单组分涂料体系制造技术

本发明专利技术涉及基于非异氰酸酯活性的聚氨酯分散体和封端的疏水多异氰酸酯的水性单组分（１Ｋ）涂料体系和其制备方法及应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及基于非异氰酸酯活性的聚氨酯分散体(与异氰酸酯基不反应的聚氨酯分散体)和封端的疏水多异氰酸酯的水性单组分(1K)涂料体系，以及它们的制备方法和应用。
技术介绍
在基材的涂料中，水性环保的体系越来越多地替代了溶剂基粘合剂。尤其是基于聚氨酯-聚脲分散体的粘合剂，由于其优良特性，起着越来越重要的作用。水性聚氨酯(PU)分散体的制备原则上已知。制备所述分散体的各种可能的方法已有描述，例如，D.Dieterich在综述文章(D.Dieterich，Prog.Org.Coatings9,281(1981))中的描述。为了进一步改进上述分散体的特殊性能，它们常常与基于封端多异氰酸酯的交联剂组合使用。例如，WO-A 02/14395阐述了由含有氨基甲酸基团的多元醇和用吡唑衍生物封端的疏水多异氰酸酯组成的涂料组合物的制备方法。热致脱封端使多元醇与多异氰酸酯交联，形成氨基甲酸酯。最终的涂层适合于耐飞石块冲击的、无泛黄的涂层。1K涂料体系基于PU分散体，该分散体具有封端的异氰酸酯基，和非显著量的异氰酸活性基团，在基材已涂布或已渗有该涂料体系时上述两种基团受热可交联。因此，在应用的许多领域中，例如玻璃纤维的浸润或玻璃纤维增强塑料的生产中，组合使用不含有异氰酸酯活性基团的聚氨酯-聚脲分散体和封端的水分散或封端的水溶性多异氰酸酯。例如，所述分散体的制备已在DE-A2456469和DE-A 2853937中描述。然而，现有技术所知的水性单组分(1K)涂料组合物，仍不能满足严格要求，尤其是耐水性和湿粘合性等性能。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种水性储藏稳定的涂料体系，该体系成膜后比起常规的现有技术的涂料组合物具有更高的耐水性和湿粘合性。业已发现，疏水封端的多异氰酸酯在水分散性和/或水溶性聚氨酯的帮助下可在水中稳定分散，所述聚氨酯具有非显著量的Zerewitinov-活性氢原子；并显著提高它们形成的涂层的性能，例如耐水性和湿粘合性。在这种情况下，水分散的或水溶性聚氨酯起到了封端多异氰酸酯的“乳化剂”的作用。由于聚氨酯含有非显著量的Zerewitinov-活性氢原子，它们与封端的多异氰酸酯组合不会形成自交联分散体。升高温度除去封端剂后，多异氰酸酯交联剂的官能团能与已涂布涂料组合物的基材的异氰酸酯活性基团交联。与传统的粘合剂/交联剂组合不同，它们的粘合剂和交联剂是亲水化的，本专利技术的涂料组合物具有低得多的总亲水性，涂布于基材后，涂层吸水显著降低，具有高耐水性以及更佳的湿粘合性。本专利技术提供了水性单组分(1K)涂料体系，其包括(I)至少一种含有化学键合亲水基团的聚氨酯(A)，并且以分散体非挥发性组分计，含有Zerewitinov-活性氢原子的基团的含量为0-0.53mmol/g，更佳0-0.4mmol/g，最佳0-0.25mmol/g，(II)至少一种多异氰酸酯(B)，其中NCO基团已被可逆封端并且该多异氰酸酯不含有亲水基团，和(III)水，组分(A)和(B)的比例要使得封端的多异氰酸酯含量为0.01至1.0mol每/100g树脂固体。对于专利技术的来说，含有Zerewitinov-活性氢原子的基团是羟基、伯胺或仲胺或是硫醇基。在本专利技术的范围内，离子或非离子基团包括在亲水基团之内。适合于本专利技术1K涂料体系聚氨酯(A)是下述组分的反应产物A1)多异氰酸酯，A2)聚合多元醇和/或多胺，其平均摩尔量为400至8000，A3)任选单或多元醇或单或多胺或氨基醇，其摩尔量最高为400，以及至少一种选自下面的化合物A4)含有至少一个离子基团或潜在的离子基团的化合物和/或 A5)非离子亲水化合物。对于本专利技术的来说，潜在的离子基团是一种能够形成离子基团的基团。聚氨酯(A)宜由下述组分制备7-45重量％的A1)，50-91重量％的A2)，0-15重量％的A5)，0-12重量％的离子或潜在离子化合物A4)，以及任选的0-30重量％的A3)，A4)与A5)之和为0.1-27重量％，所有组分之和最高为100重量％。聚氨酯(A)更佳地由下述组分制备10-30重量％的A1)，65-90重量％的A2)，0-10重量％的A5)，3-9重量％的离子或潜在离子化合物A4)，以及任选的0-10重量％的A3)，A4)与A5)之和为0.1-19重量％，所有组分之和最高为100重量％。聚氨酯(A)最佳由下述组分制备8-27重量％的A1)，65-85重量％的A2)，0-8重量％的A5)，3-8重量％的离子或潜在离子化合物A4)，以及任选的0-8重量％的A3)，A4)与A5)之和0.1-16重量％之间，所有组分之和最高为100重量％。合适的多异氰酸酯(A1)包括芳族、芳脂族、脂族或环脂族的多异氰酸酯。也可使用这些多异氰酸酯的混合物。合适的多异氰酸酯的例子包括亚丁基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、2，2，4-和/或2，4，4，-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、异构体的二(4，4’-异氰酸根合环己基)甲烷或其任意所需的异构体含量的混合物、异氰酸根合甲基-1，8-辛烷异氰酸酯、1，4-亚环己基二异氰酸酯、1，4-苯二异氰酸酯、2，4-和/或2，6-甲苯二异氰酸酯、1，5-萘二异氰酸酯、2，4’-或4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、三苯基甲烷4，4’，4”-三异氰酸酯或其与氨基甲酸酯、异氰脲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲、脲二酮(uretdione)、亚氨基噁二嗪二酮(oxadiazinedione)结构的衍生物及其混合物。较佳的是六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和异构体的二(4，4’-异氰酸根合环己基)甲烷以及它们的混合物。所述类型的较佳的多异氰酸酯或多异氰酸酯混合物只含有脂族基和/或环脂族基键合的异氰酸酯基。最佳的起始化合物(A1)包括基于HDI、IPDI、和/或4，4’-二异氰酸根合环基甲己烷的多异氰酸酯和/或多异氰酸酯混合物。其它合适的多异氰酸酯(A1)为通过简单的脂族、环脂族、芳脂族和/或芳族二异氰酸酯改性制得的任意所需的多异氰酸酯，由至少两个二异氰酸酯合成，并具有脲二酮(uretdione)、异氰脲酸酯、氨基甲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲、亚氨基噁二嗪二酮的结构。例如，J.Prakt.Chem.336(1994)pp.185-200所描述的那样。合适的聚合多元醇或多胺(A2)的OH官能度至少为1.5-4，例如聚丙烯酸酯、聚酯、聚内酯、聚醚、聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、聚缩醛、聚烯烃和聚硅氧烷。多元醇的摩尔量最好为600-2500，OH官能度最好为2-3。合适的含有羟基的聚碳酸酯可通过碳酸衍生物与二醇反应得到，碳酸衍生物例如碳酸二苯酯、碳酸二甲酯或碳酰氯。合适的二醇为，例如乙二醇、1，2-和1，3-丙二醇、1，3-和1，4-丁二醇、1，6-己二醇、1，8-辛二醇、新戊二醇、1，4-二羟基甲基环己烷、2-甲基-1，3-丙二醇、2，2，4-三甲基戊烷-1，3-二醇、二丙二醇、聚丙二醇、二丁二醇、聚丁二醇、双酚A、四溴双酚A、以及内酯改性的二醇。二醇组分最好含有40-100重量％的己二醇，最好1，6-己二醇和/或己二醇衍生物，并且其末端羟基含有醚基或酯基，例如1mol己二醇与至少1mol，1-2mol更佳的己内酯根据DE-A1770245反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水性单组分（１Ｋ）涂料体系，其包括：（Ⅰ）至少一种含有化学键合亲水基团的聚氨酯（Ａ），并且以分散体非挥发组分计，含有Ｚｅｒｅｗｉｔｉｎｏｖ－活性氢原子的基团的含量为０－０．５３ｍｍｏｌ／ｇ，（Ⅱ）至少一种多异氰酸酯（Ｂ） ，其中ＮＣＯ基团已被可逆封端并且该多异氰酸酯不含有亲水基团，和（Ⅲ）水，组分（Ａ）和（Ｂ）的比例要使得封端的多异氰酸酯含量为０．０１至１．０ｍｏｌ／１００ｇ树脂固体。

【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：T里谢尔，M梅尔希奥，K瑙约克斯，T费勒，J迈克斯纳，
申请(专利权)人：拜尔材料科学股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]