used in such an amount that a stable dispersion is formed. The dispersions are used, among other things, for coating mineral substrates, for painting and sealing wood and wood-based materials, for painting and coating metallic surfaces, for coating and coating plastics, and for coating textiles and leather.
Diese aus dem Stand der Technik bekannten Polyurethanharnstoff-Dispersionen werden nicht für medizinische Zwecke, d.h. zum Beschichten von medizinischen Geräten, verwendet.These polyurethaneurea dispersions known in the art are not used for medical purposes, i. for coating medical devices.
Darüber hinaus weisen die bisher bekannten Polyurethanharnstoffbeschichtungen häufig dahingehend Nachteile auf, dass sie für eine Anwendung als Beschichtung von medizinischen Geräten nicht ausreichend hydrophil ausgebildet sind. In diesem Kontext empfiehlt die US-A 5,589,563 oberfiächenmodifizierte Endgruppen für biomedizinisch Polymere, welche zur Beschichtung von medizinischen Geräten verwendet werden können. Diese Polymere umfassen unterschiedliche Endgruppen, welche ausgewählt werden aus Aminen, fluorierten Alkanolen, Polydimethylsiloxanen und a- minterminierten Polyethylenoxiden. Diese Polymere weisen jedoch als Beschichtung für medizinische Geräte ebenfalls keine zufrieden stellenden Eigenschaften, insbesondere im Hinblick auf die erforderliche Hydrophilie, auf.In addition, the previously known polyurethaneurea coatings often have drawbacks in that they are not sufficiently hydrophilic for use as a coating of medical devices. In this context, US Pat. No. 5,589,563 recommends surface-modified end groups for biomedical polymers which can be used to coat medical devices. These polymers include various end groups selected from amines, fluorinated alkanols, polydimethylsiloxanes and amine-terminated polyethylene oxides. However, these polymers also have no satisfactory properties as a coating for medical devices, especially with regard to the required hydrophilicity.
Der vorliegenden Erfindung lag somit die Aufgabe zugrunde, Polyurethanharnstoff- Dispersionen bereitzustellen, welche zur Ausrüstung bzw. Beschichtung von medizinischen Geräten mit hydrophilen Oberflächen verwendet werden können. Da diese Ober- flächen häufig im Blutkontakt eingesetzt werden, sollen die Oberflächen dieser Materialien auch eine gute Blutverträglichkeit besitzen und insbesondere die Gefahr der Bildung von Blutgerinnseln reduzieren.It is an object of the present invention to provide polyurethane-urea dispersions which can be used to coat or coat medical devices having hydrophilic surfaces. Since these surfaces are frequently used in blood contact, the surfaces of these materials should also have a good blood compatibility and in particular reduce the risk of the formation of blood clots.
Gegenstand dieser Erfindung ist daher die Verwendung bestimmter Polyurethanharnstoff-Dispersionen zur Erzeugung hydrophiler Oberflächen, wie sie zur Ausrüstung von medizinischen Geräten und Oberflächen mit Antifouling-Eigenschaften erwünscht sind.The subject of this invention, therefore, is the use of certain polyurethaneurea dispersions for the production of hydrophilic surfaces, as desired for the equipment of medical devices and surfaces with antifouling properties.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Polyurethanharnstoff-Dispersionen sind dadurch gekennzeichnet, dass sieThe polyurethaneurea dispersions to be used according to the invention are characterized in that they
(1) mindestens einen Polyurethanharnstoff, der mit einer Copolymereinheit aus PoIy- ethylenoxid und Polypropylenoxid terminiert ist, und(1) at least one polyurethaneurea terminated with a copolymer unit of polyethylene oxide and polypropylene oxide, and
(2) mindestens ein Polycarbonatpolyol umfassen. Es wurde herausgefunden, dass sich Zusammensetzungen aus diesen spezifischen Polyurethanharnstoffen hervorragend als Beschichtungen mit hydrophilen Eigenschaften eignen, wie sie beispielsweise bei vielen medizinischen Geräten zur Verbesserug der Einführeigenschaften bei gleichzeitiger Reduktion der Gefahr der Bildung von Blutgerinnseln während der Behandlung mit dem medizinischen Gerät sowie zur Erzeugung von Oberflächen mit Antifoulingeigenschaften, wie beispielsweise im Schiffbau, erwünsch sind.(2) comprise at least one polycarbonate polyol. It has been found that compositions of these specific polyurethane ureas are eminently suitable as coatings having hydrophilic properties, such as those used in many medical devices to improve the delivery properties while reducing the risk of blood clots during treatment with the medical device and to produce Surfaces with anti-fouling properties, such as in shipbuilding, are desirable.
Polyurethanharnstoffe im Sinne der vorliegenden Erfindung sind polymere Verbindun- gen, diePolyurethane ureas in the context of the present invention are polymeric compounds which
(a) mindestens zwei Urethangruppen enthaltende Wiederholungseinheiten der folgenden allgemeinen Struktur(A) at least two urethane groups-containing repeat units of the following general structure
OO
— N-1^-O- H und- N- 1 ^ -O- H and
(b) mindestens eine Harnstoffgruppen enthaltende Wiederholungseinheit(b) at least one repeating unit containing urea groups
OO
N- N- H HN- N- H H
aufweisen.exhibit.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Beschichtungszusammensetzungen basieren auf Polyurethanharnstoffen, welche im Wesentlichen keine ionische Modifizierung aufweisen. Hierunter wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung verstanden, dass die erfin- dungsgemäß zu verwendenden Polyurethanharnstoffe im Wesentlichen keine ionischen Gruppen, wie insbesondere keine Sulfonat-, Carboxylat-, Phosphat- und Phosphonat- gruppen, aufweisen.The coating compositions to be used according to the invention are based on polyurethane ureas which have substantially no ionic modification. In the context of the present invention, this is understood to mean that the polyurethaneureas to be used according to the invention have essentially no ionic groups, in particular no sulfonate, carboxylate, phosphate and phosphonate groups.
Unter dem Begriff „im Wesentlichen keine ionische Modifizierung" wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung verstanden, dass eine ionische Modifizierung höchstens in einem Anteil von 2,50 Gew.-%, vorzugsweise höchstens 2,00 Gew.-%, insbesondere höchstens 1,50 Gew.-%, besonders bevorzugt höchstens 1,00 Gew.-%, speziell höchstens 0,50 Gew.-%, vorliegt, wobei es am bevorzugtsten ist, wenn überhaupt keine ionische Modifizierung des erfindungsgemäß vorgesehenen Polyurethanharnstoffs vorliegt.The term "substantially no ionic modification" in the context of the present invention means that an ionic modification at most in a proportion of 2.50 wt .-%, preferably at most 2.00 wt .-%, in particular at most 1.50 Wt .-%, more preferably at most 1.00 wt .-%, especially at most 0.50 wt .-%, is present, it being most preferred if there is no ionic modification of the present invention intended polyurethane urea.
Die erfindungsgemäßen Polyurethanharnstoffe sind bevorzugt im Wesentlichen lineare Moleküle, können jedoch auch verzweigt sein. Unter im Wesentlichen linearen Molekü- len versteht man im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung leicht anvernetzte Systeme, die ein Polycarbonatpolyol mit einer mittleren Hydroxylfunktionalität von vorzugsweise 1,7 bis 2,3, insbesondere 1,8 bis 2,2, besonders bevorzugt 1,9 bis 2,1, aufweisen. Derartige Systeme lassen sich noch in einem ausreichenden Maß dispergieren. Das zahlenmittlere Molekulargewicht der erfindungsgemäß bevorzugt verwendeten Polyurethanharnstoffe beträgt vorzugsweise 1000 bis 200000, besonders bevorzugt von 5000 bis 100000. Dabei wird das zahlenmittlere Molekülgewicht gegen Polystyrol als Standard in Dimethylactamid bei 30 °C gemessen.The polyurethane ureas according to the invention are preferably substantially linear molecules, but may also be branched. Under substantially linear molecular In the context of the present invention, len is understood as meaning slightly crosslinked systems which have a polycarbonate polyol having an average hydroxyl functionality of preferably 1.7 to 2.3, in particular 1.8 to 2.2, particularly preferably 1.9 to 2.1 , Such systems can still be dispersed to a sufficient extent. The number average molecular weight of the polyurethane ureas preferably used according to the invention is preferably from 1000 to 200,000, particularly preferably from 5000 to 100,000. The number average molecular weight is measured against polystyrene as standard in dimethylactamide at 30 ° C.
Polyurethanharnstoffepolyurethane ureas
Im Folgenden werden die erfindungsgemäßen Polyurethanharnstoffe näher beschrieben.The polyurethane ureas according to the invention are described in more detail below.
Die erfindungsgemäßen Polyurethanharnstoffe werden durch Umsetzung von Aufbaukomponenten hergestellt, die mindestens eine Polycarbonatpolyolkomponente, eine PoIy- isoyanatkomponente, eine Polyoxyalkylenetherkomponente, eine Diamin- und/oder A- minoalkoholkomponente und gegebenenfalls eine Polyolkomponente umfassen.The polyurethane ureas according to the invention are prepared by reacting synthesis components which comprise at least one polycarbonate polyol component, a polyisocyanate component, a polyoxyalkylene ether component, a diamine and / or amino alcohol component and optionally a polyol component.
Im folgenden werden nun die einzelnen Aufbaukomponenten näher beschrieben.In the following, the individual components are described in more detail.
(a) Polycarbonatpolyol(a) polycarbonate polyol
Der erfindungsgemäße Polyurethanharnstoff umfasst Einheiten, welche auf mindestens ein Hydroxylgruppen enthaltendes Polycarbonat zurückgehen (Polycarbonatpolyol).The polyurethaneurea according to the invention comprises units which are based on at least one hydroxyl-containing polycarbonate (polycarbonate polyol).
Grundsätzlich geeignet für das Einführen von Einheiten auf Basis eines Hydroxylgruppen enthaltenden Polycarbonats sind Polycarbonatpolyole, d. h. Polyhydroxyverbindun- gen, mit einer mittleren Hydroxylfunktionalität von 1,7 bis 2,3, vorzugsweise von 1,8 bis 2,2, besonders bevorzugt von 1,9 bis 2,1. Das Polycarbonat ist somit vorzugsweise im Wesentlichen linear ausgebildet und weist nur eine geringfügige dreidimensionale Vernetzung auf.Basically suitable for introducing units based on a hydroxyl-containing polycarbonate are polycarbonate polyols, d. H. Polyhydroxyverbindungen gene, having an average hydroxyl functionality of 1.7 to 2.3, preferably from 1.8 to 2.2, more preferably from 1.9 to 2.1. The polycarbonate is thus preferably substantially linear and has only a slight three-dimensional crosslinking.
Als Hydroxylgruppen aufweisende Polycarbonate kommen Polycarbonate des Molekulargewichts (über die OH-Zahl bestimmte Molekulargewicht; DIN 53240) von vorzugsweise 400 bis 6000 g/mol, besonders bevorzugt 500 bis 5000 g/mol, insbesondere von 600 bis 3000 g/mol in Frage, die beispielsweise durch Reaktion von Kohlensäurederivaten, wie Diphenylcarbonat, Dimethylcarbonat oder Phosgen, mit Polyolen, vorzugsweise Diolen, erhältlich sind. Als derartige Diole kommen beispielsweise Ethylenglykol, 1,2- und 1 ,3-Propandiol, 1,3- und 1 ,4-Butandiol, 1 ,6-Hexandiol, 1 ,8-Octandiol, Neopentyl- glykol, 1 ,4-Bishydroxymethylcyclohexan, 2-Methyl-l,3-propandiol, 2,2,4-Trimethylpen- tan-l,3-diol, Di-, Tri- oder Tetraethylenglykol, Dipropylenglykol, Polypropylenglykole, Dibutylenglykol, Polybutylenglykole, Bisphenol A, Tetrabrombisphenol A aber auch Lacton-modifizierte Diole in Frage. Bevorzugt enthält die Diolkomponente 40 bis 100 Gew.-% Hexandiol, bevorzugt 1,6- Hexandiol und/oder Hexandiol-Derivate, vorzugsweise solche, die neben endständigen OH-Gruppen Ether- oder Estergruppen aufweisen, z.B. Produkte, die durch Umsetzung von 1 Mol Hexandiol mit mindestens 1 Mol, bevorzugt 1 bis 2 Mol Caprolacton oder durch Veretherung von Hexandiol mit sich selbst zum Di- oder Trihexylenglykol erhalten wurden. Auch Polyether-Polycarbonatdiole können eingesetzt werden. Die Hydro- xylpolycarbonate sollten im wesentlichen linear sein. Sie können jedoch gegebenenfalls durch den Einbau polyfunktioneller Komponenten, insbesondere niedermolekularer Po- lyole, leicht verzweigt werden. Hierzu eignen sich beispielsweise Glycerin, Trimethy- lolpropan, Hexantriol- 1,2,6, Butantriol-1,2,4, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Chinit, Mannit, Sorbit, Methylglykosid oder 1,3,4,6-Dianhydrohexite. Bevorzugt sind solche Polycarbonate auf Basis von Hexandiol- 1,6, sowie modifizierend wirkenden Co-Diolen wie z. B. Butandiol-1,4 oder auch von ε-Caprolacton. Weitere bevorzugte Polycarbonat- diole sind solche auf Basis von Mischungen aus Hexandiol- 1,6 und Butandiol-IASuitable polycarbonates containing hydroxyl groups are polycarbonates of molecular weight (molecular weight determined by the OH number, DIN 53240) of preferably 400 to 6000 g / mol, more preferably 500 to 5000 g / mol, in particular 600 to 3000 g / mol for example, by reaction of carbonic acid derivatives, such as diphenyl carbonate, dimethyl carbonate or phosgene, with polyols, preferably diols. Examples of such diols are ethylene glycol, 1,2- and 1,3-propanediol, 1,3- and 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, 1,8-octanediol, neopentyl glycol, 1,4-bishydroxymethylcyclohexane , 2-methyl-l, 3-propanediol, 2,2,4-trimethylpentane-l, 3-diol, di-, tri- or tetraethylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycols, dibutylene glycol, polybutylene glycols, bisphenol A, tetrabromobisphenol A but also Lactone-modified diols in question. Preferably, the diol component contains 40 to 100 wt .-% of hexanediol, preferably 1,6-hexanediol and / or hexanediol derivatives, preferably those which in addition to terminal OH groups ether or ester groups, for example products which by reaction of 1 mol Hexanediol with at least 1 mole, preferably 1 to 2 moles of caprolactone or by etherification of hexanediol with itself to di- or trihexylenglycol were obtained. Polyether-polycarbonate diols can also be used. The hydroxyl polycarbonates should be substantially linear. However, they may optionally be easily branched by the incorporation of polyfunctional components, in particular low molecular weight polyols. Glycerol, trimethylolpropane, hexanetriol-1,2,6, butanetriol-1,2,4, trimethylolpropane, pentaerythritol, quinitol, mannitol, sorbitol, methyl glycoside or 1,3,4,6-dianhydrohexitols are suitable for this purpose, for example. Preference is given to such polycarbonates based on 1,6-hexanediol, as well as modifying co-diols such. As butane-1,4-diol or ε-caprolactone. Further preferred polycarbonate diols are those based on mixtures of hexanediol-1,6 and butanediol-IA
(b) Polyisocyanat(b) polyisocyanate
Der erfindungsgemäße Polyurethanharnstoff weist ferner Einheiten auf, welche auf mindestens ein Polyisocyanat zurückgehen.The polyurethaneurea according to the invention also has units which are based on at least one polyisocyanate.
Als Polyisocyanate (b) können alle dem Fachmann bekannten aromatischen, araliphati- sehen, aliphatischen und cycloaliphatischen Isocyanate einer mittleren NCO-As polyisocyanates (b) it is possible to use all aromatic, araliphatic, aliphatic and cycloaliphatic isocyanates known to the person skilled in the art of a middle NCO group.
Funktionalität > 1 , bevorzugt > 2 einzeln oder in beliebigen Mischungen untereinander eingesetzt werden, wobei es unerheblich ist, ob diese nach Phosgen- oder phosgenfreienFunctionality> 1, preferably> 2 individually or in any mixtures with each other are used, and it is irrelevant whether these after phosgene or phosgene free
Verfahren hergestellt wurden. Diese können auch Iminooxadiazindion-, Isocyanurat-,Procedures were made. These may also iminooxadiazinedione, isocyanurate,
Uretdion-, Urethan-, Allophanat-, Biuret-, Harnstoff-, Oxadiazintrion, Oxazolidinon-, Acylharnstoff- und/oder Carbodiimid-Strukturen aufweisen. Die Polyisocyanate können einzeln oder in beliebigen Mischungen untereinander eingesetzt werden.Uretdione, urethane, allophanate, biuret, urea, oxadiazinetrione, oxazolidinone, acylurea and / or carbodiimide structures. The polyisocyanates can be used individually or in any mixtures with one another.
Bevorzugt werden Isocyanate aus der Reihe der aliphatischen oder cycloaliphatischen Vertreter eingesetzt, wobei diese ein Kohlenstoffgrundgerüst (ohne die enthaltenen NCO-Gruppen) von 3 bis 30, bevorzugt 4 bis 20 Kohlenstoffatomen aufweisen. Besonders bevorzugte Verbindungen der Komponente (b) entsprechen der vorstehend genannten Art mit aliphatisch und/oder cycloaliphatisch gebundene NCO-Gruppen wie beispielsweise Bis-(isocyanatoalkyl)ether, Bis- und Tris-(isocyanatoalkyl)benzole, -toluole, sowie -xylole, Propandiisocyanate, Butandiisocyanate, Pentandiisocyanate, He- xandiisoeyanate (z.B. Hexamethylendiisocyanat, HDI), Heptandiisocyanate, Octandiiso- cyanate, Nonandiisocyanate (z.B. Trimethyl-HDI (TMDI) in der Regel als Gemisch der 2,4,4- und 2,2,4-Isomeren), Nonantriisocyanate (z.B. 4-Isocyanatomethyl-l,8-octandi- isoeyanat), Dekandiisocyanate, Dekantriisocyanate, Undekandiisocyanate, Undekantrii- soeyanate, Dodecandiisocyanate, Dodecantriisocyanate, 1,3- sowie 1 ,4-Bis-(isocyanato- methyl)cyclohexane (H6XDI), 3-Isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylisocyanat (Isophorondiisocyanat, IPDI), Bis-(4-isocyanatocyclohexyl)methan (H12MDI) oder Bis- (isocyanatomethyl)norbornan (NBDI).Isocyanates from the series of aliphatic or cycloaliphatic representatives are preferably used, these having a carbon skeleton (without the NCO groups contained) of 3 to 30, preferably 4 to 20 carbon atoms. Particularly preferred compounds of component (b) correspond to the abovementioned type with aliphatically and / or cycloaliphatically bonded NCO groups, for example bis (isocyanatoalkyl) ethers, bis- and tris- (isocyanatoalkyl) benzenes, -toluenes, and -xylols, propane diisocyanates , Butane diisocyanates, pentane diisocyanates, hexanediisocyanates (eg hexamethylene diisocyanate, HDI), heptane diisocyanates, octane diisocyanates, nonane diisocyanates (eg trimethyl-HDI (TMDI) generally as a mixture of the 2,4,4- and 2,2,4-isomers ), Nonanetriisocyanates (eg 4-isocyanatomethyl-l, 8-octanediisocyanate), decane diisocyanates, decane triisocyanates, undecane diisocyanates, undecanediisocyanates, dodecane diisocyanates, dodecane triisocyanates, 1,3- and 1,4-bis (isocyanato) methyl) cyclohexane (H 6 XDI), 3-isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylisocyanate (isophorone diisocyanate, IPDI), bis (4-isocyanatocyclohexyl) methane (H 12 MDI) or bis (isocyanatomethyl) norbornane (NBDI).
Ganz besonders bevorzugte Verbindungen der Komponente (b) sind Hexamethylendiiso- cyanat (HDI), Trimethyl-HDI (TMDI), 2-Methylpentan-l,5-diisocyanat (MPDI), Isophorondiisocyanat (IPDI), 1,3- sowie 1,4-Bis(isocyanatomethyl)cyclohexan (HÖXDI), Bis- (isocyanatomethyl)norbornan (NBDI), 3(4)-Isocyanatomethyl- 1 -methyl-cyclohexyliso- cyanat (IMCI) und/oder 4,4'-Bis(isocyanatocyclohexyl)methan (Hi2MDI) oder Gemische dieser Isocyanate. Weitere Beispiele sind Derivate aus den vorstehenden Diisocyanaten mit Uretdion-, Isocyanurat-, Urethan-, Allophanat-, Biuret-, Iminooxadiazindion- und/- oder Oxadiazintrionstruktur mit mehr als zwei NCO-Gruppen.Very particularly preferred compounds of component (b) are hexamethylene diisocyanate (HDI), trimethyl-HDI (TMDI), 2-methylpentane-l, 5-diisocyanate (MPDI), isophorone diisocyanate (IPDI), 1,3- and 1,4 -bis (isocyanatomethyl) cyclohexane (H east XDI), bis (isocyanatomethyl) norbornane (NBDI), (3) 4-methyl-1 -Isocyanatomethyl- cyclohexyliso- cyanate (IMCI) and / or 4,4'-bis (isocyanatocyclohexyl ) methane (Hi 2 MDI) or mixtures of these isocyanates. Further examples are derivatives of the above diisocyanates with uretdione, isocyanurate, urethane, allophanate, biuret, iminooxadiazinedione and / or oxadiazinetrione structure having more than two NCO groups.
Die Menge an Bestandteil (b) in der erfindungsgemäß zu verwendenden Beschichtungs- zusammensetzung beträgt vorzugsweise 1,0 bis 4,0 mol, besonders bevorzugt 1,2 bis 3,8 mol, insbesondere 1,5 bis 3,5 mol, jeweils bezogen auf den Bestandteil (a) der erfin- dungsgemäß zu verwendenden Beschichtungszusammensetzung.The amount of component (b) in the coating composition to be used according to the invention is preferably 1.0 to 4.0 mol, particularly preferably 1.2 to 3.8 mol, in particular 1.5 to 3.5 mol, in each case based on the component (a) of the coating composition to be used according to the invention.
(c) Polyoxyalkylenether(c) polyoxyalkylene ethers
Der erfindungsgemäße Polyurethanharnstoff weist Einheiten auf, welche auf ein Copo- lymer aus Polyethylenoxid und Polypropylenoxid zurückgehen. Diese Copolymereinhei- ten liegen als Endgruppen in dem Polyurethanharnstoff vor.The polyurethaneurea according to the invention has units which are based on a copolymer of polyethylene oxide and polypropylene oxide. These copolymer units are present as end groups in the polyurethaneurea.
Nichtionisch hydrophilierende Verbindungen (c) sind beispielsweise einwertige, im statistischen Mittel 5 bis 70, bevorzugt 7 bis 55 Ethylenoxideinheiten pro Molekül aufweisende Polyalkylenoxidpolyetheralkohole, wie sie in an sich bekannter Weise durch Al- koxylierung geeigneter Startermoleküle zugänglich sind (z.B. in Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 19, Verlag Chemie, Weinheim S. 31-38).Nonionically hydrophilicizing compounds (c) are, for example, monovalent polyalkylene oxide polyether alcohols having a statistical average of 5 to 70, preferably 7 to 55, ethylene oxide units per molecule, as are obtainable in a conventional manner by alkoxylation of suitable starter molecules (eg in Ullmanns Enzyklopadie der technischen Chemie 4th Edition, Volume 19, Verlag Chemie, Weinheim pp. 31-38).
Geeignete Startermoleküle sind beispielsweise gesättigte Monoalkohole wie Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol, Isobutanol, sec-Butanol, die Isomeren Pentanole, Hexanole, Octanole und Nonanole, n-Decanol, n-Dodecanol, n-Tetradecanol, n- Hexadecanol, n-Octadecanol, Cyclohexanol, die isomeren Methylcyclohexanole oder Hydroxymethylcyclohexan, 3-Ethyl-3-hydroxymethyloxetan oder Tetrahydrofurfurylal- kohol, Diethylenglykol-monoalkylether, wie beispielsweise Diethylenglykolmonobuty- lether, ungesättigte Alkohole wie Allylalkohol, 1,1-Dimethylallylalkohol oder Oleinal- kohol, aromatische Alkohole wie Phenol, die isomeren Kresole oder Methoxyphenole, araliphatische Alkohole wie Benzylalkohol, Anisalkohol oder Zimtalkohol, sekundäre Monoamine wie Dimethylamin, Diethylamin, Dipropylamin, Diisopropylamin, Dibuty- lamin, Bis-(2-ethylhexyl)-amin, N-Methyl- und N-Ethylcyclohexylamin oder Dicyclohe- xylamin sowie heterocyclische sekundäre Amine wie Morpholin, Pyrrolidin, Piperidin oder 1H-Pyrazol. Bevorzugte Startermoleküle sind gesättigte Monoalkohole. Besonders bevorzugt wird Diethylenglykolmonobutylether als Startermolekül verwendet.Examples of suitable starter molecules are saturated monoalcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, sec-butanol, the isomers pentanols, hexanols, octanols and nonanols, n-decanol, n-dodecanol, n-tetradecanol, n Hexadecanol, n-octadecanol, cyclohexanol, the isomeric methylcyclohexanols or hydroxymethylcyclohexane, 3-ethyl-3-hydroxymethyloxetane or tetrahydrofurfuryl alcohol, diethylene glycol monoalkyl ethers, such as, for example, diethylene glycol monobutyl ether, unsaturated alcohols, such as allyl alcohol, 1,1-dimethylallyl alcohol or oleic alcohol, aromatic alcohols such as phenol, the isomeric cresols or methoxyphenols, araliphatic alcohols such as benzyl alcohol, anisalcohol or cinnamyl alcohol, secondary monoamines such as dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, diisopropylamine, dibutylamine, bis (2-ethylhexyl) amine, N-methyl - and N-ethylcyclohexylamine or dicyclohexylamine and heterocyclic secondary amines such as morpholine, pyrrolidine, piperide in or 1H-pyrazole. Preferred starter molecules are saturated monoalcohols. Diethylene glycol monobutyl ether is particularly preferably used as starter molecule.
Die Alkylenoxide Ethylenoxid und Propylenoxid können in beliebiger Reihenfolge oder auch im Gemisch bei der Alkoxylierungsreaktion eingesetzt werden können.The alkylene oxides ethylene oxide and propylene oxide can be used in any order or even as a mixture in the alkoxylation reaction.
Bei den Polyalkylenoxidpolyetheralkoholen handelt es sich um gemischte Polyalkyleno- xidpolyether aus Ethylenoxid und Propylenoxid, deren Alkylenoxideinheiten vorzugsweise zu mindestens 30 mol-%, besonders bevorzugt zu mindestens 40 mol-% aus Ethy- lenoxideinheiten bestehen. Bevorzugte nichtionische Verbindungen sind monofunktio- nelle gemischte Polyalkylenoxidpolyether, die mindestens 40 mol-% Ethylenoxid- und maximal 60 mol-% Propylenoxideinheiten aufweisen.The polyalkylene oxide polyether alcohols are mixed polyalkylene oxide polyethers of ethylene oxide and propylene oxide, the alkylene oxide units of which preferably consist of at least 30 mol%, particularly preferably at least 40 mol%, of ethylene oxide units. Preferred nonionic compounds are monofunctional mixed polyalkylene oxide polyethers which have at least 40 mol% of ethylene oxide and not more than 60 mol% of propylene oxide units.
Das mittlere Molgewicht des Polyoxyalkylenethers beträgt vorzugsweise 500 g/mol bis 5000 g/mol, besonders bevorzugt 1000 g/mol bis 4000 g/mol, insbesondere 1000 bis 3000 g/mol. Die Menge an Bestandteil (c) in der erfindungsgemäß zu verwendenden Beschichtungs- zusammensetzung beträgt vorzugsweise 0,01 bis 0,5 mol, besonders bevorzugt 0,02 bis 0,4 mol, insbesondere 0,04 bis 0,3 mol, jeweils bezogen auf den Bestandteil (a) der erfindungsgemäß zu verwendenden Beschichtungszusammensetzung.The average molecular weight of the polyoxyalkylene ether is preferably 500 g / mol to 5000 g / mol, particularly preferably 1000 g / mol to 4000 g / mol, in particular 1000 to 3000 g / mol. The amount of component (c) in the coating composition to be used according to the invention is preferably from 0.01 to 0.5 mol, more preferably from 0.02 to 0.4 mol, in particular from 0.04 to 0.3 mol, in each case based on the component (a) of the coating composition to be used according to the invention.
Erfindungsgemäß konnte gezeigt werden, dass sich die Polyurethanharnstoffe mit End- gruppen, die auf gemischten Polyoxyalkylenether aus Polyethylenoxid und Polypropylenoxid basieren, insbesondere dazu eignen, Beschichtungen mit einer hohen Hydrophilie zu erzeugen. Wie weiter unten im Vergleich zu Polyurethanharnstoffen, welche nur durch Polyethylenoxid terminiert sind, gezeigt wird, bewirken die erfindungsgemäßen Beschichtungen einen deutlich geringen Kontaktwinkel und sind somit hydrophiler aus- gebildet.According to the invention, it has been possible to demonstrate that the polyurethaneureas having terminal groups based on mixed polyoxyalkylene ethers of polyethylene oxide and polypropylene oxide are particularly suitable for producing coatings having a high hydrophilicity. As shown below in comparison to polyurethane ureas which are terminated only by polyethylene oxide, the coatings according to the invention have a markedly low contact angle and are therefore more hydrophilic.
(d) Diamin oder Aminoalkohol(d) diamine or aminoalcohol
Der erfindungsgemäße Polyurethanharnstoff weist Einheiten auf, welche auf mindestens ein Diamin oder ein Aminoalkohol zurückgehen. Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polyurethan-Beschichtungen werden sogenannte Kettenverlängerer (d) eingesetzt. Solche Kettenverlängerer sind Di- oder Polyamine sowie Hydrazide, z.B. Hydrazin, 1 ,2-Ethylendiamin, 1,2- und 1,3-Diaminopropan, 1,4-Di- aminobutan, 1 ,6-Diaminohexan, Isophorondiamin, Isomerengemisch von 2,2,4- und 2,4,4-Trimethylhexamethylendiamin, 2-Methylpentamethylendiamin, Diethylentriamin, 1,3- und 1 ,4-Xylylendiamin, α,α,α',α'-Tetramethyl-l,3- und -1,4-xylylendiamin und 4,4-Diaminodicyclohexylmethan, Dimethylethylendiamin, Hydrazin, Adipinsäuredi- hydrazid, 1 ,4-Bis(aminomethyl)cyclohexan, 4,4'-Diamino-3,3'-dimethyldicyclohexylme- than und andere (Cι-C4)-Di- und Tetraalkyldicyclohexylmethane, z.B. 4,4'-Diamino-3,5- diethyl-3 ' ,5 ' -diisopropyldicyclohexylmethan.The polyurethaneurea according to the invention has units which are based on at least one diamine or an aminoalcohol. To produce the polyurethane coatings according to the invention so-called chain extenders (d) are used. Such chain extenders are di- or polyamines and also hydrazides, eg hydrazine, 1,2-ethylenediamine, 1,2- and 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,6-diaminohexane, isophoronediamine, mixture of isomers of 2, 2,4- and 2,4,4-trimethylhexamethylenediamine, 2-methylpentamethylenediamine, diethylenetriamine, 1,3- and 1,4-xylylenediamine, α, α, α ', α'-tetramethyl-I, 3- and -1, 4-xylylenediamine and 4,4-diaminodicyclohexylmethane, dimethylethylenediamine, hydrazine, adipic acid dihydrazide, 1,4-bis (aminomethyl) cyclohexane, 4,4'-diamino-3,3'-dimethyldicyclohexylme- and other (C 1 -C 4 ) -di- and tetraalkyldicyclohexylmethanes, for example 4,4'-diamino-3,5-diethyl-3 ', 5'-diisopropyldicyclohexylmethane.
Als Diamine oder Aminoalkohole kommen im Allgemeinen niedermolekulare Diamine oder Aminoalkohole in Betracht, die aktiven Wasserstoff mit gegenüber NCO-Gruppen unterschiedlicher Reaktivität enthalten, wie Verbindungen, die neben einer primären Aminogruppe auch sekundäre Aminogruppen oder neben einer Aminogruppe (primär oder sekundär) auch OH-Gruppen aufweisen. Beispiele hierfür sind primäre und sekundäre Amine, wie 3-Amino-l-Methylaminopropan, 3-Amino-l-Ethylaminopropan, 3- Amino-1-cyclohexylaminopropan, 3-Amino-l-Methylaminobutan, weiterhin Aminoal- kohole, wie N-Aminoethylethanolamin, Ethanolamin, 3-Aminopropanol, Neopentano- lamin und besonders bevorzugt Diethanolamin.As diamines or amino alcohols are generally suitable low molecular weight diamines or amino alcohols containing active hydrogen with respect to NCO groups of different reactivity, such as compounds containing not only a primary amino group but also secondary amino groups or in addition to an amino group (primary or secondary) and OH groups exhibit. Examples of these are primary and secondary amines, such as 3-amino-1-methylaminopropane, 3-amino-1-ethylaminopropane, 3-amino-1-cyclohexylaminopropane, 3-amino-1-methylaminobutane, furthermore amino alcohols, such as N-aminoethylethanolamine , Ethanolamine, 3-aminopropanol, neopentanolamine and more preferably diethanolamine.
Der Bestandteil (d) der erfindungsgemäß zu verwendenden Beschichtungszusammenset- zung kann bei deren Herstellung als Kettenverlängerer und/oder als Kettenterminierung eingesetzt werden. Die Menge an Bestandteil (d) in der erfindungsgemäß zu verwendenden Beschichtungs- zusammensetzung beträgt vorzugsweise 0,05 bis 3,0 mol, besonders bevorzugt 0,1 bis 2,0 mol, insbesondere 0,2 bis 1,5 mol, jeweils bezogen auf den Bestandteil (a) der erfindungsgemäß zu verwendenden Beschichtungszusammensetzung.The constituent (d) of the coating composition to be used according to the invention can be used in its preparation as chain extender and / or as chain terminating. The amount of component (d) in the coating composition to be used according to the invention is preferably 0.05 to 3.0 mol, more preferably 0.1 to 2.0 mol, in particular 0.2 to 1.5 mol, in each case based on the component (a) of the coating composition to be used according to the invention.
(e) Polyole(e) polyols
In einer weiteren Ausfuhrungsform umfasst der erfindungsgemäße Polyurethanharnstoff zusätzlich Einheiten, welche auf mindestens ein weiteres Polyol zurückgehen.In a further embodiment, the polyurethaneurea according to the invention additionally comprises units which are based on at least one further polyol.
Die zum Aufbau der Polyurethanharnstoffe eingesetzten weiteren niedermolekularen Polyole (e) bewirken in der Regel eine Versteifung und oder eine Verzweigung der Po- lymerkette. Das Molekulargewicht beträgt vorzugsweise 62 bis 500 g/mol, besonders bevorzugt 62 bis 400 g/mol, insbesondere 62 bis 200 g/mol.The other low molecular weight polyols (e) used to build up the polyurethane ureas generally cause stiffening and / or branching of the polymer chain. The molecular weight is preferably 62 to 500 g / mol, particularly preferably 62 to 400 g / mol, in particular 62 to 200 g / mol.
Geeignete Polyole können aliphatische, alicyclische oder aromatische Gruppen enthalten. Genannt seien hier beispielsweise die niedermolekularen Polyole mit bis zu etwa 20 Kohlenstoffatomen je Molekül, wie z.B. Ethyenglykol, Diethylenglykol, Triethylengly- kol, 1 ,2-Propandiol, 1,3-Propandiol, 1 ,4-Butandiol, 1 ,3-Butylenglykol, Cyclohexandiol, 1 ,4-Cyclohexandimethanol, 1 ,6-Hexandiol, Neopentylglykol, Hydrochinondihydroxye- thylether, Bisphenol A (2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan), hydriertes Bisphenol A (2,2- Bis(4-hydroxycyclohexyl)propan), sowie Trimethylolpropan, Glycerin oder Pentaerythrit und Mischungen dieser und gegebenenfalls auch weiterer niedermolekularer Polyole. Auch Esterdiole wie z.B. α-Hydroxybutyl-ε-hydroxy-capronsäureester, ω-Hydroxyhexyl- γ-hydroxybuttersäure-ester, Adipinsäure-(ß-hydroxyethyl)ester oder Terephthalsäure-bis- (ß-hydroxyethyl)-ester können verwendet werden. Die Menge an Bestandteil (e) in der erfindungsgemäß zu verwendenden Beschichtungs- zusammensetzung beträgt vorzugsweise 0,1 bis 1,0 mol, besonders bevorzugt 0,2 bis 0,9 mol, insbesondere 0,2 bis 0,8 mol, jeweils bezogen auf den Bestandteil (a) der erfindungsgemäß zu verwendenden Beschichtungszusammensetzung.Suitable polyols may contain aliphatic, alicyclic or aromatic groups. Examples include the low molecular weight polyols having up to about 20 carbon atoms per molecule, such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1, 2-propanediol, 1,3-propanediol, 1, 4-butanediol, 1, 3-butylene glycol, Cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, hydroquinone dihydroxyethyl ether, bisphenol A (2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane), hydrogenated bisphenol A (2,2-bis (4-hydroxycyclohexyl) propane), as well as trimethylolpropane, glycerol or pentaerythritol and mixtures of these and optionally also other low molecular weight polyols. Also, ester diols such as α-hydroxybutyl-ε-hydroxy-capronsäureester, ω-hydroxyhexyl-γ-hydroxybutyric acid ester, adipic acid (ß-hydroxyethyl) ester or terephthalic acid bis (ß-hydroxyethyl) ester can be used. The amount of component (e) in the coating composition to be used according to the invention is preferably 0.1 to 1.0 mol, more preferably 0.2 to 0.9 mol, in particular 0.2 to 0.8 mol, in each case based on the component (a) of the coating composition to be used according to the invention.
(f) Weitere amin- und/oder hydroxyenthaltende Bausteine (Aufbaukomponente)(f) Further amine- and / or hydroxy-containing building blocks (structural component)
Die Umsetzung der isocyanathaltigen Komponente (b) mit den hydroxy- oder aminfunktionellen Verbindungen (a), (c), (d) und gegebenenfalls (e) erfolgt üblicherweise unter Einhaltung eines leichten NCO-Überschusses gegenüber den reaktiven Hydroxy- oder Aminverbindungen. Durch die Dispergierung in Wasser werden Reste an Isocyanatgrup- pen zu Amingruppen hydrolisiert. Es kann aber im Einzelfall wichtig sein, den verbliebenen Rest an Isocyanatgruppen vor der Dispergierung des Polyurethans zu blockieren.The reaction of the isocyanate-containing component (b) with the hydroxy- or amine-functional compounds (a), (c), (d) and optionally (e) is usually carried out while maintaining a slight excess of NCO over the reactive hydroxy or amine compounds. By dispersing in water, residues of isocyanate groups are hydrolyzed to amine groups. However, it may be important in individual cases to block the remaining residue of isocyanate groups before dispersing the polyurethane.
Die erfindungsgemäß vorgesehenen Polyurethanharnstoff-Beschichtungen können daher auch Aufbaukomponenten (f) enthalten, die sich jeweils an den Kettenenden befinden und diese abschließen. Diese Bausteine leiten sich zum einen von monofunktionellen, mit NCO-Gruppen reaktiven Verbindungen ab, wie Monoaminen, insbesondere monosekundären Aminen oder Monoalkoholen.The polyurethaneurea coatings provided according to the invention can therefore also contain structural components (f), which are respectively located at the chain ends and close them. These building blocks are derived, on the one hand, from monofunctional compounds reactive with NCO groups, such as monoamines, in particular monosecondary amines or monoalcohols.
Genannt seien hier beispielsweise Ethanol, n-Butanol, Ethylenglykol-monobutylether, 2- Ethylhexanol, 1-Octanol, 1-Dodecanol, 1-Hexadecanol, Methylamin, Ethylamin, Propy- lamin, Butylamin, Octylamin, Laurylamin, Stearylamin, Isononyloxypropylamin, Di- methylamin, Diethylamin, Dipropylamin, Dibutylamin, N-Methylaminopropylamin, Diethyl(methyl)aminopropylamin, Morpholin, Piperidin und geeignete substituierte Derivate davon.Examples which may be mentioned here include ethanol, n-butanol, ethylene glycol monobutyl ether, 2-ethylhexanol, 1-octanol, 1-dodecanol, 1-hexadecanol, methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, octylamine, laurylamine, stearylamine, isononyloxypropylamine, methylamine, diethylamine, dipropylamine, dibutylamine, N-methylaminopropylamine, diethyl (methyl) aminopropylamine, morpholine, piperidine and suitable substituted derivatives thereof.
Da die Bausteine (f) im Wesentlichen in den erfindungsgemäßen Beschichtungen dazu verwendet werden, den NCO-Überschuss zu vernichten, hängt die erforderliche Menge im Wesentlichen von der Menge des NCO-Überschusses ab und kann nicht allgemein spezifiziert werden.Since building blocks (f) are used essentially in the coatings according to the invention to destroy the NCO excess, the required amount essentially depends on the amount of NCO excess and can not be generally specified.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird auf die Komponente (f) verzichtet, so dass der erfindungemäße Polyurethanharnstoff nur die Bestandtei- Ie (a) bis (d) und gegebenenfalls die Komponente (e) umfasst. Des weiteren ist bevorzugt, wenn der erfindungsgemäße Polyurethanharnstoff aus den Bestandteilen (a) bis (d) und gegebenenfalls der Komponente (e) besteht, also keine anderweitigen Aufbaukomponenten umfasst.In a preferred embodiment of the present invention, the component (f) is dispensed with, so that the polyurethaneurea according to the invention comprises only the constituents Ie (a) to (d) and optionally the component (e). Furthermore, it is preferred if the polyurethaneurea according to the invention consists of constituents (a) to (d) and optionally of component (e), ie does not comprise any other constituent components.
(g) Weitere Bestandteile(g) other ingredients
Die erfindungsgemäße Polyurethanharnstoff kann darüber hinaus weitere, für den angestrebten Zweck übliche Bestandteile wie Additive und Füllstoffe, enthalten. Ein Beispiel hierfür sind pharmakologische Wirkstoffe und Additive, welche die Freisetzung von pharmakologischen Wirkstoffen fördern („drug-eluting- Additive"), sowie Arzneimittel.The polyurethaneurea according to the invention may moreover comprise further constituents customary for the intended purpose, such as additives and fillers. An example These include pharmacological agents and additives that promote the release of pharmacologically active substances ("drug-eluting additives"), as well as drugs.
Arzneimittel, welche in den erfindungsgemäßen Beschichtungen auf den medizinischen Geräten verwendet werden können, sind im Allgemeinen beispielsweise thrombore- sistente Mittel, antibiotische Mittel, Antitumormittel, Wachtumshormone, Antivirusmittel, antiangiogene Mittel, angiogene Mittel, antimitotische Mittel, entzündungshemmende Mittel, Zellzyklus-regulierende Mittel, genetische Mittel, Hormone, sowie deren Homologe, Derivate, Fragmente, pharmazeutische Salze und Kombinationen davon.Medicaments which can be used in the coatings according to the invention on the medical devices are generally, for example, thrombore-resistant agents, antibiotic agents, antitumor agents, growth hormones, antiviral agents, antiangiogenic agents, angiogenic agents, antimitotic agents, antiinflammatory agents, cell cycle regulating agents, genetic agents, hormones, and their homologues, derivatives, fragments, pharmaceutical salts and combinations thereof.
Spezifische Beispiele solcher Arzneimittel schließen somit thromboresistente (nicht- thrombogene) Mittel bzw. andere Mittel zur Unterdrückung einer akuten Thrombose, Stenose oder späten Re-Stenose der Arterien ein, beispielsweise Heparin, Streptokinase, Urokinase, Gewebe-Plasminogen- Aktivator, Anti-Thromboxan-B2-Mittel; Anti-B- Thromboglobulin, Prostaglandin-E, Aspirin, Dipyridimol, Anti-Thromboxan-A2-Mittel, muriner monoklonaler Antikörper 7E3, Triazolopyrimidin, Ciprosten, Hirudin, Ticlopi- din, Nicorandil usw. Ein Wachstumsfaktor kann als ebenfalls als ein Arzneimittel benutzt werden, um unterintimale fibromuskuläre Hyperplasie an der arteriellen Stenosestelle zu unterdrücken, bzw. es kann jeder beliebige andere Hemmstoff des Zellwachstums an der Stenosestelle benutzt werden.Specific examples of such drugs thus include thromboresistant (non-thrombogenic) agents, or other means of suppressing an acute thrombosis, stenosis or late re-stenosis of the arteries, such as heparin, streptokinase, urokinase, tissue plasminogen activator, anti-thromboxane. B 2 agent; Anti-B-thromboglobulin, prostaglandin-E, aspirin, dipyrimidol, anti-thromboxane A 2 agents, murine monoclonal antibody 7E3, triazolopyrimidine, ciprosten, hirudin, ticlopidine, nicorandil, etc. A growth factor may also be used as a drug or any other inhibitor of cell growth at the stenotic site may be used to inhibit intimal fibromuscular hyperplasia at the arterial stenosis site.
Das Arzneimittel kann auch aus einem Vasodilatator bestehen, um Vasospasmus entgegen zu wirken, zum Beispiel ein Antispasmusmittel wie Papaverin. Das Arzneimittel kann ein vasoaktives Mittel an sich sein, wie Calciumantagonisten, oder α- und ß- adrenergische Agonisten oder Antagonisten. Zusätzlich kann das therapeutische Mittel ein biologisches Haftmittel wie Cyanoacrylat in medizinischer Qualität oder Fibrin, wel- che beispielsweise für das Ankleben einer Gewebeklappe an die Wand einer Koronararterie verwendet wird, sein.The drug may also consist of a vasodilator to counteract vasospasm, for example an antispasmodic such as papaverine. The drug may be a vasoactive agent per se, such as calcium antagonists, or α and β adrenergic agonists or antagonists. In addition, the therapeutic agent may be a biological adhesive such as medical grade cyanoacrylate or fibrin, which is used, for example, for adhering a tissue valve to the wall of a coronary artery.
Das therapeutische Mittel kann ferner ein antineoplastisches Mittel wie 5-Fluorouracil, vorzugsweise mit einem kontrollierenden freisetzenden Träger für das Mittel, sein (z.B. für die Anwendung eines fortdauernden kontrollierten freisetzenden antineoplastischen Mittels an einer Tumorstelle).The therapeutic agent may also be an antineoplastic agent such as 5-fluorouracil, preferably with a controlling releasing carrier for the agent (e.g., for the application of a sustained controlled release anti-neoplastic agent at a tumor site).
Das therapeutische Mittel kann ein Antibiotikum, vorzugsweise in Kombination mit einem kontrollierenden freisetzenden Träger für die fortdauernde Freisetzung aus der Be- schichtung eines medizinischen Geräts an einen lokalisierten Infektionsherd innerhalb des Körpers, sein. Ähnlich kann das therapeutische Mittel Steroide für den Zweck des Unterdrückens einer Entzündung in lokalisiertem Gewebe oder aus anderen Gründen enthalten. Spezifische Beispiele geeigneter Arzneimittel umfassen:The therapeutic agent may be an antibiotic, preferably in combination with a controlling releasing carrier for sustained release from the coating of a medical device to a localized source of infection within the body. Similarly, the therapeutic agent may contain steroids for the purpose of suppressing inflammation in localized tissue or for other reasons. Specific examples of suitable drugs include:
(a) Heparin, Heparinsulfat, Hirudin, Hyaluronsäure, Chondroitinsulfat, Dermatansul- fat, Keratansulfat, lytische Mittel, einschließlich Urokinase und Streptokinase, deren Homologe, Analoge, Fragmente, Derivate und pharmazeutische Salze da- von;(a) heparin, heparin sulfate, hirudin, hyaluronic acid, chondroitin sulfate, dermatan sulfate, keratan sulfate, lytic agents, including urokinase and streptokinase, their homologues, analogues, fragments, derivatives and pharmaceutical salts thereof;
(b) antibiotischen Mitteln wie Penicilline, Cephalosprine, Vacomycine, Aminoglyco- side, Quinolone, Polymxine, Erythromycine; Tertracycline, Chloramphenicole, Clindamycine, Lincomycine, Sulfonamide, deren Homologe, Analoge, Derivate, pharmazeutische Salze und Mischungen davon; (c) Paclitaxel, Docetaxel, Immunsuppressiva wie Sirolimus oder Everolimus, Alky- lierungsmittel einschließlich Mechlorethamin, Chlorambucil, Cyclophosphamid, Melphalan und Ifosfamid; Antimetaboliten einschließlich Methotrexat, 6- Mercaptopurin, 5 -Fluorouracil und Cytarabin; Pflanzenalkoide einschließlich Vinblastin; Vincristin und Etoposid; Antibiotika einschließlich Doxorubicin, Daunomycin, Bleomycin und Mitomycin; Nitrosurea einschließlich Carmustin und Lomustin; anorganische Ionen einschließlich Cisplatin; biologische Reakti- onsmodifikatoren einschließlich Interferon; angiostatinische Mittel und endosta- tinische Mittel; Enzyme einschließlich Asparaginase; und Hormone einschließlich Tamoxifen und Flutamid, deren Homologe, Analoge, Fragmente, Derivate, pharmazeutische Salze und Mischungen davon; und(b) antibiotic agents such as penicillins, cephalosprins, vacomycins, aminoglycosides, quinolones, polymxins, erythromycins; Tertracyclines, chloramphenicols, clindamycins, lincomycins, sulfonamides, their homologues, analogues, derivatives, pharmaceutical salts and mixtures thereof; (c) paclitaxel, docetaxel, immunosuppressants such as sirolimus or everolimus, alkylating agents including mechlorethamine, chlorambucil, cyclophosphamide, melphalan and ifosfamide; Antimetabolites including methotrexate, 6-mercaptopurine, 5-fluorouracil and cytarabine; Plant alcohols including vinblastine; Vincristine and etoposide; Antibiotics including doxorubicin, daunomycin, bleomycin and mitomycin; Nitrosurea including carmustine and lomustine; inorganic ions including cisplatin; biological reaction modifiers including interferon; angiostatic and endostatic agents; Enzymes including asparaginase; and hormones including tamoxifen and flutamide, their homologues, analogs, fragments, derivatives, pharmaceutical salts and mixtures thereof; and
(d) antivrale Mittel wie Amantadin, Rimantadin, Rabavirin, Idoxuridin, Vidarabin, Trifluridin, Acyclovir, Ganciclocir, Zidovudin, Phosphonoformate, Interferone, deren Homologe, Analoge, Fragmente, Derivate, pharmazeutische Salze und Mischungen davon; und e) entzündungshemmende Mittel wie beispielsweise Ibuprofen, Dexamethason oder Methylprednisolon.(d) antiviral agents such as amantadine, rimantadine, rabavirin, idoxuridine, vidarabine, trifluridine, acyclovir, ganciclocir, zidovudine, phosphonoformates, interferons, their homologues, analogs, fragments, derivatives, pharmaceutical salts and mixtures thereof; and e) anti-inflammatory agents such as ibuprofen, dexamethasone or methylprednisolone.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäß vorgesehene Be- schichtungszusammensetzung einen Polyurethanharnstoff, welcher aufgebaut wird aus a) mindestens einem Polycarbonatpolyol; b) mindestens einem Polyisocyanat; c) mindestens einem monofunktionellen gemischten Polyoxyalkylenether aus PoIy- ethylenoxid und Polypropylenoxid; und d) mindestens einem Diamin oder einem Aminoalkohol.In a preferred embodiment, the coating composition provided according to the invention comprises a polyurethaneurea which is built up from a) at least one polycarbonate polyol; b) at least one polyisocyanate; c) at least one monofunctional mixed polyoxyalkylene ether of polyethylene oxide and polypropylene oxide; and d) at least one diamine or an aminoalcohol.
Zur Erzeugung von Oberflächen mit bewuchshemmenden Eigenschaften können die er- findungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen die aus dem Stand der Technik bekannten bewuchshemmenden Wirkstoffe enthalten. Deren Anwesenheit verstärkt in der Regel die bereits hervorragenden bewuchshemmenden Eigenschaften der mit den findungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen selbst erzeugten Oberflächen.To produce surfaces with antifouling properties, the coating compositions according to the invention may comprise the antifouling agents known from the prior art. Their presence intensified in usually the already excellent anti-fouling properties of the inventive coating compositions themselves generated surfaces.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die erfindungsgemäß einzusetzende Beschichtungszusammensetzung einen Polyurethanhamstoff, wel- eher aufgebaut wird aus a) mindestens einem Polycarbonatpolyol; b) mindestens einem Polyisocyanat; c) mindestens einem monofunktionellen gemischten Polyoxyalkylenether aus PoIy- ethylenoxid und Polypropylenoxid; d) mindestens einem Diamin oder einem Aminoalkohol; und e) mindestens einem Polyol.In a further embodiment of the present invention, the coating composition to be used according to the invention comprises a polyurethaneurea, which is built up from a) at least one polycarbonate polyol; b) at least one polyisocyanate; c) at least one monofunctional mixed polyoxyalkylene ether of polyethylene oxide and polypropylene oxide; d) at least one diamine or an aminoalcohol; and e) at least one polyol.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die erfindungsgemäß einzusetzende Beschichtungszusammensetzung einen Polyurethanharnstoff, wel- eher aufgebaut wird aus a) mindestens einem Polycarbonatpolyol; b) mindestens einem Polyisocyanat; c) mindestens einem monofunktionellen gemischten Polyoxyalkylenether aus PoIy- ethylenoxid und Polypropylenoxid; d) mindestens einem Diamin oder einem Aminoalkohol; e) mindestens einem Polyol; und f) mindestens einem amin- oder hydroxylhaliges Monomer, welches sich an den Polymerkettenenden befindet.In a further embodiment of the present invention, the coating composition to be used according to the invention comprises a polyurethaneurea, which is built up from a) at least one polycarbonate polyol; b) at least one polyisocyanate; c) at least one monofunctional mixed polyoxyalkylene ether of polyethylene oxide and polypropylene oxide; d) at least one diamine or an aminoalcohol; e) at least one polyol; and f) at least one amine- or hydroxyl-containing monomer located at the polymer chain ends.
Wie bereits erwähnt besteht eine ganz besonders bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darin, dass der zur Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden Zubereitungen einzusetzende Polyurethanharnstoff nur aus den Bestandteile (a) bis (d) und gegebenenfalls (e) besteht.As already mentioned, a very particularly preferred embodiment of the present invention consists in that the polyurethaneurea to be used for the preparation of the preparations to be used according to the invention consists only of constituents (a) to (d) and optionally (e).
Erfindungsgemäß bevorzugt sind auch Polyurethanharnstoffe, die aufgebaut werden ausAlso preferred according to the invention are polyurethaneureas which are built up
a) mindestens einem Polycarbonatpolyol mit einem mittleren Molgewicht zwischen 400 g/mol und 6000 g/mol und einer Hydroxylfunktionalität von 1,7 bis 2,3 oder aus Mischungen solcher Polycarbonatpolyole; b) mindestens einem aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen Polyisocya- nat oder Mischungen solcher Polyisocyanate in einer Menge pro Mol des Polycar- bonatpolyols von 1,0 bis 4,0 mol; c) mindestens einem monofunktionellen gemischten Polyoxyalkylenether aus PoIy- ethylenoxid und Polypropylenoxid oder einer Mischung solcher Polyether mit einem mittleren Molgewicht zwischen 500 g/mol und 5000 g/mol in einer Menge pro Mol des Polycarbonatpolyols von 0,01 bis 0,5 mol; d) mindestens einem aliphatischen oder cycloaliphatischen Diamin oder mindestens ein Aminoalkohol als so genannte Kettenverlängerer oder Mischungen solcher Ver- bindungen in einer Menge pro Mol des Polycarbonatpolyols von 0,05 bis 3,0 mol; e) gegebenenfalls einem oder mehreren kurzkettigen aliphatischen Polyolen mit einem Molgewicht zwischen 62 g/mol und 500 g/mol in einer Menge pro Mol des Polycarbonatpolyols von 0,1 bis 1,0 mol; und f) gegebenenfalls amin- oder OH haltige Bausteine, die sich an den Polymerkettenen- den befinden und diese abschließen.a) at least one polycarbonate polyol having an average molecular weight between 400 g / mol and 6000 g / mol and a hydroxyl functionality of 1.7 to 2.3 or mixtures of such polycarbonate polyols; b) at least one aliphatic, cycloaliphatic or aromatic polyisocyanate or mixtures of such polyisocyanates in an amount of from 1.0 to 4.0 mol per mole of the polycarbonate polyol; c) at least one monofunctional mixed polyoxyalkylene ether of polyethylene oxide and polypropylene oxide or a mixture of such polyethers having an average molecular weight between 500 g / mol and 5000 g / mol in an amount per mole of the polycarbonate polyol of 0.01 to 0.5 mol; d) at least one aliphatic or cycloaliphatic diamine or at least one amino alcohol as a so-called chain extender or mixtures of such compounds in an amount of from 0.05 to 3.0 mol per mol of the polycarbonate polyol; e) optionally one or more short chain aliphatic polyols having a molecular weight between 62 g / mol and 500 g / mol in an amount per mole of the polycarbonate polyol of 0.1 to 1.0 mol; and f) optionally amine- or OH-containing building blocks which are located on the polymer chain ends and terminate.
Erfindungsgemäß weiter bevorzugt sind Polyurethanharnstoffe, die aufgebaut werden aus a) mindestens einem Polycarbonatpolyol mit einem mittleren Molgewicht zwischen 500 g/mol und 5000 g/mol und einer Hydroxylfunktionalität von 1,8 bis 2,2 oder aus Mischungen solcher Polycarbonatpolyole; b) mindestens einem aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen Polyisocya- nat oder Mischungen solcher Polyisocyanate in einer Menge pro Mol des Polycarbonatpolyols von 1,2 bis 3,8 mol; c) mindestens einem monofunktionellen gemischten Polyoxyalkylenether aus PoIy- ethylenoxid und Polypropylenoxid oder einer Mischung solcher Polyether mit einem mittleren Molgewicht zwischen 1000 g/mol und 4000 g/mol in einer Menge pro Mol des Polycarbonatpolyols von 0,02 bis 0,4 mol; d) mindestens einem aliphatischen oder cycloaliphatischen Diamin oder mindestens ein Aminoalkohol als so genannte Kettenverlängerer oder Mischungen solcher Ver- bindungen in einer Menge pro Mol des Polycarbonatpolyols von 0,1 bis 2,0 mol; e) gegebenenfalls einem oder mehreren kurzkettigen aliphatischen Polyolen mit einem Molgewicht zwischen 62 g/mol und 400 g/mol in einer Menge pro Mol des Polycarbonatpolyols von 0,2 bis 0,9 mol; und f) gegebenenfalls amin- oder OH haltige Bausteine, die sich an den Polymerkettenen- den befinden und diese abschließen. Erfindungsgemäß noch weiter bevorzugt werden sind Polyurethanharnstoffe, die aufgebaut werden aus a) mindestens einem Polycarbonatpolyol mit einem mittleren Molgewicht zwischen 600 g/mol und 3000 g/mol und einer Hydroxylfunktionalität von 1,9 bis 2,1 oder aus Mischungen solcher Polycarbonatpolyole; b) mindestens einem aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen Polyisocya- nat oder Mischungen solcher Polyisocyanate in einer Menge pro Mol des Polycar- bonatpolyols von 1,5 bis 3,5 mol; c) mindestens einem monofunktionellen gemischten Polyoxyalkylenether aus PoIy- ethylenoxid und Polypropylenoxid oder einer Mischung solcher Polyether mit einem mittleren Molgewicht zwischen 1000 g/mol und 3000 g/mol in einer Menge pro Mol des Polycarbonatpolyols von 0,04 bis 0,3 mol; d) mindestens einem aliphatischen oder cycloaliphatischen Diamin oder mindestens ein Aminoalkohol als so genannte Kettenverlängerer oder Mischungen solcher Ver- bindungen in einer Menge pro Mol des Polycarbonatpolyols von 0,2 bis 1 ,5 mol; e) gegebenenfalls einem oder mehreren kurzkettigen aliphatischen Polyolen mit einem Molgewicht zwischen 62 g/mol und 200 g/mol in einer Menge pro Mol des Polycarbonatpolyols von 0,2 bis 0,8 mol; und f) gegebenenfalls amin- oder OH haltige Bausteine, die sich an den Polymerkettenen- den befinden und diese abschließen.Further preferred according to the invention are polyurethaneureas which are synthesized from a) at least one polycarbonate polyol having an average molecular weight between 500 g / mol and 5000 g / mol and a hydroxyl functionality of 1.8 to 2.2 or mixtures of such polycarbonate polyols; b) at least one aliphatic, cycloaliphatic or aromatic polyisocyanate or mixtures of such polyisocyanates in an amount of from 1.2 to 3.8 mol per mole of the polycarbonate polyol; c) at least one monofunctional mixed polyoxyalkylene ether of polyethylene oxide and polypropylene oxide or a mixture of such polyethers having an average molecular weight between 1000 g / mol and 4000 g / mol in an amount per mole of the polycarbonate polyol of 0.02 to 0.4 mol; d) at least one aliphatic or cycloaliphatic diamine or at least one amino alcohol as a so-called chain extender or mixtures of such compounds in an amount of from 0.1 to 2.0 mol per mol of the polycarbonate polyol; e) optionally one or more short chain aliphatic polyols having a molecular weight between 62 g / mol and 400 g / mol in an amount per mole of the polycarbonate polyol of 0.2 to 0.9 mol; and f) optionally amine- or OH-containing building blocks which are located on the polymer chain ends and terminate. Even more preferred according to the invention are polyurethane ureas which are synthesized from a) at least one polycarbonate polyol having an average molecular weight between 600 g / mol and 3000 g / mol and a hydroxyl functionality of 1.9 to 2.1 or mixtures of such polycarbonate polyols; b) at least one aliphatic, cycloaliphatic or aromatic polyisocyanate or mixtures of such polyisocyanates in an amount of from 1.5 to 3.5 mol per mole of the polycarbonate polyol; c) at least one monofunctional mixed polyoxyalkylene ether of polyethylene oxide and polypropylene oxide or a mixture of such polyethers having an average molecular weight of between 1000 g / mol and 3000 g / mol in an amount of 0.04 to 0.3 mol per mol of the polycarbonate polyol; d) at least one aliphatic or cycloaliphatic diamine or at least one amino alcohol as a so-called chain extender or mixtures of such compounds in an amount of from 0.2 to 1.5 mol per mole of polycarbonate polyol; e) optionally one or more short-chain aliphatic polyols having a molecular weight between 62 g / mol and 200 g / mol in an amount per mole of the polycarbonate polyol of 0.2 to 0.8 mol; and f) optionally amine- or OH-containing building blocks which are located on the polymer chain ends and terminate.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Beschichtungszusammensetzungen werden beispielsweise auf medizinische Geräte aufgebracht.The coating compositions to be used according to the invention are applied, for example, to medical devices.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Beschichtungszusammensetzungen in der Form einer Dispersion können dazu verwendet werden, eine Beschichtung auf einem medizinischen Gerät zu bilden.The coating compositions in the form of a dispersion to be used according to the invention can be used to form a coating on a medical device.
Die Bezeichnung „medizinisches Gerät" ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung breit zu verstehen. Geeignete, nicht einschränkende Beispiele für medizinische Geräte (einschließlich Instrumente) sind Kontaktlinsen; Kanülen; Kathetern, zum Beispiel urologi- sehe Kathetern wie Blasenkathetern oder Harnleiterkathetern; zentralvenöse Katheter; venöse Kathetern oder Einlass- bzw. Auslass-Kathetern; Dilationsballons; Kathetern für die Angioplastie und die Biopsie; Kathetern, die für das Einbringen eines Stents, eines Propf- oder eines Kavafilters verwendet werden; Ballonkathetern oder andere dehnbare medizinische Geräte; Endoskope; Larnygoskope; Trachealgeräte wie Endotracheal- schlauche, Atemgeräte und andere Trachealabsauggeräte; bronchoalveolare Spülungskathetern; Kathetern, die bei der Koronarangioplastie verwendet werden; Führungsstäbe, Einführer und Ahnliches; Gefaßpfropfen; Schrittmacherteile; Cochleaimplantate; Zahnimplantatschläuche für die Nahrungszufuhr, Dränageschläuche; und Führungsdrähte.The term "medical device" is to be broadly understood in the context of the present invention Suitable, non-limiting examples of medical devices (including instruments) include contact lenses; cannulas; catheters, such as urological catheters, such as bladder catheters or ureteral catheters, central venous catheters; Catheters or inlet / outlet catheters; dilation balloons; catheters for angioplasty and biopsy; catheters used for introducing a stent, a graft or a kavafilter; balloon catheters or other expandable medical devices; endoscopes; larnygoscopes; tracheal devices such as endotracheal tubes, respirators and other tracheal suction devices; bronchoalveolar irrigation catheters; catheters used in coronary angioplasty; Importers and the like; Gefaßpfropfen; Pacemaker components; Cochlear implants; Dental implant tubes for feeding, drainage hoses; and guide wires.
Darüber hinaus können die erfindungsgemäßen Beschichtungslösungen zur Herstellung von Schutzbeschichtungen, zum Beispiel für Handschuhe, Stents und andere Implantate; extrakorporale (außerkörperliche) Blutschläuche (Blutführungsrohre); Membrane, zum Beispiel für die Dialyse; Blutfilter; Geräte für die Kreislaufunterstützung; Verbandsmaterial für die Wundpflege; Harnbeutel und Stomabeutel verwendet werden. Eingeschlossen sind auch Implantate, die ein medizinisch wirksames Mittel enthalten, wie medizinisch wirksame Mitteln für Stents oder für Ballonoberflächen oder für Kontrazeptiva. Üblicherweise wird das medizinisches Gerät aus Kathetern, Endoskopen, Laryngoskopen, Endotrachealschläuchen, Ernährungsschläuchen, Führungsstäben, Stents, und andere Implantate gebildet.In addition, the coating solutions according to the invention can be used for the production of protective coatings, for example for gloves, stents and other implants; extracorporeal (out-of-body) blood tubes (blood guide tubes); Membrane, for example for dialysis; Blood filter; Apparatus for circulatory support; Dressings for wound care; Urine bag and ostomy bag are used. Also included are implants containing a medically effective agent, such as medicated stents or balloon surfaces or contraceptive devices. Typically, the medical device is formed from catheters, endoscopes, laryngoscopes, endotracheal tubes, feeding tubes, guide rods, stents, and other implants.
Als Substrat der zu beschichtenden Oberfläche kommen viele Materialien in Frage, wie Metalle, Textilien, Keramiken oder Kunststoffe, wobei die Verwendung von Kunststoffen für die Herstellung von medizinischen Geräten bevorzugt ist.As a substrate of the surface to be coated many materials come into question, such as metals, textiles, ceramics or plastics, wherein the use of plastics for the manufacture of medical devices is preferred.
Erfindungsgemäß wurde gefunden, dass man medizinische Geräte mit sehr hydrophilen und damit gleitfähigen, blutverträglichen Oberflächen erzeugen kann, indem man zur Beschichtung der medizinischen Geräte wässrige, nichtionisch stabilisierte Polyurethan- dispersionen der oben beschriebenen Art verwendet. Die oben beschriebenen Beschich- tungszusammensetzungen werden vorzugsweise als wässrige Dispersionen erhalten und auf die Oberfläche der medizinischen Geräte appliziert.According to the invention, it has been found that it is possible to produce medical devices with very hydrophilic and thus lubricious, blood-compatible surfaces by using aqueous, nonionically stabilized polyurethane dispersions of the type described above for coating the medical devices. The coating compositions described above are preferably obtained as aqueous dispersions and applied to the surface of the medical devices.
Über die Anwendung als Beschichtung für medizinische Geräte hinaus können die oben beschriebenen Beschichtungszusammensetzungen auch für weitere technische Anwen- düngen im nicht-medizinischen Bereich benutzt werden.In addition to being used as a coating for medical devices, the coating compositions described above can also be used for other technical applications in the non-medical field.
Substrate für Anwendungen außerhalb medizinischer Beschichtungen sind beispielsweise Metalle, Kunststoffe, Keramik, Textil, Leder, Holz, Papier, lackierte Oberflächen aller genannten Substrate sowie Gläser. Dabei können die Beschichtungsmaterialien direkt auf das Substrat aufgetragen werden oder alternativ auf eine vorher auf das Substrat aufge- brachte Grundierung.Substrates for applications outside of medical coatings are, for example, metals, plastics, ceramics, textiles, leather, wood, paper, painted surfaces of all substrates mentioned and glasses. In this case, the coating materials can be applied directly to the substrate or alternatively to a previously applied to the substrate primer.
So dienen die erfindungsgemäßeerhaltenen Beschichtungen als Schutz von Oberflächen vor Beschlagen mit Feuchtigkeit, zur Herstellung von leicht zu reinigenden oder von selbstreinigenden Oberflächen. Diese hydrophilen Beschichtungen verringern auch die Aufnahme von Schmutz und verhindern die Bildung von Wasserflecken. Denkbare An- Wendungen im Außenbereich sind beispielsweise Fensterscheiben und Dachluken, Glasfassaden oder Plexiglasdächer. Im Innenbereich können solche Materialien für die Beschichtung von Oberflächen im Sanitärbereich benutzt werden. Weitere Anwendungen sind die Beschichtung von optischen Gläsern und Linsen wie beispielsweise Brillenglä- sern, Fernglasokular- und Objektiv-Linsen und Objektiv-Linsen für Kameras oder von Verpackungsmaterialien wie Lebensmittelverpackungen zur Vermeidung von Feuchtigkeitsbeschlag oder Tropfenbildung durch kondensiertes Wasser.Thus, the coatings obtained in accordance with the invention serve to protect surfaces from fogging with moisture, to produce easily cleaned or self-cleaning surfaces. These hydrophilic coatings also reduce the absorption of dirt and prevent the formation of water spots. Conceivable applications in outdoor areas are, for example, window panes and skylights, glass facades or Plexiglas roofs. Indoors, such materials can be used for the coating of surfaces in the sanitary area. Further applications are the coating of optical glasses and lenses, such as spectacle lenses. lenses, lenses and lens lenses for cameras or packaging materials such as food packaging to prevent moisture build-up or condensed water drop formation.
Die erfindungsgemäßen zu verwendenden Beschichtungsmaterialien eignen sich ebenso zur Ausrüstung von Oberflächen im Kontakt mit Wasser zur Verminderung des Bewuchses. Diesen Effekt nennt man auch Antifoulingeffekt. Eine sehr wichtige Anwendung dieses Antifoulingeffektes ist im Bereich der Unterwasseranstriche von Schiffsrümpfen. Schiffsrümpfe ohne Antifoulingausrüstung werden sehr schnell von Meeresorganismen bewachsen, was durch erhöhte Reibung zu einer Verringerung der möglichen Geschwindigkeit und einem höheren Treibstoffverbrauch führt. Die erfindungsgemäßen Beschichtungsmaterialien reduzieren oder verhindern den Bewuchs mit Meeresorganismen und verhindern die oben beschriebenen Nachteile dieses Bewuchses. Weitere Anwendungen im Bereich der Antifoulingbeschichtungen sind Artikel für die Fischerei wie Fischernet- ze sowie alle metallischen Substrate im Unterwassereinsatz wie Rohrleitungen, Bohrinseln, Schleusenkammern und -tore etc. Schiffsrümpfe, die mit den erfindungsgemäßen Beschichtungsmaterialien erzeugte Oberflächen insbesondere unterhalb der Wasserlinie aufweisen, besitzen auch einen reduzierten Reibungswiderstand, so dass derartig ausgerüstete Schiffe entweder einen reduzierten Brennstoff- Verbrauch aufweisen oder höhere Geschwindigkeiten erreichen. Dies ist insbesondere im Sportbootbereich und Yachtbau von Interesse.The coating materials to be used according to the invention are also suitable for finishing surfaces in contact with water to reduce the growth. This effect is also called antifouling effect. A very important application of this antifouling effect is in the area of underwater painting of ship hulls. Ship hulls without anti-fouling equipment are very quickly overgrown by marine organisms, which leads to a reduction of the possible speed and a higher fuel consumption due to increased friction. The coating materials according to the invention reduce or prevent the growth of marine organisms and prevent the above-described disadvantages of this growth. Further applications in the field of antifouling coatings are articles for fishing such as fishing nets and all metallic substrates in underwater use such as pipelines, oil rigs, lock chambers and gates etc. Hulls which have surfaces produced with the coating materials according to the invention, in particular below the waterline, also have one reduced frictional resistance, so that such equipped ships either have a reduced fuel consumption or reach higher speeds. This is particularly interesting in the sport boat area and yacht building.
Ein weiteres wichtiges Verwendungsgebiet der obengenannten hydrophilen Beschichtungsmaterialien ist die Druckindustrie. Hydrophobe Oberflächen können durch die erfindungsgemäßen Beschichtungen hydrophilisiert werden und sind dadurch mit polaren Druckfarben bedruckbar bzw. können mittels Tintenstrahltechnik aufgebracht werden.Another important application of the above-mentioned hydrophilic coating materials is the printing industry. Hydrophobic surfaces can be hydrophilized by the coatings according to the invention and are thereby printable with polar printing inks or can be applied by means of inkjet technology.
Ein weiterer Anwendungsbereich der erfindungsgemäße verwendeten hydrophilen BeSchichtungen sind Formulierungen für kosmetischen Anwendungen.Another field of application of the hydrophilic coatings used according to the invention are formulations for cosmetic applications.
Wirkstofffreisetzende Systeme basierend auf den erfindungsgemäßen hydrophilen Beschichtungsmaterialien sind auch außerhalb der Medizintechnik denkbar, beispielsweise für Anwendungen im Pflanzenschutz als Trägermaterial für Wirkstoffe. Die gesamte Beschichtung kann dann als wirkstofffreisetzendes Ssystem betrachtet werden und beispielsweise zur Beschichtung von Saatgut (Samenkörner) eingesetzt werden. Durch die hydrophilen Eigenschaften der Beschichtung kann der enthaltene Wirkstoff im feuchten Erdreich austreten und seine bestimmungsgemäße Wirkung entfalten ohne dass die Keimfähigkeit des Saatgutes beeinträchtigt wird. Im trockenen Zustand bindet das Be- schichtungsmittel den Wirkstoff jedoch sicher an das Saatgut, so dass beispielsweise beim Einschießen des Samenkorns mit der Ausbringmaschine in den Boden der Wirkstoff nicht abgelöst wird, wodurch er unerwünschte Wirkungen z.B. auf die vorhandene Fauna entfalten könnte (Bienengefährdung durch Insektizide, die an sich den Insektenbefall des Samenkorns im Boden verhindern sollen).Drug-releasing systems based on the hydrophilic coating materials of the invention are also conceivable outside of medical technology, for example for applications in crop protection as a carrier material for active ingredients. The entire coating can then be regarded as an active substance-releasing ssystem and be used, for example, for coating seed (seed grains). Due to the hydrophilic properties of the coating, the active ingredient contained in the moist soil can escape and develop its intended effect without the germination of the seed is impaired. In the dry state, however, the coating agent safely binds the active substance to the seed, so that, for example, when injecting the seed with the application machine into the soil, the active substance is not detached, as a result of which it has undesirable effects, for example on the existing skin Fauna could develop (bee endangerment by insecticides, which are supposed to prevent the insect infestation of the seed in the soil).
Herstellung der Beschichtungsdispersion Die oben näher beschriebenen Bestandteile der Beschichtungen werden im Allgemeinen so umgesetzt, dass zunächst ein harnstoffgruppenfreies, isocyanatfunktionelles Prepoly- mer durch Umsetzung der Bestandteile (a), (b), (c) und gegebenenfalls (e) hergestellt wird, wobei das Stoffmengenverhältnis von Isocyanatgruppen zu mit Isocyanat reaktiven Gruppen des Polycarbonatpolyols vorzugsweise 0,8 bis 4,0, besonders bevorzugt 0,9 bis 3,8 insbesondere 1,0 bis 3,5 beträgt.Preparation of the Coating Dispersion The constituents of the coatings described in detail above are generally reacted by first preparing a urea-free, isocyanate-functional prepolymer by reacting components (a), (b), (c) and, if appropriate, (e) Substance ratio of isocyanate groups to isocyanate-reactive groups of the polycarbonate polyol is preferably 0.8 to 4.0, particularly preferably 0.9 to 3.8, in particular 1.0 to 3.5.
In einer alternativen Ausführungsform kann auch erst der Bestandteil (a) separat mit dem Isocyanat (b) umgesetzt werden. Danach kann dann die Zugabe der Bestandteile (c) und (e) und deren Umsetzung erfolgen. Anschließend werden im Allgemeinen die verbliebenen Isocyanat-Gruppen vor, während oder nach dem Dispergieren in Wasser aminofunk- tionell kettenverlängert oder terminiert, wobei das Äquivalentverhältnis von isocya- natreaktiven Gruppen der zur Kettenverlängerung eingesetzten Verbindungen zu freien Isocyanat-Gruppen des Prepolymers vorzugsweise zwischen 40 bis 150 %, besonders bevorzugt zwischen 50 bis 120 %, insbesondere zwischen 60 bis 120 %, liegt (Bestandteil (d)). Die erfindungsgemäßen Polyurethandispersionen werden dabei vorzugsweise nach dem sogenannten Aceton- Verfahren hergestellt. Für die Herstellung der Polyurethandispersion nach diesem Aceton- Verfahren werden üblicherweise die Bestandteile (a), (c) und (e), die keine primären oder sekundären Aminogruppen aufweisen dürfen und die Polyisocy- anatkomponente (b) zur Herstellung eines isocyanatfunktionellen Polyurethan-Prepoly- mers ganz oder teilweise vorgelegt und gegebenenfalls mit einem mit Wasser mischbaren, aber gegenüber Isocyanatgruppen inerten Lösungsmittel verdünnt und auf Temperaturen im Bereich von 50 bis 120 °C aufgeheizt. Zur Beschleunigung der Isocyanatadditi- onsreaktion können die in der Polyurethan-Chemie bekannten Katalysatoren eingesetzt werden, beispielsweise Dibutylzinndilaurat. Bevorzugt ist die Synthese ohne Katalysator. Geeignete Lösungsmittel sind die üblichen aliphatischen, ketofunktionellen Lösemittel wie z.B. Aceton, Butanon, die nicht nur zu Beginn der Herstellung, sondern gegebenenfalls in Teilen auch später zugegeben werden können. Bevorzugt sind Aceton und Butanon. Andere Lösemittel wie z.B. Xylol, Toluol, Cyclohexan, Butylacetat, Methoxypropy- lacetat, Lösemittel mit Ether- oder Estereinheiten können ebenfalls eingesetzt und ganz oder teilweise abdestilliert werden oder vollständig in der Dispersion verbleiben.In an alternative embodiment, only the component (a) can be reacted separately with the isocyanate (b). Then, then, the addition of components (c) and (e) and their implementation can take place. Subsequently, the remaining isocyanate groups are generally chain-extended or terminated before, during or after dispersion in water, the ratio of isocyanate-reactive groups of the compounds used for chain extension to free isocyanate groups of the prepolymer preferably being between 40 and 150 %, more preferably between 50 to 120%, in particular between 60 to 120%, lies (component (d)). The polyurethane dispersions of the invention are preferably prepared by the so-called acetone process. For the preparation of the polyurethane dispersion by this acetone process, it is usual to use components (a), (c) and (e) which are free of primary or secondary amino groups and polyisocyanate component (b) for the preparation of an isocyanate-functional polyurethane prepolymer. mers wholly or partially and optionally diluted with a water-miscible, but isocyanate-inert solvent and heated to temperatures ranging from 50 to 120 ° C. To accelerate the Isocyanatadditi- onsreaktion known in polyurethane chemistry catalysts can be used, for example dibutyltin dilaurate. Preferably, the synthesis is without a catalyst. Suitable solvents are the usual aliphatic, ketofunctional solvents, e.g. Acetone, butanone, which can be added not only at the beginning of the preparation, but possibly also in parts later. Preferred are acetone and butanone. Other solvents, such as e.g. Xylene, toluene, cyclohexane, butyl acetate, methoxypropyl acetate, solvents with ether or ester units can also be used and distilled off in whole or in part or remain completely in the dispersion.
Anschließend werden die gegebenenfalls zu Beginn der Reaktion noch nicht zugegebenen Bestandteile von (c) und (e) zudosiert. In einer bevorzugten Weise wird das Prepolymer ohne Lösungsmittelzusatz hergestellt und erst für die Ketten Verlängerung mit einem geeigneten Lösungsmittel, vorzugsweise Aceton, verdünnt.Subsequently, the optionally not added at the beginning of the reaction components of (c) and (e) are added. In a preferred manner, the prepolymer is prepared without addition of solvent and diluted only for the chain extension with a suitable solvent, preferably acetone.
Bei der Herstellung des Polyurethan-Prepolymeren beträgt das Stoffmengenverhältnis von Isocyanatgruppen zu mit Isocyanat reaktiven Gruppen vorzugsweise 0,8 bis 4,0, besonders bevorzugt 0,9 bis 3,8, insbesondere 1,0 bis 3,5.In the preparation of the polyurethane prepolymer, the molar ratio of isocyanate groups to isocyanate-reactive groups is preferably 0.8 to 4.0, more preferably 0.9 to 3.8, especially 1.0 to 3.5.
Die Umsetzung zum Prepolymer erfolgt teilweise oder vollständig, bevorzugt aber vollständig. Es werden so Polyurethan-Prepolymere, die freie Isocyanatgruppen enthalten, in Substanz oder in Lösung erhalten.The reaction to the prepolymer takes place partially or completely, but preferably completely. Thus, polyurethane prepolymers containing free isocyanate groups are obtained in bulk or in solution.
Im Anschluss wird in einem weiteren Verfahrensschritt, falls noch nicht oder nur teilweise geschehen, das erhaltene Prepolymer mit Hilfe von aliphatischen Ketonen wie Aceton oder Butanon gelöst.Subsequently, in a further process step, if not yet done or only partially done, the resulting prepolymer with the aid of aliphatic ketones such as acetone or butanone.
Anschließend werden mögliche NH2-, NH-funktionelle und/oder OH-funktionelle Kom- ponenten mit den noch verbliebenen Isocyanatgruppen umgesetzt. Diese Kettenverlänge- rung/-terminierung kann dabei entweder in Lösungsmittel vor dem Dispergieren, während des Dispergierens oder in Wasser nach dem Dispergieren durchgeführt werden. Bevorzugt wird die Kettenverlängerung vor der Dispergierung in Wasser durchgeführt.Subsequently, possible NH 2 , NH-functional and / or OH-functional components are reacted with the remaining isocyanate groups. This chain extension / termination can be carried out either in a solvent before dispersion, during dispersion or in water after dispersion. The chain extension is preferably carried out in water before dispersion.
Werden zur Kettenverlängerung Verbindungen entsprechend der Definition von (d) mit NH2- oder NH-Gruppen eingesetzt, erfolgt die Kettenverlängerung der Prepolymere bevorzugt vor der Dispergierung.If compounds corresponding to the definition of (d) with NH 2 or NH groups are used for chain extension, the chain extension of the prepolymers preferably takes place before the dispersion.
Der Kettenverlängerungsgrad, also das Äquivalentverhältnis von NCO-reaktiven Gruppen der zur Kettenverlängerung eingesetzten Verbindungen zu freien NCO-Gruppen des Prepolymers liegt vorzugsweise zwischen 40 bis 150 %, besonders bevorzugt zwischen 50 bis 120 %, insbesondere zwischen 60 bis 120 %.The degree of chain extension, ie the equivalent ratio of NCO-reactive groups of the compounds used for chain extension to free NCO groups of the prepolymer is preferably between 40 and 150%, more preferably between 50 and 120%, in particular between 60 and 120%.
Die aminischen Komponenten (d) können gegebenenfalls in wasser- oder lösemittelverdünnter Form im erfindungsgemäßen Verfahren einzeln oder in Mischungen eingesetzt werden, wobei grundsätzlich jede Reihenfolge der Zugabe möglich ist.The aminic components (d) can optionally be used individually or in mixtures in water-diluted or solvent-diluted form in the process according to the invention, wherein basically any order of addition is possible.
Wenn Wasser oder organische Lösemittel als Verdünnungsmittel mitverwendet werden, so beträgt der Verdünnungsmittelgehalt bevorzugt 70 bis 95 Gew.-%.When water or organic solvents are used as the diluent, the diluent content is preferably 70 to 95% by weight.
Die Herstellung der Polyurethandispersion aus den Prepolymeren erfolgt im Anschluss an die Kettenverlängerung. Dazu wird das gelöste und kettenverlängerte Polyurethanpolymer gegebenenfalls unter starker Scherung, wie z.B. starkem Rühren, entweder in das Dispergierwasser eingetragen oder es wird umgekehrt das Dispergierwasser zu den Pre- polymerlösungen gerührt. Bevorzugt wird das Wasser in das gelöste Prepolymer gegeben. Das in den Dispersionen nach dem Dispergierschritt noch enthaltene Lösemittel wird üblicherweise anschließend destillativ entfernt. Eine Entfernung bereits während der Dispergierung ist ebenfalls möglich.The production of the polyurethane dispersion from the prepolymers takes place after the chain extension. For this purpose, the dissolved and chain-extended polyurethane polymer is optionally added either under strong shearing, such as strong stirring, either in the dispersing water or, conversely, the dispersing water is stirred into the prepolymer solutions. Preferably, the water is added to the dissolved prepolymer. The solvent still present in the dispersions after the dispersion step is then usually removed by distillation. A removal already during the dispersion is also possible.
Der Feststoffgehalt der Polyurethandispersion nach der Synthese liegt zwischen 20 bis 70 Gew.-%, bevorzugt 20 bis 65 Gew.-%. Für Beschichtungsversuche können diese Dispersionen beliebig mit Wasser verdünnt werden, um die Dicke der Beschichtung variabel einstellen zu können. Alle Konzentrationen von 1 bis 60 Gew.-% sind möglich, bevorzugt sind Konzentrationen im Bereich 1 bis 40 Gew.-%. Dabei können beliebige Schichtdicken erreicht werden, wie beispielsweise einige 100 nm bis hinauf zu einigen 100 μm, wobei im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch höhere und geringere Dicken möglich sind.The solids content of the polyurethane dispersion after the synthesis is between 20 to 70 wt .-%, preferably 20 to 65 wt .-%. For coating experiments, these dispersions can be diluted with water as desired in order to be able to variably adjust the thickness of the coating. All concentrations of 1 to 60 wt .-% are possible, preferred are concentrations in the range 1 to 40 wt .-%. In this case, any layer thicknesses can be achieved, such as some 100 nm up to a few 100 microns, which in the context of the present invention also higher and lower thicknesses are possible.
Die Polyurethanmaterialien für die Beschichtung der medizinischen Geräte können durch Verdünnung der erfindungsgemäßen wässrigen Dispersionen mit Wasser auf jeden ge- wünschten Wert verdünnt werden. Darüber hinaus können Verdicker zugesetzt werden, um die Viskosität der Polyurethandispersionen gegebenenfalls erhöhen zu können. Weitere Zusätze wie beispielsweise Antioxidantien, Puffermaterialien zur Einstellung des pH- Wertes oder Pigmente sind ebenfalls möglich. Darüber hinaus können gegebenenfalls noch weitere Zusätze wie Griffhilfsmittel, Farbstoffe, Mattierungsmittel, UV-Stabilisa- toren, Lichtstabilisatoren, Hydrophobierungsmittel, Hydrophilierungsmittel und/oder Verlaufshilfsmittel verwendet werden.The polyurethane materials for coating the medical devices can be diluted to any desired value by dilution of the aqueous dispersions according to the invention with water. In addition, thickeners can be added in order to increase the viscosity of the polyurethane dispersions optionally. Other additives such as antioxidants, buffering agents to adjust the pH or pigments are also possible. In addition, if desired, further additives such as handle auxiliaries, dyes, matting agents, UV stabilizers, light stabilizers, water repellents, hydrophilizing agents and / or leveling agents may also be used.
Ausgehend von diesen Dispersionen werden dann durch die zuvor beschriebenen Verfahren medizinische Beschichtungen hergestellt.On the basis of these dispersions, medical coatings are then produced by the methods described above.
Erfindungsgemäß hat sich herausgestellt, dass sich die resultierenden Beschichtungen auf medizinischen Geräten unterscheiden, je nachdem, ob die Beschichtung ausgehend von einer Dispersion oder einer Lösung hergestellt wird.According to the invention, it has been found that the resulting coatings differ on medical devices, depending on whether the coating is produced starting from a dispersion or a solution.
Dabei weisen die erfindungsgemäßen Beschichtungen auf medizinischen Geräten dann Vorteile auf, wenn sie ausgehend von Dispersionen der oben beschriebenen Beschich- tungszusammensetzungen erhalten werden, da Dispersionen der erfindungsgemäßen Be- Schichtungssystemen zu Beschichtungen auf den medizinischen Geräten führen, die keine organischen Lösemittelreste aufweisen, das heißt toxisch im Allgemeinen unbedenklich sind, und gleichzeitig zu einer ausgeprägteren Hydrophilie fuhren, was sich beispielsweise an einem geringen Kontaktwinkel ausmachen lässt. Hierzu wird auf die weiter untenstehend erläuterten Versuche und Vergleichsversuche verwiesen.In this case, the coatings according to the invention have advantages on medical devices if they are obtained starting from dispersions of the coating compositions described above, since dispersions of the inventive coating systems lead to coatings on the medical devices which have no organic solvent residues, ie toxic are generally harmless, and at the same time lead to a more pronounced hydrophilicity, which can be made for example at a low contact angle. Reference is made to the experiments and comparative experiments explained below.
Die medizinischen Geräte können dabei mittels verschiedener Verfahren mit den erfindungsgemäßen hydrophilen Polyurethandispersionen beschichtet werden. Geeignete Be- schichtungstechniken sind hierfür beispielsweise Rakeln, Drucken, Transferbeschichten, Sprühen, Spincoating oder Tauchen.The medical devices can be coated by means of various methods with the hydrophilic polyurethane dispersions of the invention. Suitable treatment Layering techniques include, for example, doctoring, printing, transfer coating, spraying, spin coating or dipping.
Die wässrigen Polyurethandispersionen, welche als Ausgangsstoff für die Herstellung der Beschichtungen verwendet werden, können nach beliebigen Verfahren hergestellt werden, wobei jedoch das zuvor beschriebene Acetonverfahren bevorzugt ist.The aqueous polyurethane dispersions used as starting material for the preparation of the coatings can be prepared by any of the methods, but the acetone method described above is preferred.
Beschichtet werden können dabei vielerlei Substrate wie Metalle, Textilien, Keramiken und Kunststoffe. Bevorzugt ist die Beschichtung von medizinischen Geräten, die aus Metallen oder Kunststoff gefertigt sind. Als Metalle können beispielsweise genannt werden: Medizinischer Edelstahl oder Nickel-Titan-Legierungen. Zu beschichtende medizi- nische Geräte können aus unterschiedlichen Polymermaterialien, alleine oder kombiniert, bestehen, wie beispielsweise Polyamid, Polystyrol, Polycarbonat, Polyether, Polyester, Polyvinylacetat, natürliche und synthetische Kautschuke, Blockcopolymere aus Styrol und ungesättigten Verbindungen wie Ethylen, Butylen und Isopren, Polyethylen oder Copolymeren aus Polyethylen und Polypropylen, Silikon, Polyvinylchlorid (PVC) und Polyurethanen. Zur besseren Haftung des hydrophilen Polyurethane auf dem medizinischen Gerät können als Untergrund vor dem Auftragen dieser hydrophilen Beschich- tungsmaterialien noch weitere geeignete Beschichtungen (Primer, Haftvermittler) aufgetragen werden.It can be coated on many substrates such as metals, textiles, ceramics and plastics. Preferably, the coating of medical devices, which are made of metals or plastic. Examples of metals which may be mentioned are: medical stainless steel or nickel-titanium alloys. Medical devices to be coated may consist of various polymeric materials, alone or in combination, such as polyamide, polystyrene, polycarbonate, polyethers, polyesters, polyvinyl acetate, natural and synthetic rubbers, styrene block copolymers and unsaturated compounds such as ethylene, butylene and isoprene, polyethylene or copolymers of polyethylene and polypropylene, silicone, polyvinyl chloride (PVC) and polyurethanes. For better adhesion of the hydrophilic polyurethane on the medical device, further suitable coatings (primers, adhesion promoters) can be applied as a substrate before the application of these hydrophilic coating materials.
Zusätzlich zu den hydrophilen Eigenschaften der Verbesserung der Gleitfähigkeit zeich- nen sich die erfindungsgemäße Verwendung erzeugten Beschichtungen auch durch eine hohe Blutverträglichkeit aus. Hierdurch ist auch ein Arbeiten mit diesen Beschichtungen besonders im Blutkontakt vorteilhaft. Die Materialien zeigen im Vergleich zu Polymeren des Standes der Technik eine reduzierte Gerinnungsneigung im Blutkontakt.In addition to the hydrophilic properties of improving the lubricity, the coatings produced according to the invention are also distinguished by a high blood compatibility. As a result, working with these coatings is particularly advantageous in blood contact. The materials show reduced coagulation tendency in blood contact compared to prior art polymers.
Die Vorteile der erfindungsgemäß beschichteten Katheter mit den hydrophilen Polyu- rethanbeschichtungen werden durch Vergleichsversuche in den folgenden Beispielen dargelegt. The advantages of the catheters coated according to the invention with the hydrophilic polyurethane coatings are demonstrated by comparison experiments in the following examples.
BeispieleExamples
Die Ermittlung des NCO-Gehaltes der in den Beispielen und Vergleichsbeispielen beschriebenen Harze erfolgte durch Titration gemäß DIN EN ISO 11909.The NCO content of the resins described in the Examples and Comparative Examples was determined by titration in accordance with DIN EN ISO 11909.
Die Bestimmung der Festkörpergehalte erfolgte nach DIN-EN ISO 3251. Es wurden 1 g Polyurethandispersion bei 115 °C bis zur Gewichtskonstanz (15-20 min) mittels eines Infrarottrockners getrocknet.The solids contents were determined in accordance with DIN-EN ISO 3251. 1 g of polyurethane dispersion was dried at 115 ° C. to constant weight (15-20 min) using an infrared drier.
Die Messung der mittleren Teilchengrößen der Polyurethandispersionen erfolgt mit Hilfe des High Performance Parti cle Sizer (HPPS 3.3) der Firma Malvern Instruments.The measurement of the average particle sizes of the polyurethane dispersions is carried out using the High Performance Parti cle Sizer (HPPS 3.3) from Malvern Instruments.
Die in % angegebenen Mengenangaben verstehen sich, wenn nicht anders vermerkt, als Gew.-% und beziehen sich auf die erhaltene wässrige Dispersion.Unless otherwise indicated, the amounts stated in% are by weight and relate to the resulting aqueous dispersion.
Verwendete Substanzen und Abkürzungen:Substances used and abbreviations:
Desmophen® C2200: Polycarbonatpolyol, OH-Zahl 56 mg KOH/g, zahlenmittleres Molekulargewicht 2000 g/mol (Bayer MaterialScience AG, Leverkusen, DE)Desmophen ® C2200: polycarbonate polyol, OH number 56 mg KOH / g, number average molecular weight 2000 g / mol (Bayer MaterialScience AG, Leverkusen, DE)
Desmophen® Cl 200: Polycarbonatpolyol, OH-Zahl 56 mg KOH/g, zahlenmittleres Molekulargewicht 2000 g/mol (Bayer MaterialScience AG, Leverkusen, DE)Desmophen ® 200 Cl: polycarbonate polyol, OH number 56 mg KOH / g, number average molecular weight 2000 g / mol (Bayer MaterialScience AG, Leverkusen, DE)
Desmophen® XP 2613 Polycarbonatpolyol, OH-Zahl 56 mg KOH/g, zahlenmittleres Molekulargewicht 2000 g/mol (Bayer MaterialScience AG, Leverkusen, DE)Desmophen ® XP 2613 polycarbonate polyol, OH number 56 mg KOH / g, number average molecular weight 2000 g / mol (Bayer MaterialScience AG, Leverkusen, DE)
PolyTHFv 2000: Polytetramethylenglykolpolyol, OH-Zahl 56 mg KOH/g, zahlenmittleres Molekulargewicht 2000 g/mol (BASF AG, Ludwigshafen, DE) Polyether® LB 25: (monofunktioneller Polyether auf Ethylenoxid-ZPropylen- oxidbasis zahlenmittleres Molekulargewicht 2250 g/mol, OH-Zahl 25 mg KOH/g (Bayer MaterialScience AG, Leverkusen, DE)PolyTHF v 2000: Polytetramethylenglykolpolyol, OH number 56 mg KOH / g, number average molecular weight 2000 g / mol (BASF AG, Ludwigshafen, DE) polyether ® LB 25: (monofunctional polyether based on ethylene oxide ZPropylen- oxide-based number average molecular weight 2,250 g / mol, OH number 25 mg KOH / g (Bayer MaterialScience AG, Leverkusen, DE)
Beispiel 1:Example 1:
Herstellung einer erfindungsgemäßen Polyurethanharnstoff-Dispersion:Preparation of a polyurethaneurea dispersion according to the invention:
277,2 g Desmophen® C 2200, 33,1 g Polyether LB 25 und 6,7 g Neopentylglykol wurden bei 65 °C vorgelegt und 5 min durch Rühren homogenisiert. Zu dieser Mischung gab man bei 65 °C innerhalb von 1 min zuerst 71,3 g 4,4'-Bis(isocyanatocyclohexyl)methan (Hi2MDI) und danach 11,9 g Isophorondiisocyanat. Man erwärmte auf 110 0C. Nach 34i 40 min war der theoretische NCO Wert erreicht. Das fertige Prepolymer wurde bei 50 °C in 711 g Aceton gelöst und anschließend bei 40 °C eine Lösung aus 4,8 g Ethylendiamin in 16 g Wasser innerhalb von 10 min zudosiert. Die Nachrührzeit betrug 15 min. Anschließend wurde innerhalb von 15 min durch Zugabe von 590 g Wasser dispergiert. Es folgte die Entfernung des Lösungsmittels durch Destillation im Vakuum. Es wurde eine lagerstabile Polyurethandispersion mit einem Festkörpergehalt von 41,5 % und einer mittleren Teilchengröße von 164 nm erhalten.277.2 g of Desmophen ® C 2200, 33.1 g of polyether LB 25 and 6.7 g of neopentyl glycol were introduced at 65 ° C and homogenized for 5 min with stirring. 71.3 g of 4,4'-bis (isocyanatocyclohexyl) methane were first added to this mixture at 65 ° C. within 1 min (Hi 2 MDI) and then 11.9 g of isophorone diisocyanate. The mixture was heated to 110 0 C. After 34i 40 min, the theoretical NCO value was reached. The finished prepolymer was dissolved at 50 ° C in 711 g of acetone and then added at 40 ° C, a solution of 4.8 g of ethylenediamine in 16 g of water within 10 min. The stirring time was 15 min. The mixture was then dispersed within 15 minutes by adding 590 g of water. This was followed by removal of the solvent by distillation in vacuo. A storage-stable polyurethane dispersion having a solids content of 41.5% and an average particle size of 164 nm was obtained.
Beispiel 2:Example 2:
Herstellung einer erfindungsgemäßen Polyurethanharnstoff-Dispersion:Preparation of a polyurethaneurea dispersion according to the invention:
269,8 g Desmophen® C 2200, 49,7 g Polyether LB 25 und 6,7 g Neopentylglykol wurden bei 65 °C vorgelegt und 5 min durch Rühren homogenisiert. Zu dieser Mischung gab man bei 65 °C innerhalb von 1 min zuerst 71,3 g 4,4'-Bis(isocyanatocyclohexyl)methan (Hi2MDI) und danach 11,9 g Isophorondiisocyanat. Man erwärmte auf 100 °C. Nach 21,5 h war der theoretische NCO Wert erreicht. Das fertige Prepolymer wurde bei 50 °C in 711 g Aceton gelöst und anschließend bei 40 0C eine Lösung aus 4,8 g Ethylendiamin in 16 g Wasser innerhalb von 10 min zudosiert. Die Nachrührzeit betrug 5 min. Anschließend wurde innerhalb von 15 min durch Zugabe von 590 g Wasser dispergiert. Es folgte die Entfernung des Lösungsmittels durch Destillation im Vakuum. Es wurde eine lagerstabile Polyurethandispersion mit einem Festkörpergehalt von 41,3 % und einer mittleren Teilchengröße von 109 nm erhalten.269.8 g of Desmophen ® C 2200, 49.7 g of polyether LB 25 and 6.7 g of neopentyl glycol were introduced at 65 ° C and homogenized for 5 min with stirring. To this mixture was added at 65 ° C within 1 min, first 71.3 g of 4,4'-bis (isocyanatocyclohexyl) methane (Hi 2 MDI) and then 11.9 g of isophorone diisocyanate. The mixture was heated to 100.degree. After 21.5 h, the theoretical NCO value was reached. The finished prepolymer was dissolved at 50 ° C in 711 g of acetone and then added at 40 0 C, a solution of 4.8 g of ethylenediamine in 16 g of water within 10 min. The stirring time was 5 min. The mixture was then dispersed within 15 minutes by adding 590 g of water. This was followed by removal of the solvent by distillation in vacuo. A storage-stable polyurethane dispersion with a solids content of 41.3% and an average particle size of 109 nm was obtained.
Beispiel 3: Herstellung einer erfindungsgemäßen Polyurethanharnstoff-Dispersion:Example 3 Preparation of a Polyurethaneurea Dispersion According to the Invention
277,2 g Desmophen® C 1200, 33,1 g Polyether LB 25 und 6,7 g Neopentylglykol wurden bei 65 °C vorgelegt und 5 min durch Rühren homogenisiert. Zu dieser Mischung gab man bei 65 °C innerhalb von 1 min zuerst 71,3 g 4,4'-Bis(isocyanatocyclohexyl)methan (Hi2MDI) und danach 11,9 g Isophorondiisocyanat. Man erwärmte auf 110 °C. Nach 2,5 h war der theoretische NCO Wert erreicht. Das fertige Prepolymer wurde bei 50 0C in 711 g Aceton gelöst und anschließend bei 40 °C eine Lösung aus 4,8 g Ethylendiamin in 16 g Wasser innerhalb von 10 min zudosiert. Die Nachrührzeit betrug 5 min. Anschließend wurde innerhalb von 15 min durch Zugabe von 590 g Wasser dispergiert. Es folgte die Entfernung des Lösungsmittels durch Destillation im Vakuum. Es wurde eine lager- stabile Polyurethandispersion mit einem Festkörpergehalt von 40,4 % und einer mittleren Teilchengröße von 146 nm erhalten. Beispiel 4:277.2 g of Desmophen ® C 1200, 33.1 g of polyether LB 25 and 6.7 g of neopentyl glycol were introduced at 65 ° C and homogenized for 5 min with stirring. To this mixture was added at 65 ° C within 1 min, first 71.3 g of 4,4'-bis (isocyanatocyclohexyl) methane (Hi 2 MDI) and then 11.9 g of isophorone diisocyanate. The mixture was heated to 110.degree. After 2.5 h, the theoretical NCO value was reached. The finished prepolymer was dissolved at 50 0 C in 711 g of acetone and then added at 40 ° C, a solution of 4.8 g of ethylenediamine in 16 g of water within 10 min. The stirring time was 5 min. The mixture was then dispersed within 15 minutes by adding 590 g of water. This was followed by removal of the solvent by distillation in vacuo. This gave a storage-stable polyurethane dispersion having a solids content of 40.4% and an average particle size of 146 nm. Example 4:
Herstellung einer erfindungsgemäßen Polyurethanharnstoff-Dispersion:Preparation of a polyurethaneurea dispersion according to the invention:
282,1 g Desmophen® C 2200, 22,0 g Polyether LB 25 und 6,7 g Neopentylglykol wurden bei 65 °C vorgelegt und 5 min durch Rühren homogenisiert. Zu dieser Mischung gab man bei 65 °C innerhalb von 1 min zuerst 71,3 g 4,4'-Bis(isocyanatocyclohexyl)methan (H12MDI) und danach 11,9 g Isophorondiisocyanat. Man erwärmte auf 110 0C. Nach 21,5 h war der theoretische NCO Wert erreicht. Das fertige Prepolymer wurde bei 50 °C in 711 g Aceton gelöst und anschließend bei 40 °C eine Lösung aus 4,8 g Ethylendiamin in 16 g Wasser innerhalb von 10 min zudosiert. Die Nachrührzeit betrug 5 min. An- schließend wurde innerhalb von 15 min durch Zugabe von 590 g Wasser dispergiert. Es folgte die Entfernung des Lösungsmittels durch Destillation im Vakuum. Es wurde eine lagerstabile Polyurethandispersion mit einem Festkörpergehalt von 41,7 % und einer mittleren Teilchengröße von 207 nm erhalten.282.1 g of Desmophen ® C 2200, 22.0 g of polyether LB 25 and 6.7 g of neopentyl glycol were introduced at 65 ° C and homogenized for 5 min with stirring. To this mixture was added at 65 ° C within 1 min, first 71.3 g of 4,4'-bis (isocyanatocyclohexyl) methane (H 12 MDI) and then 11.9 g of isophorone diisocyanate. The mixture was heated to 110 0 C. After 21.5 h, the theoretical NCO value was reached. The finished prepolymer was dissolved at 50 ° C in 711 g of acetone and then added at 40 ° C, a solution of 4.8 g of ethylenediamine in 16 g of water within 10 min. The stirring time was 5 min. Subsequently, the mixture was dispersed within 15 minutes by adding 590 g of water. This was followed by removal of the solvent by distillation in vacuo. A storage-stable polyurethane dispersion with a solids content of 41.7% and an average particle size of 207 nm was obtained.
Beispiel 5:Example 5:
Herstellung einer erfindungsgemäßen Polyurethanharnstoff-Dispersion:Preparation of a polyurethaneurea dispersion according to the invention:
269,8 g Desmophen® XP 2613, 49,7 g Polyether LB 25 und 6,7 g Neopentylglykol wurden bei 65 °C vorgelegt und 5 min durch Rühren homogenisiert. Zu dieser Mischung gab man bei 65 °C innerhalb von 1 min zuerst 71,3 g 4,4'-Bis(isocyanatocyclohexyl)methan (H12MDI) und danach 11,9 g Isophorondiisocyanat. Man erwärmte auf 110 °C. Nach 70 min war der theoretische NCO Wert erreicht. Das fertige Prepolymer wurde bei 50 °C in 711 g Aceton gelöst und anschließend bei 40 °C eine Lösung aus 4,8 g Ethylendiamin in 16 g Wasser innerhalb von 10 min zudosiert. Die Nachrührzeit betrug 5 min. Anschließend wurde innerhalb von 15 min durch Zugabe von 590 g Wasser dispergiert. Es folgte die Entfernung des Lösungsmittels durch Destillation im Vakuum. Es wurde eine lagerstabile Polyurethandispersion mit einem Festkörpergehalt von 41,2 % und einer mittleren Teilchengröße von 112 nm erhalten.269.8 g of Desmophen ® XP 2613, 49.7 g of polyether LB 25 and 6.7 g of neopentyl glycol were introduced at 65 ° C and homogenized for 5 min with stirring. To this mixture was added at 65 ° C within 1 min, first 71.3 g of 4,4'-bis (isocyanatocyclohexyl) methane (H 12 MDI) and then 11.9 g of isophorone diisocyanate. The mixture was heated to 110.degree. After 70 minutes, the theoretical NCO value was reached. The finished prepolymer was dissolved at 50 ° C in 711 g of acetone and then added at 40 ° C, a solution of 4.8 g of ethylenediamine in 16 g of water within 10 min. The stirring time was 5 min. The mixture was then dispersed within 15 minutes by adding 590 g of water. This was followed by removal of the solvent by distillation in vacuo. A storage-stable polyurethane dispersion having a solids content of 41.2% and an average particle size of 112 nm was obtained.
Beispiel 6: Herstellung einer erfindungsgemäßen Polyurethanharnstoff-Dispersion:Example 6 Preparation of a Polyurethaneurea Dispersion According to the Invention
249,4 g Desmophen® C 2200, 33,1 g Polyether LB 25, 1,9 g Trimethylolpropan und 6,7 g Neopentylglykol wurden bei 65 °C vorgelegt und 5 min durch Rühren homogenisiert. Zu dieser Mischung gab man bei 65 °C innerhalb von 1 min zuerst 71,3 g 4,4'- Bis(isocyanatocyclohexyl)methan (Hi2MDI) und danach 11,9 g Isophorondiisocyanat. Man erwärmte auf 110 °C. Nach 4 h 20 min war der theoretische NCO-Wert erreicht. Das fertige Prepolymer wurde bei 50 °C in 720 g Aceton gelöst und anschließend bei 40 °C eine Lösung aus 3,3 g Ethylendiamin in 16 g Wasser innerhalb von 10 min zudosiert. Die Nachrührzeit betrug 15 min. Anschließend wurde innerhalb von 15 min durch Zugabe von 590 g Wasser dispergiert. Es folgte die Entfernung des Lösungsmittels durch Destillation im Vakuum. Es wurde eine lagerstabile Polyurethandispersion mit einem Festkörpergehalt von 38,9 % und einer mittleren Teilchengröße von 144 nm erhalten.249.4 g of Desmophen ® C 2200, 33.1 g of polyether LB 25, 1.9 g of trimethylolpropane and 6.7 g of neopentyl glycol were introduced at 65 ° C and homogenized for 5 min with stirring. To this mixture was added at 65 ° C within 1 min, first 71.3 g of 4,4'-bis (isocyanatocyclohexyl) methane (Hi 2 MDI) and then 11.9 g of isophorone diisocyanate. The mixture was heated to 110.degree. After 4 h 20 min, the theoretical NCO value was reached. The finished prepolymer was dissolved at 50 ° C in 720 g of acetone and then added at 40 ° C, a solution of 3.3 g of ethylenediamine in 16 g of water within 10 min. The stirring time was 15 min. The mixture was then dispersed within 15 minutes by adding 590 g of water. This was followed by removal of the solvent by distillation in vacuo. A storage-stable polyurethane dispersion having a solids content of 38.9% and an average particle size of 144 nm was obtained.
Beispiel 7:Example 7:
282,1 g Desmophen® XP 2613, 22,0 g Polyether LB 25 und 6,7 g Neopentylglykol wurden bei 65 °C vorgelegt und 5 min durch Rühren homogenisiert. Zu dieser Mischung gab man bei 65 °C innerhalb von 1 min zuerst 71,3 g 4,4'-Bis(isocyanatocyclohexyl)methan (H12MDI) und danach 11,9 g Isophorondiisocyanat. Man erwärmte auf 110 °C. Nach 70 min war der theoretische NCO-Wert erreicht. Das fertige Prepolymer wurde bei 50 0C in 711 g Aceton gelöst und anschließend bei 40 °C eine Lösung aus 4,8 g Ethylendiamin in 16 g Wasser innerhalb von 10 min zudosiert. Die Nachrührzeit betrug 5 min. Anschließend wurde innerhalb von 15 min durch Zugabe von 590 g Wasser dispergiert. Es folgte die Entfernung des Lösungsmittels durch Destillation im Vakuum. Es wurde eine lagerstabile Polyurethandispersion mit einem Festkörpergehalt von 38,3 % und einer mittleren Teilchengröße von 215 nm erhalten.282.1 g of Desmophen ® XP 2613, 22.0 g of polyether LB 25 and 6.7 g of neopentyl glycol were introduced at 65 ° C and homogenized for 5 min with stirring. To this mixture was added at 65 ° C within 1 min, first 71.3 g of 4,4'-bis (isocyanatocyclohexyl) methane (H 12 MDI) and then 11.9 g of isophorone diisocyanate. The mixture was heated to 110.degree. After 70 minutes, the theoretical NCO value was reached. The finished prepolymer was dissolved at 50 0 C in 711 g of acetone and then added at 40 ° C, a solution of 4.8 g of ethylenediamine in 16 g of water within 10 min. The stirring time was 5 min. The mixture was then dispersed within 15 minutes by adding 590 g of water. This was followed by removal of the solvent by distillation in vacuo. A storage-stable polyurethane dispersion having a solids content of 38.3% and an average particle size of 215 nm was obtained.
Beispiel 8: Herstellung einer Polyurethanharnstoff-Dispersion als Vergleichsprodukt zu dem erfindungsgemäßen Beispiel 1. Das Desmophen® C2200 wird durch PoIyTHF 2000 ausgetauscht.Example 8: Preparation of a polyurethane urea dispersion as a comparison product to the inventive example 1. The Desmophen ® C2200 is replaced by PolyTHF 2000th
277,2 g PoIyTHF 2000, 33,1 g Polyether LB 25 und 6,7 g Neopentylglykol wurden bei 65 °C vorgelegt und 5 min durch Rühren homogenisiert. Zu dieser Mischung gab man bei 65 °C innerhalb von 1 min zuerst 71,3 g 4,4'-Bis(isocyanatocyclohexyl)methan (H12MDI) und danach 11,9 g Isophorondiisocyanat. Man erwärmte auf 110 °C. Nach 18 h war der theoretische NCO Wert erreicht. Das fertige Prepolymer wurde bei 50 °C in 711 g Aceton gelöst und anschließend bei 40 °C eine Lösung aus 4,8 g Ethylendiamin in 16 g Wasser innerhalb von 10 min zudosiert. Die Nachrührzeit betrug 5 min. Anschlie- ßend wurde innerhalb von 15 min durch Zugabe von 590 g Wasser dispergiert. Es folgte die Entfernung des Lösungsmittels durch Destillation im Vakuum. Es wurde eine lagerstabile Polyurethandispersion mit einem Festkörpergehalt von 40,7 % und einer mittleren Teilchengröße von 166 nm erhalten. Beispiel 9:277.2 g of polyTHF 2000, 33.1 g of polyether LB 25 and 6.7 g of neopentyl glycol were initially introduced at 65 ° C. and homogenized by stirring for 5 minutes. To this mixture was added at 65 ° C within 1 min, first 71.3 g of 4,4'-bis (isocyanatocyclohexyl) methane (H 12 MDI) and then 11.9 g of isophorone diisocyanate. The mixture was heated to 110.degree. After 18 h, the theoretical NCO value was reached. The finished prepolymer was dissolved at 50 ° C in 711 g of acetone and then added at 40 ° C, a solution of 4.8 g of ethylenediamine in 16 g of water within 10 min. The stirring time was 5 min. The mixture was then dispersed within 15 minutes by adding 590 g of water. This was followed by removal of the solvent by distillation in vacuo. A storage-stable polyurethane dispersion having a solids content of 40.7% and an average particle size of 166 nm was obtained. Example 9:
Herstellung einer Polyurethanharnstoff-Dispersion als Vergleichsprodukt zu dem erfindungsgemäßen Beispiel 2. Das Desmophen® C2200 wird durch das PoIyTHF 2000 ausgetauscht. 269,8 g PoIyTHF 2000, 49,7 g Polyether LB 25 und 6,7 g Neopentylglykol wurden bei 65 °C vorgelegt und 5 min durch Rühren homogenisiert. Zu dieser Mischung gab man bei 65 0C innerhalb von 1 min zuerst 71,3 g 4,4'-Bis(isocyanatocyclohexyl)methan (H12MDI) und danach 11,9 g Isophorondiisocyanat. Man erwärmte auf 100 °C. Nach 17,5 h war der theoretische NCO Wert erreicht. Das fertige Prepolymer wurde bei 50 °C in 711 g Aceton gelöst und anschließend bei 40 °C eine Lösung aus 4,8 g Ethylendiamin in 16 g Wasser innerhalb von 10 min zudosiert. Die Nachrührzeit betrug 5 min. Anschließend wurde innerhalb von 15 min durch Zugabe von 590 g Wasser dispergiert. Es folgte die Entfernung des Lösungsmittels durch Destillation im Vakuum. Es wurde eine lagerstabile Polyurethandispersion mit einem Festkörpergehalt von 41,6 % und einer mittleren Teilchengröße von 107 nm erhalten.Preparing a polyurethaneurea dispersion as a comparison product to the inventive example 2. The Desmophen ® C2200 is exchanged for the PolyTHF 2000th 269.8 g of polyTHF 2000, 49.7 g of polyether LB 25 and 6.7 g of neopentyl glycol were initially introduced at 65 ° C. and homogenized by stirring for 5 minutes. 71.3 g of 4,4'-bis (isocyanatocyclohexyl) methane (H 12 MDI) and then 11.9 g of isophorone diisocyanate were first added to this mixture at 65 ° C. within 1 minute. The mixture was heated to 100.degree. After 17.5 h, the theoretical NCO value was reached. The finished prepolymer was dissolved at 50 ° C in 711 g of acetone and then added at 40 ° C, a solution of 4.8 g of ethylenediamine in 16 g of water within 10 min. The stirring time was 5 min. The mixture was then dispersed within 15 minutes by adding 590 g of water. This was followed by removal of the solvent by distillation in vacuo. A storage-stable polyurethane dispersion having a solids content of 41.6% and an average particle size of 107 nm was obtained.
Beispiel 10:Example 10:
Herstellung einer Polyurethanharnstoff-Dispersion als Vergleichsprodukt zu dem erfindungsgemäßen Beispiel 4. Das Desmophen® C2200 wird durch das PoIyTHF 2000 aus- getauscht.Preparation of a polyurethaneurea dispersion as a comparison product to the inventive Example 4. The Desmophen ® C2200 is replaced by the PolyTHF 2000 off.
282,1 g PoIyTHF 2000, 22,0 g Polyether LB 25 und 6,7 g Neopentylglykol wurden bei 65 °C vorgelegt und 5 min durch Rühren homogenisiert. Zu dieser Mischung gab man bei 65 °C innerhalb von 1 min zuerst 71,3 g 4,4'-Bis(isocyanatocyclohexyl)methan (H12MDI) und danach 11,9 g Isophorondiisocyanat. Man erwärmte auf 110 °C. Nach 21 ,5 h war der theoretische NCO Wert erreicht. Das fertige Prepolymer wurde bei 50 °C in 711 g Aceton gelöst und anschließend bei 40 °C eine Lösung aus 4,8 g Ethylendiamin in 16 g Wasser innerhalb von 10 min zudosiert. Die Nachrührzeit betrug 5 min. Anschließend wurde innerhalb von 15 min durch Zugabe von 590 g Wasser dispergiert. Es folgte die Entfernung des Lösungsmittels durch Destillation im Vakuum. Es wurde eine lagerstabile Polyurethandispersion mit einem Festkörpergehalt von 37,5 % und einer mittleren Teilchengröße von 195 nm erhalten.282.1 g of polyTHF 2000, 22.0 g of polyether LB 25 and 6.7 g of neopentyl glycol were initially introduced at 65 ° C. and homogenized by stirring for 5 minutes. To this mixture was added at 65 ° C within 1 min, first 71.3 g of 4,4'-bis (isocyanatocyclohexyl) methane (H 12 MDI) and then 11.9 g of isophorone diisocyanate. The mixture was heated to 110.degree. After 21, 5 h the theoretical NCO value was reached. The finished prepolymer was dissolved at 50 ° C in 711 g of acetone and then added at 40 ° C, a solution of 4.8 g of ethylenediamine in 16 g of water within 10 min. The stirring time was 5 min. The mixture was then dispersed within 15 minutes by adding 590 g of water. This was followed by removal of the solvent by distillation in vacuo. A storage-stable polyurethane dispersion having a solids content of 37.5% and an average particle size of 195 nm was obtained.
Beispiel 11: Herstellung von Beschichtungen und Messung des statischenExample 11: Preparation of Coatings and Measurement of Static
Kontaktwinkels Die Beschichtungen zur Messung des statischen Kontaktwinkels wurden auf Glasobjektträger der Größe 25x75 mm mit Hilfe eines Spincoaters (RC5 Gyrset 5, Karl Süss, Gar- ching, Deutschland) hergestellt. Ein Objektträger wurde hierzu auf dem Probenteller des Spincoaters eingespannt und mit ca. 2,5 - 3 g wässriger unverdünnter Polyurethandispersion homogen bedeckt. Durch Rotation des Probentellers für 20 sec bei 1300 Umdrehungen pro Minute erhielt man eine homogene Beschichtung, die 15 min bei 100 °C und danach 24 h bei 50 °C getrocknet wurde. Die erhaltenen beschichteten Objektträger wurden direkt einer Kontaktwinkelmessung unterzogen.Contact angles The static contact angle measurements were made on 25x75 mm glass slides using a spincoater (RC5 Gyrset 5, Karl Suess, Garching, Germany). A slide was on the sample plate of the Clamped spin coater and homogeneously covered with about 2.5 - 3 g aqueous undiluted polyurethane dispersion. By rotating the sample tray for 20 sec at 1300 rpm, a homogeneous coating was obtained, which was dried for 15 min at 100 ° C and then for 24 h at 50 ° C. The resulting coated slides were subjected directly to a contact angle measurement.
Von den erhaltenen Beschichtungen auf den Objektträgern wird eine statische Kontaktwinkelmessung durchgeführt. Mittels des Video- Randwinkelmessgerätes OCA20 der Firma Dataphysics mit rechnergesteuerten Spritzen wird auf das Muster 10 Tropfen MiI- liporewasser aufgesetzt und deren statischer Benetzungsrandwinkel gemessen. Zuvor wird mittels eines Antistatikföns die statische Aufladung (falls vorhanden) auf der Probenoberfläche entfernt.From the resulting coatings on the slides, a static contact angle measurement is performed. By means of the video edge angle measuring device OCA20 from Dataphysics with computer-controlled syringes, 10 drops of lipid water are applied to the sample and their static wetting edge angle is measured. Beforehand, the static charge (if present) on the sample surface is removed by means of an antistatic hair dryer.
Tabelle 1 : Statische KontaktwinkelmessungenTable 1: Static contact angle measurements
Wie Tabelle 1 zeigt, ergeben die polycarbonathaltigen Beschichtungen der erfindungsgemäßen Beispiele 1 bis 7 äußerst hydrophile Beschichtungen mit statischen Kontaktwinkeln < 45 °. Die Beschichtungen der Beispiele 1 bis 6 ergeben außerordentlich hydrophile Beschichtungen mit statischen Kontaktwinkeln < 30 °. Dagegen sind die Po- lyTHF-haltigen Beschichtungen aus den Vergleichsbeispielen 7 bis 10 wesentlich unpo- larer, obwohl die Zusammensetzung dieser Beschichtungen ansonsten mit denen der Beispiele 1 , 2 und 4 identisch sind. Darüber hinaus zeigen Daten, die in „Evaluation of a poly(vinylpyrollidone)-coated bio- material for urological use"; M.M. Tanney, S.P. Gorman, Biomaterials 23 (2002), 4601 - 4608, offenbart sind, dass die Kontaktwinkel von Polyurethan bei ca. 97° und von mit PVP beschichtetem Polyurethan bei ca. 50° liegt.As Table 1 shows, the polycarbonate-containing coatings of Examples 1 to 7 according to the invention give extremely hydrophilic coatings with static contact angles <45 °. The coatings of Examples 1 to 6 give extraordinarily hydrophilic coatings with static contact angles <30 °. In contrast, the polyTHF-containing coatings from Comparative Examples 7 to 10 are substantially more unpopular, although the composition of these coatings is otherwise identical to those of Examples 1, 2 and 4. In addition, data disclosed in "Evaluation of a poly (vinylpyrollidone) -coated bio-material for urological use", MM Tanney, SP Gorman, Biomaterials 23 (2002), 4601-4608, show that the contact angles of polyurethane at about 97 ° and of PVP-coated polyurethane at about 50 °.
Beispiel 12: Messung von GerinnungsparameternExample 12: Measurement of coagulation parameters
Aus der Polyurethandispersion des Beispiels 1 wurde durch Spincoaten auf Glas ein Film für Studien zum Blutkontakt hergestellt. Die Probenoberfläche wurde in eine autokla- vierten Inkubationskammer eingelegt und mit 1,95 ml Blut inkubiert. Der genaue Ver- suchsaufbau ist in U. Streller et al. J. Biomed. Mater. Res B, 2003, 66B, 379-390 beschrieben.From the polyurethane dispersion of Example 1, a film for blood contact studies was prepared by spincoating on glass. The sample surface was placed in an autoclaved incubation chamber and incubated with 1.95 ml of blood. The exact experimental setup is described in U. Streller et al. J. Biomed. Mater. Res B, 2003, 66B, 379-390.
Das für den Versuch benötigte venöse Blut wurde über eine 19 G Kanüle einem männlichen Spender entnommen, der mindestens 10 Tage keine Medikamente eingenommen hat. Die Gerinnung wurde durch Zugabe von Heparin (2 iU/ml) verhindert. Das so vor- bereitete Blut wurde dann in die mit der Polyurethanoberfläche bestückte, auf 37 °C vortemperierte Inkubationskammer gefüllt und 2 h bei permanenter Rotation der Kammer bei 37 °C inkubiert. Als Vergleichsmaterialien wurden Glas und Polytetrafluorethylen (PTFE) verwendet. Glas ist für die Blutgerinnung eine stark aktivierende Oberfläche, während PTFE ein Polymer ist, welches für viele Anwendungen ein akzeptables Material ist ( siehe U. Streller et al. J. Biomed. Mater. Res B, 2003, 66B, 379-390).The venous blood needed for the trial was taken via a 19 G cannula to a male donor who had not taken any medication for at least 10 days. Coagulation was prevented by addition of heparin (2 iU / ml). The thus prepared blood was then filled into the incubation chamber equipped with the polyurethane surface, preheated to 37 ° C., and incubated for 2 h at 37 ° C. with permanent rotation of the chamber. As comparative materials, glass and polytetrafluoroethylene (PTFE) were used. Glass is a strong activating surface for blood clotting, while PTFE is a polymer which is an acceptable material for many applications (see U. Streller et al., J. Biomed., Mater., Res B, 2003, 66B, 379-390).
Nach erfolgter Inkubation wurden drei Parameter gemessen:After incubation, three parameters were measured:
Thrombin-Antithrombin-Komplex (Enzygnost TAT micro, Dade Behring GmbH, Marburg, Deutschland)Thrombin-antithrombin complex (Enzygnost TAT micro, Dade Behring GmbH, Marburg, Germany)
Plättchenfaktor 4 (ELIS A PF 4 Komplettkit der Haemochrom Diagnostica GmbH, Essen, Deutschland)Platelet factor 4 (ELIS A PF 4 complete kit from Haemochrom Diagnostica GmbH, Essen, Germany)
Die Thrombocytenreduktion wurde in EDTA-antikoaguliertem Blut mittels eines automatischen Zellzählsystems (AcTdiff der Firma Coulter, Krefeld, Deutschland) gemessen.The platelet reduction was measured in EDTA-anticoagulated blood by means of an automatic cell counting system (AcTdiff from Coulter, Krefeld, Germany).
Tabelle 2: Thrombin-Antithrombin-KomplexTable 2: thrombin-antithrombin complex
Tabelle 3: Plättchenfaktor 4 Table 3: Platelet Factor 4
Tabelle 4: Thrombozytenreduktion im BlutTable 4: Platelet reduction in the blood
Alle drei gemessenen Blutparameter zeigen, dass das hydrophile Polyurethan des Beispiels 1 die Gerinnung nur in sehr maßvoller Weise aktiviert. Der Thrombin- Antithrombin-Komplex als Maß für die Aktivierung der intrinsischen Gerinnungskaskade zeigt, dass das Polyurethan selbst im Vergleich zu dem als sehr gut blutverträglich angesehenen PTFE geringere Werte erzeugt und dadurch eine noch geringere Aktivierung hervor- ruft.All three measured blood parameters show that the hydrophilic polyurethane of Example 1 activates coagulation only to a very moderate degree. The thrombin-antithrombin complex as a measure of the activation of the intrinsic coagulation cascade shows that the polyurethane itself produces lower values compared to the PTFE, which is considered to be very blood-compatible, and thus causes even lower activation.
Plättchenfaktor 4 ist ein Marker für die Aktivierung der Thrombozyten. Auch dieser zelluläre Teil der Gerinnung wird nur in geringem Maß von dem hydrophilen Polyurethan aktiviert. Das gut blutverträgliche PTFE ruft eine höhere Aktivierung hervor. Auch die Reduktion der Thrombozyten ist für Glass und auch PTFE deutlich, was bedeutet, dass sich ein Teil der Thrombozyten an diesen Oberflächen anlagern. Demgegenüber ist beim hydrophilen Polyurethan des Beispiels 1 praktisch kein Abfall zu erkennen.Platelet factor 4 is a marker for platelet activation. Also, this cellular part of the coagulation is activated only slightly by the hydrophilic polyurethane. The good blood compatible PTFE causes a higher activation. Also, the reduction of platelets is clear for glass and PTFE, which means that a part of the platelets attach to these surfaces. In contrast, the hydrophilic polyurethane of Example 1 is virtually no waste to recognize.
Beispiel 13:Example 13:
Synthese einer wässrigen Dispersion mit terminalen Polyethlyenoxidbausteinen als Ver- gleichsmaterial zu den erfϊndungsgemäßen Beispielen, in welchen ein Polyurethan verwendet wird, welches durch ein Copolymer aus Polyethylenoxid und Polypropylenoxid terminiert ist. Der im Sinne der vorliegenden Erfindung verwendete Polyether LB 25 wird in diesem Beispiel durch gleiche molaren Mengen eines vergleichbaren reinen Po- lyethylenoxidethers ausgetauscht. 277,2 g Desmophen® C 2200, 29,4 g Polyethylenglykol-2000-monomethylether (Quelle: Fluka, CAS Nr. 9004-74-4) und 6,7 g Neopentylglykol wurden bei 65 °C vorgelegt und 5 min durch Rühren homogenisiert. Zu dieser Mischung gab man bei 65 °C innerhalb von 1 min zuerst 71,3 g 4,4'-Bis(isocyanatocyclohexyl)methan (Hj2MDI) und danach 11,9 g Isophorondiisocyanat. Man erwärmte auf 110 °C. Nach 35 min war der theoretische NCO Wert erreicht. Das fertige Prepolymer wurde bei 50 °C in 711 g Aceton gelöst und anschließend bei 40 °C eine Lösung aus 4,8 g Ethylendiamin in 16 g Wasser innerhalb von 10 min zudosiert. Die Nachrührzeit betrug 5 min. Anschließend wurde innerhalb von 15 min durch Zugabe von 590 g Wasser dispergiert. Es folgte die Entfernung des Lö- sungsmittels durch Destillation im Vakuum. Es wurde eine lagerstabile Polyurethandispersion mit einem Festkörpergehalt von 40,0 % und einer mittleren Teilchengröße von 130 nm erhalten.Synthesis of an aqueous dispersion with terminal polyethylene oxide building blocks as comparison material to the inventive examples, in which a polyurethane is used, which is terminated by a copolymer of polyethylene oxide and polypropylene oxide. The polyether LB 25 used in the context of the present invention is replaced in this example by equal molar amounts of a comparable pure polyethylene oxide ether. 277.2 g of Desmophen ® C 2200, 29.4 g of polyethylene glycol 2000 monomethyl ether (Source:. Fluka, CAS No. 9004-74-4) and 6.7 g of neopentyl glycol were introduced at 65 ° C and homogenized for 5 min with stirring , To this mixture was added at 65 ° C within 1 min, first 71.3 g of 4,4'-bis (isocyanatocyclohexyl) methane (Hj 2 MDI) and then 11.9 g of isophorone diisocyanate. The mixture was heated to 110.degree. After 35 minutes, the theoretical NCO value was reached. The finished prepolymer was dissolved at 50 ° C in 711 g of acetone and then added at 40 ° C, a solution of 4.8 g of ethylenediamine in 16 g of water within 10 min. The stirring time was 5 min. The mixture was then dispersed within 15 minutes by adding 590 g of water. The removal of the solvent followed by distillation in vacuo. A storage-stable polyurethane dispersion having a solids content of 40.0% and an average particle size of 130 nm was obtained.
Wie unter Beispiel 11 beschrieben, wurde durch Spincoating eine Beschichtung auf Glas hergestellt und der statische Kontaktwinkel dieser Beschichtung ermittelt. Man erhielt einen statischen Kontaktwinkel von 45 °. Der Vergleich dieses Wertes mit dem Wert für die Beschichtung des Beispiels 1 (< 10 °, siehe Tabelle 1 im Beispiel 11) zeigt, dass die Verwendung des gemischten Polyethylenoxid-Polypropylenoxid-Monols LB 25 im Vergleich zum reinen Polyethylenoxidmonool deutlich niedrigere Kontaktwinkel und somit hydrophilere Beschichtungen ermöglicht.As described in Example 11, a coating on glass was prepared by spin coating and the static contact angle of this coating was determined. This gave a static contact angle of 45 °. The comparison of this value with the value for the coating of Example 1 (<10 °, see Table 1 in Example 11) shows that the use of the mixed polyethylene oxide polypropylene monoxide LB 25 compared to pure polyethylene oxide monool significantly lower contact angles and thus more hydrophilic Coatings possible.
Beispiel 14:Example 14:
Synthese des Polyurethanharnstoffpolymers des erfindungsgemäßen Beispiels 1 als Vergleichsbeispiel in organischer Lösung. u einer Mischung aus 277,2 g Desmophen® C 2200, 33,1 g LB 25, 6,7 g Neopentylglykol werden bei 60 °C 71,3 g 4,4'-Bis(isocyanatocyclohexyl)methan (H12MDI) und 11,9 g Isophorondiisocyanat zugegeben. Man erwärmte die Mischung auf 110 °C und setzte bis zu einem konstanten NCO-Gehalt von 2,4 um. Man ließ abkühlen und verdünnte mit 475 g Toluol und 320 g iso-Propanol. Bei Raumtemperatur wurden eine Lösung von 4,8 g Ethylendiamin in 150 g l-Methoxypropanol-2 innerhalb zugegeben. Nach vollständiger Zugabe wurde 2 h nachgerührt. Man erhielt 1350 g einer 30,2%igen Polyurethanharnstofflösung in Toluol/iso-Propanol/l-Methoxypropanol-2 mit einer Viskosität von 607 mPas bei 23 °C.Synthesis of the polyurethaneurea polymer of Inventive Example 1 as Comparative Example in Organic Solution. and a mixture of 277.2 g of Desmophen ® C 2200, 33.1 g LB 25, 6.7 g of neopentyl glycol at 60 ° C 71.3 g of 4,4'-bis (isocyanatocyclohexyl) methane (H 12 MDI) and Added 11.9 g of isophorone diisocyanate. The mixture was heated to 110 ° C and continued to a constant NCO content of 2.4 microns. The mixture was allowed to cool and diluted with 475 g of toluene and 320 g of isopropanol. At room temperature, a solution of 4.8 g of ethylenediamine in 150 g of 1-methoxy-2-propanol was added inside. After complete addition, stirring was continued for 2 h. This gave 1350 g of a 30.2% strength polyurethane urea solution in toluene / isopropanol / 1-methoxypropanol-2 having a viscosity of 607 mPas at 23 ° C.
Wie unter Beispiel 11 beschrieben, wurde durch Spincoating eine Beschichtung auf Glas hergestellt und der statische Kontaktwinkel dieser Beschichtung ermittelt. Man bestimm- te einen statischen Kontaktwinkel von 27 °. Der Vergleich dieses Wertes mit dem Wert für die Beschichtung des Beispiels 1 (< 10 °, siehe Tabelle 1 im Beispiel 11), einer strukturell gleichen Beschichtung, aber in Wasser dispergiert, zeigt, dass die Beschichtungen aus wässriger Dispersion im Vergleich zu Beschichtung, welche ausgehend von entsprechenden Lösungen erhalten werden, hydrophilere Beschichtungen ergeben. As described in Example 11, a coating on glass was prepared by spin coating and the static contact angle of this coating was determined. A static contact angle of 27 ° was determined. The comparison of this value with the value for the coating of Example 1 (<10 °, see Table 1 in Example 11), a structurally the same coating, but dispersed in water, shows that the coatings from aqueous dispersion compared to coating, which are obtained starting from corresponding solutions, yield more hydrophilic coatings.

Claims

Patentansprüche : Claims:
1. Verwendung einer Beschichtungszusammensetzung in der Form einer Dispersion, die einen Polyurethanharnstoff umfasst, der (1) mit einer Copolymereinheit aus Polyethylenoxid und Polypropylenoxid terminiert ist, undUse of a coating composition in the form of a dispersion comprising a polyurethaneurea which (1) is terminated with a copolymer unit of polyethylene oxide and polypropylene oxide, and
(2) mindestens ein Hydroxylgruppen enthaltendes Polycarbonatpolyol umfasst. zur Beschichtung von Substraten.(2) at least one hydroxyl group-containing polycarbonate polyol. for coating substrates.
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Polyurethanharnstoff Einheiten aufweist, welche auf mindestens ein aliphatisches, cycloaliphati- sches oder aromatisches Isocyanat zurückgehen.2. Use according to claim 1, characterized in that the polyurethaneurea has units which are based on at least one aliphatic, cycloaliphatic or aromatic isocyanate.
3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Polyu- rethanharnstoff eine maximale ionische Modifizierung von 2,5 Gew.-% aufweist.3. Use according to claim 1 or 2, characterized in that the polyurethane urethane has a maximum ionic modification of 2.5 wt .-%.
4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung einen Polyurethanharnstoff aufweist, welcher aufgebaut ist aus a) mindestens einem Polycarbonatpolyol mit einem mittleren Molgewicht zwi- sehen 400 g/mol und 6000 g/mol und einer Hydroxylfunktionalität von 1 ,7 bis4. Use according to one of claims 1 to 3, characterized in that the coating comprises a polyurethaneurea which is composed of a) at least one polycarbonate polyol having an average molecular weight between 400 g / mol and 6000 g / mol and a hydroxyl functionality of 1, 7 bis
2,3 oder aus Mischungen solcher Polycarbonatpolyole; b) mindestens einem aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen Polyiso- cyanat oder Mischungen solcher Polyisocyanate in einer Menge pro Mol des Po- lycarbonatpolyols von 1,0 bis 4,0 mol; c) mindestens einem monofunktionellen gemischten Polyoxyalkylenether aus Polyethylenoxid und Polypropylenoxid oder einer Mischung solcher Polyether mit einem mittleren Molgewicht zwischen 500 g/mol und 5000 g/mol in einer Menge pro Mol des Polycarbonatpolyols von 0,01 bis 0,5 mol; d) mindestens einem aliphatischen oder cycloaliphatischen Diamin oder mindes- tens ein Aminoalkohol als so genannte Kettenverlängerer oder Mischungen solcher Verbindungen in einer Menge pro Mol des Polycarbonatpolyols von 0,05 bis 3,0 mol; e) gegebenenfalls einem oder mehreren kurzkettigen aliphatischen Polyolen mit einem Molgewicht zwischen 62 g/mol und 500 g/mol in einer Menge pro Mol des Polycarbonatpolyols von 0,1 bis 1,0 mol; und gegebenenfalls amin- oder OH haltige Bausteine, die sich an den Polymerkettenenden befinden und diese abschließen.2,3 or mixtures of such polycarbonate polyols; b) at least one aliphatic, cycloaliphatic or aromatic polyisocyanate or mixtures of such polyisocyanates in an amount of from 1.0 to 4.0 mol per mole of the polycarbonate polyol; c) at least one monofunctional mixed polyoxyalkylene ether of polyethylene oxide and polypropylene oxide or a mixture of such polyethers having an average molecular weight between 500 g / mol and 5000 g / mol in an amount per mole of the polycarbonate polyol of 0.01 to 0.5 mol; d) at least one aliphatic or cycloaliphatic diamine or at least one amino alcohol as a so-called chain extender or mixtures of such compounds in an amount of from 0.05 to 3.0 mol per mol of the polycarbonate polyol; e) optionally one or more short chain aliphatic polyols having a molecular weight between 62 g / mol and 500 g / mol in an amount per mole of the polycarbonate polyol of 0.1 to 1.0 mol; and optionally amine- or OH-containing building blocks which are located at the polymer chain ends and terminate.
5. Verwendung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend die Schritte5. Use according to any one of claims 1 to 4, comprising the steps
A) Herstellung einer Beschichtungszusammensetzung durchA) Preparation of a coating composition by
(I) Vorlegen der Bestandteile (a), (b), (c) und gegebenenfalls (e) gemäß Definitionen in Anspruch 4 und gegebenenfalls Verdünnen mit einem mit Wasser mischbaren, aber gegenüber Isocyanatgruppen inerten Lösungsmittel;(I) presentation of components (a), (b), (c) and optionally (e) as defined in claim 4 and optionally diluted with a water-miscible but isocyanate-inert solvent;
(II) Erwärmen der aus (I) erhältlichen Zusammensetzung auf Temperaturen im Bereich von 50 bis 120 °C; (HI) Zudosieren der gegebenenfalls zu Beginn der Reaktion noch nicht zugegebenen Bestandteile von (c) und (e);(II) heating the composition obtainable from (I) to temperatures in the range from 50 to 120 ° C; (HI) metering in the components of (c) and (e) which may have not yet been added at the beginning of the reaction;
(IV) Auflösen des erhaltenen Prepolymer mit Hilfe von aliphatischen Ke- tonen;(IV) dissolving the resulting prepolymer with the aid of aliphatic ketones;
(V) Zugabe des Bestandteils (d) zur Kettenverlängerung; (VI) Zugabe von Wasser zur Dispergierung; und(V) addition of the component (d) for chain extension; (VI) adding water for dispersion; and
(VIT) Entfernen des aliphatischen Ketons, vorzugsweise durch Destillation und(VIT) removal of the aliphatic ketone, preferably by distillation and
B) Beschichtung eines Substrats mit der gemäß (A) erhaltenen Beschichtungszusammensetzung.B) coating a substrate with the coating composition obtained according to (A).
6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Beschichtung von mindestens einem medizinischen Gerät.6. Use according to one of claims 1 to 6 for the coating of at least one medical device.
7. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Beschichtung von technischen Substraten im nicht-medizinischen Bereich.7. Use according to one of claims 1 to 6 for the coating of technical substrates in the non-medical field.
8. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Herstellung von leicht zu reinigenden oder selbstreinigenden Oberflächen. 8. Use according to one of claims 1 to 6 for the production of easy-to-clean or self-cleaning surfaces.
9. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Beschichtung von Verscheibun- gen und optischen Gläsern und Linsen.9. Use according to one of claims 1 to 6 for the coating of glazings and optical glasses and lenses.
10. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Beschichtung von Substraten im Sanitärbereich.10. Use according to one of claims 1 to 6 for the coating of substrates in the sanitary sector.
11. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Beschichtung von Verpackungsmaterialien.11. Use according to one of claims 1 to 6 for coating packaging materials.
12. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Verminderung des Bewuchses der beschichteten Oberflächen.12. Use according to any one of claims 1 to 6 for reducing the growth of the coated surfaces.
13. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Beschichtung von Über- und Unterwassersubstraten zur Verminderung des Reibungswiderstandes der Substrate gegenüber Wasser.13. Use according to one of claims 1 to 6 for the coating of over- and underwater substrates for reducing the frictional resistance of the substrates to water.
14. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Bedruckungsvorbereitung von Substraten.14. Use according to one of claims 1 to 6 for printing preparation of substrates.
15. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Herstellung von Formulierungen für kosmetischen Anwendungen.15. Use according to one of claims 1 to 6 for the preparation of formulations for cosmetic applications.
16. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Herstellung von wirkstofffreisetzenden Systemen zur Beschichtung von Sämereien. 16. Use according to one of claims 1 to 6 for the production of active substance release systems for coating seeds.
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