含有硅氧烷基团的聚氨酯分散体制造技术

本发明专利技术涉及一种聚氨酯水分散体，其可以通过使多异氰酸酯与异氰酸酯反应性化合物在微粒乳状液中反应而得到。所述分散体特征在于异氰酸酯反应性化合物至少部分为式（Ⅰ）的聚硅氧烷，其中Ｒ↑［１］和Ｒ↑［２］相互独立地为具有不超过２０个碳原子的一价烃基，该烃基任选含有杂原子如Ｏ或Ｎ；Ｒ↑［３］和Ｒ↑［４］相互独立地为单键或具有不超过２０个碳原子的二价烃基，该烃基任选含有杂原子如Ｏ或Ｎ；Ｒ↑［５］和Ｒ↑［６］相互独立地为基团ＯＨ、ＳＨ、ＮＨ↓［２］或ＮＨＲ↑［７］，其中Ｒ↑［７］为具有不超过２０个碳原子的一价烃基，该烃基任选含有杂原子如Ｏ或Ｎ；且ｎ为１－１００的整数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种聚氨酯水分散体，其可以通过使多异氰酸酯与异氰酸酯反应性化合物在微粒乳状液中反应而得到，其中异氰酸酯反应性化合物至少部分为式I的聚硅氧烷 其中R1和R2相互独立地为具有不超过20个碳原子的一价烃基，合适的话，该烃基还可以含有杂原子如O或N，R3和R4相互独立地为单键或具有不超过20个碳原子的二价烃基，合适的话，该烃基还可以含有杂原子如O或N，R5和R6相互独立地为基团OH、SH、NH2或NHR7且R7为具有不超过20个碳原子的一价烃基，合适的话，该烃基还可以含有杂原子如O或N，且n为1-100的整数。聚氨酯通常通过使它们的起始化合物(异氰酸酯和异氰酸酯反应性化合物)在有机溶剂中的反应而制备。将所得聚氨酯分散于水中得到所谓的二次分散体。聚氨酯分散体还可以直接通过使起始化合物在水相中反应而得到(初级分散体)。这可通过WO 02/064657中所述的微粒乳状液聚合方法进行。在该方法中，在少量水溶性低于10-7g/L水(在21℃下)的疏水性化合物存在下将起始化合物在水中乳化。液滴尺寸通过已知方法调节为50-500nm。由于存在疏水性物质，不会出现Ostwald熟化效应(液滴生长到发生相分离)。而且，在液滴中起始化合物可以反应成聚氨酯，而液滴尺寸保持或多或少相同。以此方式得到聚氨酯初级分散体。希望聚氨酯分散体的颗粒尽可能小。聚氨酯分散体应含有尽可能低水平的低分子量成分，这些成分可能随后从所得膜中迁移出来。聚氨酯分散体应具有高稳定性和良好的性能特征。因此，本专利技术的目的是改进可以在微粒乳状液中得到的聚氨酯初级分散体的稳定性和性能特征。因此，发现了开头所定义的聚氨酯水分散体。还发现了一种制备该分散体的方法以及该分散体例如作为泡沫稳定剂的用途。本说明书的聚氨酯分散体是可以通过使异氰酸酯和异氰酸酯反应性化合物在微粒乳状液中的水相中反应而得到的初级分散体，如WO 02/064657所述。为此，借助表面活性化合物如乳化剂或保护性胶体将异氰酸酯和异氰酸酯反应性化合物(简称起始化合物)在水中乳化。疏水性化合物作为共稳定剂的伴随使用是必要的。这些共稳定剂的水溶性在21℃，1巴下优选低于10-5g/L水，更优选低于10-6g/L水，非常优选低于10-7g/L水。共稳定剂的量例如可以为0.1-10重量份，尤其是1-3重量份/100重量份起始化合物。合适共稳定剂的实例包括烃类如十六烷，卤代烃类，硅烷类，硅氧烷类，疏水性油类(橄榄油)或用于聚氨酯的起始化合物，条件是它们具有必要的疏水性。还合适的尤其是式I的聚硅氧烷。因此，优选的式I的聚硅氧烷具有共稳定剂的上述溶解性。此时无需其他共稳定剂。此时聚氨酯不含任何可能从所得涂层中迁移的共稳定剂。尤其是至少50重量％的共稳定剂可以为式I的那些。起始化合物的乳化液滴的粒度优选为50-500nm。粒度可以通过已知方法如在高压均化器中均化或施加超声波而调节。起始化合物得到聚氨酯的反应可以在升高的温度，例如20-120℃，优选60-100℃下以已知方式进行。象起始化合物的乳液一样，所得聚氨酯分散体的液滴尺寸优选为50-500nm，更优选100-300nm。按照本专利技术，异氰酸酯反应性化合物至少部分为式I的聚硅氧烷。在该式中，R1和R2相互独立地为具有不超过20个碳原子的一价烃基，合适的话，该烃基还可以含有杂原子如O或N原子。烃基可以含有氧原子作为例如醚基或羟基。R1和R2尤其为烷基，更优选C1-C10烷基，非常优选C1-C4烷基。R1和R2尤其为甲基。式I中的R3和R4可以相互独立地为单键或具有不超过20个碳原子的二价烃基，合适的话，该烃基还可以含有杂原子如O或N。其中R3和R4为单键的情形应理解为上式I中的R3和/或R4不存在且R5和/或R6直接连接于各硅原子上的效果。若R3和R4为烃基，则该基团可以含有杂原子，例如作为醚基、羟基或伯或仲氨基。优选R3和R4相互独立地为单键或C1-C20烷基，尤其是C1-C10亚烷基。更优选R3和R4相互独立地为单键或C1-C6亚烷基。R5和R6相互独立地为基团OH、SH、NH2或NHR7。这里的R7具有R1的定义。R7尤其为烷基，更优选C1-C10烷基，非常优选C1-C4烷基。优选R5和R6为羟基(OH)。变量n为1-100，优选1-50，更优选5-50，非常优选5-40的整数。作为优选的式I化合物，例如可以提到式II化合物 其中R6和R5为羟基且R1和R2为C1-C4烷基。优选的式I化合物还有其中R6和R5为羟基，R1和R2为C1-C4烷基且R3和R4为C1-C6亚烷基的那些。该类化合物例如可以名称Tegomer从Goldschmidt得到。最重要的是，聚氨酯优选由如下物质合成a)多异氰酸酯，b)多元醇，其中b1)多元醇(b)的总量中10-100mol％具有500-5000g/mol的分子量，b2)多元醇(b)的总量中0-90mol％具有60-500g/mol的分子量，c)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还带有至少一个亲水基团或一个潜亲水基团，d)合适的话，单体(a)-(c)以外的其他化合物，其具有至少两个异氰酸酯反应性基团，其中至少一个基团为伯或仲氨基或巯基，e)合适的话，单体(a)-(d)以外的一价化合物，其具有为醇羟基、伯或仲氨基或异氰酸酯基团的反应性基团。作为单体(a)尤其应提及二异氰酸酯X(NCO)2，其中X为具有4-15个碳原子的脂族烃基、具有6-15个碳原子的环脂族或芳族烃基或具有7-15个碳原子的芳脂族烃基。该类二异氰酸酯的实例是四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、十二亚甲基二异氰酸酯、1，4-二异氰酸酯基环己烷、1-异氰酸酯基-3，5，5-三甲基-5-异氰酸酯基甲基环己烷(IPDI)、2，2-二(4-异氰酸酯基环己基)丙烷、三甲基己烷二异氰酸酯、1，4-二异氰酸酯基苯、2，4-二异氰酸酯基甲苯、2，6-二异氰酸酯基甲苯、4，4’-二异氰酸酯基二苯基甲烷、2，4’-二异氰酸酯基二苯基甲烷、对苯二亚甲基二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯(TMXDI)、二(4-异氰酸酯基环己基)甲烷(HMDI)的异构体如反式/反式、顺式/顺式和顺式/反式异构体以及这些化合物的混合物。这类二异氰酸酯可以市购。作为这些异氰酸酯的混合物特别重要的是二异氰酸酯基甲苯和二异氰酸酯基二苯基甲烷的各结构异构体的混合物；尤其合适的是80mol％2，4-二异氰酸酯基甲苯和20mol％2，6-二异氰酸酯基甲苯的混合物。还尤其有利的是芳族异氰酸酯如2，4-二异氰酸酯基甲苯和/或2，6-二异氰酸酯基甲苯与脂族或环脂族异氰酸酯如六亚甲基二异氰酸酯或IPDI的混合物，其中脂族异氰酸酯与芳族异氰酸酯的优选混合比为4∶1-1∶4。另外，可以使用具有超过2个异氰酸酯基团的多异氰酸酯。合适的实例包括例如六亚甲基二异氰酸酯的异氰酸酯和缩二脲。为了合成聚氨酯，除了上述化合物以外，还可以将除了游离异氰酸酯基团外还带有封闭异氰酸酯基团如缩脲二酮(uretdione)的异氰酸酯用作化合物。从有效成膜和弹性的角度看，合适的多元醇(b)主要包括分子量为约500至5000g/mol，优选约1000至3000g/m本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚氨酯水分散体，其通过使多异氰酸酯与异氰酸酯反应性化合物在微粒乳状液中反应而得到，其中异氰酸酯反应性化合物至少部分为式Ⅰ的聚硅氧烷：Ｒ↑［６］－Ｒ↑［３］－［－＊－Ｏ－］↓［ｎ］－＊－Ｒ↑［４］－Ｒ↑［５］Ⅰ，其中　 　Ｒ↑［１］和Ｒ↑［２］相互独立地为具有不超过２０个碳原子的一价烃基，合适的话，该烃基还可以含有杂原子如Ｏ或Ｎ，Ｒ↑［３］和Ｒ↑［４］相互独立地为单键或具有不超过２０个碳原子的二价烃基，合适的话，该烃基还可以含有杂原子如Ｏ或Ｎ， Ｒ↑［５］和Ｒ↑［６］相互独立地为基团ＯＨ、ＳＨ、ＮＨ↓［２］或ＮＨＲ↑［７］且Ｒ↑［７］为具有不超过２０个碳原子的一价烃基，合适的话，该烃基还可以含有杂原子如Ｏ或Ｎ，且ｎ为１－１００的整数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：U利希特，M安东涅蒂，K兰德弗斯特，
申请(专利权)人：巴斯福股份公司，马克思普朗克科学促进协会公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]