FI107389B

FI107389B - Polyuretaani, sen käyttö ja vesimaali, joka sisältää polyuretaania paksunnosaineena

Info

Publication number: FI107389B
Application number: FI951027A
Authority: FI
Inventors: Peter Bostroem; Annelie Askenbom; Eva Gottberg-Klingskog
Original assignee: Berol Nobel Ab
Priority date: 1992-09-15
Filing date: 1995-03-06
Publication date: 2001-07-31
Also published as: CN1035879C; DE69317568D1; DK0660851T3; SE9202648D0; CA2142885A1; EP0660851A1; NO306555B1; JP2665569B2; EP0660851B1; US5496908A; ES2114069T3; FI951027A0; JPH08501329A; SE9202648L; NO950980D0; ATE164173T1; WO1994006840A1; DE69317568T2; AU4836493A; NO950980L

Description

107389

POLYURETAANI, SEN KÄYTTÖ JA VESIMAALI, JOKA SISÄLTÄÄ POLYURETAANIA PAKSUNNOSAINEENA

Tämä keksintö koskee polyuretaania, jolla on paksuntava vaikutus. Se sopii erityisen hyvin käytettäväksi vesimaaleissa viskositeettia lisäävänä aineena.

Yritettäessä vähentää liuottimien käyttöä maalikoostumuksissa, on vesimaaleja kehitetty yli 15 viime vuoden ajan, ensisijaisesti sisäkäyttöön. Yleensä nämä maalit sisältävät akrylaatti-dispersion sideaineena. Uusissa vesimaaleissa halutaan, jos mahdollista, saavuttaa samat hyvät ominaisuudet kuin maaleissa, joissa on käytetty alkydia sideaineena. Tämä tarkoittaa muun muassa korkeata kiiltoa, vedelle ei herkkää filmiä, hyvää tasoittuvuutta ja levitysominaisuuksia, jotka ovat samankaltaisia kuin alkydimaaleilla. Tasoittuvuuteen ja levitysominai-suuksiin vaikuttaa suuressa määrin paksunnosaineen valinta. Perinteiset paksunnosaineet, kuten selluloosajohdannaiset ja polyakrylaatti, antavat näille maaleille tasoittuvuuden, joka on riittämätön. Sen tähden on kehitetty niin kutsuttuja yhdistäviä paksunnosaineita, jotka ovat tyypiltään polyakrylaattia ja polyuretaania ja joilla saadaan syntymään erinomainen ta-soittuvuus. Yhdistävät polyakrylaattipasunnosaineet toimitetaan happovesidispersiona. Eräs näiden tuotteiden haitta on niiden herkkyys vedelle ja emäksille. Yhdistävillä polyure-taanipaksunnosaineilla ei ole tätä haittaa, ja sen vuoksi nii-·. tä käytetään laajasti paksunnosaineina kiiltomaaleissa.

US-patenttijulkaisu 4,079,028 esittää yhdistävän, lineaarisen polyuretaanipaksunnosaineen, joka sisältää kaksi hydrofobista päätyryhmää, ja polymeerirungossa hydrofiilisiä eetteriryhmiä ja hydrofobisia isosyanaattiryhmiä. Europpalaisissa patentti-; hakemuksissa 127,950 ja 307,775 kuvataan yhdistäviä polyure- taanipaksunnosaineita, jotka on saatu antamalla polyisosyanaa-tin reagoida polyeetteripolyolin kanssa, joka on modifioiva aine, jossa on kaksi reaktiivista ryhmää ja yksi päätyryhmän suoja-aine. Jälkimmäisessä eurooppalaisessa patenttihakemuksessa todetaan myös, että modifioivassa aineessa tulisi olla : riippuva hydrofobinen ryhmä, jossa on 10 hiiliatomia. Valmis- 2 107389 tusmenetelmästä ilmenee, että nämä hydrofobiset lisäryhmät ovat edullisesti sijoittuneet päätyryhmiin.

US-patenttijulkaisusta 4,426,485 on myös aikaisemmin tunnettua lisätä polyuretaanipaksunnosaineen vaikutusta liittämällä sen mukaan hydrofobisia osia, jotka sisältävät ainakin kaksi yh-denarvoista hydrofobista ryhmää. Kaikilla näillä paksunnosai-neilla on kuitenkin osoittautunut olevan, jopa matalissa kon-sentraatioissa vedessä, suuret viskositeetit. Tämä sopii erityisesti sen tyyppisiin polyuretaanipaksunnosaineisiin, jotka on esitetty eurooppalaisissa patenttihakemuksissa 127,950 ja 307,775 sekä US-patentissa 4,426,485.

Pyrkimys vähentää liuottimen määrää vesimaaleissa määrää kuitenkin sen, että polyuretaanipaksunnosaineen korkea viskositeetti vedessä ei ole toivottavaa kahdestakin syystä.

Ensinnäkin, polyuretaanipaksunnosainetta toivotaan voitavan käyttää veteen liuotettuna siten, että kuiva-ainepitoisuus on mahdollisimman suuri ja viskositeetti mahdollisimman pieni.

Jos polyuretaanipaksunnosaineen viskositeetti vedessä on liian korkea, voi tulla välttämättömäksi käyttää veden ja orgaanisen, veteen sekoittumattoman liuottimen yhdistelmää viskositeetin pienentämiseksi.1 Kaupalliset polyuretaanipaksunnosai-neet sisältävät sen vuoksi yleensä propyleeniglykolia tai bu-tyylikarbitolia, jotta kuiva-ainepitoisuudeksi saadaan 15-40%.

Toiseksi toivotaan, että maaleilla, ja erityisesti kiiltomaa-leilla, on ennaltamäärätty levitysviskositeetti leikkausnopeuden ollessa noin 10.000 s-1. Viskositeetti alhaisilla , leikkausnopeuksilla mitattuna perinteisesti Stormerin vis- • kositeettina, tulee kuitenkin liian korkeaksi yhdistävillä polyuretaanipaksunnosaineilla, joilla on korkea viskositeetti vedessä. Vaikka viimeistelymaalin viskositeettia alhaisilla leikkausnopeuksilla voidaan alentaa lisäämällä pinta-aktiivi-sia aineita tai butyylikarbitolin tyyppisiä liuottimia, on näillä kahdella menetelmällä kuitenkin huomattavia haittoja mitä tulee maalin ominaisuuksiin. Sen vuoksi on tärkeätä käyt 3 107389 tää paksunnosaineita, jotka antavat maalille oikean viskositeetin, sekä matalilla että korkeilla leikkausnopeuksilla.

Nyt on havaittu, että uudentyyppisillä vesiliukoisilla yhdistävillä polyuretaaneilla on kohtuulliset viskositeetit vesi-liuoksessa. Tämän tyyppisellä polyuretaanilla on mahdollista ilman mitään liukoisuuteen vaikuttavia lisäaineita valmistaa vesiliuoksia, joilla on sopiva viskositeetti kuiva-ainepitoisuuden ollessa suunnilleen alueella 30-50 paino-%. Lisäksi se antaa kiiltomaaleille sopivan viskositeetin sekä matalilla että korkeilla leikkausnopeuksilla. Keksinnön polyuretaanille on luonteenomaista, että siinä on a) vesiliukoisen oksietyleeniryhmän sisältävät pääty-ryhmät, joiden molekyylipaino on 400-15.000, edullisesti 1.000-8.000, ja b) polymeerirungosta riippuvia ryhmiä, jotka sisältävät 8-22, edullisesti 10-14 hiiliatomia sisältäviä hiilivetyryhmiä, siten, että niitä on ainakin 0,1 kappaletta uretaanisidosta kohti, edullisesti 0,4 kappaletta uretaanisidosta kohti, ja c) segmentti, jolla on kaava T1 H(A) -(B)t-(A)r- (I) jossa R on hydrofobinen ryhmä, joka sisältää yhdenarvoisen hiilivetyryhmän, jossa on 8-22 hiiliatomia, A on oksialky-j leeniryhmä, jossa on 2-4 hiiliatomia, m ja n ovat 20-140, m+n:n ollessa 50-200, edullisesti 80-120, ja oksieyleeniryhmi-“ en lukumäärä on sellainen, että polyuretaanista tulee vesi liukoinen .

Keksinnön mukaiset polyuretaanit kuuluvat näin ollen kampapo-*: lymeerien joukkoon. Rakenteensa perusteella hydrofobiset hii- 4 107389 livetyryhmät riippuvat polyxneerirungosta melko säännöllisin välein, kun taas polymeerin päät ovat luonteeltaan hydrofHiisiä . Tämän rakenteen vuoksi polyuretaanilla on havaittu olevan erityisiä ominaisuuksia, jotka eroavat aikaisemmin tunnettujen yhdistävien polymeeripaksunnosaineiden ominaisuuksista ja tekevät sen erityisen hyvin sopivaksi käytettäväksi paksunnosai-neena maaleissa.

Keksinnönmukaisilla polyuretaaneilla on suhteellisen matala viskositeetti vesiliuoksessa, mutta lisättynä vesipohjaiseen lateksi- tai emulsiomaaliin havaitaan maalin levitysviskosi-teetissä haluttu nousu. Polyuretaaneja voidaan käyttää ainoana paksunnosaineena, mutta myös yhdessä muiden paksunnosaineiden kanssa, kuten yhdistävien selluloosaeettereiden kanssa. Maalien PVC-arvo (pigmentti-tilavuus-konsentraatio) on sopivasti 15-80%. Polyuretaanit ovat erityisen sopivia paksunnosaineiksi kiiltomaaleihin, esim maaleihin, joiden PVC-arvo on 15-25%. Sopivia sideaineita ovat emulsiosideaineet, kuten alkydihart-sit, ja lateksisideaineet, kuten polyvinyyliasetaatti, polyak-rylaatit, vinyyliasetaatin ja etyleenin kopolymeerit, vinyy-liasetaatin kopolymeerit, etyleeni- ja vinyylikloridi ja styreenin ja akrylaatin kopolymeerit. Edullisia sideaineita ovat lateksisideaineet, jotka on stabiloitu anionisilla pinta-ak-tiivisilla aineilla. Polyuretaanien lisättävä määrä vaihtelee riippuen sekä maalin koostumuksesta että polyuretaanin kemial-·, lisesta rakenteesta, mutta on yleensä 0,1-1,5% maalin painosta.

Vesiliukoisilla päätyryhmillä on edullisesti kaava f1 ·. H(A)p-(B)t—(A)r- (I) • jossa A on oksialkyleeniryhmä, jossa on 2-4 hiiliatomia; B on kolmenarvoinen ryhmä, edullisesti typpi tai ryhmä -0CHCH(R3)0-; R3 on ryhmä, joka sisältää yhdenarvoisen hiilivetyryhmän, jossa on 1-22 hiiliatomia, edullisesti 1-14 hiiliatomia, vety tai '· ryhmä (A)SH, R3 on vety tai hiilivetyryhmä, jossa on 1-7 hii- 5 107389 liatomia, t on 0 tai 1 jap, rjas, toisistaan riippumatta, ovat 1-100, edullisesti 20-80, p:n, rsn ja s:n summan ollessa ainakin 10, edullisesti ainakin 25.

Edullisen toteutusmuodon mukaan ainakin 50 paino-%, edullisesti ainakin 75 paino-% polyuretaanista koostuu osasta Ha ja osasta

O O

n « fCNHTNHC} (Hb) jossa T on kahdenarvoinen hiilivetyryhmä. Sopivasti T:ssä on 1-24 hiiliatomia, edullisesti 4-15 hiiliatomia.

Yksinkertaisimmassa muodossaan polyuretaani voidaan valmistaa yhdessä vaiheessa polymeroimalla vesiliukoinen dioliyhdiste, jolla on kaava

R

H(A)m-B-(A)nH (III) jossa R, A, B, m ja n ovat samat kuin edellä, di-isosyanaatin kanssa, jolla on kaava 0=C=N-T-N=C=0 dv> jossa T on kuten edellä, jolloin yhdistettä (III) käytetään molaarinen ylimäärä. Seuraava yhtälö pätee teoreettisesti polymeerin molekyylipainolle.

Mv = Mr x Xn

Xn = --1 * Ξ- 1 + r - 2 rp » jossa Mv = polymeerin keskimääräinen molekyylipaino

Mr = toistuvan yksikön molekyylipaino Xn = toistuvien yksiköiden keskimääräinen molekyyli-paino r = moolisuhde di-isosyanaatti/dioliyhdiste ·. p = konversio 6 107389

Keksinnönmukainen polyuretaani voidaan haluttaessa modifioida antamalla yhdisteiden III ja IV reagoida siten, että yhdistettä IV on ylimäärä, ja antamalla sen jälkeen saadun välituotteen reagoida vesiliukoisen yhdisteen kanssa, jolla on kaava T1 H(A) (B)t(A)rH (V) jossa Rlt A, B, t, p ja r ovat kuten edellä, mutta sillä poikkeuksella, että kaavan III käsittämät yhdisteet eivät kuulu niihin. Keksinnön piirissä on myös mahdollista korvata pieni osa yhdistettä III sellaisilla dioliyhdisteillä, joita esittää kaava V, jolloin on mahdollista modifioida riippuvien hydrofobisten ryhmien suhdetta hydrofobisten ryhmien lukumäärään po-lymeerirungossa. Säätämällä n:n, msn, rsn, t:n, p:n ja s:n arvoa, hiiliatomien lukumäärää R:ssä ja R^ssä, modifioivien osien tyyppiä ja määrää sekä molekyylipainoa on monia mahdollisuuksia optimoida paksunnosaine maalikoostumukseen ja haluttuihin ominaisuuksiin.

Polymerointi suoritetaan yleensä lämpötilassa 70-150°C tavanomaisen katalyytin, kuten dibutyylitinadilauraatin läsnäollessa. Haluttaessa reaktio voidaan suorittaa inertin liuottimen, kuten ksyleenin, tolueenin, N-metyylipyrrolidonin tai propyleenikarbonaatin, läsnäollessa, mutta suoritetaan edullisesti ilman liuotinta. Reagoivien yhdisteiden määrät ja valmistusmenetelmä sovitetaan edullisesti sellaisiksi, että polyuretaanin teoreettinen keskimääräinen molekyylipaino tulee olemaan 20.000-300.000, edullisesti 50.000-200.000, ja viskositeetti 100-20.000 mPa.s, edullisesti 500-10.000 mPa.s, mitattuna 20% vesiliuoksessa 20°C:ssa Brookfieldin mukaan kierrosnopeudella 12 rpm. Ryhmien R lukumäärä on sopivasti keskimäärin 10-100, edullisesti 25-50. Polymeroitumisen tapahduttua voidaan lisätä vettä liuottimeksi. Polyuretaanin vesi-liuos on heikosti emäksinen (pH 9-10) amiiniryhmien läsnäolon vuoksi. Neutraloimalla liuos pH-arvoon <7, edullisesti 5-7, voidaan polyuretaanin viskositeettiä pienentää.

• · I « · ( 7 107389

Kaavan IV mukainen di-isosyanaatti voi olla lineaarinen tai haarautunut/ alifaattinen, sykloalifaattinen tai aromaattinen. Esimerkkejä sopivista di-isosyanaateista käytettävksi keksinnön mukaisen polyuretaanin valmistukseen ovat 1,4-tetramety-leenidi-isosyanaatti, 1,6-heksametyleenidi-isosyanaatti, 2,2,4-trimetyyli-l,6-di-isosyanaattoheksaani, 1,10-dekamety-leenidi-isosyanaatti, 1,4-sykloheksyleenidi-isosyanaatti, bis(4-isosyanaattosykloheksyyli)metaani, l-isosyanaatto-3-iso-syanaattometyyli-3/5/5-trimetyylisykloheksaani, m- ja p-feny-leenidi-isosyanaati, 2,6- ja 2,4-toluleenidi-isosyanaatti, ksyleenidi-isosyanaatti, 4,4'-difenyleenidi-isosyanaatti, 4,4'-difenyylimetaanidi-isosyanaatti, 1,5-naftyleenidi-isosy-anaatti ja polymetyleenipolyfenyyli-isosyanaatit. Voidaan myös käyttää isosyanaatteja, joissa on enemmän kuin 2 funktionaalista ryhmää, mutta rajoitetussa määrin ristisilloittuneiden, veteen liukenemattomien geelien muodostumisen välttämiseksi. Yleensä isosyanaattipatoisuus yli 2 funktionaalisen ryhmän kanssa on alle 10% niistä, jotka ovat 2-funktionaalisia.

Kaavan III yhdisteissä on ainakin kaksi hydrofiilistä hydrok-syylin sisältävää ryhmää ja ainakin yksi riippuva hydrofobinen ryhmä. Esimerkiksi etoksyloimalla voidaan valmistaa sopivia rasva-amiineja tai dioleja olefiiniepoksideista ja glysidyyli-eettereistä. Kaavassa III R on esim. hiilivetyryhmä, jossa on 8-22 hiiliatomia tai vastaava asyyliryhmä, joka on saatu ami-. · dietoksylaatista. Hiilivetyryhmä voi olla lineaarinen tai haarautunut, tyydyttynyt tai tyydyttymätön, alifaattinen, sykloalifaattinen tai aromaattinen. Spesifisiä esimerkkejä näistä ryhmistä ovat dekyyli, dodekyyli, tetradekyyli, heksadekyyli, butyylifenyyli, oktyylifenyyli, nonyylifenyyli tai dodekyyli-fenyyli, tai alkyylialkenyyli- tai asyyliryhmät, jotka on saatu kookosrasvahapoista, mäntyrasvahapoista tai muista rasvaha-poista.

Ryhmä R voi myös muodostua ryhmästä R20(A)zCH2-, R20(A)zCH2CH(0H)CH2(A)z-, R2CH(OH)CH2(A)z- tai ryhmästä R2(A)Z-, joissa R2 on hiilivetyryhmä, jossa on 8-22 hiiliatomia, A on kuten edellä, ja z on luku 0-50, edullisesti 0-20. Etyleeniok- 8 107389 siryhmät muodostavat edullisesti ainakin 50% alkyleenioksiryh-mistä. Hiilivetyryhmä R2 voi olla lineaarinen tai haarautunut, tyydyttynyt tai tyydyttymätön, alifaattinen, sykloalifaattinen tai aromaattinen. Spesifisiä esimerkkejä näistä ryhmistä ovat dekyyli, dodekyyli, tetradekyyli, heksadekyyli, butyylifenyy-li, oktyylifenyyli, nonyylifenyyli ja dodekyylifenyyli.

Kaavan V mukainen modifioiva yhdiste, joka ei käsitä kaavan III yhdisteitä, t.s. yhdisteitä, joissa t = 1, R ja Rlr m ja p ja n ja r ovat pareittain samoja, voi esimerkiksi muodostua yhdisteistä, joissa Ri on hiilivetyryhmä tai asyyliryhmä, jossa on 1-7 hiiliatomia tai jossa R2 yllämainituissa ryhmissä on hiilivety, jossa on 1-7 hiiliatomia. Näissä tapauksissa hiilivetyryhmä voi olla lineaarinen tai haarautunut, tyydyttynyt tai tyydyttymätön, alifaattinen, sykloalifaattinen tai aromaattinen. Niissä tapauksissa, jolloin t = 0, kaavan V yhdiste on esimerkiksi polyetyleeniglykoli, jonka molekyylipaino on 1.000-5.000.

Tätä keksintöä ja sen tuomia etuja kuvataan edelleen seuraavi-en esimerkkien avulla.

Esimerkki 1 101 grammaan aminoetoksylaattia (1 mooli Jafamin P-M + 150 moolia EO), jossa on 20-22 hiiliatomia, lisättiin 3,07 g iso-foronidi-isosyanaattia 120°C:ssa, ja 15 minuutin kuluttua reaktioseokseen lisättiin 300 ppm dibutyylitinadilauraattia, jolloin lämpötila nousi asteittain 140°C:een. Reaktion annettiin edistyä noin 6 h. Saatu polyuretaani oli erittäin viskoosi ja sen viskositeetti (Brookfield, 12 rpm) 5% vesiliuoksessa ,· oli 10.000 mPa.s. Teoreettinen molekyylipaino oli 100.000.

Esimerkki 2

Kookosrasvahapon amiiniin lisättiin etyleenioksidia määrän ollessa 150 moolia etyleenioksidia moolia kohti kookosrasva-" happoamiinia. 246,8 grammaan etoksylaattia liuotettuna 100 9 107389 grammaan N-metyylipyrrolidonia lisättiin 7,54 g isoforonidi-isosyanaattia 90eC:ssa, ja 10 minuutin kuluttua lisättiin 0,15 g dibutyylitinadilauraattia. Reaktion annettiin edistyä lämpötilassa 100°C 6 h. Saadun polyuretaanin viskositeetti 20% vesiliuoksessa oli 1.800 mPa.s. Teoreettinen molekyylipaino oli 200.000.

Esimerkki 3

Kookosravahappoamiiniin lisättiin etyleenioksidia määrän ollessa 150 moolia etyleenioksidia moolia kohti kookosrasvahap-poamiinia. Tolueeniliuoksessa annettiin 100 g:n tätä etoksy-laattia reagoida 3,2 g:n kanssa 4,4'-difenyylimetaanidi-iso-syanaattia siten, että mukana oli 0,03 g dibutyylitinadilauraattia, lämpötilassa 80-100°C. Reaktion tapahduttua tolu-eeni poistettiin. Saadun polyuretaanin viskositeetti oli 7.000 mPa.s 50% vesiliuoksessa Brookfieldin menetelmällä mitattuna, 12 rpm. Teoreettinen molekyylipaino oli 50.000.

Esimerkki 4 300,8 g:n kookosrasvahappoamiinietoksylaattia (1 mooli amiinia + 96 moolia EO) annettiin reagoida Esimerkin 1 mukaisesti 14,69 g:n kanssa isoforonidi-isosyanaattia. Saadulla polyuretaanilla oli 20% vesiliuoksessa viskositeetti 2.000 mPa.s mi-• ' tattuna Brookfieldin mukaan, 12 rpm. Kun 20% polyuretaaniliuos oli neutraloitu etikkahapolla pH-arvoon 6, mitattiin viskositeetiksi 300 mPa.s. Teoreettinen molekyylipaino oli 200.000.

Esimerkki 5 . 305,1 gsn kookosrasvahappoamiinietoksylaattia (1 mooli amiinia + 74 moolia EO) annettiin reagoida 19,1 g:n kanssa isoforoni-di-isosyanaattia Esimerkin 1 mukaisesti. Saadun polyuretaanin viskositeetti 20% vesiliuoksessa oli 2.500 mPa.s mitattuna Brookfieldin mukaan, 12 rpm. Teoreettinen molekyylipaino oli 200.000.

10 107389

Vertailuesimerkki 1

Polyuretaani valmistettiin US-patentin 4,426,485 mukaan. 300 g:n polyetyleeniglykolia, jonka molekyylipaino oli 4.000, annettiin reagoida 75°C:ssa 3 h 16,34 g:n kanssa isoforonidi-isosyanaattia siten, että läsnä oli 0,475 g dibutyylitinadi-lauraattia katalyyttinä ja 900 g tolueenia liuottimena.

Saatuun reaktioseokseen, joka sisälsi polyetyleeniglykoliin päättyvää polyuretaania, lisättiin 17,46 g oktadekyyli-iso-syanaattia, jolloin reagoivien aineiden annettiin reagoida toistensa kanssa 96 h 60°C:ssa. Ylimääräinen oktadekyyli-iso-syanaatti poistettiin uuttamalla heksaanilla.

Saadun polyuretaanin viskositeetti oli 25.700 mPa.s 10% vesi-liuoksessa Brookfieldin mukaan, 12 rpm.

Esimerkki 6

Korkeakiiltoinen maali valmistettiin valmistamalla ensin pig-menttidispersio, jolla oli seuraava koostumus.

Komponentti paino-osaa

Vesi 64

Polyakryylihapposuola (DISPEX G40) 4

Harkkopolymeeri (BERMODOL DEF 2400) 1

Propyleeniglykoli 64

Sulfosukkinaatti 1

Bakterisidi (NUOSEPT 95) 1

Titaanidioksidi (KRONOS 2190) 215 • 350 paino-osaa tätä pigmenttidispersiota sekoitettiin 642 paino-osan kanssa seuraavaa sideainedispersiota, polyuretaanipak-sunnosainetta ei ollut mukana • · u 107389

Komponentti paino-osaa

Polyuretaani taulukon mukaan

Vesi 33

Ci2-esterialkoholi (TEXANOL) 46

Akrylaattilateksi (RHOPLEX HG44) 560

Vaahdonestoaine (BYK 035) 3

Saadulla maalilla oli pigmentti-tilavuus-konsentraatio (PVC) 20% ja kiiltoarvo 75 mitattuna 60°:ssa SS 184184:n mukaan. Saadusta maalista tutkittiin Stormer- ja ICI-viskositeetit, t.s. matalalla ja korkealla leikkausnopeudella, vastaavasti. Korkea ICI-viskositeetti on olennainen hyvälle filminmuodos-tukselle ja peittokyvylle. Saatiin seuraavat tulokset.

Taulukko 1

Polyuretaani Lisäaine Viskositeetti Viskositeetti paino-osaa Stormer KU ICI, poisea

Esimerkki 1 7,8 135 2,0

Esimerkki 2 7,8 93 1,8

Esimerkki 3 7,8 103 2,2 4 Esimerkki 4 7,8 108 2,8

Esimerkki 5 7,8 99 3,2

Vert.esim. 1 7,8 81 0,9 Näistä tuloksista ilmenee, että keksinnön mukainen polyuretaani antaa maalille ICI-viskositeetin noin 2-3 poisea, joka on * erinomainen ICI-viskositeetti korkeakiiltoisille maaleille.

Myös maalien viskositeetti alhaisilla leikkausnopeuksilla on oikealla tasolla.

• » * · .

12 107389

Esimerkki 7

Puolikiiltävä maali, jonka PVC-arco oli 28%, valmistettiin valmistamalla ensin seuraavan koostumuksen mukainen pigmentti-dispersio.

Komponentti paino-osaa

Vesi 242,3

Yhdistävä ioniton selluloosaeetteri (BERMOCOLL EHM 100) 3,0

Vaahdonestoaine (BERMODOL DEF 2420) 1,0

Polyakryylihapposuola (BERMODOL DSP 2310) 4,0

Bakterisidi (NUOSEPT) 1,0

Titaanidioksidi (KRONOS 2190) 178,0

Kalsiumkarbonaatti (HYDROCARB) 108,8 538,1 paino-osaa tätä pigmenttidispersiota sekoitettiin valmistuksen jälkeen 461,9 paino-osan kanssa seuraavaa sideaine-dispersiota.

Komponentti paino-osaa . Polyuretaani 0,9

Vesi 7,8 C12-esterialkoholi (TEXANOL) 13,1

Vaahdonestoaine (BERMODOL DEF 2420) 3,0

Akrylaattilateksi (MULTILOBE 200) 437,1 . Saadusta maalista tutkittin valmistuksen jälkeen Stormer- ja ICI-viskositeetit. Saatiin seuraavat tulokset.

• »· • ·« 13 107389

Taulukko 2

Polyuretaani Viskositeetti Viskositeetti

Stormer, KU ICI, poisea

Ilman polyuretaania 69 1,3

Esimerkki 1 100 1,5

Esimerkki 2 78 1,5

Esimerkki 3 80 1,6

Esimerkki 4 87 1,7

Esimerkki 5 86 1,6

Vert.esimerkki 1 71 1,3 Näistä tuloksista ilmenee, että niinkin pieni lisäys kuin 0,09 % antaa huomattavan kasvun ICI-viskositeettiin, samalla kun vertailupolyuretaanin ICI-viskositeetissä ei saatu mitään mitattavaa nousua tällä lisäystasolla.

Claims

107389

1. Vesiliukoinen polyuretaani, tunnettu siitä, että siinä on a) vesiliukoisuutta myötävaikuttavan oksietyleeniryhmän sisältävät päätyryhmät, joiden molekyylipaino on 400 - 15 000, edullisesti 1 000 - 8 000, b) polymeerirungosta riippuvia ryhmiä, jotka sisältävät 8-22, edullisesti 10-14 hiiliatomia, sisältäviä yksiarvoisia hiili-vetyryhmiä, siten, että niitä on ainakin 0,1 kappaletta ure-taanisidosta kohti, edullisesti ainakin 0,4 kappaletta ure-taanisidosta kohti, ja c) segmentti, jolla on kaava R -f (A) m- N - (A) nj- (Ha) jossa R on sellainen polymeerirungosta riippuva ryhmä kuin on kuvattu edellä, A on oksialkyleeniryhmä, jossa on 2-4 hiili-atomia, m ja n ovat 20-140, m+n:n ollessa 50-200, edullisesti 80-120, ja oksietyleeniryhmien lukumäärä on sellainen, että polyuretaanista tulee vesiliukoinen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vesiliukoinen polyuretaani, tunnettu siitä, että päätyryhmillä on kaava Rl H (A) p- (B) t-(A) r_ (I) jossa A on oksialkyleeniryhmä, jossa on 2-4 hiiliatomia; B on kolmenarvoinen ryhmä, edullisesti typpi tai ryhmä -OCHCHR3O-; Rl on ryhmä, joka sisältää yhdenarvoisen hiilivetyryhmän, jos-* sa on 1-22 hiiliatomia, edullisesti 1-14 hiiliatomia, vety tai ryhmä (A)SH, R3 on vety tai hiilivetyryhmä, jossa on 1-7 hiiliatomia, t on 0 tai 1 ja p, r ja s, toisistaan riippumatta, ovat 1-100, edullisesti 20-80, p:n, r:n ja s:n summan ollessa ainakin 10. 107389

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen polyuretaani, tunnettu siitä, että ainakin 50 paino-% polyuretaanista muodostuu osasta Ha ja osasta O O Il II -fCNHTNHC-}- {IIb) jossa T on kahdenarvoinen hiilivetyryhmä.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen polyuretaani, tunnettu siitä, että R on asyklinen hiilivetyryhmä, B on typpi ja ainakin 50 % A:sta ovat etyleenioksiryhmiä.

5. Patenttivaatimusten 1-4 mukainen polyuretaani, tunnettu siitä, että töni, ja Ri ja R, pjamjarjan ovat pareittain samat.

6. Patenttivaatimusten 1-4 mukainen polyuretaani, tunnettu siitä, että t on 0.

7. Patenttivaatimusten 1-6 mukainen polyuretaani, tunnettu siitä, että se sisältää modifioivana osana osan, jolla on kaava Ri - (A) p- (B) t- (A) r_ jossa Ri, A, B, t, p ja r ovat samat kuin edellä, kuitenkin sillä poikkeuksella, että kaavaan Ha kuuluvat osat eivät kuulu mukaan. ·· 8. Patenttivaatimusten 1-7 mukainen polyuretaani, tunnettu siitä, että sen viskositeetti on 100 - 20 000 mPa.s, edullisesti 500 - 10 000 mPa.s, mitattuna 20 % vesiliuoksessa lämpötilassa 20 °C Brookfieldin mukaan kierrosnopeudella 12 rpm. 1 Patenttivaatimusten 1-8 mukaisen polyuretaanin käyttö pak-sunnosaineena vesipohjaisissa systeemeissä. 107389

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että polyuretaania käytetään vesimaaleissa, erityisesti lateksimaa-leissa.