[发明专利]新型聚氨酯及其使含水体系增稠的用途

说明书

本发明涉及新型的、亲水性/疏水性、水溶性或水分散性的聚氨酯，适合用作含水体系的增稠剂，这些聚氨酯因其在低剪切力范围内增稠作用特别有效而著称，以及还涉及它们使含水体系增稠的用途。

用于含水体系的基于聚氨酯的增稠剂在众多的出版物中有描述(参见，例如DE-A1 444 243，DE-A 3 630 319，EP-A 0 031 777，EP-A 0 307 775，EP-A 0 495 373，US-A 4 079 028，US-A 4 155 892，US-A 4 499 233或US-A 5 023 309)。从EP-A-618 243，725 097，839877和1 241 200中也可以获知聚氨酯增稠剂。

现有技术的这些增稠剂的一个共有特征是同时存在(i)数量为按重量计至少50％的亲水性片断，(ii)数量为按重量计不大于30％的疏水性片断，以及(iii)氨基甲酸乙酯基团。此处的“亲水性片断”特别是指具有至少5个链成分、其至少50mol％的氧化烯烃单元是由氧化乙烯单元构成的聚醚链。此处的“疏水性片断”特别是指优选在端部结合的且具有至少6个碳原子的烃片断。

以下详细描述的本发明的增稠剂也优选符合该定义。

这些聚氨酯增稠剂是适合于调整含水体系的流变学特性的助剂，例如象汽车和工业用涂料、彩色底层灰膏和漆、印刷和纺织用墨水、颜料印刷糊浆、药物和化妆品制剂、农作物保护配剂、衣物清洁制剂或填料或粘合剂的分散剂。

尽管已知的聚氨酯增稠剂的应用范围极广，但是在很多应用领域内它们在低剪切力范围内的增稠效果太低。因此，它们或者必须以相对高的浓度来使用，或者另外为了提高粘度而必须采取其它措施，例如象提高颜料浓度或固体浓度。然而，在此类情况下，可能存在不利地被改变的性能特征，诸如所生产的这些墨水、漆或者其它制剂的均化、固化行为、光泽或遮盖能力。

有效提高该低剪切粘度的另一个方法是使用基于纤维素或聚丙烯酸酯的增稠剂。然而，这些产品具有其它严重缺点，例如象在涂层中降低兼容性、耐水性较差、易受微生物影响，或者相对较差的均化和光泽。

那么，本发明的目的是开发具有与上述纤维素化合物或聚丙烯酸酯相似的高流变学效率的、应用在低剪切范围内的改进的用于含水体系的增稠剂，但它们不表现出所指出的缺点。

现在已经出人意料地证明用以下详细描述的本发明的亲水性/疏水性、水溶性或水分散性的聚氨酯有可能达到这个目的。在此情况下本发明的实质在于“疏水性片断”的使用，特别是具有至少6个碳原子和具有至少1个不饱和结构元素(碳-碳双键)的烃片断的使用。

本发明提供了在符合一个NCO/OH的当量比为0.5∶1到1.2∶1的一步或多步反应中所制备的水溶性或水分散性的聚氨酯，产自

A)至少一种平均官能度≥1.2的聚醚多元醇，

B)至少一种(环)脂肪族的和/或芳香族的二异氰酸酯，

C)至少一种直链或支链的、具有6到34个碳原子和作为一个整体组分的至少一个不饱和结构元素(碳-碳双键)的(环)脂肪族的单醇，或者至少一种直链的或支链的、具有6到34个碳原子、作为一个整体组分的至少一种不饱和结构元素(碳-碳双键)的(环)脂肪族的单醇烷氧基化物，并且已经由至少一个氧化乙烯(EO)或氧化丙烯(PO)单元、或具有6到34个碳原子的芳香族单醇和/或芳香族单醇烷氧基化物、或这些组分的混合物来加以延长，

D)适当情况下，另外一种具有6到34个碳原子的碳基团的直链的或支链的单官能组分，该组分能与异氰酸酯反应并且优选是由一种(环)脂肪族的和/或芳香族的单醇、一种(环)脂肪族的和/或芳香族的单醇烷氧基化物或一种(环)脂肪族的和/或芳香族胺构成。组分D)优选是饱和的。

本发明进一步提供了在符合一个NCO/OH的当量比为0.5∶1到1.2∶1的一步或多步反应中所制备的水溶性的或水分散性的聚氨酯的一种制备方法，这些聚氨酯产自

A)至少一种平均官能度≥1.2的聚醚多元醇，

B)至少一种(环)脂肪族的和/或芳香族的二异氰酸酯，

C)至少一种直链或支链的、具有6到34个碳原子和作为一个整体组分的至少一个不饱和结构元素(碳-碳双键)的(环)脂肪族的单醇，或者至少一种直链的或支链的、具有6到34个碳原子、作为一个整体组分的至少一种不饱和结构元素(碳-碳双键)的(环)脂肪族的单醇烷氧基化物，并且已经由至少一个氧化乙烯(EO)或氧化丙烯(PO)单元、或具有6到34个碳原子的芳香族单醇和/或芳香族单醇烷氧基化物、或这两个组分的混合物来加以延长，