制备水可乳化聚氨酯丙烯酸酯的方法技术

本发明专利技术涉及可稳定储存的水可乳化聚氨酯丙烯酸酯、其制备方法及其用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及可稳定储存的水可乳化聚氨酯丙烯酸酯的用途及其制备方法。可根据本专利技术制备的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯是包含至少一种聚亚烷基二醇并因此可分散或稀释于水中的那些。制备水可溶解、水可稀释或水可乳化、辐射可固化的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯的方法为已知的。所述聚氨酯(甲基)丙烯酸酯的亲水性是基于聚乙二醇链的水溶性。其赋予聚氨酯(甲基)丙烯酸酯水溶性。此外，水溶性的提高可通过将具有酸官能团或碱官能团的单体纳入至聚合物中实现，其形成内部盐，因而导致水溶性的提高。水可分散的聚氨酯丙烯酸酯已知于例如EP-A98752或DE-A2936039。这些已知体系的亲水性是基于离子位点的存在，尤其是羧酸根基团或磺酸根基团的存在，其具有作为抗衡离子的碱金属阳离子或铵离子。使用水可分散的聚氨酯丙烯酸酯的缺点在于水性分散体在储存过程中分离，尤其当用其他分散体稀释或与其他分散体混合时。因此，需要具有提高的储存稳定性的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯。本专利技术的水溶性聚氨酯(甲基)丙烯酸酯为具有(甲基)丙烯酰基、纳入至聚醚链中的亚烷基氧单元以及优选内部盐基团的聚氨酯，所述聚氨酯通过特定方法制备。这类亲水性聚氨酯已知于例如PolymerScienceUSSR,volume15,no.4,May1974,814-822页、EP-A-0168173、EP-A-0154237、EP-A-0021824或EP-A-0381862以及JournalofAppliedPolymerScience,vol.84,1818-1831(2002)中。EP613915A1公开了包含聚乙二醇作为双官能二醇和含用于获得分散性的酸基的醇作为形成组分的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯。WO2008/148739A公开了具有有利的黄变性质的水可乳化的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯。其中记载的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯的缺点在于当其长时间保存时或当与其他分散体混合时具有分离的倾向，产生沉淀物或沉积物。本专利技术的目的在于开发辐射可固化的水可溶解或水可乳化的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯以用于涂料组合物中，所述聚氨酯(甲基)丙烯酸酯在储存、稀释和/或与其他分散体混合时是稳定的。所述目的是通过在涂料组合物中使用聚氨酯(甲基)丙烯酸酯(A)而实现，该聚氨酯(甲基)丙烯酸酯(A)包括以下作为形成组分(a)至少一种具有至少2个异氰酸酯官能团的异氰酸酯，(b)至少一种具有至少2个羟基官能团的聚环氧烷聚醚，(c)至少一种具有恰好一个羟基官能团和至少一个(甲基)丙烯酸酯官能团的羟基官能的(甲基)丙烯酸酯，(d)至少一种具有至少一个异氰酸酯反应性基团和至少一个酸官能团的化合物。(e)任选地至少一种具有至少一个异氰酸酯反应性基团和至少一个用于中和组分(d)的酸基的碱基的化合物，(f1)至少一种数均分子量Mn为至少600g/mol的单官能聚环氧烷聚醚醇，(f2)任选地至少一种具有恰好一个羟基官能团且除此之外无其他官能团的一元醇(f2)，(g)任选地至少一种二胺或多胺，(h)任选地至少一种用于活化(甲基)丙烯酸酯基团的伯胺或仲胺(h)。本专利技术还提供一种用于制备本专利技术的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯的方法，其中对于组分(a)至(g)，首先至少部分地加入组分(b)、(c)、(d)、(f1)以及——如果存在——(e)、(f2)和/或(g)，然后向最初加入的组分的混合物中加入异氰酸酯(a)。在其他实施方案中，聚氨酯(甲基)丙烯酸酯(A)可任选地在至少一种反应性稀释剂(B)的存在下和/或任选地在至少一种溶剂的存在下制备。由此获得的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯(A)在宽的稀释剂、温度和pH范围的水性分散体中具有改进的稳定性。同时，基本上保持涂料的性质，尤其基材上的粘合性。特别有利地，可通过上述方法获得的混合物、特别是通过上述方法获得的混合物可用作底漆，特别是作为木材和含木材的基材的粘合底漆。组分(a)为至少一种、优选恰好一种具有至少2个异氰酸酯官能团、优选2至3个以及更优选恰好2个异氰酸酯官能团的异氰酸酯。使用的异氰酸酯可为聚异氰酸酯或优选单体二异氰酸酯，其可为芳族、脂族或脂环族(其在本申请中简称为(环)脂族)。芳族异氰酸酯是包含至少一个芳族环体系的那些异氰酸酯，即纯芳族和芳脂族化合物两种。脂环族异氰酸酯是包含至少一个脂环族环体系的那些异氰酸酯。脂族异氰酸酯是仅包含直链或支链的那些异氰酸酯，换言之，为无环化合物。单体异氰酸酯优选为仅带有两个异氰酸酯基团的二异氰酸酯。通常，具有平均大于2个异氰酸酯基团的更高级异氰酸酯也是一个选择。其合适的实例包括三异氰酸酯如三异氰酸酯基壬烷、2,4,6-三异氰酸酯基甲苯、三苯甲烷三异氰酸酯或2,4,4’-三异氰酸酯基二苯醚或二异氰酸酯、三异氰酸酯和更高级多异氰酸酯的混合物，所述更高级多异氰酸酯例如通过光气化相应苯胺/甲醛缩合物获得并且构成具有亚甲基桥的聚苯基多异氰酸酯。所述单体异氰酸酯基本上不包括异氰酸酯基团与其本身的反应产物。单体异氰酸酯优选为具有4至20个碳原子的异氰酸酯。常规的二异氰酸酯的实例为脂族二异氰酸酯如四亚甲基二异氰酸酯、五亚甲基1,5-二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯(1,6-二异氰酸酯基己烷)、八亚甲基二异氰酸酯、十亚甲基二异氰酸酯、十二亚甲基二异氰酸酯、十四亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯的衍生物、三甲基己烷二异氰酸酯或四甲基己烷二异氰酸酯，脂环族二异氰酸酯如1,4-二异氰酸酯基环己烷、1,3-二异氰酸酯基环己烷或1,2-二异氰酸酯基环己烷、4,4’-二(异氰酸酯基环己基)甲烷或2,4’-二(异氰酸酯基环己基)甲烷、1-异氰酸酯基-3,3,5-三甲基-5-(异氰酸酯基甲基)环己烷(异佛尔酮二异氰酸酯)、1,3-双(异氰酸酯基甲基)环己烷或1,4-双(异氰酸酯基甲基)环己烷或2,4--二异氰酸酯基-1-甲基环己烷或2,6-二异氰酸酯基-1-甲基环己烷，以及3(或4)-双(异氰酸酯基甲基)三环[5.2.1.02,6]癸烷异构体混合物、8(或9)-双(异氰酸酯基甲基)三环[5.2.1.02,6]癸烷异构体混合物，以及芳族二异氰酸酯如2,4-甲苯二异氰酸酯或2,6-甲苯二异氰酸酯及其异构体混合物、间二甲苯二异氰酸酯或对二甲苯二异氰酸酯、2,4’-二异氰酸酯基二苯甲烷或4,4’-二异氰酸酯基二苯甲烷及其异构体混合物、亚苯基1,3-二异氰酸酯或亚本文档来自技高网...

【技术保护点】
聚氨酯(甲基)丙烯酸酯(A)在涂料组合物中的用途，该聚氨酯(甲基)丙烯酸酯(A)包括以下物质作为形成组分：(a)至少一种具有至少2个异氰酸酯官能团的异氰酸酯，(b)至少一种具有至少2个羟基官能团的聚环氧烷聚醚，(c)至少一种具有恰好一个羟基官能团和至少一个(甲基)丙烯酸酯官能团的羟基官能的(甲基)丙烯酸酯，(d)至少一种具有至少一个异氰酸酯反应性基团和至少一个酸官能团的化合物，(e)任选地至少一种具有至少一个异氰酸酯反应性基团和至少一个用于中和组分(d)的酸基的碱基的化合物，(f1)至少一种数均分子量Mn为至少600g/mol的单官能聚环氧烷聚醚醇，(f2)任选地至少一种具有恰好一个羟基官能团且除此之外无其他官能团的一元醇(f2)，(g)任选地至少一种二胺或多胺，(h)任选地至少一种用于活化(甲基)丙烯酸酯基团的伯胺或仲胺(h)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.16 EP 13188798.61.聚氨酯(甲基)丙烯酸酯(A)在涂料组合物中的用途，该聚氨酯(甲
基)丙烯酸酯(A)包括以下物质作为形成组分：
(a)至少一种具有至少2个异氰酸酯官能团的异氰酸酯，
(b)至少一种具有至少2个羟基官能团的聚环氧烷聚醚，
(c)至少一种具有恰好一个羟基官能团和至少一个(甲基)丙烯酸酯
官能团的羟基官能的(甲基)丙烯酸酯，
(d)至少一种具有至少一个异氰酸酯反应性基团和至少一个酸官能
团的化合物，
(e)任选地至少一种具有至少一个异氰酸酯反应性基团和至少一个
用于中和组分(d)的酸基的碱基的化合物，
(f1)至少一种数均分子量Mn为至少600g/mol的单官能聚环氧烷
聚醚醇，
(f2)任选地至少一种具有恰好一个羟基官能团且除此之外无其他
官能团的一元醇(f2)，
(g)任选地至少一种二胺或多胺，
(h)任选地至少一种用于活化(甲基)丙烯酸酯基团的伯胺或仲胺(h)。
2.权利要求1的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯的用途，其中异氰酸酯(a)
为(环)脂族二异氰酸酯。
3.根据前述权利要求之一的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯的用途，其中组
分(b)可包括式(Ia)至(Id)的烷氧基化的二元醇或多元醇
其中
R1和R2各自独立地为氢，或任选被芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、
杂原子和/或杂环取代的C1–C18-烷基，
K、l、m、q各自独立地为1至15，优选1至10以及更优选1至
7的整数，以及
对于i＝1至k、1至l、1至m以及1至q，每个Xi可独立地选自
-CH2-CH2-O-、-CH2-CH(CH3)-O-、-CH(CH3)-CH2-O-、
-CH2-C(CH3)2-O-、-C(CH3)2-CH2-O-、-CH2-CHVin-O-、
-CHVin-CH2-O-、-CH2-CHPh-O-和-CHPh-CH2-O-，优选选自
-CH2-CH2-O-、-CH2-CH(CH3)-O-和-CH(CH3)-CH2-O-，以及更优选
-CH2-CH2-O-，
其中Ph为苯基以及Vin为乙烯基。
4.根据权利要求1和2之一的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯的用途，其中
组分(b)为下式的聚亚烷基二醇
HO-[-Xi-]n-H
其中
对于i＝1至n，Xi可独立地选自-CH2-CH2-O-、-CH2-CH(CH3)-O-
和-CH(CH3)-CH2-O-，以及更优选-CH2-CH2-O-，以及
n可为5至60，优选7至50以及更优选10至45的整数。
5.根据前述权利要求任一项的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯的用途，其中
组分(c)选自(甲基)丙烯酸2-羟乙基酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙基酯或(甲
基)丙烯酸3-羟丙基酯、单(甲基)丙烯酸1,4-丁二醇酯、单(甲基)丙烯酸
新戊二醇酯、单(甲基)丙烯酸1,5-戊二醇酯、单(甲基)丙烯酸1,6-己二
醇酯、二(甲基)丙烯酸甘油基酯、二(甲基)丙烯酸三羟甲基丙烷酯、三
(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、2-羟乙基(甲基)丙烯酰胺、2-羟丙基(甲基)
丙烯酰胺和3-羟丙基(甲基)丙烯酰胺。
6.根据前述权利要求任一项的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯的用途，其中
存在组分(d)，其选自硫代乙醇酸(巯基乙酸)、巯基丙酸、巯基琥珀
酸、羟基乙酸、羟基丙酸(乳酸)、羟基琥珀酸、羟基新戊酸、二羟
甲基丙酸、二羟甲基丁酸、羟基癸酸、羟基十二烷酸、12-羟基硬脂酸、
羟基乙磺酸、羟基丙磺酸、巯基乙磺酸、巯基丙磺酸、氨基乙磺酸、

\t氨基丙磺酸、甘氨酸(氨基乙酸)、N-环己基氨基乙磺酸、N-环己基氨基
丙磺酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·伯杰，P·苏瑞，S·纽曼恩，U·伯克哈特，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE