EP0807648B1

Latent curing aqueous polyurethane dispersions

Abstract

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Expired 7 May 2017, 9.4 years ago.

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10 claims: 10 independent, 0 dependent

  1. 1
    An aqueous latent-crosslinking polyurethane dispersion, comprising I) a disperse phase (P.I) including Ia) a polyurethane (PUR.Ia) carrying not only groups which render the polyurethane dispersible in water but also groups with a C-C double bond which is activated by a carbonyl attached directly to it, orIb) a mixture of - a polyurethane (PUR.Ib) carrying groups which render the polyurethane dispersible in water but no groups with a C-C double bond which is activated by carbonyl attached directly to it, and- a compound(V.I)differentfrom the polyurethanes PUR.Ia and PUR.Ib, which carries groups with a C-C double bond which is activated by a carbonyl attached directly to it, andII) a compound having - on average at least 2 hydrogens present in the form of amino function,- a solubility in water of more than 1g/l (25°C) and- a number-average molecular weight (Mn) of from 200 to 1,000,000 (compound II). An aqueous latent-crosslinking polyurethane dispersion, comprising I) a disperse phase (P.I) including Ia) a polyurethane (PUR.Ia) carrying not only groups which render the polyurethane dispersible in water but also groups with a C-C double bond which is activated by a carbonyl attached directly to it, orIb) a mixture of - a polyurethane (PUR.Ib) carrying groups which render the polyurethane dispersible in water but no groups with a C-C double bond which is activated by carbonyl attached directly to it, and- a compound(V.I)differentfrom the polyurethanes PUR.Ia and PUR.Ib, which carries groups with a C-C double bond which is activated by a carbonyl attached directly to it, andII) a compound having - on average at least 2 hydrogens present in the form of amino function,- a solubility in water of more than 1g/l (25°C) and- a number-average molecular weight (Mn) of from 200 to 1,000,000 (compound II). Dispersion aqueuse de polyuréthane à réticulation latente, contenant I) une phase dispersée (P.I), contenant la)un polyuréthane (PUR.la) qui porte, en plus des groupements permettant la dispersabilité du polyuréthane dans l'eau, des groupements ayant une double liaison C-C, dans lesquels la double liaison est activée par un groupement carbonyle qui lui est directement lié, ouIb) un mélange constitué de - un polyuréthane (PUR.Ib) qui porte des groupements permettant la dispersabilité du polyuréthane dans l'eau, mais pas de groupements ayant une double liaison C-C, dans lesquels la double liaison est activée par un groupement carbonyle qui lui est directement lié, et- un composé (V.I) différents des polyuréthanes PUR.Ia et PUR.lb, qui porte des groupements ayant une double liaison C-C, dans lesquels la double liaison est activée par un groupement carbonyle qui lui est directement lié, etII) un composé qui présente - en moyenne au moins 2 atomes de H sous forme de fonctions amino,- une solubilité dans l'eau de plus de 1 g/l (25°C) et- une masse moléculaire en nombre (Mn) de 200-1 000 000 (composé II). Latent vernetzende wässerige Polyurethandispersionen, enthaltend I) eine disperse Phase (P.I), enthaltend Ia) ein Polyurethan (PUR.Ia), das neben Gruppen, die die Wasserdispergierbarkeit des Polyurethans bewirken, Gruppen mit einer C-C-Doppelbindung, in denen die Doppelbindung durch eine daran direkt gebundene Carbonylgruppe aktiviert ist, trägt oderIb) eine Mischung aus - einem Polyurethan (PUR.Ib), das Gruppen, die die Wasserdispergierbarkeit des Polyurethans bewirken, jedoch keine Gruppen mit einer C-C-Doppelbindung, in denen die Doppelbindung durch eine daran direkt gebundene Carbonylgruppe aktiviert ist, trägt und- einer Verbindung (V.I) verschieden von den Polyurethanen PUR.Ia und PUR.Ib, die Gruppen mit einer C-C-Doppelbindung, in denen die Doppelbindung durch eine daran direkt gebundene Carbonylgruppe aktiviert ist, trägt undII) eine Verbindung, die - im Mittel mindestens 2 H-Atome, die als Aminofunktion vorliegen- eine Wasserlöslichkeit von mehr als 1g/l (25°C) und- zahlenmittleres Molgewicht (Mn) von 200 bis 1 000 000 aufweist (Verbindung II)
  2. 2
    An aqueous dispersion as claimed in claim 1, wherein the phase (P.I) comprises a polyurethane (PUR.Ia) composed of a1) polyfunctional isocyanates of 4 to 30 carbons,a2) polyols, of which a2.1) from 10 to 100 mol-%, based on the overall amount of the diols (a2), have a molecular weight of from 500 to 5000, anda2.2) from 0 to 90 mol-%, based on the overall amount of the diols (a2), have a molecular weight of from 60 to 500 g/mol,a3) monomers which are different from monomers (a1) and (a2) and have at least one isocyanate group or at least one isocyanato-reactive group and which, moreover, carry at least one hydrophilic group or potentially hydrophilic group, by means of which the polyurethanes are made dispersible in water,a4) monomers which are different from monomers (a1), (a2) and (a3) and have at least one isocyanate group or at least one isocyanato-reactive group and which, moreover, carry at least one acryloyl and methacryloyl group, anda5) if desired, further polyfunctional compounds which are different from the monomers (a2) to (a4) and have isocyanato-reactive groups which are alcoholic hydroxyl or primary or secondary amino groups. An aqueous dispersion as claimed in claim 1, wherein the phase (P.I) comprises a polyurethane (PUR.Ia) composed of a1) polyfunctional isocyanates of 4 to 30 carbons,a2) polyols, of which a2.1) from 10 to 100 mol-%, based on the overall amount of the diols (a2), have a molecular weight of from 500 to 5000, anda2.2) from 0 to 90 mol-%, based on the overall amount of the diols (a2), have a molecular weight of from 60 to 500 g/mol,a3) monomers which are different from monomers (a1) and (a2) and have at least one isocyanate group or at least one isocyanato-reactive group and which, moreover, carry at least one hydrophilic group or potentially hydrophilic group, by means of which the polyurethanes are made dispersible in water,a4) monomers which are different from monomers (a1), (a2) and (a3) and have at least one isocyanate group or at least one isocyanato-reactive group and which, moreover, carry at least one acryloyl and methacryloyl group, anda5) if desired, further polyfunctional compounds which are different from the monomers (a2) to (a4) and have isocyanato-reactive groups which are alcoholic hydroxyl or primary or secondary amino groups. Dispersions aqueuses selon la revendication 1, où la phase (P.I) contient un polyuréthane (PUR.Ia) construit à partir a1) d'isocyanates polyfonctionnels ayant 4-30 atomes de C,a2) de polyols parmi lesquels a2.1) 10-100% en moles, par rapport à la quantité totale des diols (a2), présentent une masse moléculaire de 500-5000, eta2.2) 0-90% en moles, par rapport à la quantité totale des diols (a2), présentent une masse moléculaire de 60-500 g/mol,a3) de monomères différents des monomères (a1) et (a2), et ayant au moins un groupement isocyanate ou au moins un groupement réactif vis-à-vis des groupements isocyanates, portant en outre au moins un groupement hydrophile ou un groupement potentiellement hydrophile, par lequel la dispersabilité dans l'eau du polyuréthane est assurée,a4) de monomères différents des monomères (a1), (a2) et (a3) et ayant au moins un groupement isocyanate ou au moins un groupement réactif vis-à-vis des groupements isocyanates, portant en outre au moins un groupement acryloyle ou méthacryloyle eta5) éventuellement d'autres composés polyfonctionnels différents des monomères (a2) à (a4), et ayant des groupements réactifs vis-à-vis des groupements isocyanates, qui sont des groupements hydroxy alcooliques ou des groupements amino primaires ou secondaires. Wässerige Dispersionen nach Anspruch 1, wobei die Phase (P.I) ein Polyurethan (PUR.Ia), aufgebaut aus a1) mehrwertigen Isocyanaten mit 4 bis 30 C-Atomen,a2) Polyolen, von denen a2.1) 10 bis 100 mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Diole (a2), ein Molekulargewicht von 500 bis 5000 aufweisen, unda2.2) 0 bis 90 mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Diole (a2), ein Molekulargewicht von 60 bis 500 g/mol aufweisen,a3) von den Monomeren (a1) und (a2) verschiedene Monomere mit wenigstens einer Isocyanatgruppe oder wenigstens einer gegenüber Isocyanatgruppen reaktiven Gruppe, die darüberhinaus wenigstens eine hydrophile Gruppen oder eine potentiell hydrophile Gruppe tragen, wodurch die Wasserdispergierbarkeit der Polyurethane bewirkt wird,a4) von den Monomeren (a1), (a2) und (a3) verschiedene Monomere mit wenigstens einer Isocyanatgruppe oder wenigstens einer gegenüber Isocyanatgruppen reaktiven Gruppe, die darüberhinaus wenigstens eine Acryloyl- oder Methacryloylgruppe tragen unda5) gegebenenfalls weiteren von den Monomeren (a2) bis (a4) verschiedenen mehrwertigen Verbindungen mit gegenüber Isocyanatgruppen reaktiven Gruppen, bei denen es sich um alkoholische Hydroxylgruppen oder primäre oder sekundäre Aminogruppen handelt enthält.
  3. 3
    An aqueous dispersion as claimed in claim 1 or 2, wherein the phase (P.I) is a mixture of - a polyurethane (PUR.Ib) and- a polyurethane (PUR.Ic) as compound (V.I), the polyurethane (PUR.Ib) being composed of b1) polyfunctional isocyanates of 4 to 30 carbons,b2) polyols, of which b2.1) from 10 to 100 mol-%, based on the overall amount of the diols (b2), have a molecular weight of from 500 to 5000, andb2.2) from 0 to 90 mol-%, based on the overall amount of the diols (b2), have a molecular weight of from 60 to 500 g/mol,b3) monomers which are different from monomers (b1) and (b2) and carry at least one isocyanate group or at least one isocyanato-reactive group, and which, moreover, carry at least one hydrophilic group or a potentially hydrophilic group, whereby the polyurethanes are made dispersible in water, andb4) if desired, further polyfunctional compounds, different from the polyols (b2) and monomers (b3), having isocyanato-reactive groups which are alcoholic hydroxyls or primary or secondary aminos, and the polyurethane (PUR.Ic) being composed of c1) polyfunctional isocyanates of 4 to 30 carbons,c2) polyols, of which c2.1) from 10 to 100 mol-%, based on the overall amount of the diols (c2), have a molecular weight of from 500 to 5000, andc2.2) from 0 to 90 mol-%, based on the overall amount of the diols (c2), have a molecular weight of from 60 to 500 g/mol,c3) monomers which are different from monomers (c1) and (c2) and have at least one isocyanate group or at least one isocyanato-reactive group and which, moreover, carry at least one acryloyl or methacryloyl group. An aqueous dispersion as claimed in claim 1 or 2, wherein the phase (P.I) is a mixture of - a polyurethane (PUR.Ib) and- a polyurethane (PUR.Ic) as compound (V.I), the polyurethane (PUR.Ib) being composed of b1) polyfunctional isocyanates of 4 to 30 carbons,b2) polyols, of which b2.1) from 10 to 100 mol-%, based on the overall amount of the diols (b2), have a molecular weight of from 500 to 5000, andb2.2) from 0 to 90 mol-%, based on the overall amount of the diols (b2), have a molecular weight of from 60 to 500 g/mol,b3) monomers which are different from monomers (b1) and (b2) and carry at least one isocyanate group or at least one isocyanato-reactive group, and which, moreover, carry at least one hydrophilic group or a potentially hydrophilic group, whereby the polyurethanes are made dispersible in water, andb4) if desired, further polyfunctional compounds, different from the polyols (b2) and monomers (b3), having isocyanato-reactive groups which are alcoholic hydroxyls or primary or secondary aminos, and the polyurethane (PUR.Ic) being composed of c1) polyfunctional isocyanates of 4 to 30 carbons,c2) polyols, of which c2.1) from 10 to 100 mol-%, based on the overall amount of the diols (c2), have a molecular weight of from 500 to 5000, andc2.2) from 0 to 90 mol-%, based on the overall amount of the diols (c2), have a molecular weight of from 60 to 500 g/mol,c3) monomers which are different from monomers (c1) and (c2) and have at least one isocyanate group or at least one isocyanato-reactive group and which, moreover, carry at least one acryloyl or methacryloyl group. Dispersions aqueuses selon la revendication 1 ou 2, où la phase (P.I) est un mélange constitué - d'un polyuréthane (PUR.lb) et- d'un polyuréthane (PUR.lc) en tant que composé (V.I), où le polyuréthane (PUR.lb) est construit à partir b1) d'isocyanates polyfonctionnels ayant 4-30 atomes de C,b2) de polyols parmi lesquels b2.1) 10-100% en moles, par rapport à la quantité totale des diols (b2), présentent une masse moléculaire de 500-5000, etb2.2) 0-90% en moles, par rapport à la quantité totale des diols (b2), présentent une masse moléculaire de 60-500 g/mol,b3) de monomères différents des monomères (b1) et (b2), et ayant au moins un groupement isocyanate ou au moins un groupement réactif vis-à-vis des groupements isocyanates, portant en outre au moins un groupement hydrophile ou un groupement potentiellement hydrophile, par lequel la dispersabilité dans l'eau du polyuréthane est assurée,b4) éventuellement d'autres composés polyfonctionnels différents des polyols (b2) et des monomères (b3), et ayant des groupements réactifs vis-à-vis des groupements isocyanates, qui sont des groupements hydroxy alcooliques ou des groupements amino primaires ou secondaires, et le polyuréthane (PUR.lc) est construit à partir c1) d'isocyanates polyfonctionnels ayant 4-30 atomes de C,c2) de polyols parmi lesquels c2.1) 10-100% en moles, par rapport à la quantité totale des diols (c2), présentent une masse moléculaire de 500-5000, etc2.2) 0-90% en moles, par rapport à la quantité totale des diols (c2), présentent une masse moléculaire de 60-500 g/mol,c3) de monomères différents des monomères (c1) et (c2) et ayant au moins un groupement isocyanate ou au moins un groupement réactif vis-à-vis des groupements isocyanates, portant en outre au moins un groupement acryloyle ou méthacryloyle. Wässerige Dispersionen nach Anspruch 1 oder 2, wobei es sich bei der Phase (P.I) um eine Mischung aus - einem Polyurethan (PUR.Ib) und- einem Polyurethan (PUR.Ic) als Verbindung (V.I) handelt, wobei das Polyurethan (PUR.Ib) aufgebaut ist aus b1) mehrwertigen Isocyanaten mit 4 bis 30 C-Atomen,b2) Polyolen, von denen b2.1) 10 bis 100 mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Diole (b2), ein Molekulargewicht von 500 bis 5000 aufweisen, undb2.2) 0 bis 90 mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Diole (b), ein Molekulargewicht von 60 bis 500 g/mol aufweisen,b3) von den Monomeren (b1) und (b2) verschiedenen Monomeren mit wenigstens einer Isocyanatgruppe oder wenigstens einer gegenüber Isocyanatgruppen reaktiven Gruppe, die darüberhinaus wenigstens eine hydrophile Gruppen oder eine potentiell hydrophile Gruppe tragen, wodurch die Wasserdispergierbarkeit der Polyurethane bewirkt wird,b4) gegebenenfalls weiteren von den Polyolen (b2) und Monomeren (b3) verschiedenen mehrwertigen Verbindungen mit gegenüber Isocyanaten reaktiven Gruppen, bei denen es sich um alkoholische Hydroxylgruppen oder primäre oder sekundäre Aminogruppen handelt,    und das Polyurethan (PUR.Ic) aufgebaut ist aus c1) mehrwertigen Isocyanaten mit 4 bis 30 C-Atomen,c2) Polyolen, von denen c2.1) 10 bis 100 mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Diole (c2), ein Molekulargewicht von 500 bis 5000 aufweisen, undc2.2) 0 bis 90 mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Diole (c2), ein Molekulargewicht von 60 bis 500 g/mol aufweisen,c3) von den Monomeren (c1) und (c2) verschiedenen Monomeren mit wenigstens einer Isocyanatgruppe oder wenigstens einer gegenüber Isocyanatgruppen reaktiven Gruppe, die darüberhinaus wenigstens eine Acryloyl- oder Methacryloylgruppe tragen.
  4. 4
    An aqueous dispersion as claimed in any of claims 1 to 3, wherein the monomer (a4) or (c3) is a C1-C6-hydroxyalkyl acrylate, a C1-C6 hydroxyalkyl methacrylate or a bisadduct of acrylic acid and/or methacrylic acid with a bisepoxide. An aqueous dispersion as claimed in any of claims 1 to 3, wherein the monomer (a4) or (c3) is a C1-C6-hydroxyalkyl acrylate, a C1-C6 hydroxyalkyl methacrylate or a bisadduct of acrylic acid and/or methacrylic acid with a bisepoxide. Dispersions aqueuses selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, où le monomère (a4) respectivement (c3) est un acrylate d'hydroxy(alkyle en C1-C6), un méthacrylate d'hydroxy(alkyle en C1-C6) ou le bisadduit de l'acide acrylique et/ou de l'acide méthacrylique sur un bisépoxyde. Wässerige Dispersionen nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei es sich bei dem Monomer (a4) bzw. (c3) um ein (C1- bis C6-Hydroxyalkyl)-acrylat, ein (C1- bis C6-Hydroxyalkyl)-methacrylat oder um das Bisaddukt von Acrylsäure und/oder Methacrylsäure an ein Bisepoxid handelt.
  5. 5
    An aqueous dispersion as claimed in any of claims 1 to 4, wherein a branched or unbranched polyethyleneimine is employed as compound II. An aqueous dispersion as claimed in any of claims 1 to 4, wherein a branched or unbranched polyethyleneimine is employed as compound II. Dispersions aqueuses selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, où on utilise un polyéthylène-imine linéaire ou ramifié en tant que composé II. Wässerige Dispersionen nach den Ansprüchen 1 bis 4, wobei als Verbindung II ein verzweigtes oder unverzweigtes Polyethylenimin eingesetzt wird.
  6. 6
    An aqueous dispersion as claimed in any of claims 1 to 5, wherein a poly-C2-C4-alkylene oxide with NH2 groups at the chain ends is employed as compound II. An aqueous dispersion as claimed in any of claims 1 to 5, wherein a poly-C2-C4-alkylene oxide with NH2 groups at the chain ends is employed as compound II. Dispersions aqueuses selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, où on utilise un poly(oxyde d'alkylène en C2-C4) ayant des groupements NH2 en fins de chaîne en tant que composé II. Wässerige Dispersionen nach den Ansprüchen 1 bis 5, wobei als Verbindung II ein Poly (C2-bis C4)-alkylenoxid mit NH2-Gruppen an den Kettenenden eingesetzt wird.
  7. 7
    An aqueous dispersion as claimed in any of claims 1 to 6, wherein the molar ratio of the double bonds activated by carbonyl to the hydrogens present in amino form is from 0.1:1 to 10:1. An aqueous dispersion as claimed in any of claims 1 to 6, wherein the molar ratio of the double bonds activated by carbonyl to the hydrogens present in amino form is from 0.1:1 to 10:1. Dispersions aqueuses selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, où le rapport molaire des doubles liaisons activées par un groupement carbonyle aux atomes d'hydrogène présents en tant que groupements amino s'élève de 0,1:1 à 10:1. Wässerige Dispersionen nach den Ansprüchen 1 bis 6, wobei das Molverhältnis der durch eine Carbonylgruppe aktivierten Doppelbindungen zu dem Wasserstoffatomen, die als Aminogruppe vorliegen, 0,1:1 bis 10:1 beträgt.
  8. 8
    An aqueous latent-crosslinking polyurethane dispersion as claimed in any of claims 1 to 7, wherein the groups with a C-C double bond activated by carbonyl attached directly to it, as carried by the polyurethanes PUR.Ia and PUR.Ic, are acryloyl. An aqueous latent-crosslinking polyurethane dispersion as claimed in any of claims 1 to 7, wherein the groups with a C-C double bond activated by carbonyl attached directly to it, as carried by the polyurethanes PUR.Ia and PUR.Ic, are acryloyl. Dispersion aqueuse de polyuréthane à réticulation latente selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, où les groupements ayant une double liaison C-C, dans lesquels la double liaison est activée par un groupement carbonyle qui lui est directement lié, portés par les polyuréthanes PUR.la et PUR.lc sont des groupements acryloyle. Latent vernetzende wässerige Polyurethandispersionen nach den Ansprüchen 1 bis 7, wobei es sich bei den Gruppen mit einer C-C-Doppelbindung, in denen die Doppelbindung durch eine daran direkt gebundene Carbonylgruppe aktiviert ist, die die Polyurethane PUR.Ia und PUR.Ic tragen, um eine Acryloylgruppe handelt.
  9. 9
    The use of a dispersion as claimed in any of claims 1 to 8 as a coating composition or adhesive. The use of a dispersion as claimed in any of claims 1 to 8 as a coating composition or adhesive. Utilisation des dispersions selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 en tant qu'agent de revêtement ou colle. Verwendung der Dispersionen nach den Ansprüchen 1 bis 8 als Beschichtungsmittel oder Klebstoff.
  10. 10
    An article of wood, metal, textile, leather or plastic which is coated, impregnated or bonded with an aqueous dispersion as claimed in any of claims 1 to 8. An article of wood, metal, textile, leather or plastic which is coated, impregnated or bonded with an aqueous dispersion as claimed in any of claims 1 to 8. Gegenstände aus Holz, Metall, Textil, Leder oder Kunststoff, die mit einer wässerigen Dispersion nach den Ansprüchen 1 bis 8 verklebt, imprägniert oder beschichtet sind. Objets en bois, métal, textile, cuir ou matière plastique qui ont été collés, imprégnés ou revêtus d'une dispersion aqueuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.