用于纺织品涂料的聚氨酯脲溶液转让专利

申请号 : CN201580046489.9

文献号 : CN106574031B

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发明人 : S.德尔S.维亚拉T.米夏埃利斯

申请人 : 科思创德国股份有限公司

摘要 :

本发明涉及涂敷纺织品和/或皮革的方法,其特征在于使用至少一种溶解在溶剂或溶剂混合物中的聚氨酯脲,其中所述溶剂仅由一种或多种单羟基官能醇构成或使用仅由有机溶剂构成的溶剂混合物,该溶剂混合物含有相对于所述溶剂混合物的总质量计>80重量%的至少一种单羟基官能醇,且其中所述聚氨酯脲由下列成分形成:a)至少一种芳脂族、脂族和/或脂环族二异氰酸酯,b)至少一种具有≥400且≤6000g/mol的数均分子量Mn和≥1.5且≤4的平均羟基官能度的聚醚多元醇,c)至少一种具有至少两个异氰酸酯反应性氨基的氨基官能化合物,和任选的其它组分。本发明还涉及可根据这种方法获得的纺织品涂层或皮革涂层和溶解的聚氨酯脲,以及该聚氨酯脲用于涂敷基底和用于制造游离膜的用途。

权利要求 :

1.涂敷纺织品和/或皮革的方法,其特征在于使用至少一种溶解在溶剂或溶剂混合物中的聚氨酯脲,其中所述溶剂仅由一种或多种单羟基官能醇构成或使用仅由有机溶剂构成的溶剂混合物,该溶剂混合物含有基于所述溶剂混合物的总质量计> 80重量%的至少一种单羟基官能醇,且其中所述聚氨酯脲由下列成分形成a) 至少一种芳脂族、脂族和/或脂环族二异氰酸酯,

b) 至少一种具有借助在THF中在23℃下的GPC测得的≥ 400且≤ 6000 g/mol的数均分子量Mn和≥ 1.5且≤ 4的平均羟基官能度的聚醚多元醇,c) 至少一种具有至少两个异氰酸酯反应性氨基的氨基官能化合物,d) 任选的至少一种具有至少两个羟基和≥ 60且≤ 399 g/mol的摩尔质量的醇,e) 任选的至少一种具有对于异氰酸酯基团呈反应性的基团的化合物,f) 任选的,基于所述聚氨酯脲的总质量计≤ 20重量%的至少一种具有≥ 500且≤ 

6000 g/mol的数均分子量Mn和≥ 1.5且≤ 4的平均羟基官能度的不同于b)的多元醇。

2.如权利要求1中所述的方法,其特征在于组分b)选自聚(丁二醇)聚醚多元醇。

3.如权利要求1或2中所述的方法,其特征在于组分a)选自具有至少一个键合到仲和/或叔碳原子上的异氰酸酯基团的脂族和/或脂环族二异氰酸酯。

4.如权利要求1或2中所述的方法,其特征在于组分a)选自IPDI和/或H12-MDI。

5.如权利要求1或2中所述的方法,其特征在于组分c)选自具有至少两个键合到伯和/或仲碳原子上的异氰酸酯反应性氨基的胺。

6.如权利要求1或2中所述的方法,其特征在于组分c)选自对称结构的二胺。

7.如权利要求1或2中所述的方法,其特征在于组分c)选自乙二胺和/或H12-MDA。

8.如权利要求1或2中所述的方法,其特征在于所述溶剂混合物含有≥ 99重量%的单羟基官能醇。

9.如权利要求1或2中所述的方法,其特征在于所述单羟基官能醇是乙醇和/或异丙醇。

10.如权利要求1或2中所述的方法,其特征在于所述聚氨酯脲通过如下方式制备:组分a)和b)和任选d)和f)在第一步骤中转化成NCO封端预聚物,然后使所述NCO封端预聚物在进一步步骤中与组分c)和任选组分d)和e)反应。

11.如权利要求10中所述的方法,其特征在于最初装载NCO封端预聚物,并加入组分c)和任选组分d)和e)。

12.如权利要求10中所述的方法,其特征在于组分c)的异氰酸酯反应性基团与所述预聚物的游离NCO基团的摩尔比为≥ 70%且≤ 95%。

13.如权利要求1或2中所述的方法,其特征在于在第一步骤中将溶解的聚氨酯脲施加到纺织品材料和/或皮革上,且所述聚氨酯脲在后续步骤中通过与水接触而凝结在所述纺织品织物和/或皮革上和/或内。

14.可通过如权利要求1至13任一项中所述的方法获得的纺织品涂层和/或皮革涂层。

15.溶解在溶剂或溶剂混合物中的聚氨酯脲,其中所述溶剂仅由一种或多种单羟基官能醇构成或使用仅由有机溶剂构成的溶剂混合物,该溶剂混合物含有基于所述溶剂混合物的总质量计≥ 92重量%的至少一种单羟基官能醇,其特征在于所述聚氨酯脲由下列成分形成a) 至少一种芳脂族、脂族和/或脂环族二异氰酸酯,

b) 至少一种具有借助在THF中在23℃下的GPC测得的≥ 400且≤ 6000 g/mol的数均分子量Mn和≥ 1.5且≤ 4的平均羟基官能度的聚醚多元醇,c2) 至少一种选自具有至少两个键合到伯和/或仲碳原子上的异氰酸酯反应性氨基的对称二胺的氨基官能化合物,d) 任选的至少一种具有至少两个羟基和≥ 60且≤ 399 g/mol的摩尔质量的醇,e) 任选的至少一种具有对于异氰酸酯基团呈反应性的基团的化合物,f) 任选的,基于所述聚氨酯脲的总质量计≤ 20重量%的至少一种具有≥ 500且≤ 

6000 g/mol的数均分子量Mn和≥ 1.5且≤ 4的平均羟基官能度的不同于b)的多元醇。

16.如权利要求15中所述的聚氨酯脲,其特征在于组分c)选自乙二胺和/或H12-MDA。

17.如权利要求15至16任一项中所述的聚氨酯脲用于涂敷基底的用途。

18.如权利要求15至16任一项中所述的聚氨酯脲用于制造游离膜的用途。

说明书 :

用于纺织品涂料的聚氨酯脲溶液

[0001] 本发明涉及涂敷纺织品和/或皮革的方法,其中使用聚氨酯脲溶液,并涉及可通过这种方法获得的纺织品涂层或皮革涂层。本发明进一步提供特定的溶解的聚氨酯脲和这种聚氨酯脲用于涂敷基底和用于制造游离膜的用途。
[0002] 用聚氨酯体系涂敷纺织品材料和皮革是现有技术。在此区分水性聚氨酯分散体和含溶剂的体系。
[0003] 水性聚氨酯体系涵盖宽使用领域并具有基本可以不需要挥发性有机物质的优点。但是,由于它们的必要亲水特性,相应的涂层具有比由有机溶液制成的相应聚氨酯涂层低的耐水性,因为亲水化基团留在涂膜中。因此,为了制造具有良好耐水性的涂层,由有机溶剂制成的聚氨酯体系优于水性体系。
[0004] 基于有机溶剂的聚氨酯脲涂层由于它们的硬度、弹性和耐受性在用户中非常受欢迎。这样的体系通过使二异氰酸酯与线性大分子二醇(聚醚二醇、聚酯二醇或聚碳酸酯二醇)反应产生预聚物、然后与作为扩链剂的二胺反应以调节至所需摩尔质量制造。由于由硬脲链段和软大分子二醇链段构成的结构,由此制成的聚氨酯脲溶液具有缔合并从有机溶液中结晶出来的倾向。因此,不再保证该聚氨酯涂料的良好可加工性和良好性质。特别地,制造具有足够高分子量的聚氨酯脲的有机溶液以实现所得涂层的足够好的机械性质而没有从溶剂中沉淀出聚氨酯脲是成问题的。
[0005] 为防止这种结晶,现有技术推荐溶剂混合物,其由于毒理学知识的增长目前已被列为潜在有害的溶剂。对于脂族聚氨酯脲,DE-A 3 134 112和DE-A 2 457 387以及US 3,912,680和US 3,904,796使用例如显著含量的芳烃与醇的溶剂混合物,尤其例如甲苯或二甲苯与异丙醇或叔丁醇的混合物。
[0006] 基于毒理学中的最新发现,甲苯是应在用于纺织品涂料的聚氨酯脲的溶剂混合物中仅仅有限地并且遵守相对复杂的措施才使用的危险物质。二甲苯同样如此,其已被归类为刺激性和对健康有害。迄今在纺织品涂料中同样常规的含酰胺和脲的溶剂,如二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮或四甲基脲同样是已被归类为对健康有害的溶剂,因此在使用它们时必须遵守复杂和昂贵的安全措施。
[0007] DE-A 102008032779、WO-A 2006/089648和WO-A 2007/082665公开了适合作为纺织品涂料并且始终必须含有γ-丁内酯作为助溶剂的特定聚氨酯溶液。但是,作为助溶剂的γ-丁内酯在一些用途中也不合意。用于笼统上的涂料的聚氨酯脲溶液另外也从US 3,609,112中获知。
[0008] 此外,基于有机溶剂的聚氨酯脲涂料在通过涂敷纺织品制造合成革中起到重要作用。特别地,如"New Materials Permeable to Water Vapor", Harro Träubel, Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 1999, ISBN 3-540-64946-8, 第42至63页中所述的所谓的凝结法是常用方法。在此用聚氨酯在二甲基甲酰胺(DMF)中的溶液涂敷纺织品基底。随后,将涂敷的基底导过具有递增的水含量的多个DMF/水浴。与水接触使得聚氨酯凝结并形成微孔膜。通过这种方法制成的产品尤其用作高级合成革,例如Clarino®和Alcantara®合成革品牌。
[0009] 该凝结法的一个巨大缺点在于,必须使用大量DMF,其被归类为危害健康。因此,必须采取特别复杂的措施保护工人,并且必须弃置或再加工大量DMF/水混合物。
[0010] 因此不断寻找在没有潜在危害的有机溶剂中的适合该凝结法的替代性聚氨酯溶液。
[0011] 因此本发明的目的是提供用聚氨酯脲涂敷纺织品和/或皮革的方法以及适用于该方法的聚氨酯脲,其中可获得具有良好机械性质,例如高断裂伸长百分比、高断裂应力和在水中尽可能低的溶胀的涂层,而在此方法中不必使用大量的昂贵和/或对健康有害的溶剂。特别地,该方法也应适用于制造适合作为高级合成革的微孔纺织品涂层。
[0012] 根据本发明通过涂敷纺织品和/或皮革的方法实现这一目的,其中使用至少一种溶解在溶剂或溶剂混合物中的聚氨酯脲,其中所述溶剂仅由一种或多种单羟基官能醇构成或使用仅由有机溶剂构成的溶剂混合物,该溶剂混合物含有基于所述溶剂混合物的总质量计> 80重量%的至少一种单羟基官能醇,且其中所述聚氨酯脲由下列成分形成
[0013] a) 至少一种芳脂族、脂族和/或脂环族二异氰酸酯,
[0014] b) 至少一种具有借助在THF中在23℃下的GPC测得的≥ 400且≤ 6000 g/mol的数均分子量Mn和≥ 1.5且≤ 4的平均羟基官能度的聚醚多元醇,
[0015] c) 至少一种具有至少两个异氰酸酯反应性氨基的氨基官能化合物,
[0016] d) 任选的至少一种具有至少两个羟基和≥ 60且≤ 399 g/mol的摩尔质量的醇,[0017] e) 任选的至少一种具有对于异氰酸酯基团呈反应性的基团的化合物,
[0018] f) 任选的,基于所述聚氨酯脲的总质量计≤ 20重量%的至少一种具有≥ 500且≤ 6000 g/mol的数均分子量Mn和≥ 1.5且≤ 4的平均羟基官能度的不同于b)的多元醇。
[0019] 数均分子量在本申请中始终通过在四氢呋喃(THF)中在23℃下的凝胶渗透色谱法(GPC)测定。该程序依照DIN 55672-1: "凝胶渗透色谱法, 第1部分 – 四氢呋喃做事洗脱剂"(来自PSS Polymer Service的SECurity GPC System, 流速1.0 ml/min;柱: 2×PSS SDV linear M, 8×300 mm, 5 µm;RID检测器)。已知摩尔质量的聚苯乙烯样品用于校准。用软件辅助计算数均分子量。根据DIN 55672第1部分设定基线点和评估界限。
[0020] 已经发现,令人惊讶地,通过本发明的方法可以制造不粘的纺织品涂层和皮革涂层。可通过本发明的方法获得的涂层另外具有良好的机械性质,如高断裂伸长百分比、高断裂应力和在水中的低溶胀。本发明的方法不要求使用大量的昂贵或对健康有害的溶剂,并另外也适用于制造可用作高级合成革的涂层。
[0021] 本发明进一步提供溶解在溶剂或溶剂混合物中的聚氨酯脲用于涂敷纺织品和/或皮革的用途,其中所述溶剂仅由一种或多种单羟基官能醇构成或使用仅由有机溶剂构成的溶剂混合物,该溶剂混合物含有基于所述溶剂混合物的总质量计> 80重量%的至少一种单羟基官能醇,且其中所述聚氨酯脲由下列成分形成
[0022] a) 至少一种芳脂族、脂族和/或脂环族二异氰酸酯,
[0023] b) 至少一种具有借助在THF中在23℃下的GPC测得的≥ 400且≤ 6000 g/mol的数均分子量Mn和≥ 1.5且≤ 4的平均羟基官能度的聚醚多元醇,
[0024] c) 至少一种具有至少两个异氰酸酯反应性氨基的氨基官能化合物,
[0025] d) 任选的至少一种具有至少两个羟基和≥ 60且≤ 399 g/mol的摩尔质量的醇,[0026] e) 任选的至少一种具有对于异氰酸酯基团呈反应性的基团的化合物,
[0027] f) 任选的,基于所述聚氨酯脲的总质量计≤ 20重量%的至少一种具有≥ 500且≤ 6000 g/mol的数均分子量Mn和≥ 1.5且≤ 4的平均羟基官能度的不同于b)的多元醇。
[0028] 包括溶剂或溶剂混合物的根据本发明使用的溶解的聚氨酯脲在下文也被称作聚氨酯脲溶液。
[0029] “溶解”在本发明中是指至少两种物质的在23℃下均匀并且单相的液体混合物,其中该混合物目视清澈。“清澈”在本发明中是指该溶液的浊度值≤ 200 NTU(比浊浊度单位),优选≤ 50 NTU,更优选≤ 10 NTU,最优选≤ 3 NTU。通过根据DIN EN ISO 7027用来自HACH LANGE GmbH, Berlin, 德国公司的2100AN型号实验室浊度仪在23℃下进行的在860纳米测量辐射波长下在90°角下的散射光测量(比浊法)测定浊度值。
[0030] 聚氨酯脲在本发明中是具有至少两个,优选至少三个含氨基甲酸酯基团的重复单元
[0031]
[0032] 以及另外的含脲基团的重复单元
[0033] 的聚合化合物。
[0034] 在本发明的方法的一个优选实施方案中,所用聚氨酯脲没有亲水化基团,尤其没有离子、潜在离子或非离子亲水化基团。
[0035] 离子亲水化基团在本发明中是可例如借助具有至少一个异氰酸酯反应性基团,如羟基或氨基和至少一个在与水性介质相互作用时参与依赖pH值的解离平衡并由此可带负电荷或呈中性的官能团,例如–COO–M+、–SO3–M+、–PO(O–M+)(2 其中M+例如是金属阳离子、H+、NH4+、NHR3+、NH2R2+、NH3R+)(其中R各自是C1-C12-烷基、C5-C6-环烷基和/或C2-C4-羟烷基)的合适阴离子或潜在阴离子亲水化化合物引入聚氨酯脲中的那些。阴离子或潜在阴离子亲水化化合物的实例是单-和二-羟基羧酸、单-和二-羟基磺酸、和单-和二-羟基膦酸和它们的盐。
[0036] 非离子亲水化基团在本发明中是可例如借助合适的非离子亲水化化合物,例如含有至少一个羟基或氨基的聚氧化烯醚引入聚氨酯脲中的那些。实例是如可通过合适的起始剂分子的烷氧基化以本身已知的方式获得的具有每分子统计平均5至70,优选7至55个环氧乙烷单元的单羟基官能聚环氧烷聚醚醇(例如描述在Ullmanns Encyclopädie der technischen Chemie, 第4版, 第19卷, Verlag Chemie, Weinheim第31-38页中)。这些化合物是纯聚环氧乙烷醚或混合聚环氧烷醚,但是,在这种情况下,它们含有基于所含的所有环氧烷单元计至少30摩尔%,优选至少40摩尔%的环氧乙烷单元。
[0037] 本发明的聚氨酯脲以溶解在溶剂或溶剂混合物中的形式,因此以聚氨酯脲溶液而非水分散体的形式用于本发明的方法。
[0038] 适合作为组分a)的化合物是例如1,4-丁二异氰酸酯、1,5-戊二异氰酸酯(PDI)、1,6-己二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、2,2,4-和/或2,4,4-三甲基己二异氰酸酯、异构双-(4,4'-异氰酸根合环己基)甲烷或具有任意异构体含量的其混合物(H12-MDI)、1,4-环己二异氰酸酯、4-异氰酸根合甲基辛烷-1,8-二异氰酸酯(壬烷三异氰酸酯)、
1,3-和/或1,4-双(2-异氰酸根合丙-2-基)苯(TMXDI)、1,3-双(异氰酸根合甲基)苯(XDI)和具有C1-C8-烷基的2,6-二异氰酸根合己酸烷基酯(赖氨酸二异氰酸酯)。
[0039] 除上述多异氰酸酯外,还可以一起使用一定比例的具有异氰脲酸酯-、氨基甲酸酯-、脲基甲酸酯-、缩二脲-、亚氨代噁二嗪二酮-和/或噁二嗪三酮结构的改性二异氰酸酯或三异氰酸酯。
[0040] 优选为具有2至4,优选2至2.6,更优选2至2.4的平均NCO官能度的上述类型的多异氰酸酯或多异氰酸酯混合物。
[0041] 组分a)优选选自具有至少一个键合到仲和/或叔碳原子上的异氰酸酯基团的脂族、芳脂族和/或脂环族二异氰酸酯。
[0042] 组分a)更优选选自IPDI和/或H12-MDI。
[0043] 更优选不使用芳族多异氰酸酯制备该聚氨酯脲。
[0044] 组分a)优选以该聚氨酯脲的总重量的≥ 5重量%且≤ 60重量%,更优选≥ 10重量%且≤ 40重量%,最优选≥ 15重量%且≤ 35重量%的量使用。
[0045] 组分b)由一种或多种具有≥ 400且≤ 6000 g/mol的数均分子量Mn 和≥ 1.5且≤ 4的羟基官能度,优选具有≥ 500且≤ 2500 g/mol的数均分子量Mn 和≥ 1.9且≤ 3的羟基官能度,更优选具有≥ 1000且≤ 2000 g/mol的数均分子量Mn 和≥ 1.9且≤ 2.1的羟基官能度的聚醚多元醇构成。
[0046] 组分b)的合适的聚醚多元醇是例如可通过借助阳离子开环的四氢呋喃聚合获得的本身在聚氨酯化学中已知的聚(丁二醇)聚醚多元醇。
[0047] 同样合适的聚醚多元醇是氧化苯乙烯、环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷和/或表氯醇加成到二官能或多官能起始剂分子上的本身已知的加成产物。例如,可特别使用聚烷撑二醇,如聚乙二醇、聚丙二醇和/或聚丁二醇,其尤其具有上述优选分子量。该聚醚多元醇优选具有< 50重量%,优选< 30重量%的含量的获自环氧乙烷的基团。
[0048] 所用的合适的起始剂分子可以是根据现有技术已知的所有化合物,例如水、丁基二乙二醇、甘油、二乙二醇、三羟甲基丙烷、丙二醇、山梨糖醇、乙二胺、三乙醇胺、丁-1,4-二醇。
[0049] 组分b)优选选自聚丙二醇和/或聚(丁二醇)聚醚多元醇,更优选选自聚(丁二醇)聚醚多元醇。
[0050] 在本发明的一个优选实施方案中,组分b)是一种或多种具有≥ 500且≤ 3000 g/mol的数均分子量Mn和≥ 1.9且≤ 2.1的羟基官能度的聚(丁二醇)聚醚多元醇。
[0051] 在一个特别优选的实施方案中,组分b)是具有≥ 500且≤ 1500 g/mol,更优选≥ 600且≤ 1200 g/mol,最优选1000 g/mol的数均分子量Mn的聚(丁二醇)聚醚多元醇I和具有≥ 1500且≤ 3000 g/mol,更优选≥ 1800且≤ 2500 g/mol,最优选2000 g/mol的数均分子量Mn的聚(丁二醇)聚醚多元醇II的混合物。
[0052] 聚(丁二醇)聚醚多元醇I与聚(丁二醇)聚醚多元醇II的重量比优选在≥ 0.1且≤ 10的范围内,更优选在≥ 0.2且≤ 8的范围内,最优选在≥ 1且≤ 6的范围内。
[0053] 组分b)优选以该聚氨酯脲的总重量的≥ 30重量%且≤ 90重量%,更优选≥ 50重量%且≤ 85重量%,最优选≥ 55重量%且≤ 75重量%的量使用。
[0054] 组分c)是一种或多种具有至少两个异氰酸酯反应性氨基的氨基官能化合物。
[0055] 合适的组分c)是例如二胺或多胺,如乙-1,2-二胺、1,2-和1,3-二氨基丙烷、1,4-二氨基丁烷、1,6-二氨基己烷、2,2,4-和2,4,4-三甲基己二胺、2-甲基戊二胺、二亚乙基三胺、三氨基壬烷、1,3-和1,4-苯二甲胺、α,α,α´,α´-四甲基-1,3-和-1,4-苯二甲胺和4,4´-二氨基二环己基甲烷(H12-MDA)、异佛尔酮二胺(IPDA)和/或1,2-二甲基乙二胺。同样合适的是肼或以及酰肼,如己二酸二酰肼。
[0056] 组分c)的化合物优选不含亲水化基团,尤其不含离子亲水化基团。
[0057] 在本发明的一个特别优选的实施方案中,组分c)选自具有至少两个键合到伯和/或仲碳原子上的异氰酸酯反应性氨基的胺。
[0058] 组分c)更优选选自对称结构的二胺。
[0059] 组分c)最优选选自具有至少两个键合到伯和/或仲碳原子上的异氰酸酯反应性氨基的对称二胺。
[0060] 组分c)优选选自乙二胺和/或H12-MDA;组分c)更优选是H12-MDA。
[0061] 组分c)优选以该聚氨酯脲的总重量的≥ 2重量%且≤ 25重量%,更优选≥ 5重量%且≤ 20重量%,最优选≥ 9重量%且≤ 16重量%的量使用。
[0062] 在本发明的一个优选实施方案中,组分a)是H12-MDI、或组分c)是H12-MDA、或组分a)是H12-MDI且组分c)是H12-MDA。
[0063] 任选地,该聚氨酯脲另外由组分d)形成,其是一种或多种具有至少两个羟基和≥ 60且≤ 399 g/mol的摩尔质量的醇,例如具有最多20个碳原子的所提到的摩尔质量范围的多元醇,如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙-1,2-二醇、丙-1,3-二醇、丁-1,4-二醇、丁-1,3-二醇、环己烷二醇、环己烷-1,4-二甲醇、己烷-1,6-二醇、新戊二醇、氢醌二羟乙基醚、双酚A(2,2-双(4-羟苯基)丙烷)、氢化双酚A(2,2-双(4-羟基环己基)丙烷)、三羟甲基丙烷、甘油、季戊四醇。
[0064] 组分d)优选以该聚氨酯脲的总重量的≥ 0重量%且≤ 10重量%,更优选≥ 0重量%且≤ 3重量%的量使用,最优选完全不使用。
[0065] 此外,该聚氨酯脲可以由组分e)形成,其是一种或多种具有对于异氰酸酯基团呈反应性的基团的化合物,尤其是具有氨基或羟基的化合物。组分e)的合适的化合物是例如甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、辛胺、月桂胺、硬脂胺、异壬氧基丙胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、N-甲基氨基丙胺、二乙基(甲基)氨基丙胺、吗啉、哌啶、甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇、乙二醇单丁基醚、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单丁基醚、丙二醇单甲基醚、二丙二醇单甲基醚、三丙二醇单甲基醚、二丙二醇单丙基醚、丙二醇单丁基醚、二丙二醇单丁基醚、三丙二醇单丁基醚、2-乙基己醇、1-辛醇、1-十二烷醇、1-十六烷醇。
[0066] 组分e)优选不含具有> 30重量%,优选> 50重量%的含量的获自环氧乙烷的基团的单官能聚醚多元醇。
[0067] 用作聚氨酯脲的溶剂的单羟基官能醇同样可充当聚氨酯脲的形成组分e)。
[0068] 组分e)优选以该聚氨酯脲的总重量的≥ 0重量%且≤ 10重量%,更优选≥ 0重量%且≤ 3重量%的量使用,最优选完全不使用,其中在此不考虑作为组分e)的用作聚氨酯脲的溶剂的单羟基官能醇。
[0069] 充当聚氨酯脲的溶剂的单羟基官能醇构成该聚氨酯脲的总质量的优选≥ 0重量%且≤ 5重量%,更优选≥ 0.01重量%且≤ 3重量%,最优选≥ 0.01重量%且≤ 2重量%。
[0070] 任选地,该聚氨酯脲也可由组分f)形成,其是具有≥ 500且≤ 6000 g/mol的数均分子量Mn和≥ 1.5且≤ 4的羟基官能度的一种多元醇或多种多元醇,其中该多元醇不同于b)。
[0071] 组分f)优选以该聚氨酯脲的总重量的≥ 0重量%且≤ 20重量%,更优选≥ 0重量%且≤ 10重量%的量使用,最优选完全不使用。
[0072] 组分f)的多元醇优选具有≥ 1000且≤ 3000 g/mol的数均分子量Mn和≥ 1.8且≤ 3的羟基官能度。
[0073] 适合作为组分f)的多元醇是本身在聚氨酯漆料技术中已知的聚酯多元醇、聚丙烯酸酯多元醇、聚氨酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚酯聚丙烯酸酯多元醇、聚氨酯聚丙烯酸酯多元醇、聚氨酯聚酯多元醇、聚氨酯聚醚多元醇、聚氨酯聚碳酸酯多元醇、聚醚聚碳酸酯多元醇和/或聚酯聚碳酸酯多元醇,尤其是聚酯多元醇和/或聚碳酸酯多元醇。
[0074] 聚酯多元醇是例如二-和任选三-和四元醇和二-和任选三-和四羧酸或羟基羧酸或内酯的本身已知的缩聚物。代替游离多羧酸,也可以使用相应的多羧酸酐或低级醇的相应多羧酸酯制造该聚酯。
[0075] 适合此用途的二醇的实例是乙二醇、丁二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚烷撑二醇,如聚乙二醇,以及丙-1‚2-二醇、丙-1‚3-二醇、丁-1,3-二醇、丁-1,4-二醇、己-1,6-二醇和异构体、新戊二醇或羟基特戊酸新戊二醇酯,其中优选的是己-1,6-二醇和异构体、新戊二醇和羟基特戊酸新戊二醇酯。此外,也可以使用多元醇,如三羟甲基丙烷、甘油、赤藻糖醇、季戊四醇、三羟甲基苯或异氰脲酸三羟乙酯。
[0076] 所用的二羧酸可以是邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、环己烷二甲酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、戊二酸、四氯邻苯二甲酸、马来酸、富马酸、衣康酸、丙二酸、辛二酸、2-甲基琥珀酸、3,3-二乙基戊二酸和/或2,2-二甲基琥珀酸。也可以使用相应的酐作为酸源。
[0077] 如果要酯化的多元醇的平均羟基官能度大于2,也可以另外一起使用单羧酸,如苯甲酸和己烷甲酸。
[0078] 优选的酸是上述类型的脂族或芳族酸。特别优选的是己二酸、间苯二甲酸和任选偏苯三酸,非常特别优选己二酸。
[0079] 可一起用作具有端羟基的聚酯多元醇的制备中的反应参与物的羟基羧酸的实例包括羟基己酸、羟基丁酸、羟基癸酸、羟基硬脂酸等。合适的内酯是己内酯、丁内酯和同系物。优选的是己内酯。
[0080] 在组分f)中,也可以使用数均分子量Mn为400至8000 g/mol,优选600至3000 g/mol的具有羟基的聚碳酸酯,优选聚碳酸酯二醇。这些可通过碳酸衍生物,如碳酸二苯酯、碳酸二甲酯或光气与多元醇,优选二醇的反应获得。
[0081] 这样的二醇的实例是乙二醇、丙-1,2-和1,3-二醇、丁-1,3-和1,4-二醇、己-1,6-二醇、辛-1,8-二醇、新戊二醇、1,4-双羟基甲基环己烷、2-甲基丙-1,3-二醇、2,2,4-三甲基戊-1,3-二醇、二丙二醇、聚丙二醇、二丁二醇、聚丁二醇、双酚A和内酯改性的上述类型的二醇。具有羟基的聚碳酸酯优选具有线性结构。
[0082] 更优选地,该聚氨酯脲由≥ 5重量%且≤ 60重量%的组分a)、≥ 30重量%且≤ 90重量%的组分b)、≥ 2重量%且≤ 25重量%的组分c)、≥ 0重量%且≤ 10重量%的组分d)、≥ 0重量%且≤ 10重量%的组分e)和≥ 0重量%且≤ 20重量%的组分f)形成,在每种情况下基于该聚氨酯脲的总重量计,其中组分a)至f)合计为100重量%。
[0083] 更优选地,该聚氨酯脲由≥ 10重量%且≤ 40重量%的组分a)、≥ 55重量%且≤ 85重量%的组分b)、≥ 5重量%且≤ 20重量%的组分c)、≥ 0重量%且≤ 3重量%的组分d)、≥ 0重量%且≤ 3重量%的组分e)和≥ 0重量%且≤ 1重量%的组分f)形成,在每种情况下基于该聚氨酯脲的总重量计,其中组分a)至f)合计为100重量%。
[0084] 根据本发明使用的聚氨酯脲优选具有≥ 3000且≤ 100 000 g/mol,更优选≥ 5000且≤ 50 000 g/mol的数均分子量Mn。这种摩尔质量的聚氨酯脲特别适用于获得具有良好机械性质的涂层。
[0085] 在本发明的一个优选实施方案中,根据本发明使用的聚氨酯脲由下列成分形成[0086] a) 至少一种具有至少一个键合到仲和/或叔碳原子上的异氰酸酯基团的脂族、芳脂族和/或脂环族二异氰酸酯,
[0087] b) 至少一种具有≥ 500且≤ 2500 g/mol的数均分子量Mn和≥ 1.9且≤ 3的羟基官能度的聚醚多元醇,
[0088] c) 至少一种选自具有至少两个键合到伯和/或仲碳原子上的异氰酸酯反应性氨基的对称二胺的氨基官能化合物,
[0089] d) 任选的至少一种具有至少两个羟基和≥ 60且≤ 399 g/mol的摩尔质量的醇,[0090] e) 任选的至少一种具有对于异氰酸酯基团呈反应性的基团的化合物,和
[0091] f) 任选的,基于所述聚氨酯脲的总质量计≤ 20重量%的至少一种具有≥ 500且≤ 6000 g/mol的数均分子量Mn和≥ 1.5且≤ 4的羟基官能度的不同于b)的多元醇。
[0092] 更优选地,聚氨酯脲在这一上述实施方案中由≥ 5重量%且≤ 60重量%的组分a)、≥ 30重量%且≤ 90重量%的组分b)、≥ 2重量%且≤ 25重量%的组分c)、≥ 0重量%且≤ 10重量%的组分d)、≥ 0重量%且≤ 10重量%的组分e)和≥ 0重量%且≤ 20重量%的组分f)形成,在每种情况下基于该聚氨酯脲的总重量计,其中组分a)至f)合计为100重量%。
[0093] 更优选地,聚氨酯脲在这一上述实施方案中由≥ 10重量%且≤ 40重量%的组分a)、≥ 55重量%且≤ 85重量%的组分b)、≥ 5重量%且≤ 20重量%的组分c)、≥ 0重量%且≤ 3重量%的组分d)、≥ 0重量%且≤ 3重量%的组分e)和≥ 0重量%且≤ 1重量%的组分f)形成,在每种情况下基于该聚氨酯脲的总重量计,其中组分a)至f)合计为100重量%。
[0094] 在本发明的一个特别优选的实施方案中,根据本发明使用的聚氨酯脲由下列成分形成
[0095] a) 选自IPDI和/或H12-MDI的至少一种二异氰酸酯,
[0096] b) 选自聚丙二醇和/或聚(丁二醇)聚醚多元醇的至少一种具有≥ 500且≤ 2500 g/mol的数均分子量Mn和≥ 1.9且≤ 3的羟基官能度的聚醚多元醇,
[0097] c) 选自乙二胺和/或H12-MDA的至少一种氨基官能化合物,
[0098] d) 任选的至少一种具有至少两个羟基和≥ 60且≤ 399 g/mol的摩尔质量的醇,[0099] e) 任选的至少一种具有对于异氰酸酯基团呈反应性的基团的化合物,和
[0100] f) 任选的,基于所述聚氨酯脲的总质量计≤ 20重量%的至少一种具有≥ 500且≤ 6000 g/mol的数均分子量Mn和≥ 1.5且≤ 4的羟基官能度的不同于b)的多元醇。
[0101] 更优选地,聚氨酯脲在这一上述实施方案中由≥ 5重量%且≤ 60重量%的组分a)、≥ 30重量%且≤ 90重量%的组分b)、≥ 2重量%且≤ 25重量%的组分c)、≥ 0重量%且≤ 10重量%的组分d)、≥ 0重量%且≤ 10重量%的组分e)和≥ 0重量%且≤ 20重量%的组分f)形成,在每种情况下基于该聚氨酯脲的总重量计,其中组分a)至f)合计为100重量%。
[0102] 更优选地,聚氨酯脲在这一上述实施方案中由≥ 10重量%且≤ 40重量%的组分a)、≥ 55重量%且≤ 85重量%的组分b)、≥ 5重量%且≤ 20重量%的组分c)、≥ 0重量%且≤ 3重量%的组分d)、≥ 0重量%且≤ 3重量%的组分e)和≥ 0重量%且≤ 1重量%的组分f)形成,在每种情况下基于该聚氨酯脲的总重量计,其中组分a)至f)合计为100重量%。
[0103] 优选地,该聚氨酯脲仅由组分a)至c)和任选d)至f),更优选仅由组分a)至c)形成。
[0104] 该聚氨酯脲优选通过如下方式制备:在第一步骤中使组分a)和b)和任选d)和f)反应以产生NCO封端预聚物,其随后在后续步骤中与组分c)和任选组分d)和e)反应。
[0105] 为了制备聚氨酯脲,优选地,最初完全或部分装入用于制备NCO封端预聚物的组分a)和b)和任选d)和f),任选用对于异氰酸酯基团呈惰性的溶剂稀释,并加热到50至120℃的温度。可以使用聚氨酯化学中已知的催化剂加速该异氰酸酯加成反应。但是,在优选的变体中在不添加氨基甲酸酯化催化剂的情况下操作。
[0106] 随后,可以计量加入任选在反应开始时尚未加入的a)和b)和任选d)和f)的成分。
[0107] 在由组分a)和b)和任选d)和f)制备NCO封端预聚物中,异氰酸酯基团与异氰酸酯反应性基团的摩尔比通常为≥ 1.05且≤ 3.5,优选≥ 1.1且≤ 3.0,更优选≥ 1.1且≤ 2.5。
[0108] 异氰酸酯反应性基团被理解为是指所有对于异氰酸酯基团呈反应性的基团,例如伯和仲氨基、羟基或硫醇基团。
[0109] 组分a)和b)和任选d)和f)部分或完全,但优选完全转化成预聚物。由此,在本体中或在溶液中获得含游离异氰酸酯基团的聚氨酯预聚物。
[0110] 优选地,该NCO封端预聚物仅由组分a)和b)制备。
[0111] 此后,优选地,在进一步工艺步骤中,如果这尚未发生或仅部分发生,借助一种或多种有机溶剂溶解所得预聚物。所用溶剂优选同样是溶剂或溶剂混合物,其中该溶剂仅由一种或多种单羟基官能醇构成或使用仅由有机溶剂构成的溶剂混合物,该溶剂混合物含有基于所述溶剂混合物的总质量计≥ 50重量%的至少一种单羟基官能醇。关于溶剂和溶剂混合物,下面关于溶解聚氨酯脲的溶剂或溶剂混合物的优选实施方案同样适用。
[0112] 该溶剂或溶剂混合物也可不同于稍后溶解作为最终产物的聚氨酯脲的溶剂或溶剂混合物。该溶剂或溶剂混合物优选等同于稍后溶解作为最终产物的聚氨酯脲的溶剂或溶剂混合物。
[0113] 该制备中所用的溶剂优选由一种或多种单羟基官能醇构成。
[0114] 溶剂与预聚物的比率优选≥ 1:10且≤ 5:1,更优选≥ 1:2且≤ 2:1重量份。
[0115] 在溶解之前,优选地将该预聚物冷却到-20至80℃,优选0至50℃,更优选15至40℃的温度。
[0116] 在任选接在NCO封端预聚物溶解后的进一步步骤中,在第一步骤中获得的NCO封端预聚物随后优选完全或部分与组分c)和任选组分d)和e)反应。这一反应通常被称作扩链,或在组分e)的情况下被称作链终止。
[0117] 在此优选最初装载该NCO封端预聚物,并计量加入组分c)和任选d)和e)。优选首先使该预聚物的NCO基团与组分c)和任选d)部分反应,接着通过剩余NCO基团与组分e)的反应进行链终止。组分c)和任选e)也可以逐步地在多个步骤中,尤其在两个步骤中添加。
[0118] 组分c)和任选d)和e)优选以溶解在一种或多种有机溶剂中的形式使用。所用溶剂优选同样是溶剂或溶剂混合物,其中该溶剂仅由一种或多种单羟基官能醇构成或使用仅由有机溶剂构成的溶剂混合物,该溶剂混合物含有基于所述溶剂混合物的总质量计≥ 50重量%的至少一种单羟基官能醇。关于溶剂和溶剂混合物,下面关于溶解聚氨酯脲的溶剂或溶剂混合物的优选实施方案同样适用。
[0119] 该溶剂或溶剂混合物也可不同于稍后溶解作为最终产物的聚氨酯脲的溶剂或溶剂混合物。该溶剂或溶剂混合物优选等同于稍后溶解作为最终产物的聚氨酯脲的溶剂或溶剂混合物。
[0120] 制备中所用的组分c)的溶剂优选由一种或多种单羟基官能醇构成。
[0121] 当使用溶剂作为稀释剂时,扩链中所用的组分c)和任选d)和e)中的稀释剂含量优选为包括稀释剂的组分c)和任选d)和e)的总重量的1重量%至95重量%,优选3重量%至50重量%。
[0122] 组分c)和组分d)和e)优选在-20至60℃,优选0至50℃,更优选15至40℃的温度下添加。
[0123] 扩链程度,即用于扩链和链终止的组分c)和任选d)和e)的NCO反应性基团与该预聚物的游离NCO基团的摩尔比尤其为≥ 50且≤ 120%,更优选≥ 60且≤ 100%,最优选≥ 70且≤ 95%。
[0124] 优选地,组分c)的异氰酸酯反应性基团与该预聚物的游离NCO基团的摩尔比为≥ 50%且≤ 120%,更优选≥ 60%且≤ 100%,最优选≥ 70%且≤ 95%。
[0125] 在本发明的一个优选实施方案中,该预聚物的游离NCO基团仅部分与组分c)反应,组分c)的异氰酸酯反应性基团与该预聚物的游离NCO基团的摩尔比优选为≥ 60%且≤ 95%,剩余游离NCO基团与溶剂的羟基反应消耗,以形成无NCO的聚氨酯脲。
[0126] 在制备后,如果在制备过程中已使用本发明的溶剂或溶剂混合物,该聚氨酯脲可进一步用溶剂或溶剂混合物稀释和同时溶解,在这种情况下该溶剂仅由一种或多种单羟基官能醇构成或使用仅由有机溶剂构成的溶剂混合物,该溶剂混合物含有基于所述溶剂混合物的总质量计≥ 50重量%的至少一种单羟基官能醇。
[0127] 如果在反应过程中尚未使用溶剂或溶剂混合物,在制成聚氨酯脲后,将其放入溶剂或溶剂混合物中,在这种情况下该溶剂仅由一种或多种单羟基官能醇构成或使用仅由有机溶剂构成的溶剂混合物,该溶剂混合物含有基于所述溶剂混合物的总质量计≥ 50重量%的至少一种单羟基官能醇。
[0128] 可以通过用于剪切的常规技术,例如通过用如DIN 28131中提及的标准搅拌器搅拌实现聚氨酯脲的溶解。
[0129] 合适的溶剂或溶剂混合物的成分原则上是所有具有1至6个碳原子的单羟基官能脂族醇,例如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、2-乙基己醇或乙二醇单丁基醚。该单羟基官能醇更优选是乙醇或异丙醇,最优选异丙醇。
[0130] 如果使用溶剂混合物,除单羟基官能醇外,还可以使用基于该溶剂混合物的总重量计≤ 20重量%的附加有机溶剂。合适的溶剂在此是例如酯,例如乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸甲氧基丙酯或丁内酯,酮,例如丙酮或甲乙酮,醚,例如四氢呋喃或叔丁基甲基醚,芳族溶剂,例如二甲苯或溶剂石脑油。在使用乙醇的情况下,可以以常规添加量含有典型的变性剂作为添加剂。
[0131] 优选地,该附加有机溶剂的含量为该溶剂混合物的总重量的≤ 10重量%,更优选≤ 5重量%,最优选≤ 2重量%。在一个最优选的实施方案中,除单羟基官能脂族醇外绝不存在附加有机溶剂。
[0132] 不利的附加溶剂是如用作聚氨酯或聚氨酯脲的助溶剂的溶剂,如二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮或甲苯。
[0133] 该附加溶剂也不是水。通过将聚氨酯脲溶解在根据本发明使用的溶剂或溶剂混合物中而得的聚氨酯脲溶液优选无水,不包括由于在所用有机溶剂中制备所致而含有的水的含量。
[0134] 该聚氨酯脲溶液的水含量优选为该聚氨酯脲溶液的总质量的≤ 10重量%,更优选≤ 4.5重量%,最优选≤ 1重量%。
[0135] 根据本发明使用的聚氨酯脲溶液中的聚氨酯脲含量(也称作固含量)优选为该聚氨酯脲溶液的总重量的≥ 10重量%且≤ 80重量%,更优选≥ 15重量%且≤ 60重量%,最优选≥ 20重量%且≤ 50重量%。
[0136] 除聚氨酯脲和溶剂外,可以在根据本发明使用的聚氨酯脲溶液中加入添加剂、辅助剂和附加物,如防沫剂、除气剂、增稠剂或触变剂、抗氧化剂、光稳定剂、乳化剂、增塑剂、颜料、染料、消光剂、触摸助剂(Griffhilfsmittel)、填料、用于线缕(Gebinde)稳定化的添加剂、抗微生物剂、疏水化剂和/或流平助剂。这些添加剂优选以该聚氨酯脲溶液的总重量的≤ 15重量%,更优选≥ 0.01重量%且≤ 10重量%的浓度存在。
[0137] 优选用常规施加或涂敷装置,例如刮刀,例如涂抹刮刀、辊或其它设备将溶解的聚氨酯脲直接施加到载体上。印刷、喷涂或浸渍也可行。可以在一面或两面上进行施加。
[0138] 合适的载体材料优选是纺织平面产物。特别优选的是纤维状材料作为本发明的组合物的载体。
[0139] 纺织平面产物在本发明中被理解为是指例如机织物、针织物、粘合和未粘合无纺布。该纺织平面产物可以由合成、天然纤维和/或其混合物形成。原则上,由任意纤维制成的纺织品适用于本发明的方法。借助本发明的组合物,可以以所有常规方式处理或升级载体,优选通过涂敷或将纤维互相粘合或涂敷或将基底互相粘合。
[0140] 在施加该聚氨酯脲溶液之前、之中或之后,可以例如通过预涂敷、研磨、丝绒化(Velourisieren)、粗糙化和/或滚筒翻滚(Tumblen)对该纺织品载体进行表面处理。
[0141] 或者,可以通过所谓的转移法实施该纺织品涂敷。在此首先将涂料施加到离型纸上,固化,并在第二步骤中层压到最终载体材料上。
[0142] 本发明的组合物也可以以两个或更多个层施加到载体材料上。在此,也可存在中间干燥步骤。
[0143] 在施加后,可以将处理过的材料干燥。为了更快速干燥以使水和任选的剩余溶剂蒸发,优选使用≥ 20℃的温度。优选的是≥ 30且≤ 200℃的温度。另一可能性是具有相应上升的温度梯度的两级或多级干燥,以防止聚合物层沸腾(Aufkochung)。通常使用本身已知的加热和干燥装置,如(循环空气)干燥箱、热空气干燥器或红外辐射器进行干燥。另一可能性是通过将涂敷的基底导过加热的表面,例如辊而干燥。施加和干燥可以各自不连续或连续进行,但优选的是完全连续法。
[0144] 可以为借助本发明的方法制成的聚合物层配备附加层。这可以在一面或两面上、以一层或彼此叠加的几个层、通过完全涂敷或在部分面积上涂覆该薄膜进行。该载体材料也可以在施加本发明的聚氨酯脲之前用一个或多个层打底。
[0145] 在本发明的方法的一个优选实施方案中,在第一步骤中将溶解的聚氨酯脲施加到纺织品材料和/或皮革上且所述聚氨酯脲在后续步骤中通过与水接触而凝结在该纺织品材料和/或皮革上或内。
[0146] 该聚氨酯脲溶液的施加优选通过浸渍,然后剥离(abstreifen),或借助刮刀和/或辊的平面施加来实现。
[0147] 水为纯净形式或与其它溶剂混合的形式。在一个优选变体中,水为纯净形式;在另一优选变体中,水为与也用作本发明的聚氨酯脲溶液中的溶剂的一种或多种溶剂混合的形式。在一个优选变体中,相继使用几个水浴,更优选具有递减的水浴溶剂含量。该聚氨酯脲的凝结优选在第一个水浴中完全进行。这种水浴优选具有≥ 10且≤ 80℃,更优选≥ 20且≤ 50℃,最优选≥ 20且≤ 30℃的温度。优选地,该涂敷的纺织品材料或皮革在第一水浴中停留≥ 0.5且≤ 60分钟,更优选≥ 1且≤ 30分钟,最优选≥ 2且≤ 20分钟。这一停留时间的选择取决于涂层的层厚度以及处理的材料。随后,优选将该涂敷的载体材料导过对流运行的至少另外两个相继水浴。这些用于洗掉溶剂。在各个水浴之间,可以挤压该材料以降低溶剂含量。
[0148] 此后,可以将该处理过的纺织品材料和/或皮革干燥以除去吸收的水和任选仍留下的溶剂。
[0149] 可以使用上述干燥条件和干燥方法实现干燥。优选通过具有不同的相继温度区的温度带式法实施干燥。优选存在三个不同的相继温度区,其中第一区的温度优选为≥ 70且≤ 90℃,第二温度区的温度≥ 91且≤ 120℃,且第三温度区的温度≥ 121且≤ 155℃。
[0150] 根据涂层的层厚度和材料,干燥的总持续时间可优选为≥ 1且≤ 60分钟,更优选≥ 2且≤ 30分钟,最优选≥ 3且≤ 20分钟。
[0151] 可以为借助本发明的方法制成的聚合物层配备附加层。这可以在一面或两面上、以一层或彼此叠加的几个层、通过完全涂敷或在部分面积上涂覆该薄膜进行。
[0152] 本发明的方法适用于例如涂敷或制造上衣、合成革制品、鞋、手套、家具罩、汽车内饰制品、运动器材、保护壳、用于建筑用途的纺织品材料、遮篷、帐篷和工业纺织品,例如传送带。
[0153] 本发明进一步提供可通过本发明的方法获得的纺织品涂层或皮革涂层。
[0154] 本发明的涂层有利地具有≥ 100%且≤ 1500%,优选≥ 300%且≤ 1300%,更优选≥ 500%且≤ 1200%的断裂伸长率。通过实施例部分中所示的方法测定断裂伸长率。
[0155] 更有利地,本发明的涂层具有≥ 5且≤ 70 MPa,优选≥ 10且≤ 65 MPa,更优选≥ 15且≤ 60 MPa的断裂应力。通过实施例部分中所示的方法测定断裂应力。
[0156] 本发明进一步提供溶解在溶剂或溶剂混合物中的聚氨酯脲,其中该溶剂仅由一种或多种单羟基官能醇构成或使用仅由有机溶剂构成的溶剂混合物,该溶剂混合物含有基于所述溶剂混合物的总质量计≥ 92重量%的至少一种单羟基官能醇,其特征在于所述聚氨酯脲由下列成分形成
[0157] a) 至少一种芳脂族、脂族和/或脂环族二异氰酸酯,
[0158] b) 至少一种具有借助在THF中在23℃下的GPC测得的≥ 400且≤ 6000 g/mol的数均分子量Mn和≥ 1.5且≤ 4的平均羟基官能度的聚醚多元醇,
[0159] c2) 至少一种选自具有至少两个键合到伯和/或仲碳原子上的异氰酸酯反应性氨基的对称二胺的氨基官能化合物,
[0160] d) 任选的至少一种具有至少两个羟基和≥ 60且≤ 399 g/mol的摩尔质量的醇,[0161] e) 任选的至少一种具有对于异氰酸酯基团呈反应性的基团的化合物,
[0162] f) 任选的,基于所述聚氨酯脲的总质量计≤ 20重量%的至少一种具有≥ 500且≤ 6000 g/mol的数均分子量Mn和≥ 1.5且≤ 4的平均羟基官能度的不同于b)的多元醇。
[0163] 适合作为组分a)的化合物是例如1,4-丁二异氰酸酯、1,5-戊二异氰酸酯(PDI)、1,6-己二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、2,2,4-和/或2,4,4-三甲基己二异氰酸酯、异构双(4,4'-异氰酸根合环己基)甲烷或具有任意异构体含量的其混合物(H12-MDI)、1,4-环己二异氰酸酯、4-异氰酸根合甲基辛烷-1,8-二异氰酸酯(壬烷三异氰酸酯)、
1,3-和/或1,4-双(2-异氰酸根合丙-2-基)苯(TMXDI)、1,3-双(异氰酸根合甲基)苯(XDI)和具有C1-C8-烷基的2,6-二异氰酸根合己酸烷基酯(赖氨酸二异氰酸酯)。
[0164] 除上述多异氰酸酯外,还可以使用一定比例的具有异氰脲酸酯-、氨基甲酸酯-、脲基甲酸酯-、缩二脲-、亚氨代噁二嗪二酮-和/或噁二嗪三酮结构的改性二异氰酸酯或三异氰酸酯。
[0165] 优选为具有2至4,优选2至2.6,更优选2至2.4的平均NCO官能度的上述类型的多异氰酸酯或多异氰酸酯混合物。
[0166] 组分a)优选选自具有至少一个键合到仲和/或叔碳原子上的异氰酸酯基团的脂族、芳脂族和/或脂环族二异氰酸酯。
[0167] 组分a)更优选选自IPDI和/或H12-MDI。
[0168] 更优选不使用芳族多异氰酸酯制备该聚氨酯脲。
[0169] 组分a)优选以该聚氨酯脲的总重量的≥ 5重量%且≤ 60重量%,更优选≥ 10重量%且≤ 40重量%,最优选≥ 15重量%且≤ 35重量%的量使用。
[0170] 组分b)由一种或多种具有≥ 400且≤ 6000 g/mol的数均分子量Mn 和≥ 1.5且≤ 4的羟基官能度,优选具有≥ 500且≤ 2500 g/mol的数均分子量Mn 和≥ 1.9且≤ 3的羟基官能度,更优选具有≥ 1000且≤ 2000 g/mol的数均分子量Mn 和≥ 1.9且≤ 2.1的羟基官能度的聚醚多元醇构成。
[0171] 组分b)的合适的聚醚多元醇是例如可通过借助阳离子开环的四氢呋喃聚合获得的本身在聚氨酯化学中已知的聚(丁二醇)聚醚多元醇。
[0172] 同样合适的聚醚多元醇是氧化苯乙烯、环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷和/或表氯醇加成到二官能或多官能起始剂分子上的本身已知的加成产物。例如,可特别使用聚烷撑二醇,如聚乙二醇、聚丙二醇和/或聚丁二醇,其尤其具有上述优选分子量。该聚醚多元醇优选具有< 50重量%,优选< 30重量%的含量的获自环氧乙烷的基团。
[0173] 所用的合适的起始剂分子可以是根据现有技术已知的所有化合物,例如水、丁基二乙二醇、甘油、二乙二醇、三羟甲基丙烷、丙二醇、山梨糖醇、乙二胺、三乙醇胺、丁-1,4-二醇。
[0174] 组分b)优选选自聚丙二醇和/或聚(丁二醇)聚醚多元醇,更优选选自聚(丁二醇)聚醚多元醇。
[0175] 在本发明的一个优选实施方案中,组分b)是一种或多种具有≥ 500且≤ 3000 g/mol的数均分子量Mn和≥ 1.9且≤ 2.1的羟基官能度的聚(丁二醇)聚醚多元醇。
[0176] 在一个特别优选的实施方案中,组分b)是具有≥ 500且≤ 1500 g/mol,更优选≥ 600且≤ 1200 g/mol,最优选1000 g/mol的数均分子量Mn的聚(丁二醇)聚醚多元醇I和具有≥ 1500且≤ 3000 g/mol,更优选≥ 1800且≤ 2500 g/mol,最优选2000 g/mol的数均分子量Mn的聚(丁二醇)聚醚多元醇II的混合物。
[0177] 聚(丁二醇)聚醚多元醇I与聚(丁二醇)聚醚多元醇II的重量比优选在≥ 0.1且≤ 10的范围内,更优选在≥ 0.2且≤ 8的范围内,最优选在≥ 1且≤ 6的范围内。
[0178] 组分b)优选以该聚氨酯脲的总重量的≥ 30重量%且≤ 90重量%,更优选≥ 50重量%且≤ 85重量%,最优选≥ 55重量%且≤ 75重量%的量使用。
[0179] 组分c2)是至少一种选自具有至少两个键合到伯和/或仲碳原子上的异氰酸酯反应性氨基的对称二胺的氨基官能化合物。
[0180] 合适的组分c2)是例如二胺或多胺,如乙-1,2-二胺、1,2-和1,3-二氨基丙烷、1,4-二氨基丁烷、1,6-二氨基己烷、二亚乙基三胺、1,3-和1,4-苯二甲胺、α,α,α´,α´-四甲基-1,3-和-1,4-苯二甲胺和4,4´-二氨基二环己基甲烷(H12-MDA)和/或1,2-二甲基乙二胺。同样可能的是肼或以及酰肼,如己二酸二酰肼。
[0181] 组分c2)的化合物优选不含亲水化基团,尤其不含离子亲水化基团。
[0182] 组分c2)优选选自乙二胺和/或H12-MDA;组分c)更优选是H12-MDA。
[0183] 组分c2)优选以该聚氨酯脲的总重量的≥ 2重量%且≤ 25重量%,更优选≥ 5重量%且≤ 20重量%,最优选≥ 9重量%且≤ 16重量%的量使用。
[0184] 在本发明的一个优选实施方案中,组分a)是H12-MDI、或组分c2)是H12-MDA、或组分a)是H12-MDI且组分c2)是H12-MDA。
[0185] 任选地,该聚氨酯脲另外由组分d)形成,其是一种或多种具有至少两个羟基和≥ 60且≤ 399 g/mol的摩尔质量的醇,例如具有最多20个碳原子的所提到的摩尔质量范围的多元醇,如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙-1,2-二醇、丙-1,3-二醇、丁-1,4-二醇、1,3-丁二醇、环己烷二醇、环己烷-1,4-二甲醇、己烷-1,6-二醇、新戊二醇、氢醌二羟乙基醚、双酚A(2,2-双(4-羟苯基)丙烷)、氢化双酚A(2,2-双(4-羟基环己基)丙烷)、三羟甲基丙烷、甘油、季戊四醇。
[0186] 组分d)优选以该聚氨酯脲的总重量的≥ 0重量%且≤ 10重量%,更优选≥ 0重量%且≤ 3重量%的量使用,最优选完全不使用。
[0187] 此外,该聚氨酯脲可以由组分e)形成,其是一种或多种具有对于异氰酸酯基团呈反应性的基团的化合物,尤其是具有氨基或羟基的化合物。组分e)的合适的化合物是例如甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、辛胺、月桂胺、硬脂胺、异壬氧基丙胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、N-甲基氨基丙胺、二乙基(甲基)氨基丙胺、吗啉、哌啶、甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇、乙二醇单丁基醚、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单丁基醚、丙二醇单甲基醚、二丙二醇单甲基醚、三丙二醇单甲基醚、二丙二醇单丙基醚、丙二醇单丁基醚、二丙二醇单丁基醚、三丙二醇单丁基醚、2-乙基己醇、1-辛醇、1-十二烷醇、1-十六烷醇。
[0188] 组分e)优选不含具有> 30重量%,优选> 50重量%的含量的获自环氧乙烷的基团的单官能聚醚多元醇。
[0189] 用作聚氨酯脲的溶剂的单羟基官能醇同样可充当聚氨酯脲的形成组分e)。
[0190] 组分e)优选以该聚氨酯脲的总重量的≥ 0重量%且≤ 10重量%,更优选≥ 0重量%且≤ 3重量%的量使用,最优选完全不使用,其中不考虑作为组分e)的用作聚氨酯脲的溶剂的单羟基官能醇。
[0191] 充当聚氨酯脲的溶剂的单羟基官能醇构成聚氨酯脲的总质量的优选≥ 0重量%且≤ 5重量%,更优选≥ 0.01重量%且≤ 3重量%,最优选≥ 0.01重量%且≤ 2重量%。
[0192] 任选地,该聚氨酯脲也可由组分f)形成,其是具有≥ 500且≤ 6000 g/mol的数均分子量Mn和≥ 1.5且≤ 4的羟基官能度的一种多元醇或多种多元醇,其中该多元醇不同于b)。
[0193] 组分f)优选以该聚氨酯脲的总重量的≥ 0重量%且≤ 20重量%,更优选≥ 0重量%且≤ 10重量%的量使用,最优选完全不使用。
[0194] 组分f)的多元醇优选具有≥ 1000且≤ 3000 g/mol的数均分子量Mn和≥ 1.8且≤ 3的羟基官能度。
[0195] 适合作为组分f)的多元醇是本身在聚氨酯漆料技术中已知的聚酯多元醇、聚丙烯酸酯多元醇、聚氨酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚酯聚丙烯酸酯多元醇、聚氨酯聚丙烯酸酯多元醇、聚氨酯聚酯多元醇、聚氨酯聚醚多元醇、聚氨酯聚碳酸酯多元醇、聚醚聚碳酸酯多元醇和/或聚酯聚碳酸酯多元醇,尤其是聚酯多元醇和/或聚碳酸酯多元醇。
[0196] 聚酯多元醇是例如二-和任选三-和四元醇和二-和任选三-和四羧酸或羟基羧酸或内酯的本身已知的缩聚物。代替游离多羧酸,也可以使用相应的多羧酸酐或低级醇的相应多羧酸酯制造该聚酯。
[0197] 适合此用途的二醇的实例是乙二醇、丁二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚烷撑二醇,如聚乙二醇,以及丙-1‚2-二醇、丙-1‚3-二醇、丁-1,3-二醇、丁-1,4-二醇、己-1,6-二醇和异构体、新戊二醇或羟基特戊酸新戊二醇酯,其中优选的是己-1,6-二醇和异构体、新戊二醇和羟基特戊酸新戊二醇酯。此外,也可以使用多元醇,如三羟甲基丙烷、甘油、赤藻糖醇、季戊四醇、三羟甲基苯或异氰脲酸三羟乙酯。
[0198] 所用的二羧酸可以是邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、环己烷二甲酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、戊二酸、四氯邻苯二甲酸、马来酸、富马酸、衣康酸、丙二酸、辛二酸、2-甲基琥珀酸、3,3-二乙基戊二酸和/或2,2-二甲基琥珀酸。也可以使用相应的酐作为酸源。
[0199] 如果要酯化的多元醇的平均羟基官能度大于2,也可以另外一起使用单羧酸,如苯甲酸和己烷甲酸。
[0200] 优选的酸是上述类型的脂族或芳族酸。特别优选的是己二酸、间苯二甲酸和任选偏苯三酸,非常特别优选己二酸。
[0201] 可一起用作具有端羟基的聚酯多元醇的制备中的反应参与物的羟基羧酸的实例包括羟基己酸、羟基丁酸、羟基癸酸、羟基硬脂酸等。合适的内酯是己内酯、丁内酯和同系物。优选的是己内酯。
[0202] 在组分f)中,也可以使用数均分子量Mn为400至8000 g/mol,优选600至3000 g/mol的具有羟基的聚碳酸酯,优选聚碳酸酯二醇。这些可通过碳酸衍生物,如碳酸二苯酯、碳酸二甲酯或光气与多元醇,优选二醇的反应获得。
[0203] 这样的二醇的实例是乙二醇、丙-1,2-和1,3-二醇、丁-1,3-和1,4-二醇、己-1,6-二醇、辛-1,8-二醇、新戊二醇、1,4-双羟基甲基环己烷、2-甲基丙-1,3-二醇、2,2,4-三甲基戊-1,3-二醇、二丙二醇、聚丙二醇、二丁二醇、聚丁二醇、双酚A和内酯改性的上述类型的二醇。具有羟基的聚碳酸酯优选具有线性结构。
[0204] 更优选地,该聚氨酯脲由≥ 5重量%且≤ 60重量%的组分a)、≥ 30重量%且≤ 90重量%的组分b)、≥ 2重量%且≤ 25重量%的组分c2)、≥ 0重量%且≤ 10重量%的组分d)、≥ 0重量%且≤ 10重量%的组分e)和≥ 0重量%且≤ 20重量%的组分f)形成,其中组分a)至f)合计为100重量%。
[0205] 更优选地,该聚氨酯脲由≥ 10重量%且≤ 40重量%的组分a)、≥ 55重量%且≤ 85重量%的组分b)、≥ 5重量%且≤ 20重量%的组分c2)、≥ 0重量%且≤ 3重量%的组分d)、≥ 0重量%且≤ 3重量%的组分e)和≥ 0重量%且≤ 1重量%的组分f)形成,其中组分a)至f)合计为100重量%。
[0206] 根据本发明使用的聚氨酯脲优选具有≥ 3000且≤ 100 000 g/mol,更优选≥ 5000且≤ 50 000 g/mol的数均分子量Mn。这种摩尔质量的聚氨酯脲特别适用于获得具有良好机械性质的涂层。
[0207] 在本发明的一个优选实施方案中,根据本发明使用的聚氨酯脲由下列成分形成[0208] a) 至少一种具有至少一个键合到仲和/或叔碳原子上的异氰酸酯基团的脂族、芳脂族和/或脂环族二异氰酸酯,
[0209] b) 至少一种具有≥ 500且≤ 2500 g/mol的数均分子量Mn和≥ 1.9且≤ 3的羟基官能度的聚醚多元醇,
[0210] c2) 至少一种选自具有至少两个键合到伯和/或仲碳原子上的异氰酸酯反应性氨基的对称二胺的氨基官能化合物,
[0211] d) 任选的至少一种具有至少两个羟基和≥ 60且≤ 399 g/mol的摩尔质量的醇,[0212] e) 任选的至少一种具有对于异氰酸酯基团呈反应性的基团的化合物,和
[0213] f) 任选的,基于所述聚氨酯脲的总质量计≤ 20重量%的至少一种具有≥ 500且≤ 6000 g/mol的数均分子量Mn和≥ 1.5且≤ 4的羟基官能度的不同于b)的多元醇。
[0214] 更优选地,聚氨酯脲在这一上述实施方案中由≥ 5重量%且≤ 60重量%的组分a)、≥ 30重量%且≤ 90重量%的组分b)、≥ 2重量%且≤ 25重量%的组分c2)、≥ 0重量%且≤ 10重量%的组分d)、≥ 0重量%且≤ 10重量%的组分e)和≥ 0重量%且≤ 20重量%的组分f)形成,在每种情况下基于该聚氨酯脲的总质量计,其中组分a)至f)合计为100重量%。
[0215] 更优选地,聚氨酯脲在这一上述实施方案中由≥ 10重量%且≤ 40重量%的组分a)、≥ 55重量%且≤ 85重量%的组分b)、≥ 5重量%且≤ 20重量%的组分c2)、≥ 0重量%且≤ 3重量%的组分d)、≥ 0重量%且≤ 3重量%的组分e)和≥ 0重量%且≤ 1重量%的组分f)形成,在每种情况下基于该聚氨酯脲的总质量计,其中组分a)至f)合计为100重量%。
[0216] 在本发明的一个特别优选的实施方案中,根据本发明使用的聚氨酯脲由下列成分形成
[0217] a) 选自IPDI和/或H12-MDI的至少一种二异氰酸酯,
[0218] b) 选自聚丙二醇和/或聚(丁二醇)聚醚多元醇的至少一种具有≥ 500且≤ 2500的数均分子量Mn和≥ 1.9且≤ 3的羟基官能度的聚醚多元醇,
[0219] c2) 选自乙二胺和/或H12-MDA的至少一种氨基官能化合物,
[0220] d) 任选的至少一种具有至少两个羟基和≥ 60且≤ 399 g/mol的摩尔质量的醇,[0221] e) 任选的至少一种具有对于异氰酸酯基团呈反应性的基团的化合物,和
[0222] f) 任选的,基于所述聚氨酯脲的总质量计≤ 20重量%的至少一种具有≥ 500且≤ 6000 g/mol的数均分子量Mn和≥ 1.5且≤ 4的羟基官能度的不同于b)的多元醇。
[0223] 更优选地,聚氨酯脲在这一上述实施方案中由≥ 5重量%且≤ 60重量%的组分a)、≥ 30重量%且≤ 90重量%的组分b)、≥ 2重量%且≤ 25重量%的组分c2)、≥ 0重量%且≤ 10重量%的组分d)、≥ 0重量%且≤ 10重量%的组分e)和≥ 0重量%且≤ 20重量%的组分f)形成,在每种情况下基于该聚氨酯脲的总质量计,其中组分a)至f)合计为100重量%。
[0224] 更优选地,聚氨酯脲在这一上述实施方案中由≥ 10重量%且≤ 40重量%的组分a)、≥ 55重量%且≤ 85重量%的组分b)、≥ 5重量%且≤ 20重量%的组分c2)、≥ 0重量%且≤ 3重量%的组分d)、≥ 0重量%且≤ 3重量%的组分e)和≥ 0重量%且≤ 1重量%的组分f)形成,在每种情况下基于该聚氨酯脲的总质量计,其中组分a)至f)合计为100重量%。
[0225] 优选地,该聚氨酯脲仅由组分a)至c2)和任选d)至f),更优选仅由组分a)至c2)形成。
[0226] 合适的溶剂或溶剂混合物的成分原则上是所有具有1至6个碳原子的单羟基官能脂族醇,例如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇或丁基乙二醇。该单羟基官能醇更优选是乙醇或异丙醇,最优选异丙醇。
[0227] 如果使用溶剂混合物,除单羟基官能醇外,还可以使用≤ 8重量%的附加有机溶剂。合适的溶剂在此是例如酯,例如乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸甲氧基丙酯或丁内酯,酮,例如丙酮或甲乙酮,醚,例如四氢呋喃或叔丁基甲基醚,芳族溶剂,例如二甲苯或溶剂石脑油。在使用乙醇的情况下,可以以常规添加量包含典型的变性剂作为添加剂。
[0228] 优选地,所述附加有机溶剂的含量为该溶剂混合物的总质量的≤ 5重量%,更优选≤ 2重量%,最优选≤ 1重量%。在一个最优选的实施方案中,除单羟基官能脂族醇外绝不包含附加有机溶剂。
[0229] 不利的附加溶剂是如用作聚氨酯或聚氨酯脲的助溶剂的溶剂,如二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮或甲苯。
[0230] 该附加溶剂也不是水。通过将该聚氨酯脲溶解在根据本发明使用的溶剂或溶剂混合物中而得的聚氨酯脲溶液优选无水,不包括由于在所用有机溶剂中制备所致而含有的水的含量。
[0231] 该聚氨酯脲溶液的水含量优选为该聚氨酯脲溶液的总质量的≤ 8重量%,更优选≤ 4.5重量%,最优选≤ 1重量%。
[0232] 根据本发明使用的聚氨酯脲溶液中的聚氨酯脲含量(也称作固含量)优选为该聚氨酯脲溶液的总重量的≥ 10重量%且≤ 80重量%,更优选≥ 15重量%且≤ 60重量%,最优选≥ 20重量%且≤ 50重量%。
[0233] 本发明的溶解的聚氨酯脲优选是清澈的储存稳定的溶液。
[0234] “清澈”在本发明中是指该溶液的浊度值≤ 200 NTU(比浊浊度单位),优选≤ 50 NTU,更优选≤ 10 NTU,最优选≤ 3 NTU。通过根据DIN EN ISO 7027用来自HACH LANGE GmbH, Berlin, 德国公司的2100AN型号实验室浊度仪在23℃下进行的在860纳米测量辐射波长下在90°角下的散射光测量(比浊法)测定浊度值。
[0235] “储存稳定”在本发明中是该溶液甚至在至少三周后,但优选甚至在三个月后与起始状态相比也没有变浑浊和提高的粘度。
[0236] 本发明同样包括制备本发明的聚氨酯脲的方法,其中组分a)和b)和任选d)和f)在第一步骤中转化成NCO封端预聚物,然后该NCO封端预聚物在进一步步骤中与组分c2)和任选组分d)和e)反应。
[0237] 在本发明的方法中优选最初装载NCO封端预聚物,并加入组分c2)和任选组分d)和e)。
[0238] 在本发明的方法中,优选最初完全或部分装入用于制备NCO封端预聚物的组分a)和b)和任选d)和f),任选用对于异氰酸酯基团呈惰性的溶剂稀释,并加热到50至120℃的温度。可以使用聚氨酯化学中已知的催化剂加速该异氰酸酯加成反应。但是,在优选的变体中在不添加氨基甲酸酯化催化剂的情况下操作。
[0239] 随后,可以计量加入任选在反应开始时尚未加入的a)和b)和任选d)和f)的成分。
[0240] 在由组分a)和b)和任选d)和f)制备NCO封端预聚物中,异氰酸酯基团与异氰酸酯反应性基团的摩尔比优选为≥ 1.05且≤ 3.5,更优选≥ 1.1且≤ 3.0,最优选≥ 1.1且≤ 2.5。
[0241] 组分a)和b)和任选d)和f)部分或完全,但优选完全转化成预聚物。由此,在本体中或在溶液中获得含游离异氰酸酯基团的聚氨酯预聚物。
[0242] 优选地,该NCO封端预聚物仅由组分a)和b)制备。
[0243] 此后,优选地,在进一步工艺步骤中,如果这尚未发生或仅部分发生,借助一种或多种有机溶剂溶解所得预聚物。所用溶剂优选同样是溶剂或溶剂混合物,其中该溶剂仅由一种或多种单羟基官能醇构成或使用仅由有机溶剂构成的溶剂混合物,该溶剂混合物含有基于所述溶剂混合物的总质量计≥ 50重量%的至少一种单羟基官能醇。关于溶剂和溶剂混合物,上文关于溶解聚氨酯脲的溶剂或溶剂混合物的优选实施方案同样适用。该溶剂或溶剂混合物也可不同于溶解聚氨酯脲的溶剂或溶剂混合物。
[0244] 该溶剂或溶剂混合物也可不同于稍后溶解作为最终产物的聚氨酯脲的溶剂或溶剂混合物。该溶剂或溶剂混合物优选等同于稍后溶解作为最终产物的聚氨酯脲的溶剂或溶剂混合物。
[0245] 该制备中所用的溶剂优选由一种或多种单羟基官能醇构成。
[0246] 溶剂与预聚物的比率优选为≥ 1:10且≤ 5:1,更优选≥ 1:2且≤ 2:1重量份。
[0247] 在溶解之前,将该预聚物冷却到-20至60℃,优选0至50℃,更优选15至40℃的温度。
[0248] 在任选接在NCO封端预聚物溶解后的进一步步骤中,在第一步骤中获得的NCO封端预聚物随后优选完全或部分与组分c2)和任选组分d)和e)反应。这一反应通常被称作扩链,或在组分e)的情况下被称作链终止。
[0249] 在此优选最初装载该NCO封端预聚物,并计量加入组分c2)和任选d)和e)。优选首先使该预聚物的NCO基团与组分c2)和任选d)部分反应,接着通过剩余NCO基团与组分e)的反应进行链终止。组分c2)和任选e)也可以逐步地在多个步骤中,尤其在两个步骤中添加。
[0250] 组分c2)和任选d)和e)优选以溶解在一种或多种有机溶剂中的形式使用。所用溶剂优选同样是溶剂或溶剂混合物,其中该溶剂仅由一种或多种单羟基官能醇构成或使用仅由有机溶剂构成的溶剂混合物,该溶剂混合物含有基于所述溶剂混合物的总质量计≥ 50重量%的至少一种单羟基官能醇。关于溶剂和溶剂混合物,下面关于溶解聚氨酯脲的溶剂或溶剂混合物的优选实施方案同样适用。该溶剂或溶剂混合物也可不同于稍后溶解作为最终产物的聚氨酯脲的溶剂或溶剂混合物。该溶剂或溶剂混合物优选等同于稍后溶解作为最终产物的聚氨酯脲的溶剂或溶剂混合物。
[0251] 制备中所用的组分c2)的溶剂优选由一种或多种单羟基官能醇构成。
[0252] 当使用溶剂作为稀释剂时,扩链中所用的组分c2)和任选d)和e)中的稀释剂含量优选为包括稀释剂的组分c2)和任选d)和e)的总重量的1重量%至95重量%,优选3重量%至50重量%。
[0253] 组分c2)和任选d)和e)优选在-20至60℃,优选0至50℃,更优选15至40℃的温度下添加。
[0254] 扩链程度,即用于扩链和链终止的组分c2)和任选d)和e)的NCO反应性基团与该预聚物的游离NCO基团的摩尔比尤其为≥ 50且≤ 150%,优选≥ 50且≤ 120%,更优选≥ 60且≤ 100%,最优选≥ 70且≤ 95%。
[0255] 优选地,组分c2)的异氰酸酯反应性基团与该预聚物的游离NCO基团的摩尔比为≥ 50%且≤ 150%,优选≥ 50%且≤ 120%,更优选≥ 60%且≤ 100%,最优选≥ 70%且≤ 95%。
[0256] 在本发明的一个优选实施方案中,该预聚物的游离NCO基团仅部分与组分c2)反应,组分c2)的异氰酸酯反应性基团与该预聚物的游离NCO基团的摩尔比优选为≥ 60%且≤ 95%,剩余游离NCO基团通过与溶剂的羟基反应消耗,以形成无NCO的聚氨酯脲。
[0257] 在制备后,如果在制备过程中已使用本发明的溶剂或溶剂混合物,该聚氨酯脲可进一步用溶剂或溶剂混合物稀释和同时溶解,在这种情况下该溶剂仅由一种或多种单羟基官能醇构成或使用仅由有机溶剂构成的溶剂混合物,该溶剂混合物含有基于所述溶剂混合物的总质量计≥ 50重量%的至少一种单羟基官能醇。
[0258] 如果在反应过程中尚未使用溶剂或溶剂混合物,在制成聚氨酯脲后,将其放入溶剂或溶剂混合物中,在这种情况下该溶剂仅由一种或多种单羟基官能醇构成或使用仅由有机溶剂构成的溶剂混合物,该溶剂混合物含有基于所述溶剂混合物的总质量计≥ 92重量%的至少一种单羟基官能醇。
[0259] 可以通过用于剪切的常规技术,例如通过用如DIN 28131中提及的标准搅拌器搅拌实现聚氨酯脲的溶解。
[0260] 本发明进一步包括可通过本发明的制备方法获得的聚氨酯脲。
[0261] 本发明进一步提供本发明的聚氨酯脲用于涂敷基底的用途。
[0262] 合适的基底是例如纺织品材料、由金属、玻璃、陶瓷、混凝土、天然岩石、皮革、天然纤维和塑料如PVC、聚烯烃、聚氨酯等制成的平面基底。该基底优选是纺织品材料和/或皮革。
[0263] 该基底更优选是纺织平面产物,尤其优选纤维状材料。
[0264] 纺织平面产物在本发明中被理解为是指例如机织物、针织物、粘合和未粘合无纺布。该纺织平面产物可以由合成、天然纤维和/或其混合物形成。
[0265] 本发明的聚氨酯脲的用途尤其适用于涂敷或制造上衣、合成革制品、鞋、家具罩、汽车内饰制品、运动器材、用于建筑用途的纺织品材料、遮篷、帐篷和工业纺织品,例如传送带。
[0266] 本发明进一步提供本发明的聚氨酯脲用于制造游离膜的用途。这同样优选通过基底,尤其是成型体的涂敷实现。游离膜被理解为是指可从其载体上剥离并可独立于载体材料使用的薄膜。它们优选是连续的致密(kompakt)膜。
[0267] 该游离膜可通过喷施或通过浸渍法制造。
[0268] 该游离膜优选在浸渍法中制造。在此可以将优选由玻璃、陶瓷材料或金属制成的成型体浸渍到该聚氨酯脲溶液中。通过该聚氨酯脲溶液的凝结,可以制造可以不与载体材料一起使用的游离膜。优选通过与引发凝结的介质,尤其是与水接触实现该凝结。
[0269] 本发明进一步提供使用本发明的聚氨酯脲制成,尤其优选在浸渍法中制成的游离膜。
[0270] 所得薄膜优选具有≥ 0.005且≤ 1毫米,更优选≥ 0.03且≤ 0.1毫米的层厚度。本发明的薄膜适用于制造例如避孕套、气球、手套和/或保护壳。
[0271] 本发明提供溶解在溶剂或溶剂混合物中的聚氨酯脲,其中该溶剂仅由一种或多种单羟基官能醇构成或使用仅由有机溶剂构成的溶剂混合物,该溶剂混合物含有基于所述溶剂混合物的总质量计≥ 92重量%的至少一种单羟基官能醇,其特征在于所述聚氨酯脲由下列成分形成
[0272] a) 至少一种芳脂族、脂族和/或脂环族二异氰酸酯,
[0273] b) 至少一种具有借助在THF中在23℃下的GPC测得的≥ 400且≤ 6000 g/mol的数均分子量Mn和≥ 1.5且≤ 4的平均羟基官能度的聚醚多元醇,
[0274] c2) 至少一种选自具有至少两个键合到伯和/或仲碳原子上的异氰酸酯反应性氨基的对称二胺的氨基官能化合物,
[0275] d) 任选的至少一种具有至少两个羟基和≥ 60且≤ 399 g/mol的摩尔质量的醇,[0276] e) 任选的至少一种具有对于异氰酸酯基团呈反应性的基团的化合物,
[0277] f) 任选的,基于所述聚氨酯脲的总质量计≤ 20重量%的至少一种具有≥ 500且≤ 6000 g/mol的数均分子量Mn和≥ 1.5且≤ 4的平均羟基官能度的不同于b)的多元醇。
[0278] 在本发明的聚氨酯脲的第一优选实施方案中,组分b)选自聚(丁二醇)聚醚多元醇。
[0279] 本发明的第二优选实施方案包含根据本发明的上述实施方案任一个中的聚氨酯脲,其特征在于组分a)选自具有至少一个键合到仲和/或叔碳原子上的异氰酸酯基团的脂族和/或脂环族二异氰酸酯。
[0280] 本发明的第三优选实施方案包含根据本发明的上述实施方案任一个中的聚氨酯脲,其特征在于组分a)选自IPDI和/或H12-MDI。
[0281] 本发明的第四优选实施方案包含根据本发明的上述实施方案任一个中的聚氨酯脲,其特征在于组分b)具有≥ 500且≤ 2500 g/mol的数均分子量Mn和≥ 1.9且≤ 3的羟基官能度。
[0282] 本发明的第五优选实施方案包含根据本发明的上述实施方案任一个中的聚氨酯脲,其特征在于组分a)选自具有至少一个键合到叔碳原子上的异氰酸酯基团的脂族、芳脂族和/或脂环族二异氰酸酯。
[0283] 本发明的第六优选实施方案包含根据本发明的上述实施方案任一个中的聚氨酯脲,其特征在于组分a)选自IPDI和/或H12-MDI。
[0284] 本发明的第七优选实施方案包含根据本发明的上述实施方案任一个中的聚氨酯脲,其特征在于组分c2)选自乙二胺和/或H12-MDA。
[0285] 本发明的第八优选实施方案包含根据本发明的上述实施方案任一个中的聚氨酯脲,其特征在于所述溶剂混合物含有≥ 99重量%的单羟基官能醇。
[0286] 本发明的第九优选实施方案包含根据本发明的上述实施方案任一个中的聚氨酯脲,其特征在于所述单羟基官能醇选自具有≥ 1且≤ 6个碳原子的脂族醇。
[0287] 本发明的第十优选实施方案包含根据本发明的上述实施方案任一个中的聚氨酯脲,其特征在于所述单羟基官能醇是乙醇和/或异丙醇。
[0288] 本发明的第十一优选实施方案包含根据本发明的上述实施方案任一个中的聚氨酯脲,其特征在于所述单羟基官能醇是乙醇和/或异丙醇。
[0289] 本发明同样包括制备本发明的聚氨酯脲的方法,其中组分a)和b)和任选d)和f)在第一步骤中转化成NCO封端预聚物,然后该NCO封端预聚物在进一步步骤中与组分c2)和任选组分d)和e)反应。
[0290] 本发明的一个优选实施方案包含根据本发明的上述实施方案的方法,其特征在于最初装载NCO封端预聚物,并加入组分c)和任选组分d)和e)。
[0291] 本发明的一个优选实施方案包含根据本发明的上述实施方案任一个中的方法,其特征在于组分c)的异氰酸酯反应性基团与所述预聚物的游离NCO基团的摩尔比为≥ 70%且≤ 95%。
[0292] 本发明同样包括可通过本发明的方法的上述实施方案的任一个获得的聚氨酯脲。
[0293] 通过下列实施例阐释本发明。
[0294] 实施例:
[0295] 除非另行指明,所有百分比基于重量。
[0296] 除非另行说明,所有分析测量涉及23℃的温度。
[0297] 固含量(非挥发组分)根据DIN EN ISO 3251测定。
[0298] 除非另行明确提及,NCO含量通过根据DIN EN ISO 11909的体积手段测定。
[0299] 借助IR光谱法(在2260 cm-1的谱带)进行游离NCO基团的检查。
[0300] 所示粘度借助根据DIN 53019的旋转粘度测定法在23℃下用来自Anton Paar Germany GmbH, Ostfildern, DE公司的旋转粘度计测定。
[0301] 数均分子量在本申请中始终通过在四氢呋喃中在23℃下的凝胶渗透色谱法(GPC)测定。该程序依照DIN 55672-1: "凝胶渗透色谱法, 第1部分 - 四氢呋喃作为洗脱剂"(来自PSS Polymer Service的SECurity GPC System, 流速1.0 ml/min;柱: 2×PSS SDV linear M, 8×300 mm, 5 µm;RID检测器)。已知摩尔质量的聚苯乙烯样品用于校准。用软件辅助计算数均分子量。根据DIN 55672 第1部分设定基线点和评估界限。
[0302] 为了测试这些溶液的一些,在哑光离型纸上施加500微米(基于含溶剂的状态)厚的薄膜。在50℃下进行干燥,接着在150℃下调温3分钟。根据DIN 53504对所得薄膜施以拉力/应变测试。用来自Zwick公司的拉伸试验机(型号1455,配有500 N总测量范围的测力计(Kraftmessdose))根据DIN 53455以50 mm/min的拉伸速度进行拉伸试验。所用试样是S2拉伸棒。对以相同方式制备的三个试样进行各测量,所得数据的平均值用于评估。特别为此,除以[MPa]计的断裂应力BS和以[%]计的断裂伸长率BD外,还测定在100%伸长下的以[MPa]计的应力SP(100%模量)。
[0303] 此外,通过差示称重测量在23℃水中的溶胀(16小时)并以百分比给出各自的重量增加。在一些情况下,在水下(在23℃)或在湿气候下(70℃)储存时进行试验,并与上述程序类似地测定断裂应力和断裂伸长率的各自值。
[0304] 通过根据DIN EN ISO 7027用来自HACH LANGE GmbH, Berlin, 德国公司的2100AN型号实验室浊度仪在23℃下进行的在860纳米测量辐射波长下在90°角下的散射光测量(比浊法)测定浊度值[NTU]。
[0305] 所用物质和缩写:
[0306] PolyTHF® 2000:聚丁二醇多元醇,OH值56 mg KOH/g,数均分子量2000 g/mol (BASF AG, Ludwigshafen, DE)
[0307] PolyTHF® 1000:聚丁二醇多元醇,OH值112 mg KOH/g,数均分子量1000 g/mol (BASF AG, Ludwigshafen, DE)
[0308] 乙醇  除非另行说明,使用来自Nordbrand, Nordhausen, DE的经MEK变性的乙醇。
[0309] 所用异氰酸酯和其它聚合多元醇来自Bayer MaterialScience AG, Leverkusen, DE。其它化学品购自Sigma-Aldrich Chemie GmbH, Taufkirchen, DE。除非另行说明,原材料不经进一步提纯或预处理使用。
[0310] 实施例1: 在乙醇中的聚氨酯脲溶液的制备(本发明)
[0311] 150克PolyTHF® 2000和37.50克PolyTHF® 1000在标准搅拌装置中在膜泵真空下在100℃下脱水1小时,然后最先在80℃下在氮气下装载。然后在80℃下在5分钟内加入75.06克异佛尔酮二异氰酸酯并在110℃下搅拌(大约3小时)直至NCO值低于理论值。将该预聚物冷却到40℃并将其溶解在630.4克乙醇(用邻苯二甲酸二乙酯变性)中,然后将温度降至15℃。然后在30分钟内计量加入37.6克亚甲基双(4-氨基环己烷)(H12-MDA)和270克乙醇(用邻苯二甲酸二乙酯变性)的溶液。继续搅拌直至通过红外光谱法不再可检测到游离异氰酸酯基团。
[0312] 所得清澈的储存稳定的溶液具有下列性质:
[0313] 固含量:                               23%
[0314] 粘度(粘度计,23℃):       280 mPas
[0315] 浊度值:                               1.2 NTU。
[0316] 将该溶液涂敷到玻璃板上(具有210微米刮刀间隙的刮刀)并在室温下干燥后,获得可剥离、透明、无色且弹性的薄膜。
[0317] 实施例2: 在乙醇中的聚氨酯脲溶液的制备(本发明)
[0318] 300克PolyTHF® 1000在标准搅拌装置中在膜泵真空下在100℃下脱水1小时,然后最先在80℃下在氮气下装载。然后在80℃下在5分钟内加入133.44克异佛尔酮二异氰酸酯并在110℃下搅拌(大约3小时)直至NCO值低于理论值。将该预聚物冷却到40℃并将其溶解在517克乙醇(用MEK变性)中,然后将温度降至16℃。然后在30分钟内计量加入58.8克亚甲基双(4-氨基环己烷)和222克乙醇(用MEK变性)的溶液;然后加入另外410克乙醇。继续搅拌直至通过红外光谱法不再可检测到游离异氰酸酯基团。
[0319] 所得清澈的储存稳定的溶液具有下列性质:
[0320] 固含量:                 30.2%
[0321] 粘度(粘度计,23℃):      85 000 mPas。
[0322] 将该溶液涂敷到玻璃板上(具有210微米刮刀间隙的刮刀)并在室温下干燥后,获得可剥离、透明、无色且弹性的薄膜。在23℃水中的溶胀在16小时后为0%。该薄膜的机械性质可见于表1。
[0323] 表1:
[0324]用水处理前 在23℃水中储存24小时
SP/BS/BD BS/BD
7.6 MPa / 55.0 MPa / 710% 39.0 MPa / 760%
[0325] 实施例3: 来自实施例1和2的聚氨酯脲溶液在水中的凝结
[0326] 来自实施例1和2的聚氨酯脲溶液在室温下加入到水中时自发凝结。
[0327] 在每种情况下,来自实施例1和2的溶液样品用乙醇稀释至固含量15重量%并在室温下将玻璃棒浸在其中。随后该玻璃棒浸在含有脱矿物质水的容器中,由此该聚合物溶液的表面立即凝固。使用80℃热水的类似实验显示类似结果;此外,该聚合物样品非常快速变浑浊,这表明良好凝结。
[0328] 实施例4: 在乙醇中的聚氨酯脲溶液的制备(本发明)
[0329] 211克PolyTHF® 2000和52.7克PolyTHF® 1000在标准搅拌装置中在膜泵真空下在100℃下脱水1小时,然后加入5.4克新戊二醇,随后最先在80℃下在氮气下装载该混合物。
然后在80℃下在5分钟内加入93.4克异佛尔酮二异氰酸酯并在110℃下搅拌(大约3小时)直至NCO值低于理论值。将该预聚物冷却到40℃并将其溶解在420克乙醇(用邻苯二甲酸二乙酯变性)中,然后将温度降至17℃。然后在30分钟内计量加入35.3克亚甲基双(4-氨基环己烷)和180克乙醇(用邻苯二甲酸二乙酯变性)的溶液。加入另外0.67克亚甲基双(4-氨基环己烷),然后继续搅拌直至通过红外光谱法不再可检测到游离异氰酸酯基团。
[0330] 所得清澈的储存稳定的溶液具有下列性质:
[0331] 固含量:            40.5%
[0332] 粘度(粘度计,23℃): 7060 mPas。
[0333] 将该溶液涂敷到玻璃板上(具有210微米刮刀间隙的刮刀)并在室温下干燥后,获得可剥离、透明、无色且弹性的薄膜。在23℃水中的溶胀在16小时后为0%。该薄膜的机械性质可见于表2。
[0334] 表2:
[0335]用水处理前 在23℃水中储存24小时
SP/BS/BD BS/BD
3.8 MPa / 17.3 MPa / 980% 14.6 MPa / 1030%
[0336] 实施例5: 在乙醇中的聚氨酯溶液的制备(本发明)
[0337] 160克PolyTHF® 2000和40.0克PolyTHF® 1000在标准搅拌装置中在膜泵真空下在100℃下脱水1小时,然后最先在80℃下在氮气下装载。然后在80℃下在5分钟内加入62.9克双(4,4’-异氰酸根合环己基)甲烷(H12-MDI)并在110℃下搅拌(大约3小时)直至NCO值低于理论值。将该预聚物冷却到40℃并将其溶解在595克乙醇中,然后将温度降至19℃。然后在
30分钟内计量加入20.2克亚甲基双(4-氨基环己烷)和255克乙醇的溶液。加入另外4.5克亚甲基双(4-氨基环己烷),然后继续搅拌直至通过红外光谱法不再可检测到游离异氰酸酯基团。
[0338] 所得清澈的储存稳定的溶液具有下列性质:
[0339] 固含量:                        25.2%
[0340] 粘度(粘度计,23℃):             3400 mPas。
[0341] 将该溶液涂敷到玻璃板上(具有210微米刮刀间隙的刮刀)并在室温下干燥后,获得可剥离、透明、无色且弹性的薄膜。在23℃水中的溶胀在16小时后为0%。该薄膜的机械性质可见于表3。
[0342] 表3:
[0343]用水处理前 在23℃水中储存24小时
SP/BS/BD BS/BD
3.2 MPa / 16.7 MPa / 740% 13.5 MPa / 880%
[0344] 实施例6: 在乙醇中的聚氨酯脲溶液的制备(本发明)
[0345] 1350克PolyTHF® 1000在标准搅拌装置中在膜泵真空下在100℃下脱水1小时,然后最先在80℃下在氮气下装载。然后在80℃下在5分钟内加入600.5克异佛尔酮二异氰酸酯并在110℃下搅拌(大约3小时)直至NCO值低于理论值。将该预聚物冷却到40℃并将其溶解在2300克乙醇中,然后将温度降至16℃。然后在30分钟内计量加入227克亚甲基双(4-氨基环己烷)和980克乙醇的溶液。然后继续搅拌直至通过红外光谱法不再可检测到游离异氰酸酯基团。
[0346] 所得清澈的储存稳定的溶液具有下列性质:
[0347] 固含量:                        41.5%
[0348] 粘度(粘度计,23℃):             46090 mPas。
[0349] 将该溶液涂敷到玻璃板上(具有210微米刮刀间隙的刮刀)并在室温下干燥后,获得可剥离、透明、无色且弹性的薄膜。在23℃水中的溶胀在16小时后为0%。该薄膜的机械性质可见于表4。
[0350] 表4:
[0351]用水处理前 在23℃水中储存24小时
SP/BS/BD BS/BD
6.7 MPa / 52.5 MPa / 820% 32.7 MPa / 880%
[0352] 实施例7: 来自实施例6的聚氨酯溶液的储存稳定性
[0353] 将实施例6的溶液储存在室温下并以一周的周期测定粘度。测量结果可见于表5。发现本发明的聚氨酯溶液是储存稳定的,并且粘度保持基本稳定。
[0354] 表5:
[0355]时期 粘度,mPa*s 外观
0值 46090 清澈
1周后 46770 清澈
2周后 46900 清澈
3周后 48390 清澈
5周后 47530 清澈
2个月后 47002 清澈
3个月后 46070 清澈
4个月后 46270 清澈
5个月后 43260 清澈
6个月后 43140 清澈
[0356] 实施例8: 在乙醇中的聚氨酯脲溶液的制备(本发明)
[0357] 180克PolyTHF® 2000、45.0克PolyTHF® 1000和25.5克基于己二酸、己-1,6-二醇和新戊二醇并具有1700 g/mol的数均分子量的线性双官能非晶聚酯二醇在标准搅拌装置中在膜泵真空下在100℃下脱水1小时,然后最先在80℃下在氮气下装载。然后在80℃下在5分钟内加入66.7克异佛尔酮二异氰酸酯并在110℃下搅拌(大约3小时)直至NCO值低于理论值。将该预聚物冷却到40℃并将其溶解在720克乙醇中,然后将温度降至18℃。然后在30分钟内计量加入25.2克亚甲基双(4-氨基环己烷)和310克乙醇的溶液。然后继续搅拌直至通过红外光谱法不再可检测到游离异氰酸酯基团。
[0358] 所得清澈的储存稳定的溶液具有下列性质:
[0359] 固含量:                        25.3%
[0360] 粘度(粘度计,23℃):             560 mPas。
[0361] 将该溶液涂敷到玻璃板上(具有210微米刮刀间隙的刮刀)并在室温下干燥后,获得可剥离、透明、无色且弹性的薄膜。在23℃水中的溶胀在16小时后为0%。该薄膜的机械性质可见于表6。
[0362] 表6:
[0363]用水处理前 在23℃水中储存24小时
SP/BS/BD BS/BD
2.7 MPa / 18.7 MPa / 1170% 12.1 MPa / 1340%
[0364] 实施例9: 在异丙醇中的聚氨酯脲溶液的制备(本发明)
[0365] 300克PolyTHF® 1000在标准搅拌装置中在膜泵真空下在100℃下脱水1小时,然后最先在80℃下在氮气下装载。然后在80℃下在5分钟内加入133.4克异佛尔酮二异氰酸酯并在110℃下搅拌(大约3小时)直至NCO值低于理论值。将该聚合物冷却到40℃并溶解在510克异丙醇中。然后在30分钟内在40℃下计量加入50.40克亚甲基双(4-氨基环己烷)和220克异丙醇的溶液。加入另外720克异丙醇,然后继续搅拌直至通过红外光谱法不再可检测到游离异氰酸酯基团。
[0366] 所得清澈的储存稳定的溶液具有下列性质:
[0367] 固含量:                        25.6%
[0368] 粘度(粘度计,23℃):             12500 mPas。
[0369] 将该溶液涂敷到玻璃板上(具有210微米刮刀间隙的刮刀)并在室温下干燥后,获得可剥离、透明、无色且弹性的薄膜。
[0370] 实施例10: 在乙醇中的聚氨酯脲溶液的制备(本发明)
[0371] 250克PolyTHF® 2000和62.5克PolyTHF® 1000在标准搅拌装置中在膜泵真空下在100℃下脱水1小时,然后最先在80℃下在氮气下装载。然后在80℃下在5分钟内加入83.4克异佛尔酮二异氰酸酯并在110℃下搅拌(大约3小时)直至NCO值低于理论值。将该预聚物冷却到40℃并将其溶解在425克乙醇中,然后将温度降至18℃。然后在30分钟内计量加入9.0克乙二胺和180克乙醇的溶液。加入另外0.83克乙二胺,然后继续搅拌直至通过红外光谱法不再可检测到游离异氰酸酯基团。
[0372] 所得清澈的储存稳定的溶液具有下列性质:
[0373] 固含量:                 40.7%
[0374] 粘度(粘度计,23℃):      34600 mPas。
[0375] 将该溶液涂敷到玻璃板上(具有210微米刮刀间隙的刮刀)并在室温下干燥后,获得可剥离、透明、无色且弹性的薄膜。
[0376] 实施例11: 在乙醇中的聚氨酯脲溶液的制备(本发明)
[0377] 226.2克具有2000 g/mol的数均分子量的聚丙二醇和62.5克具有1000 g/mol的数均分子量的聚丙二醇在标准搅拌装置中在膜泵真空下在100℃下脱水1小时,然后最先在80℃下在氮气下装载该混合物。然后在80℃下在5分钟内加入83.4克异佛尔酮二异氰酸酯并在120℃下搅拌6小时直至NCO值低于理论值。将该预聚物冷却到40℃并将其溶解在280克乙醇中,然后将温度降至18℃。然后在30分钟内计量加入34.1克亚甲基双(4-氨基环己烷)和120克乙醇的溶液。加入另外4.5克亚甲基双(4-氨基环己烷),然后继续搅拌直至通过红外光谱法不再可检测到游离异氰酸酯基团。
[0378] 所得清澈的储存稳定的溶液具有下列性质:
[0379] 固含量:                 49.8%
[0380] 粘度(粘度计,23℃):      1100 mPas。
[0381] 将该溶液涂敷到玻璃板上(具有210微米刮刀间隙的刮刀)并在室温下干燥后,获得透明无色薄膜,其在剥离时轻微撕裂。
[0382] 实施例12: 在乙醇中的聚氨酯脲溶液的制备(本发明)
[0383] 200克PolyTHF® 2000和50.0克PolyTHF® 1000在标准搅拌装置中在膜泵真空下在100℃下脱水1小时,然后最先在70℃下在氮气下装载。然后在70℃下在5分钟内加入50.4克己二异氰酸酯并在110℃下搅拌(大约3小时)直至NCO值低于理论值。将该预聚物冷却到40℃并将其溶解在340克乙醇中,然后将温度降至18℃。由于高粘度,加入另外270克乙醇,然后在30分钟内计量加入25.2克亚甲基双(4-氨基环己烷)和150克乙醇的溶液。然后继续搅拌直至通过红外光谱法不再可检测到游离异氰酸酯基团。
[0384] 所得清澈的储存稳定的溶液具有下列性质:
[0385] 固含量:                 30.1%
[0386] 粘度(粘度计,23℃):      15500 mPas。
[0387] 将该溶液涂敷到玻璃板上(具有210微米刮刀间隙的刮刀)并在室温下干燥后,获得可剥离、透明、无色且弹性的薄膜。
[0388] 实施例13: 在乙醇中的聚氨酯脲溶液的制备
[0389] 300克PolyTHF® 1000在标准搅拌装置中在膜泵真空下在100℃下脱水1小时,然后最先在80℃下在氮气下装载。然后在80℃下在5分钟内加入133.44克异佛尔酮二异氰酸酯并在110℃下搅拌(大约3小时)直至NCO值低于理论值。将该预聚物冷却到40℃并将其溶解在498克乙醇(用MEK变性)中,然后将温度降至16℃。然后在30分钟内计量加入40.9克异佛尔酮二胺和213克乙醇(用MEK变性)的溶液;然后加入另外7.15克乙醇异佛尔酮二胺。继续搅拌直至通过红外光谱法不再可检测到游离异氰酸酯基团。
[0390] 所得清澈的储存稳定的溶液具有下列性质:
[0391] 固含量:                 40.8%
[0392] 粘度(粘度计,23℃):      3850 mPas。
[0393] 将该溶液涂敷到玻璃板上(具有210微米刮刀间隙的刮刀)并在室温下干燥后,获得可剥离、透明、无色且弹性的薄膜。但是,在成膜中存在流平困难。
[0394] 对比例1: 尝试制备在乙醇中的聚氨酯脲溶液
[0395] 100克PolyTHF® 2000、25.0克PolyTHF® 1000和127.5克基于己二酸、己-1,6-二醇和新戊二醇并具有1700 g/mol的数均分子量的线性双官能非晶聚酯二醇在标准搅拌装置中在膜泵真空下在100℃下脱水1小时,然后最先在80℃下在氮气下装载。然后在80℃下在5分钟内加入66.7克异佛尔酮二异氰酸酯并在110℃下搅拌(大约3小时)直至NCO值低于理论值。将该预聚物冷却到40℃并将其溶解在720克乙醇中,其中该产物没有完全溶解,然后将温度降至17℃。然后在30分钟内计量加入25.2克亚甲基双(4-氨基环己烷)和310克乙醇的溶液,这产生白色浑浊。然后继续搅拌,这没有形成稳定溶液,而是产生双相混合物,从中沉降出固相。
[0396] 对比例2: 尝试制备在乙醇中的聚氨酯脲溶液
[0397] 200克具有2000 g/mol的数均分子量的基于己-1,6-二醇的线性双官能聚碳酸酯二醇和50克具有1000 g/mol的数均分子量的基于己-1,6-二醇的线性双官能聚碳酸酯二醇在标准搅拌装置中在膜泵真空下在100℃下脱水1小时,然后最先在80℃下在氮气下装载。然后在80℃下在5分钟内加入66.7克异佛尔酮二异氰酸酯并在110℃下搅拌(大约3小时)直至NCO值低于理论值。将该预聚物冷却到40℃并将其溶解在720克乙醇中,其中该产物没有完全溶解,然后将温度降至17℃。然后在30分钟内计量加入25.2克亚甲基双(4-氨基环己烷)和310克乙醇的溶液,这产生双相混合物。然后继续搅拌,这没有形成稳定溶液,而是产生双相混合物,从中沉降出固相。
[0398] 对比例3: 尝试制备在乙醇中的聚氨酯脲溶液
[0399] 225克PolyTHF® 1000在标准搅拌装置中在膜泵真空下在100℃下脱水1小时,然后最先在80℃下在氮气下装载。然后在80℃下在5分钟内加入78.3克Desmodur T 80(甲苯二异氰酸酯)并在110℃下搅拌(大约1小时)直至NCO值低于理论值。将该预聚物冷却到40℃并将其溶解在570克乙醇(用MEK变性)中,然后将温度降至16℃。然后在30分钟内计量加入44.1克亚甲基双(4-氨基环己烷)和222克乙醇(用MEK变性)的溶液;然后加入另外410克乙醇。继续搅拌直至通过红外光谱法不再可检测到游离异氰酸酯基团。
[0400] 所得清澈的储存稳定的溶液具有下列性质:
[0401] 固含量:                 28.6%
[0402] 粘度(粘度计,23℃):      30 mPas。
[0403] 将该溶液涂敷到玻璃板上(具有210微米刮刀间隙的刮刀)并在室温下干燥后,没有获得弹性薄膜,而是粘性残留物。