[发明专利]新型2C PUR体系

说明书

本发明涉及用于多异氰酸酯与多元醇的加速固化的磷钼酸的碱金属盐，并涉及其中存在它们的聚氨酯体系。

本发明尤其涉及在作为溶剂的水的存在下用于多异氰酸酯与多元醇(所谓的双组分聚氨酯水性漆，或2C PUR水性漆)的加速固化的催化剂。

近年来，对于漆的应用，水作为溶剂的使用已经大大地增长了。环境方面在这一技术的发展中起着决定性的作用。因此，用该技术能够大大地降低用于将漆施加到基材上的有机溶剂的使用。这样将大幅度降低促进臭氧降解的挥发性成分(所谓的VOC，或挥发性有机化合物) 的排放和用户工作条件上的改善相关联。此外，可以在很大程度上免除来自漆车间（paint shop）的废气燃烧，结果节约了成本。

对于常规的漆体系，即其中使用有机溶剂来将漆施加到待涂漆的基材上的那些，已经说明了许多催化剂，它们加速(多元)醇与(多)异氰酸酯的反应来得到聚氨酯。根据所需的处理时间，可以选择适当反应性的催化剂来更快速地获得所需的漆性能。通常使用的催化剂包括基于锡化合物、尤其锡(IV)化合物的那些，特别优选的二月桂酸二丁锡，或DBTL。这一化合物大概是对于所谓的双组分聚氨酯(2C PUR)漆应用的最常用的催化剂。锡盐或有机锡化合物使得异氰酸酯与醇或多元醇迅速地起反应。可选地，还有可能使用铋化合物和锌化合物。这些相比于锡化合物，通常具有更长的适用期和反应时间。也已经说明了锆螯合物如乙酰丙酮酸锆(IV)的使用。这些尤其已被描述在Journal of Coatings Technology 2002, 74(930), 31-36中。普通催化剂的相关的综述例如由Florio在Paint & Coatings Industry 2000, 16, 80中所给出。然而，其他通常的聚氨酯催化剂例如乙酰丙酮合铁(III)或相应的镍或钴化合物，不能够被用于耐光漆中，因为这些催化剂通常形成有色的配合物。

与常规溶剂型体系相比，当使用水作为漆应用的溶剂时，还必须考虑其他事项。这一问题的综述例如由W. Blank在Progress in Organic Coatings 1999, 35, 19中和在WO 98/41322中以及在其中引用的文献中所给出。

在这些漆体系中，有必要考虑相对于异氰酸酯与水的反应速率而言，异氰酸酯与醇的反应速率。异氰酸酯与水的反应导致氨基甲酸衍生物的形成，其随后反应而得到相应的胺和二氧化碳。所形成的二氧化碳当在膜中起泡时会变得令人注意，这降低了膜的质量。基于这个原因，二氧化碳的形成是不希望有的。从该脱羧基的氨基甲酸中所释放的的胺能够与游离的异氰酸酯反应而获得脲。脲的过大量的形成进而由于该体系的适用期的缩短和典型地由于在涂漆过程之后表面光泽的损失以及漆的性能的降低又变得令人注意。

因此，因为副反应和性能的快速损失，异氰酸酯与水的反应是不希望有的。因此，为了防止与未催化的漆体系相比较而言的性能的降低，不应该优选水与异氰酸酯的反应。(多元)醇与异氰酸酯组分的反应的优选是理想的。

此外，现有技术的催化剂一般仅仅具有在水性体系中的有限的寿命，即该催化剂因水的作用迅速地或多或少地水解。这尤其适用于在常规体系中容易使用的锡(IV)化合物例如前面提及的DBTL，或尤其适用于羧酸铋例如2-乙基己酸铋(III)(K-Kat, King Industries, Norwalk，康涅狄格州，美国)，还描述在WO 00/47642中。

此外，在水性2C PUR应用的工业中所使用的大多数的多元醇组分具有羧基基团(被叔胺中和)，其被用于基料（binder）的亲水化，即用于在水中引入多元醇组分。在某些情况下，归因于配位作用，这些羧基基团会导致用作水性2C体系催化剂的有机锡化合物的催化活性的抑制。这适用于所有高电荷态(highly charged)路易斯酸，例如钛(IV)、锆(IV)的化合物等等。认为是，普遍地能够与大量的亲水化的（hydrophilicized）多异氰酸酯和亲水化的基料一起使用的催化剂，不得显示出与这些亲水试剂的这些相互作用。