[19]
中华人民共和国国家知识产权局
[12]发明专利申请公开说明书
[11]公开号CN 1429240A [43]公开日2003年7月9日
[21]申请号01809642.5[21]申请号01809642.5
[22]申请日2001.05.07[30]优先权
[32]2000.05.18 [33]DE [31]10024624.9
[86]国际申请PCT/EP01/05143 2001.05.07
[87]国际公布WO01/88006 DE 2001.11.22
[85]进入国家阶段日期
2002.11.18[71]申请人拜尔公司
地址德国莱沃库森
[72]发明人H·－J·拉尔斯 R·哈尔帕尔普 [74]专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司代理人温宏艳 马崇德
[51]Int.CI 7C08G 18/08C08G 18/77
权利要求书 3 页 说明书 16 页
[54]发明名称
[57]摘要
本发明涉及改性聚异氰酸酯和聚异氰酸酯混合
物、其生产方法以及其在聚氨酯合成材料生产中作
01809642.5权 利 要 求 书第1/3页
1.改性聚异氰酸酯，其通过聚异氰酸酯与2-(环己基氨基)-乙磺酸和/或3-(环己基氨基)丙磺酸反应来制备。
2.权利要求1的改性聚异氰酸酯，其特征在于
a)平均异氰酸酯官能度为至少1.8，
b)异氰酸酯基团含量(以NCO计算；分子量＝42)为4.0到26.0重量％，
c)磺酸盐基团含量(以SO3-计算；分子量＝80)为0.1到7.7重量％，和任选地
d)键合于聚醚链内的环氧乙烷单元的含量(以C2H2O计算；分子量＝44)为0到19.5重量％，其中所述聚醚链包含统计平均数为5到55个环氧乙烷单元。
3.权利要求1和2的改性聚异氰酸酯，其特征在于
a)平均异氰酸酯官能度为2.0到4.8，
b)异氰酸酯基团含量(以NCO计算；分子量＝42)为7.0到23.0重量％，
c)磺酸盐基团含量(以SO3-计算；分子量＝80)为0.2到6.3重量％，和任选地
d)键合于聚醚链内的环氧乙烷单元的含量(以C2H2O计算；分子量＝44)为0到17.0重量％，其中所述聚醚链包含统计平均数为7到30个环氧乙烷单元。
4.权利要求1到3的改性聚异氰酸酯，其特征在于所述聚异氰酸酯是脂肪族、环脂族、芳脂族和/或芳香族聚异氰酸酯。
5.权利要求1到4的改性聚异氰酸酯，其特征在于所述聚异氰酸酯是脂肪族和/或环脂族聚异氰酸酯。
6.用于制备权利要求1到5的改性聚异氰酸酯的方法，其特征在于在叔胺存在下使非改性聚异氰酸酯与2-(环己基氨基)-乙磺酸和/或3-(环己基氨基)-丙磺酸反应。
7.权利要求6的方法，其特征在于所述反应在包含环氧乙烷单元的聚烯化氧聚醚醇的存在下进行，和/或所使用的非改性聚异氰酸酯已经包含了环氧乙烷聚醚单元。
8.权利要求6和7的方法，其特征在于
A)平均官能度为2.0到5.0和脂肪性、环脂性、芳脂性和/或芳香性键接的异氰酸酯基团的含量(以NCO计算；分子量＝42)为8.0到27.0重量％的聚异氰酸酯组分，与
B)基于组分A)和B)的总重量为0.3到25.0重量％的2-(环己基氨基)-乙磺酸和/或3-(环己基氨基)-丙磺酸，和任选地
C)基于组分A)、B)和C)的总重量最多为25重量％的包含统计平均数为5到35个环氧乙烷单元的一元聚烯化氧聚醚醇，在
D)基于组分B)的磺酸基团为0.2到2.0当量的叔胺存在下彼此反应，保持NCO基团与对NCO基团具有反应活性的基团的当量比为2∶1到400∶1。
9.权利要求6到8的方法，其特征在于
A)平均官能度为2.3到4.5和脂肪性和/或环脂性键接的异氰酸酯基团的含量(以NCO计算；分子量＝42)为14.0到24.0重量％的聚异氰酸酯组分，与
B)基于组分A)和B)的总重量为0.5到25.0重量％的2-(环己基氨基)-乙磺酸和/或3-(环己基氨基)-丙磺酸，和任选地
C)基于组分A)、B)和C)的总重量最多为20重量％的包含统计平均数为5到35个环氧乙烷单元的一元聚烯化氧聚醚醇，在
D)基于组分B)的磺酸基团为0.5到1.5当量的叔胺存在下彼此反应，保持NCO基团与对NCO基团具有反应活性的基团的当量比为4∶1到250∶1。
10.权利要求6到9的方法，其特征在于基于1，6-二异氰酸根合己烷、1-异氰酸根合-3，3，5-三甲基-5-异氰酸根合甲基环己烷和/或4，4’-二异氰酸根合二环己基甲烷的聚异氰酸酯被用作所述聚异氰酸酯组分A)。
11.权利要求6到10的方法，其特征在于脂肪性和/或环脂性取代的、非环状和/或环状的叔胺被用作组分D)。
12.权利要求6到11的方法，其特征在于三乙胺、二甲基环己基胺和/或N-甲基吗啉被用作组分D)。
13.权利要求1到5的改性聚异氰酸酯作为起始组分在制备聚氨酯合成材料中的用途。
14.权利要求1到5的改性聚异氰酸酯作为交联组分用于水溶性或
者水分散性涂料粘合剂或者涂料粘合剂组分的用途。
15.权利要求1到5的改性聚异氰酸酯作为起始组分用于制备用聚氨酯化学中已知的封闭剂封闭的聚异氰酸酯的用途。
16.包含权利要求1到5的改性聚异氰酸酯的涂层组合物。
17.涂有权利要求16的涂层组合物的基材。
01809642.5说 明 书第1/16页
改性聚异氰酸酯
本发明涉及改性聚异氰酸酯和聚异氰酸酯混合物、其制备方法以及其在制备聚氨酯合成材料中作为起始组分的用途，尤其是作为水溶性或水分散性涂料粘合剂或粘合剂组分的交联剂的用途，所述粘合剂或粘合剂组分具有对异氰酸酯基团有反应性的基团。
针对日益严格的环境法规背景，近年来水分散性聚异氰酸酯对于各种应用领域显示出重要性。它们目前尤其被用作交联组分，用于优质高值水稀释性双组分聚氨酯涂料(2K-PUR涂料)，或作为添加剂用于水分散体粘合剂，在纺织品整理或无甲醛纺织品印花油墨中被用来交联水分散体，此外还适于例如作为助剂用于纸的湿增强处理(参看例如EP-A 0 959 087和其中引用的文献)。
在实践中，对于所有这些应用领域目前事实上仅应用借助于聚醚亲水改性的非离子聚异氰酸酯。这类水分散性聚异氰酸酯的制备详细地论述于例如EP-A 0 959 087，第2页，第25-46行。
然而，尽管聚醚改性聚异氰酸酯对于大多数各类应用而言获得了广泛的市场认可，但是其具有很多原则性的缺点。例如，由于在分散期间要克服很高的粘度最大值，它们通常只有借助于施加相当大的剪切力(例如高速搅拌器)才能被均匀地引入到水介质中。此外，尤其在水性2K-P U R涂料中用作交联剂时对于足够的分散性要求的高聚醚含量赋予制备的涂层以持久的亲水性。
为了回避这些缺点，已经尝试通过加入离子基团进行亲水改性来制备自分散性聚异氰酸酯。
EP-A 0 443 138、EP-A 0 510 438和EP-A 0 548 669描述了例如包含化学键接的羧基基团的聚异氰酸酯混合物。这类聚异氰酸酯尽管可以在中和所述羧基基团之后，以非常精细分散的形式被搅拌进入含水体系，而不必须使用高剪切力，但是它们不具有十分充分的储藏稳定性，特别是以中和的形式。由于已知的羧酸酯基团的催化活性，异氰酸酯基团的聚合在室温下即已起始，例如三聚成聚异氰脲酸酯或生成α-聚酰胺结构，其通常导致产品在几天以后发生凝胶化。 EP-A 0 703 255描述了离子性亲水化的水乳化性聚异氰酸酯，其
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