[发明专利]可水乳化的多异氰酸酯

说明书

本发明涉及含有以下组分的可水乳化的多异氰酸酯：

a)脂族的、环脂族的和芳族的多异氰酸酯，以及

b)上述多异氰酸酯与聚乙烯基吡咯烷酮的反应产物，该聚乙烯基吡咯烷酮具有至少一个能与异氰酸酯反应的基团。

本发明还涉及该可水乳化的多异氰酸酯作为含水分散液的添加剂的用途，特别是用于粘合剂、涂料或浸渍料的含水分散液。

通过加入多异氰酸酯可改进含水聚合物分散液的性能。

已证实有亲水性和可水乳化的多异氰酸酯适合于这一用途。

例如，使用通过化学键连有羧基而具有亲水性的多异氰酸酯，如在DE-A-4142275中公开的。但是，其缺点在于含羧基的多异氰酸酯与pH值小于约5的阳离子基料不相容。

EP-A-7532公开了聚乙烯基吡咯烷酮作为多异氰酸酯的乳化剂的应用。但为了使多异氰酸酯乳化需要充分地搅拌。

此外，只有当含羧基的多异氰酸酯在未中和的状态下贮存时，它们才能有足够的贮存寿命，因为被叔胺中和的羧酸是NCO基三聚有效的催化剂。所以，迫使使用者只能在乳化以前进行中和，因此要增加另一工艺步骤。

在EP-A-206059中公开了用含聚环氧乙烷的醇类使其具有亲水性的多异氰酸酯。

这些多异氰酸酯的主要缺点是，涂层固化相当慢。但是希望更快的固化，因为这样有可能增加涂覆生产线的生产效率。另外，所得到的涂层的性能仍需要改进，特别是对金属的粘合性能。

本发明的目的是一种能更快固化的可水乳化的多异氰酸酯。含这种可水乳化的多异氰酸酯的水分散液的性能以及由它们产生的涂层、浸渍或粘合剂的性能应与已知的可水乳化的多异氰酸酯相当或比它们更好，特别是对金属的粘合性应更好。

在可水乳化的多异氰酸酯中，在b)中使用的多异氰酸酯a)可与在a)使用的相同或不同。

多异氰酸酯的例子是传统的二异氰酸酯和/或有更高官能度的传统多异氰酸酯，其NCO平均官能度为2.0～4.5。这些组分可单独或混合使用。

传统的二异氰酸酯的例子是：脂族二异氰酸酯，如四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯(1，6-二异氰酸基己烷)、八亚甲基二异氰酸酯、十亚甲基二异氰酸酯、十二亚甲基二异氰酸酯、十四亚甲基二异氰酸酯、三甲基己烷二异氰酸酯或四甲基己烷二异氰酸酯；环脂族二异氰酸酯，如1，4-、1，3-或1，2-二异氰酸基环己烷、4，4′-二(异氰酸基环己基)甲烷、1-异氰酸基-3，3，5-三甲基-5-(异氰酸基甲基)环己烷(异佛尔酮二异氰酸酯)或2，4-或2，6-二异氰酸基-1-甲基环己烷；以及芳族二异氰酸酯，如亚甲苯基2，4-或2，6-二异氰酸酯、四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯、亚二甲苯基二异氰酸酯、2，4′-或4，4′-二异氰酸基二苯基甲烷、苯1，3-或1，4-二异氰酸酯、1-氯亚苯基2，4-二异氰酸酯、亚萘基1，5-二异氰酸酯、亚联苯基二异氰酸酯、4，4′-二异氰酸基-3，3′-二甲基联苯、3-甲基二苯基甲烷4，4′-二异氰酸酯或4，4′-二异氰酸基二苯醚。也可用上述二异氰酸酯的混合物。六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯是优选的。

适合的高官能度传统多异氰酸酯的例子是：三异氰酸酯，如2，4，6-三异氰酸基甲苯或2，4，4′-三异氰酸基二苯醚，或者二、三和更高级的多异氰酸酯的混合物，它们由相应的苯胺/甲醛缩合产物的光气化作用制得，为含有亚甲基桥连基团的多苯基多异氰酸酯。

特别有用的是以下几类有较高官能度的传统脂族多异氰酸酯：

(a)脂族和/或环脂族二异氰酸酯的含异氰脲酸酯的多异氰酸酯。在这里基于六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯的相应的异氰酸基异氰脲酸酯是特别优选的。这些异氰脲酸酯特别是简单的三异氰酸基烷基或三异氰酸基环烷基异氰脲酸酯(它们构成二异氰酸酯的环状三聚物)，或者与有一个以上异氰脲酸酯环的更高级同系物的混合物。通常，这些异氰酸基异氰脲酸酯的NCO含量为10～30％(重量)，特别是15～25％(重量)，NCO平均官能度为2.6～4.5。

(b)具有脂族和/或环脂族键连的异氰酸酯基的缩脲二酮(uretdione)二异氰酸酯，特别是由六亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯衍生的。缩脲二酮二异氰酸酯是二异氰酸酯的环状二聚产物。