[发明专利]贮藏稳定的亲水性多异氰酸酯

说明书

本发明涉及新型的在水中可分散的亲水性多异氰酸酯和多异氰酸酯混合物、其制备方法、包含本发明的亲水性多异氰酸酯的组合物及其作为制备聚氨酯-塑料时的起始组分的用途，特别是作为用于水溶性或者可水分散的具有相对于异氰酸酯基团的可反应基团的漆料-、胶粘剂-、密封剂粘合剂或者粘合剂组分的交联剂的用途。

基于日益更严格的环境立法的背景，可水分散的多异氰酸酯近年来对于多种应用领域变得重要。其如今尤其用作高质量的可水稀释的二组分-聚氨酯-漆料（2K-PUR-漆料）的交联剂组分或者用作水性的分散体胶粘剂的添加剂。其用于纺织设备或皮革设备、或者不含甲醛的纺织印刷油墨中的水性分散体的交联，并且此外还适合例如用作纸张的湿增强助剂，例如公开于EP 0 959 087中。

对于制备可水分散的亲水性多异氰酸酯，多种不同方法是已知的，在此尤其实现离子改性。EP-A 0 443 138、E-A 0 510 438和EP-A 0 548 669例如描述了含有化学相连的羧基的多异氰酸酯混合物。

这样的多异氰酸酯虽然可以在中和羧基之后非常细分地搅拌到水性体系中，而不需要高的剪切力，但是其尤其以中和的形式具有完全不够的贮藏稳定性。

EP 0 703 255 B2描述了离子亲水化的可水乳化的多异氰酸酯，其具有来自与2-羟基乙磺酸或者3-羟基丙磺酸的反应的反应产物作为乳化剂。然而，这些亲水剂同样具有一系列缺点。例如，羟基丙磺酸处于与其酸酐的平衡中，其是归为致癌的1,3-丙磺内酯。因此尤其在工业大规模生产中，其仅能够以水溶液的形式使用，并且因此原则上不适合作为制备改性的多异氰酸酯的合成组分。此外，EP 0 703 255 B2未作出关于由该亲水性多异氰酸酯制备的乳状液的稳定性和加工窗口（“贮存期”）的陈述。

EP 1 287 052 B1公开了改性的多异氰酸酯，其可以通过在合适的中和剂的存在下使多异氰酸酯与 2-(环己基氨基)乙磺酸和/或3-(环己基氨基)-丙磺酸反应来获得，其中获得贮藏稳定、浅色的产物。然而对于贮藏稳定性仅公开了，可以由所述亲水性改性的多异氰酸酯获得的水性乳状液在5小时的放置时间之后仍是完全稳定的。其既不显示可见的CO₂-产生，也不显示沉淀或者沉淀物。然而，未作出关于该体系在5小时之后的实际的NCO-含量和反应性的陈述。

事实上如今为了主要多数的应用，仅使用非离子的借助聚醚亲水性改性的多异氰酸酯。这样的可水分散的多异氰酸酯的制备例如详细讨论于EP 0 959 087、EP 0 206 059和EP 0 540 985中。尽管其广泛用于最不同的应用，但是用非离子的聚醚改性的多异氰酸酯具有一系列原则上的缺点。其通常在分散期间仅能够通过使用巨大的剪切力来均匀地加入到水性介质中。尤其在用作水性2K-PUR-漆料中的交联剂的情况下，为了足够的可分散性而所需的高的聚醚含量还赋予所获得的涂料持久的亲水性。此外，这样改性的多异氰酸酯具有在水性乳状液中的过小的稳定性（“贮存期”），虽然在此期间它维持其完全的NCO-活性和反应性。因此，能够在其中加工所述亲水性多异氰酸酯的时间段也是受限的。

因此希望的是，既可以容易地加入到水中的，也具有高的贮存期的亲水性多异氰酸酯。

上述的符合现有技术的基于外部封端的多异氰酸酯的1K-焙烤体系的缺点是，在焙烤时消去各个封端剂。

因此本发明的目的是，提供新的可水分散的多异氰酸酯，其在不使用外部乳化剂或者不使用高的剪切力的情况下能够使用，并且不含有外部封端剂。该新的多异氰酸酯尤其应产生具有长的放置时间（“贮存期”）和加工时间的水性乳状液或者分散体，并且同时在整个放置时间内维持异氰酸酯基团的完全的反应性。不含有催化剂的分散体或者乳状液的放置时间在50℃下应为至少8周，优选至少12周，在此不允许潜在的NCO-含量下降多于30%，基于起始值计。

令人惊奇地发现了，所述目的可以通过具有特别的内部乳化剂的含脲二酮的改性多异氰酸酯实现。

本发明的主题是在水中可分散的亲水性的含脲二酮的多异氰酸酯和多异氰酸酯混合物、其制备方法、包含本发明的亲水性多异氰酸酯的组合物及其作为制备聚氨酯-塑料时的起始组分的用途，特别是作为用于水溶性或者可水分散的具有相对于异氰酸酯基团的可反应基团的漆料粘合剂或者漆料粘合剂组分的交联剂的用途。

为了简化本发明的描述，以下的术语“多异氰酸酯”也同义地表示不同的多异氰酸酯的混合物。