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由含脲二酮基團的分散體和多胺構(gòu)成的反應性組合物的制作方法_2

文檔序號:9366559閱讀:來源:國知局
_ 二醇。
[0021] 優(yōu)選的具有脲二酮基團的預聚物I具有基于該預聚物的總重量計至少0. 2,但是 不多于20重量%的游離NCO-含量,和基于該預聚物的總重量計0. 5至25重量%,優(yōu)選2至 20重量%的脲二酮基團含量(作為〇^202計算,分子量84)。
[0022] 除了脲二酮基團以外,預聚物I還可以具有異氰脲酸酯_、縮二脲_、脲基甲酸酯_、 氨基甲酸酯-和/或脲-結(jié)構(gòu)。
[0023] 乳化劑II包含一個或者多個離子基團,優(yōu)選一個離子基團。該離子基團優(yōu)選地選 自磺酸鹽和磷酸鹽。
[0024] 在一個優(yōu)選的實施方案中,乳化劑II的離子基團是在水中主要呈中性反應性的 基團。在酸性離子基團的情況中,其在室溫下在水中具有>8的pKa-值,或者在堿性離子基 團的情況中,在室溫下具有>8的pKb_值。
[0025] 乳化劑II可以具有一個或者多個0H-、NH-或者NH2-基團或者其它的異氰酸酯反 應性基團。數(shù)均分子量(Mn,通過凝膠滲透色譜測定)優(yōu)選為〈1000g/mol和非常特別優(yōu)選 為〈500g/mol〇
[0026] 乳化劑II優(yōu)選為至少一種選自羥基烷基磺酸、羥基聚醚磺酸、氨基 烷基磺酸和氨基聚醚磺酸的磺酸。優(yōu)選的羥基烷基磺酸是2-羥基乙磺酸 (2-Hydroxyethansulfonsjiuren)和 3-羥基丙橫酸(3-Hydroxypropansulfonsjiuren)。優(yōu) 選的氨基烷基磺酸是2-(環(huán)己基氨基)乙磺酸和3-(環(huán)己基氨基)-丙磺酸。特別優(yōu)選的 乳化劑II是含氨基的磺酸鹽。在另一個實施方案中,乳化劑II為至少一種磷酸鹽。
[0027] 可以通過中和游離酸,例如磺酸-或者磷酸-衍生物,產(chǎn)生所述離子基團。用于 乳化劑II的含酸基團的離子基團的合適的中和劑選自堿金屬氫氧化物和堿土金屬氫氧化 物。
[0028] 將含脲二酮的預聚物I和乳化劑II在有或者無溶劑的情況下混合,然后在合適的 溫度下反應。所述溶劑優(yōu)選地選自水、丙酮、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、四 氫呋喃和二氧雜環(huán)己烷。該溶劑優(yōu)選為水。
[0029] 含氨基的乳化劑在室溫下就已經(jīng)反應產(chǎn)生熱,而在含羥基的乳化劑的情況中, 建議將反應溫度設(shè)定在40-KKTC,任選使用文獻已知的催化劑,例如二月桂酸二丁基錫 (DBTL)的情況下,。預聚物I中的游離NCO-基團與乳化劑II中的NCO-反應性基團的摩爾 比在它們反應之前優(yōu)選為2:1至1:2,特別優(yōu)選為1. 1:1至1:1. 1。在反應之后,親水性多 異氰酸酯P的游離NCO-含量優(yōu)選為〈2重量%,特別優(yōu)選為〈1重量%。
[0030] 可以將親水性的多異氰酸酯P在有或者沒有助溶劑的情況下根據(jù)已知的方法引 入到水中,以在那里形成含脲二酮基團的水性聚氨酯-聚脲-分散體A)。該分散體A)在 50°C下至少8周,優(yōu)選至少12周是穩(wěn)定的,即親水性的多異氰酸酯P在50°C下8周或者12 周之后,還顯示出可比較的對起始混合物的反應性。
[0031] 該含脲二酮基團的水性聚氨酯-聚脲-分散體A)具有脲二酮基團,其也稱為潛在 的NCO-基團。因此,每個脲二酮基團通過開環(huán)產(chǎn)生兩個游離的NCO-基團。
[0032] 該含脲二酮基團的水性聚氨酯-聚脲-分散體A)具有基于A)的總重量計0. 5至 25重量%,優(yōu)選2至20重量%的脲二酮基團含量,(作為C2N2O2計算,分子量84)。游離的 NCO-含量在0. 01至1. 5重量%,優(yōu)選0. 05至0. 3重量%的范圍,基于A)的總重量計。水 溶性、在水中可乳化或者在水中可分散的二胺或者多胺B)在文獻中是已知的。它們可以是 單體、低聚和/或聚合的化合物。單體和低聚的化合物優(yōu)選地選自二胺、三胺、四胺。對于 組分B)而言,優(yōu)選地使用伯和/或仲二胺或者多胺,特別優(yōu)選地使用伯二胺或者多胺。二 胺或者多胺B)的胺基團可以連接在伯、仲或者叔碳原子上,優(yōu)選地連接在伯或者仲碳原子 上。
[0033] 可以特別地使用以下的胺作為組分B): 脂族的胺,例如多亞烷基多胺,二乙三胺和三乙四胺、三甲基六亞甲基二胺、2-甲 基-戊二胺,氧化稀多胺,例如聚氧化丙稀二胺和聚氧化丙稀三胺(例如Jeffamine? D-230、Jeffamine?D-400、Jeffamine?T-403、Jeffamine?T-5000)、l, 13-二氨 基-4, 7, 10-三氧雜十三烷、2, 2, 4-三甲基六亞甲基二胺、2, 4, 4-三甲基六亞甲基二胺,環(huán) 脂族的胺,例如異佛爾酮二胺(3, 5, 5-三甲基-3-氨基甲基-環(huán)己胺),單獨或者以H12MDI 異構(gòu)體的混合物形式的4, 4' -二氨基二環(huán)己基甲烷、2, 4' -二氨基二環(huán)己基甲烷、2, 2' -二 氨基二環(huán)己基甲烷,3, 3' -二甲基-4, 4' -二氨基-二環(huán)己基甲烷、N-環(huán)己基-1,3-丙二胺、 1,2-二氨基環(huán)己烷、哌嗪、N-氨基乙基哌嗪、T⑶-二胺(3 (4),8 (9)-雙(氨基甲基)-三 環(huán)[5.2. 1.02'6]癸烷),芳脂族的胺,例如亞二甲苯基二胺,芳族的胺,例如亞苯基二胺和 4, 4'-二氨基二苯基甲烷;加成固化劑,其是環(huán)氧化物化合物,特別是雙酚A和F的縮水甘 油醚,與過量的胺的反應產(chǎn)物; 聚酰胺型胺類固化劑,其通過單羧酸和多元羧酸與多胺的縮合,特別是通過二聚脂肪 酸與多亞烷基多胺的縮合而獲得; 和曼尼希堿固化劑,其通過一元或者多元酚與醛特別是甲醛和多胺的反應獲得。
[0034] 也可以考慮例如基于苯酚和/或雷瑣酚、甲醛和間-亞二甲苯基二胺以及N-氨 基乙基哌嗪和N-氨基乙基哌嗪與壬基苯酚和/或芐醇的混合物的曼尼希堿。此外還適合 的是酸醛胺(Phenalkamine),其通常在曼尼希反應中由腰果酸類(Cardanolen)、醛和胺獲 得。還可以使用以上提及的胺固化劑的混合物。
[0035] 優(yōu)選地使用異佛爾酮二胺(3, 5, 5-三甲基-3-氨基甲基環(huán)己胺,IH)),單獨的或者 以異構(gòu)體的混合物(也稱為PACM)形式的4, 4' -二氨基二環(huán)己基甲烷、2, 4' -二氨基二環(huán)己 基甲烷、2, 2' -二氨基二環(huán)己基甲烷,和得自2, 2, 4-三甲基六亞甲基二胺與2, 4, 4-三甲基 六亞甲基二胺的異構(gòu)體的混合物(TMD)。特別優(yōu)選地使用2, 2, 4-三甲基六亞甲基二胺和 2, 4, 4-三甲基六亞甲基二胺的異構(gòu)體混合物。非常特別優(yōu)選地使用2, 2, 4-三甲基六亞甲 基二胺和2, 4, 4-三甲基六亞甲基二胺的異構(gòu)體的約1:1的混合物。
[0036] 特別優(yōu)選地使用具有辛醇-水-分配系數(shù)logP> 0的二胺和多胺B)。P-值 表示物質(zhì)在1-辛醇和水的兩相體系中的濃度的比例,并且以十進制對數(shù)的形式作為log P給出(J.Sangster,Octanol-ffaterPartitionCoefficients:Fundamentalsand PhysicalChemistry,WileySeriesinSolutionChemistry第2冊,JohnWiley&Sons, Chichester,1997)。辛醇-水-分配系數(shù)隨著增加的脂溶性和下降的水溶性而升高。特別 優(yōu)選地使用具有辛醇-水-分配系數(shù)logP> 0的二胺和多胺B),其在輸入各自化合物的 結(jié)構(gòu)式之后用程序ChemDrawPro12.0.2. 1076 (^1986-2010CambridgeSoft.)計算出。 特別優(yōu)選地使用具有辛醇-水-分配系數(shù)logP> 0.5,非常特別優(yōu)選logP> 1.0的二胺 和多胺B)。例如優(yōu)選的二胺異佛爾酮二胺(3, 5, 5-三甲基-3-氨基甲基-環(huán)己胺,IH)),單 獨的或者以異構(gòu)體的混合物形式的4, 4' -二氨基二環(huán)己基甲烷、2, 4' -二氨基二環(huán)己基甲 烷、2, 2' -二氨基二環(huán)己基甲烷,和得自2, 2, 4-三甲基六亞甲基二胺和2, 4, 4-三甲基六亞 甲基二胺的異構(gòu)體混合物(TMD)具有> 1的辛醇-水-分配系數(shù)logP。
[0037] 根據(jù)本發(fā)明,含脲二酮基團的聚氨酯-聚脲-分散體A)中的潛在NCO-基團與組 分B)中的胺基團的比例優(yōu)選為4:1至1:1,特別優(yōu)選為2. 2:1至2:1. 2。
[0038] 作為任選的組分C),可以以基于所述組合物的總重量計0. 05至5重量%的總量加 入常見的添加劑,例如流平劑,例如聚娃酮或者丙稀酸酯;光穩(wěn)定劑(Lichtschutzmittel), 例如位阻胺;或者其它助劑,例如描述于EP0 669 353中的,例如穩(wěn)定劑、脫氣劑、乳化助 劑和分散添加劑。可以以整個組合物的最多50重量%的量加入填料和顏料,例如二氧化 鈦。優(yōu)選為在漆領(lǐng)域中常見的助劑和添加劑,例如流動助劑、著色顏料、填料、消光劑或者外 部乳化劑。
[0039] 有機溶劑適合作為助劑C)??梢詫⒉慌c其它內(nèi)容物反應的
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