NO301337B1 - Penetrerende polyuretan-ureabasert blanding for poröse substrater og anvendelse av blandingen i beis og tettingsmiddel - Google Patents

Penetrerende polyuretan-ureabasert blanding for poröse substrater og anvendelse av blandingen i beis og tettingsmiddel 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
English (en)
Other versions
NO913256D0 (no
NO913256L (no
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/no
Publication of NO913256L publication Critical patent/NO913256L/no
Publication of NO301337B1 publication Critical patent/NO301337B1/no

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)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (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.
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.
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.
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).
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.
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.
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.
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.
GB-patentsøknad nr. 2 215 732 A beskriver en vannbasert trebeis-formulering omfattende en vannløselig akrylharpiks og et 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.
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.
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 .
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.
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
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
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 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, som angitt i kravl.
Diolen i denne blanding er valgt fra gruppen som er angitt i krav 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 .
Blandingene ifølge denne oppfinnelse fremstilles ved først å reagere minst én diol, fortrinnsvis valgt fra gruppen som består av dioler så som
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,
inkludert dimetylpropionsyre;
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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%.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Eksempel I - Fremstillin<g> av dispersionen
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.
Dispersjoner fremstilt som ovenfor beskrevet har generelt følgende karakteristikker:
Eksempel II - Trebeis
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 .
Eksempel III - Vanntettingsmiddel
Følgende formulering representerer en typisk, ikke-pigmentert vannforseglingsformulering, hvor polyuretan-urea-dispersjonen fra eksempel I anvendes.
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 .

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.
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.
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 .
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.
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.
NO913256A 1990-08-21 1991-08-20 Penetrerende polyuretan-ureabasert blanding for poröse substrater og anvendelse av blandingen i beis og tettingsmiddel NO301337B1 (no)

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 (no) 1991-08-20
NO913256L NO913256L (no) 1992-02-24
NO301337B1 true NO301337B1 (no) 1997-10-13

Family

ID=24281665

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO913256A NO301337B1 (no) 1990-08-21 1991-08-20 Penetrerende polyuretan-ureabasert blanding for poröse substrater og anvendelse av blandingen i beis og tettingsmiddel

Country Status (6)

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

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
PL367713A1 (en) 2001-07-27 2005-03-07 Merquinsa Mercados Quimicos S.L. Ionomer polyurethane thermoplastic
FR2844218B1 (fr) * 2002-09-05 2005-06-03 Arc Nucleart Procede de traitement chimique d'un substrat notamment en bois.
GB2415962B (en) * 2004-02-10 2009-01-28 Dale Dempsey Brick dye kit
CN108136610A (zh) 2015-10-27 2018-06-08 陶氏环球技术有限责任公司 经过处理的多孔材料
CN114227844B (zh) * 2021-12-29 2023-02-28 福建省顺昌县升升木业有限公司 一种高耐磨杉木板材的制备方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3702615A1 (de) * 1987-01-29 1988-08-11 Henkel Kgaa Beschichtungs- und zurichtmittel fuer leder
IT1222093B (it) * 1987-07-22 1990-08-31 Conceria Conti S P A Procedimento per la rifinizione di pellame,cuoio e simili substrati fibrosi

Also Published As

Publication number Publication date
FI913933A0 (fi) 1991-08-20
DK148291D0 (da) 1991-08-20
CA2048297A1 (en) 1992-02-22
CA2048297C (en) 1998-05-19
GB2248237A (en) 1992-04-01
GB9115903D0 (en) 1991-09-04
FI913933A (fi) 1992-02-22
NO913256D0 (no) 1991-08-20
SE505956C2 (sv) 1997-10-27
SE9102312D0 (sv) 1991-08-08
NO913256L (no) 1992-02-24
DK148291A (da) 1992-02-22
SE9102312L (sv) 1992-02-22
GB2248237B (en) 1994-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1438344B1 (de) Wässriges hochvernetztes zweikomponenten-polyurethanbeschichtungssystem, verfahren zu seiner herstellung sowie seine verwendung
EP2178939B1 (de) Verfahren zur herstellung von harten beschichtungssysteme auf basis wässriger polyurethandispersionen
EP1478707B1 (de) Waessriges fluormodifiziertes polyurethansystem fur anti-graffiti - und anti-soiling-beschichtungen
DE19812751C2 (de) Lösemittelfreie Polyurethan-Dispersion
EP1237970B1 (de) Verfahren zur herstellung von selbstemulgierbaren wässrigen polyurethan-harzen mit verbesserten eigenschaften
DE69121992T2 (de) Wässerige Überzugszusammensetzung für Kunststoffoberflächen und Beschichtungsverfahren
EP0729991B1 (de) Wässrige Bindemittel auf Polyester-Polyurethan-Basis
EP0940415B1 (de) Niedermolekulare Polyesterpolyole, deren Herstellung und Verwendung in Beschichtungsmitteln
US5912299A (en) Coating compositions from oil modified polyurethane dispersions
EP3292164B1 (de) Verfahren zur herstellung einer mehrschichtlackierung
EP1228113B2 (de) Lösemittelfreie polyurethan-polymer-hybrid-dispersion sowie deren verwendung
EP0242731A2 (de) Verfahren zur Herstellung von wässrigen Dispersionen von Polyurethan-Polyharnstoffen und ihre Verwendung als oder zur Herstellung von Beschichtungsmitteln
JP5053718B2 (ja) 無溶剤型水系ポリウレタン樹脂組成物及びその製造方法
EP3291922A1 (de) Verfahren zur herstellung einer mehrschichtlackierung auf kunststoffsubstraten
EP3371240B1 (de) Wässrige basislacke enthaltend vernetzte polyurethan-bindemittel sowie eine spezielle lösemittelzusammensetzung
DE4227355A1 (de) Wasserverdünnbare Zweikomponenten-Überzugsmasse
EP1020482B1 (de) Bindemittel für &#34;Soft-Feel&#34;-Lacke
US6191213B1 (en) Penetrating stains and sealants from polyurethane dispersions
NO301337B1 (no) Penetrerende polyuretan-ureabasert blanding for poröse substrater og anvendelse av blandingen i beis og tettingsmiddel
US5310780A (en) Penetrating stains and sealants from polyurethane dispensions
DE2015603A1 (no)
DE10221220A1 (de) Wässrige Polyurethanzubereitungen
EP1306398B1 (de) Hochmolekulare Polyurethan-Dispersionen
DE69301096T2 (de) Hochvernetzte, auf Polyurethandispersionen basierende Beschichtungsmittel mit niedrigem VOC-Anteil
EP0831975A1 (en) Penetrating stains and sealants from polyurethane dispersions