聚氨酯树脂或聚氨酯弹性体经常被用作密封剂、粘合剂、底漆、涂装组合物的载体、防水剂或地坪材料等。本专利申请目标特别在于用作工业生产中的粘合剂。
背景技术：
此处关注的粘合剂是所谓的2-组分分散体粘合剂、1-组分热熔胶和1-组分分散体粘合剂。
这些粘合剂系统通常优选为湿气固化的聚氨酯组合物，其在预混合形式下可以仅存放在一个包装中，因为其与必须存放在两个分开的包装中的组合物不同，可以立即使用，而不出现在双组分组合物中遇到的缺点，该缺点是因为已知在能够使用之前必须将其组分单独称重并且混合。
与上述优点不同，特别是在可以存放在一个包装中的湿气固化聚氨酯树脂组合物中，为了使这样的组合物在一般的环境条件下完全固化，需要相对长的时间。然而，如果由于生产原因期望粘合剂快速固化，则这些问题在使用双组分粘合剂时也存在。
因此，经常尝试通过在2-组分组合物中添加用于加速固化的催化剂来加速固化反应。这些催化剂通常是某些有机金属化合物或氨基化合物。聚氨酯树脂组合物的固化时间确实能够通过加入这些催化剂而得以缩短。但是这导致这种组合物的储存性能受损。
[现有技术]
在此，日本专利文献jp58-146351和jp62-172008作为解决方案公开了改良的湿气固化聚氨酯树脂组合物，其应当更快地固化并且具有更好的储存性能。从上述现有技术中已知的组合物可以通过特定催化剂与聚氨酯预聚物的混合获得，所述聚氨酯预聚物由芳香族多异氰酸酯化合物和多元醇组成。
德国公开文献de2314147公开了一种使用聚氨酯反应混合物以加速聚氨酯预聚物的固化的方法，所述聚氨酯反应混合物由聚合反应性含氢材料、有机多异氰酸酯和有机二胺/酮-固化剂组成，其中，反应混合物的固化在催化量的促进剂下进行，所述促进剂由多羟基苯基酮及其衍生物组成、以及由多羟基苯组成。
然而，鉴于从现有技术中已知的解决方案，仍然需要一种以简单的并且低成本的方式实现所有含有异氰酸酯基团的粘合剂、特别是基于聚氨酯的单组分或双组分分散体粘合剂以及相应的单组分热熔粘合剂的快速固化的方案。此外，固化促进剂不应该对其它可交联的组分(如环氧化合物)的功能产生不利影响。
技术实现要素：
意外的是，现在发现，除了至少一种碳水化合物之外还含有至少一种羧酸和至少一种碳水化合物的水溶液以有利的方式解决上述问题，所述至少一种羧酸优选为具有至少一个醇羟基的多元脂肪族羧酸，特别优选为脂族多-或单-羟基-二-羧酸或多-或单-羟基-三-羧酸，例如，可选择地呈一水合物形式的柠檬酸。
此外，根据本发明的上述水溶液的应用使得粘附性能得到改善。
此外，还可以使用所提及的羧酸的混合物。
作为碳水化合物，原则上所有的具有羰基官能团并且可以以酮或醛的形式存在碳水化合物或其衍生物都是合适的。
例如，戊糖、己糖和庚糖优选适合作为醛糖和酮糖。在本发明的优选的实施方式中，单糖选自由赤藓糖、苏阿糖、赤藓酮糖、阿拉伯糖、来苏糖、核糖、脱氧核糖、木糖、核酮糖、木酮糖、阿洛糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖、阿洛酮糖、山梨糖、塔格糖和果糖所组成的组。
此外，还可以使用相应的合适的水溶性低聚糖，优选的是二糖或三糖，例如蔗糖(sucrose、saccharose、canesuger)、乳糖、麦芽糖、海藻糖或麦芽三糖、或者异蔗果三糖或新蔗果三糖，其中特别优选的是蔗糖((2r,3r,4s,5s,6r)-2-[(2s,3s,4s,5r)-3,4-二羟基-2,5-双(羟基甲基)氧杂环戊烷-2-基]氧基-6-(羟甲基)氧杂环己烷-3,4,5-三醇)。
另外，单糖、二糖或低聚糖的混合物可以与游离的羰基官能团一起使用。
根据本发明的固化溶剂可以还含有助剂，其用于调节粘度(增稠剂)、用于改善润湿行为(洗涤剂或表面活性剂)或者用于延长保存期限(防腐剂)。
对于本发明的目的所适用的增稠剂(还称为稠化剂或粘结剂)在现有技术中是公知的。其例如从丙烯酸酯、硅氧烷(silikon)或聚氨酯基材制造，并且是市售的。
其中，对于本发明的目的的水溶性涂料系统，优选为液体的、非离子型的聚氨酯基的增稠剂，只要其不对固化行为施加负面影响。
根据本发明，也可以使用上述增稠剂的混合物。
此外，还可以使用无机或矿物基的增稠剂，例如蒙脱石组群(smektit-gruppe)的层状硅酸盐，其中包括层状铝硅酸盐，如膨润土、蒙脱石或锂蒙脱石、皂石、贝得石、锌蒙脱石，其中优选的是膨润土和蒙脱石。
作为用于改善润湿性能的助剂，可以使用阴离子、阳离子或两性离子表面活性剂，只要其同样不对固化反应施加负面影响。
作为表面活性剂，尤其考虑阴离子、阳离子、非离子以及两性离子的表面活性剂，合适的是嵌段聚合物和聚电解质。这种表面活性剂在相关的现有技术中广为人知。
合适的阴离子表面活性剂是磺酸盐、硫酸盐、磷酸盐或羧酸盐的碱金属盐、碱土金属盐或铵盐。
磺酸盐的实例为烷基芳基磺酸盐、二苯基磺酸盐、α烯烃磺酸盐、脂肪酸和油的磺酸盐、乙氧基化烷基酚的磺酸盐、缩合萘磺酸盐、十二烷基和十三烷基苯的磺酸盐、萘和烷基萘的磺酸盐、磺基琥珀酸盐(sulfosuccinate)或磺基琥珀酰胺酸盐(sulfosuccinamate)。
硫酸盐的实例为脂肪酸和油的硫酸盐、乙氧基化烷基酚的硫酸盐、醇的硫酸盐、乙氧基化醇的硫酸盐或者脂肪酸酯的硫酸盐。
磷酸盐的实例是磷酸酯。
羧酸盐的实例是烷基羧酸盐、和羧基化醇的或烷基酚乙氧基化物。
合适的非离子性的表面活性剂是烷氧基化物、n-烷基化脂肪酸酰胺、胺氧化物、酯或糖基表面活性剂。
烷氧基化物的实例是已被烷氧基化的诸如醇、烷基酚、胺、酰胺、芳基酚、脂肪酸或脂肪酸酯的化合物。对于烷氧基化作用，可以使用环氧乙烷和/或环氧丙烷，优选的是环氧乙烷。
n-烷基化脂肪酸酰胺的实例是脂肪酸葡糖酰胺或脂肪酸烷醇酰胺。
酯的实例是脂肪酸酯、甘油酯或甘油单酯。
糖基表面活性剂的实例是山梨糖醇酐、乙氧基化山梨糖醇酐、蔗糖酯和葡萄糖酯或烷基聚葡萄糖苷。
合适的阳离子表面活性剂是季(铵)表面活性剂，例如具有一个或两个疏水基团的季铵化合物，或长链伯胺的盐。
合适的两性离子表面活性剂例如由烷基甜菜碱和咪唑啉所代表。
合适的嵌段聚合物是包含聚环氧乙烷和聚环氧丙烷嵌段的a-b或a-b-a型的嵌段聚合物，或者包含烷醇、聚环氧乙烷和聚环氧丙烷的a-b-c型嵌段聚合物。
合适的聚电解质由多元酸或多元碱所代表。
多元酸例如是聚丙烯酸的碱金属盐。
多元碱例如是聚乙烯胺(polyvinylamine)或聚乙烯胺(polyethylenamine)。
根据本发明，还可以使用上述表面活性剂/洗涤剂的混合物。
本领域公知的防腐剂的实例是：苯甲酸，其酯和盐；对羟基苯甲酸(paraben)，其酯和盐；丙酸及其盐；水杨酸及其盐；2,4-己二烯酸(山梨酸)及其盐；甲醛和多聚甲醛、2-羟基联苯醚及其盐；2-巯基吡啶-n-氧化物锌盐；无机亚硫酸盐和亚硫酸氢盐；碘酸钠；氯丁醇；脱氢乙酸；甲酸；1,6-双-(4-脒基-2-溴苯氧基)正己烷及其盐；10-十一碳烯酸及其盐；5-氨基-1,3-二(2-乙基己基)-5-甲基-六氢嘧啶；5-溴-5-硝基-1,3-二恶烷；2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇；2,4-二氯苄醇；n-(4-氯苯基)-n'-(3,4-二氯苯基)脲；4-氯-甲酚；2,4,4'-三氯-2'-羟基-二苯醚；4-氯-3,5-二甲基苯酚；1,1'-亚甲基双(3-(1-羟基甲基-2,4-二氧咪唑烷-5-基)脲)；聚(六亚甲基二胍)盐酸盐；2-苯氧基乙醇；六亚甲基四胺；1-(3-氯烯丙基)-3,5,7-三氮杂-1-氮鎓-金刚烷氯化物；1-(4-氯苯氧基)-1-(1-h-咪唑-1-基)-3,3-二甲基2-丁酮；1,3-双(羟甲基)-5,5-二甲基-2,4-咪唑烷二酮；苄醇；吡罗克酮乙醇胺盐(octopriox)；1,2-二溴-2,4-二氰基丁烷；2,2'-亚甲基双(6-溴-4-氯苯酚)；溴氯芬(brom-chlorophen)；二氯芬(dichlorophen)；2-苄基-4-氯苯酚；2-氯乙酰胺；氯己定；乙酸氯己定；葡萄糖酸氯己定；盐酸氯己定；1-苯氧基-2-丙醇；n-烷基(c12-c22)三甲基铵溴化物和氯化物；4,4-二甲基-1,3-恶唑烷；n-羟甲基-n-(1,3-二(羟甲基)-2,5-二氧代咪唑烷-4-基)-n'-羟甲基脲；1,6-双(4-脒基苯氧基)-正己烷及其盐；戊二醛；5-乙基-1-氮杂-3,7-二氧杂二环[3.3.0]辛烷；3-(4-氯苯氧基)-1,2-丙二醇；苄索氯铵(hyamine)；(c8-c18)烷基二甲基苄基氯化铵；烷基(c8-c18)-二甲基苄基溴化铵；(c8-c18)烷基二甲基苄基糖精铵；苄基半缩甲醛(benzylhemiformal)；3-碘-2-丙炔基-丁基氨基甲酸酯；羟甲基氨基乙酸钠；十六烷基三甲基溴化铵；氯化十六烷基吡啶；以及2h-异噻唑-3-酮的衍生物(所谓的异噻唑酮衍生物)，诸如烷基异噻唑酮，例如2-甲基-2h-异噻唑-3-酮(mit)、氯-2-甲基-2h-异噻唑-3-酮(cit)、苯并异噻唑酮(例如可作为
优选的防腐剂是：丙酸及其盐；山梨酸及其盐；苯甲酸，其酯和盐；对羟基苯甲酸及其盐；c1-c4烷基对羟基苯甲酸酯(alkylparaben)；和异噻唑酮衍生物及其混合物；2-苯氧基乙醇；十六烷基三甲基溴化铵；氯化十六烷基吡啶；苄基半缩甲醛；和二氯芬。特别优选的是c1-c4烷基对羟基苯甲酸酯和异噻唑酮衍生物及其混合物以及2-苯氧基乙醇。
非常特别优选的防腐剂是异噻唑酮衍生物及其混合物，诸如烷基异噻唑酮(例如mit、cit)、苯并异噻唑酮(例如bit)、mtit、mit和cit或mit和bit的混合物，其中，以商品名acticide
根据本发明，也可以使用上述防腐剂的混合物。
根据本发明的溶液的应用可以通过现有技术已知的所有常见方法进行，例如，通过刷涂、喷涂或浸浴等。
因此，本发明涉及含有至少一种羧酸、至少一种碳水化合物和至少一种表面活性剂或洗涤剂的水溶液。
根据其他方面，本发明涉及一种包含至少一种羧酸和至少一种碳水化合物的水溶液的用于加速聚氨酯树脂组合物的固化的用途。
其中，聚氨酯树脂组合物优选为单组分分散体粘合剂、双组分分散体粘合剂或单组分热熔胶的组分。
此外，在本发明的用途中，还可以使用另外存在于水溶液中的表面活性剂或洗涤剂。
根据优选的实施方式，本发明涉及一种水溶液或者该溶液的上述用途，其中，羧酸可以是具有至少一个醇羟基或酚羟基的多元脂肪族饱和和不饱和羧酸或者芳香族羧酸。
根据特别优选的实施方式，本发明涉及一种水溶液或者该溶液的上述用途，其中羧酸是多羟基-或单羟基-二羧酸、或者多羟基-或单羟基-三羧酸。
根据非常优选的实施方式，本发明涉及一种水溶液或者该溶液的上述用途，其中，该水溶液包含作为单羟基三羧酸的柠檬酸，其又优选地以其一水合物的形式存在。
根据另一优选的实施方式，本发明涉及一种水溶液或者该溶液的上述用途，其中，碳水化合物选自由醛糖和酮糖所组成的组。
根据特别优选的实施方式，本发明涉及一种水溶液或者该溶液的上述用途，其中醛糖或酮糖是戊糖、己糖或庚糖。
根据非常特别优选的实施方式，本发明涉及一种水溶液或者该溶液的上述用途，其中，戊糖或者己糖选自由赤藓糖、苏阿糖、赤藓酮糖、阿拉伯糖、来苏糖、核糖、脱氧核糖、木糖、核酮糖、木酮糖、阿洛糖、半乳糖、阿卓糖、葡萄糖、古洛糖、塔罗糖、艾杜糖、甘露糖、阿洛酮糖、山梨糖、塔格糖和果糖所组成的组。
根据另一优选的实施方式，本发明涉及一种水溶液或者该溶液的上述用途，其中，碳水化合物是水溶性低聚糖。
根据特别优选的实施方式，本发明涉及一种水溶液或者该溶液的上述用途，其中，低聚糖是二糖或三糖。
根据非常特别优选的实施方式，本发明涉及一种水溶液或者该溶液的上述用途，其中，二糖是蔗糖、乳糖、麦芽糖或海藻糖，其中又优选为(2r,3r,4s,5s,6r)-2-[(2s,3s,4s,5r)-3,4-二羟基-2,5-双(羟基甲基)氧杂环戊烷-2-基]氧基-6-(羟甲基)氧杂环己烷-3,4,5-三醇(蔗糖)。
根据另一优选的实施方式，本发明涉及一种水溶液或者该溶液的上述用途，其中，表面活性剂是阴离子、阳离子、非离子和/或两性离子表面活性剂和/或嵌段聚合物和/或聚电解质。
根据另一优选的实施方式，本发明涉及一种水溶液或者该溶液的上述用途，其中，水溶液还另外含有防腐剂。
根据优选的实施方式，本发明涉及一种水溶液或者该溶液的上述用途，其中，防腐剂选自由异噻唑酮衍生物和烷基异噻唑酮及其混合物所组成的组。
根据特别优选的实施方式，本发明涉及一种水溶液或者该溶液的上述用途，其中所述混合物包括1,2-苯并异噻唑啉-3-酮和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮。
根据另一实施方式，本发明涉及一种水溶液或者该溶液的上述用途，其中，水溶液还另外含有增稠剂。
根据优选的实施方式，本发明涉及一种水溶液或者该溶液的上述用途，其中增稠剂包括丙烯酸酯化合物、硅氧烷化合物和/或聚氨酯、或无机或矿物基的增稠剂，其中包括蒙脱石组群的层状硅酸盐，其中优选的是层状铝硅酸盐例如膨润土、蒙脱石或锂蒙脱石、皂石、贝得石、锌蒙脱石，并且其中又特别优选的是膨润土和蒙脱石。
根据特别优选的实施方式，本发明涉及一种水溶液或者该溶液的上述用途，其中，增稠剂是非离子型聚氨酯基增稠剂。
根据另一优选的实施方式，本发明涉及一种水溶液或者该溶液的上述用途，其中，水溶液的溶剂是去离子水。
此外，本发明涉及一种制备本发明描述的水溶液的方法，其中将各个组分混合在一起。
此外，本发明涉及一种聚氨酯树脂组合物的加速固化的方法，其中将聚氨酯树脂组合物与上述水溶液之一接触，其中，聚氨酯树脂优选为单组分分散体粘合剂、双组分分散体粘合剂或单组分热熔粘合剂的组分，并且优选地通过刷涂或喷涂聚氨酯树脂组合物、或者通过将聚氨酯树脂组合物或者在其表面上具有聚氨酯树脂组合物的模制品浸没到水溶液中来实现接触。