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1、(10)授权公告号 CN 101253211 B (45)授权公告日 2011.09.07 CN 101253211 B *CN101253211B* (21)申请号 200680032189.6 (22)申请日 2006.08.23 102005041951.8 2005.09.03 DE C08G 18/61(2006.01) C09J 183/00(2006.01) C08G 77/26(2006.01) C09J 175/04(2006.01) C09D 183/04(2006.01) (73)专利权人 拜尔材料科学股份公司 地址 德国莱沃库森 (72)发明人 M尼斯坦 J蒂莱克 M施。
2、特鲁韦 (74)专利代理机构 上海专利商标事务所有限公 司 31100 代理人 顾敏 US 5075370 A,1991.12.24, 全文 . US 5807956 A,1998.09.15, 全文 . US 5883276 A,1999.03.16, 全文 . CN 1772785 A,2006.05.17, 全文 . US 6475568 B1,2002.11.02, 全文 . (54) 发明名称 含羟基官能聚二甲基硅氧烷的水性双组分聚 氨酯体系 (57) 摘要 本发明涉及包含羟基官能聚二甲基硅氧烷的 水性 2K 体系。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2008.0。
3、3.03 (86)PCT申请的申请数据 PCT/EP2006/008277 2006.08.23 (87)PCT申请的公布数据 WO2007/025670 DE 2007.03.08 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 吴进高 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书 1 页 说明书 10 页 CN 101253211 B1/1 页 2 1. 水性组合物, 其包含 : A)数均分子量为400-3000克/摩尔、 平均OH官能度1.8的含羟基聚二甲基硅氧烷, 其特征在于, 它们包含至少一个通式 (I) 的结构单元 : 式中 R 是任选支化的脂族 C1-C2。
4、0基, R1是具有 2-10 个碳原子的任选支化的羟烷基, R2是氢或符合 R1定义的基 ; B) 含羟基以及羧酸类基团的加聚物, 其数均分子量 Mn为 500-50000 克 / 摩尔, 羟值为 16.5-264 毫克 KOH/ 克固体树脂, 酸值为 0-150 毫克 KOH/ 克固体树脂, 每 100 克聚合物固 体, 化学结合的羧酸类基团的含量为 5-417 毫当量 ; C) 多异氰酸酯 ; 以组分 A) 和 B) 的总量为基准计, 组分 A) 和组分 B) 的用量为 0.1-10 重量的 A) 和 90-99.90 重量的 B) ; 组分 A)-C) 的 NCO 基与 OH 基的当量比。
5、为 0.8 1 至 2 1。 2. 如权利要求 1 所述的组合物, 其特征在于, R1基和 R2基相同, 都是 HO-CH2-CH2-。 3. 如权利要求 1 所述的组合物, 其特征在于, 所述组合物包括作为助剂和添加剂的内 含脱模剂、 填料、 染料、 颜料、 阻燃剂、 水解抑制剂、 杀微生物剂、 流动控制助剂、 溶剂、 抗氧化 剂、 消泡剂和 / 或用于颜料分散的分散助剂。 4. 由如权利要求 1 至 3 中任一项所述的组合物得到的涂料、 粘合剂或密封剂。 5. 涂布了或粘合了如权利要求 4 所述的涂料或粘合剂的基材。 权 利 要 求 书 CN 101253211 B1/10 页 3 含羟基。
6、官能聚二甲基硅氧烷的水性双组分聚氨酯体系 技术领域 0001 本发明涉及包含羟基官能聚二甲基硅氧烷的水性 2K 体系。 背景技术 0002 已经良好地建立了包含作为粘合剂的多异氰酸酯组分和对异氰酸酯基具有反应 性的反应性组分 ( 特别是多羟基组分 ) 的双组分涂料。它们适用于生产高等级涂层, 这些 涂层具有硬度、 弹性、 耐磨性和耐溶剂性。 0003 为了适应对涂料中有机挥发性组分含量越来越严格的立法控制, 例如, 对水性体 系的需求呈上升趋势。水性双组分涂料早已为人们所知, 在例如 EP-A 0 358979 中进行了 描述。 0004 聚二甲基硅氧烷(PDMS)对2K(双组分)PU(聚氨酯。
7、)漆体系的改性是已知的。 PDMS 的高表面张力产生特定的性质, 例如良好的表面润湿性、 防滑性, 以及得到容易清洁的表面 (Reusmann in Farbe und Lack.105. 第 8/99 卷, 第 40-47 页 ; Adams in Paintindia, 1996 年 10 月, 第 31-37 页 )。 0005 为了确保有效地结合 PDMS, 以及基本完全地防止 PDMS 迁移, 通常使用有机官 能 PDMS 类物质, 例如烯化胺或烯化羟基官能 PDMS 衍生物。这种漆体系的描述见例如 WO91/18954、 EP-A0 329 260 或 US 4774 278。 0。
8、006 但是, 胺官能 PDMS 类物质的缺点是, 基于这类物质的聚氨酯体系的有效时间大幅 度缩短, 这是由于非常容易形成脲所造成的。 0007 尽管已知的羟基官能 PDMS 类物质已经改善了有效时间, 但是它们通常表现为与 多异氰酸酯组分不相容, 这意味着无法得到均匀的膜和无法完全交联。结果在漆中存在游 离的未结合的 PDMS, 它们会随时间从涂层中迁出, 导致涂层性质变差。 0008 美国专利 6 475 568 描述了通过环氧官能 PDMS 低聚物与伯胺或仲胺反应得到的 共多元醇(copolyol)作为添加剂用于化妆品或织物软化剂。 该专利中没有描述作为2K PU 粘合剂用于漆和涂料的用。
9、途。 0009 WO 2004/022619 描述了在通过环氧官能 PDMS 与胺反应得到的聚脲体系中使用增 链剂。该专利中没有描述环氧官能 PDMS 与羟胺反应得到相应的 OH 官能化合物的反应。 0010 已经发现, 使用特定的含羟基聚二甲基硅氧烷作为 NCO- 反应性粘合剂组分的一 部分与特定的聚丙烯酸酯多元醇组合可以避免现有技术的缺点。 发明内容 0011 本发明提供水性组合物, 其包含 : 0012 A) 数均分子量为 400-3000 克 / 摩尔、 平均 OH 官能度 1.8 的含羟基聚二甲基硅 氧烷, 其特征在于, 它们包含至少一个通式 (I) 的结构单元 : 0013 说 明。
10、 书 CN 101253211 B2/10 页 4 0014 式中 0015 R 是任选支化的脂族 C1-C20基, 0016 R1是具有 2-10 个碳原子的任选支化的羟烷基, 0017 R2是氢或符合 R1定义的基 ; 0018 B) 含羟基以及磺酸类和 / 或羧酸类基团的加聚物, 其数均分子量 Mn为 500-50000 克 / 摩尔, 羟值为 16.5-264 毫克 KOH/ 克固体树脂, 酸值为 0-150 毫克 KOH/ 克固体树脂, 每 100 克聚合物固体, 化学结合的羧酸类和 / 或磺酸类基团的含量为 5-417 毫当量 ; 0019 C) 多异氰酸酯。 0020 以组分 A。
11、) 和 B) 的总量为基准计, 优选的组分 A) 和 B) 的用量为 0.01 重量至 20 重量的组分 A) 和 80 重量至 99.99 重量的组分 B), 更优选的是 0.1 重量至 10 重 量的 A) 和 90 重量至 99.90 重量的 B)。 0021 组分 A)-C)(A)to C) 的 NCO 基团与 OH 官能化合物的比例优选为 0.5 1 至 5.0 1, 更优选为 0.8 1 至 2 1。 0022 用于 A) 的含羟基聚二甲基硅氧烷的平均 OH 官能度优选为 1.9-6。 0023 使用的这类含羟基聚二甲基硅氧烷通过使相应的环氧官能聚二甲基硅氧烷与羟 胺反应制得, 优。
12、选环氧基团与 NH 官能团的比例为化学计量比。 0024 用于此目的的每分子环氧官能聚二甲基硅氧烷优选含有 1-4 个环氧基。另外, 它 们的数均分子量优选为 150-2800 克 / 摩尔, 更优选为 250-2000 克 / 摩尔。 0025 优选的环氧官能聚二甲基硅氧烷是符合通式 (II) 的 , - 环氧 - 二甲基硅氧 烷, 其具有上述分子量, 并且每分子平均具有 2 个环氧官能团。这类产品可从例如德国拜尔 硅树脂(GE Bayer Silicones), 莱沃库森(Leverkusen), 德国, Tego, Essen, 德国或Wacker, Munich, 德国商购。 0026。
13、 0027 式中 0028 R 是任选支化的脂族 C1-C10基, 0029 n 是 1-25 的整数。 0030 所用的羟胺符合通式 (III) : 0031 0032 式中 0033 R1是具有 2-10 个碳原子的任选支化的羟烷基, 说 明 书 CN 101253211 B3/10 页 5 0034 R2是氢或符合 R1定义的基。 0035 优选的羟胺是乙醇胺、 丙醇胺、 二乙醇胺和二丙醇胺。特别优选的是二乙醇胺。 0036 为了制备对本发明至关重要的组分 A) 的改性硅氧烷, 将上述种类的环氧官能硅 氧烷引入容器中 ( 任选地在溶剂中 ), 然后与所需量的一种羟胺或两种或更多种羟胺的混。
14、 合物反应。反应温度通常为 20-150, 反应一直进行, 直到不再检测到游离环氧基为止。 0037 按照如上所述得到的组分 A) 的含羟基聚二甲基硅氧烷的数均分子量优选为 250-2250 克 / 摩尔。 0038 组分 B) 包含含有羟基和磺酸类和 / 或羧酸类基团的加聚物。 “磺酸类和 / 或羧酸 类基团” 的表述不仅包括脱质子化的阴离子型磺酸根和羧酸根, 还包括相应的磺酸和羧酸 官能团。 0039 这些加聚物通过合适的烯属不饱和单体的自由基聚合得到, 由凝胶渗透色谱测得 的数均分子量 Mn为 500-50000 克 / 摩尔, 优选为 1000-10000 克 / 摩尔, 羟值为 16。
15、.5-264, 优选为 33-165 毫克 KOH/ 克固体树脂, 酸值 ( 以未中和的磺酸和 / 或羧基为基准计 ) 为 0-150, 优选为 0-100 毫克 KOH/ 克固体树脂, 每 100 克固体, 磺酸类和 / 或羧酸类基团的含 量为 5-417、 优选 24-278 毫当量。 0040 对于阴离子亲水化作用, 所述聚合物优选仅含有羧酸类基团。 0041 聚合物树脂 B) 通常以浓度为 10 重量至 50 重量、 优选 20 重量至 40 重量 的水性溶液和 / 或分散体的形式用于制备本发明的水性组合物, 所述水性溶液和 / 或分散 体的粘度通常为 10-105、 优选 100-1。
16、0000mPa.s/23, pH 值通常为 5-10, 优选为 6-9。 0042 根据聚合物的分子量, 其中存在的离子基团和 / 或游离酸基团 ( 特别是羧基 ) 的 量, 包含所述聚合物的水性体系是真实的分散体、 胶状分散或分子态分散的分散体, 但是通 常是称为 “部分分散体” 的状态, 即部分分子态分散和部分胶状分散的水性体系。 0043 含羟基的聚合物通过烯属不饱和单体的常规共聚反应制得, 共聚的单体不仅包括 含羟基的单体, 还包括含酸基的单体, 通常还有其它单体, 在此之后存在的酸基团至少部分 地被中和。 0044 引入含酸基的单体的目的是为了将羧基和 / 或磺酸基结合到共聚物中, 。
17、考虑到它 们的亲水性, 可以确保聚合物能够溶于或分散在水中, 特别是在酸基团已经至少部分地被 中和之后。包括的 “酸性” 共聚单体的量和初始得到的 “酸性” 聚合物的中和程度符合上述 就酸值和磺酸类和 / 或羧酸类基团含量给出的数值。 0045 通常, 以使用的单体的总重量为基准计,“酸性” 共聚单体的用量为 1 重量至 30 重量, 优选为 5 重量至 20 重量。 0046 合适的 “酸性” 共聚单体原则上是所有含有至少一个羧基和 / 或磺酸基的烯属不 饱和可聚化合物, 例如分子量为 72-207 克 / 摩尔的烯属不饱和单羧酸或二羧酸, 例如丙 烯酸、 甲基丙烯酸、 马来酸、 衣康酸或含。
18、有磺酸基的烯属不饱和化合物, 例如 2- 丙烯酰氨 基 -2- 甲基丙磺酸, 或者这些类型的烯属不饱和酸的任何所需的混合物。 0047 含羟基单体的含量应该得到上述聚合物羟值, 而且通常相当于聚合物羟基含量为 0.5 重量至 8 重量, 优选为 1 重量至 5 重量。 0048 以所用单体的总重量为基准计, 羟基官能共聚单体的含量通常为3重量至75重 量, 优选为 6 重量至 47 重量。 说 明 书 CN 101253211 B4/10 页 6 0049 另外, 当然需要确保在上述给出的数值的范围内, 选择的羟基官能单体的含量应 该能得到平均每分子含有至少两个羟基的共聚物。 0050 优选的。
19、含羟基单体是丙烯酸或甲基丙烯酸的羟烷基酯, 其优选在烷基部分中含有 2-4个碳原子, 例如丙烯酸或甲基丙烯酸的2-羟乙酯, 丙烯酸或甲基丙烯酸的2-或3-羟丙 酯, 以及丙烯酸或甲基丙烯酸的羟丁酯及其同分异构体, 或者这类单体的任何所需混合物。 0051 作为在制备共聚物时通常包含的第三组烯属不饱和单体, 应该提及的是那些既 不含有酸基团也不含有羟基的烯属不饱和化合物。它们包括例如醇残基中具有 1-18 个、 优选 1-8 个碳原子的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯, 例如丙烯酸甲酯、 丙烯酸乙酯、 丙烯酸异丙 酯、 丙烯酸正丙酯、 丙烯酸正丁酯、 丙烯酸 2- 乙基己酯、 丙烯酸正十八烷基酯、 对应于。
20、这些 丙烯酸酯的甲基丙烯酸酯、 苯乙烯、 烷基取代的苯乙烯、 丙烯腈、 甲基丙烯腈、 乙酸乙烯酯或 硬脂酸乙烯酯, 以及这类单体的任何所需的混合物。另外, 还可以包含少量含有环氧基团 的共聚单体如丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯或者 N- 甲氧基 - 甲基丙烯酰胺 (methylacrylamide) 或 - 异丁烯酰胺 (methacrylamide) 之类的单体。 0052 以使用的单体的总重量为基准计, 上述不含酸和羟基的第三组单体的含量通常最 高达 90 重量, 优选为 40 重量至 80 重量。 0053 可依据常规方法经聚合反应制备加聚物。该聚合物的制备优选在有机溶液中进 行。
21、。可以使用连续或不连续聚合方法。不连续方法包括间歇法和进料法 (feed method), 其中优选的是后者。对于进料法, 溶剂作为初始加料单独或者与一部分单体混合物一起加 入, 将该初始加料加热到聚合温度, 在初始单体加料的情况中通过自由基引发聚合反应, 剩 余的单体混合物与引发剂混合物一起在 1-10 小时、 优选 3-6 小时内计量加入。然后, 可以 再活化聚合反应混合物, 以使聚合反应至少进行到转化率达到 99。 0054 合适的溶剂包括例如芳族化合物, 例如苯、 甲苯、 二甲苯、 氯苯 ; 酯, 例如乙酸乙酯、 乙酸丁酯、 乙二醇一甲醚乙酸酯、 乙基乙二醇乙酸酯、 乙酸甲氧基丙酯 ;。
22、 醚, 例如丁基乙二 醇、 四氢呋喃、 二噁烷、 乙基乙二醇醚 ; 酮, 例如丙酮、 甲乙酮 ; 以及卤代溶剂, 例如二氯甲烷 或三氯单氟乙烷。 0055 自由基引发的聚合反应可由在 80-180时自由基分解半衰期为 0.01-400 分钟的 引发剂引发。通常, 共聚反应在规定的温度范围 ( 优选 100-160 ) 内, 在 103-2104毫巴 的压力下进行, 确切的聚合温度由引发剂的性质决定。 以单体的总量为基准计, 引发剂的用 量为 0.05 重量至 6 重量。 0056 合适的引发剂的例子包括 : 脂族偶氮化合物, 例如偶氮异丁腈 ; 以及过氧化物, 例 如过氧二苯甲酰、 过新戊酸叔。
23、丁酯、 过 2- 乙基己酸叔丁酯、 过苯甲酸叔丁酯、 氢过氧化叔丁 基、 过氧化二叔丁基、 氢过氧化枯烯、 以及过氧化二碳酸二环己酯和过氧化二碳酸二苄酯。 0057 为了调节聚合物的分子量, 可以使用常规调节剂, 例如正十二烷基硫醇、 二硫 化二异丙基黄原素 (xanthogen)、 二硫化二 ( 亚甲基三羟甲基丙烷 ) 黄原素和硫二甘醇 (thioglycol)。以单体混合物为基准计, 调节剂的加入量不超过 3 重量。 0058 当聚合反应结束后, 将共聚物转化为水性溶液或水性分散体形式。 为此目的, 将有 机聚合物溶液引入通常已经预热的水相中, 同时通过蒸馏除去有机溶剂, 蒸馏通常在施加 。
24、真空的条件下进行, 为了实现在水中有效的溶解度或分散度, 通常需要向水相中加入中和 剂, 例如无机碱、 氨或胺。可使用的无机碱的例子包括氢氧化钠和氢氧化钾, 可用的胺不仅 说 明 书 CN 101253211 B5/10 页 7 包括氨, 还包括三甲胺、 三乙胺和二甲基乙醇胺。 中和剂的用量可以超过化学计量比或低于 化学计量比, 只要得到上述磺酸类和 / 或羧酸类基团含量 ( 特别是羧酸类基团含量 ) 以及 上述酸值即可。在存在的酸性基团完全中和的情况中, 得到的酸值为 0, 同时磺酸类和 / 或 羧酸类基团的含量对应于原始磺酸基和/或羧基含量。 在部分中和的情况中, 磺酸类和/或 羧酸类基团。
25、的含量对应于使用的中和剂的量。但是, 特别是在使用超化学计量比的中和剂 时, 应记住, 由于聚合物的聚电解质特征, 粘度可能明显增加。得到的水性溶液或水性分散 体具有上述浓度和粘度, 残余溶剂含量通常低于 5 重量, 优选低于 2 重量。采用共沸蒸 馏方法, 可以除去溶剂, 即使是那些沸点高于水的溶剂也可以除去, 而没有任何残余溶剂。 0059 合适的组分 C) 的多异氰酸酯是平均 NCO 官能度至少为 2、 分子量至少为 140 克 / 摩尔的有机多异氰酸酯。特别适合的是 (i) 数均分子量为 140-300 克 / 摩尔的未改性有机 多异氰酸酯, (ii) 数均分子量为 300-1000 。
26、克 / 摩尔的漆用多异氰酸酯和 (iii) 数均分子 量大于 1000 克 / 摩尔的含氨基甲酸酯基的 NCO 预聚物, 或者是 (i)-(iii) 的混合物。 0060 组 (i) 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)、 1, 5-二异氰酸基-2, 2-二甲基戊烷、 2, 2, 4-和2, 4, 4-三甲基-1, 6-己二异氰酸酯、 1-异氰酸 基 -3, 3, 5- 三甲基 -5- 异氰酸甲酯基环己烷 (IPDI)、 1- 异氰酸基 -1- 甲基 -4-(3)- 异氰酸 甲酯基环己烷、 二 (4- 异氰酸环己酯基 ) 甲烷、 1, 10- 。
27、癸二异氰酸酯、 1, 12- 十二烷二异氰酸 酯、 环己烷 1, 3- 和 1, 4- 二异氰酸酯、 二甲苯二异氰酸酯异构体、 壬烷三异氰酸酯 (TIN)、 2, 4-甲苯二异氰酸酯或者其与2, 6-甲苯二异氰酸酯的混合物(优选以混合物为基准计, 最多 有 35 重量的 2, 6- 甲苯二异氰酸酯 )、 2, 2 -、 2, 4 -、 4, 4 - 二苯基甲烷二异氰酸酯或二 苯基甲烷系列的工业级多异氰酸酯混合物, 或者所述异氰酸酯的任何所需混合物。优选使 用二苯基甲烷系列的多异氰酸酯, 特别优选的是异构体混合物的形式。 0061 组 (ii) 的多异氰酸酯是本身已知的漆用多异氰酸酯。在本文中,。
28、 术语 “漆用多异 氰酸酯” 应理解为是指组 (i) 示例的简单二异氰酸酯通过常规低聚反应得到的化合物或化 合物的混合物。合适的低聚反应的例子是碳二亚胺化反应、 二聚化反应、 三聚化反应、 缩二 脲化反应、 脲形成反应、 氨基甲酸酯化反应、 脲基甲酸酯化反应和 / 或环化反应, 形成噁二 嗪结构。在 “低聚反应” 中, 两个或更多个所述反应常常同时或相继地进行。 0062 优选的 “漆用多异氰酸酯” (ii) 是缩二脲多异氰酸酯、 含有异氰脲酸酯基的多异氰 酸酯、 含有异氰脲酸酯基和脲二酮基的多异氰酸酯混合物、 含有氨基甲酸酯基和 / 或脲基 甲酸酯基的多异氰酸酯、 或者基于简单二异氰酸酯的含。
29、有异氰脲酸酯基和脲基甲酸酯基的 多异氰酸酯混合物。 0063 这类漆用多异氰酸酯的制备是已知的, 其描述见例如 DE-A 1 595 273、 DE-A 3 700 209和DE-A 3 900 053或EP-A-0 330 966、 EP-A 0 259 233、 EP-A-0 377 177、 EP-A-0 496 208、 EP-A-0 524 501 或 US-A 4 385 171。 0064 组 (iii) 的多异氰酸酯是本身已知的含异氰酸酯基的预聚物, 该预聚物基于上述 简单二异氰酸酯和 / 或漆用多异氰酸酯 (ii) 以及数均分子量高于 300 克 / 摩尔的有机多 羟基化合物。
30、。鉴于含有氨基甲酸酯基的组 (ii) 的漆用多异氰酸酯由数均分子量为 62-300 克 / 摩尔的低分子量多元醇 ( 合适的多元醇是例如乙二醇、 丙二醇、 三羟甲基丙烷、 丙三醇 或这些醇的混合物 ) 得到的, 因此组 (iii) 的 NCO 预聚物使用数均分子量高于 300 克 / 摩 尔、 优选高于 500 克 / 摩尔、 更优选 500-8000 克 / 摩尔的多羟基化合物制备。这类多羟基 说 明 书 CN 101253211 B6/10 页 8 化合物具体是每分子含有 2-6 个、 优选 2-3 个羟基的多羟基化合物, 选自醚、 酯、 硫醚、 碳酸 酯和聚丙烯酸酯多元醇和这些多元醇的混。
31、合物。 0065 制备 NCO 预聚物 (iii) 时, 还可以将上述较高分子量的多元醇与上述低分子量多 元醇一起作为混合物使用, 结果直接得到含有氨基甲酸酯基的低分子量漆用多异氰酸酯 (ii) 和高分子量 NCO 预聚物 (iii) 的混合物, 该混合物同样适合作为本发明的原料组分 (C)。 0066 NCO 预聚物 (iii) 或它们与漆用多异氰酸酯 (ii) 的混合物通过以下方法制备 : 使 上述二异氰酸酯 (i) 或漆用多异氰酸酯 (ii) 与较高分子量的羟基化合物或它们与上述低 分子量多羟基化合物的混合物反应, 同时观察 NCO/OH 当量比为 1.1 1 至 40 1, 优选为 2。
32、 1 至 25 1, 该反应伴随氨基甲酸酯的形成。任选地, 当使用过量的可蒸馏原料二异氰 酸酯时, 该过量的部分可在反应后通过蒸馏除去, 从而得到无单体的 NCO 预聚物, 即原料二 异氰酸酯 (i) 和真实 NCO 预聚物 (iii) 的混合物, 该混合物同样可用作组分 (A)。 0067 还可以使用基于脂族、 脂环族、 芳脂族和 / 或芳族异氰酸酯的含游离异氰酸酯基 的低粘度、 亲水化的多异氰酸酯, 特别优选脂族或脂环族异氰酸酯。 0068 例如, 可通过使多异氰酸酯与低于化学计量比量的一羟基亲水聚醚醇反应来完成 多异氰酸酯的亲水化。制备这种类型的亲水化多异氰酸酯的描述见例如 EP-A 0。
33、 540 985, 第 3 页第 55 行至第 4 页第 5 行。同样非常合适的是 EP-A-959087 中第 3 页第 39-51 行描 述的含脲基甲酸酯基的多异氰酸酯, 可通过使低单体含量的多异氰酸酯与聚环氧乙烷聚醚 醇在脲基甲酸酯化条件下反应制得。同样合适的是 DE-A 100 078 21 中第 2 页第 66 行至 第3页第5行描述的基于壬烷三异氰酸酯的水分散性多异氰酸酯混合物, 以及DE 10024624 中第 3 页第 13-33 行描述的用离子性基团 ( 磺酸类基团、 膦酸类基团 ) 亲水化的多异氰酸 酯。同样可以通过加入常规乳化剂进行亲水化处理。 0069 优选的亲水性多异。
34、氰酸酯 C) 是含有磺酸类基团的多异氰酸酯。这种磺酸官能多 异氰酸酯的平均异氰酸酯官能度优选至少为 1.8, 异氰酸酯基含量 ( 以 NCO 计算 ; 分子量 42) 为 4.0 重量至 26.0 重量, 结合的磺酸和磺酸类基团的含量 ( 以 SO3-计算 ; 分子量 80) 为 0.1 重量至 7.7 重量, 聚醚链中结合的环氧乙烷单元的量 ( 以 C2H2O 计算 ; 分 子量 44) 为 0-19.5 重量, 上述值是以基本的聚醚为基准计的。 0070 如果上述多异氰酸酯含有聚醚链, 则这些链优选平均含有 5-35 个环氧乙烷单元。 0071 磺酸类基团的抗衡离子优选是通过叔胺质子化形成。
35、的铵离子。 磺酸基和磺酸类基 团的总量与叔胺和由叔胺衍生的质子化的铵离子的总量之比通常为 0.2-2.0。 0072 叔胺的例子是单胺, 例如三甲胺、 三乙胺、 三丙胺、 三丁胺、 二甲基环己胺、 N- 甲基 吗啉、 N- 乙基吗啉、 N- 甲基哌啶、 N- 乙基哌啶 ; 或叔胺, 例如 1, 3- 二 ( 二甲氨基 ) 丙烷、 1, 4- 二 ( 二甲氨基 ) 丁烷或 N, N - 二甲基哌嗪。但是, 尽管不那么优选, 合适的中和剂是还 带有对异氰酸酯具有反应性的基团的叔胺, 例子是烷醇胺, 例如二甲基乙醇胺、 甲基二乙醇 胺或三乙醇胺。优选的是二甲基环己胺。 0073 这类改性多异氰酸酯的。
36、制备的详细描述见 WO-A 01-88006。 0074 原则上, 在 C) 中还可以使用含封端 NCO 基的上述种类的多异氰酸酯。但是, 优选 使用未封端的上述多异氰酸酯。 0075 优选用于 C) 的多异氰酸酯是上述亲水化的多异氰酸酯。 说 明 书 CN 101253211 B7/10 页 9 0076 如果需要, 可以将多异氰酸酯与少量惰性溶剂混合使用, 以将粘度降低到规定的 范围内。但是, 计算这类溶剂的最高含量, 使得以水以及 ( 如果合适的话 ) 仍然存在于聚 合物分散体或聚合物溶液中的溶剂的量为基准计, 最终得到的本发明的涂料含有不超过 20 重量的溶剂。 适合用作多异氰酸酯助剂。
37、的溶剂是例如芳香烃如 “溶剂石脑油” , 例如, 或者 上文中已经描述的其它类型的溶剂。 0077 本发明还提供一种制备这类涂料的方法, 其中将多异氰酸酯组分 C) 在组分 A) 和 B)的水性溶液或水性分散体中乳化, 计算组分A)-C)的比例, 使得NCO/OH当量比为0.51 至 5 1, 优选为 0.8 1 至 2 1。 0078 在加入多异氰酸酯组分 C) 之前, 可以将涂料技术中的普通助剂和添加剂加入到 聚合物组分 A)( 即聚合物的分散体或溶液 ) 中。这些助剂和添加剂包括内含脱模剂、 填料、 染料、 颜料、 阻燃剂、 水解抑制剂、 杀微生物剂、 流动控制助剂、 溶剂、 抗氧化剂、。
38、 消泡剂、 用于 颜料分散的分散助剂等。 0079 按照此方法得到的本发明的涂料适用于所有目前使用性能提高的溶剂型、 无溶剂 型或其它种类的水性漆和涂料体系的领域, 例子包括以下 : 涂覆几乎所有矿物建筑材料表 面, 例如石灰结合和 / 或水泥结合粉刷, 包含灰泥的表面, 纤维 - 水泥建筑材料, 混凝土 ; 木 材和木质材料如刨花板、 木纤维板和纸张的涂覆和密封, 金属表面的涂覆 ; 柏油或含沥青道 路覆盖物的涂覆 ; 以及各种塑料表面的涂覆和密封。 0080 实施例 : 0081 在以下实施例中, 所有百分数都基于重量百分数。 0082 使用旋转粘度计 (ViscoTester550, 色。
39、姆汉克有限公司 (Thermo HaakeGmbH), D-76227 Karlsruhe) 在 23确定动态粘度。 0083 依据 DIN 53240 P.2 确定 OH 值。 0084 依据 DIN 16945 确定环氧基团含量, 在本发明中, 该值基于 42 克 / 摩尔的摩尔质 量。 0085 依据 DIN 67530 测量光泽度。 0086 依据 DIN 67530 确定雾度。 0087 依据 DIN 53157, 在室温下储存 7 天后测量 Knig 摆杆硬度。 0088 通过以下步骤确定容易清洁的性质 : 应用红色的 Lumocolor PermanentMarker 350(S。
40、taedler, Nuremberg, 德国 ), 任其作用 1 分钟。然后尝试用干纤维素纸布和用乙醇润 湿的纤维素纸布除去标记。 0089 原料 0090 MPA : 乙酸甲氧基丙酯 0091 DBTL : 二月桂酸二丁基锡 0092 Surfynol 104 BC(50, 在丁二醇中 ) : 2, 4, 7, 9- 四甲基 -5- 癸炔 -4, 7- 二醇, 蓝 克斯 (Lanxess), 勒沃库森 (Leverkusen), 德国 0093 Borchigel PW 25(25, 在丙二醇 / 水中 ) : 基于聚氨酯的非离子性增稠剂, 拜尔 材料科学公司 (Bayer Material。
41、science AG), 勒沃库森, 德国 0094 Baysilone VP AI 3468(10, 在丁二醇中) : 聚醚聚硅氧烷表面添加剂, 波彻公司 说 明 书 CN 101253211 B8/10 页 10 (Borchers GmbH, Langenfeld, 德国 ) 0095 溶剂石脑油 100 : 含芳族物质的溶剂 0096 制备多元醇 I : 0097 将 770 克数均分子量为 700 克 / 摩尔的通式如下的环氧化物 ( 其中 R CH2) 加入 容器中, 加入 231 克二乙醇胺。然后将该混合物在 100搅拌 2 小时。产物不含环氧基团, OH 值为 370 毫克 K。
42、OH/ 克, 在 23的粘度为 2900mPas。 0098 0099 对比多元醇 I : 0100 为了比较, 使用通式如下的多元醇, 其性质总结在下表中 : 0101 0102 对比多元醇 Baysilone OF/OH502 6 Baysilone OF/OH502 3 Wacker IM11 Tegomer HSi2311 制造商 德国拜尔硅 树脂 (GE Bayer Silicones) 德国拜尔硅 树脂 维克公司 (Wacker) 特戈公司 (Tego) R CH2 CH2 CH2CH(CH3) (CH2)3 在 25的粘度 (mPa.s) 20-50 20-50 20-50 20。
43、-50 OH 值 ( 毫克 KOH/ 克 ) 198 99 96 36 分子量 ( 克 / 摩 尔 ) 566 1133 1172 2946 0103 多元醇 II : 可水稀化的 OH 官能聚丙烯酸酯分散体, 45 重量, 在水 / 溶剂石 脑油 100/Dowanol PnB 中, 已用二甲基乙醇胺 / 三乙醇胺中和, OH 含量为 3.9, OH 值 为 128 毫克 KOH/ 克, 粘度为 2000mPa.s, Bayhydrol XP2470, 拜尔材料科学公司 (Bayer Materialscience AG, 勒沃库森, 德国 ) 0104 多异氰酸酯 : 亲水性脂族多异氰酸酯。
44、, 基于 1, 6- 己二异氰酸酯, NCO 含量为 说 明 书 CN 101253211 B9/10 页 11 20.6 重量, 23的粘度为 5400mPas, Bayhydur XP 2487/1, 拜尔材料科学公司 (Bayer Materialscience AG, 勒沃库森, 德国 ) 0105 漆制备 0106 在搅拌下, 将各组分按照下表所述与常规漆用添加剂、 催化剂和多异氰酸酯混合, 然后使用 50 微米的刮刀施涂到玻璃上, 在 100固化 60 分钟。 0107 实施例 1 2 3 4 5 6 多元醇 I Wacker IM 11 Tegomer H-Si 2311 Bay。
45、silone OF/OH 3 Baysilone OF/OH 6 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 多元醇 II Surfynol 104 BC(50, 在 BG 中 ) Borchigel PW 25(25 PG/ 水 ) Baysilone VP AI 3468(10 BG) 多异氰酸酯 45.5 1.3 0.2 1.1 27.1 47.8 1.3 0.2 1.1 25.7 45.4 1.3 0.2 1.1 25.2 45.4 1.3 0.2 1.1 24.7 45.4 1.3 0.2 1.1 25.2 45.4 1.1 1.3 0.2 25.9 水 31.8 31.8 31.8 3。
46、1.8 31.8 1.1 7 天室温摆杆硬度 ( 秒 ) 198 200 191 188 195 196 光泽度, 20 87 79 76 82 82 82 雾度 17 99 115 60 62 74 玻璃板的模糊 0 0-1 3 3 2-3 1-2 容易清洁 干 乙醇 1 1 3 1 2 1 2 2 2 1 2 2 0108 0 好, 5 差 ; 量以克表示 0109 本发明实施例 1 得到具有平滑表面和良好易清洁性的透明膜。不含硅酮组分的实 施例 2 产生具有模糊表面和易清洁性与实施例 1 相比较差的膜。实施例 3-6 的易清洁性比 实施例 1 差。而且, 来自实施例 3 和实施例 4 的膜具有油状表面, 表明硅酮二醇还没有结合 说 明 书 CN 101253211 B10/10 页 12 到聚氨酯基质中。对比例 5 和 6 具有模糊表面。 说 明 书 。