聚氨酯分散體，及其制備方法和使用方法技術

本發(fā)明專利技術涉及聚氨酯P，它包括由多官能異氰酸酯F，和由接枝脂肪酸AB、具有至少兩個羥基的至少一種多元醇C和至少一種脂肪酸E制造的羥基官能的化合物ABCE衍生的部分，其中所述接枝脂肪酸AB本身由具有至少一個烯屬不飽和度的脂肪酸A制造，且用烯鍵式不飽和單體的混合物B接枝，所述混合物B包括至少一種酸官能的烯鍵式不飽和單體B1，其中接枝的脂肪酸AB每一分子平均具有至少1.1個酸基，本發(fā)明專利技術還涉及這一聚氨酯的制造方法，及其以含水分散體形式使用的方法，以配制涂料組合物。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及包括由脂肪酸衍生的部分的聚氨酯分散體，這種聚氨酯分散體的制備方法，及其使用方法。
技術介紹
在EP1026186A1中已經描述了包括由碳原子數(shù)為12_40的脂肪酸衍生的部分的聚氨酯分散體。通過使干性油或半干性油與具有兩個或更多個羥基和2-12個碳原子的低摩爾質量的羥基化合物反應，并使這一中間體與數(shù)均摩爾質量為400g/mol-20kg/mol的高摩爾質量的多元醇，具有對異氰酸酯基具有反應性的至少兩個基團和可以是酸基或在中和之后形成陽離子基團的至少一個基團的化合物，與多官能異氰酸酯化合物反應，形成預聚物，中和所述預聚物，在水中分散，并任選地與擴鏈劑反應，從而制造這些聚氨酯樹脂。在EP0640632A1中公開了類似的聚氨酯分散體，其中由二異氰酸酯，二羥基烷酸，和干性油制造異氰酸酯官能預聚物，其中所述干性油在獨立的步驟中用多官能醇酯交換，形成羥基官能的脂肪酸酯，然后中和該預聚物，并與水和二胺接觸，形成可通過空干交聯(lián)的擴鏈的聚氨酯-脲分散體。在酸改性的聚氨酯(通過摻入陰離子基團，使得所述酸改性的聚氨酯可水稀釋)情況下，引入酸基的選擇方法是使具有至少兩個，優(yōu)選恰好兩個進一步的基團(所述進一步的基團可以是與異氰酸酯基反應形成聚氨酯，脲，或硫脲鍵的羥基，氨基或巰基)的酸共反應。優(yōu)選二羥基烷酸，例如二羥甲基丙酸或二羥甲基丁酸，它們具有對異氰酸酯基足夠惰性的酸基，這是由于位阻效應最小化脫羧導致的，并通過羧酸和異氰酸酯之間的反應形成胺，所述胺然后通常與進一步的異氰酸酯基反應，形成脲結構。由于這一反應消耗一部分異氰酸酯，因此存在化學計量的偏移(shift)，這或者導致形成較低摩爾質量的聚氨酯，或者必須通過增加多異氰酸酯的用量來彌補，增加多異氰酸酯的用量可通過形成脲基甲酸酯導致不想要的鏈支化。使用二羥基烷酸`的進一步的缺點是它們有限的溶解度，這使得需要添加溶劑，例如N-甲基吡咯烷酮或丙酮，這些溶劑必須在獨立的蒸餾步驟中除去，或者當殘留在分散體內時，添加到基于這些聚氨酯分散體作為粘合劑的油漆的VOC中。通常以其鈉鹽形式使用具有與異氰酸酯基反應的額外基團的其他酸，例如丙氧基化3-羥基-2-羥甲基丙-1-磺酸和2-(2-氨乙基氨基)乙磺酸，且它們目前大部分被所述二羥基烷酸替代。因此，本專利技術的目的是至少部分替代具有對異氰酸酯基反應性的兩個進一步的基團的那些所述羧酸或磺酸，以便抑制異氰酸酯的副反應，且還不需要添加溶劑溶解，并進而使得這些酸具有反應性。專利技術概述通過在合成聚氨酯中，使用每一分子具有至少一個羥基的多元醇組分，解決這一問題，所述多元醇組分是每一分子平均具有至少一個羥基的多元醇ABCDE，它由接枝脂肪酸AB,具有至少兩個羥基的至少一個多元醇C，每一分子具有至少兩個酸基的多元有機酸D和至少一種脂肪酸E制造，而所述接枝脂肪酸AB本身由具有至少一個烯屬不飽和度的脂肪酸A制造，且用烯鍵式不飽和單體的混合物B接枝，所述混合物B包括至少一種酸官能的烯鍵式不飽和單體BI，其中接枝的脂肪酸AB每一分子平均具有至少1.1個酸基。為了形成聚氨酯P，這一多元醇AB⑶E與多官能異氰酸酯F，和任選地具有與異氰酸酯基反應的至少兩個官能團的至少一種擴鏈劑I，和任選地摩爾質量最多2000g/mol和每一分子具有至少兩個羥基的多元醇G，和進一步任選地具有位阻酸基的二羥基烷酸H(其中攜帶羧基的碳原子是叔或季碳原子)，和仍然進一步任選地，具有對異氰酸酯基具有反應性的僅僅一個基團的單官能的化合物J(也稱為鏈終止劑)，和還任選地具有對異氰酸酯基的反應性不同的至少兩個不同種類基團(所述基團選自伯羥基-CH2OH,仲羥基>CH(0H)，叔羥基>C(0H)-，伯氨基-NH2，仲氨基>NH，和巰基-SH，它們用于賦予聚氨酯額外的官能團)的化合物K反應。在多元醇AB⑶E和多官能異氰酸酯F之間的反應中，必須以某一方式選擇化學計量量以制造聚氨酯，即在F中異氰酸酯基中物質的量n(-NCO)必須為ABCDE中羥基的物質的量n(-OH)的至少0.9，換句話說，n(-NC0)/n(-0H)之比彡0.9mol/mol，但優(yōu)選不大于1.3mol/mol。優(yōu)選地,這一比值n (-NC0)/n (-0H)為至少1.05mol/mol,和尤其優(yōu)選至少1.1mol/moL.還需要過量異氰酸酯，以便增加擴鏈步驟，這是本領域的技術人員眾所周知的。本專利技術進一步的目的是在多步反應中制造聚氨酯P的方法，其中在第一步中，具有至少一個烯屬不飽和度的脂肪酸A用烯鍵式不飽和單體的混合物B接枝，所述混合物B包括至少一種酸官能的烯鍵式不飽和單體BI，以提供每一分子平均具有至少1.1個酸基的接枝脂肪酸AB，在第二步中，通過使接枝脂肪酸AB與具有至少兩個羥基的至少一種多元醇C和至少一種脂肪酸E反應，制造羥基官能的化合物ABCDE，在第三步中，通過使羥基官能的化合物ABCE與多官能的異氰酸酯F，和具有與異氰酸酯基反應的至少兩個官能團 的至少一種擴鏈劑I，和任選地摩爾質量最多400g/mol和每一分子具有至少兩個羥基的低摩爾質量的多元醇G，進一步任選地具有位阻酸基的二羥基烷酸H(其中攜帶羧基的碳原子是叔或季碳原子)，和仍然進一步任選地，也稱為鏈終止劑的具有對異氰酸酯基具有反應性的僅僅一個基團的單官能化合物J，和還任選地，具有對異氰酸酯具有不同反應性的至少兩個不同種類基團(所述基團選自伯羥基-CH2OH,仲羥基>CH (OH)，叔羥基>C (OH)-，伯氨基-NH2，仲氨基>NH，和巰基-SH，它們用于賦予聚氨酯額外的官能團)的化合物K，反應制造聚氨酯P。本專利技術進一步的目的是如上所述的聚氨酯P在涂料組合物中作為粘合劑樹脂的使用方法，該方法包括提供P的含水分散體，所述含水分散體另外含有至少一種催干劑S和有機酸，所述催干劑S是選自元素周期表中第3族(新的IUPAC命名法；Sc，Y，La)到12 (Zn, Cd, Hg)之一的過渡金屬的鹽，所述選擇包括第4，5，6，7，8，9，10，和11族的元素，或稀土金屬的鹽，其中每一金屬具有至少兩個價態(tài)，添加顏料，填料，流動添加劑，流平添加齊U，潤濕添加劑，抗沉降劑，光穩(wěn)定劑，聚結劑，和抗氧化劑中的至少一種，和通過刷涂，噴涂，浸涂，刮涂，棍涂或.涂，施加該涂料組合物到基體上。優(yōu)選實施方案的詳細i兌明聚氨酯P的酸值優(yōu)選為10mg/g-120mg/g,尤其優(yōu)選20mg/g-100mg/g,和特別優(yōu)選30mg/g-80mg/go在樹脂中，用氨基甲酸酯基-NH-C0-0-, M=59.02g/mol的摩爾分數(shù)表達的氨基甲酸酯基的含量優(yōu)選2%-10%，尤其優(yōu)選3%-9%和特別優(yōu)選4%-8%。接枝的脂肪酸AB是每一分子平均具有至少一個烯屬不飽和度的脂肪酸A，和優(yōu)選具有3-10個碳原子的烯鍵式不飽和直鏈或優(yōu)選支鏈脂族酸BI的接枝產物。脂肪酸A優(yōu)選具有6-30個碳原子且在其分子內具有至少一個烯屬雙鍵。有用的脂肪酸包括，但不限于，棕櫚油酸，油酸和反油酸，鱈油酸，芥酸，山梨酸，亞油酸，亞麻酸，桐酸，花生四烯酸，和二十二碳-4，7，11-三烯-18-炔酸，及其混合物，尤其由天然油，例如棉籽油、亞麻籽油、棕櫚油、油菜籽油、紅花油、大豆油和向日葵油制造的那些混合本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.07.24 EP 10170725.51.一種聚氨酯P，它包括由多官能異氰酸酯F和由接枝脂肪酸AB、具有至少兩個羥基的至少一種多元醇C、具有至少兩個酸基的至少一種多官能酸D和/或其酸酐和至少一種脂肪酸E制造的羥基官能的化合物AB⑶E衍生的部分，其中所述接枝脂肪酸AB本身由具有至少一個烯屬不飽和度的脂肪酸A制造，且用烯鍵式不飽和單體的混合物B接枝，所述混合物B包括至少一種酸官能的烯鍵式不飽和單體BI，其中接枝的脂肪酸AB每一分子平均具有至少1.1個酸基。2.權利要求1的聚氨酯P，其中烯鍵式不飽和單體的混合物B另外包括可與單體B1、單體B2、二-和多元醇與烯鍵式不飽和羧酸的羥基官能的酯B3、芳族乙烯基化合物B4、和選自乙酸乙烯酯，氯乙烯，甲基乙烯基酮、甲基乙烯基和烯丙基醚，和(甲基)丙烯腈中的其他可共聚的乙烯基化合物B5自由基共聚的至少一種烯鍵式不飽和單體B’，所述單體BI選自脂族醇和烯鍵式不飽和二羧酸的酸官能的單酯BI’，所述單體B2是脂族醇和烯鍵式不飽和羧酸的酯、以及烯鍵式不飽和二羧酸的二酯。3.權利要求1或2的聚氨酯P，它進一步包括由摩爾質量最多2000g/mol且每一分子具有至少兩個羥基的多元醇G衍生的部分。4.前述任何一項權利要求的聚氨酯P，它進一步包括由具有位阻酸基的二羥基烷酸H衍生的部分，其中攜帶羧基的碳原子是叔或季碳原子。5.前述任何一項權利要求的聚氨酯P，它另外包括由具有與異氰酸酯基反應的至少兩個官能團的至少一種擴鏈劑I衍生的部分。6.前述任何一項權利要求的聚氨酯P，它另外包括由也稱為鏈終止劑的具有僅僅一個對異氰酸酯基具有反應性的基團的至少一種單官能化合物J和具有對異氰酸酯基的反應性不同的至少兩個不同種類的基團的化合物K衍生的部分，所述基團選自伯羥基-CH2OH,仲羥基>CH (OH)，叔羥基>C (OH)-，伯氨基-NH2,仲氨基>NH，和巰基-SH，它們用于賦予聚氨酯額外的官能團。7.以多步反應制造權利要求1的聚氨酯P的方法，其中， 在第一步中，具有至少一個烯屬不飽和度的脂肪酸A用烯鍵式不飽和單體的混合物B接枝，所述混合物B包括至少一種酸官能的烯鍵式不飽和單體BI，以提供每一分子平均具有至少1.1個酸基的接枝脂肪酸AB， 在第二步中，通過使接枝脂肪酸AB與具有至少兩個羥基的至少一種多元醇C和/或其酸酐、和至少一種脂肪酸E反應，制造羥基官能的化合物ABCE， 在第三步中，通過使羥基官能的化合物ABCE與多官能的異氰酸酯F、和任選地，摩爾質量最多2000g/mol且每一分子具有至少兩個羥基...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：G·瑞德林格，A·阿茨特，M·格貝克，G·彼得里奇，
申請(專利權)人：氰特奧地利有限公司，
類型：
國別省市：