含水聚氨酯树脂分散液及其制备方法和它在含水涂料组合物中的应用技术

一种自干燥外加剂交联的含水涂料组合物，其加工方法及制备它的分散液和它的应用。该涂料组合物包括：Ⅰ）４０至１００％重量的以一种或多种聚氨酯树脂的水分散液形式的成膜物质，Ⅱ）６０至０％重量的一种或多种交联剂，Ⅰ）和Ⅱ）的百分重量是相对于树脂固体含量的，并添加至１００％重量，可选地还包括颜料、填料、有机溶剂和／或普通的涂料添加剂。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及水能稀释的涂料组合物，以及由适合于此的聚氨酯树脂分散液的制备，和该涂料组合物的应用。在尤其是汽车面漆(但也可在其它方面，其中涂层要求有好的装饰效果，同时有好的防腐效果)中，给底材提供多层相互叠置的涂层是已知的。这通常包括施加第一层防腐涂层或一增粘涂层，然后是抗石碎落性涂层和着色涂层组合物，再施加透明涂层，即通常的透明涂漆，它仅含透明颜料或什么颜料都没有。经常将金属颜料用在着色底漆中，给出所谓的金属面层。以前的汽车整修表面的工业操作包括使用传统的含有高比例有机溶剂的涂料，从经济和减少环境污染的观点看，正在使一些方法尽可能避免在涂料中使用有机溶剂。含有占支配量水作为溶剂或分散剂和仅含少量残余量有机溶剂的涂料组合物是已知的。同样在底漆中使用聚氨酯分散液(PU分散液)也是已知的。例如EP-A-0089497描述了含有PU水分散液的金属底漆，这些粘合剂在分子中含有离子基团，它们由含NCO的预聚物合成，该预聚物在水分散液中用二胺进行链增长。EP-A-0044480、DE-A-3027198和DE-A-3915459描述了多种PU分散液，其中NCO-末端的预聚物用水进行链增长，以给出多种聚氨酯。这种所得的PU分散液在底漆组合物中与其它粘合剂一起使用。当通过NCO预聚物制备PU分散液时，在不存在溶剂的情况下制造通常是不可能的，因为NCO末端的预聚物甚至在低分子量时没有添加溶剂也是不能使用的。DE-A-3903804和DE-A-4001841描述了OH-末端或氨基官能的预聚物用多异氰酸酯进行的链增长。在制备上面公开所描述的PU分散液中，预聚物的链增长仅由形成C-N或C-O键来实现，未预先给出包括形成C-C键或使用CH-酸中心的链增长的描述，也没有使用这些分散液来制备含水涂料组合物的描述。EP-A-0367051描述了带有羧基(由反应引入的)和羧基的含水PU分散液，这些官能化的聚氨酯以水分散液形式应用。在干膜中，交联使用聚酰肼由羧基通过形成C-N键产生。未描述在邻近羰基的碳原子上的反应。已知的含PU分散液的含水涂料组合物在它的与多涂层涂饰的后续涂层的粘性上显示多种缺点。问题尤其出现在抗湿热方面，也就是说，当涂层经受升温和大气湿度时，出现脱层或起泡。这些分散液的另一个优点是它们的有机溶剂的含量。溶剂含量最好能由在分散相中另外的蒸馏步骤减少。本专利技术的目的是提供基于聚氨酯树脂的低溶剂含水涂料组合物，其特征在于在多层涂层的涂饰中有好的内涂层粘性和另外的好的金属效果。该目的可由本专利技术的含水涂料组合物达到，该组合物是自干燥的，或者由外加剂交联的，并包括Ⅰ)40至100，优选60至100，尤其是65至100%重量的以一种或多种聚氨酯树脂的水分散液形式的成膜物质，该聚氨酯树脂的数均分子量(Mn)为从2500至1，000，000，每100g固体树脂具有的离子基团、能转化成离子基团的基团和/或亲水基团的量为从5至200毫当量，每分子具有至少一个CH-酸基团，OH-数为0至100，其中CH-酸基团的一部分或全部能与一种或多种化合物反应，该化合物能与至少两个CH-酸基反应以便链增长，Ⅱ)60至0，优选40至0，尤其是35至0%重量的一种或多种交联剂，以能与至少两个CH-酸基团反应的化合物为基础，或以甲醛缩聚树脂和/或含游离或封闭的异氰酸酯基团的多异氰酸酯为基础，Ⅰ)和Ⅱ)的百分重量是相对于树脂固体量的，并相加至100%重量，可选地还包含颜料、填料、有机溶剂和/或普通的涂料添加剂。在组分(Ⅰ)中，每100g固体树脂有从5至200毫当量的离子基团、可转化成离子基团的基团、和/或亲水基团。当离子基团是阴离子时，每100g固体优选存在多于15少于100，更优选多于20少于60毫当量的离子基团。当离子基团是阳离子时，每100g固体树脂存在多于30少于150，更优选多于45少于100毫当量的离子基团。在亲水基团的情况下5至200毫当量相对于这些基团的最低分子量组分，例如在聚环氧乙烷基团中，相对于环氧乙烷单元(这些单元还称作重复单元)。离子基团、能转化成离子基团的基团和亲水基团(包含在本专利技术的涂料组合物的组分Ⅰ)中的)的例子可由下面对组分Ⅰ)的制备的说明而清楚。例如它们存在于组分Ⅰ)的后面定义的组分C)中。能与至少2个CH-酸基团反应的基团的例子同样可由下面的描述而清楚，例如在组份D)的定义中，组份D)例如是单或多醛(可以是多官能醛或单醛的缩聚产品)，和/或每分子含有至少1.5个异氰酸酯官能团的二或多异氰酸酯。含有至少一个CH-酸基团并用于本专利技术的涂料组合物的组份Ⅰ)中的聚氨酯可用各种方法制备，例如可以使用其制法在EP-A-0367051中的描述制备的聚氨酯树脂，它们通过以下反应被制备-一种或多种有机异氰酸酯与-一种或多种含有多于一个可与异氰酸酯反应的基团并含有至少一个离子基团、能形成离子的基团和/或亲水基团的化合物-一种或多种含有至少一个CH-酸基团的单或多醇-可选的一种或多种链增长剂(例如胺和/或多醇)和-可选的一种或多种多羟基化合物反应。制备含有至少一个CH-酸基的聚氨酯树脂(组份Ⅰ)的分散液的另一个方法根据本专利技术通过以下反应被进行A)至少一种聚氨酯树脂(组份A)(它含有羟基，并可含有脲基，每分子具有至少一个离子基团、能形成离子的基团和/或亲水基团，OH数为从10至150，优选是大于15小于100)在无水介质中与B)至少一种化合物(组份B)反应，该化合物具有至少一个适于与聚氨酯树脂的至少某些OH基团反应的官能基团，并且还含有一个CH-酸基团或能在反应过程中形成CH-酸基团的基团，和C)将某些或全部存在于所得产品中的能形成离子的基团转化成离子化形式，并将所得产物输送至水相。在这种形式的含有这些基团的聚氨酯树脂组份Ⅰ)中的CH-酸基团的量在每种情况下基于100g固体树脂优选为从20至450毫当量，更优选是多于40而少于300毫当量。含有至少一个CH-酸基团的这些聚氨酯树脂的数均分子量例如为从2500至1000000。为了直接用于含水涂料组合物，所用的这些含CH-酸基团的聚氨酯树脂的数均分子量最好是从5000至500000。为此目的，数均分子量例如为从5000至100000的那些是更优选的，最优选的是那些数均分子量大于5000而少于50000的。含有CH-酸基团的并且数均分子量较低的(例如从2500至50000的)聚氨酯树脂优选用一种或多种能与至少两个CH-酸基团反应的化合物进行链增长，以达到提高的优选多于5000而少于1000000的数均分子量。因此本专利技术的另一个目的是下面的用于制备可用作组份Ⅰ)的链增长的聚氨酯分散液的方法及所得的水分散液，该方法的特征在于-一种或多种含有离子基团、可转化成离子基团和/或亲水基团的、每分子有至少一个CH-酸基团的，数均分子量(Mn)为从2500至50000的水可分散的聚氨酯树脂-在含水或无水介质中，与-一种或多种用于链增长的能与至少两个CH-酸基团反应的化合物(组份D)反应，-所得的在无水介质中的反应产物可选地输送到水相中。根据本专利技术，能用作制备组份Ⅰ)的原料产品的并含有OH基团的聚氨酯树脂(组份A)可在无水介质中通过以下物质的反应被制备a)至少一种线性或支链化合物，该化合物带有至少两个反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自干燥或由外加剂交联的含水涂料组合物，包括：Ⅰ）４０至１００％重量的以一种或多种聚氨酯树脂的水分散液形式的成膜物质，该聚氨酯树脂的数均分子量（Ｍｎ）为从２５００至１，０００，０００，每１００ｇ固体树脂具有的离子基团、能转化成离子基团 的基团和／或亲水基团的量是从５至２００毫当量，每分子具有至少一个ＣＨ－酸基团，ＯＨ数为０至１００，其中ＣＨ－酸基团的一部分或全部能与一种或多种化合物反应，该化合物能与至少两个ＣＨ－酸基团反应以便链增长，和Ⅱ）６０至０％重量的一种或多种交 联剂，以能与至少两个ＣＨ－酸基团反应的化合物为基础，或以甲醛缩聚树脂和／或含自由或封端异氰酸酯基团的多异氰酸酯为基础，Ⅰ）和Ⅱ）的百分重量是相对于树脂固含量的，并相加至１００％重量，可选地还包括颜料、填料、有机溶剂和／或普通的涂料添加剂 。

【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：B沃格特伯恩布里奇，HP帕茨彻克，W伦哈德，W舒伯特，
申请(专利权)人：赫伯特股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]