制备基于含水聚氨酯分散体的硬涂料体系的方法技术

本发明专利技术描述了通过辐照固化的含水聚氨酯分散体的准备，及其作为粘合剂的应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】 本专利技术描述了制备基于含水聚氨酯分散体的硬的可辐照固化涂料体系的方法、可 通过该方法得到的涂料体系(Beschichtungssystem)、该涂料体系作为漆料(Lacke)和/或 粘合剂的应用，以及包含这些漆料和/或粘合剂的制品和基材。 发现基于聚氨酯聚合物的可辐照固化含水涂料体系尤其用于涂覆木材、塑料和皮革，并且特点在于多种积极的特性例如高的耐化学性和机械稳定性。 一个特别的优点是借助于高能辐照，聚氨酯顶涂层通过聚合物中存在的烯属双键交联超快地固化。 如果将含水可辐照固化的聚氨酯分散体用于色漆用的涂料体系，则由于颜料的吸收和散射，因此光化学固化受阻。由于此，涂料仅仅部分固化，并且不能实现聚氨酯清漆高品质的质量性能。 EP-B 753531和EP-B 942022描述了基于含羟基的聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯 和聚环氧丙烯酸酯的聚酯丙烯酸酯氨基甲酸酯分散体。在本申请中作为组分(E)描述的类 型的低聚甲基丙烯酸酯没有出现在EP-B753531和EP-B 942022中。所述的涂料体系适用 于物理干燥的清漆，更特别地用于木材和塑料应用。在这类粘合剂体系有色的情况下，不充 足的反应性导致低的硬度和不充足的化学物质抗性，并且获得了有色液体。基于含羟基的 聚酯丙烯酸酯和聚醚丙烯酸酯的含水可辐照固化聚氨酯分散体在EP-B 872502中找到。该 涂料体系的优选应用同样是清漆。在本申请中作为组分(E)描述的类型的低聚甲基丙烯酸 酯没有出现在EP-B 872502中。给出的色漆的例子(No. 10)显示在刚好10重量％的颜料 含量下对咖啡、芥末和红酒敏感。对斑点的敏感性据信可通过施涂另外的清漆改进。该有 色体系的硬度没有被描述。与所有其它例子相反，没有描述弹性和硬度。 EP-B 1311639描述了基于聚氨酯分散体的用于贴面木料的涂料体系的制备和应 用。除了聚氨酯丙烯酸酯之外，该分散体包含溶剂组分，优选N-甲基吡咯烷酮。还记载了 它们在后成型工艺中的应用，其中重要的因素是贴面木料的高柔性。即使作为清漆，得到的 覆层也非常软。基于所述粘合剂的有色体系明显不太合适。此外，由于N-甲基吡咯烷酮的 畸形效应，因此N-甲基吡咯烷酮的使用是不希望的。EP-B 1311639没有在不使用该溶剂组 分的情况下获得适用于硬涂料体系的含水聚氨酯分散体的任何说明。 EP-B 181486描述了基于聚醚二醇、聚酯二醇、聚内酯二醇和碳酸酯二醇和/或它 们的混合物，但在聚氨酯骨架上不带有丙烯酸酯官能团的聚氨酯分散体。通过混合含丙烯 酸酯的化合物，获得用于皮革的高光泽涂覆的含水可UV固化聚氨酯分散体。由于在含丙烯 酸酯的化合物与聚氨酯之间不可能进行光诱导的交联，因此所得的覆层非常软和柔性并且 具有低的耐化学性。EP-B 181486没有公开在聚氨酯骨架上带有丙烯酸酯官能团的含水聚 氨酯分散体可用于制备硬涂料体系。 对于面临激烈挑战的例如需要最少的刮擦性、最大的耐化学性、粘合性和吸引人的光学质量的日用品例如手机外壳，使用的涂料体系仍然通常是含溶剂的涂料体系，因为例如这里引用的现有技术中的含水粘合剂在它们的全部性能例如高光泽和防晒霜抗性中还没有实现足够好的结果。这里出于环境原因，同样要求转换成含水体系。 因此，本专利技术的目的是提供一种使得可以提供基于含水可辐照固化分散体的可着色并且特点在于机械稳定性、耐化学性和高光泽的涂料体系的方法。 该目的通过制备基于含水聚氨酯分散体的硬的可辐照固化涂料体系的方法实现， 该方法包括以下步骤 I)使以下组分反应形成聚氨酯 A) 40-80重量％的包含以下成分的含羟基组分 Al)基于组分(A)-(F)的总量，10_80重量％的一种或多种选自以下的含羟基的预 聚物聚酯、聚醚、聚环氧(甲基)丙烯酸酯和聚氨酯，它们具有40-300mg KOH/g的OH值并 且包含在高能辐照作用下与烯属不饱和双键进行聚合反应的基团， 和任选的 A2)基于组分(A)-(F)的总量，0-50重量％的一种或多种包含(甲基)丙烯酸酯 基团并且具有35-1000mg KOH/g的OH值的醇， B)O. 1-20重量％的一种或多种对异氰酸酯基因呈反应性并且对于聚氨酯分散体 起分散作用的化合物， 00_30重量％的选自以下的羟基官能化合物在每一情形下具有62-242g/mol分 子量的二醇、三醇，在每一情形下具有700-4000g/mo1分子量的聚酯、聚碳酸酯、聚氨酯、(:2、 C3和/或C4聚醚、聚醚酯和聚碳酸酯聚酯，与 D) 10-50重量％的一种或多种多异氰酸酯， 和随后 II)加入 E)2-40重量％的选自具有大于2. Omol双键/kg物质的双键密度并且通过高能辐 照作用与烯属不饱和化合物进行聚合反应的组分(Al)的低聚(甲基)丙烯酸酯， III)随后将根据步骤II)得到的产物分散在水中形成含水聚氨酯分散体，禾口 IV)使由步骤III)得到的含水聚氨酯分散体与 F)O. 1-10重量％的一种或多种单、二或多胺和/或氨基醇反应， 组分(A)-(F)的份额总和为100重量％，并且该涂料体系在固化后对于具有 150 ii m湿膜厚度的施涂薄膜而言根据DIN 53157具有大于60秒的Kdnig摆锤硬度，并且对 于具有250iim湿膜厚度的施涂薄膜而言根据EN ISO 527具有小于150%的断裂伸长率。 当如下进行时，本专利技术的方法是有利的将组分(A) 、 (B)和(C)预置于反应器中， 这些组分任选地用可与水混溶但对异氰酸酯基团呈惰性的溶剂稀释，并且将该初始进料加 热至30-8(TC的温度，在与所述一种或多种多异氰酸酯(D)进行反应之前任选地将异氰酸 酯加成反应催化剂加入化合物(A)、 (B)和(C)的混合物中，(A)、 (B)和(C)中的对异氰酸 酯呈反应性的基团与(D)中的异氰酸酯基团的摩尔比为0.8 : 1-2.5 : l，将可根据步骤 I)得到的聚氨酯与低聚(甲基)丙烯酸酯(E)溶于丙酮中形成低聚(甲基)丙烯酸酯-丙 酮溶液，并且根据步骤III)和IV)伴随着剧烈搅拌将该溶液引入包含所述一种或多种多胺 (F)的分散用水中，或者相反将分散用水/多胺混合物加入聚氨酯-低聚(甲基)丙烯酸 酯-丙酮溶液中。之后任选地通过蒸馏除去丙酮。 本专利技术进一步提供可通过本专利技术方法得到的硬的可辐照固化涂料体系。 当由组分(B)引入的酸和/或碱的中和度为50% _125%时，可通过本专利技术方法得到的涂料体系是有利的。5 当通过组分(F)的预聚物的剩余游离异氰酸酯基团的反应IV)进行至 35%_150%的程度时，可通过本专利技术方法得到的涂料体系是有利的。 当存在2_40重量％的可由(甲基)丙烯酸与选自二醇、三醇、四醇和六醇的醇酯 化得到的基于(甲基)丙烯酸酯的低聚(甲基)丙烯酸酯(E)时，可通过本专利技术方法得到 的涂料体系是有利的。 当存在2-40重量％的基于具有30-300mg K0H/g 0H值的聚酯(甲基)丙烯酸酯的低聚(甲基)丙烯酸酯(E)时，可通过本专利技术方法得到的涂料体系是有利的。 当存在2-40重量％的基于具有5-200mg KOH/g OH值的聚醚(甲基)丙烯酸酯的低聚(甲基)丙烯酸酯(E)时，可通过本专利技术方法得到的涂料体系是本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制备基于含水聚氨酯分散体的硬的可辐照固化涂料体系的方法，其包括以下步骤：　　Ⅰ）使以下组分反应形成聚氨酯：　　Ａ）４０－８０重量％的包含以下成分的含羟基组分：　　Ａ１）基于组分（Ａ）－（Ｆ）的总量，１０－８０重量％的一种或多种选自以下的含羟基的预聚物：聚酯、聚醚、聚环氧（甲基）丙烯酸酯和聚氨酯，它们具有４０－３００ｍｇ　ＫＯＨ／ｇ的ＯＨ值并且包含在高能辐照作用下与烯属不饱和双键进行聚合反应的基团，　　和任选的　　Ａ２）基于组分（Ａ）－（Ｆ）的总量，０－５０重量％的一种或多种包含（甲基）丙烯酸酯基团并且具有３５－１０００ｍｇ　ＫＯＨ／ｇ的ＯＨ值的醇，　　Ｂ）０．１－２０重量％的一种或多种对异氰酸酯基团呈反应性并且对于聚氨酯分散体起分散作用的化合物，　　Ｃ）０－３０重量％的选自以下的羟基官能化合物：在每一情形下具有６２－２４２ｇ／ｍｏｌ分子量的二醇、三醇，在每一情形下具有７００－４０００ｇ／ｍｏｌ分子量的聚酯、聚碳酸酯、聚氨酯、Ｃ２、Ｃ３和／或Ｃ４聚醚、聚醚酯和聚碳酸酯聚酯，与　　Ｄ）１０－５０重量％的一种或多种多异氰酸酯，　　和随后　　Ⅱ）加入Ｅ）２－４０重量％的选自具有大于２．０ｍｏｌ双键／ｋｇ物质的双键密度并且通过高能辐照作用与烯属不饱和化合物进行聚合反应的组分（Ａ１）的低聚（甲基）丙烯酸酯，　　Ⅲ）随后将根据步骤Ⅱ）得到的产物分散在水中形成含水聚氨酯分散体，和　　Ⅳ）使由步骤Ⅲ）得到的含水聚氨酯分散体与　　Ｆ）０．１－１０重量％的一种或多种单、二或多胺和／或氨基醇反应，组分（Ａ）－（Ｆ）的份额总和为１００重量％，并且该涂料体系在固化后对于具有１５０μｍ湿膜厚度的施涂薄膜而言根据ＤＩＮ　５３１５７具有大于６０秒的摆锤硬度，并且对于具有２５０μｍ湿膜厚度的施涂薄膜而言根据ＥＮ　ＩＳＯ　５２７具有小于１５０％的断裂伸长率。...

【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：S索默，R科普，H布卢姆，C厄尔，J韦卡德，E吕曼，
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]