水溶性异氰酸酯..

1.一种制备包含异氰脲酸酯基团的水溶性乳化的多异氰酸酯的方法，其中使：(A)(环)脂族二异氰酸酯，(B)合适的话至少一种其它异氰酸酯，和(C)至少一种烷氧基化一元醇在至少一种能够加速由异氰酸酯基团形成异氰脲酸酯基团的催化剂(D)存在下同时相互反应，在达到所需转化率时停止反应并从反应混合物分离出未反应的二异氰酸酯(A)和合适的话(B)，其中反应结束并且除去未反应的(A)和合适的话(B)之后烷氧基化一元醇(C)的量基于羟基与组分(A)和(B)的所有NCO基团之和的比例为至少1.0mol％。

2.根据权利要求1的方法，其中二异氰酸酯(A)选自六亚甲基-1，6-二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、4，4’-和2，4’-二(异氰酸酯基环己基)甲烷。

3.根据权利要求1的方法，其中不存在二异氰酸酯(B)。

4.根据前述权利要求中任一项的方法，其中组分(C)为下式的聚醚醇：1 个O-[ Xi-] k-H其中1为C1-C20烷基，可以任选被一个或多个氧和/或硫原子和/或一个或多个取代或未取代的亚氨基间隔的C2-C20烷基，C6-C12芳基，C5-C12环烷基或5或6元含氧、氮和/或硫的杂环，k为5-40，优选7-20，特别优选10-15的整数，和对于i＝1-k，各Xi可以独立地选自-CH2-CH2-O-、-CH2-CH(CH3)-O-、-CH(CH3)-CH2-O-、-CH2-C(CH3)2-O-、-C(CH3)2-CH2-O-、-CH2-CHVin-O- 、-CHVin-CH2-O-、-CH2-CHPh-O-和-CHPh-CH2-O-，优选选自-CH2-CH2-O-、-CH2-CH(CH3)-O-和-CH(CH3)-CH2-O-，特别优选-CH2-CH2-O-，其中Ph为苯基且Vin为乙烯基。

5.根据权利要求4的方法，其中R1选自甲基、乙基、异丙基、正丙基、正丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基。

6.根据前述权利要求中任一项的方法，其中排除包含金属离子的催化剂作为催化剂(D)。

7.根据前述权利要求中任一项的方法，其中催化剂(D)为下式的季铵盐：其中Yθ＝羧酸根(R13COO-)、氟离子(F-)、碳酸根(R13O(CO)O-)或氢氧根(OH-)，其中9-R12为相同或不同的具有1-20个碳原子且可以任选被羟基或苯基取代的烷基，和13为氢、C1-C20烷基、C6-C12芳基或C7-C20芳烷基，它们各自可以任选被取代。

8.根据权利要求7的方法，其中基团R9-R12独立地选自甲基、乙基和正丁基且R12可以额外为苄基、2-羟乙基或2-羟丙基。

9.根据前述权利要求中任一项的方法，其中借助选自无机酸、羧酰卤、磺酸、磺酸酯、间氯过氧苯甲酸、磷酸二烷基酯和含氨基甲酸酯基团的化合物的去活化剂使催化剂(D)去活化。

10.根据权利要求1-8中任一项的方法，其中通过加热到90℃以上的温度使催化剂(D)去活化。

11.由上述方法之一得到的水溶性乳化的多异氰酸酯在制备聚氨酯和聚氨酯表面涂料中，在制备单组分、双组分、可辐射固化或粉末涂料体系中，以及在用于涂覆各自可以任选被预涂覆或预处理的木材、胶合板、纸、纸板、卡片、膜、纺织物、皮革、非织造物、塑料表面、玻璃、陶瓷、无机建筑材料和金属的涂料组合物中的用途。

12.由上述方法之一得到的水溶性乳化的多异氰酸酯在制备聚氨酯和聚氨酯涂料组合物中，在用于涂覆内部或外部涂层、建筑物部件、装饰性涂层、桥梁、建筑物、电线塔、槽、容器、管道、电站、化工厂、船舶、起重机、柱子、打板桩、阀门、管子、配件、法兰、连接器、大厅、屋顶和结构钢、窗户、门、拼花地板、罐子涂层和线圈涂层的涂料组合物中，特别是用于(大型)机动车辆和飞机上的涂层以及工业应用，地板覆盖物，拼花地板，汽车用透明清漆、底涂层和面漆，底漆和填料，特别是在再饰涂领域中的用途。

13.烷氧基化一元醇(C)在由(环)脂族二异氰酸酯(A)和任选至少一种其它二异氰酸酯(B)在至少一种催化剂存在下同时形成包含异氰脲酸酯基团的多异氰酸酯而制备水溶性乳化的多异氰酸酯中的用途。

14.一种表面涂料组合物、粘合剂或密封剂，其包含至少一种由权利要求1-10中任一项的方法得到的水溶性乳化的多异氰酸酯。

说明书水溶性乳化的多异氰酸酯本发明描述了一种制备水溶性乳化的多异氰酸酯的方法。

EP 959087A1描述了通过包含至少两个二异氰酸酯分子的多异氰酸酯与单官能聚氧乙烯聚醚多元醇反应而制备水溶性乳化的多异氰酸酯(段落[0017])。

然而，在每种情况下使分开制备的多异氰酸酯与具有乳化作用的组分反应(见段落[0042])。

该操作模式的缺点是该制备经由两个反应步骤进行且因此是复杂的。

EP 524500A1描述了制备包含异氰脲酸酯基团和脲基甲酸酯基团的多异氰酸酯。

为了制备包含脲基甲酸酯基团的多异氰酸酯，在一元醇存在下进行反应，一元醇尤其可以为聚亚烷基二醇。

各种制备该类多异氰酸酯的方法描述于第5页第39-45行：1)首先可以使二异氰酸酯与一元醇反应而形成氨基甲酸酯基团并且可以随后进行实际多异氰酸酯形成或者2)可以将一元醇与二异氰酸酯混合，然后反应而形成多异氰酸酯或者3)可以在二异氰酸酯反应形成多异氰酸酯之前或之后，优选之后加入一元醇或者4) 可以将用于制备多异氰酸酯的催化剂溶解于一元醇中或者5)可以将多异氰酸酯和单脲基甲酸酯相互混合。

该发明的原理在第5页第9-10行描述为借助一元醇将氨基甲酸酯基团引入多异氰酸酯中，然后将它们转化成脲基甲酸酯基团。

这对应于其中一元醇仅在反应形成多异氰酸酯之后加入的方案3)。

另一方面，在所有清楚公开的实施例1-7中，首先使二异氰酸酯与一元醇反应而形成氨基甲酸酯(预氨基甲酸酯化)，然后将以此方式得到的反应混合物低聚(方案1)。

实施例4、5和7中清楚公开的示例性实施方案(其中一元醇为聚乙二醇)也遵循其中首先使所用一元醇与单体二异氰酸酯反应的方案1。

对于其它方案均没有评价和清楚公开。

DE-A 38 10 908描述了包含异氰脲酸酯基团且还可以任选在醇存在下形成的多异氰酸酯的形成(第6页第38-48行)。

然而，此时醇仅起着助催化剂的作用且因此仅以0.05-1重量％的小量使用。

DE-A 3810908中所列醇不适合改性母体多异氰酸酯以使它们可水分散，因为它们并不足够亲水和/ 或至少是双官能的。

所列单官能醇，即甲醇、乙醇、丁醇和苯酚并不足够亲水，而其它的具有更高官能度且因此导致多异氰酸酯交联。

另一方面，醇，尤其是二醇作为原料以更大量使用。

这里仅公开了预氨基甲酸酯化方法(第6页第42-48行和实施例3)。

相反，根本没有公开包含具有乳化作用的一元醇的水溶性乳化的多异氰酸酯。

DE 102004015983A1公开了一种制备包含脲基甲酸酯基团的多异氰酸酯的方法。

然而，作为醇仅公开了平均官能度＞1.5的醇(段落[0013])且仅公开了一种其中氨基甲酸酯形成与脲基甲酸酯形成分开进行的预氨基甲酸酯化方法(段落[0024]和[0025D。

EP 56159A描述了在以与聚氧化烯的配合物存在的碱性碱金属催化剂存在下低聚二异氰酸酯。

根据清楚公开的实施例，聚氧化烯可以是未醚化、单醚化或完全醚化的烷氧基化二醇或多元醇。

根据EP 56159A1的教导，醇或配位剂的量基于所用异氰酸酯基团必须不超过2mol％(第12页第23行)。

该量不足以制备水分散性多异氰酸酯且EP 56159A没有提到水分散性多异氰酸酯的任何该类制备。

相反，在第11页第30行及以下行描述了小心选择聚氧化烯和醇的量，以使对产物的影响可以忽略不计。

仅公开了使用聚氧化烯作为碱性碱金属催化剂的配位剂。

此外，指标“不超过2mol％”基于作为溶剂的一元醇和作为配位剂的聚氧化烯之和。

然而，在清楚公开的实施例中，每二异氰酸酯使用明显更少的单官能聚氧化烯：实施例12：0.023mol％；实施例14：0.019mol％；实施例20：0.12mol％。

本发明的目的是提供水溶性乳化的多异氰酸酯，其应显示下列优点中的至少一种：低粘度、低色数、良好的分散性和在分散性与其它水溶性乳化的多异氰酸酯相当时的高NCO基团含量。

该目的由水溶性乳化的多异氰酸酯实现，该水溶性乳化的多异氰酸酯通过一种制备包含异氰脲酸酯基团的水溶性乳化的多异氰酸酯的方法得到，其中使：(A)至少一种(环)脂族二异氰酸酯，(B)合适的话至少一种(A)以外的其它二异氰酸酯，和(C)至少一种烷氧基化一元醇在至少一种能够加速由异氰酸酯基团形成异氰脲酸酯基团的催化剂(D)存在下同时相互反应，在达到所需转化率时停止反应并从反应混合物分离出未反应的二异氰酸酯(A)和合适的话(B)，其中反应结束并且除去未反应的(A)和合适的话(B)之后烷氧基化一元醇(C)的量基于羟基与来自组分(A)和(B)的所有NCO基团之和的比例为至少1.0mol％。

以此方式得到的水溶性乳化的多异氰酸酯与相近程度容易地水溶性乳化的多异氰酸酯相比具有良好的可水乳化性和更高的NCO含量。

此外，本发明所得水溶性乳化的多异氰酸酯与在相近转化率下与烷氧基化一元醇的反应仅在异氰脲酸酯形成之后才发生的这类产品(见对比例4)相比显示出更低的粘度。

换句话说，根据本发明的同时反应与现有技术方法相比允许在制备过程中基于异氰脲酸酯基团的形成设定更高转化率，以得到相同粘度的产物。

此外，本发明所得产物与通过首先与烷氧基化一元醇(C)反应并仅随后形成异氰脲酸酯而得到的产物(对比例2)相比显示出改进的分散性。

组分(A)为(环)脂族二异氰酸酯，在本发明上下文中，术语“(环)脂族”用作脂族或脂环族的缩写，优选脂族。

脂环族异氰酸酯是包含至少一个脂环族环体系的那些。

脂族异氰酸酯是仅包含线性或支化链的那些，即无环化合物。

(环)脂族二异氰酸酯(A)优选为具有4-20个碳原子的异氰酸酯。

常用的脂族二异氰酸酯的实例是四亚甲基二异氰酸酯，五亚甲基-1，5-二异氰酸酯，2-甲基戊烷-1，5-二异氰酸酯，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，赖氨酸二异氰酸酯的衍生物，三甲基己烷二异氰酸酯和四甲基己烷二异氰酸酯，而脂环族二异氰酸酯例如为1，4-、1，3-或1，2-二异氰酸酯基环己烷，异佛尔酮二异氰酸酯，4，4’-或2，4’-二(异氰酸酯基环己基)甲烷，1，3-或1，4-二(异氰酸酯基甲基)环己烷，2，4-或2，6-二异氰酸酯基-1-甲基环己烷和3(或4)，8(或9)-二(异氰酸酯基甲基)三环[5.2.1.02.6]癸烷异构体混合物。

二异氰酸酯(A)特别优选为至少一种选自六亚甲基-1，6-二异氰酸酯(HDI)，异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)，4，4’-和2，4’-二(异氰酸酯基环己基)甲烷的二异氰酸酯。