[发明专利]不含助溶剂的自交联聚氨酯分散体

说明书

技术领域

本发明涉及用于制备自交联聚氨酯分散体的方法、可由该方法制得 的自交联的含水分散体、它们作为涂覆剂(Beschichtungsmittel)的用途、 包含所述自交联的含水分散体的涂覆剂、用于涂覆基材的方法、以及用 包含所述自交联的含水分散体的涂覆剂处理过的基材。

背景技术

近年来发现，由于关于漆料施加过程中的溶剂的释放规定越来越严 格，水性漆料和涂覆剂的重要性的不断增大。尽管目前已经存在针对许 多应用领域的水性漆料系统，但这些系统仍常常显著量的通常来自制备 工艺的助溶剂。特别地，目前为止仍没有公开具有低助溶剂含量的从含 水相制备的基于聚氨酯的涂覆剂，并充分满足汽车涂底漆 (Automobilerstlackierung)实践的严格要求。

近年来在单组分(1K)烘漆方面实现了进一步的改进。申请EP-A 1 311 571记载了自交联聚氨酯分散体，其得自含有氨基甲酸酯基团和羟 基基团的多元醇和非亲水性多异氰酸酯的物理混合物，所述非亲水性多 异氰酸酯用二甲基吡唑衍生物封端至至少50％当量的程度。这些多元醇 组分和经封端的多异氰酸酯的物理混合物从涂料的方面来说具有显著 的优势，但就其制备而言却具有显著的缺点。一方面，在所述申请，所 述经封端的多异氰酸酯组分在分开的反应容器中制备，与在一个容器中 进行的方法相比这意味着显著更多的付出。另一方面，由于该经封端的 多异氰酸酯的显著粘度，规定必须在纯物质中添加溶剂，这是因为否则 无法进行计量添加。基于安全因素，在高挥发性溶剂(例如丙酮)中的 这类溶液，比如，不能被储藏或运输，结果，只有低挥发性的溶剂可用 于经封端的多异氰酸酯。这些溶剂不可避免地残留在分散体和漆料制剂 中，并只在使用者的场所释放，这通常是不希望的。记载于EP-A 1 311 571中记载的自交联烘焙系统含有相对于分散体4.8重量％-11.3重量％ 的助溶剂，这对某些水基涂覆系统应用领域而言太高了。

EP-A 1 311 571中记载的方法的另一缺点在于，经封端的多异氰酸 酯不能必然稳定地溶解在溶剂中。因而不能使用某些封端剂。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供自交联的含水多异氰酸酯分散体，其 不含助溶剂或仅含极小量的助溶剂，因而在最终使用者的场所不会发生 助溶剂的蒸发。

该目标借助于用于制备自交联的含水聚氨酯分散体的方法实现，该 方法包括下述步骤：

I.让a1)多异氰酸酯与a2)和a3)的混合物进行反应，

a2)含有至少一个异氰酸酯反应性(isocyanatreaktive)基团并 具有≥1的平均OH官能度的阴离子亲水化试剂 (Hydrophilierungsmittel)，

a3)具有＞1的平均OH官能度的至少一种多元醇组分，

其中a2)和a3)的混合物或组分a1)包含

k)至少一种催化剂；

II.从步骤I得到OH官能的(OH-funktionell)、不含NCO基团的 聚氨酯，该聚氨酯随后与

III.a4)针对异氰酸酯基团的反应性封端剂混合；

IV.随后将得自步骤III的该混合物与

a5)一种或多种选自a1)的多异氰酸酯反应，这些多异氰酸酯 与a1)相同或不同，然后

V.从步骤IV得到OH官能的、不含NCO基团的聚氨酯和封端了 的多异氰酸酯的物理混合物，其中，之后要么

VI.通过添加

a6)中和试剂

对OH官能的聚氨酯的酸基进行完全或部分去质子化；

VII.并将得自该步骤VI的聚氨酯分散于水中

要么步骤VII在步骤VI前进行。

根据本发明的方法有利的是，步骤VI在步骤VII前进行。

根据本发明的方法有利的是，步骤VII在步骤VI前进行。

根据本发明的方法有利的是，步骤III中使用的封端剂是选自丁酮 肟、二异丙基胺和3，5-二甲基吡唑的化合物。

根据本发明的方法有利的是，以得自步骤II的聚氨酯计，在步骤II 或步骤III之后使用至多30重量％选自丙酮、甲基乙基酮和四氢呋喃和 它们的混合物的溶剂或溶剂混合物，并随后在步骤VII之后通过蒸馏除 去。