聚氨酯脲分散体制造技术

本发明专利技术涉及一种基于聚酯多元醇的水性聚氨酯脲分散体，该分散体能够降低排放，并可用作涂料组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚氨酯脲分散体本专利技术涉及一种基于聚酯多元醇的水性聚氨酯脲分散体，该分散体能够降低排放，并可用作涂料组合物。由于水性聚氨酯脲分散体(PUD)优异的性质，例如弹性，耐溶剂性和成膜性，其已在多种领域中被用作涂料组合物。而且，原则上可挥发有机物(VOCs)的含量很低，因此可生产对健康无害的低排放的涂料。在一些应用中如汽车内饰用的涂料，由于法律规定或技术标准(参见例如VDA278)的要求，尤其需要低排放。依据聚氨酯的组成，可获得不同弹性与硬度的聚氨酯涂料，正如已知的是可借由多异氰酸酯与多元醇的比例、多元醇和多异氰酸酯的结构以及多元醇的摩尔质量来定制那些性能。针对柔性基底例如弹性体、皮革、纺织品和玻璃纤维上的涂料而言，经常使用其膜伸长率>500%以及其软链段不能结晶的PUD来确保足够的低温柔软度。这样的PUD通常在聚酯二元醇的基础上合成,后者通过二元羧酸和二元醇缩聚获得。出于经济上的考虑，通常使用己二酸和/或邻苯二甲酸作为二元羧酸，与一种或多种不同的二元醇在较高温度以及除水条件下反应。然而这样会形成作为副产物的分子内缩合产物，即所谓的环酯；它们不含任何的能与多异氰酸酯反应的基团，但却因为其热物理性质而影响了涂料的整体排放。可用于这些应用的基于无定形聚酯多元醇的水性聚氨酯脲分散体的例子有很多(参见例如US20070049684、EP2254923、EP1027381)，但是没有披露关于环酯含量的细节。US5961906公开了基于聚酯多元醇的聚氨酯脲分散体，其最终伸长率>300%，其中聚酯多元醇是基于己二酸和/或琥珀酸。没有关于环酯存在的信息，且所得的聚氨酯被设计为尽可能地可降解，这代表当其用作纺织品涂料组合物时的大缺点，因为所述涂料不具有耐久性。EP729483公开了低雾性聚酯基聚氨酯泡沫，其中聚酯多元醇如此构成以致不能形成具有12到14个原子的环酯。所述聚酯多元醇通常由一部分己二酸组成，以及包含作为扩链剂组分的季戊四醇，其结果是官能度远大于2，这使得由于过度交联而不可能使用这些多元醇制备聚氨酯脲分散体。本专利技术的一个目的是提供一种水性聚氨酯脲分散体，当在涂料组合物中使用时，其适合用作柔软基底的涂料，同时具有低含量的环酯。令人惊讶的是，由无定形聚酯二元醇构成的水性聚氨酯脲分散体达到了本专利技术的目的，该无定形聚酯二元醇由琥珀酸和至少两种不同的二羟基化合物构成。所述水性聚氨酯脲分散体包含由以下组分构成的聚氨酯脲聚合物:a) 5到40重量％的至少一种官能度≥2的脂肪族或芳香族多异氰酸酯，b)40到90重量％的至少一种无定形聚酯多元醇，其官能度≥2，数均摩尔质量Mn为400至8000g / mol，且由琥珀酸和至少两种碳骨架上包含2到12个碳原子的不同的二羟基化合物构成， c)0.1到5重量％的至少一种官能度≥2的异氰酸酯反应性化合物，其包含潜在离子基团，d) 0.1到17重量％的至少一种多胺，其摩尔质量M为32至400g / mol，且官能度为I到3，e)任选地，O到15重量％的至少一种非离子性异氰酸酯反应性亲水剂，f)任选地，O到7.0重量％的至少一种多羟基化合物，其摩尔质量<400g / mol，且官能度为2到4，g)任选地，O到8.0重量％的至少一种用来中和组分c)的潜在离子基团的中和剂，其中组分a)到g)的总和为100重量％。优选的聚氨酯脲聚合物由以下组分构成:a) 7.5到40重量％的至少一种官能度≥2的脂肪族或芳香族多异氰酸酯，b)45到85重量％的至少一种聚酯多元醇，其官能度≥2，数均摩尔质量Mn为400至8000g / mol,且由琥拍酸和至少两种碳骨架上包含2到12个碳原子的不同的二羟基化合物构成，c) 0.4到4.5重量％的至少一种异氰酸酯反应性化合物，其官能度≥2且包含潜在离子基团，d)0.25到15重量％的至少一种多胺，其摩尔质量为32至400g / mol，且官能度为I到3，e)任选地，O到15重量％的至少一种非离子性异氰酸酯反应性亲水剂，f)任选地，O到7.0重量％的至少一种多羟基化合物，其摩尔质量Mn〈400g / mol,且官能度为2到4，g)任选地，O到8.0重量％的至少一种用来中和组分c)的潜在离子基团的中和剂，其中组分a)到g)的总和为100重量％。特别优选的聚氨酯脲聚合物由以下组分构成:a) 10到30重量％的至少一种官能度≥2的脂肪族或芳香族多异氰酸酯，b)50到80重量％的至少一种聚酯多元醇，其官能度≥2，数均摩尔质量Mn为400至8000g / mol,且由琥拍酸和至少两种碳骨架上包含2到12个碳原子的不同的二羟基化合物构成，c)0.75到4.0重量％的至少一种异氰酸酯反应性化合物，其官能度≥2且包含潜在离子基团，d)0.7到12重量％的至少一种多胺，其摩尔质量为32至400g / mol，且官能度为I到3，e)任选地，O到15重量％的至少一种非离子性异氰酸酯反应性亲水剂，f)任选地，O到7.0重量％的至少一种多羟基化合物，其摩尔质量<400g / mol，且官能度为2到4，g)任选地，O到8.0重量％的至少一种用来中和组分c)的潜在离子基团的中和剂，其中组分a)到g)的总和为100重量％。所述聚酯多元醇的数均摩尔质量Mn由凝胶渗透色谱法在23°C下，相对于四氢呋喃中的聚苯乙烯标准物测定。根据本专利技术使用的聚酯多元醇优选为无定形的。优选地，其玻璃化转变温度Tg为从-80°C到(TC，特别优选从-70°C到-10°C，其根据DIN65467在20K /分钟的加热速度下由DSC测量法测定。合适的多异氰酸酯a)是本领域技术人员已知的芳香族，芳脂族，脂肪族或脂环族多异氰酸酯。合适的多异氰酸酯a)例如是1，4-丁二异氰酸酯，1，5-五亚甲基二异氰酸酯，I，6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)，异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)，2，2，4-和/或2，4，4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯，异构的双_(4，4’ -异氰酸根合环己基)甲烷或任意需要的异构体内容物的混合物，1，4-环己基二异氰酸酯，I, 4-亚苯基二异氰酸酯，2，4-和/或2，6-甲苯二异氰酸酯或氢化2，4-和/或2，6-甲苯二异氰酸酯，I, 5-亚萘基二异氰酸酯，2，4’-或4，4’ -二苯基甲烷二异氰酸酯，1，3-和1，4_双-(2-异氰酸根合-丙-2-基)-苯(TMXDI)，1，3_双(异氰酸根合甲基)苯(XDI)，(S)-烷基2，6-二异氰酸根合己酸酯或(L)-烷基2，6-二异氰酸根合己酸酯。也可以使用一部分官能度>2的多异氰酸酯。这些多异氰酸酯包括具有缩脲二酮，异氰脲酸酯，氨基甲酸酯，脲基甲酸酯，缩二脲，亚氨基#恶二嗪二酮和/或恶二嗪三酮结构的改性的二异氰酸酯，以及每个分子具有2个以上NCO基团的未改性多异氰酸酯，例如4_异氰酸根合甲基-1，8-辛烷二异氰酸酯(壬烷三异氰酸酯)或三苯基甲烷_4，4’，4”_三异氰酸酯。优选使用上面提及的仅具有脂肪族和/或脂环族键接的异氰酸酯基团的多异氰酸酯或多异氰酸酯混合物，其平均官能度为从2到4，优选从2到2.6，并且特别优选从2到 2.4。可以用作组分b)的聚酯多元醇的数均分子量Mn为从400到8000g / mol，优选从400到6000g / mo本文档来自技高网...

【技术保护点】
水性聚氨酯脲分散体，其包含由以下组分构成的聚氨酯脲聚合物：a）5到40重量%的至少一种官能度≥2的脂肪族或芳香族多异氰酸酯，b）40到90重量%的至少一种官能度≥2的无定形聚酯多元醇，其摩尔质量Mn为400至8000g/mol，且由琥珀酸和至少两种其碳骨架上包含2到12个碳原子的不同的二羟基化合物构成， c）0.1到5重量%的至少一种官能度≥2的异氰酸酯反应性化合物，其包含潜在离子基团，d）0.1到17重量%的至少一种多胺，其摩尔质量Mn为32至400g/mol，且官能度为1到3，e）任选地，0到15重量%的至少一种非离子性异氰酸酯反应性亲水剂，f）任选地，0到7.0重量%的至少一种多羟基化合物，其摩尔质量Mn＜400g/mol，且官能度为2到4，g）任选地，0到8.0重量%的至少一种用来中和组分c）的潜在离子基团的中和剂，其中组分a）到g）的总和为100重量%。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.04.04 EP 11160951.71.水性聚氨酯脲分散体，其包含由以下组分构成的聚氨酯脲聚合物: a)5到40重量％的至少一种官能度> 2的脂肪族或芳香族多异氰酸酯， b)40到90重量％的至少一种官能度> 2的无定形聚酯多元醇，其摩尔质量Mn为400至8000g/mol,且由琥拍酸和至少两种其碳骨架上包含2到12个碳原子的不同的二羟基化合物构成， c)0.1到5重量％的至少一种官能度> 2的异氰酸酯反应性化合物，其包含潜在离子基团， d)0.1到17重量％的至少一种多胺，其摩尔质量MnS 32至400g/mol，且官能度为I到3， e)任选地，O到15重量％的至少一种非离子性异氰酸酯反应性亲水剂， f)任选地，O到7.0重量％的至少一种多羟基化合物，其摩尔质量Mn < 400g/mol，且官能度为2到4， g)任选地，O到8.0重量％的至少一种用来中和组分c)的潜在离子基团的中和剂，其中组分a)到g)的总和为100重量％。2.根据权利要求 1所述的水性聚氨酯脲分散体，其特征在于所述聚氨酯脲聚合物由7.5到35重量％的至少一种芳香族或脂肪族多异氰酸酯构成。3.根据权利要求1所述的水性聚氨酯脲分散体，其特征在于所述聚氨酯脲聚合物由45到85重量％的至少一种聚酯多元醇构成，所述聚酯多元醇的官能度> 2，摩尔质量Mn为400至8000g/mol并且由琥拍酸和至少两种其碳骨架上包含2...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·G·格拉布洛维茨，T·费勒，T·米夏利斯，E·阿夫托莫诺夫，
申请(专利权)人：拜耳知识产权有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE