组合物、其制备及其用途制造技术

本发明专利技术涉及一种组合物、其制备方法及其用途。该组合物包含水、聚氨酯聚合物和螯合剂的水溶性盐，所述聚氨酯聚合物具有可水解基团，所述聚氨酯聚合物是包含下列反应组分的反应产物：组分A)异氰酸酯，组分B)具有异氰酸酯反应性基团的化合物，其中所述化合物包含至少一种可转化成所述可水解基团的基团，任选的组分C)乳化剂，任选的组分D)溶剂，和任选的组分E)反应性稀释剂；所述螯合剂的水溶性盐以0.04重量%至1.8重量%的量存在，相对于100重量%的所述聚氨酯聚合物计；且所述螯合剂的水溶性盐包含螯合剂的水溶性单价盐，所述螯合剂的水溶性单价盐以不小于30重量%的量存在，相对于100重量%的所述螯合剂的水溶性盐计。

Composition, preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】组合物、其制备及其用途
本专利技术涉及具有长保存期限的组合物、该组合物的制备及其用途，特别是在涂料、密封剂和粘合剂领域中的用途，以及通过用该组合物涂布获得的制品。
技术介绍
聚氨酯聚合物可以与水混合以形成水性聚氨酯分散体。水性聚氨酯分散体的保存期限，也称可使用时间或工作寿命，是指从水性聚氨酯分散体的制备完成到显示可用性丧失的时间的最长时间段，可用性丧失表示含有水性聚氨酯分散体的涂料、密封剂和粘合剂不再满足使用要求。长的保存期限通常是行业内所期望的，因为其向生产者和使用者提供宽裕的储存和使用时间。与溶剂型聚氨酯或固体型聚氨酯相比，当在环境条件下储存时，在水性聚氨酯分散体、特别是含有可水解基团的水性聚氨酯分散体中，可水解基团具有非常高的水解趋势。水性聚氨酯分散体的水解经常表现为聚氨酯聚合物的分子量下降。聚氨酯聚合物的分子量下降在涂布制品领域表现为对涂层的附着力、耐脏污性、耐刮擦性、抗冲击性、断裂伸长率和耐洗性的影响，或者，在密封剂和粘合剂产品领域表现为对密封剂和粘合剂的耐热性的影响。因此，为了延长水性聚氨酯分散体的保存期限，需要减缓水性聚氨酯分散体中的可水解基团的水解。聚氨酯固体在环境中可发生水解，产生羧基。在现有技术中，向聚氨酯固体中添加碳二亚胺或基于环氧化物的稳定剂以与水解产生的羧基反应，以缓解固体聚氨酯的进一步水解，延长固体聚氨酯的保存期限。然而，在水性聚氨酯分散体体系中，可水解基团水解产生的大部分羧基被包封在聚氨酯颗粒中，使得碳二亚胺基团或环氧基团难以与这些羧基反应。因此，稳定剂的添加不能以有效方式减缓可水解基团的水解。US3798198公开了一种溶剂型或无溶剂聚氨酯组合物，其包含量为至少0.5重量％的螯合剂，相对于100重量％的固体聚氨酯计。GB1453694公开了一种溶剂型聚合物组合物，其包含量为0.001％至20％的螯合剂的酯，相对于100重量％的固体聚合物计。EP0356655B1和EP0381125B1分别公开了一种用于制造增强材料的组合物，其包含至少一种可交联的聚氨酯成膜材料、至少一种丙烯酸类聚合物、能够提供增强作用的有效量的载体(例如水)和任选的螯合剂的盐、酯或醚，其中该螯合剂的使用量为0.01重量％至2重量％，相对于100重量％的组合物中的固体计。由这种组合物制备的增强材料具有良好的耐热性和耐溶剂性。现有技术致力于解决溶剂型或无溶剂聚合物体系的水解问题，或解决在干燥之后涂层的水解问题，对于水性聚氨酯分散体在储存期间的水解问题没有好的解决办法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供具有长保存期限的组合物、该组合物的制备及其用途，特别是在涂料、密封剂和粘合剂领域中的用途，以及通过用该组合物涂布获得的制品。根据本专利技术的组合物包含水、聚氨酯聚合物和螯合剂的水溶性盐；所述聚氨酯聚合物具有可水解基团，所述聚氨酯聚合物是包含下列反应组分的反应产物：组分A)异氰酸酯，组分B)具有异氰酸酯反应性基团的化合物，其中所述化合物包含至少一种可转化成所述可水解基团的基团，任选的组分C)乳化剂，任选的组分D)溶剂，和任选的组分E)反应性稀释剂；所述螯合剂的水溶性盐以0.04重量％至1.8重量％的量存在，相对于100重量％的所述聚氨酯聚合物计；且所述螯合剂的水溶性盐包含螯合剂的水溶性单价盐，所述螯合剂的水溶性单价盐以不小于30重量％的量存在，相对于100重量％的所述螯合剂的水溶性盐计。根据本专利技术的一个实施方案，提供了一种用于制备根据本专利技术的组合物的方法，其包括以下步骤：以任何合适的方式混合水、所述聚氨酯聚合物或用于制备所述聚氨酯聚合物的组分，以及所述螯合剂的水溶性盐。根据本专利技术的一个实施方案，提供了根据本专利技术的组合物用于制备涂布制品的用途。根据本专利技术的一个实施方案，提供了一种涂布制品，其包含基材和涂布在所述基材上的根据本专利技术的组合物。根据本专利技术的一个实施方案，提供了一种用于制备涂布制品的方法，其包括将根据本专利技术的组合物涂布到基材上。在本申请中已发现，来源于聚氨酯聚合物制备的金属离子，例如由于使用催化剂而引入的金属离子，将促进聚氨酯聚合物的可水解基团的水解。因此，在本专利技术中，引入适当量的螯合剂的水溶性盐，尤其是螯合剂的水溶性单价盐以通过形成稳定的化合物而捕捉金属离子，以防止通过金属离子促进可水解基团水解，从而减缓可水解基团的水解并缓解聚氨酯聚合物的分子量下降，从而可以稳定组合物的性能并且可以延长组合物的保存期限。专利技术详述本专利技术提供一种组合物，其包含水、聚氨酯聚合物和螯合剂的水溶性盐，所述聚氨酯聚合物具有可水解基团，所述聚氨酯聚合物是包含下列反应组分的反应产物：组分A)异氰酸酯，组分B)具有异氰酸酯反应性基团的化合物，其中所述化合物包含至少一种可转化成所述可水解基团的基团，任选的组分C)乳化剂，任选的组分D)溶剂，和任选的组分E)反应性稀释剂；所述螯合剂的水溶性盐以0.04重量％至1.8重量％的量存在，相对于100重量％的所述聚氨酯聚合物计；且所述螯合剂的水溶性盐包含螯合剂的水溶性单价盐，所述螯合剂的水溶性单价盐以不小于30重量％的量存在，相对于100重量％的所述螯合剂水溶性盐计。本专利技术还提供了用于制备该组合物的方法及其用途，以及通过将该组合物涂布在基材上获得的涂布制品，和用于制备该涂布制品的方法。聚氨酯聚合物如本专利技术所使用的聚氨酯聚合物是指聚氨酯脲聚合物和/或聚氨酯聚脲聚合物和/或聚脲聚合物和/或聚硫氨酯聚合物。可水解基团可以是选自聚酯基团、聚碳酸酯基团和聚酸酐基团中的一种或更多种，且最优选聚酯基团。聚氨酯聚合物根据DIN65467通过DSC使用在20℃至100℃的温度范围内的第一次升温曲线所测量的熔融焓优选大于15J/g。组分A)所述异氰酸酯的官能度优选不小于2，且更优选2至4。所述异氰酸酯可以是选自脂肪族异氰酸酯、脂环族异氰酸酯和芳香族异氰酸酯中的一种或更多种。所述脂肪族异氰酸酯可以是选自下列的一种或更多种：1，6-己二异氰酸酯、2，2-二甲基戊基二异氰酸酯、2，2，4-三甲基己二异氰酸酯、丁烯二异氰酸酯、1，3-丁二烯-1，4-二异氰酸酯、2，4，4-三甲基-1，6-己二异氰酸酯、1，6，11-十一烷三异氰酸酯、1，3，6-六亚甲基三异氰酸酯、1，8-二异氰酸酯基-4-异氰酸甲酯基辛烷、双(异氰酸乙酯基)碳酸酯、双(异氰酸乙酯基)醚、赖氨酸甲酯二异氰酸酯、赖氨酸三异氰酸酯、双(异氰酸甲酯基)硫醚、双(异氰酸乙酯基)硫醚、双(异氰酸丙酯基)硫醚、双(异氰酸己酯基)硫醚、双(异氰酸甲酯基)砜、双(异氰酸甲酯基)二硫醚、双(异氰酸乙酯基)二硫醚、双(异氰酸丙酯基)二硫醚、双(异氰酸酯基甲硫基)甲烷、双(异氰酸酯基乙硫基)甲烷、双(异氰酸酯基甲硫基)乙烷、双(异氰酸酯基乙硫基)乙烷、1，5-二异氰酸酯基-2-异氰酸甲酯基-3-硫杂戊烷、1，2，3-三(异氰酸酯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组合物，其包含水、聚氨酯聚合物和螯合剂的水溶性盐，所述聚氨酯聚合物具有可水解基团，所述聚氨酯聚合物是包含下列反应组分的反应产物：/n组分A)异氰酸酯，/n组分B)具有异氰酸酯反应性基团的化合物，其中所述化合物包含至少一种可转化成所述可水解基团的基团，/n任选的组分C)乳化剂，/n任选的组分D)溶剂，和/n任选的组分E)反应性稀释剂；/n所述螯合剂的水溶性盐以0.04重量％至1.8重量％、优选0.04重量％至0.5重量％、更优选0.05重量％至0.4重量％、且最优选0.1重量％至0.2重量％的量存在，相对于100重量％的所述聚氨酯聚合物计；且所述螯合剂的水溶性盐包含螯合剂的水溶性单价盐，所述螯合剂的水溶性单价盐以不小于30重量％的量存在，相对于100重量％的所述螯合剂的水溶性盐计。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170228 CN 20171014982531.一种组合物，其包含水、聚氨酯聚合物和螯合剂的水溶性盐，所述聚氨酯聚合物具有可水解基团，所述聚氨酯聚合物是包含下列反应组分的反应产物：
组分A)异氰酸酯，
组分B)具有异氰酸酯反应性基团的化合物，其中所述化合物包含至少一种可转化成所述可水解基团的基团，
任选的组分C)乳化剂，
任选的组分D)溶剂，和
任选的组分E)反应性稀释剂；
所述螯合剂的水溶性盐以0.04重量％至1.8重量％、优选0.04重量％至0.5重量％、更优选0.05重量％至0.4重量％、且最优选0.1重量％至0.2重量％的量存在，相对于100重量％的所述聚氨酯聚合物计；且所述螯合剂的水溶性盐包含螯合剂的水溶性单价盐，所述螯合剂的水溶性单价盐以不小于30重量％的量存在，相对于100重量％的所述螯合剂的水溶性盐计。


2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述可水解基团是选自聚酯基团、聚碳酸酯基团和聚酸酐基团中的一种或更多种，并优选是聚酯基团。


3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述螯合剂的水溶性盐满足以下关系：当所述螯合剂的水溶性盐以4.3*10-7mol/g的量存在于水溶液中时，所述水溶液具有大于4、优选大于6且最优选大于9的pH值。


4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述螯合剂的水溶性单价盐是选自乙二胺四乙酸单价盐、酒石酸单价盐、柠檬酸单价盐、焦磷酸单价盐、三聚磷酸单价盐、六偏磷酸单价盐和葡萄糖酸单价盐中的一种或更多种，并优选是选自乙二胺四乙酸四钠、乙二胺四乙酸四钾和焦磷酸四钠中的一种或更多种。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的组合物，其还包含稳定剂，其中所述稳定剂是选自碳二亚胺化合物、环氧化合物、噁唑啉化合物和氮丙啶化合物中的一种或更多种，并且所述稳定剂以0.5重量％至10重量％的量...

【专利技术属性】
技术研发人员：S德尔，E阿夫托莫诺夫，朱英丹，金晨，W魏，M周，
申请(专利权)人：科思创德国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE