[发明专利]基于硝化纤维素-聚氨酯颗粒的含水分散体

说明书

本发明涉及包含硝化纤维素-聚氨酯-聚脲颗粒的含水分散体、涉及 制备它们的方法并且涉及它们的用途。

硝化纤维素或硝酸纤维素或者硝酸纤维素酯由于其的各种工业加 工的和工业最终应用(endanwendungstechnisch)的性能而被用于非常广 泛种类的应用领域中。

现有技术公开了含溶剂的硝化纤维素组合物作为例如家具漆、印刷 油墨(Druckfarbe)或套印漆这些涂料都是含有机溶 剂的体系。

指甲油同样通常基本具有于粘合剂中的硝化纤维素母体结构。这 里，也主要使用有机溶剂例如乙酸乙酯或乙酸丁酯。

然而在许多情况下，基于法定要求并且还基于工作、健康和环境保 护考虑，希望有含水体系代替含溶剂的体系而同时全部或基本上保留所 希望的正面的应用性能。

因此，已经有在现有技术描述的提供基于含水载体介质的含硝化纤 维素的涂料体系并且按比例或者完全避免有机溶剂和凝聚助剂的各种 尝试。

例如在US-A 5,670,141中，首先制得含硝化纤维素的含水乳液，对 于其而言需要昂贵的乳化步骤。此外，它们还含有溶剂或增塑剂。随后 将乳液与其他聚合物组合形成含水体系。这样制得了相互独立制备的一 方面为硝化纤维素与另一方面为聚合物分散体的混合物。

例如在WO-A 92/01817中公开了另一种方法，其中将硝化纤维素乳 液和其他含水体系依次作为涂料施加在基材例如皮革上，由此在每一情 形中导致多个操作步骤。

从现有技术例如JP-A 03294370、JP-A 03247624或JP-A 58-83001 中获知基于硝化纤维素和聚氨酯的含溶剂体系。其中描述的硝化纤维素 组合物被用作用于磁性粉末的分散介质。

JP-A 63-14735公开了基于可水分散的氨基甲酸酯改性的乙烯基聚 合物和硝化纤维素的含水树脂乳液。该乙烯基聚合物具有离子基团和聚 氨酯侧链，并且充当硝化纤维素的分散介质。其中描述的组合物被用作 涂料(Beschichtungsmittel)。该树脂乳液通过将乙烯基聚合物和硝化纤 维素溶于有机溶剂中，然后加入水并且使用中和剂分散聚合物而制备。 有机溶剂可以在分散之前或之后除去。这些体系的缺点是如果通过蒸馏 显著减少溶剂数量，则它们具有差的储存稳定性。

由于硝化纤维素显著的憎水性质，因此现有技术的方法没有成功地 用水完全代替有机溶剂和凝聚助剂同时保持性能水平。特别地，没有描 述包含硝化纤维素-聚氨酯-脲颗粒的含水分散体。

因此，本发明的目的是提供基于聚氨酯聚合物和硝化纤维素的相对 于分散体而言具有少于或等于1重量％的残余有机溶剂数量并且此外不 含另外的外部乳化剂或外部可迁移的增塑剂的稳定并且没有沉淀的含 水分散体。当干燥时，由本发明的分散体制备的涂料应该足以成膜并且 (机械)稳定以使得它们能够用于配制用于多种基材的覆盖物、涂料、 胶料、漆料、粘合剂(Klebstoff)、粘结剂(Bindemittel)、印刷油墨、化 妆制品和个人护理制品等。

现已惊奇地发现不仅具有聚氨酯聚合物部分(Anteile)而且具有硝 化纤维素部分并且具有20nm-700nm的平均颗粒尺寸的分散体满足上 述要求。这些聚氨酯-硝化纤维素颗粒可用于制备稳定的含水分散体，而 不需要额外使用增塑剂、乳化剂或助溶剂。

因此，本发明的主题是包含具有20-700nm，优选30-550nm，特 别优选50-400nm并且非常特别优选100-330nm颗粒尺寸的聚氨酯- 硝化纤维素颗粒并且具有包含选自以下的化合物作为其的合成组分 (Aufbaukomponent)的聚氨酯部分(Anteil)以及水不溶性硝化纤维素部 分(Anteil)的含水分散体：

a)有机多异氰酸酯，

b)具有400-8000g/mol，优选400-6000g/mol并且特别优选600 -3000g/mol的数均摩尔质量并且具有1.5-6，优选1.8-3并且特别优 选1.9-2.1的OH官能度的多醇，

c)具有两个或多于两个羟基和/或氨基的摩尔质量为62-400g/mol， 优选62-240g/mol，特别优选88-140g/mol的低分子量化合物，

d)具有羟基或氨基的低分子量化合物，

e)另外带有离子性或潜在离子性亲水化基团的异氰酸酯反应性化 合物，和