[发明专利]基于聚氨酯的表面活性剂

说明书

本发明涉及例如用于涂料、粘合剂或密封剂中的基于聚氨酯的新型高分子量表面活性剂。

最近有日益增加的兴趣并且依据应用领域需要的是：在用于各种的应用中的聚合物配制剂中，由高分子量添加物质替代低分子量添加物质，如表面活性剂、润湿和分散剂、稳定剂或增稠剂。

在这一方面需要提及的例子是商购低分子量物质对于生物体(尤其植物、动物和人)的(表皮上)刺激效果或甚至毒性效果。该结果通常是细胞毒害性涂层，粘合剂层和密封剂。在许多情况下，不希望有的这种效果尤其归因于所添加物质的低分子量属性，因为摩尔质量低于500g/mol的分子一般比具有更高分子量的化合物有高得多的生理方面的活性。

然而，低分子量的表面活性剂常常也与积极性的性能相关，这些性能用分子量高于500g/mol的化合物并不总是能实现。

EP 0731148描述了以具有至少2.5的平均NCO官能度的多异氰酸酯为基础的亲水改性的支化多异氰酸酯加合物，这些多异氰酸酯与亲水性聚醚进行反应。这些组分具有以下缺点：较高支化度会阻止聚醚链的亲水性潜力的最佳实现，因为当加合物的疏水性基团同时位于疏水性相中时，空间原因使得多于2个的聚醚链不可能同时完全地位于水相中。因此，描述在EP 0731148中的分散助剂的亲水性基团的一部分将总是接近于疏水性相。

本发明的目的因此是提供作为(泡沫)添加剂的合适高分子量表面活性剂，它能够与聚合物或聚合物混合物，优选与聚氨酯，尤其与水性聚氨酯分散体一起发泡，然后在干燥之后，提供细孔隙的泡沫体，该泡沫体甚至当层厚度大时也是均匀的并且没有细胞毒性并且基本上不含(热)可分裂的组分，如胺类。

现在已经发现，通过基于聚氨酯的新型表面活性剂用作添加剂这一目的能够实现。

本发明因此提供了具有不超过1.0wt%的游离异氰酸酯基含量和10重量%-95重量%的经由单官能醇B)引入的和在聚醚链内排列的氧化乙烯单元(分子量 = 44 g/mol)的含量的聚氨酯，该聚氨酯通过下列组分的反应而制备：

A) 具有在1.7-2.5范围内，优选在1.8-2.2范围内，更优选2的(平均)NCO官能度的多异氰酸酯预聚物 与

B) 10-100 当量%以A)的异氰酸酯基为基础的单羟基醇组分，该组分包括具有在150-5000 g/mol范围内的数均分子量和30-100wt%基于单羟基聚醚醇中氧化烯单元的总含量的氧化乙烯单元含量的至少一种单羟基聚醚醇，

C) 0-20 当量%以A)的异氰酸酯基为基础的、包括与组分B)的化合物不同的具有在32-5000 g/mol范围内的数均分子量的单羟基醇的单羟基醇组分，

D) 0-80 当量%以A)的异氰酸酯基为基础的、具有在32-10 000 g/mol范围内的数均分子量的结构化组分，为了NCO加成反应的目的该组分是至少二官能度的，

有氨基甲酸酯形成和有或没有脲键形成，其中任选过量的NCO基团通过同时或后续的二次反应已经反应掉，降至不超过1.0wt%的残余量。

在本发明的聚氨酯中，氧化乙烯单元(分子量= 44 g/mol)的含量优选是20%-75wt%范围内，更优选在35%-60wt%范围内和最优选在45%-55wt%范围内。在本发明的聚氨酯中游离异氰酸酯基的含量是低于1wt%；和，一般地，游离异氰酸酯基不再可检测到。

组分A)的合适的多异氰酸酯预聚物是具有上述NCO官能度的本领域技术人员已知的脂肪族、芳族或脂环族异氰酸酯官能化预聚物。

可用于A)中的异氰酸酯官能化预聚物可通过多异氰酸酯与羟基官能化多元醇在催化剂存在或不存在下以及在助剂和辅助材料存在或不存在下的反应来获得。