用于木器涂料的聚氨酯脲制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及用于木器涂料的聚氨酯脲。涉及陽離子親水化的聚氨酯脲，其由以下組分合成：a）至少一種脂族、芳脂族和/或環(huán)脂族多異氰酸酯，b）包含至少一種聚酯多元醇b1）的多元醇，該聚酯多元醇中芳族二羧酸和/或其酸酐的分?jǐn)?shù)為≥35重量%，c）至少一種陽離子親水化組分，其具有至少一個(gè)對異氰酸酯基團(tuán)為反應(yīng)性的基團(tuán)和至少一個(gè)陽離子或潛在陽離子基團(tuán)，d）至少一種脂族的氨基官能化合物，e）任選至少一種醇，和f）任選至少一種具有對異氰酸酯基團(tuán)為反應(yīng)性的基團(tuán)的化合物。本發(fā)明專利技術(shù)還涉及包含聚氨酯脲的水性分散體和包含聚氨酯脲或相應(yīng)水性分散體的涂料組合物。本發(fā)明專利技術(shù)還涉及使用本發(fā)明專利技術(shù)涂料組合物涂覆基底的方法和可獲自該方法的涂覆基底。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及特定聚氨酯脲，并還涉及包含該聚氨酯脲的水性（aqueous）分散體和涉及包含該聚氨酯脲或相應(yīng)的水性分散體的涂料組合物。本專利技術(shù)的進(jìn)一步的主題是使用本專利技術(shù)的涂料組合物涂覆基底的方法，以及可以在此類方法中獲得的涂覆的基底。
技術(shù)介紹
在基底涂層中，越來越多地使用水性粘合劑，尤其是聚氨酯脲（PUR）分散體。PUR分散體相對于許多其它類別的水性粘合劑的特定特征是對化學(xué)品和水的高耐受性水平、高機(jī)械魯棒性以及高抗拉強(qiáng)度與彈性。通過現(xiàn)有技術(shù)的聚氨酯-聚脲分散體可以大致滿足這些要求。通過親水性基團(tuán)的優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)有技術(shù)中確定的體系可以是自乳化的，即它們可以在沒有來自外部乳化劑的輔助的情況下分散在水中。為此，將離子或非離子親水化基團(tuán)引入該聚氨酯脲的聚合物骨架中。此外，對于木材的涂覆，要求該涂料組合物滿足許多進(jìn)一步的性質(zhì)，如快速干燥、木結(jié)構(gòu)的極大增強(qiáng)、有效和快速的打磨性能（sandability），均仍須具有高硬度、耐擦傷性和對含有油或脂肪的日常使用的物質(zhì)如護(hù)手霜的耐受性。因此，始終需要基于水性粘合劑的適用于木器的涂料組合物以便在這些品質(zhì)方面得到改善。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的一個(gè)目的因此是提供適于制造基于水性PUR分散體的木器涂料組合物的聚氨酯脲，其具有快速初始干燥和高硬度，以及有效的打磨性能和對含有油或脂肪的日常使用的物質(zhì)如護(hù)手霜的耐受性。已經(jīng)按照本專利技術(shù)通過陽離子親水化的聚氨酯脲實(shí)現(xiàn)了該目的，所述陽離子親水化的聚氨酯脲由以下組分合成：a）至少一種脂族、芳脂族和/或環(huán)脂族多異氰酸酯，b）具有Mn≥400且≤6000克/摩爾的數(shù)均分子量和≥1.5且≤4的羥基官能度的多元醇，該多元醇包含至少一種聚酯多元醇b1），其具有無定形結(jié)構(gòu)，并且其包含至少一種芳族二羧酸和/或相應(yīng)的羧酸酐作為合成組分，該聚酯多元醇中芳族二羧酸和/或其酸酐的分?jǐn)?shù)（fraction）為該聚酯多元醇的總質(zhì)量的≥35重量%，c）至少一種陽離子親水化組分，其具有至少一個(gè)對異氰酸酯基團(tuán)為反應(yīng)性的基團(tuán)，并具有至少一個(gè)陽離子或潛在陽離子的基團(tuán)，d）至少一種脂族的氨基官能化合物，其具有至少兩個(gè)異氰酸酯-反應(yīng)性氨基基團(tuán)，e）任選至少一種醇，其具有至少兩個(gè)羥基基團(tuán)和≥60且≤399克/摩爾的摩爾質(zhì)量，和f）任選至少一種具有對異氰酸酯基團(tuán)為反應(yīng)性的基團(tuán)的化合物。基于本專利技術(shù)點(diǎn)的聚氨酯脲的水性分散體的木器涂料組合物表現(xiàn)出快速干燥、高硬度以及除此之外的有效的打磨性能和對日常使用的物質(zhì)如護(hù)手霜的耐受性。按照本專利技術(shù)，陽離子親水化的聚氨酯脲是具有鍵合到聚合物骨架上的陽離子或潛在陽離子基團(tuán)的聚氨酯脲。潛在陽離子基團(tuán)是可以通過化學(xué)反應(yīng)，尤其是通過中和轉(zhuǎn)化為陽離子基團(tuán)的那些。本專利技術(shù)的聚氨酯脲優(yōu)選具有≥0.2且≤5毫當(dāng)量/克聚合物、更優(yōu)選≥0.5且≤2毫當(dāng)量/克聚合物和非常優(yōu)選≥0.6且≤1毫當(dāng)量/克聚合物的陽離子和/或潛在陽離子基團(tuán)含量。在本專利技術(shù)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，該聚氨酯脲不具有非離子親水化基團(tuán)。非離子親水化基團(tuán)尤其理解為是經(jīng)由具有異氰酸酯-反應(yīng)性基團(tuán)的非離子親水化化合物引入該聚氨酯脲的那些。此類非離子親水化化合物的實(shí)例是包含至少一個(gè)羥基或氨基基團(tuán)的聚氧化烯醚。這些聚醚優(yōu)選包含30重量%至100重量%分?jǐn)?shù)的衍生自環(huán)氧乙烷的單元。非離子親水化化合物還包括例如具有每分子平均5至70個(gè)、優(yōu)選7至55個(gè)環(huán)氧乙烷單元的一元聚氧化烯聚醚醇（polyalkyleneoxidepolyetheralcohol），該類化合物可以方便地通過合適的起始劑分子的烷氧基化來獲得。該聚氧化烯聚醚醇是純聚氧化乙烯聚醚或其環(huán)氧烷（alkyleneoxide）單元的至少30摩爾%、優(yōu)選至少40摩爾%由環(huán)氧乙烷單元組成的混合聚氧化烯聚醚。優(yōu)選的非離子化合物是單官能混合聚氧化烯聚醚，其具有至少40摩爾%的環(huán)氧乙烷單元和不超過60摩爾%的環(huán)氧丙烷單元。本專利技術(shù)的意義上的聚氨酯脲是聚合化合物，其具有至少兩個(gè)、優(yōu)選至少三個(gè)含氨基甲酸酯基團(tuán)的重復(fù)單元以及，此外，含脲基團(tuán)的重復(fù)單元：這里的脲基團(tuán)優(yōu)選通過異氰酸酯官能的聚氨酯預(yù)聚物與具有氨基的化合物的反應(yīng)來形成。本專利技術(shù)的聚氨酯脲還可以包含進(jìn)一步的合成組分，但是優(yōu)選排它地由組分a）至f）合成，更排它地由組分a）至e）合成。對本專利技術(shù)而言，對異氰酸酯基團(tuán)為反應(yīng)性的基團(tuán)特別是伯和仲氨基、羥基和/或硫醇基。對本說明書而言，數(shù)均分子量總是通過凝膠滲透色譜法（GPC）在四氫呋喃中在23℃下測定。該程序按照DIN55672-1：“Gelpermeationchromatography,Part1-TetrahydrofuranasEluent”（來自PSSPolymerService的SECurityGPC-System，流速1.0毫升/分鐘；柱：2×PSSSDVlinearM，8×300mm，5微米；RID檢測器）。已知摩爾質(zhì)量的聚苯乙烯樣品用于校準(zhǔn)。在軟件輔助下計(jì)算該數(shù)均分子量。根據(jù)DIN55672Part1規(guī)定基準(zhǔn)點(diǎn)與評估極限。組分a）包含至少一種脂族、芳脂族和/或環(huán)脂族多異氰酸酯。適于作為組分a）的化合物的實(shí)例是1,4-亞丁基二異氰酸酯、1,5-五亞甲基二異氰酸酯（PDI）、1,6-六亞甲基二異氰酸酯（HDI）、異佛爾酮二異氰酸酯（IPDI）、2,2,4-和/或2,4,4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯、異構(gòu)的雙(4,4’-異氰酸根合環(huán)己基)甲烷或其具有任何所需異構(gòu)體含量的混合物（H12-MDI）、1,4-亞環(huán)己基二異氰酸酯、4-異氰酸根合甲基-1,8-辛烷二異氰酸酯（壬烷三異氰酸酯）、1,3-和/或1,4-雙(2-異氰酸根合丙-2-基)苯（TMXDI）、1,3-雙(異氰酸根合甲基)苯（XDI）以及具有C1-C8-烷基的2,6-二異氰酸根合己酸烷基酯（賴氨酸二異氰酸酯），以及其混合物。除了上述多異氰酸酯之外，還有可能按比例伴隨使用具有異氰脲酸酯、氨基甲酸酯、脲基甲酸酯、縮二脲、亞氨基噁二嗪二酮和/或噁二嗪三酮結(jié)構(gòu)的改性的二異氰酸酯或三異氰酸酯。所討論的化合物優(yōu)選是具有≥2且≤4、優(yōu)選≥2至2.6和更優(yōu)選≥2且≤2.4的平均NCO官能度的多異氰酸酯或前述種類的多異氰酸酯混合物。優(yōu)選用作組分a）的是HDI、H12-MDI和/或IPDI。特別優(yōu)選地，組分a）包含組分a）總質(zhì)量的≥90重量%、更優(yōu)選≥95重量%和尤其優(yōu)選100重量%的IPDI。該聚氨酯脲中組分a）的分?jǐn)?shù)優(yōu)選為該聚氨酯脲的總重量的≥5且≤75重量%、更優(yōu)選≥10且≤65重量%和非常優(yōu)選≥20且≤55重量%。組分a）至f）總計(jì)100重量%。組分b）優(yōu)選具有≥600且≤4000克/摩爾、更優(yōu)選≥800且≤3000克/摩爾的數(shù)均分子量和/或≥1.8且≤3和更優(yōu)選≥1.9且≤2.1的平均OH官能度。作為組分b），除了聚酯多元醇b1）之外，特別有可能使用聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚醚-聚碳酸酯多元醇和/或聚酯-聚碳酸酯本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
陽離子親水化的聚氨酯脲，其特征在于其由以下組分合成：a）至少一種脂族、芳脂族和/或環(huán)脂族多異氰酸酯，b）具有Mn?≥?400且≤?6000克/摩爾的數(shù)均分子量和≥?1.5且≤?4的羥基官能度的多元醇，其　　（i）包含至少一種聚酯多元醇b1），其具有無定形結(jié)構(gòu)，并且其排它地包含芳族二羧酸和/或相應(yīng)的羧酸酐作為酸組分，所述聚酯多元醇中芳族二羧酸和/或其酸酐的分?jǐn)?shù)為所述聚酯多元醇的總質(zhì)量的≥?35重量%，和　　（ii）包含至少一種多元醇b2），其排它地包含脂族二羧酸和/或相應(yīng)的羧酸酐作為酸組分，其中聚酯多元醇b1）與聚酯多元醇b2）之間的重量比為2:1至1:3；c）至少一種陽離子親水化組分，其具有至少一個(gè)對異氰酸酯基團(tuán)為反應(yīng)性的基團(tuán)，并具有至少一個(gè)陽離子或潛在陽離子的基團(tuán)，d）至少一種脂族的氨基官能化合物，其具有至少兩個(gè)異氰酸酯?反應(yīng)性的氨基基團(tuán)，e）任選至少一種醇，其具有至少兩個(gè)羥基和≥?60且≤?399克/摩爾的摩爾質(zhì)量，和f）任選至少一種具有對異氰酸酯基團(tuán)為反應(yīng)性的基團(tuán)的化合物。

【技術(shù)特征摘要】
2014.11.17 EP 14193397.81.陽離子親水化的聚氨酯脲，其特征在于其由以下組分合成：
a）至少一種脂族、芳脂族和/或環(huán)脂族多異氰酸酯，
b）具有Mn≥400且≤6000克/摩爾的數(shù)均分子量和≥1.5且≤4的羥基官能度的多元醇，其
（i）包含至少一種聚酯多元醇b1），其具有無定形結(jié)構(gòu)，并且其排它地包含芳族二羧酸和/或相應(yīng)的羧酸酐作為酸組分，所述聚酯多元醇中芳族二羧酸和/或其酸酐的分?jǐn)?shù)為所述聚酯多元醇的總質(zhì)量的≥35重量%，和
（ii）包含至少一種多元醇b2），其排它地包含脂族二羧酸和/或相應(yīng)的羧酸酐作為酸組分，
其中聚酯多元醇b1）與聚酯多元醇b2）之間的重量比為2:1至1:3；
c）至少一種陽離子親水化組分，其具有至少一個(gè)對異氰酸酯基團(tuán)為反應(yīng)性的基團(tuán)，并具有至少一個(gè)陽離子或潛在陽離子的基團(tuán)，
d）至少一種脂族的氨基官能化合物，其具有至少兩個(gè)異氰酸酯-反應(yīng)性的氨基基團(tuán)，
e）任選至少一種醇，其具有至少兩個(gè)羥基和≥60且≤399克/摩爾的摩爾質(zhì)量，和
f）任選至少一種具有對異氰酸酯基團(tuán)為反應(yīng)性的基團(tuán)的化合物。
2.如權(quán)利要求1所述的聚氨酯脲，其特征在于所述聚酯多元醇b1）具有按照DINEN61006,MethodA通過動(dòng)態(tài)掃描量熱法DSC測定的Tg≥-25℃。
3.如權(quán)利要求...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：P納扎蘭，R格茨曼，JM加西亞馬蒂內(nèi)斯，M阿爾馬托吉特拉斯，E特賈達(dá)，
申請(專利權(quán))人：科思創(chuàng)德國股份公司，
類型：發(fā)明
國別省市：德國;DE