TW200902575A - Polyurethane dispersions based on 2,2'-MDI - Google Patents

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Rolf Gertzmann
Rolf Roschu
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Christoph Irle
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Description

200902575 九、發明說明： 【相關專利申請案之交互參考】 本，利申請案係依35U.S.C. § 119(a_d)聲稱下者 〉優先權..2GG7年1月12日提出申請之德國專利申請案 序號 102007001868.3。 【發明所屬·之技術領域】 一#本發明係有關於水性聚胺基甲酸酯分散液，其包括 一笨基甲烷2,2’-二異氰酸酯作為一種合成組份、其製 備方法、及作為塗覆組成物之用途。 【先前技術】 聚胺基曱酸酯為特別地高價值及非常普遍的聚合 物，其對於例如：機械負載容量，如：低磨蝕性，可達成 特別高的要求。在表面處於高機械應力之塗覆領域中， 特別是，使用以芳族聚異氰酸酯為基質之聚胺基甲酸酯 較為有利，然而由於芳族地依附的異氰酸酯基團對於水 •^高反應性，水性聚胺基曱酸酯（PU)分散液僅能於高度 複雜的裝置中製備。水性聚胺基曱酸酯分散液包含芳族 異氰酸酯作為一種合成組份，而且具有有限的儲存穩定 性。 “ EP-0220000 A2揭示穩定的分散液，其製備係比例 地使用2,4、二苯基甲烷二異氰酸酯，以製得具有芳族異 氰酸酯端基之預聚物，隨後予以分散。製自這些分散液 之產物不僅具有改善的耐溶劑與耐水性，而且對於純的 甲苯二異氰酸酯具有改良的物性，然而其中所述之分散 200902575 液具有不胃的錯存穩定性，由其分散液中生成凝塊即 明顯可見。 EP 0373671 A2敘述合成自異氰酸自旨混合物之水性 聚胺f曱酸酯分散液，適合的異氰酸酯混合物為那些完 王由芳族艰異氰酸酯、或由一種芳族聚異氰酸酯與至少 -種脂肪族聚異氰酸@旨所組成者，芳族二異氰酸醋中之 A例，一本基曱燒4,4、二異氰酸酯。其中所揭示之產 物具有高的顆粒尺寸，導致生成不欲的凝塊，致使且有 不適當的儲存穩定性。 、對於下者持續具有需求：水性聚胺基曱酸酯分散 液其此氣得同時具有充分的彈性及有效的磨蝕特性之 塗層者’此類分散液特別應該具有儲存穩定性，亦即不 生成凝塊。 【發明内容】 發明概述 ^ 4述的難題已依照本發明予以解決，藉提供水性聚 胺基甲酸i旨分散液，其包含下者作為—種合成组份：一 種包括至少一種聚異氰酸S旨之混合物，其中一種聚異氰 酸醋為二苯基曱烷2,2，-二異氰酸酯。 本發明因此提供水性聚胺基甲酸酯（pu)分散液，其 包括一種混合物A)，其含有二種或多種聚異氰酸酯作 為合成組份，其中一種聚異氰酸酯A1)為二苯基曱烷 2,2’_二異氰酸酯。 發明詳述 6 200902575 用於本说明書及申請專利範圍中，包括用於實例 之所有數目’除非另相確地指明’皆可解讀為如 同則端冠有，大约，，一字，雖然此詞未明白地顯現，而且 於此^所述之任何數字範圍意欲包括所有包含於其内的 次-範圍。 δ物A)包括至少二種或多種聚異氰酸酉旨 Αη+1)，其條件為：於此混合物中至少有，以^^至 9〇%為較佳，们〇%至8G%為更佳，们㈣至观為非 书特佳，其係以重量計，之二苯基甲烧2,2，·二異氣酸醋 A1)，及η為整數，及n+1代表不同的異氰酸酯。 依本發明之水性聚胺基甲酸酯分散液除了合成組 份A)之外，另外包括下列諸合成组份： B) —種或多種具有數目_平均莫耳重量為5〇〇至6〇〇〇 公克/莫耳之多元醇， C) 一種或多種具有異氰酸酯_反應性之離子性或潛在 離子性的化合物，及 D) —種或多種莫耳重量為62至499公克/莫耳之低分 子量化合物，其共具有二個或多個羥基及/或胺基基 團。 依本發明之水性聚胺基曱酸酯分散液除了合成組 份A)之外，較佳地另外包括下列合成組份： B) —種或多種具有數目_平均莫耳重量為5〇〇至6〇〇〇 公克/莫耳之多元醇， c) 一種或多種具有異氰酸酯-反應性之離子性或潛在 200902575 離子性的化合物，及 D) —種或多種莫耳重量為62至499公克/莫耳之低分 子量化合物，其共具有二個或多個羥基及/或胺基基 團，及 F)親水性乳化劑。 依本發明之聚胺基甲酸酯分散液可選擇地包括一 元醇及/或一元胺E)。 依本發明之聚胺基甲酸酯分散液包括下列諸合成 組份：5%至60% ’以15%至57%為較佳，以25%至55% 為更佳，其係以重量計，之組份An+1)，15%至70%， 以20%至65%為較佳，以25%至60%為更佳，其係以重 量計，之組份B)，0.5%至15%，以2%至14%為較佳， 以3%至12%為更佳’其係以重量計，之組份c)，0.5% 至20%，以2%至18%為較佳，以4%至15%為更佳，其 係以重量計’之組份D)，及〇%至5%，以〇%至4%為 較佳’以0%至2%為更佳，其係以重量計，之組份e)， 及0%至8%，以0%至6%為更佳，以〇%至5%為特佳， 其係以重量計，之組份F) ’百分率係以樹脂固體之重量 為基準，並加總至100重量％。 依本發明之聚胺基甲酸酯分散液較佳地包括下列 諸合成組份：5%至60%，以15〇/〇至57%為較佳，以25〇/〇 至55%為更佳’其係以重量計’之組份Αη+ι)，15%至 70%，以20%至65%為較佳，以25%至60%為更佳，其 係以重量計’之組份B) ’ 0.5%至15%，以2%至14%為 200902575 較佳，以3%至12%為更佳，其係以重量計，之組份C)， 0.5%呈20%，以2%至18%為較佳，以4%至15%為更佳’ 其係以重量計，之組份D)，及0%至5%，以0%至4% 為較佳，以0%至2%為更佳，其係以重量計，之組份 E)，及0.1%至8%，以0.5%至6%為更佳，以1.0%至5% 為特佳，其係以重量計，之組份F)，百分率係以樹脂固 體之重量為基準，並加總至100重量％。 適合的組份An+1)，除二苯基曱烷2,2’-二異氰酸 酯（A1)外，為典型地用於聚胺基曱酸酯化學之聚異氰酸 酯。較佳的二異氰酸酯為那些具式RkNCOh者，其中 化]代表：一種具有4至12個碳原子之脂肪族碳氫化合物 基團、一種具有6至15個碳原子之環脂肪族碳氫化合 物基團、一種具有6至15個碳原子之芳族碳氫化合物 基團、或一種具有7至15個竣原子之芳脂肪族碳氳化 合物基團。此類二異氰酸酯之實例為：西亞曱基二異氰 酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、1-異氰基-3,3,5-三曱基-5-異氰基曱基環己烷（異佛爾酮二異氰酸酯）、4,4’-二異氰 基二環己基曱烷、1,3-伸苯基二異氰酸酯、3,3’-二曱基 _4,4’-二伸苯基二異氰酸酯、3,3’-二氯-4,4’-二伸苯基二 異氰酸酯、3,3’-二曱氧基-4,4’-二伸苯基二異氰酸酯、 1,5-萘二異氰酸酯、4,4’-二異氰基二苯基甲烷、2,4、二 異氰基二苯基甲烷、2,4-二異氰基曱苯、2,6-二異氰基 曱苯、或α,α,α: ’，α 四曱基-間-或對-二曱苯二異氰酸 酯、及前述諸二異氰酸酯之混合物。可與二苯基曱烷 9 200902575 2,2’-二異氰酸酯A1)—同使用之較佳聚異氰酸酯An+l) 為（4,4’_二異氰基二苯基曱烷、及/或2,4’-二異氰基二笨 基曱烷、及/或2,4’-二異氰基甲苯、及/或2,6-二異氰基 曱苯）、以及（4,4、二異氰基二苯基曱烷、及/或2,4，-二 異氰基二苯基曱烷、及2,4-二異氰基甲苯、及/或2,6_ 二異氰基曱苯）。當以2,2’-二異氰基二苯基曱烷作為組 份A1)時，特佳者為使用下列異構物之混合物作為組份
An+1):(4,4’-二異氰基二苯基曱烷或2,4，_二異氰基二苯 基曱烧）與（2，4-二異氰基曱苯及/或2,6-二異氰基甲 苯）’非常特佳者為一種包括2,2-二異氰基二苯基曱烷與 2,4’-二異氰基二苯基曱烧及2,4-二異氰基甲苯之混合 物。 同樣地可使用例如：三官能及/或較高的多官能異 氰酸酯An+1) ’藉以確保聚胺基曱酸酯具有某一程度的 分支或父聯度。這些種類異氰酸醋之獲得，例如·藉將 二官能的異氰酸酯相互反應，於一種方式其可使一分率 的異氰酸酯基圑衍生得到異氰脲酸酯、縮二脲、脲基甲 酸酯、脲二酮、或碳化二醯亞胺基團。亦適合者為經由 非離子基團親水化的聚異氰酸酯，其於水性2Kpu ^覆 材料中被典型地用作交聯劑之種類，此類聚異氰酸^^ 具有高的官能性，例如：多於3。作為較高的多官能異氰 酸酯，亦可比例地使用二異氰基二笨基甲烷之較高同系 物’其為以習知方式將苯胺縮合物光氣化所獲得 10 200902575 亦適合作為An+l)者為那些經由離子性基團之親 水化的聚異氰酸酯，其於水性2K PU塗覆材料中被典型 地用作交聯劑之種類，此類聚異氰酸酯可具有高的官能 性，例如：多於3。親水化的聚異氰酸酯例如：可藉使用 下者予以修飾獲得：羧酸酯、磺酸酯、及/或聚環氧乙烷 基團、及/或聚環氧乙烷/聚環氧丙烷基團。對於聚異氰 酸酯之親水化，可將聚異氰酸酯進行反應，例如：藉與 不足額數量的單官能親水性聚醚醇反應，此類親水化聚 異氰酸酯之製備例如被敘述於EP-A 0540985中。亦高 度適合者為敘述於EP-A 959087中包含脲基甲酸酯之聚 異氰酸酯，其製備係將低單體含量之聚異氰酸酯與聚環 氧乙烷聚醚醇類在脲基甲酸酯化之條件下進行反應。 DE-A 10007821中所述之以三異氰酸壬烷為基質的水-可分散聚異氰酸酯混合物亦為適合，同樣可行者為藉添 加商業訂製的乳化劑進行親水化反應。 於分子量範圍自500至6000公克/莫耳，以自500 至3000公克/莫耳為較佳，並以自650至2500公克/莫 耳為更佳，之適合的聚合多元醇B)為用以製備聚胺基曱 酸酯之聚合多元醇，其具有一 OH官能性為至少1.8至 5，以1.9至3為較佳，以1.9至2.0為更佳。 適合的聚合多元醇B)為如：聚S旨、聚_、聚竣酸酯、 聚酯碳酸酯、聚乙縮醛、聚烯烴、聚丙烯酸酯 '及聚矽 氧烷。較佳者為二官能的聚酯、聚醚、聚酯碳酸酯、及 聚碳酸酯，前述聚合多元醇B)之混合物亦同樣適合。亦 200902575 適合作為組份B)者為環氧乙烷與環氧丙烷基團之嵌段 共聚物’此類嵌段共聚物包括至多50〇/〇的環氧乙炫基 團，使用量為1〇%至5%，以8%至5%為較佳，以7%至 5 /〇為更佳，其係以重量計，其測定為相對於聚胺基甲酸 酯樹脂之總量。 適合的離子性或潛在離子性親水性化合物符合組 份C)之定義者如：單_與二羥基羧酸、單_與二胺基羧酸、 單-與二羥基磺酸、單_與二胺基磺酸、及單-與二羥基膦 酸、或單-與二胺基膦酸、及其鹽類，如：二甲基醇丙酸、 二甲基醇丁酸、羥基特戊酸、N_(2_胺基乙基）丙胺 I、2-(2-胺基乙胺基）乙烧續酸、乙二胺_丙基-或-丁基 磺酸、1，2-或1,3-丙二胺_β_乙磺酸、蘋果酸、檸檬酸、 乙醇酸、乳酸、甘胺酸、丙胺酸、牛磺酸、賴胺酸、3,5_ 二胺基苯曱酸、一種脂肪族二胺，如：乙二胺（EDA)或異 佛爾酮—胺IPDA，與丙烯酸之加合物（Ei>_a 0916647， 貫例1)、及其鹼金屬鹽類及/或銨鹽、亞硫酸氫鈉與丁 1，4-二醇之加合物、聚醚磺酸鹽、丁二醇與亞硫酸 氧納之丙氧化加合物，例如：敘述於A 2446440中（第 5_至9頁，式ι-m)，及包含可被轉化成陽離子基團之單 元’例如：以胺為基質之單元，的化合物，如：N_曱基二 乙醇私，作為親水性之合成組份。此外，亦可使用例如： 於WO-A 01/88006中之環己基胺基丙烷磺酸（CAps)， 作為符合組份C)定義之化合物。 較佳的組份C)為化合物，其帶有潛在離子性基團 12 200902575 者，如：N-曱基二乙醇胺、羥基特戊酸、及/或二曱基醇 丙酸、及/或二甲基醇丁酸。特佳的化合物C)為OH-官 能的化合物，其帶有潛在陰離子基團者，如：羥基特戊 酸、及/或二甲基醇丙酸、及/或二甲基醇丁酸。 同樣適合作為組份C)者為胺基-官能的化合物 C2)，如：二胺基羧酸、或二胺基磺酸、及其鹽類，如： 乙二胺-/S-乙基-或-丙基續酸、1，2-或1,3-丙二胺_点-乙 基磺酸、或（曱基）丙烯酸與一級聚胺（參見例 如：DE-A-19750186，第2頁，第52至57行）或乙二胺_ 乙基-緩酸s旨之反應產物。 特別適合作為組份D)者為每分子具有2至4個OH 基團之多元醇D1)，及具有2至4個一級及/或二級胺基 基團之胺類與胺基多元醇〇2)。 可作為組份m)者如：乙二醇、12—與153_丙二醇、 1，2-，1,3-與 1,4-丁二醇、ι，5_ 戊二醇、ι，6-己二醇、1,2- 環己二醇、1，4-環己二醇、環己烷_丨,4_二曱醇、2_乙基 -2-丁基丙二醇、包含醚氧之二醇，如：二乙二醇、三乙 二醇、四乙二醇、二丙二醇、三丙二醇、聚乙二醇、聚 丙一醇、或1丁 一醇、三甲基醇乙炫、三曱基醇丙炫、 丙三醇、季戊四醇、及N-烷醇醯胺，如：脂肪酸二乙醇 酿胺’例如：二乙醇胺與C6_c24飽和或不飽和脂肪酸之 反應產物。較佳的脂肪酸為下列脂肪及油之混合物，如： 椰子油、大豆油、向日葵油、亞麻子油、花生油、棕搁 油、棕榈核油、菜子油、及椰子油’及作為組份D2)用 13 200902575 途者由下者所組成.餅、乙一胺、1，4-二胺基丁 @、里德 爾酮二胺、4,二胺基二環己基，烧、乙二：: 醇胺。較佳的組份D1)為..1,3-丙二醇、匕冬丁二醇、！ 5_ 戍二醇、1,6-己二醇、1，4·環己二醇、環己烷_丨，‘二$ 醇二2-乙基-2_ 丁基丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙 =醇 ' 二丙二醇 > 三丙二醇。較佳的組份〇2)為耕、乙 、1,4-二胺基丁烷、異佛爾酮二胺、或4,4_二胺基 二環已基f炫，特佳的組份D2)為肼。 除了使用具有異氰酸酯-反應性、多官能的化合物 外，亦適合者為以單官能的醇類或胺類E)為部份端基之 聚胺基曱酸醋。適合的化合物£)為具有^⑴固^ 子之腊肪族單醇類E1)或單胺類E2)，較佳者為：乙醇'、、 正丁醇、乙二醇單丁基醚、2_乙基己醇、丨_辛醇、^ 二烷醇、1_十六烷醇、或二_N_烷基胺類。 醇、正丁醇、乙二醇單丁基_、或2-乙基己醇為·乙 ，樣適合作為組份E1)者為丙烯酸及/或曱基 齩，單羥基-官能的酯類，此類化合物之實例為 醇類，如：乙二醇、例如：異構的丙二醇與丁二醇、之^ 或例如下列聚幾基醇類之（U) — 二f基％丙烷、丙三醇、及季戊四醇，其平均包含一 游離的經基基圈。包含不飽和（甲基）丙賴自旨之分散】 心高能量輻射，以藉紫外_ 佳’或經由過氣化物或偶氮化合物化學地引起之自由^ 聚合反應，選擇地在其他可聚合（甲基）丙烯酸_單體二 14 200902575 存在下。 依本發明之聚胺基甲酸酯分散液較佳地另外包含 乳化劑F)，其包括例如·.每分子包含一個具有異氰酸酯_ 反應性基團之非離子性親水化合物。此類分子之實例為 聚氧基伸烷基醚類，其係合成例如：自一種單醇或苯酚 作，起始刀子、及自聚環氧乙烷、及選擇地聚丙烯-聚 乙烯氧化物嵌段，其具有一數目_平均分子 5〇 大约3000。若給予充分比率的這些非離子性親水化合 物，亦可不使用離子性親水化合物（D)。 較佳的乳化劑F)為陰離子性組份，其包含硫酸鹽、 磺酸鹽、磷酸鹽、或羧酸鹽基團，而且不帶有對nc〇 基團具有反應性之巾^者。這些包括例如：具有8個碳 至18個妷之烷基鏈之烷基硫酸鹽、具有一壬基苯酚基 團之醚硫酸鹽、一種乙氧化8個碳至18個碳之醇之磷 酸輯、8個碳至18個礙{基.取代之节基賴鹽、或硫 丁二酸。 本發明另外提供一種用於製備本發明水性聚胺基 甲鷇Sg仝散液之方法，其特徵在於：組份B)，c)，與D) 分別地被反應’並於任意的順序，或為一種混合物，其 具有起始加料組份A1)與An+1)，以得到—種異氰酸醋_ 官能的預聚物’其後將已添加中和用胺之水加至預聚物 中’或將料物加至水性的起始加料中，及將預聚物轉 移至水性相中。 理想地，具有ΝΗ-基團官能性之組份E2)&/4 D2) 15 200902575 僅於異氰酸酯反應性為溫和時添加，因此不會導致批次 之結膠。當使用專精人士所習知的方法，於充分數量的 溶劑中，-例如：於丙酮法之案例··或者在分散步驟後於分 散相中進行反應時，可獲得一種異氰酸酯與胺類間經控 制的反應。 用於製備包含異氰酸酯基團之預聚物，較隹者為起 始地引入組份A)(A1)及（An+l))，並且個別地添加OH-官能的組份，或以一種混合物，分成多份地或不中斷地 添加。選擇地使用一種溶劑或溶劑混合物，藉以降低樹 脂混合物之黏度，及/或減輕某些異氰酸酯-反應性化合 物之反應性，依所選擇之溶劑而定，可於分散步驟後予 以蒸除。 適合的溶劑為習知的典型塗料溶劑，如：丙酮、2-丁酮、4-甲基-2-戊酮、環己酮、甲苯、二甲苯、石油溶 劑、主要包含具有相對高度取代之芳族化合物之混合 物，其商品種類，例如於名稱為：Solvent Naphtha、 Solvesso® (Deutsche Exxon，Cologne，德國）、Cypar⑨ (Shell，Eschborn ’ 德國）、Cyclo Sol® (Shell，Eschborn， 德國）' Tolu Sol® (Shell，Eschborn，德國）、Shellsol® (Shell，Eschborn，德國）、碳酸酉旨類，如：碳酸二曱醋、 碳酸二乙酯、1,2-碳酸乙烯酯與1，2-碳酸丙烯酯、N-甲 基戊内醯胺舆N-曱基己内醯胺，以及溶劑如：二乙二醇 二曱基醚、二乙二醇乙基與丁基醚乙酸鹽、及二丙二醇 二甲基醚、或此類溶劑之任意所欲混合物。較佳的溶劑 16 200902575 為：甲基吡咯啶酮、N_乙基吡咯啶_、二丙二醇二曱 基配1¾ _、及曱基乙基曱酮，特佳者為以丙酮作為溶 劑，其可於分散步驟後藉蒸餾予以分離。 4 .於另一步驟中，能中和的基團被轉化成鹽之形態， 藉添加水至聚合物樹脂或藉添加聚合物樹脂至水，於每 個案例中加引入充分的剪切能量，則可產生一種分散 液，使用專精人士所習知的方法。然而原則上亦可使用 親水性組份Q,如：組份C2)_乙二胺乙基-或-丙基磺 酸鹽、1，2-或1，3_丙二胺_沒_乙基磺酸鹽_例如：當以丙酮 套製#聚私基甲酸酯分散液，其於加至聚胺基子酸酯預 聚物時，已以所使用種類之鹽的形態存在。 適合的中和劑為鹼有機及/或鹼無機化合物，除了 水性的氨、乙胺、及二甲胺溶液外，較佳者為：易揮發 的級—級、與二級胺，如：三乙胺、N-曱基嗎淋、 N-乙基嗎啉、N_甲基哌啶、三乙醇胺、乙基二異丙胺、 及異丙基二甲胺、或這些化合物之混合物。較佳者為： 異氰酸酯-惰性的三級胺’例如:三乙胺、乙基二異丙胺： 甲基嗎& ν·乙基嗎琳，中和用胺類之混合 同樣地適合。 然而具有潛在離子性基團之聚胺基曱酸酯預聚 物，其中和反應僅於水相中發生，於此案例中，將充分 數量分散用之水與能與預聚物中所添加的組份(D)生成 鹽的組份摻混，依中和的程度而定，分散液可製成非常 地細微，故其實質上具有一種溶液的外觀，然而亦可為 17 200902575 非常粗質的配方’其為同樣充分地穩定》固體含量亦可 改變，例如：自20重量％至65重量％，較佳的固體範圍 延伸自25重量％至50重量％，特佳的固體含量為3〇重 量％至40重量％。 過量的異氰酸酯基團隨後藉與具有異氰酸酯_反應 性之化合物D2)及/或E2)(鏈延伸，鏈終止）進行反應予 以反應’對於此目的’較佳者為使用一級或二級的單_、 一-、及二胺、及耕’其特佳者已被加至供分散用之水 中。 含氮之具有異氰酸酯-反應性組份D2)及/或E2), 其數量經計算為：30°/〇至105%，以40%至90%為較佳， 之異氮酸S曰基團能精反應予以消耗，特佳者為.3 Q %至 50%之異氰酸酯基團與肼D2)反應，剩餘的異氰酸酯基 團則與所存在的水反應。 對於製備塗覆組成物，依本發明聚胺基曱酸酯分 政液可單獨地或與其他水性黏結劑併同使用，此類水 性黏結劑可被合成例如：自聚酯、聚丙烯酸酯、聚環氧 化物、或聚胺基甲酸酯聚合物，亦可與輻射_可固化的 水性黏結劑併用。另一可能性為於依本發明聚胺基曱 酸酯分散液之存在下，將可聚合的乙烯基不飽和單體 來5 ’藉以獲得混成的分散液。用於此目的，在聚胺 ^曱酸酯分散液之存在下，進行下者之乳液聚合反應: 烯性不飽和單體，如··（曱基）丙烯酸之酯類及/或醯胺 類、及具有1至18個碳原子之醇類、苯乙烯、乙烯酯、 18 200902575 或丁二烯。這些單體可包含官能性基團，如：經基咬乙 醯乙醯氧基團，及一個或多個烯性雙鍵。因此本發明提 供物理地乾燥的塗覆組成物，其包含依本發明之聚胺基 甲酸醋分散液。 此外，在施加包含依本發明聚胺基甲酸酯分散液之 丽可添加交聯劑，適合用於此目的之較佳者為具有游離 NCO基團的親水性與疏水性聚異氰酸酯交聯劑，因此本 發明亦提供水性二組份(2K)之塗覆組成物，其包括根據 申請專利範圍第1項之聚胺基曱酸酯分散液及一種交聯 劑。 依本發明聚胺基曱酸酯分散液較佳地於塗覆組成 物中用作黏結劑，以依本發明聚胺基子酸酯分散液為基 質之塗料可被施加至任何所欲的基材，例如：木料、金 屬、塑料、紙、皮革、織物、數、玻璃、或礦質基材， 亦可施加至已被塗覆之基材，一種特佳的應用為塗覆木 質與塑料地板及礦質地板。 本發明亦提供使用依本發明聚胺基曱酸酯分散液 於製造透明塗層、已著色或未著色的塗層。適合的基材 為：礦質與陶瓷基材與材料、混凝土、硬纖維材料、金 屬的基材、塑料、紙、紙板、複合材料、玻璃、瓷器、 織物、及/或皮革。較佳的基材例如：木質與類似木質的 基材，如··傢倶、纖維板、木料-嵌段之地板、窗框、門、 板條、厚板、或樑。 依本發明聚胺基甲酸酯分散液可就其本身或與塗 19 200902575 料技術所習知的助劑與輔藥，如：填料、顏料、溶劑、 及流動控制助劑，併同使用，藉以製得塗層。 包含依本發明聚胺基甲酸酯分散液之塗覆組成 物，其應用可藉習知技術予以執行，例如藉：刷塗、灌 料、刀塗、噴霧、注射、旋轉塗佈、親壓、或蘸塗。塗 膜之乾燥可於室溫或高溫下進行，或者可於至高200°C 下烘乾。 【實施方式】 實例 表1:使用之組份 商品名 功能 規格 製造廠商 Pluronic® PE 4300 聚乙二醇-嵌段-聚丙 二醇-嵌段-聚乙二 醇，；ρ*=2，分子量約 1600公克/莫耳，乙二 醇分率30重量％ BASF AG ， Ludwigshafen > 德國 Simulsol® P 23 乳化劑 聚乙氧化之月桂醇(23 個環氧乙燒單元）， HLB 值=16.9 Seppic S.A.，巴 黎，法國 Terathane® 2000 聚（四亞曱基氧化 物），分子量2000(官能 性=2) 杜邦 ，Bad Homburg，德國 針對異氰酸酯之官能性 20 200902575 聚胺基甲酸酯分散液1 將一種包括108.4公克甲苯2,4-二異氰酸酯、77.9 公克2,2’-二異氰酸基二苯基f烷、及77.9公克2,4’-二 異氰酸基二苯基曱烷之混合物於2分鐘的期間加至一種 包括33.9公克二甲基醇丙酸、310.3公克之一種己二酸 與1,6-己二醇的聚酯（OHN-47毫克氫氧化鉀/公克）、及 69.6公克1,6-己二醇於173公克丙酮中之混合物中。經 由反應混合物的外部冷卻，溫度起始地維持於約56°C， 在放熱反應平息後，於6(TC下攪拌混合物，直至其達到 理論的>[(：0含量（2.4%)。隨後加入3.5公克3如1118〇1 P23，並使完全攪拌至反應混合物中。將800公克已冷 卻至25°C的預聚物於15°C下以劇烈攪拌加至包含下者 的溶液中：1314公克水、28.9公克三乙胺、及3.5公克 肼之水合物（64%強度溶液）。所生成的細粒分散液隨後 於40°C下攪拌20分鐘，其後藉蒸餾將丙酮自分散液移 除，分散液經冷卻至室溫後，通過一只快速過濾器（240 微米）予以過濾。分散液於2(TC下儲存甚至經6個月後 仍然穩定，未觀察到沉積物。 聚胺基甲酸酯分散液之特性： 平均顆粒尺寸： 106奈米 (激光關連之光譜，LCS) pH (20°〇 8.6 固體含量： 34% 21 200902575 聚胺基甲酸酯分散液2 將一種包括81.3公克曱苯2,4-二異氰酸酯、81,8 公克2,2’-二異氰酸基二苯基甲烷、及35.1公克2,4’-二 異氰酸基二苯基曱烷之混合物於2分鐘的期間加至一種 包括25.4公克二曱基醇丙酸、232.7公克之一種己二酸 與1,6-己二醇的聚酯（OHN-47亳克氫氧化鉀/公克）之聚 酯、22.5 公克 Pluronic® PE 4300、及 52.2 公克 1，6-己二 醇於129.5公克丙酮中之混合物中。經由反應混合物的 外部冷卻，溫度起始地維持於約56它，在放熱反應平息 後，於60°C下攪拌混合物，直至其達到一 NCO含量為 2.2重量％(理論的NCO含量為2.4%)。隨後加入2.7公 克Sinmlsol® P23，並使完全攪拌至反應混合物中。將 500公克已冷卻至25°C的預聚物於15°C下以劇烈攪拌 加至包含下者的溶液中：821公克水、18.1公克三乙胺、 及2.2公克肼之水合物（64%強度溶液）。所生成的分散液 隨後於40°C下攪拌20分鐘，其後藉蒸餾將丙酮自分散 液移除，分散液經冷卻至室溫後，通過一只快速過濾器 (240微米）予以過濾。分散液於20°C下儲存甚至經4個 月後仍然穩定，未觀察到沉積物。 聚胺基曱酸酯分散液之特性： 平均顆粒尺寸： 275奈米 (激光關連之光譜，LCS) pH (20°〇 8,9 固體含量： 35% 22 200902575 聚胺基甲酸酯分散液3 將一種包括81.3公克甲苯2,4-二異氰酸酯、35.1 公克2,2’-二異氰酸基二苯基曱烷、及81.8公克2,4、二 異氰酸基二苯基曱烷之混合物於2分鐘的期間加至一種 包括25.4公克二甲基醇丙酸、232.7公克之一種己二酸 與1,6-己二醇的聚酯（OHN-47毫克氫氧化鉀/公克）、22.5 公克 Phrnmic® PE 4300、及 52·2 公克 1,6-己二醇於 129,5 公克丙酮中之混合物中。經由反應混合物的外部冷卻， 溫度起始地維持於約56°C，在放熱反應平息後，於60 °C下攪拌混合物，直至其達到一 NCO含量為2·2重量 %(理論的NCO含量為2.4%)。隨後加入2.7公克 Simulsol® Ρ23，並使完全攪拌至反應混合物中。將500 公克已冷卻至25°C的預聚物於15°C下以劇烈攪拌加至 包含下者的溶液中：821公克水、18.1公克三乙胺、及 2.2公克肼之水合物（64%強度溶液）。所生成的分散液隨 後於40°C下攪拌20分鐘，其後藉蒸餾將丙酮自分散液 移除，分散液經冷卻至室溫後，通過一只快速過濾器 (1000微米）予以過濾。 聚胺基甲酸酯分散液之特性： 平均顆粒尺寸： 286奈米 (激光關連之光譜，LCS) pH (20°〇 8.8 固體含量： 36% 23 200902575 聚胺基曱酸酯分散液4 將一種包括57.9公克曱苯2,4-二異氰酸酯、83.1 公克2,2’-二異氰酸基二苯基曱烷、及83.1公克2,4’-二 異氰酸基二苯基曱烷之混合物於2分鐘的期間加至一種 包括32.7公克二甲基醇丙酸、144.0公克Terathane® 2000、及57.4公克1，6-己二醇於157.6公克丙酮中之混 合物中。經由反應混合物的外部冷卻，溫度起始地維持 於約56°C，在放熱反應平息後，於60°C下攪拌混合物， 直至其達到一 NCO含量為2.4重量％(理論的NCO含量 為2.7%)。隨後加入14.6公克甲基丙烯酸羥基乙酯及47 毫克2,6-二-三級丁基-4-曱基苯酚，並於相同溫度下攪 拌，直至NCO含量為1.7重量％(理論的NCO含量為1_9 重量％)。將500公克已冷卻至25°C的預聚物於15°C下 以劇烈攪拌加至包含1048公克水及19.6公克三乙胺的 溶液中。所生成的分散液隨後於40°C下攪拌20分鐘， 其後藉蒸餾將丙酮自分散液移除，分散液經冷卻至室溫 後，通過一只快速過濾器（240微米）予以過濾。 聚胺基甲酸酯分散液之特性： 平均顆粒尺寸： 78奈米 (激光關連之光譜，LCS) pH (20°〇 8.2 固體含量： 27% 聚胺基甲酸酯分散液5 將一種包括108.4公克甲苯2,4-二異氰酸酯、及 24 200902575 i55.8公克4,4’-二異氰酸基二苯基甲燒之混合物於2分 鐘的期間加至一種包括33.9公克二甲基醇丙酸、310.3 公克之一種己二酸與1，6-己二醇的聚酯（OHN:47毫克氫 氧化鉀/公克）、及69.6公克1，6-己二醇於173公克丙胴 中之混合物中。經由反應混合物的外部冷卻，溫度起始 地維持於約56°C，在放熱反應平息後，於60°C下攪拌 混合物，直至其達到理論的NCO含量（2.4%)。隨後加 入3.5公克Simulsol®P23，並使完全攪拌至反應混合物 中。將800公克已冷卻至25°C的預聚物於15°C下以劇 烈攪拌加至包含下者的溶液中：1314公克水、28.9公克 三乙胺、及3.5公克肼之水合物（64%強度溶液）。所生成 的分散液隨後於40°C下攪拌20分鐘，於此後續攪拌之 時，分散液產生沉積物。 比較實例聚胺基甲酸酯分散液6 將一種包括108.4公克甲苯2,4-二異氰酸酯、及 77.9公克4,4’-二異氰酸基二苯基甲烷、及77.9公克2,4’-二異氰酸基二苯基甲烷之混合物於2分鐘的期間加至一 種包括33.9公克二曱基醇丙酸、310.3公克之一種己二 酸與1，6-己二醇的聚酯（OHN-47毫克氫氧化鉀/公克）、 及69.6公克1，6-己二醇於173公克丙酮中之混合物中。 經由反應混合物的外部冷卻，.溫度起始地維持於約56 t：，在放熱反應平息後，於60°C下攪拌混合物，直至其 達到理論的NCO含量（2.4%)。隨後加入3.5公克 Simulsol® P23，並使完全攪拌至反應混合物中。將800 25 200902575 公克已冷卻至25°C的預聚物於15°C下以劇烈攪拌加至 包含下者的溶液中：1314公克水、28.9公克三乙胺、及 3.5公克肼之水合物（64%強度溶液）。所生成的分散液隨 後於40°C下攪拌20分鐘，其後藉蒸餾將丙酮自分散液 移除，分散液經冷卻至室溫後，通過一只快速過濾器 (240微米）予以過濾。 於20°C下儲存1週後，分散液具有沉積物。 聚胺基曱酸酯分散液之特性： 平均顆粒尺寸： 301奈米 (激光關連之光譜，LCS) pH (20°〇 8.8 固體含量： 34% 效用之實例 膜產品：將100公克個別分散液與10公克之水與丁二 醇比例為1:1的混合物徹底地混合，並將混合物於室溫 下儲存12小時，而後於一玻璃板上使用刮刀製得膜（溼 膜厚210微米），評比所獲得膜之光學品質。 表2 · 實例1 實例2 實例3 實例4 比較實例6 膜之透明度 透明 透明 透明 透明 霧狀 膜之表面 平滑 平滑 平滑 平滑 粗糙 7曰後之擺 鍾硬度 77英寸 72英寸 75英寸 105英寸 72英寸 26 200902575 雖然本發明為了解說之目的已詳述於前，但需明瞭 此細節僅為達此目的，其可被精於此方面技藝者，在不 偏離本發明之精義，與可能受限於申請專利範圍之範疇 下，而作改變。 【圖式簡單說明】 無 【主要元件符號說明】 無 27

Claims (1)

  1. 200902575 十、申請專利範園： 1. 水性聚胺基甲_旨_分散液，其包含—種包括二種 或多種聚異氰酸酯作為合成組份之混合物A)，其中 一種聚異氰酸酯A1)為二苯基甲烷2,2，_二異氰酸酯。 2. 根據申請專利範圍第！項之水性聚胺基甲酸酯（p奶分 散液，其中混合物A)包括至少二種或多種聚異氰酸 酉曰An+1 )，其條件為：於此混合物中，至少有$重量％ 之一苯基甲烷2,2’-二異氰酸酯A1)，及n為整數，及 1代表不同的異氰酸酯。 3·根據申請專利範圍第1項之水性聚胺基甲酸酯（pu)分 散液，其中混合物A)包括至少二種或多種聚異氰酸 酯An+1)’其條件為：於此混合物中有25重量％至知％ 重里之一本基甲烧2,2’-二異氰酸g旨A1)，及n為整 數，並代表不同的異氰酸醋。 4·根據申請專利範圍第1項之水性聚胺基曱酸酯分 散液，其另外包括下列諸合成組份： B) —種或多種具有數目-平均莫耳重量為5〇〇至 6〇〇〇公克/莫耳之多元醇， C) 一種或多種具有異氰酸醋_反應性之離子性或潛 在離子性的化合物，及 D) —種或多種莫耳重量為62至499公克/莫耳之低 分子量化合物，其具有二個或多個經基及/或胺基. 基團。 土 5.根據申請專利範圍第4項之水性聚胺基甲酸酯（pu)分 28 200902575 散液’其另外包括親水性乳化劑F)作為合成組份β 6. —種用於製備根據申請專利範圍第1項之水性聚胺基 甲酸酯（PU)分散液之方法，其中組份β)，〇，與]^ 刀別地被反應’並於任意的順序’或為一種混合物， 其具有起始加料組份Α1)與Αη+1)，以得到一種異氮 酸醋·官能的預聚物，其後將已添加中和用胺之水加 至預聚物中，或將預聚物加至水性的起始加料中，及 將預聚物轉移至水性相中。 7· —種物理地乾燥之塗覆組成物，其包含根據申請專利 範圍第1項之聚胺基曱酸酯（PU)分散液。 8· — 1水性二-組份（2Κ)塗覆組成物，其包含根據申請專 利靶圍第1項之聚胺基曱酸酯（pu)分散液及一種交 聯劑。 9.二種Jt明塗層，經著色或未著色之塗層，其包括根據 申請專利範圍第1項之聚胺基曱酸酯（PU)分散液。 29 200902575 七、指定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：第（無）圖。 (二） 本代表圖之元件符號簡單說明： 無 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式·· 無
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