NO301337B1 - Penetrating polyurethane-urea based blend for porous substrates and application of blend in stain and sealant - Google Patents

Penetrating polyurethane-urea based blend for porous substrates and application of blend in stain and sealant Download PDF

Info

Publication number
NO301337B1
NO301337B1 NO913256A NO913256A NO301337B1 NO 301337 B1 NO301337 B1 NO 301337B1 NO 913256 A NO913256 A NO 913256A NO 913256 A NO913256 A NO 913256A NO 301337 B1 NO301337 B1 NO 301337B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
diisocyanate
polyurethane
urea
glycol
diols
Prior art date
Application number
NO913256A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO913256L (en
NO913256D0 (en
Inventor
Revathi Tomko
Sanford L Hertz
Jr Charles T Buckel
Mitchell R Draving
Original Assignee
Sherwin Williams Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sherwin Williams Co filed Critical Sherwin Williams Co
Publication of NO913256D0 publication Critical patent/NO913256D0/en
Publication of NO913256L publication Critical patent/NO913256L/en
Publication of NO301337B1 publication Critical patent/NO301337B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D15/00Woodstains
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/46Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with organic materials
    • C04B41/48Macromolecular compounds
    • C04B41/488Other macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
    • C04B41/4884Polyurethanes; Polyisocyanates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/0804Manufacture of polymers containing ionic or ionogenic groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/0838Manufacture of polymers in the presence of non-reactive compounds
    • C08G18/0842Manufacture of polymers in the presence of non-reactive compounds in the presence of liquid diluents
    • C08G18/0861Manufacture of polymers in the presence of non-reactive compounds in the presence of liquid diluents in the presence of a dispersing phase for the polymers or a phase dispersed in the polymers
    • C08G18/0866Manufacture of polymers in the presence of non-reactive compounds in the presence of liquid diluents in the presence of a dispersing phase for the polymers or a phase dispersed in the polymers the dispersing or dispersed phase being an aqueous medium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/10Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L97/00Compositions of lignin-containing materials
    • C08L97/02Lignocellulosic material, e.g. wood, straw or bagasse
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27KPROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K3/00Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
    • B27K3/005Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process employing compositions comprising microparticles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27KPROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K3/00Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
    • B27K3/02Processes; Apparatus
    • B27K3/15Impregnating involving polymerisation including use of polymer-containing impregnating agents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27KPROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K5/00Treating of wood not provided for in groups B27K1/00, B27K3/00
    • B27K5/02Staining or dyeing wood; Bleaching wood
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/05Alcohols; Metal alcoholates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/16Nitrogen-containing compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L75/04Polyurethanes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Aftertreatments Of Artificial And Natural Stones (AREA)
  • Sealing Material Composition (AREA)

Description

Belegg (finisher) som er anvendbare på porøse substrater, så som tre, betong, sement, murstein og lignende, faller typisk i to omfattende klasser: Overflatebelegg og penetrerende belegg. Overflatebelegg kan ha høy molekylvekt, kan være i høy grad tverrbundne, og er kjennetegnet ved at de danner en kontinuerlig film over substratet. Ferniss og klare polyuretanbelegg klassifiseres typisk som overflatebelegg. Coatings (finishes) that are applicable to porous substrates, such as wood, concrete, cement, brick and the like, typically fall into two broad classes: Surface coatings and penetrating coatings. Surface coatings can have a high molecular weight, can be highly cross-linked, and are characterized by the fact that they form a continuous film over the substrate. Varnish and clear polyurethane coatings are typically classified as surface coatings.

Penetrerende belegg er derimot formulert for å beskytte et substrat, og endrer vanligvis et substrats farve, mens sub-stratets naturlige struktur opprettholdes. Penetrerende, pigmenterte beistyper, ikke-pigmenterte trekonserveringsmidler og vannforseglingsmidler er typiske eksempler på penetrerende belegg. Én viktig egenskap ved penetrerende belegg er at de er formulert slik at de ikke danner en synlig overflatefilm eller et synlig belegg på tresubstratet. De har typisk lav molekylvekt og svært liten partikkelstørrelse. De er bestandige, vel-egnede for strukturerte, eksponerte overflater, så som utvendig bekledning, dekk, trinn og lignende, og kan inneholde vannawisende midler, og de lar seg lett påføre. Evnen til å penetrere inn i overflaten uten å etterlate en betydelig eller synlig film på overflaten, eliminerer praktisk talt avskalling og sprekkdannelse som kan oppstå med lakk og overflatebelegg. Penetrating coatings, on the other hand, are formulated to protect a substrate, and usually change a substrate's color, while maintaining the substrate's natural structure. Penetrating, pigmented stains, non-pigmented wood preservatives and water sealers are typical examples of penetrating coatings. One important feature of penetrating coatings is that they are formulated so that they do not form a visible surface film or a visible coating on the wooden substrate. They typically have low molecular weight and very small particle size. They are durable, well-suited for structured, exposed surfaces, such as exterior cladding, decks, steps and the like, and can contain water-repellent agents, and they can be easily applied. The ability to penetrate the surface without leaving a significant or visible film on the surface virtually eliminates the peeling and cracking that can occur with varnishes and surface coatings.

Penetrerende belegg kan videre oppdeles i undergrupper som klare systemer eller farvede systemer. De klare systemer inneholder typisk et vannawisende middel. Når de påføres på et tresubstrat eller på et porøst substrat, tjener disse blandinger til å beskytte substratet mot fuktighet. I tillegg til de beskyttende karakteristikker, er de farvede systemer formulert slik at de forandrer farven på treoverflaten eller den porøse overflate uten at korn eller struktur på substratet tildekkes. Penetrating coatings can further be divided into subgroups such as clear systems or colored systems. The clear systems typically contain a water-repellent agent. When applied to a wooden substrate or to a porous substrate, these compositions serve to protect the substrate from moisture. In addition to the protective characteristics, the colored systems are formulated so that they change the color of the wood surface or the porous surface without covering the grain or structure of the substrate.

Denne oppfinnelse er rettet mot penetrerende finisher, spesielt penetrerende beistyper og vanntettigsmidler. Tidligere ble kommersielle beistyper og vanntettingsmidler for bygninger formulert fra oljebaserte blandinger. Mange kommersielt tilgjengelige trebeistyper anvender fremdeles ren linolje. Oljebaserte blandinger er relativt rimelige, og tilveiebringer gode spredningskarakteristikker. Slike beistyper mangler imidlertid typisk god abrasjonsmotstand og gode tørkekarakteristikker. De har videre typisk et svært høyt innhold av flyktige organiske forbindelser (VOC = volatile organic compounds). This invention is directed to penetrating finishes, particularly penetrating stains and waterproofing agents. In the past, commercial stains and waterproofing agents for buildings were formulated from oil-based mixtures. Many commercially available wood stains still use pure linseed oil. Oil-based mixtures are relatively inexpensive and provide good spreading characteristics. Such stain types, however, typically lack good abrasion resistance and good drying characteristics. They also typically have a very high content of volatile organic compounds (VOC = volatile organic compounds).

Ettersom det tilkom nye miljølover og bestemmelser som regulerte de maksimale mengder av VOC som var tillatt i malinger, belegg, beistyper, tettingsmidler og lignende, ble det gjort mange forsøk i tidligere teknikk på å formulere penetrerende beistyper som oppfyller kravene til VOC. As new environmental laws and regulations were added that regulated the maximum amounts of VOCs allowed in paints, coatings, stains, sealants and the like, many attempts were made in the prior art to formulate penetrating stains that meet the requirements for VOCs.

For eksempel beskriver europeisk patentsøknad nr. 0 314 3 78 Al en vannbasert alkyd-dekkbeis som inneholder en vannreduserbar alkydharpiks med middels lang oljekjede, solubi-lisert i vann under anvendelse av propylenglykol-tertiær-butyl-eter som løsningsformidler. Det angis at produktet har lav VOC, god vannmotstand, abrasjonsmotstand og lignende. For example, European patent application No. 0 314 3 78 Al describes a water-based alkyd topcoat stain containing a water-reducible alkyd resin with a medium long oil chain, solubilized in water using propylene glycol tertiary butyl ether as solvent. It is stated that the product has low VOC, good water resistance, abrasion resistance and the like.

Likeledes beskriver US-patent nr. 4 276 329 en blanding for behandling og beskyttelse av .overflater av tre, omfattende en alkydharpiks med lav molekylvekt i et koløsemiddel bestående av vann og glykoleter. Likewise, US Patent No. 4,276,329 describes a mixture for the treatment and protection of wooden surfaces, comprising a low molecular weight alkyd resin in a coalescing agent consisting of water and glycol ether.

US-patent nr. 4 432 797 beskriver en vannbasert, fortykket beis som inneholder en filmdannende harpiks, pigment, fortyk-ningsmiddel og vann. Det læres at harpiksen enten er en alkyld-polymer, en vannbasert akrylpolymer eller en vandig løsning av en modifisert polysakkaridpolymer. US Patent No. 4,432,797 describes a water-based, thickened stain containing a film-forming resin, pigment, thickener and water. It is taught that the resin is either an alkyld polymer, an aqueous acrylic polymer, or an aqueous solution of a modified polysaccharide polymer.

GB-patentsøknad nr. 2 215 732 A beskriver en vannbasert trebeis-formulering omfattende en vannløselig akrylharpiks og et pigment. GB Patent Application No. 2 215 732 A describes a water-based wood stain formulation comprising a water-soluble acrylic resin and a pigment.

GB-patent nr. 1 589 605 beskriver en fremgangsmåte for fremstilling av en penetrerende trebeis av en suspensjon av finfordelte faste stoffer i en olje-i-vann-emulsjon. GB Patent No. 1 589 605 describes a method for producing a penetrating wood stain from a suspension of finely divided solids in an oil-in-water emulsion.

Foreliggende oppfinnelse angår penetrerende blandinger med lav VOC for beising og beskyttelse av porøse overflater, så som tre, betong, sement, murstein og lignende. Spesielt angår denne oppfinnelse stabile vanndispersjoner av polyuretan-ureatyper med liten partikkelstørrelse, og som kan penetrere inn i overflaten som skal belegges. Dispersjonene er spesielt anvendbare som miljøvennlig penetrerende beis og vanntettingsmiddel. The present invention relates to penetrating mixtures with low VOC for pickling and protection of porous surfaces, such as wood, concrete, cement, brick and the like. In particular, this invention relates to stable water dispersions of polyurethane-urea types with a small particle size, which can penetrate into the surface to be coated. The dispersions are particularly useful as an environmentally friendly penetrating stain and waterproofing agent.

Dispersjonene i blandingene ifølge foreliggende oppfinnelse er stabile dispersjoner med liten partikkelstørrelse og med lavt innhold av VOC, av polyuretan-ureatyper i vandig løsning, og som er spesielt egnet som penetrerende beis og vannforseglingsmiddel. Dispersjonene har utmerket slite-motstand, lagringsstabilitet, penetrasjonsevne på porøse overflater og stabilitet mot UV-lys. Disse dispersjoner er spesielt egnede for anvendelse, enten alene eller med ytterligere bestanddeler, så som pigmenter, voks og lignende, som penetrerende beis og vannforseglingsmiddel. Polyuretan-ureatypene er i overveiende grad lineære molekyler med i hovedsak ingen tverrbinding, og de har lav molekylvekt. Blandingene ifølge denne oppfinnelse er forskjellige fra overflatebelegg og malinger ved at de ikke danner synlig film når de påføres på et porøst substrat, så som tre, betong, sement, murstein og lignende . The dispersions in the mixtures according to the present invention are stable dispersions with a small particle size and with a low content of VOC, of polyurethane-urea types in aqueous solution, and which are particularly suitable as penetrating stains and water sealing agents. The dispersions have excellent wear resistance, storage stability, penetration ability on porous surfaces and stability against UV light. These dispersions are particularly suitable for use, either alone or with additional components, such as pigments, waxes and the like, as penetrating stains and water sealing agents. The polyurethane-urea types are predominantly linear molecules with essentially no cross-linking, and they have a low molecular weight. The mixtures according to this invention differ from surface coatings and paints in that they do not form a visible film when applied to a porous substrate, such as wood, concrete, cement, brick and the like.

Preparatene som anvendes er penetrerende beistyper og vanntettingsmidler som har et lavt innhold av VOC, og er stabile dispersjoner av polyuretan-ureatyper med liten partikkelstørrelse i et vandig medium. Som nevnt er polyuretan-urea-molekylenes partikkelstørrelse mindre enn 0,2 tim, og mest foretrukket i området fra 0,01 til 0,1 /xm. Polyuretan-ureatypene er i overveiende grad lineære molekyler, og har lav molekylvekt. Før dispergeringen i vann har polyuretan-urea-mellomproduktene en vektmidlere molekylvekt som generelt er mindre enn ca. 10.000. Etter dispergering i et vandig medium har polyuretan-ureatypene en teoretisk fri isocyanat-funksjonalitet på null og en vektmidlere molekylvekt som generelt er mindre enn ca. 50.000. På grunn av den lave molekylvekt og molekylenes lineære karakter har dispersjonene i tillegg lavere viskositeter, og de kan således formuleres med høyere faststoffnivåer under anvendelse av mindre løsemidler. The preparations used are penetrating stain types and waterproofing agents that have a low VOC content, and are stable dispersions of polyurethane-urea types with a small particle size in an aqueous medium. As mentioned, the particle size of the polyurethane-urea molecules is less than 0.2 µm, and most preferably in the range from 0.01 to 0.1 µm. The polyurethane-urea types are predominantly linear molecules, and have a low molecular weight. Before the dispersion in water, the polyurethane-urea intermediates have a weight average molecular weight which is generally less than approx. 10,000. After dispersion in an aqueous medium, the polyurethane-urea types have a theoretical free isocyanate functionality of zero and a weight average molecular weight that is generally less than approx. 50,000. Due to the low molecular weight and the linear character of the molecules, the dispersions also have lower viscosities, and they can thus be formulated with higher solids levels using less solvents.

Foreliggende oppfinnelse omfatter således en blanding som penetrerer inn i porøse substrater uten å danne en merkbar film på substratet, karakterisert ved at den omfatter The present invention thus comprises a mixture which penetrates into porous substrates without forming a noticeable film on the substrate, characterized in that it comprises

a) en dispers jon i et vandig medium av en polyuretan-urea med en partikkeldiameter på mindre enn 0,2 /xm, idet polyuretan-ureaen omfatter reaksjonsproduktet, dannet i nærvær av mellom 0,01 og 0,06 vekt% av en katalysator, av a) a dispersion ion in an aqueous medium of a polyurethane-urea with a particle diameter of less than 0.2 µm, the polyurethane-urea comprising the reaction product, formed in the presence of between 0.01 and 0.06% by weight of a catalyst , off

i) minst én diol med i) at least one diol with

ii) minst ett diisocyanat-funksjonelt materiale; ii) at least one diisocyanate functional material;

hvor forholdet mellom i) og ii) er slik at forholdet mellom isocyanat-funksjonalitet og hydroksy-funksjonalitet where the ratio between i) and ii) is such that the ratio between isocyanate functionality and hydroxy functionality

er i området mellom 1,01 : 1 og 1,5 : 1; hvor mellom 1 og 10 vekt% av de totale polymerfaststoffer utgjøres av dioler med evne til å bidra med ioniske eller hydrofile grupper til polyuretan-ureaen, idet reaksjonsproduktet av i) og ii) er nøytralisert til minst 80% med en svak base is in the range between 1.01 : 1 and 1.5 : 1; where between 1 and 10% by weight of the total polymer solids are made up of diols with the ability to contribute ionic or hydrophilic groups to the polyurethane-urea, the reaction product of i) and ii) being neutralized to at least 80% with a weak base

før dispergering i det vandige medium, og before dispersing in the aqueous medium, and

b) et middel som modifiserer overflatespenningen valgt fra 2,2,4 - trimetylalkyldiol-monoisobutyrat-løsemidler; b) a surface tension modifying agent selected from 2,2,4-trimethylalkyldiol monoisobutyrate solvents;

glykoler; glykoletere; alkoholer, og blandinger av disse i en mengde mellom 0,25 og 5,0 volum%, basert på blandingens totale volum, som angitt i kravl. glycols; glycol ethers; alcohols, and mixtures thereof in an amount between 0.25 and 5.0% by volume, based on the total volume of the mixture, as stated in crawl.

Diolen i denne blanding er valgt fra gruppen som er angitt i krav 2. The diol in this mixture is selected from the group stated in claim 2.

Oppfinnelsen angår også anvendelse av blandingene, samt minst et farvestoff når det gjelder beis, og minst én paraffin eller voks når det gjelder vanntettingsblandingen, i vannbasert penetrerende beis eller vanntettingsmiddel, som angitt i krav 5 . The invention also relates to the use of the mixtures, as well as at least one dye in the case of stain, and at least one paraffin or wax in the case of the waterproofing mixture, in a water-based penetrating stain or waterproofing agent, as stated in claim 5.

Blandingene ifølge denne oppfinnelse fremstilles ved først å reagere minst én diol, fortrinnsvis valgt fra gruppen som består av dioler så som The mixtures according to this invention are prepared by first reacting at least one diol, preferably selected from the group consisting of diols such as

1) polyesterdioler dannet ved reaksjonen av mettede og umettede flerverdige alkoholer, så som etylenglykol, propylenglykol, neopentylglykol, 1,4-butandiol, 1,4-butendiol, 1,6-heksandiol, furandimetanol og cykloheksandimetanol, med mettede og umettede polykarboksylsyrer og derivater av disse, så som maleinsyre, fumarsyre, itakonsyre, ravsyre, glutarsyre, adipinsyre, isoftalsyre, tereftalsyre, ftalsyreanhydrid, dimetyltereftalat, dimere syrer og lignende; 2) polyestere dannet ved reaksjon av laktoner, så som kapro-lakton, med en diol; 3) polyeterdioler, så som produktene fra polymerisasjonen av et cyklisk oksyd, så som etylenoksyd, propylenoksyd eller tetrahydrofuran; 4) polyeterdioler dannet ved tilsetning av ett eller flere cykliske oksyder til vann, etylenglykol, propylenglykol, dietylenglykol, cykloheksandimetanol, glycerol eller bisfenol A; 5) polykarbonatdioler, så som reaksjonsproduktet av 1,3-propandiol, 1,4-butandiol, 1,6-heksandiol, dietylenglykol eller tetraetylenglykol med diarylkarbonater, så som di-fenylkarbonat eller fosgen; 6) polyacetaldioler, så som reaksjonsproduktet av en glykol, så som dietylenglykol, trietylenglykol eller heksandiol med et formaldehyd; 7) dioler med lav molekylvekt, så som dihydroksyalkansyrer, 1) polyester diols formed by the reaction of saturated and unsaturated polyhydric alcohols, such as ethylene glycol, propylene glycol, neopentyl glycol, 1,4-butanediol, 1,4-butenediol, 1,6-hexanediol, furandimethanol and cyclohexanedimethanol, with saturated and unsaturated polycarboxylic acids and derivatives of these, such as maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, phthalic anhydride, dimethyl terephthalate, dimeric acids and the like; 2) polyesters formed by reaction of lactones, such as caprolactone, with a diol; 3) polyetherdiols, such as the products of the polymerization of a cyclic oxide, such as ethylene oxide, propylene oxide or tetrahydrofuran; 4) polyetherdiols formed by adding one or more cyclic oxides to water, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, cyclohexanedimethanol, glycerol or bisphenol A; 5) polycarbonate diols, such as the reaction product of 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, diethylene glycol or tetraethylene glycol with diaryl carbonates, such as diphenyl carbonate or phosgene; 6) polyacetal diols, such as the reaction product of a glycol, such as diethylene glycol, triethylene glycol or hexanediol with a formaldehyde; 7) low molecular weight diols, such as dihydroxyalkanoic acids,

inkludert dimetylpropionsyre; including dimethylpropionic acid;

og blandinger av disse, med minst én aromatisk, cykloalifatisk eller alifatisk diisocyanat-funksjonell bestanddel, fortrinnsvis valgt fra gruppen som består av tetrametylendiisocyanat, heksametylendiisocyanat, 2,4-toluendiisocyanat, 2,6-toluendiisocyanat, 4,4 '-difenylmetandiisocyanat, isoforondiisocyanater, Desmodur W<®> (et 4,4 '-dicykloheksylmetandiisocyanat tilgjengelig fra Mobay), benzen-1,3-bis(1-isocyanat-l-metyl-etyl)[m-TMXDI], og blandinger av disse. and mixtures thereof, with at least one aromatic, cycloaliphatic or aliphatic diisocyanate functional component, preferably selected from the group consisting of tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,4-toluene diisocyanate, 2,6-toluene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, isophorone diisocyanates, Desmodur W<®> (a 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate available from Mobay), benzene-1,3-bis(1-isocyanate-1-methyl-ethyl)[m-TMXDI], and mixtures thereof.

Til stede under reaksjonen er opptil 0,06%, fortrinnsvis mellom 0,01% og 0,04%, (vekt% basert på total mengde av fast diol og diisocyanat) av en katalysator, så som dibutyltinndilaurat, tinnoktoat og lignende. Present during the reaction is up to 0.06%, preferably between 0.01% and 0.04%, (wt% based on total amount of solid diol and diisocyanate) of a catalyst, such as dibutyl tin dilaurate, tin octoate and the like.

Det foretrukne forhold mellom diol og diisocyanat bør være slik at det er et overskudd av isocyanat-funksjonalitet i forhold til hydroksy-funksjonalitet. Som nevnt er ekvivalent-forholdet mellom NCO og OH mellom 1,01 : 1 til 1,5 : 1; fortrinnsvis mellom 1,01 : 1 og 1,3 : 1. The preferred ratio between diol and diisocyanate should be such that there is an excess of isocyanate functionality in relation to hydroxy functionality. As mentioned, the equivalent ratio between NCO and OH is between 1.01:1 to 1.5:1; preferably between 1.01:1 and 1.3:1.

For å være sikker på at polyuretan-urea-mellomproduktet er dispergerbart i et vandig medium, er det viktig at en prosentandel av den totale vekt av de polymere faste stoffer, som nevnt mellom 1% og 10%, utgjøres av dioler, som har evnen til å bidra med ioniske eller hydrofile grupper til polyuretan-ureaen,- f. eks. dioler som inneholder karboksyl syre-grupper, sulfonsyregrupper, fosforsyregrupper, ammoniumsalter, fosfoniumsalter eller sulfoniumsalter. To be sure that the polyurethane-urea intermediate is dispersible in an aqueous medium, it is important that a percentage of the total weight of the polymeric solids, as mentioned between 1% and 10%, is made up of diols, which have the ability to contribute ionic or hydrophilic groups to the polyurethane-urea, - e.g. diols containing carboxylic acid groups, sulfonic acid groups, phosphoric acid groups, ammonium salts, phosphonium salts or sulfonium salts.

Reaksjonen gjennomføres på typisk måte ved å tilsette diolen sammen med katalysatoren til en reaksjonsbeholder, opp-varming av innholdet til en temperatur mellom 70°C og 100°C, og tilsetning av de diisocyanat-funksjonelle materialer, enten kontinuerlig eller trinnvis i løpet av en tidsperiode, fortrinnsvis mellom 1/2 time og ca. 4 timer. Eventuelt kan et løsemiddel være til stede, så som n-metylpyrrolidinon, dimetylformamid, metyletylketon, toluen og blandinger av disse i en mengde som kan være opptil 2 0 vekt% basert på den totale vekt av materialene som er til stede i reaksjonsbeholderen. Etter fullstendig tilsetning av diisocyanat-materialene, holdes temperaturen i reaksjonskaret mellom 80°C og 100°C i en tid som er så lang som nødvendig for å bringe restprosenten av isocyanat (prosentinnhold basert på den totale vekt av faste stoffer i polymeren) under ca. 3,0%, fortrinnsvis inn i et område mellom ca. 1,6% og ca. 2,4%. Dette tar omtrent 2-4 timer. Rest-isocyanatprosent kan måles ved enhver teknikk kjent innenfor fagområdet. Innholdet avkjøles så til under ca. 7 0°C, og de ioniske grupper som er til stede i produktet fra ovennevnte reaksjon, nøytraliseres så ved tilsetning av en svak base, så som trietylamin, trimetylamin, triisopropylamin, tributylamin, trietylendiamin (f.eks. DABCO®, kommersielt tilgjengelig fra Air Products Co.), N,N-dimetyl-cykloheksyl-amin, N,N-dimetylstearylamin, N,N-dimetylanilin, N-metyl-morfolin, N-etylmorfolin, N-metylpiperazin, N-metylpyrrolidin, N-metylpiperidin, N,N-dimetyl-etanolamin, N,N-dietyl-etanol-amin, trietanolamin, N-metyl-dietanolamin, dimetylamino-propanol, 2-metoksyetyl-dimetylamin, N-hydroksyetyl-piperazin, 2- (2-dimetylaminetoksy)-etanol og 5-dietylamin-2-petanon og blandinger av disse. Mest foretrukne nøytraliseringsmidler er de tertiære aminer fordi de ikke er reaktive med de frie iso-cyanatgrupper. Mengden av svak base som tilsettes er tilstrekkelig til å nøytralisere minst 80% av de ioniske grupper som er til stede i løsningen. Fortrinnsvis tilsettes den svake base i mengde tilstrekkelig til å nøytralisere 100% av de ioniske grupper. Den svake base kan tilsettes i overskudd, dvs. i en mengde som er større enn den mengde som er nødvendig for å nøytralisere de ioniske grupper. The reaction is typically carried out by adding the diol together with the catalyst to a reaction vessel, heating the contents to a temperature between 70°C and 100°C, and adding the diisocyanate-functional materials, either continuously or stepwise over a time period, preferably between 1/2 hour and approx. 4 hours. Optionally, a solvent may be present, such as n-methylpyrrolidinone, dimethylformamide, methyl ethyl ketone, toluene and mixtures thereof in an amount which may be up to 20% by weight based on the total weight of the materials present in the reaction vessel. After complete addition of the diisocyanate materials, the temperature in the reaction vessel is maintained between 80°C and 100°C for as long as necessary to bring the residual percentage of isocyanate (percentage based on the total weight of solids in the polymer) below approx. . 3.0%, preferably in a range between approx. 1.6% and approx. 2.4%. This takes approximately 2-4 hours. Residual isocyanate percentage can be measured by any technique known in the field. The contents are then cooled to below approx. 7 0°C, and the ionic groups present in the product of the above reaction are then neutralized by the addition of a weak base, such as triethylamine, trimethylamine, triisopropylamine, tributylamine, triethylenediamine (e.g. DABCO®, commercially available from Air Products Co.), N,N-dimethylcyclohexylamine, N,N-dimethylstearylamine, N,N-dimethylaniline, N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine, N-methylpiperazine, N-methylpyrrolidine, N-methylpiperidine, N,N-dimethyl-ethanolamine, N,N-diethyl-ethanol-amine, triethanolamine, N-methyl-diethanolamine, dimethylamino-propanol, 2-methoxyethyl-dimethylamine, N-hydroxyethyl-piperazine, 2-(2-dimethylaminethoxy)- ethanol and 5-diethylamine-2-petanone and mixtures thereof. The most preferred neutralizing agents are the tertiary amines because they are not reactive with the free isocyanate groups. The amount of weak base added is sufficient to neutralize at least 80% of the ionic groups present in the solution. Preferably, the weak base is added in an amount sufficient to neutralize 100% of the ionic groups. The weak base can be added in excess, i.e. in an amount that is greater than the amount necessary to neutralize the ionic groups.

Mellomproduktet har på dette stadium en vektmidlere molekylvekt mindre enn 10.000, og har på grunn av den difunksjonelle karakter for både diolene og diisocyanatene i overveiende grad lineære molekyler. The intermediate product at this stage has a weight average molecular weight of less than 10,000, and due to the difunctional nature of both the diols and the diisocyanates, has predominantly linear molecules.

Mellomproduktet dispergeres så i vann eller i et vannbasert løsemiddel. Prosentinnholdet av faste stoffer i vannet eller i det vandige løsemiddel kan være mellom 20 vekt% og 60 vekt%, fortrinnsvis mellom 3 0 og 50 vekt%. The intermediate is then dispersed in water or in a water-based solvent. The percentage of solids in the water or in the aqueous solvent can be between 20% by weight and 60% by weight, preferably between 30 and 50% by weight.

En difunksjonell aminforbindelse, så som etylendiamin, propylendiamin, butylendiamin, heksametylendiamin, cykloheksy-lendiamin, piperazin, hydrazin, blandinger av disse, ekvivalenter av disse og lignende, i en mengde tilstrekkelig til å reagere med opptil 80% av den teoretiske mengde av rest-NCO-funksjonalitet, kan eventuelt inkluderes i dispergeringsmediet for kjedeforlengelse av polyuretanet. Mengder av kjedeekstendere høyere enn dette tenderer til å gi dispersjoner med molekylvekter som er uakseptabelt høye for anvendelse som penetrerende beistyper og vanntettingsmidler på porøse substrater. Kjedeekstendere med en funksjonalitet større enn 2 bør ikke inkluderes i vesentlige mengder på grunn av at de har - tendens til å forårsake uakseptabelt høye nivåer av forgrening, slik at blandingen da virker som en filmdannende polymer i stedet for en penetrerende blanding når den påføres tre eller et annet porøst substrat. A difunctional amine compound, such as ethylenediamine, propylenediamine, butylenediamine, hexamethylenediamine, cyclohexylenediamine, piperazine, hydrazine, mixtures thereof, equivalents thereof and the like, in an amount sufficient to react with up to 80% of the theoretical amount of residual NCO functionality can optionally be included in the dispersing medium for chain extension of the polyurethane. Amounts of chain extenders higher than this tend to give dispersions with molecular weights that are unacceptably high for use as penetrating stains and waterproofing agents on porous substrates. Chain extenders with a functionality greater than 2 should not be included in significant amounts because they - tend to cause unacceptably high levels of branching so that the mixture acts as a film-forming polymer rather than a penetrating mixture when applied to wood or another porous substrate.

Fortrinnsvis er alle hydroksyfunksjonelle bestanddeler utelukkende difunksjonelle. En ubetydelig mengde av det totale antall OH-ekvivalenter kan stamme fra alkoholer med høyere funksjonalitet; en vesentlig mengde av slike alkoholer er imidlertid ikke ønsket fordi dette resulterer i et mellom-produkt og således i en endelig polymer som oppviser høy molekylvekt og sterk forgrening. De mest foretrukne hydroksyfunksjonelle utgangsmaterialer er en kombinasjon av 1) poly-esterdiolene dannet ved reaksjonen av mettede og umettede 2-verdige alkoholer, så som etylenglykol, propylenglykol, neopentylglykol, 1,4-butandiol, 1,4-butendiol, 1,6-heksandiol, furandimetanol, og cykloheksandimetanol, med mettede og umettede polykarboksylsyrer, så som maleinsyre, fumarsyre, itakonsyre, ravsyre, glutarsyre, adipinsyre, isoftalsyre, tereftalsyre, ftalsyreanhydrid, dimetyltereftalat, dimere syrer og lignende; og 2) en diol som inneholder hydrofile grupper. Én slik foretrukket polyesterdiol er Rucoflex<®> 1015-120 (en blanding av polyesterdioler basert på neopentylglykol, heksandiol og adipinsyre, kommersielt tilgjengelig fra Ruco Polymer Corporation). En spesielt foretrukket diol som inneholder hydrofile grupper er dimetylolpropionsyre. Ved anvendelse er disse to dioler fortrinnsvis til stede i så store mengder at Rucoflex-nvaterialet bidrar med mellom 40% og 70% av det totale materiales^H-f unks j onalitet. Preferably, all hydroxy functional components are exclusively difunctional. A negligible amount of the total number of OH equivalents may originate from higher functionality alcohols; however, a significant amount of such alcohols is not desired because this results in an intermediate product and thus in a final polymer that exhibits high molecular weight and strong branching. The most preferred hydroxy functional starting materials are a combination of 1) the polyester diols formed by the reaction of saturated and unsaturated dihydric alcohols, such as ethylene glycol, propylene glycol, neopentyl glycol, 1,4-butanediol, 1,4-butenediol, 1,6- hexanediol, furandimethanol, and cyclohexanedimethanol, with saturated and unsaturated polycarboxylic acids, such as maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, phthalic anhydride, dimethyl terephthalate, dimeric acids and the like; and 2) a diol containing hydrophilic groups. One such preferred polyester diol is Rucoflex<®> 1015-120 (a mixture of polyester diols based on neopentyl glycol, hexanediol and adipic acid, commercially available from Ruco Polymer Corporation). A particularly preferred diol containing hydrophilic groups is dimethylolpropionic acid. When used, these two diols are preferably present in such large amounts that the Rucoflex nvaterial contributes between 40% and 70% of the total material's H function.

De isocyanat-funksjonelle materialer som er mest foretrukket er utelukkende diisocyanater valgt fra gruppen som består av Desmodur W<®> (4,4'-dicykloheksylmetan-diisocyanat), m-TMXDI (benzen-1,3(1-isocyanat-l-metyletyl), IPDI (isoforondiisocyanater) og blandinger av disse. Mest foretrukket er en kombinasjon av Desmodur W<®> og m-TMXDI. The most preferred isocyanate functional materials are exclusively diisocyanates selected from the group consisting of Desmodur W<®> (4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate), m-TMXDI (benzene-1,3(1-isocyanate-l- methylethyl), IPDI (isophorone diisocyanates) and mixtures thereof. Most preferred is a combination of Desmodur W<®> and m-TMXDI.

Slik det er tilfelle med alkoholene, kan en liten andel av de diisocyanat-funksjonelle materialer ha en funksjonalitet større enn 2; av de samme grunner er imidlertid et betydelig prosentinnhold av slike diisocyanat-bestanddeler ikke aksep-tabelt på grunn av virkningen på molekylvekt og kjedefor-grening for både mellomproduktet og det endelige produkt. Dersom det anvendes en blanding av 2 eller flere diisocyanater, er forholdet mellom NCO-ekvivalenter som tilføres av de enkelte isocyanater ikke kritisk. As is the case with the alcohols, a small proportion of the diisocyanate functional materials may have a functionality greater than 2; for the same reasons, however, a significant percentage of such diisocyanate constituents is not acceptable because of the effect on molecular weight and chain branching for both the intermediate and the final product. If a mixture of 2 or more diisocyanates is used, the ratio between NCO equivalents supplied by the individual isocyanates is not critical.

Dispergeringsmediet er fortrinnsvis vann. Foretrukket er vann med et lavt prosent innhold av diamin til stede eller tilsatt for kjedeforlengelse med det resterende NCO. Mengden av dispergeringsmedium bør være mellom 4 0 og 80 vekt% av de totale reaksjonsbestanddeler. Mer foretrukket er prosent-andelen av dispergeringsmedium mellom 50 og 80 vekt%. Dersom det anvendes en kjedeekstender, bør den fortrinnsvis være til stede eller tilsettes i en mengde tilstrekkelig til å reagere med opptil 80% av den resterende NCO-funksjonalitet. Den endelige kjedeforlengede dispersjon bør ha en vektmidlere molekylvekt mindre enn 50.000. The dispersion medium is preferably water. Water with a low percentage of diamine present or added for chain extension with the remaining NCO is preferred. The amount of dispersing medium should be between 40 and 80% by weight of the total reaction components. More preferably, the percentage of dispersing medium is between 50 and 80% by weight. If a chain extender is used, it should preferably be present or added in an amount sufficient to react with up to 80% of the remaining NCO functionality. The final chain-extended dispersion should have a weight average molecular weight less than 50,000.

Straks etter dispergeringen i dispergeringsmediet kan blandingen modifiseres med andre standard bestanddeler som vanligvis anvendes for formulering av penetrerende beistyper, trekonserveringsmidler og tettingsmidler for vann. Dispersjonene kan f.eks. kombineres med andre bestanddeler, så som pigmenter, farvestoffer, paraffiner, vokstyper, UV-lysstabili-satorer, reologimodifiserende bestanddeler, antimugg-midler, biocider, fungicider og andre konvensjonelle additiver, for å danne utmerkede penetrerende beistyper, konserveringsmidler og/eller tettingsmidler for tre, betong, sement, murstein og andre porøse bygningsoverflater. Farvestoffer og pigmentdispersjoner tilsettes typisk, hvis de anvendes, i mengder opptil 15 volum% av den totale blanding. Paraffin og etylen-vokser som anvendes for å tilveiebringe vannmotstandsdyktighet til penetrerende finisher anvendes typisk, dersom de anvendes, i mengder opptil ca. 2 - 3 vekt%, av den totale blanding. Immediately after the dispersion in the dispersing medium, the mixture can be modified with other standard ingredients that are usually used for the formulation of penetrating stains, wood preservatives and water sealants. The dispersions can e.g. combined with other ingredients, such as pigments, dyes, paraffins, waxes, UV light stabilizers, rheology modifiers, anti-mould agents, biocides, fungicides and other conventional additives, to form excellent penetrating stains, preservatives and/or sealants for wood , concrete, cement, brick and other porous building surfaces. Dyes and pigment dispersions are typically added, if used, in amounts up to 15% by volume of the total mixture. Paraffin and ethylene waxes used to provide water resistance to penetrating finishes are typically used, if used, in amounts up to about 2 - 3% by weight, of the total mixture.

En overflatespennings-modifiserende bestanddel tilsettes som nevnt til blandingen for å minske bæremidlets overflatespenning. Det er blitt funnet at å tilsette en slik bestanddel for modifisering av overflatespenningen fører til at formuleringen lettere er i stand til å penetrere inn i det porøse substrat hvor den påføres. Egnede løsemidler for anvendelse som overflatespennings-modifiserende bestanddeler inkluderer 2,2,4-trimetylalkyldiol-monoisobutyrat-løsemidler tilgjengelige fra Eastman Chemial og markedsført under varemerket Texanol™, glykoler, så som etylenglykol, propylenglykol, di-propylenglykol, og lignende, glykoletere, så som 2-butoksy-etanol (Butyl Cellosolve<®>), , dietylenglykol-monobutyleter (Butyl Carbitol<®>), og lignende, og alkoholer, så som metanol, etanol, propanol og lignende; og blandinger av disse. Generelt bør midlet for modifisering av overflatespenning tilsettes i en mengde som er tilstrekkelig til å minske bærerens overflatespenning til et nivå hvor formuleringen oppnår ønsket penetrering inn i det porøse substrat. Mengden av overflatespennings -modifiserende middel som kreves er mellom 0,25 og 5,0 volum%, basert på formuleringens totale volum. Det skal imidlertid forstås at mange additiver for standard beis og tettingsmiddel er kommersielt tilgjengelige i et medium som bibringer noe overflatespennings-modifiserende virkning. En skal spesielt være klar over at mange kommersielt tilgjengelige reologimodifiserende stoffer selges i glykol- og glykoleter-medier. Mediene kan bidra med noen overflatespennings-modif iserende egenskaper. Rheolate™-materialene er f.eks. kommersielt tilgjengelige i et butylkarbitol-medium. I tillegg er noen mugg-gifter og fungicider kommersielt tilgjengelige i petroleumdestillat-medier. Disse medier kan i tillegg bidra med noen overflatespenningsmodifiserende karakteristikker. Generelt bør medier som kan forventes å bibringe overflatespennings -modifiserende virkning, og som er til stede i be-tydelige mengder, inkluderes når det totale prosentinnhold av overflatespennings-modifiserende midler beregnes. As mentioned, a surface tension-modifying component is added to the mixture to reduce the carrier's surface tension. It has been found that adding such a surface tension modifying ingredient results in the formulation being more easily able to penetrate into the porous substrate where it is applied. Suitable solvents for use as surface tension modifying agents include 2,2,4-trimethylalkyldiol monoisobutyrate solvents available from Eastman Chemial and marketed under the trade name Texanol™, glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, di-propylene glycol, and the like, glycol ethers such such as 2-butoxy-ethanol (Butyl Cellosolve<®>), , diethylene glycol monobutyl ether (Butyl Carbitol<®>), and the like, and alcohols, such as methanol, ethanol, propanol and the like; and mixtures thereof. In general, the surface tension modifier should be added in an amount sufficient to reduce the carrier's surface tension to a level where the formulation achieves the desired penetration into the porous substrate. The amount of surface tension modifier required is between 0.25 and 5.0% by volume, based on the total volume of the formulation. It should be understood, however, that many additives for standard stains and sealants are commercially available in a medium that imparts some surface tension-modifying effect. One should especially be aware that many commercially available rheology modifiers are sold in glycol and glycol ether media. The media can contribute some surface tension-modifying properties. The Rheolate™ materials are e.g. commercially available in a butyl carbitol medium. In addition, some mold poisons and fungicides are commercially available in petroleum distillate media. These media can also contribute with some surface tension-modifying characteristics. In general, media which can be expected to impart a surface tension-modifying effect, and which are present in significant quantities, should be included when the total percentage content of surface tension-modifying agents is calculated.

De følgende eksempler viser fremgangsmåtene for fremstilling av de penetrerende finisher ifølge denne oppfinnelse. Eksemplene er ment å være representative for formuleringene som kan fremstilles. The following examples show the methods for producing the penetrating finishes according to this invention. The examples are intended to be representative of the formulations that can be prepared.

Eksempel I - Fremstillin<g> av dispersionen Example I - Preparation<g> of the dispersion

112,2 g n-metylpyrrolidinon, 591,96 g Rucoflex 1015-120 (1,3 ekvivalenter OH) , 69, 74 g dimetylolpropionsyre (1,04 ekvivalenter OH) og 1,6 g dibutyltinndilaurat (10% løsning i n-metylpyrrolidinon) tilsettes en reaksjonsbeholder utstyrt med et nitrogenteppe. Omrøring begynnes og temperaturen økes til ca. 80°C. En tilsetning over 2 timer av 161,6 g Desmodur W (1,23 ekvivalenter NCO) og 188,03 g m-TMXDI (1,54 ekvivalenter NCO) påbegynnes. Etter tilsetning av alle isocyanat-funksjonelle materialer, holdes reaksjonen ved 80°C i omtrent 3 timer. 63,02 g trietylamin tilsettes for å nøytralisere de ioniske grupper, og reaksjonen får fortsette i ytterligere en halv time. Det resulterende materiale dispergeres i 1.500 g vann, og 10,4 g etylendiamin tilsettes. 112.2 g n-methylpyrrolidinone, 591.96 g Rucoflex 1015-120 (1.3 equivalents OH), 69.74 g dimethylolpropionic acid (1.04 equivalents OH) and 1.6 g dibutyltin dilaurate (10% solution in n-methylpyrrolidinone ) is added to a reaction vessel equipped with a nitrogen blanket. Stirring begins and the temperature is increased to approx. 80°C. An addition over 2 hours of 161.6 g of Desmodur W (1.23 equivalents of NCO) and 188.03 g of m-TMXDI (1.54 equivalents of NCO) is begun. After addition of all isocyanate functional materials, the reaction is held at 80°C for approximately 3 hours. 63.02 g of triethylamine is added to neutralize the ionic groups, and the reaction is allowed to continue for another half hour. The resulting material is dispersed in 1,500 g of water, and 10.4 g of ethylenediamine is added.

Dispersjoner fremstilt som ovenfor beskrevet har generelt følgende karakteristikker: Dispersions prepared as described above generally have the following characteristics:

Eksempel II - Trebeis Example II - Wood stain

Den følgende sammensetning representerer en typisk penetrerende beisformulering som anvender polyuretan-urea-dispersjonen ifølge eksempel I til hvilken kommersielt tilgjengelige standard-farvegivende midler og pigmentdispersjoner kan tilsettes . The following composition represents a typical penetrating stain formulation using the polyurethane-urea dispersion of Example I to which commercially available standard colorants and pigment dispersions can be added.

Eksempel III - Vanntettingsmiddel Example III - Waterproofing agent

Følgende formulering representerer en typisk, ikke-pigmentert vannforseglingsformulering, hvor polyuretan-urea-dispersjonen fra eksempel I anvendes. The following formulation represents a typical non-pigmented water seal formulation in which the polyurethane-urea dispersion from Example I is used.

Ved fremstilling av dette tettingsmiddel er det i høy grad foretrukket å inaktivere metallioner som kan være til stede i vannet, og som vil være tilbøyelige til å falle ut av løsnin-gen ved tilsetning av modifiseringsmidlet for overflatespenning . When producing this sealant, it is highly preferred to inactivate metal ions which may be present in the water, and which will tend to fall out of the solution when the surface tension modifier is added.

Claims (5)

1. Blanding som penetrerer inn i porøse substrater uten å danne en merkbar film på substratet, karakterisert ved at den omfatter a) en dispersjon i et vandig medium av en polyuretan-urea med en partikkeldiameter på mindre enn 0,2 /im, idet polyuretan-ureaen omfatter reaksjonsproduktet, dannet i nærvær av mellom 0,01 og 0,06 vekt% av en katalysator, av i) minst én diol med ii) minst ett diisocyanat-funksjonelt materiale; hvor forholdet mellom i) og ii) er slik at forholdet mellom isocyanat-funksjonalitet og hydroksy-funksjonalitet er i området mellom 1,01 : 1 og 1,5 : 1; hvor mellom 1 og 10 vekt% av de totale polymerfaststoffer utgjøres av dioler med evne til å bidra med ioniske eller hydrofile grupper til polyuretan-ureaen, idet reaksjonsproduktet av i) og ii) er nøytralisert til minst 80% med en svak base før dispergering i det vandige medium, og b) et middel som modifiserer overflatespenningen og som er valgt fra gruppen som består av 2,2,4-trimetylalkyldiol-monoisobutyrat-løsemidler; glykoler; glykoletere; alkoholer, og blandinger av disse i en mengde mellom 0,25 og 5,0 volum%, basert på blandingens totale volum, samt eventuelt c) en diamin-kjedeekstender i en mengde tilstrekkelig til å reagere med opptil 80% av den teoretiske mengde av rest-NCO- f unks joialitet.1. Mixture which penetrates into porous substrates without forming a noticeable film on the substrate, characterized in that it comprises a) a dispersion in an aqueous medium of a polyurethane-urea with a particle diameter of less than 0.2 µm, the polyurethane being -the urea comprises the reaction product, formed in the presence of between 0.01 and 0.06% by weight of a catalyst, of i) at least one diol with ii) at least one diisocyanate functional material; where the ratio between i) and ii) is such that the ratio between isocyanate functionality and hydroxy functionality is in the range between 1.01:1 and 1.5:1; where between 1 and 10% by weight of the total polymer solids are made up of diols with the ability to contribute ionic or hydrophilic groups to the polyurethane-urea, the reaction product of i) and ii) being neutralized to at least 80% with a weak base before dispersing in the aqueous medium, and b) a surface tension modifying agent selected from the group consisting of 2,2,4-trimethylalkyldiol monoisobutyrate solvents; glycols; glycol ethers; alcohols, and mixtures thereof in an amount between 0.25 and 5.0% by volume, based on the total volume of the mixture, as well as optionally c) a diamine chain extender in an amount sufficient to react with up to 80% of the theoretical amount of rest-NCO- f unk's joiality. 2. Blanding ifølge krav 1, karakterisert ved at diolen er valgt fra gruppen som består av a) polyesterdioler dannet ved reaksjonen av mettede og umettede toverdige alkoholer med mettede og umettede polykarboksylsyrer og derivater av disse; b) polyestere dannet ved reaksjonen av laktoner med en diol; c) polyeterdioler som resulterer fra polymerisasjonen av et cyklisk oksyd; d) polyeterdioler dannet ved- tilsetning av ett eller flere cykliske oksyder til vann, etylenglykol, propylenglykol, dietylenglykol, cykloheksandimetanol, glycerol eller bisfenol A; e) polykarbonatdioler resulterende fra reaksjonen av 1,3-propandiol, 1,4-butandiol, 1,6-heksandiol, dietylenglykol eller tetraetylenglykol med diarylkarbonater; f) polyacetaldioler resulterende fra reaksjonen av en glykol med formaldehyd; g) dihydroksyalkansyrer med lav molekylvekt; og blandinger av disse.2. Mixture according to claim 1, characterized in that the diol is selected from the group consisting of a) polyester diols formed by the reaction of saturated and unsaturated dihydric alcohols with saturated and unsaturated polycarboxylic acids and derivatives thereof; b) polyesters formed by the reaction of lactones with a diol; c) polyetherdiols resulting from the polymerization of a cyclic oxide; d) polyetherdiols formed by the addition of one or more cyclic oxides to water, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, cyclohexanedimethanol, glycerol or bisphenol A; e) polycarbonate diols resulting from the reaction of 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, diethylene glycol or tetraethylene glycol with diaryl carbonates; f) polyacetal diols resulting from the reaction of a glycol with formaldehyde; g) low molecular weight dihydroxyalkanoic acids; and mixtures thereof. 3. Blanding ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det diisocyanat-funksjonelle materiale er valgt fra gruppen som består av tetrametylendiisocyanat, heksametylendiisocyanat, 2,4-toluendiisocyanat, 2,6-toluendiisocyanat, 4,4'-difenylmetandiisocyanat, isoforondiisocyanater, 4,4'-dicykloheksylmetandiisocyanat, benzen-1,3-bis(1-isocyanat-l-metyletyl), og blandinger av disse .3. Mixture according to claim 1 or 2, characterized in that the diisocyanate-functional material is selected from the group consisting of tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,4-toluene diisocyanate, 2,6-toluene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, isophorone diisocyanates, 4 ,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, benzene-1,3-bis(1-isocyanate-1-methylethyl), and mixtures thereof. 4. Blanding ifølge krav 1, karakterisert ved at diolene som har evne til å bidra med ioniske eller hydrofile grupper, inneholder karboksylsyregrupper, sulfonsyregrupper, fosforsyregrupper, ammoniumsalter, fosfoniumsalter eller sulfoniumsalter.4. Mixture according to claim 1, characterized in that the diols which have the ability to contribute ionic or hydrophilic groups contain carboxylic acid groups, sulfonic acid groups, phosphoric acid groups, ammonium salts, phosphonium salts or sulfonium salts. 5. Anvendelse av en blanding omfattende a) en dispers jon i et vandig medium av en polyuretan-urea med en partikkeldiameter på mindre enn 0,2 /im, idet polyuretan-ureaen omfatter reaksjonsproduktet, dannet i nærvær av mellom 0,01 og 0,06 vekt% av en katalysator, av i) minst én diol med ii) minst ett diisocyanat-funksjonelt materiale; hvor forholdet mellom i) og ii) er slik at forholdet mellom isocyanat-funksjonalitet og hydroksy-funksjonalitet er i området mellom 1,01 : 1 og 1,5 : 1; hvor mellom 1 og 10 vekt% av de totale polymerfaststoffer utgjøres av dioler med evne til å bidra med ioniske eller hydrofile grupper til polyuretan-ureaen, idet reaksjonsproduktet av i) og ii) er nøytralisert til minst 80% med en svak base før dispergering i det vandige medium, og b) minst ett farvestoff når det gjelder beis, og minst én paraffin eller voks når det gjelder vanntettingsmiddel, og c) et middel som modifiserer overflatespenningen valgt fra 2,2,4 -trimetylalkyldiol-monoisobutyrat-løsemidler; glykoler; glykoletere; alkoholer, og blandinger av disse i en mengde mellom 0,25 og 5,0 volum%, basert på blandingens totale volum, i vannbasert, penetrerende beis eller vanntettingsmiddel, slik at beisen/vanntettingsmidlet ved påføring på et porøst bygningsmateriale penetrerer inn i substratet og ikke danner en synlig film på substratet.5. Use of a mixture comprising a) a dispersion in an aqueous medium of a polyurethane-urea with a particle diameter of less than 0.2 µm, the polyurethane-urea comprising the reaction product, formed in the presence of between 0.01 and 0 .06% by weight of a catalyst, of i) at least one diol with ii) at least one diisocyanate-functional material; where the ratio between i) and ii) is such that the ratio between isocyanate functionality and hydroxy functionality is in the range between 1.01:1 and 1.5:1; where between 1 and 10% by weight of the total polymer solids are made up of diols with the ability to contribute ionic or hydrophilic groups to the polyurethane-urea, the reaction product of i) and ii) being neutralized to at least 80% with a weak base before dispersing in the aqueous medium, and b) at least one dye in the case of stain, and at least one paraffin or wax in the case of waterproofing agent, and c) a surface tension modifying agent selected from 2,2,4-trimethylalkyldiol monoisobutyrate solvents; glycols; glycol ethers; alcohols, and mixtures thereof in an amount between 0.25 and 5.0% by volume, based on the total volume of the mixture, in a water-based, penetrating stain or waterproofing agent, so that when applied to a porous building material, the stain/waterproofing agent penetrates into the substrate and does not form a visible film on the substrate.
NO913256A 1990-08-21 1991-08-20 Penetrating polyurethane-urea based blend for porous substrates and application of blend in stain and sealant NO301337B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US57093290A 1990-08-21 1990-08-21

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO913256D0 NO913256D0 (en) 1991-08-20
NO913256L NO913256L (en) 1992-02-24
NO301337B1 true NO301337B1 (en) 1997-10-13

Family

ID=24281665

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO913256A NO301337B1 (en) 1990-08-21 1991-08-20 Penetrating polyurethane-urea based blend for porous substrates and application of blend in stain and sealant

Country Status (6)

Country Link
CA (1) CA2048297C (en)
DK (1) DK148291A (en)
FI (1) FI913933A (en)
GB (1) GB2248237B (en)
NO (1) NO301337B1 (en)
SE (1) SE505956C2 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5389692A (en) * 1992-10-26 1995-02-14 Bertram; Richard L. Structural strength coating and material
US5395436A (en) * 1994-01-28 1995-03-07 Ppg Industries, Inc. Waterborne wiping stain for wood
CZ2004282A3 (en) 2001-07-27 2004-07-14 Merquinsa Mercados Quimicos S. L. Ionomeric thermoplastic polyurethane
FR2844218B1 (en) * 2002-09-05 2005-06-03 Arc Nucleart PROCESS FOR THE CHEMICAL TREATMENT OF A SUBSTRATE, IN PARTICULAR WOOD.
GB2415962B (en) * 2004-02-10 2009-01-28 Dale Dempsey Brick dye kit
CN108136610A (en) * 2015-10-27 2018-06-08 陶氏环球技术有限责任公司 Treated porous material
CN114227844B (en) * 2021-12-29 2023-02-28 福建省顺昌县升升木业有限公司 Preparation method of high-wear-resistance fir board

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3702615A1 (en) * 1987-01-29 1988-08-11 Henkel Kgaa COATING AND FINISHING AGENT FOR LEATHER
IT1222093B (en) * 1987-07-22 1990-08-31 Conceria Conti S P A PROCEDURE FOR FINISHING LEATHER, LEATHER AND SIMILAR FIBROUS SUBSTRATES

Also Published As

Publication number Publication date
CA2048297C (en) 1998-05-19
GB2248237B (en) 1994-01-12
DK148291A (en) 1992-02-22
SE9102312L (en) 1992-02-22
FI913933A (en) 1992-02-22
DK148291D0 (en) 1991-08-20
GB9115903D0 (en) 1991-09-04
NO913256L (en) 1992-02-24
FI913933A0 (en) 1991-08-20
SE505956C2 (en) 1997-10-27
SE9102312D0 (en) 1991-08-08
GB2248237A (en) 1992-04-01
CA2048297A1 (en) 1992-02-22
NO913256D0 (en) 1991-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1438344B1 (en) Aqueous, highly cross-linked two-component polyurethane coating system, method for the production and use thereof
EP2178939B1 (en) Process for producing hard coating systems based on aqueous polyurethane dispersions
US5912299A (en) Coating compositions from oil modified polyurethane dispersions
EP1478707B1 (en) Aqueous fluoromodified polyurethane system for anti-graffiti and anti-soiling coatings
DE19812751C2 (en) Solvent-free polyurethane dispersion
EP1237970B1 (en) Method for producing self-emulsifiable aqueous polyurethane resins having improved characteristics
DE69121992T2 (en) Aqueous coating composition for plastic surfaces and coating processes
EP0729991B1 (en) Aqueous binder based on polyester-polyuréthane
EP0940415B1 (en) Low molecular weight polyesterpolyols, their preparation and use in coatings
EP3292164B1 (en) Method for producing a multilayer coating
EP1228113B2 (en) Solvent-free polyurethane-polymer-hybrid-dispersion and use thereof
EP0242731A2 (en) Process for the preparation of aqueous polyurethane-polyurea dispersions and their use as or for the preparation of coating compounds
JP5053718B2 (en) Solvent-free aqueous polyurethane resin composition and method for producing the same
EP3291922A1 (en) Method for producing a multilayered coating on plastic substrates
EP3371240B1 (en) Wässrige basislacke enthaltend vernetzte polyurethan-bindemittel sowie eine spezielle lösemittelzusammensetzung
DE4227355A1 (en) Water-dilutable two-component coating compound
EP1020482B1 (en) Binder for soft-feel laquers
US6191213B1 (en) Penetrating stains and sealants from polyurethane dispersions
NO301337B1 (en) Penetrating polyurethane-urea based blend for porous substrates and application of blend in stain and sealant
US5310780A (en) Penetrating stains and sealants from polyurethane dispensions
DE2015603A1 (en)
DE10221220A1 (en) Aqueous polyurethane preparations
EP1306398B1 (en) High molecular weight polyurethane dispersions
DE69301096T2 (en) Highly cross-linked coating compositions based on polyurethane dispersions with a low VOC content
WO1996040447A1 (en) Penetrating stains and sealants from polyurethane dispersions