[发明专利]具有改善光泽度的用于涂料的水可乳化型异氰酸酯

说明书

本发明涉及新的水可乳化型异氰酸酯、用于制备水可乳化型异氰酸酯的方法及其用途。

水可乳化型多异氰酸酯作为交联剂被加入至水性聚合物分散体中，并已被广泛记载于文献中。在水中的乳化性通过将多异氰酸酯与由多异氰酸酯与亲水性分子反应而获得的乳化剂本身混合而得到。

常用的亲水性分子为非离子亲水性分子，例如聚环氧烷醇。

EP-A2206059记载了水分散性多异氰酸酯制剂，其包含脂族多异氰酸酯和脂族多异氰酸酯与作为乳化剂的一元或多元、非离子聚亚烷基醚醇的反应产物，所述聚亚烷基醚醇具有至少一种包含至少10个环氧乙烷单元的聚醚链。对于合适的多异氰酸酯，报道了大量的基于脂族和脂环族二异氰酸酯的多异氰酸酯，更优选基于1,6-二异氰酸根合己烷(HDI)的异氰脲酸酯和缩二脲和/或基于1-异氰酸根合-3,5,5-三甲基-5-异氰酸根合甲基环己烷(IPDI)的异氰脲酸酯。

EP-A1540985同样记载了多异氰酸酯混合物，但在该文献中聚醚链具有平均5.0至9.9个环氧乙烷单元。

EP-A2486881记载了非水性脂族多异氰酸酯制剂，其来自下述系列：脂族多异氰酸酯、足以确保脂族多异氰酸酯的分散性的量的芳族或脂族二异氰酸酯与一元或(较不优选的)多元聚亚烷基醚醇的反应产物，所述聚亚烷基醚醇在聚醚链中具有至少8个环氧乙烷单元。实施例中仅使用单官能聚乙二醇。二异氰酸酯和醇的反应以OH基团相对于二异氰酸酯的NCO基团的比例为60至120摩尔％的方式来进行。然后，以此方式获得的产物在与多异氰酸酯的混合物中作为乳化剂。

WO01/40347记载了水分散性聚异氰酸酯混合物，其具有包含平均5至33个环氧乙烷单元的聚醚链和通过脲基甲酸酯键合而定义的部分。

EP959087A1记载了水可乳化的、聚醚改性的多异氰酸酯混合物，其中高比例的聚醚通过脲基甲酸酯基团键合至多异氰酸酯。

其缺点是在形成脲基甲酸酯基团的反应中每个羟基消耗两当量的异氰酸酯基团，从而急剧地降低了相对于反应物测得的产物的NCO含量。

WO2009/156683公开了水分散性多异氰酸酯的混合物，其中水分散性多异氰酸酯中的一些带有离子基团，一些带有非离子基团。

DE-A119958170记载了聚醚改性的、水分散性的多异氰酸酯混合物，其已用一元聚环氧烷聚醚醇改性。特别优选具有基于HDI、IPDI和/或4,4’-二异氰酸根合二环己基甲烷的异氰脲酸酯结构的多异氰酸酯或多异氰酸酯混合物。

DE-A119822890记载了水性双组分聚氨酯涂料体系，其中固化组分由聚环氧烷聚醚醇和以脂族和/或脂环族方式结合的异氰酸酯基团、优选基于HDI、IPDI和/或4,4’-二异氰酸根合二环己基甲烷的异氰脲酸酯结构在脲基甲酸酯化(allophanatization)条件下制备。通过脲基甲酸酯基团主要结合的聚醚链也已知于DE-A119847077。

所述多异氰酸酯混合物的缺点在于其不能满足使用其获得的涂层在光泽度上的要求。

水可乳化型异氰酸酯可溶于例如为了提高其分散性的有机溶剂如碳酸酯或内酯中，如EP-A697424中所述。

WO2004/22624记载了基于1,6-六亚甲基二异氰酸酯的多异氰酸酯与基于异佛尔酮二异氰酸酯的多异氰酸酯的水可乳化型混合物，其不仅表现出高硬度，而且在水中表现出良好的乳化性。

然而，使用这些涂料组合物获得的涂层的干燥性能是不足的。

WO2012/007431记载了含有氨基甲酸酯基团的高官能度的多异氰酸酯，其可通过将至少一种多官能醇和至少一种多异氰酸酯以NCO基团与OH基团的摩尔比为至少3:1的比例反应而获得。

缺点是这些具有氨基甲酸酯基团的高官能度多异氰酸酯不是水可乳化型的。

WO2011/124710A记载了包含含有羟基的脂肪酸甘油酯、多异氰酸酯和粘合剂的涂料组合物。

所得涂层在加热时表现出自修复效果。

缺点是代表三组分体系的涂料组合物不是水可乳化型的。

于2012年9月28日提交的未公开的欧洲专利申请12186603.2和于同一天提交的美国临时申请(文件申请号61/706,806)公开了通过引入具有官能度为2-4且数均摩尔量为至少92-1500g/mol的多元醇来改善水可乳化型多异氰酸酯的光泽度，这些多羟基化合物优选为脂肪酸与多元醇的酯化产物。

缺点是酯化反应产生的产物混合物不具有确定的官能度，而总是仅具有分散的官能度。