生产和使用聚氨酯水性分散体的方法及其在涂覆剂中的用途技术

本发明专利技术涉及聚氨酯水性分散体作为填充涂覆剂中的粘合剂的用途，特别作为柔性屋顶涂料的粘合剂的用途，所述分散体的特征在于，其每kg的聚氨酯中包含至少10g的聚环氧烷并且每kg的聚氨酯中包含至少25mmol的磺化原料。

Process for production and use of aqueous polyurethane dispersions and their use in coating agents

The present invention relates to a polyurethane aqueous dispersion for use as filling adhesive coating agent in the special use as adhesive flexible roof coating, wherein the dispersion, polyalkylene oxide contains at least 10g of each kg and each kg polyurethane polyurethane containing sulfonated material of at least 25mmol.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生产和使用聚氨酯水性分散体的方法及其在涂覆剂中的用途本专利技术涉及聚氨酯水性分散体作为填充涂料中的粘合剂的用途，特别是作为柔性屋顶涂料的粘合剂的用途，其中所述聚氨酯中的聚环氧烷含量为至少10g/kg聚氨酯且磺化原料含量为至少25mmol/kg聚氨酯。聚氨酯水性分散体是用作用于涂漆木材的低溶剂或无溶剂涂料、用作皮革漆和印刷油墨的粘合剂。这些应用通常涉及清漆或着色涂料。这些基于聚氨酯水性分散体的涂料的优势在于，通过选择聚氨酯中沿聚合物链的硬段和软段的相对比例可以控制微相形态。机械性能特别值得注意：高耐磨性、非常好的硬度、更特别的韧性、良好的弹性性能(特别是非常好的低温弹性)。目前，聚氨酯分散体通常不用于填充漆中，而是例如用于皮革或木器用涂料中。这里通常使用包含非常少的或不含填料的清漆或着色涂料中。试图在具有相对较高的填料含量的水基涂料或油漆中使用这些粘合剂油漆会导致液体涂料中明显的不稳定性。填料/颜料的比例可以通过颜料体积浓度(PVC)来描述。颜料体积浓度表示在固化的漆膜中颜料/填料与粘合剂的体积比。计算颜料体积浓度包括：首先由颜料、填料和粘合剂的量(质量)和密度来计算粘合剂它们各自的体积(A.Goldschmidt，H.-J.Streitberger；BASFHandbuchLackiertechnik；2002；VincentzVerlag)，然后再用所获得的包含在制剂中的颜料和填料的体积除以全部固体原料的体积。为了简便起见，在计算中通常不考虑同样存在于制剂中的添加剂。溶剂和水在任何情况下都不存在于干燥涂层中，因此当计算PVC时不予考虑。PVC通常以％表示，并且在0％(不含颜料和填料的清漆)和100％(仅理论上可能，因为不含粘合剂)之间。本专利技术的涂料的PVC例如在5至85范围之间，应当理解，所述粘合剂还适用于仅包含非常小比例的添加颜料和/或填料或者什么都不包含的清漆应用中。屋顶特别优选柔性屋顶涂料使用PVC约为10至40的涂料。典型的现有技术的聚氨酯分散体通常是非“填料相容的”。因此必须对已知的聚氨酯水性分散体进行改性，以提高填料相容性，这是具有中等至高填料含量的典型油漆和涂料应用的基本要求。US5,629,402描述了包含聚氨酯分散体的涂料，所述涂料对水蒸汽极易渗透，同时在水中仅显示出低的膨胀性趋势。聚氨酯分散体包含作为PU主链中的原料的离子基和聚乙二醇，并且包含交联剂。所述应用是用于柔性基材的水蒸气可渗透性涂料，所述柔性基材如纺织品、皮革、纸等。然而，使用本文描述的聚氨酯分散体作为涂料中的原料，产生对填料仅具有有限的稳定性的体系。使用包含聚氨酯的水性分散体来涂覆基材如纺织品或皮革早已为人所知(EP-A595149)。DE10161156描述了包含聚氨酯的水性分散体，由以下物质合成a)二异氰酸酯，b)二醇，其中b1)基于二醇(b)的总量计，10至100mol％的二醇具有500至5000的分子量，并且b2)基于二醇(b)的总量计，0至90mol％的二醇具有60至500g/mol的分子量，c)除单体(a)和(b)以外的单体，其具有至少一个异氰酸酯基团或至少一个对异氰酸酯基团呈反应性的基团，且其另外带有至少一个亲水基团或潜在亲水基团，所述至少一个亲水基团或潜在亲水基团导致聚氨酯在水中的分散性，d)任选地，不同于单体(a)至(c)并且包含反应性基团碱性羟基、伯氨基或仲氨基或异氰酸酯基的其他多官能化合物，和e)不同于单体(a)至(d)并且包含反应性基团醇羟基、伯氨基或仲氨基或异氰酸酯基的任选的单官能化合物，可通过在铯盐的存在下使单体a)、b)、c)以及任选地d)和e)反应获得。此外，DE10161156描述了用这些分散体涂覆、粘合和浸渍由不同材料构成的制品的方法，用这些分散体涂覆、粘合和浸渍的制品，以及本专利技术的分散体作为水解稳定的涂料材料的用途。DE10161156没有描述PU分散体作为填充涂料中的粘合剂的任何用途，特别是没有描述作为柔性屋顶涂料的粘合剂。本专利技术的目的是开发聚氨酯分散体，其与现有技术中已知的聚氨酯分散体相比，具有明显提高的填料相容性，并且也具有特别好的与韧性和弹性相关的性能，即使在低于冰点的温度下。这些PU分散体相比常规丙烯酸酯分散体应显示出优势，特别是当用作水平屋顶表面的填充弹性油漆和涂料的粘合剂时。出人意料地，所述目的通过聚环氧烷含量为至少10g/kg聚氨酯和磺化原料含量为至少25mmol/kg聚氨酯的聚氨酯水性分散体来实现。出人意料地，发现包含长链烷醇基聚环氧乙烷和2-氨基乙基-2-氨基乙磺酸的钠盐的聚氨酯分散体与填料是特别相容的。为了制备根据本专利技术的填料相容的聚氨酯分散体，在作为纺织品或皮革涂料的常规应用中，该PU分散体可能必须包含比PU分散体单独所必需或有用的更多的官能团，以达到良好的填料相容性。虽然PU分散体中的该相应更大量的亲水基团有助于纯PU分散体的膜具有更大的吸水性，但是这种特别稳定的PU分散体并不必然使得高填充的油漆表现出超吸水性。相反，这些合成步骤使得制备出这样的PU分散体，由所述PU分散体制备出的填充油漆实际上表现出比预期更低的吸水性或水敏感性。本专利技术的聚氨酯分散体可通过如DE10161156中所述的以下方法制备，其公开内容通过引用的方式完全纳入本说明书中：水性分散体，包含由以下物质合成的聚氨酯：a)二异氰酸酯，b)二醇，其中b1)基于二醇(b)的总量计，10至100mol％的二醇具有500至5000的分子量，并且b2)基于二醇(b)的总量计，0至90mol％的二醇具有60至500g/mol的分子量，c)不同于单体(a)和(b)的单体，其具有至少一个异氰酸酯基团或至少一个对异氰酸酯基团呈反应性的基团，且另外带有至少一个亲水基团或潜在亲水基团，所述至少一个亲水基团或潜在亲水基团赋予聚氨酯在水中的分散性，d)任选地，不同于单体(a)至(c)并且包含反应性基团的其他多价化合物，所述反应性基团为醇羟基、伯氨基或仲氨基或异氰酸酯基，和e)任选的不同于单体(a)至(d)并且包含反应性基团的单官能化合物，所述反应性基团为醇羟基、伯氨基或仲氨基或异氰酸酯基，可通过在催化剂存在下使单体a)、b)、c)以及任选地d)和e)反应获得，所述催化剂例如为锡盐，如二月桂酸二丁基锡(DE-A199596539)；或为无锡催化剂，例如基于新癸酸铋的催化剂(例如来自OMGBorchersGmbH，Langenfeld，德国的315)。本专利技术的水性分散体包含聚氨酯，所述聚氨酯除其他单体外衍生自二异氰酸酯a)，优选使用在聚氨酯化学中经常使用的二异氰酸酯a)。合适的单体(a)特别包括式X(NCO)2的二异氰酸酯，其中X是包含4至12个碳原子的脂族烃基、包含6至15个碳原子的脂环族或芳族烃基或包含7至15个碳原子的芳脂族烃基。这样的二异氰酸酯的实例包括四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、十二亚甲基二异氰酸酯、环己烷1,4-二异氰酸酯、1-异氰酸酯基-3,5,5-三甲基-5-异氰酸酯基甲基环己烷(IPDI)、2,2-双(4-异氰酸酯基环己基)丙烷、三甲基己烷二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、甲苯2,4-二异氰酸酯、甲苯2,6-二异氰酸酯、二苯基甲烷4,4'-二异氰酸酯、二苯基甲烷2,4-二异氰本文档来自技高网...

【技术保护点】
聚氨酯水性分散体作为填充涂料中的粘合剂的用途，所述聚氨酯水性分散体的聚环氧烷含量为至少10g/kg聚氨酯和磺化原料含量为至少25mmol/kg聚氨酯。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.01 EP 14179532.81.聚氨酯水性分散体作为填充涂料中的粘合剂的用途，所述聚氨酯水性分散体的聚环氧烷含量为至少10g/kg聚氨酯和磺化原料含量为至少25mmol/kg聚氨酯。2.根据权利要求1所述的聚氨酯水性分散体的用途，所述聚氨酯水性分散体包含长链烷醇基聚环氧乙烷和2-氨基乙基-2-氨基乙磺酸的钠盐。3.根据权利要求1至3中任一项所述的聚氨酯水性分散体作为柔性屋顶涂料的粘合剂的用途。4.根据权利要求1至3中任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·扬斯，T·曼吉尔，C·勒施，P·罗马纳托，J·帕库施，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE