SK2532003A3

SK2532003A3 - Method for providing wooden substrates with high resistance against attack from chemical products

Info

Publication number: SK2532003A3
Application number: SK253-2003A
Authority: SK
Inventors: Vincent Granier; Uwe Wustmann
Original assignee: Rhodia Chimie Sa
Priority date: 2000-09-18
Filing date: 2001-09-17
Publication date: 2003-11-04
Also published as: CN1255447C; RU2275402C2; MXPA03001880A; CN1458946A; FR2814171A1; ZA200301422B; DE60114862T2; CZ2003745A3; BR0113934B1; ES2250476T3; WO2002022703A1; KR20030031184A; PL362115A1; AU2001290038A1; ATE309285T1; BR0113934A; US20040014926A1; EP1319035B1; JP2004509189A; KR100845537B1

Description

SPÔSOB ZVÝŠENIA ODOLNOSTI SUBSTRÁTOV Z DREVA VOČI NAPADNUTIU CHEMICKÝMI PRODUKTMI

Oblasť techniky

Predložený vynález sa týka spôsobu, ktorého cieľom je udeliť substrátom z dreva alebo substrátom majúcich povrch z dreva povlak vykazujúci zvýšenú odolnosť voči napadnutiu chemickými produktmi.

Predložený vynález sa týka uskutočnenia povlakov povrchov z dreva vo vnútorných priestoroch, ktoré vykazujú vyššie uvedené vlastnosti, najmä pre domácu potrebu a verejnú potrebu, ako sú parkety, dvere, steny, podlažné lišty, nábytok alebo vnútorné vybavenie automobilov.

Doterajší stav techniky

Povrchy z dreva sú predmetom mnohopočetných chemických napadnutí a musia byť chránené použitím povlakovej farby alebo náteru.

Ako chemické činidlá, ktoré zhoršujú vzhľad povrchu z dreva vo vnútorných priestoroch, je možné uviesť predovšetkým produkty na údržbu, najmä detergenty používané na čistenie týchto povrchov, mastné produkty a taktiež niektoré potraviny ako káva, horčica, ocot, mlieko alebo víno, najmä červené víno.

Medzi mastnými produktmi, ktoré zhoršujú vzhľad povrchov z dreva, je možné uviesť predovšetkým kozmetické krémy a krémy na opaľovanie, ktoré keď sa uvedú do kontaktu s povrchom z dreva, všeobecne nedopatrením, nechávajú na povrchoch z dreva stopy, škvrny alebo závojovité škvrny, ktoré sa veľmi neľahko odstraňujú, kam tiež patria prípady, keď tieto povrchy majú ochranný povlak, ako je náter.

S cieľom ochrany povrchov z dreva sa používajú farby alebo nátery polyuretánového typu.

r t

Tieto povlaky sa vytvoria tým, že sa na povrch, ktorý má byť predmetom ochrany, nanesie zlúčenina/kompozícia obsahujúca polyol a izokyanátové tužidlo, ktorého funkčné izokyanátové skupiny reagujú s hydroxylovými funkčnými skupinami polyolu s cieľom získania polyuretánovej siete.

Vzhľadom na citlivosť dreva na teplotu sa získané povlaky sušia pri teplote okolia, dokonca aj pri teplote ktorá je vyššia, ale nepresahujúca teplotu o 60 °C.

Z tohto dôvodu je nutné použiť dvojzložkové systémy označované „2K“, polyolovú živicu, ktorá vytvára súčasť prvej zložky a izokyanát, ktorý je súčasťou druhej zložky.

Obidve zložky sa zmiešajú krátko pred použitím kompozície, s cieľom zabránenia zosieťovaniu pred použitím povlaku.

Polyol rovnako tak ako tužidlo môže byť v roztoku, suspenziou alebo emulziou.

Z dôvodu vývoja legislatívy, ktorá je spätá s použitím prchavých organických rozpúšťadiel, najmä na domácu potrebu a taktiež z dôvodu obáv o životné prostredie, je súčasnou tendenciou sa vyvarovať použitia organických rozpúšťadiel a nanášať na povrchy, ktoré sa ošetrujú, vodné emulzie obsahujúce polyol, do ktorých sa pred použitím pridá tužidlo.

Jeden z hlavných problémov, na ktoré sa narazí v prípade emulzie podľa predloženého vynálezu, je problém manuálneho vnášania tužidla do vodnej emulzie polyolu, a to z dôvodu rozdielov viskozít medzi kompozíciou izokyanátu a polyolu.

Na použitie povlaku na domáce povrchy sa izokyanátové zložka a polyolová zložka všeobecne zmiešajú pred použitím užívateľom manuálnym spôsobom, bez možnosti použitia zariadenia na mechanické miešanie.

• · · ·

Z dôvodu hydrofóbnej povahy izokyanátovej zložky je všeobecne nutné izokyanátovej zložke udeliť hydrofilizujúce vlastnosti alebo mať možnosť používať špeciálne zariadenia, ktoré umožňujú vytváranie strižných síl s vysokou intenzitou s cieľom vpravenia izokyanátovej hydrofóbnej zložky do vodnej fázy.

Iným riešením je zmeniť (poly) izokyanát takým spôsobom, aby sa stal hydrofilný a teda miešateľný alebo samoemulzibilný vo vode.

Prihláška vynálezu US 5,252,696 navrhuje za týmto cieľom naniesť funkčné polyéterové hydrofilné skupiny na polyizokyanát reakciou hydroxylovej skupiny polyéteru s funkčnou skupinou NCO polyizokyanátu.

Predsa len povlaky získané s vodnými emulziami polyolu a izokyanátu alebo izokyanátov vykazujú všeobecne iba priemernú odolnosť, ktorá je nedostatočná voči napadnutiu chemickými produktmi.

Jedným cieľom predloženého vynálezu je pripraviť postup, ktorým by sa na substráte majúcemu povrch z dreva vytvoril povlak polyuretánového typu, na báze kompozície neblokovaného izokyanátu alebo izokyanátov alebo vykazujúci nízky stupeň blokovania, jednajúcim ako tužidlo, ktoré sa môže vpraviť bez problémov do vodnej emulzie polyolu, predovšetkým manuálnym spôsobom.

Jedným cieľom predloženého vynálezu je predovšetkým poskytnúť postup vyššie opísaného typu na báze kompozície izokyanátu alebo izokyanátov, ktorá sa môže vpraviť bez problémov do vodnej emulzie polyolu bez toho, aby bolo nutné znižovať viskozitu kompozície izokyanátu alebo izokyanátov pridaním organického rozpúšťadla vo významnom množstve.

Ďalším cieľom predloženého vynálezu je pripraviť postup vyššie opísaného typu na báze nemaskovanej kompozície izokyanátu alebo izokyanátov alebo nízko maskovaných kompozícií, ktoré po vpravení do vodnej emulzie polyolu a na použitie na substrát majúci povrch z dreva umožňuje získať povlak majúci vysokú tvrdosť.

e r r .4

Ďalším cieľom je ešte poskytnúť postup vyššie opísaného typu na báze kompozícií izokyanátu alebo izokyanátov vyššie uvedeného typu, v ktorom povlak vykazuje dobre povrchový vzhľad.

Predložený vynález má taktiež za cieľ pripraviť postup vyššie opísaného typu na báze kompozície izokyanátu alebo izokyanátov, vykazujúci zvýšenú odolnosť voči napadnutiu chemickými produktmi.

WO 97/31 960 opisuje kompozíciu na báze samomiešateľného izokyanátu, vo vodnej fáze, vhodnú na použitie do farieb a náterov.

Tento dokument uvádza použitie tohto typu izokyanátu na povlak oceľových dosiek tvorbou polyuretánového filmu.

Všeobecne uvedené sa tužidlá tohto typu použijú ako povlaky karosérií automobilov alebo vonkajších oceľových štruktúr, ako sú mosty, kovové trámy, atď.

Práca vynálezcov vedúca k predloženej prihláške vynálezu umožnila objaviť, že kompozície izokyanátov opísané vo WO/97/31960 viedli prekvapivým spôsobom, keď boli aplikované na povrchy z dreva, ku skvelým výsledkom, najmä vysokej tvrdosti, rovnako ako ku zvýšenej odolnosti voči napadnutiu chemickými produktmi.

Predmet vynálezu

Predložený vynález opisuje spôsob, ktorý udeľuje substrátu, majúcemu povrch z dreva, povlak vykazujúci výrazné vlastnosti tvrdosti a odolnosti voči napadnutiu chemickými produktmi, ktorý pozostáva z jednotlivých etáp, ktoré spočívajú v:

a) pridaní do vodnej suspenzie polyolovej kompozície na báze izokyanátu alebo izokyanátov a anionického povrchovo aktívneho činidla obsahujúceho hydrofilnú časť, ktorá zahŕňa aniónovú skupinu a lipofilnú časť, obsahujúcu uhľovodíkový zvyšok, uvedené povrchovo aktívne činidlo obsahuje taktiež fragment polyetylénglykolu t t- c r a/alebo polypropylénglykolu s obsahom aspoň 1, výhodne aspoň 5, výhodnejšie aspoň 7 etylényloxylových jednotiek a/alebo propylényloxylových jednotiek a uvedená kompozícia izokyanátu alebo izokyanátov neobsahuje viac ako 30 % hmotnostné povrchovo aktívneho činidla vo forme viazanej na funkčnú skupinu izokyanátu, s cieľom získania emulzie izokyanátu alebo izokyanátov a polyolu vo vode;

b) nanesení uvedenej zmesi na drevený povrch uvedeného substrátu;

c) ponechaní uvedeného izokyanátu alebo izokyanátov reagovať s uvedeným polyolom s cieľom získania polyuretánového povlaku.

Povrchovo aktívne činidlo môže byť prítomné v kompozícii polyolu, v kompozícii (poly)izokyanátu alebo byť pridané do vodnej suspenzie polyolu v rovnaký čas ako kompozícia izokyanátu.

Predsa sa len dáva prednosť tomu, aby povrchovo aktívne činidlo bolo prítomné v kompozícii na báze izokyanátu alebo izokyanátov.

Výhodne sa povrchovo aktívne činidlo vyberie takým spôsobom, aby neobsahovalo funkčnú skupinu, ktorá by reagovala s (poly)izokyanátom takým spôsobom, aby bolo prítomné v suspenzii v prevažne voľnej forme, v protiklade k forme naviazanej prostredníctvom chemickej väzby s (poly)izokyanátom.

„Prevažne voľnou formou“ sa má na mysli menej ako 30 %, výhodne menej ako 20 %, výhodnejšie menej ako hmotnostné 10 % povrchovo aktívneho činidla vo viazanej forme.

Podľa uprednostňovaného spôsobu uskutočnenia predloženého vynálezu má aniónové povrchovo aktívne činidlo aspoň jednu funkčnú skupinu vybranú zo súboru, zahrňujúceho aryl- a/alebo alkoyl-sulfáty alebo fosfáty, aryl- alebo alkoyl-fosfonáty, fosfináty a sulfonáty.

Výhodne aniónové povrchovo aktívne činidlo obsahuje hydrofilnú časť, ktorá sa vytvorí z uvedenej aniónovej skupiny uvedeného fragmentu reťazca polyetylénglykolu a/alebo polypropylénglykolu a lipofilná časť je na báze uhľovodíkového zvyšku.

Lipofilná časť sa výhodne vyberie zo súboru, zahrňujúceho alkoholové a arylové skupiny, výhodne obsahujúce C6-C30 atómov uhlíka.

Uprednostňuje sa najmä anionické povrchovo aktívne činidlo, ktoré má nasledujúci všeobecný vzorec:

kde:

- q predstavuje nulu alebo 1;

- p predstavuje celé číslo, ktoré je rovné 1 alebo 2;

- m predstavuje nulu alebo celé číslo, ktoré je rovné 1 alebo 2;

- X a X', rovnaké alebo rôzne, predstavujú vetvu obsahujúcu najviac dva uhlíkové reťazce;

- s je nula alebo celé číslo v rozmedzí medzi 1 a 30, výhodne v rozmedzí medzi 5 a 25 a výhodnejšie v rozmedzí medzi 9 a 20 (uzavreté intervaly, to znamená obsahujúce medze);

- n je nula alebo celé číslo, ktoré sa vyberie v rozmedzí medzi 1 a 30, výhodne v rozmedzí medzi 5 a 25, výhodnejšie v rozmedzí medzi 9 a 20 (uzavreté intervaly, to znamená obsahujúce medze);

- E je prvkom vybraným zo súboru, zahrňujúceho fosfor a síru;

f f

- Ri a R₂, rovnaké alebo rôzne, predstavujú uhľovodíkový zvyšok, výhodne vybraný medzi arylmi s počtom uhlíkových atómov C₆-C₃o a alkoyly s počtom prípadne substituovaných uhlíkových atómov Ci-C₂₀, výhodne alkoyly s počtom prípadne substituovaných uhlíkových atómov Cio-C₂o.

Hoci toto nepatrí medzi uprednostňované zlúčeniny/kompozície, je nutné poznamenať, že s a/alebo n môžu byť rovné nule, s podmienkou, že E je fosfor a že keď s a n sú rovné nule, v zhode s uvedeným poradím sú Rt a/alebo R₂ alkoyly s počtom atómov uhlíka od C₈ do Ci₂, výhodne rozvetvené alebo aralkoyly s počtom atómov uhlíka od Ci₂ do C16 alebo alkoylaryly s počtom atómov uhlíka od C₁₀ do C14.

Jeden z dvojväzbových zvyškov X a X' môže tiež byť zvyškom typu ([EO_m(O’ )p]) tak, aby vytváral pyrokyseliny ako sú symetrické diestery alebo nesymetrické diestery kyseliny pyrofosforečnej.

Celkové množstvo atómov uhlíka aniónových zlúčenín, ktoré sú cieľom predloženého vynálezu, je výhodne najviac približne 100, výhodne najviac približne 50.

Dvojväzbové zvyšky X a prípadne X' sa výhodne vyberú zo súboru, zahrňujúceho nasledujúce dvojväzbové zvyšky (ľavá strana všeobecného vzorca je naviazaná na E):

- keď E je P, jeden z X alebo X' môže byť O-P(O) (O’)-X“-;

- keď E je P, jeden z X alebo X' môže byť -O-(Rio-O) P(O)-X“; Rio predstavuje uhľovodíkový zvyšok s počtom atómov uhlíka od C₂ do C₃o, obsahujúci jednu alebo viac etylényloxylových jednotiek alebo propylényloxylových jednotiek, výhodne aspoň 5, výhodnejšie aspoň 7 etylényloxylových jednotiek alebo propylényloxylových jednotiek a X“ predstavuje atóm kyslíka alebo jednoduchú väzbu;

- je priama väzba medzi E a prvým etylénom uvedeného fragmentu reťazca polyetylén glykolu;

- metylén, ktorý je prípadne substituovaný a v tomto prípade výhodne čiastočne funkcionalizovaný;

- vetva štruktúry -Y-, -D-Y-, -Y-D-, -Y-D-Y'-, v ktorom

-> Y a Y' rovanké alebo rôzne, predstavujú chalkogén, výhodne vybraný zo súboru, zahrňujúceho najľahšie chalkogény, to je síru a hlavne kyslík, polokovy atómového čísla najviac rovného atómovému číslu fosforu a patriace do stĺpca VB, vo forme derivátov amínov alebo fosfínov s terciárnou štruktúrou, zvyšok, ktorý zaisťuje terciárnu štruktúru má výhodne najviac 4 atómy uhlíka, výhodne najviac 2 atómy uhlíka;

-» D predstavuje prípadne substituovaný alkoylén a čiastočne funkcionalizovaný, D je výhodne etylén alebo metylén, výhodnejšie etylén v štruktúrach -D-Y- a hlavne -YD-Y'- a metylén v štruktúrach -Y-D-;

Keď E predstavuje fosfor, stane sa všeobecný vzorec (I) všeobecným vzorcom (II):

ktorý, keď q je rovné nule, sa stane:

v ktorých e r “

- p predstavuje nulu alebo celé číslo rovné 1 alebo 2;

- m predstavuje nulu alebo celé číslo, ktoré je rovné 1 alebo 2;

- súčet p + m + q je najviac rovný trom;

- súčet 1 + p + 2m + q je rovný trom alebo piatim;

- n predstavuje celé číslo v rozmedzí medzi 5 a 30, výhodne v rozmedzí medzi 5 a 25, výhodnejšie v rozmedzí medzi 9 a 20 (uzavreté intervaly, to znamená obsahujúce medze);

- Ri a R2, rovnaké alebo rôzne, predstavujú uhľovodíkový zvyšok, výhodne vybraný zo súboru, zahrňujúceho aryl a alkoyl tak, ako sú definované vyššie, prípadne substituované predovšetkým atómom halogénu, výhodne fluórom.

Vo vyššie uvedených všeobecných vzorcoch môžu byť etylénoxylové skupiny čiastočne nahradené propylénoxylovými skupinami.

Predsa len je v tomto prípade žiaduce, aby zlúčeniny obsahovali prevažne etylénoxylové skupiny.

Periodická klasifikácia prvkov, ktorá je použitá v predloženej prihláške vynálezu, je periodickou klasifikáciou prvkov Dodatku Francúzskej Chemickej Spoločnosti z januára 1966, číslo 1.

e r r r f e e ^Γ r 'r c r - .

c Γ r r r r O _r

Prípadná funkcionalizácia alkoylénov a predovšetkým metylénov (X a X') sa uskutoční hydrofilnými skupinami (amíny s terciárnou štruktúrou a iné aniónové funkčné skupiny, kam patria funkčné skupiny, ktoré sú vyššie uvedené [EO_m(O’)_p]).

Proti-katión je výhodne monovalentný a vyberie sa zo súboru, zahrňujúceho minerálne katióny a organické katióny výhodne nenukleofilné kvartérne štruktúry alebo terciálne štruktúry, najmä „ónium“ stĺpca V, ako sú fosfónium, amónium alebo stĺpce VI ako je sulfónium, ... a ich zmesi. Uprednostňujú sa proti-katióny typu amónia, získané z amínu, výhodne s terciálnou štruktúrou. Uprednostňuje sa okrem toho vyvarovať sa organického katiónu, ktorý obsahuje reaktívny vodík s izokyanátovou funkčnou skupinou.

Minerálne katióny môžu byť oddelené činidlami prenosu fázy ako sú koruna étery , pričom pKa organických katiónov alebo minerálnych katiónov je výhodne v rozmedzí medzi 8 a 12.

Katióny a predovšetkým amíny zodpovedajúce amóniom výhodne nevykazujú vlastnosti povrchovej aktivity, ale je žiaduce aby vykazovali dobrú rozpustnosť v každom prípade dostatočnú na zaistenie rozpustnosti zlúčenín obsahujúcich aniónovú funkčnú skupinu a výhodne fragment polyetylénglykolového reťazca, vo vodnej fáze a pri užívateľskej koncentrácii. Dáva sa prednosť aminom s terciárnou štruktúrou majúcou najviac 12 atómov, výhodne najviac 10 atómov, výhodnejšie najviac 8 atómov uhlíka na „oniovú“ funkčnú skupinu. Amíny môžu obsahovať iné funkčné skupiny a predovšetkým funkčné skupiny zodpovedajúce funkčným skupinám aminokyselín a funkčným skupinám necyklického alebo cyklického éteru ako N-metylmorfolín. Tieto iné funkčné skupiny sú výhodne vo forme, ktorá nereaguje s funkčnými skupinami izokyanátov a nemení významne rozpustnosť vo vodnej fáze.

Uprednostňovaným aminom je trietylamín.

Je veľmi žiaduce, aby aniónové zlúčeniny podľa predloženého vynálezu boli v neutralizovanej forme tak, aby indukované pH v priebehu rozpúšťania alebo uvedenia e e do kontaktu do vody bolo aspoň rovné 3, výhodne 4, výhodnejšie 5 a najviac rovné 12, výhodne 11, výhodnejšie 10.

Keď je E fosfor, je žiaduce používať zmesi monoesteru a diesteru v molárnom pomere, ktorý je v rozmedzí medzi 1/10 a 10, výhodne v rozmedzí 1/4 a 4. Také zmesi môžu okrem toho obsahovať 1 % až približne 20 %, ale uprednostňovaným spôsobom nie viac ako hmotnostné 10 % kyseliny fosforečnej a 0 až 5 % esterov kyseliny pyrofosforečnej. Kyselina fosforečná je výhodne salifikovaná, aspoň čiastočne takým spôsobom, aby sa nachádzala v odporúčaných oblastiach pH.

V mono a diesteroch môže byť časť etylénoxylových skupín nahradená propylénoxylovými skupinami. Uprednostňuje sa predsa len, aby etylénoxylové skupiny boli väčšinové.

(Poly)izokyanát podľa predloženého vynálezu zahŕňa všetky izokyanáty a (poly)izokyanáty. (Poly)izokyanáty, ktoré sú uprednostňované, sú vybrané zo súboru, zahrňujúceho produkty homo- alebo heterokondenzácie alkoyléndiizokyanátov, zahrňujúceho predovšetkým produkty typu „BIURET“ a typu „TRIMERES“, dokonca aj „PREPOLYMERES“ s izokyanátovými funkčnými skupinami obsahujúcimi najmä funkčné skupiny močoviny, uretanánu, alofanátu, esteramidu a zmesi, ktoré ju obsahujú.

Môže sa napríklad jednať o komerčné polyizokyanáty dodávané spoločnosťou RHODIA, Francúzsko, komerčne dostupné pod názvom „TOLONATE“.

Všeobecne sú ako polyizokyanáty uprednostňované produkty homo- alebo heterokondenzácie nasledujúcich izokyanátových monomérov:

- 1,6-hexametyléndiizokyanát,

1,12-dodekán-diizokyanát, ·· ♦ c e r • · e r-f • e e e _c r' e t- r r-'· ŕ e _r ' ' ro ŕ12 cyklobután-1,3-diizokyanát, cyklohexán-1,3- a/alebo 1,4-diizokyanát,

1- izokyanáto-3,3,5-trimetyl-5-diizokyanáto-metyl cyklohexán (izofrón diizokyanát,

IPDI),

2,4- a/alebo 2,6-hexahydrotoluylén-diizokyanát, hexahydro-1,3- a/alebo 1,4-fenylén-diizokyanát, perhydro-2,4'- a/alebo 4,4'-difenylmetán-diizokyanát,

1.3- a/alebo 1,4-fenylén-diizokyanát,

2.4- a/alebo 2,6-toluylén-diizokyanát, difenylmetán-2,4'- a/alebo 4,4'-diizokyanát, izokyanáto (4)-metyloktylén, diizokyanát (LTI alebo NTI), trifenylmetán-4,4' ,4' '-triizokyanát,

1,3-bisizokyanátometyl-cyklohexán, bis-izokyanáto-metylnorbornan (NBDI),

2- metyl-pentametyléndiizokyanát.

Nie je nutné pridávať organické rozpúšťadlo do kompozície izokyanátu obsahujúce povrchovo aktívny reagens.

Predsa len s cieľom zníženia viskozity kompozície alebo s cieľom zlepšenia optických vlastností filmu môže byť pridané určité množstvo organického rozpúšťadla.

Je predsa len výhodnejšie, aby kompozícia obsahovala najviac 50 %, výhodne najviac 40 %, výhodnejšie najviac 35 % hmotnostné organického rozpúšťadla vzhľadom na celkové hmotnosti izokyanátov, podľa povahy polyolu, ku ktorému sa má kompozícia pridať.

Čo sa týka vhodných rozpúšťadiel, je možné uviesť metoxypropylacetát, butylacetát, propyléndimetylglykol, napríklad predajný pod komerčným názvom PROGLYDE DMM® spoločnosti Dow alebo ešte ketóny, propylénglykoldiacetát, etyl-3etoxypropionát, butyletylénglykolacetát.

Hmotnostný pomer medzi izokyanátmi a aniónovým povrchovo aktívnym činidlom je najčastejšie najviac rovný 1/3, výhodne najviac rovný 20 %, výhodnejšie rovný 10 %.

Hmotnostný pomer medzi izokyanátmi a povrchovo aktívnym činidlom je výhodne vyšší ako 1 %, výhodnejšie vyšší ako 2 %.

Je taktiež žiaduce, aby množstvo uvedeného alebo uvedených povrchovo aktívnych činidiel zodpovedalo hodnote, ktorá je v rozmedzí medzi 10'² a 1, výhodne medzi 5.10’² a 0,5 atómov E na liter.

Hmotnostný pomer medzi izokyanátmi a uvedeným povrchovo aktívnym činidlom je takto výhodne aspoň rovný 2 %, výhodnejšie rovný 4 % a najviac rovný približne 20 %, výhodne rovný približne 10 %, hmotnostný pomer je takto výhodne obsiahnutý v rozmedzí medzi 2 a približne 20 %, výhodnejšie medzi 4 a približne 10 %.

Podľa predloženého vynálezu sa uvedené povrchovo aktívne činidlo môže používať samotné alebo v zmesi s jedným alebo viacerými povrchovo aktívnymi c ♦' r činidlami. Týmito môžu byť činidlá zodpovedajúce tiež vyššie uvedenej požiadavke, že obsahujú aniónovú funkčnú skupinu a výhodne fragment reťazca polyetylénglykolu výhodne s aspoň piatimi etylényloxylovými jednotkami.

Tieto prípadné povrchovo aktívne činidlá môžu taktiež byť vybrané medzi inými iónovými zlúčeninami a medzi neiónovými zlúčeninami, ktoré sú na konci reťazca neblokované alebo blokované. Predsa len sa zdá, že neiónové zlúčeniny, majúce alkoholové funkčné skupiny na aspoň jednom z reťazcov, majú mierne nevhodný účinok na (samo) tvorbu emulzie, aj keď majú vhodný vplyv na iné aspekty kompozície pre farbu; vzhľadom na túto skutočnosť je výhodnejšie, aby obsah tohto typu zlúčenín predstavoval najviac tretinu, výhodne najviac pätinu, výhodnejšie najviac desatinu hmotnosti uvedených aniónových zlúčenín podľa predloženého vynálezu.

Hmotnostný pomer medzi povrchovo aktívnymi zlúčeninami, vyššie definovanou uvedenou aniónovou zlúčeninou a izokyanátmi, je najvýhodnejší v rozmedzí medzi približne 4 a približne 10 %.

Kompozícia môže obsahovať okrem toho katalyzátor, výhodne latentný (ktorý sa uvoľní účinkom vonkajších činidiel, napríklad viditeľného žiarenia alebo UV žiarenia alebo kyslíka).

Polyol je vo vodnom prostredí vo forme vo vode rozpustnej alebo vo vode dispergovateľnej.

Môže sa jednať o vodný roztok, ktorý môže byť predovšetkým získaný po neutralizácii iónových skupín alebo emulzia polyméru vo vode alebo disperzia latexového typu.

Kompozícia (poly)izokyanátu obsahujúca prípadne povrchovo aktívne činidlo definované v predloženej prihláške vynálezu, sa pridá do vodnej emulzie polyolu výhodne manuálnym spôsobom, miešaním zmesi lyžičkou.

Toto uvedenie do emulzie sa výhodne uskutoční pri teplote nižšej ako 50 °C, výhodnejšie pri teplote okolia. Je žiaduce uskutočniť, pokiaľ je to nutné, upravenie pH s cieľom získania hodnoty rovnej aspoň 3 a najviac rovné 11, výhodne hodnoty, ktorá je v rozmedzí medzi 4 a 10, v priebehu uvedenia do emulzie.

Podľa výhodného uskutočnenia predloženého vynálezu sa pigmenty, najmä oxid titaničitý, dispergujú v polyole alebo polyoloch pred pridaním izokyanátu.

Podľa uprednostňovaného uskutočnenia predloženého vynálezu sa po uvedení do disperzie alebo emulzie súčet zložiek vo vode mení v rozmedzí od 30 do 70 % hmotnostné, vzhľadom na celok kompozície.

Predsa len v priebehu štúdie, ktorá predchádzala predloženému vynálezu, najmä v prípade alifatických izokyanátov, bolo prekuázané, že pri rôznych reakciách existuje riziko vznietenia, keď sa dosiahnu určité proporcie vody, tiež sa odporúča vyvarovať sa kompozíciám alebo hmotnostnému pomeru medzi na jednu stranu množstvom vody a na druhú stranu súčtom izokyanátu a povrchovo aktívneho činidla, podľa predloženého vynálezu, vo vodnej fáze, v rozmedzí medzi 10‘² a jednou polovicou. S cieľom zvýšenia bezpečnosti sa vyvarujeme pomerom obsiahnutých v rozmedzí medzi 10'³ a 1.

Používaný polyol podľa predloženého vynálezu je polymérom, ktorý obsahuje aspoň dve hydroxylové funkčné skupiny (fenolovú alebo alkoholovú funkčnú skupinu) majúca výhodne stupeň hydroxylácie v rozmedzí medzi 0,5 a 5, výhodne v rozmedzí medzi 1 a 3 % hmotnostné vzhľadom na živicu.

Tieto polyoly môžu byť akrylovej povahy, polyesterovej povahy, polyuretánovej povahy, alkydovej povahy alebo ešte hybridnej povahy, najmä polyester-uretán a akryl-uretán.

Prekvapujúcim spôsobom sa zistilo, že pri kompozícii izokyanátu podľa predloženého vynálezu sa pozorujú výborné chemické vlastnosti, či je povaha r f e e r r o r r r e r r «· . r r r predpokladaného polyolu akákoľvek, zatiaľ čo všeobecne vlastnosti povlaku sú funkciou páru polyizokyanát/polyol.

Uprednostňovaným polyolom je disperzia alifatického polyuretánu modifikovaného mastnou kyselinou, ktorý je komerčne dostupný od spoločnosti ALBERDINGK BOLEY, komerčne dostupný pod názvom ALBERDINGK CUR 99®.

Iným polyolom je disperzia polyesteru polyuretánu komerčne dostupného od spoločnosti ALBERDINGK, ktorý je komerčne dostupný pod názvom ALBERDINGK U915®.

Inými polyolmi, pri ktorých sa získali dobré výsledky, sú:

- polyol PRIMAL E-3275®, komerčne dostupný od spoločnosti ROHM & HAAS,

- polyol ALBERDINGK AC 31®, komerčne dostupný od spoločnosti ALBERDINGK,

- polyol ALBERDINGK CUR 60®, komerčne dostupný od spoločnosti ALBERDINGK.

Molárny pomer medzi voľnými funkčnými skupinami izokyanátov a hydroxylovými funkčnými skupinami je v rozmedzí medzi 0,5 a 2,5, výhodne v rozmedzí medzi 0,8 a 1,6, výhodnejšie v rozmedzí medzi 1 a 1,4.

Suspenzia alebo vodná emulzia polyolu, do ktorej sa pridá kompozícia (poly)izokyanátu a vyššie definovaného povrchovo aktívneho činidla, sa po homogenizácii aplikuje na substrát k obloženiu.

Je žiaduce naniesť suspenziu alebo emulziu v priebehu času nepresahujúceho niekoľko hodín, výhodne štyri hodiny, po pridaní (poly)izokyanátu do vodnej emulzie polyolu.

Zmes sa aplikuje všetkými známymi prostriedkami, tradične používanými na povrchy z dreva, najmä povrchy domáce, predovšetkým valčekom, štetcom, kefou, dokonca aj na niektoré zvláštne použitie pištoľou na stlačený vzduch.

Všeobecne sa uprednostňuje nanesenie niekoľkých vrstiev, výhodne dvoch alebo troch vrstiev na substrát k povrchovej úprave.

Výhodne sa povlak aplikuje po sušení na hrúbku, ktorá je v rozmedzí medzi 5 a 150 pm, výhodne medzi 30 a 100 pm. Všeobecne sa dáva prednosť sušeniu povlaku po nanesení pri teplote v rozmedzí od 20 do 60 °C v priebehu času, ktorý môže byť od 15 minút do 48 hodín.

Ak je povaha polyolu akákoľvek, vykazuje povlak získaný po sušení, najmä farba alebo náter, výbornú tvrdosť, rovnako tak ako zvýšenú odolnosť voči napadnutiu chemickými produktmi, kozmetickými produktmi a potravinárskymi produktmi.

Vlastnosti chemickej odolnosti sú takto najmä dobré pre rozpúšťadlá, ako sú dibutylftalát, etylalkohol, acetón, silne farbené potravinárske produkty, ako sú káva, červené víno, horčica alebo ešte mastné produkty ako sú kozmetické krémy.

Vlastnosti tvrdosti a chemickej odolnosti sú pozorované pre rôzne drevá, najmä borovicu, jedľu, smrek, jaseň, javor, mahagón, buk, atď.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Uvedené príklady predloženého vynálezu majú za úlohu ilustrovať predloženú prihlášku vynálezu.

Pre porozumenie príkladov predloženého vynálezu sa možno odvolať na priložené obrázky 1 až 4 v ktorých:

r r

Obr. 1 predstavuje výsledky tvrdosti získané pri použití kompozície polyizokyanátu podľa predloženého vynálezu;

Obr. 2 predstavuje výsledky chemickej odolnosti pre kompozíciu polyizokyanátu podľa predloženého vynálezu;

Obr. 3 predstavuje výsledky tvrdosti získané pri použití inej kompozície polyizokyanátu podľa predloženého vynálezu;

Obr. 4 predstavuje výsledky chemickej odolnosti získané pri použití inej kompozície polyizokyanátu podľa predloženého vynálezu.

Tvrdosť sa meria ako tvrdosť podľa Koniga počas života po jednu hodinu, povlak sa aplikuje v hrúbke s 30 μίτι pre obr. 1 a 40 μηι pre obr. 3, na sklenenej doske.

Vlastnosti chemickej odolnosti sú merané na povlaku nanesenom na substráte zo sibírskej borovice, ihneď po zmiešaní zložiek (izokyanát a polyol). Hodnotenie sa uskutočňuje podľa stupnice idúcej od 0 a 5 (norma DIN 68 861, známka 0 zodpovedá výborným výsledkom a známka 5 zlým výsledkom). Testované produkty sú červené víno, rozpustná káva, krém NIVEA®, voda, koncentrované mlieko, dibutylftalát, acetón, horčica a 48 % objemovo etylalkohol.

Rhodafac® RE610 je zmes fosforečných mono- a diesterov všeobecného vzorca II, priemerný všeobecný vzorec jeho uhľovodíkového radikálu je polyetoxylovaný nonylfenol (« desaťkrát). Molárny pomer medzi monoesterom a diesterom je približne rovný 1 (matematické zaokrúhľovanie). Rovnako tak predstavuje Rhodafac® PA17, ako produkt podľa predloženého vynálezu, zmes fosforečných mono- a diesterov všeobecného vzorca II, priemerný všeobecný vzorec jeho uhľovodíkového radikálu je polyetoxylovaný nonylfenol (« päťkrát).

Príklad 1:

Príprava zlúčeniny (poly)izokyanátu podľa predloženého vynálezu

Zmieša sa 165 g tolonátu® HDT (oligomér izokyanurátu na báze triméru) s 24 g butylacetátu a 13 g Rhodafac® RE610 (zmes fosforečných mono- a diesterov podľa všeobecného vzorca II) a 3 g trietylamínu. Táto zmes sa mieša za pomoci rámca s listami alebo odvločkovacieho prístroja počas 5 minút pri rýchlosti do 100 otáčok za minútu. Táto zmes má viskozitu 0,84 Pa.s pri teplote 20 °C a sfarbenia s hodnotou nižšou ako 100 APHA.

Príklad 2:

Zmes sa pripraví z 92 g tolonátu® HDT a 10 g Rhodofac® RE610 a 2,3 g trietylamínu. Viskozita tejto zmesi je rovná 5,2 Pa.s pri teplote 20 °C a sfarbenie má hodnotu nižšiu ako 100 APHA.

Príklad 3:

Príklady použitia

Pripraví sa vodná suspenzia polyolu (zložka 1) majúca nasledujúce zloženie (v poradí pridávania zložiek):

Alberdingk U 915® (37,1 %)	39,1
Butylglykol	2,7
Butyldiglykol	2,7
Voda	7,75
Byk® 028	1,1
Byk® 346	0,15
Akrysol® RM 8	1
Akrysol® RM 1020	0,5
Alberdingk® U 915 (37,1 %)	45
Celkom	100

• r c r c r e e e r r r • C < r er r < f - f* er e ' r e r <

*r c <

e e r c · r r ,

Pripraví sa zmes kompozície podľa príkladu 3 s kompozíciou izokyanátu podľa príkladu 1 alebo 2 a dvoma kompozíciami izokyanátov podľa súčasného stavu techniky (porovnávacie príklady) s cieľom získania nasledujúcich konečných kompozíc:

T užidlo	1	3	4	5	6
Kompozícia pr. 2	85				65
Zlúčenina podľa stavu techniky 1*		85
Zlúčenina podľa stavu techniky 2**			65
Kompozícia príklad 1				100
Proglyd DMM®	15	15	35		35
Množstvo zložky 1 (% hmotnostné)	9	9	10	9	10

* oligomér izokyanurátu obsahujúci približne 100 % povrchovo aktívneho činidla obsahujúceho polyéterový reťazec nasadený na izokyanátovú funkčnú skupinu ** oligomér izokyanurátu obsahujúci približne 100 % povrchovo aktívneho činidla obsahujúci polyéterový reťazec nasadený na izokyanátovú funkčnú skupinu

Na substrát z dreva (sibírska borovica) sa aplikujú získané zmesi do troch po sebe idúcich vrstiev s hrúbkou 30 pm v prípade každej vrstvy (po sušení).

Pre každý povlak sa hodnotí tvrdosť podľa Kôniga a odolnosť voči napadnutiu rôznymi chemickými produktmi, kozmetickými produktmi alebo potravinárskymi produktmi podľa normy DIN 68861.

Výsledky sú znázornené na obrázku 1 (tvrdosť) a obrázku 2 (chemická odolnosť).

Príklad 5:

Γ r

Príklady použitia

Pripraví sa vodná suspenzia polyolu (zložka 1) majúca nasledujúce zloženie (v poradí pridávania ingredientov):

Alberdingk CUR 99® (34,7 %)	30
Worlee WO 604 N	0,5
Dowanol DPM	2
Etyidiglykol	3
Voda	6
Byk^& 333	0,2
Byk® 346	0,3
Akrysol® RM 2020	0,5
Alberdingk® CUR 99 (34,7 %)	57,5
Celkom	100

Pripraví sa zmes kompozície podľa príkladu 3 s kompozíciou izokyanátu podľa príkladu 1 alebo 2 a dve kompozície izokyanátov podľa doterajšieho stavu techniky (porovnávacie príklady) s cieľom získania nasledujúcich konečných kompozíc:

Tužidlo	1	3	4	6
Kompozícia príklad 2	85
Zlúčenina podľa stavu techniky 1*		85
Zlúčenina podľa stavu techniky 2**			65
Zlúčenina príklad 1				100
Proglyd DMM®	15	15	35
Množstvo zložky 1 (% hmotnostné)	9	9	10	9

* oligomér izokyanurátu obsahujúci približne 100 % povrchovo aktívneho činidla, ktoré obsahuje polyéterový reťazec nasadený na izokyanátovú funkčnú skupinu ** oligomér izokyanurátu obsahujúci približne 100 % povrchovo aktívneho činidla obsahujúceho polyéterový reťazec nasadený na izokyanátovú funkčnú skupinu

Získané zmesi sa nanesú na substrát z dreva (sibírska borovica) v troch po sebe idúcich vrstvách s hrúbkou 30 μηη v prípade každej vrstvy (po sušení).

Pre každý povlak sa hodnotí tvrdosť podľa Kôniga a odolnosť voči rôznym aniónovým produktom, kozmetickým produktom alebo potravinárskym produktom podľa normy DIN 68861.

Výsledky sú znázornené na obrázku 3 (tvrdosť) a obrázku 4 (chemická odolnosť).

Vo všetkých prípadoch je konečná tvrdosť získaného povlaku vyššia v prípade kompozície izokyanátov podľa predloženého vynálezu ako v prípade kompozície izokyanátov podľa doterajšieho stavu techniky.

Chemická odolnosť sa zlepší o faktor 1 až 2 vzhľadom na povlaky, ktoré sa získajú z kompozíc polyizokyanátov podľa doterajšieho stavu techniky.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Spôsob vytvorenia povlaku, ktorý má dobrú odolnosť voči napadnutiu chemickými produktmi, na substráte, ktorý má povrch z dreva, vyznačujúci sa tým, že zahŕňa nasledujúce kroky:

a) do vodnej suspenzie polyolu sa pridá kompozícia na báze izokyanátu alebo izokyanátov a anionické povrchovo aktívne činidlo obsahujúce hydrofilnú časť, ktorá zahŕňa aniónovú skupinu, a lipofilnú časť, ktorá zahŕňa uhľovodíkový zvyšok, pričom uvedené povrchovo aktívne činidlo obsahuje taktiež fragment reťazca polyetylénglykolu a/alebo polypropylénglykolu s aspoň 1, výhodne aspoň 5, výhodnejšie aspoň 7 etylényloxylových jednotkách a/alebo propylényloxylových jednotkách a uvedená kompozícia izokyanátu alebo izokyanátov neobsahuje viac ako 30 % hmotnostné povrchovo aktívneho činidla vo forme viazanej na funkčnú skupinu izokyanátu, na získanie emulzie izokyanátu alebo izokyanátov vo vode;

b) nanesenie uvedenej zmesi na drevený povrch uvedeného substrátu;

c) ponechanie izokyanátu alebo izokyanátov reagovať s uvedeným polyolom s cieľom získania polyuretánového povlaku.
2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že v kompozícii na báze izokyanátu alebo izokyanátov je prítomné aniónové povrchovo aktívne činidlo.
3. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že uvedená kompozícia izokyanátu alebo izokyanátov neobsahuje viac ako 20 % hmotnostné povrchovo aktívneho činidla vo forme viazanej na funkčnú skupinu izokyanátu.
4. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že uvedená kompozícia izokyanátu alebo izokyanátov neobsahuje viac ako 10 % hmotnostné povrchovo aktívneho činidla vo forme viazanej na funkčnú skupinu izokyanátu.
5. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že uvedené povrchovo aktívne aniónové činidlo obsahuje aspoň jednu funkčnú skupinu vybranú zo súboru, zahrňujúceho aryl- a/alebo alkoyl-sulfáty alebo fosfáty, aryl- alebo alkoyl-fosfonáty, fosfináty alebo sulfonáty.
6. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že uvedená lipofilná časť povrchovo aktívneho činidla sa vyberie zo súboru, zahrňujúceho alkoylové a arylové skupiny.
7. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že aniónová frakcia povrchovo aktívneho činidla má nasledujúci všeobecný vzorec:

kde q predstavuje nulu alebo 1;

p predstavuje celé číslo medzi 1 a 2 (uzavreté intervaly, to znamená obsahujúce medze);

m predstavuje nulu alebo celé číslo medzi 1 a 2 (uzavreté intervaly, to znamená obsahujúce medze);

X a X', rovnaké alebo rôzne, predstavuje vetvu obsahujúcu najviac dva uhlíkové prvky reťazca;

s je nula alebo celé číslo medzi 1 a 30, výhodne medzi 5 a 25, výhodnejšie medzi 9 a 20;

Γ r r r n je nula alebo celé číslo medzi 1 a 30, výhodne medzi 5 a 25, výhodnejšie medzi 9 a 20;

E je prvkom vybraným zo súboru, zahrňujúceho fosfor a síru;

Ri a R₂, rovnaké alebo rôzne, predstavujú uhľovodíkový zvyšok, výhodne vybraný zo súboru, zahrňujúceho aryly a alkoyly, ktoré sú prípadne substituované;

protikatión sa vyberie zo súboru, zahrňujúceho minerálne kovové a organické katióny.
8. Spôsob podľa nároku 7, vyznačujúci sa tým, že protikatión je amóniovým katiónom pochádzajúcim z terciárneho amínu.
9. Spôsob podľa nároku 8, vyznačujúci sa tým, že terciárny amín je trietylamín.
10. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že povrchovo aktívne činidlo pozostáva zo zmesi mono- a diesterov nonylfenolpolyetoxylovanej kyseliny fosforečnej obsahujúcej desať etylényloxylových motívov.
11. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že hmotnostný pomer medzi izokyanátmi a povrchovo aktívnym aniónovým činidlom je najviac rovný 1/3, výhodne najviac rovný 20 %, výhodnejšie rovný 10 % a je vyšší ako 1 %, výhodne vyšší ako 2 %.
12. Spôsob podľa nároku 7, vyznačujúci sa tým, že množstvo uvedeného povrchovo aktívneho činidla alebo činidiel je v rozmedzí medzi 10’² a 1 atómov E na liter.
13. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že kompozícia polyizokyanátu obsahujúca povrchovo aktívne činidlo sa ručne pridá do emulzie polyolu.
14. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že polyol je disperzia polyesteru polyuretánu.

c * r c t C r < r r C r r r cf r en'
15. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že (poly)izokyanát je vybraný zo súboru, zahrňujúceho produkty homo- alebo heterokondenzáciu alkoyléndiizokyanátov.
16. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že molárny pomer medzi voľnými funkčnými skupinami izokyanátov a hydroxylovými funkčnými skupinami polyolu je v rozmedzí medzi 0,5 a 2,5, výhodne v rozmedzí medzi 0,8 a 1,6, výhodnejšie v rozmedzí medzi 1 a 1,4.
17. Spôsob podľa jedného z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že povlak sa aplikuje v hrúbke, ktorá je po sušení v rozmedzí medzi 5 a 150 pm, výhodne medzi 30 a 100 pm.
18. Spôsob podľa jedného z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že zahŕňa etapu sušenia pri teplote 20 až 60 °C v priebehu času v rozmedzí od 15 minút do 48 hodín.