[发明专利]含羟基官能聚二甲基硅氧烷的水性双组分聚氨酯体系

说明书

技术领域

本发明涉及包含羟基官能聚二甲基硅氧烷的水性2K体系。

背景技术

已经良好地建立了包含作为粘合剂的多异氰酸酯组分和对异氰酸酯基具有反应性的反应性组分(特别是多羟基组分)的双组分涂料。它们适用于生产高等级涂层，这些涂层具有硬度、弹性、耐磨性和耐溶剂性。

为了适应对涂料中有机挥发性组分含量越来越严格的立法控制，例如，对水性体系的需求呈上升趋势。水性双组分涂料早已为人们所知，在例如EP-A 0 358979中进行了描述。

聚二甲基硅氧烷(PDMS)对2K(双组分)PU(聚氨酯)漆体系的改性是已知的。PDMS的高表面张力产生特定的性质，例如良好的表面润湿性、防滑性，以及得到容易清洁的表面(Reusmann in Farbe und Lack.105.第8/99卷，第40-47页；Adams in Paintindia，1996年10月，第31-37页)。

为了确保有效地结合PDMS，以及基本完全地防止PDMS迁移，通常使用有机官能PDMS类物质，例如烯化胺或烯化羟基官能PDMS衍生物。这种漆体系的描述见例如WO91/18954、EP-A0 329 260或US 4774 278。

但是，胺官能PDMS类物质的缺点是，基于这类物质的聚氨酯体系的有效时间大幅度缩短，这是由于非常容易形成脲所造成的。

尽管已知的羟基官能PDMS类物质已经改善了有效时间，但是它们通常表现为与多异氰酸酯组分不相容，这意味着无法得到均匀的膜和无法完全交联。结果在漆中存在游离的未结合的PDMS，它们会随时间从涂层中迁出，导致涂层性质变差。

美国专利6 475 568描述了通过环氧官能PDMS低聚物与伯胺或仲胺反应得到的共多元醇(copolyol)作为添加剂用于化妆品或织物软化剂。该专利中没有描述作为2K PU粘合剂用于漆和涂料的用途。

WO 2004/022619描述了在通过环氧官能PDMS与胺反应得到的聚脲体系中使用增链剂。该专利中没有描述环氧官能PDMS与羟胺反应得到相应的OH官能化合物的反应。

已经发现，使用特定的含羟基聚二甲基硅氧烷作为NCO-反应性粘合剂组分的一部分与特定的聚丙烯酸酯多元醇组合可以避免现有技术的缺点。

发明内容

本发明提供水性组合物，其包含：

A)数均分子量为400-3000克/摩尔、平均OH官能度≥1.8的含羟基聚二甲基硅氧烷，其特征在于，它们包含至少一个通式(I)的结构单元：

式中

R是任选支化的脂族C₁-C₂₀基，

R¹是具有2-10个碳原子的任选支化的羟烷基，

R²是氢或符合R¹定义的基；

B)含羟基以及磺酸类和/或羧酸类基团的加聚物，其数均分子量M_n为500-50000克/摩尔，羟值为16.5-264毫克KOH/克固体树脂，酸值为0-150毫克KOH/克固体树脂，每100克聚合物固体，化学结合的羧酸类和/或磺酸类基团的含量为5-417毫当量；

C)多异氰酸酯。

以组分A)和B)的总量为基准计，优选的组分A)和B)的用量为0.01重量％至20重量％的组分A)和80重量％至99.99重量％的组分B)，更优选的是0.1重量％至10重量％的A)和90重量％至99.90重量％的B)。

组分A)-C)(A)to C))的NCO基团与OH官能化合物的比例优选为0.5∶1至5.0∶1，更优选为0.8∶1至2∶1。

用于A)的含羟基聚二甲基硅氧烷的平均OH官能度优选为1.9-6。

使用的这类含羟基聚二甲基硅氧烷通过使相应的环氧官能聚二甲基硅氧烷与羟胺反应制得，优选环氧基团与NH官能团的比例为化学计量比。

用于此目的的每分子环氧官能聚二甲基硅氧烷优选含有1-4个环氧基。另外，它们的数均分子量优选为150-2800克/摩尔，更优选为250-2000克/摩尔。

优选的环氧官能聚二甲基硅氧烷是符合通式(II)的α，ω-环氧-二甲基硅氧烷，其具有上述分子量，并且每分子平均具有2个环氧官能团。这类产品可从例如德国拜尔硅树脂(GE Bayer Silicones)，莱沃库森(Leverkusen)，德国，Tego，Essen，德国或Wacker，Munich，德国商购。

式中