酮官能团上含有羰基的聚氨酯的分散体制造技术

技术编号:1578732 阅读:242 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种含聚氨酯(A)的水分散体,聚氨酯(A)带有从通式(Ⅰ)的化合物衍生的结构单元 *** Ⅰ 其中 R↑[1]、R↑[2]和R↑[3]各自是氢、C↓[1]-C↓[24]的烷基或C↓[6]-C↓[24]的链烯基, R↑[4]是氢, R↑[5]和R↑[6]是a)共同是C↓[4]-C↓[10]的链烷二基, b)各自是C↓[2]-C↓[10]的烷基、C↓[5]-C↓[8]的环烷基或C↓[7]-C↓[20]的芳烷基, c)各自是羟基封端的聚(C↓[2]-C↓[4]的烯化氧),或 d)R↑[5]或R↑[6]之一有如(a)到(c)所定义的,另一个基团是氢或通式Ⅱ的基团: *** Ⅱ 其中: X是C↓[2]-C↓[6]的链烷二基,以及 R↑[7]如R↑[5]或R↑[6]所定义的,但不是通式Ⅱ的基团, 其中 -R↑[5]和R↑[6]在(a)到(d)的每一种情况中,总共带有2-5个连接在脂族碳上的羟基,以及 -R↑[5]和/或R↑[6]必要时可带有1或2个连接在芳族结构上的羟基,或带有一个腈基、叔胺基、羧基或磺基,它们必要时以其盐的形式存在。(*该技术在2016年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种含聚氨酯(A)的水分散体,聚氨酯(A)包括从通式(I)的化合物衍生的结构单元 其中,各取代基有下列含义R1、R2和R3各自是氢、C1-C24的烷基或C6-C24的链烯基,R4是氢,R5和R6是a)共同是C4-C10的链烷基,b)各自是C2-C10的烷基、C5-C8的环烷基或C7-C20的芳烷基,c)各自是羟基封端的聚(C2-C4的烯化氧),d)R5或R6之一如(a)到(c)所定义的,另一个基团是氢或通式II的基团 其中X是C2-C6的链烷二基,以及R7如R5或R6所定义的,但不是通式II的基团,其中- R5和R6总共带有2-5个连接在脂族碳上的羟基,以及- 必要时,R5和/或R6可带有1或2个连接在芳族结构上羟基,或带有一个腈基、叔胺基、羧基或磺酸基,必要时它以其盐的形式存在。含有聚氨酯的水分散体是公知的(参见D.G.Oertel“塑料手册7”第2版,1983年,卡尔汉斯出版社,慕尼黑,维也那,24-25和571-574页)。将聚氨酯分散体用作诸如油漆或印刷油墨的涂料组合物也已是公知的。以后的涂料从其加工工艺、经济性和要求的性能看,聚氨酯分散体目前仍没有完全满足对它提出的一系列要求,这是它以后必须要满足的。涂料的使用性能通常要满足下列要求- 涂覆材料应当能够长期储存而不会使其性能(例如触变性)或在使用该涂料时产生的性能有任何改变。- 涂覆材料应该含最少量的溶剂、流平剂或其他挥发性有机成分,以便当涂覆材料被涂覆和干燥时,减少有机化合物的放出。- 当涂覆材料涂覆到工件上后,涂覆材料应该随后快速干燥或固化,以便使其在很短时间后能被进一步使用或加工。- 涂覆材料在加工时应该表现很少或不表现发泡倾向。对于由聚氨酯涂覆材料得到的高质量涂层和表面,应满足下列综合要求- 光滑的表面和高光泽- 耐水分、水蒸汽和诸如稀碱和酸的化学物质,并且耐有机溶剂和表面活性剂- 对诸如冲击或磨损的机械应力的稳定性- 本身无色,并没有诸如气泡或裂缝的缺陷- 对于木质基底,涂覆材料应该使木材的可见结构更明显地显现(露出木纹)。开发具有这种综合性能的涂料变得更加困难,因为单独的性能特征可以认为是基于不同的结构性能。耐磨性的前提是一定的硬度等级,而冲击强度要求一定的弹性。而且,光泽表面需要涂覆材料的流平性好,良好的流平性通常意味着使用挥发性有机化合物作为流平剂。特别地,涂覆材料应该能在尽可能宽的范围内用常规技术加工。为了能以最大的经济效率制造满足规定质量水平的涂料,需要不同复杂程度的不同技术,其复杂程度与所获涂料的质量有关;实际上,复杂性和努力的增加经常仅当其与相应的质量匹配时才认为是合算的。另一方面,对于涂料加工者而言,为每一个加工技术储备不同的原材料在后勤上是复杂的。在这些技术中,以下内容特别重要单组分涂料体系的冷固化技术(涂层在室温下固化)是最不复杂的,并且应当满足中等质量要求。由于双组分涂料体系要求加工者混合该体系,然后得到仅仅是有限适用期的混合物,因此该体系与加工者付出的更大努力有关,双组分涂料体系的冷固化技术的目的是满足较高的质量要求。烘烤技术(通常在100-160℃固化)适合于制备最高性能的涂料。通常,印刷油墨的表面性能满足已表述的与其他涂覆材料相同的要求。另外,使它们满足进一步的、特定的要求是重要的- 高份额固体,尤其是颜料,以便使干燥时间最短,以及- 良好的流平性,甚至在诸如聚乙烯和聚丙烯的非极性基底上。油墨印刷的制品,尤其是非极性塑料制成的制品应当满足的要求是- 油墨对基底良好的粘结性,尤其是受水的影响时- 油墨耐普通溶剂、脂肪、油、表面活性剂、水性溶液、酸和碱- 良好的附着性能。在某些情况下,这一系列的要求也产生相互冲突的目标,现有技术的印刷油墨不能完全解决这一冲突。例如,众所周知,印刷油墨的流平性可通过添加表面活性剂得到改善,但所涂覆的油墨耐水性不足。通过添加溶剂也可能改善其可润湿性,但这会限制水基油墨的生态学优势。EP-B-0 332 326描述了用于涂覆各种基底的、可用作单组份体系的聚氨酯分散体。在所述分散体系中,除含有分子量大于2000、并带有在酮或醛官能团上的羰基的水可分散的聚氨酯外,体系中另外包括带肼或腙基团的成分;或者该聚氨酯不仅带有在酮或醛官能上的羰基,另外还带有肼和/或腙基团。为了将羰基结构单元引入到聚氨酯中,推荐后者用这些单体制备,如二羟基丙酮、双丙酮丙烯酰胺与二胺或链烷醇胺的迈克尔加成物或2摩尔的双丙酮丙烯酰胺与2摩尔的二胺的迈克尔加成物。然而,用二羟基丙酮制备的分散体的缺点是它们产生的是棕色膜。所述文献还提到用以下单体如双丙酮丙烯酰胺与二乙醇胺的迈克尔加成物将酮基引入到聚氨酯中。尽管这样的单体确实可作为冷固化的单组份体系加工成具有满意性能的涂层,但它们不适合作为可产生具有优良性能水平的涂层的双组份体系成分,也不能通过烘烤加工来产生满足严格要求的涂层。另外,在DE-A-3 837 519中知道了含水可分散、带羰基的聚氨酯和聚酰肼水分散体,其中羰基官能团通过在制备过程中使用含羰基的单元或多元醇进入到聚氨酯中,含羰基的单元或多元醇的实例是羟基丙酮、羟基苯甲醛、乙偶姻、苯偶姻、双环氧化合物与酮羧酸的加成物和带至少一个羟基的酮羧酸酯。所述文献也介绍了将这些分散体用作涂覆材料或印刷油墨。当对储存期有高要求时,含有由多羟基羰基化合物制得的聚氨酯的分散体不能完全令人满意。含有从上述单羟基羰基化合物制得的聚氨酯的分散体所得涂层的机械性能和耐溶剂性到目前为止不能完全令人满意。而且,这些分散体易于形成凝结物。EP-A-0 646 609也介绍了将聚氨酯分散体用作印刷油墨。该文献所述的聚氨酯带有末端肼官能团,并且由于存在有离子基团和聚环氧乙烷基团而可分散在水中。JP-A-75-98913描述了聚氨酯橡胶,它是从链烷醇胺和乙酸形成的酰胺(H3CCOCH2CON(CH2CH2OH)2或H3CCOCH2CONHC(CH2CH2OH)2C2H5)制得,并用铝或铁的乙酰乙酸络合物作为链增长剂。因此,本专利技术的一个目的是,提供具有高性能的万能水性涂覆材料,它不具有现有技术的不足,在对该涂料进行的加工时,要求使用少量或不使用挥发性流平助剂就可得到坚固、光滑涂层。特别地,涂覆材料在使用时应能具有最大的适应性;换句话说,通过不同的加工技术使用该涂料时所能达到的性能水平应该不比现有技术低。本专利技术进一步的目的是,提供无现有技术不足之处的印刷油墨,并可用于制造被印刷基底、特别是非极性印刷基底,在这些基底上油墨能牢固地附着。我们已经发现,这些目的已通过上述分散体得以实现。分散体含有聚氨酯(A),聚氨酯(A)包括从通式(I)的化合物衍生的结构单元 其中R1、R2和R3各自是氢、C1-C24的烷基或C6-C24的链烯基,R4是氢,R5和R6通常a)共同是C4-C10的链烷二基,优选地是1,4-丁烷二基或1,5-戊烷二基,b)各自是C2-C10的烷基,优选是C2-C3-烷基、或者是C5-C8的环烷基,优选地是环戊基或环己基、或者是C7-C20的芳烷基,优选地是苯基,或者是通式II的基团 其中X是C2-C6的链烷二基,以及R7如R5或R6所定义的,但不是通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:N·科凯尔M·G·劳R·厄托H·拉比格JP·迈尔德E·古宾斯T·沃斯
申请(专利权)人:巴斯福股份公司
类型:发明
国别省市:

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