聚氨酯-聚脲分散体制造技术

本发明专利技术涉及基于特定聚酯的水性聚氨酯分散体，制备这些分散体的方法以及它们的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚氨酯-聚脲分散体专利
本专利技术涉及基于特定聚酯的水性聚氨酯分散体，以及它们的制备方法和用途。专利技术背景使用水性粘结剂、特别是聚氨酯-聚脲(PUR)分散体对基材进行涂覆的情况 越来越常见。与许多其他种类的水性粘结剂相比，PUR分散体在对化学物质和 水的高耐受性、高机械强度、以及高抗张强度和可拉伸性方面特别显著。现有 技术的聚氨酯-聚脲分散体基本上能够满足这些要求。这些体系由于亲水基团的 原因可以自乳化，也就是它们可以在不借助外部乳化剂的情况下分散在水中。 现有技术的PUR分散体的缺点是，它们并不总能满足这些要求，特别是在高抗 张强度以及非常高的可拉伸性方面更是如此。专利技术概述因此，本专利技术的目的是提供改进的聚氨酯-聚脲(PUR)分散体，它们的膜结 合了高抗张强度和极端的可拉伸性。已知通过对用于制备聚酯的单体进行选择，可以对它们的硬度、弹性、以 及涂层的冲击弹性行为施加关键性的影响。所述挠性化单元(flexibilizing units) 是具有较长链的脂族化合物，例如1，6-己二醇或己二酸。相应地，使用短链脂 族或芳族化合物例如乙二醇、丙-l，2-二醇或邻苯二甲酸导致形成坚硬、弹性较 差的膜和涂层。与一般说法相反，现在令人惊奇地发现，通过结合主要由短链多元醇组分 合成的特定聚酯多元醇，可以获得表现出极佳可拉伸性、从而克服现有技术缺 点的PUR分散体。因此，本专利技术提供包含选自以下的单元的水性聚氨酯-聚脲分散体I)异氰酸酯基官能度^2的多异氰酸酯，n)聚合物多元醇，4低分子:III) 摩尔量为62-400克/摩尔、总共具有两个或更多个羟基和/或氨基的 :化合物，IV) 具有一个羟基或氨基的化合物，V) 异氰酸酯-反应性、离子性或潜离子性的亲水化化合物，以及VI) 异氰酸酯-反应性、非离子性的亲水化化合物，其特征在于，组分n)包含至少一种具有以下性质的聚酯多元醇(n.a):数均分子量Mn为200-8000克/摩尔、优选为400-8000克/摩尔、更优选为600-3000 克/摩尔，其由50-99重量％、优选55-75重量％、更优选至少58-70重量％的通 式(l)的二醇(以二醇的总重量为基准计)合成，HO--C一C-0--H(1)其中n是1禾口/或2。本专利技术还提供了本专利技术的水性聚氨酯-聚脲分散体，其特征在于，组分n)包含至少一种100重量。/。由通式(l)的二醇合成的聚酯多元醇(II.a)，<formula>formula see original document page 5</formula>(1)其中n是l和/或2。具体实施方式合适的组分I)的多异氰酸酯本质上是本领域技术人员已知的芳族、芳脂族、 脂族或脂环族多异氰酸酯，其NCO官能度优选大于或等于2，还可以包含亚氨 基噁二嗪二酮、异氰脲酸酯、脲二酮(uretdione)、氨基甲酸酯、脲基甲酸酯、 縮二脲、脲、噁二嗪三酮、噁唑垸酮、酰脲和/或碳二亚胺结构。它们可以单独 使用或者以任何需要的彼此混合物形式使用。合适的多异氰酸酯的例子是1,4-丁二异氰酸酯、1，6-己二异氰酸酯(HDI)、 异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、 2，2,4-和/或2,4,4-三甲基-1，6-己二异氰酸酯、同分 异构的二(4,4'-异氰酸环己酯基)甲垸或者它们的任何需要的异构体含量的混合 物、异氰酸甲酯基-l，8-辛垸二异氰酸酯、1,4-环己二异氰酸酯、1,4-苯二异氰酸 酯、2,4-和/或2，6-甲苯二异氰酸酯、1,3-和1，4-二(2-异氰酸丙-2-酯基)苯 (TMXDI)、 1，3-二(异氰酸甲酯基)苯(XDI)、 1,5-萘二异氰酸酯、2,4'-或4,4'-二苯 基甲垸二异氰酸酯、三苯基甲垸-4,4',4，'-三异氰酸酯、或者基于上述二异氰酸酯的具有2个以上NCO基团且具有脲二酮、异氰脲酸酯、氨基甲酸酯、脲基 甲酸酯、縮二脲、亚氨基噁二嗪二酮和/或噁二嗪三酮结构的衍生物。每个分子中具有2个以上NCO基团的非改性多异氰酸酯可以是例如4-异 氰酸甲酯基-l,8-辛烷二异氰酸酯(壬烷三异氰酸酯)。所述多异氰酸酯或多异氰酸酯混合物优选是上述种类的、只包含与脂族基 团和/或脂环族基团连接的异氰酸酯基的多异氰酸酯或多异氰酸酯混合物。特别优选的是1,6-己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、同分异构的二 (4,4'-异氰酸环己酯基)甲垸、以及它们的混合物。 —根据本专利技术的组分II)包含至少一种主要由通式(l)的短链二醇合成的聚酯 多元醇(II.a)。而且，组分n)还可以包含其他多元醇(II.b)作为组成单元。这些任 选使用的多元醇(II.b)是例如普通的聚酯多元醇、聚丙烯酸酯多元醇、聚氨酯多 元醇、聚碳酸酯多元醇、聚醚多元醇、聚酯聚丙烯酸酯多元醇和聚氨酯聚丙烯 酸酯多元醇、聚氨酯聚酯多元醇、聚氨酯聚醚多元醇、聚氨酯聚碳酸酯多元醇、 聚酯聚碳酸酯多元醇、苯敏/甲醛树脂之类的多元醇，这些多元醇可以单独使用 或者以混合物形式使用。这些种类的多元醇还可以至少按比例地包含伯氨基或 仲氨基作为NCO-反应性基团。一般来说，聚酯多元醇(II.a)的分子量Mn为200-8000克/摩尔，优选为 600-3000克/摩尔。它们的羟值为22-400毫克KOH/克，优选为30-200毫克KOH/ 克，更优选为40-160毫克KOH/克；它们的OH官能度为1.5-6，优选为1.8-3， 更优选为1.8-2.2，最优选为1.9-2.1。合适的聚酯多元醇(II.a)是二醇和任选的多(三、四)醇与二羧酸和任选的多 (三、四)羧酸或羟基羧酸或内酯的縮聚物。除了游离的多羧酸之外，还可以使 用相应的多羧酸酐或者相应的低级醇的多羧酸酯来制备所述聚酯。除了作为通式(l)化合物的短链二醇之外，还可以使用其他二醇或多元醇来 制备聚酯多元醇(II.a)。合适的二醇的例子是丁二醇、三甘醇、聚亚烷基二醇例 如聚乙二醇、丙二醇、丁垸-l,4-二醇、己垸-l,6-二醇、新戊二醇，优选上述最 后三种化合物，即丁烷-l,4-二醇、己垸-l，6-二醇、新戊二醇。还可以任选使用 例如以下的多元醇三羟甲基丙烷、丙三醇、赤藓醇、季戊四醇、三羟甲基苯 或三羟乙基异氰脲酸酯。合适的二羧酸或多羧酸包括邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、四氢 邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、环己垸二羧酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、戊二酸、四氯邻苯二甲酸、马来酸、富马酸、衣康酸、丙二酸、辛二酸、2-甲基琥珀酸、3，3-二乙基戊二酸、2,2-二甲基琥珀酸、或者具有20-50个碳原子的二 聚脂肪酸。可以类似地使用这些酸的酸酐(如果存在的话)。因此，对于本专利技术 要考虑的问题，"酸"的表述包括酸酐。还可以使用单羧酸，例如具有10-20 个碳原子的饱和或不饱和的脂肪酸、苯甲酸、2-乙基己酸和己烷羧酸，只要这 些多元醇的平均官能度超过2即可。优选饱和的脂族或芳族酸，例如己二酸和 /或邻苯二甲酸或邻苯二甲酸酐。还可以任选以较少量使用的多羧酸是例如苯偏 三酸。在制备聚酯多元醇时可以作为反应物使用、具有端羟基的羟基羧酸是例如 羟基己酸、羟基丁酸、羟基癸酸、羟基硬脂酸等。可以使用的内酯包括己内酯、 丁内酯等。但是，对于本专利技术重要的是，用于制备聚酯多元醇II.a)的二醇的本文档来自技高网...

【技术保护点】
水性聚氨酯－聚脲分散体，其包含选自以下的单元：Ⅰ）异氰酸酯基官能度≥２的多异氰酸酯，Ⅱ）聚合物多元醇，Ⅲ）摩尔量为６２－４００克／摩尔并且总共包含两个或更多个羟基和／或氨基的低分子量化合物，Ⅳ）具有一个羟基或氨基的化合物，Ⅴ）异氰酸酯反应性、离子性或潜离子性的亲水化化合物，以及Ⅵ）异氰酸酯反应性、非离子性的亲水化化合物，其特征在于，组分Ⅱ）包含至少一种具有以下性质的聚酯多元醇（Ⅱ．ａ）：数均分子量Ｍ↓［ｎ］为２００－８０００克／摩尔，由以二醇的总重量为基准计的５０－９９重量％的通式（１）的二醇合成ＨＯ－［－＊－＊－Ｏ－］↓［ｎ］－Ｈ（１），其中ｎ是１和／或２。

【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，H卡斯尔曼，T费勒，H布卢姆，G库雷克，
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]