[发明专利]非离子亲水化的粘合剂分散体

说明书

本发明涉及基于具有聚环氧乙烷端基的聚氨酯脲的水性非离子亲水化的粘合剂分散体，其制备，和其用于制备涂料的用途。

基于聚氨酯的涂覆剂具有重要作用，这是因为其突出的性能，例如，高抗划伤性和低温柔韧性。由于越来越严厉的生态学和其它法律规定，不含溶剂的水性聚氨酯显得尤为重要。基于聚氨酯分散体的涂料用于多种应用，例如，织物涂料，塑料上漆和汽车上漆。对于某些应用，如在电子上的应用，涂料表现出尽可能低的电导率是必要的，以便确保高的电绝缘。同时，希望该水性涂覆剂对于在宽温度范围内的凝结方面是稳定的，以便能够在尽可能可变的条件下使用不同方法例如喷涂或刮涂来施加它们。

可以通过两种机理实现聚氨酯颗粒在水相中的稳定化，或者通过表面上的电荷造成颗粒的排斥(离子稳定化)，或者通过吸附在表面上或共价键合的水溶性或部分水溶性的低聚物链或聚合物链来防止由于范德华相互作用导致的团聚(非离子稳定化)。这种类型分散体的离子稳定化导致产生这样的体系，该体系对于温度升高导致的凝结相对不敏感，但由于存在离子而显示出电导率增加。在非离子稳定化情况下，情形则相反，即，这些体系会由于高于60℃的温度而去稳定化，例如DE-A 2651506中所述。不过这些体系存在电导率比较低的缺点。另外，组合这两种稳定化机理也是为人十分熟知的，从而获得离子/非离子稳定化的分散体，该分散体对于在相对宽温度范围内的凝结是稳定的，由于电荷的原因，这些体系同样表现出较高的电导率。

非离子稳定化是基于引入对于异氰酸酯基团呈反应性的官能性亲水环氧乙烷(以下缩写为PEG)，PEG可以被线型、侧面或端部引入聚氨酯的主链上。

US-A 3,905,929中描述了非离子的聚氨酯分散体，其中，PEG链侧面连接在聚氨酯分散体上。所得到的粘合剂突出地表现出相当好的机械性能。但PEG基团因而没有锚固(verankern)在端部，在该过程中会出现副产物。

EP-A 0317258中描述了含有二官能的非离子PEG的乳化剂，该乳化剂可以用于构成聚氨酯分散体。其中描述的含有PEG的亲水化试剂同样以二官能侧面方式被引入。虽然以这种方式产生的聚氨酯分散体突出地表现出相当高的热稳定性，但该亲水化试剂不得不在另一方法步骤中产生，从经济角度看是个缺点。

EP-A 0792900描述了用于玻璃纤维上浆料(Glasfaserschlicht)的聚氨酯分散体。这些分散体可以被离子和/或非离子亲水化，该多异氰酸酯的至少50％由1-甲基-2，4-二异氰酸根合环己烷和/或1-甲基-2，6-二异氰酸根合环己烷组成。在该文提到的分散体中，使用数量≤15重量％的非离子端部亲水化组分。

US-A 5,066,732中描述了非离子聚氨酯分散体，单官能的聚乙二醇组分以中间方式与二异氰酸酯一起转化，随后使该反应产物与二羟基胺反应，从而产生亲水化组分。因此，聚环氧乙烷同样侧面锚固在聚氨酯上。

不过，由现有技术已知的聚氨酯分散体都表现出存放稳定性不够，特别是在升高的温度下，另外，因而还有过早凝结(koagulieren)的趋势。

因此本发明的目的是提供新的水性聚氨酯分散体，该分散体显示出至少75℃的凝结温度，因而具有足够的存放稳定性。

根据权利要求已实现该目的。其中要求保护这样的聚氨酯-脲分散体，在聚合物骨架上呈现具有一定摩尔质量并以一定重量比在聚氨酯链端部的含有单官能PEG的组分。

本发明提供含有以下结构组分的水性聚氨酯-脲分散体：

A)10重量％至40重量％，优选15重量％至40重量％，特别优选20重量％至35重量％的一种或多种脂族多异氰酸酯化合物，

B)40重量％至70重量％，优选42重量％至63重量％，特别优选44重量％至57重量％的至少一种多羟基化合物，其摩尔质量M_n为400g/mol至8000g/mol，

C)19重量％至50重量％，优选19重量％至30重量％，特别优选19重量％至25重量％的对异氰酸酯基团呈反应性的、单官能的含有聚乙二醇的组分，该组分的聚乙二醇含量为至少50重量％，优选70重量％，和特别优选80重量％，表现出的摩尔质量M_n为1200g/mol至3000g/mol，优选1500g/mol至3000g/mol，特别优选2000g/mol至3000g/mol，

D)0.5重量％至10重量％，优选1重量％至7重量％，特别优选2重量％至5重量％的至少一种多胺化合物，其摩尔质量M_n为32g/mol至400g/mol，并且官能度≥1，