[发明专利]基于松香的聚氨酯树脂的含水分散体

说明书

本发明涉及由用松香改性的羟基化脂肪聚酯获得的基于松香的聚氨酯树脂，该聚酯是生物基来源的，并且还涉及这些树脂的含水分散体和其在含水涂料中的用途。

在有机溶剂介质(或者称为基于溶剂的介质)中的醇酸树脂是本领域技术人员早已公知的树脂，并且通常被用于装饰和工业涂料以及油漆配方。响应易于使用、气味和毒性问题，特定的醇酸树脂乳液已经被开发且销售了约二十年，在光泽、干燥、外观/着色、稳定性和气味方面具有有利的性能水平。用于形成随着时间的过去而稳定的醇酸树脂乳液的常规实施技术方案在于使用非离子表面活性剂与阴离子表面活性剂的组合，如WO 2008/076360中所述的。

尽管具有这些改进，一些参数和性能品质仍待改进，如耐变黄、抗阻塞(粘连，blocking)、硬度和干燥。

在涂料领域，尤其是对于装饰应用，存在市售的经尿烷处理的醇酸树脂分散体，例如由Worlee供应的E 150W，其因为快速的硬度发展并且提供在由醇酸树脂分散体(任选地与其它含水分散体如胶乳混合)组成的油漆中的初始干燥方面的节约而已知。然而，这些经尿烷处理的分散体遇到随着时间的过去而变黄的问题，这比在醇酸树脂和丙烯酸分散体的情况下显著。而且，当与醇酸树脂分散体或(更差的)丙烯酸分散体比较时，光泽水平降低，这就是现在的(高质量)光泽漆配方包含小比例的经尿烷处理的分散体的原因。同样，需要进一步增加物理干燥、尤其是初始干燥(在施加之后的最初几个小时过程中的干燥)水平，并且，如有可能，无需有毒的催干试剂如钴或铅衍生物。

此外，与可持续发展有关的环境制约和挑战增加了对于有关含水树脂和分散体的需求，所述含水(aqueous)树脂和分散体具有用可再生(或非化石)来源的原料产生的降低的VOC含量。

本发明的树脂可以制备基于脂肪聚酯的含水聚氨酯分散体，其满足这些需求或克服已提到的已知分散体的缺点。

本发明的方案首先是一种对人类并且对其环境友好的方案，这是由于在含水分散体中无有机溶剂并且VOC(挥发性有机化合物)的含量低，而且在干燥时无催干试剂(也称为催干剂)，而且还由于作为聚氨酯树脂的基物的脂肪聚酯的基本原料的选择，只要高含量的这些原料是可再生且持久来源的，并且其可导致可更容易地生物降解的化学结构。

本发明的所述含水粘合剂主要从松香和天然脂肪物质制备。该优点是显著的，因为在一些情况中，在作为聚氨酯树脂的基物的多元醇脂肪聚酯中可再生原料的比例相对于该脂肪聚酯树脂的总组成达到100％的含量。所述树脂的耐久性能与所述原料的耐久和季节可用性有关。这些相同的原因还使得经由降低的碳足迹和提高的寿命周期可限制环境影响。这两个参数反映该制品对环境和健康的影响。利用“可再生的”或“生物基的”的资源尤其使得可限制温室气体如二氧化碳的排放。

因此，使得这些分散体和相关的技术性能品质成为可能的本发明的特定树脂基于已经被尿烷处理的(形成基于这些聚酯的聚氨酯)脂肪聚酯(不可氧化的或可氧化的，如醇酸树脂)。

该生物基来源的基物脂肪聚酯树脂、尤其是醇酸树脂且更特别是短油或中油醇酸树脂<60％，使用高含量的可再生来源的原料并且允许特定的性能品质，尤其是在施加之后硬度随着时间的过去的发展。同样，可获得降低的变黄。特别地，基于该聚酯的新型聚氨酯树脂可用作用于含水装饰或工业涂料的含水组合物中的粘合剂，该含水装饰或工业涂料能在有或者没有催干剂、优选在没有催干剂的情况下在空气中硬化。

尿烷基团与所述特定聚酯的组合允许额外的特定优点，如总体上对基底的优良粘附性、优良的挠性、耐磨性、优异的抗阻塞性和优良的机械强度。

在本发明相对现有技术的优点之中，尤其可提到其对物理干燥的适合性，这可在有或者没有添加催干剂如钴衍生物的情况下以相同的方式获得。更特别地，本发明的产品具有用于在施加的最初几个小时内的非常快速的干燥和硬化的特定能力，如以下结果和图所示的(新型经尿烷处理的聚酯或聚氨酯对E 150W)。应特别注意：在施加的仅1小时之后在没有催干剂的任何添加的情况下，该产品达到其硬度潜值的大于85％。

在本发明的树脂分散体的干燥过程中，进一步的优点是，在无需添加催干剂如Co(钴)等的情况下，稳定的硬度随着时间的过去的更快并且更剧烈的发展。

本发明首先涉及基于生物基来源的特定脂肪聚酯、更特别地基于生物基的醇酸树脂(可氧化的聚酯)的特定直链或支链聚氨酯树脂。

其次，本发明涉及基于所述树脂的有机粘合剂组合物。

本发明更特别地涉及所述聚氨酯树脂的含水分散体。

本发明的另一主题涉及以含水分散体形式制备所述树脂的方法。