专利名称：具有改进性能的水可乳化的异氰酸酯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制备水可乳化的异氰酸酯的方法以及它们的用途。
背景技术：
水可乳化的多异氰酸酯作为交联剂被加入到水性聚合物分散体中，并且其已经在文献中广泛描述。在水中的乳化性是通过将多异氰酸酯和亲水性分子反应得到的乳化剂和多异氰酸酯混合带来的。通常使用的亲水性分子包括非离子性亲水分子，例如聚氧化烯醇。EP-A2 206 059描述了水可分散的多异氰酸酯配方，包括脂族多异氰酸酯和脂族多异氰酸酯与非离子的含有至少一种包含至少10个氧化乙烯单元的聚醚链的单羟基或多羟基聚亚烷基醚醇乳化剂的反应产物。作为合适的多异氰酸酯，给出了脂族和脂环族二异氰酸酯的大量例子，更优选基于1，6_己二异氰酸酯(HDI)的异氰脲酸酯和缩二脲和/或基于1-异氰酸酯基-3，5，5-三甲基-5-异氰酸酯基甲基环己烷(IPDI)的异氰脲酸酯。EP-Al 540 985同样描述了多异氰酸酯混合物，但是在这种情况下聚醚链具有从 5. 0-9. 9的平均氧化乙烯含量。EP-A2 486 881描述了非水性脂族多异氰酸酯配方，包括选自脂族多异氰酸酯的多异氰酸酯，并包括足够保证脂族多异氰酸酯分散性含量的芳族或脂族二异氰酸酯与在聚醚链中具有至少8个氧化乙烯单元的单羟基或多羟基聚亚烷基醚醇的反应产物。DE-Al 199 58 170描述了聚醚-改性的水可分散的多异氰酸酯混合物，其已经被单羟基聚氧化烯聚醚醇改性。非常特别优选的是具有基于HDI、IPDI和/或4，4’ -双(异氰酸酯环己基)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-Al 198 22 890描述了水性双组分聚氨酯涂料体系，它的固化剂组分是由聚氧化烯聚醚醇与按脂族或脂环族方式连接的异氰酸酯基团(优选基于HDI、IPDI和/或4， 4’_双(异氰酸酯环己基)甲烷的异氰脲酸酯结构)在脲基甲酸酯化条件下制备。经由脲基甲酸酯基团的聚醚链的主要连接物也可通过DE-Al 198 47077获知。描述的非离子乳化剂包括聚乙烯吡咯烷酮-改性的多异氰酸酯(EP-A2 754713)。也被用作活性分散单元的是含有羧酸基团的聚氧化烯醚，如在DE-Al 100 07820 和DE-Al 41 13 160中描述的，或聚醚酯醇(EP-A1 728 785)。DE-Al 40 01 783描述了多异氰酸酯混合物，其具有1_23重量％含量的缩脲二酮，含有为了分散性而化学连接的羧基。此外，含有羧基的化合物被描述为乳化剂(EP-A2 548 669)、叔氨基和/或铵基团 (EP-A1 582 166 和 EP-Al 531 820)、磷酸(DE-A1 197 24 199)或磺酸(EP-A1 703 255) 的酸酯。描述的多异氰酸酯混合物的一个缺点是它们不能达到使用它们获得的涂层在硬度上的需要。为了改善分散性，水可乳化的异氰酸酯可以溶解在有机溶剂中，例如碳酸酯或内酯，如在EP-I 697似4中描述的。从“Lackharze”[用于涂层的树脂(Resms for Coatings)](由 D. Stoye 和 W. Freitag, Hanser编著，1996，195页)中，可以获知IPDI三聚体，其赋予涂层树脂一个相对高水平的硬度，甚至达到脆性的地步，为了降低硬度，它经常以与HDI衍生物的共混物使用。W02004/22624描述了水可乳化的基于1，6_己撑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混合物，其不仅表现出高硬度，还表现了良好的水可乳化性。然而，采用这些涂层物质所得的涂层的干燥性能是不足的。用户需要水可乳化的异氰酸酯具有如下性能1、异氰酸酯应当易于乳化必须使用强制装置例如高剪切搅拌装置是不赞成的；2、乳液应该是精细的，因为否则，例如光泽可能被破坏，或者可能出现浑浊。3、对涂层而言，经常需要一个高的最终硬度。4、最终硬度应该尽快获得。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种制备水可乳化的多异氰酸酯的方法，该多异氰酸酯表现出改善的可乳化性能，并且采用它可以制备同时具有高硬度、硬度增长迅速和提高的可乳化性的涂层。后者应当比已有技术中类似的混合物干燥更快。我们发现这个目的可以通过一种制备包含如下组分的混合物的方法实现(A) 1，6-己二异氰酸酯(HDI)的异氰脲酸酯和/或缩二脲；(B)I-异氰酸酯基-3，5，5_三甲基-5-异氰酸酯基甲基环己烷(IPDI)的异氰脲酸(C)至少一种乳化剂，可通过1，6_己二异氰酸酯(HDI)的异氰脲酸酯和/或缩二脲和/或1-异氰酸酯基-3，5，5-三甲基-5-异氰酸酯基甲基环己烷(IPDI)的异氰脲酸酯与包含至少一个对异氰酸酯基有反应性的基团和至少一个亲水基团的组分(Cl)反应得到；(D)任选地，溶剂，在此方法中，在第一步中，至少部分的异氰脲酸酯(B)与包含至少一个对异氰酸酯基有反应性的基团和至少一个亲水基团的组分(Cl)反应，然后在第二步中，在由第一步所得反应混合物存在下，至少部分1，6-己二异氰酸酯(HDI)的异氰脲酸酯和/或缩二脲与包含至少一个对异氰酸酯基有反应性的基团和至少一个亲水基团的组分(Cl)反应。本发明的混合物证实可容易地乳化，得到精细、稳定的乳液，并能够被用于提供表现出硬度快速提高和具有高的最终硬度的涂层。多异氰酸酯㈧是1，6_己二异氰酸酯(HDI)的异氰脲酸酯(Al)和/或缩二脲 (A2)。按照本发明，这包括那些由式(Ia)和/或(Ib)的化合物和它们的高级同系物组成的多异氰酸酯，其组成含量达到至少50重量％，优选至少66 %，更优选至少75 %，非常优选至少85 %，特别是至少95重量％。
权利要求
1.一种制备包含以下组分的混合物的方法(A)1,6-己二异氰酸酯(HDI)的异氰脲酸酯和/或缩二脲；(B)I-异氰酸酯基-3，5，5-三甲基-5-异氰酸酯基甲基环己烷(IPDI)的异氰脲酸酯；(C)至少一种乳化剂，其可通过1，6_己二异氰酸酯(HDI)异氰脲酸酯和/或缩二脲和 /或1-异氰酸酯基-3，5，5-三甲基-5-异氰酸酯基甲基环己烷(IPDI)的异氰脲酸酯与包含至少一个对异氰酸酯基有反应性的基团和至少一个亲水基团的组分(Cl)反应得到；和(D)任选地，溶剂， 此方法包括在第一步中，至少部分的异氰脲酸酯(B)与包含至少一个对异氰酸酯基有反应性的基团和至少一个亲水基团的组分(Cl)反应，然后在第二步中，在由第一步所得反应混合物存在下，至少部分1，6_己二异氰酸酯(HDI)的异氰脲酸酯和/或缩二脲与包含至少一个对异氰酸酯基有反应性的基团和至少一个亲水基团的组分(Cl)反应。
2.根据权利要求1的方法，其是无溶剂的形式，其中混合物按照如下混合 30-90重量％的(A)5-70重量％的(B)，和 5-40 重量％的(Cl)，(A)、⑶和(Cl)的总量为100重量％，并且在每种情况下包括用于制备乳化剂(C)的异氰酸酯(A)和/或⑶。
3.根据权利要求1或2的方法，其中组分(Cl)包含至少一个异氰酸酯-反应性基团和至少一个非离子性亲水基团，
4.根据权利要求1或2的方法，其中组分(Cl)是可通过将至少一种在烷基中具有1-4 个碳原子的饱和脂族醇与氧化乙烯、氧化丙烯或它们的混合物反应得到的至少一种聚氧化烯聚醚醇。
5.根据权利要求4的方法，其中聚氧化烯聚醚醇含有按每分子计平均5-35个氧化乙烯单元。
6.根据前面任一权利要求的方法，其中碳酸酯或内酯用作溶剂(D)。
全文摘要
本发明涉及一种制备包含以下组分的混合物的方法(A)1，6-己二异氰酸酯(HDI)的异氰脲酸酯和/或缩二脲；(B)1-异氰酸酯基-3，5，5-三甲基-5-异氰酸酯基甲基环己烷(IPDI)的异氰脲酸酯；(C)至少一种乳化剂，和(D)任选地溶剂。
文档编号C08G18/78GK102277081SQ201110111349
公开日2011年12月14日 申请日期2011年3月25日 优先权日2010年3月25日
发明者A·M·施泰因布雷歇尔, F·卢卡斯, L·土施布莱特, O·伊利扎尔德 申请人:巴斯夫欧洲公司