聚氨酯水性分散體是用作用于涂漆木材的低溶劑或無溶劑涂料、用作皮革漆和印刷油墨的粘合劑。這些應(yīng)用通常涉及清漆或著色涂料。這些基于聚氨酯水性分散體的涂料的優(yōu)勢在于，通過選擇聚氨酯中沿聚合物鏈的硬段和軟段的相對比例可以控制微相形態(tài)。機械性能特別值得注意：高耐磨性、非常好的硬度、更特別的韌性、良好的彈性性能(特別是非常好的低溫彈性)。

目前，聚氨酯分散體通常不用于填充漆中，而是例如用于皮革或木器用涂料中。這里通常使用包含非常少的或不含填料的清漆或著色涂料中。試圖在具有相對較高的填料含量的水基涂料或油漆中使用這些粘合劑油漆會導(dǎo)致液體涂料中明顯的不穩(wěn)定性。

填料/顏料的比例可以通過顏料體積濃度(PVC)來描述。顏料體積濃度表示在固化的漆膜中顏料/填料與粘合劑的體積比。計算顏料體積濃度包括：首先由顏料、填料和粘合劑的量(質(zhì)量)和密度來計算粘合劑它們各自的體積(A.Goldschmidt，H.-J.Streitberger；BASF Handbuch Lackiertechnik；2002；Vincentz Verlag)，然后再用所獲得的包含在制劑中的顏料和填料的體積除以全部固體原料的體積。

為了簡便起見，在計算中通常不考慮同樣存在于制劑中的添加劑。溶劑和水在任何情況下都不存在于干燥涂層中，因此當(dāng)計算PVC時不予考慮。

PVC通常以％表示，并且在0％(不含顏料和填料的清漆)和100％(僅理論上可能，因為不含粘合劑)之間。

本發(fā)明的涂料的PVC例如在5至85范圍之間，應(yīng)當(dāng)理解，所述粘合劑還適用于僅包含非常小比例的添加顏料和/或填料或者什么都不包含的清漆應(yīng)用中。屋頂特別優(yōu)選柔性屋頂涂料使用PVC約為10至40的涂料。

典型的現(xiàn)有技術(shù)的聚氨酯分散體通常是非“填料相容的”。因此必須對已知的聚氨酯水性分散體進行改性，以提高填料相容性，這是具有中等至高填料含量的典型油漆和涂料應(yīng)用的基本要求。

US 5,629,402描述了包含聚氨酯分散體的涂料，所述涂料對水蒸汽極易滲透，同時在水中僅顯示出低的膨脹性趨勢。聚氨酯分散體包含作為PU主鏈中的原料的離子基和聚乙二醇，并且包含交聯(lián)劑。所述應(yīng)用是用于柔性基材的水蒸氣可滲透性涂料，所述柔性基材如紡織品、皮革、紙等。然而，使用本文描述的聚氨酯分散體作為涂料中的原料，產(chǎn)生對填料僅具有有限的穩(wěn)定性的體系。

使用包含聚氨酯的水性分散體來涂覆基材如紡織品或皮革早已為人所知(EP-A 595149)。

DE 101 61156描述了包含聚氨酯的水性分散體，由以下物質(zhì)合成

a)二異氰酸酯，

b)二醇，其中

b1)基于二醇(b)的總量計，10至100mol％的二醇具有500至5000的分子量，并且

b2)基于二醇(b)的總量計，0至90mol％的二醇具有60至500g/mol的分子量，

c)除單體(a)和(b)以外的單體，其具有至少一個異氰酸酯基團或至少一個對異氰酸酯基團呈反應(yīng)性的基團，且其另外帶有至少一個親水基團或潛在親水基團，所述至少一個親水基團或潛在親水基團導(dǎo)致聚氨酯在水中的分散性，

d)任選地，不同于單體(a)至(c)并且包含反應(yīng)性基團堿性羥基、伯氨基或仲氨基或異氰酸酯基的其他多官能化合物，和

e)不同于單體(a)至(d)并且包含反應(yīng)性基團醇羥基、伯氨基或仲氨基或異氰酸酯基的任選的單官能化合物，

可通過在銫鹽的存在下使單體a)、b)、c)以及任選地d)和e)反應(yīng)獲得。

此外，DE 101 61156描述了用這些分散體涂覆、粘合和浸漬由不同材料構(gòu)成的制品的方法，用這些分散體涂覆、粘合和浸漬的制品，以及本發(fā)明的分散體作為水解穩(wěn)定的涂料材料的用途。

DE 101 61156沒有描述PU分散體作為填充涂料中的粘合劑的任何用途，特別是沒有描述作為柔性屋頂涂料的粘合劑。

本發(fā)明的目的是開發(fā)聚氨酯分散體，其與現(xiàn)有技術(shù)中已知的聚氨酯分散體相比，具有明顯提高的填料相容性，并且也具有特別好的與韌性和彈性相關(guān)的性能，即使在低于冰點的溫度下。這些PU分散體相比常規(guī)丙烯酸酯分散體應(yīng)顯示出優(yōu)勢，特別是當(dāng)用作水平屋頂表面的填充彈性油漆和涂料的粘合劑時。

出人意料地，所述目的通過聚環(huán)氧烷含量為至少10g/kg聚氨酯和磺化原料含量為至少25mmol/kg聚氨酯的聚氨酯水性分散體來實現(xiàn)。

出人意料地，發(fā)現(xiàn)包含長鏈烷醇基聚環(huán)氧乙烷和2-氨基乙基-2-氨基乙磺酸的鈉鹽的聚氨酯分散體與填料是特別相容的。

為了制備根據(jù)本發(fā)明的填料相容的聚氨酯分散體，在作為紡織品或皮革涂料的常規(guī)應(yīng)用中，該PU分散體可能必須包含比PU分散體單獨所必需或有用的更多的官能團，以達到良好的填料相容性。雖然PU分散體中的該相應(yīng)更大量的親水基團有助于純PU分散體的膜具有更大的吸水性，但是這種特別穩(wěn)定的PU分散體并不必然使得高填充的油漆表現(xiàn)出超吸水性。相反，這些合成步驟使得制備出這樣的PU分散體，由所述PU分散體制備出的填充油漆實際上表現(xiàn)出比預(yù)期更低的吸水性或水敏感性。

本發(fā)明的聚氨酯分散體可通過如DE 10161156中所述的以下方法制備，其公開內(nèi)容通過引用的方式完全納入本說明書中：

水性分散體，包含由以下物質(zhì)合成的聚氨酯：

a)二異氰酸酯，

b)二醇，其中

b1)基于二醇(b)的總量計，10至100mol％的二醇具有500至5000的分子量，并且

b2)基于二醇(b)的總量計，0至90mol％的二醇具有60至500g/mol的分子量，

c)不同于單體(a)和(b)的單體，其具有至少一個異氰酸酯基團或至少一個對異氰酸酯基團呈反應(yīng)性的基團，且另外帶有至少一個親水基團或潛在親水基團，所述至少一個親水基團或潛在親水基團賦予聚氨酯在水中的分散性，

d)任選地，不同于單體(a)至(c)并且包含反應(yīng)性基團的其他多價化合物，所述反應(yīng)性基團為醇羥基、伯氨基或仲氨基或異氰酸酯基，和

e)任選的不同于單體(a)至(d)并且包含反應(yīng)性基團的單官能化合物，所述反應(yīng)性基團為醇羥基、伯氨基或仲氨基或異氰酸酯基，

可通過在催化劑存在下使單體a)、b)、c)以及任選地d)和e)反應(yīng)獲得，所述催化劑例如為錫鹽，如二月桂酸二丁基錫(DE-A 199 59 6539)；或為無錫催化劑，例如基于新癸酸鉍的催化劑(例如來自O(shè)MG Borchers GmbH，Langenfeld，德國的315)。

本發(fā)明的水性分散體包含聚氨酯，所述聚氨酯除其他單體外衍生自二異氰酸酯a)，優(yōu)選使用在聚氨酯化學(xué)中經(jīng)常使用的二異氰酸酯a)。合適的單體(a)特別包括式X(NCO)2的二異氰酸酯，其中X是包含4至12個碳原子的脂族烴基、包含6至15個碳原子的脂環(huán)族或芳族烴基或包含7至15個碳原子的芳脂族烴基。這樣的二異氰酸酯的實例包括四亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、十二亞甲基二異氰酸酯、環(huán)己烷1,4-二異氰酸酯、1-異氰酸酯基-3,5,5-三甲基-5-異氰酸酯基甲基環(huán)己烷(IPDI)、2,2-雙(4-異氰酸酯基環(huán)己基)丙烷、三甲基己烷二異氰酸酯、對苯二異氰酸酯、甲苯2,4-二異氰酸酯、甲苯2,6-二異氰酸酯、二苯基甲烷4,4'-二異氰酸酯、二苯基甲烷2,4-二異氰酸酯、對亞二甲苯基二異氰酸酯、四甲基間苯二亞甲基二異氰酸酯(TMXDI)、雙(4-異氰酸酯基環(huán)己基)甲烷(HMDI)的異構(gòu)體(如反式/反式、順式/順式和順式/反式異構(gòu)體)以及由這些化合物組成的混合物。

這樣的二異氰酸酯市售可得。這些異氰酸酯的特別重要的混合物是甲苯二異氰酸酯和二苯基甲烷二異氰酸酯各自的結(jié)構(gòu)異構(gòu)體的混合物，80mol％的甲苯2,4-二異氰酸酯和20mol％的甲苯2,6-二異氰酸酯的混合物是特別合適的。

此外，芳族異氰酸酯(如甲苯2,4-二異氰酸酯和/或甲苯2,6-二異氰酸酯)與脂族或脂環(huán)族異氰酸酯(例如六亞甲基二異氰酸酯或IPDI)的混合物是特別有利的，脂族異氰酸酯與芳族異氰酸酯的優(yōu)選混合比為4:1至1:4。除了上述化合物之外，合成所述聚氨酯還可以使用除游離的異氰酸酯基團之外還帶有封端異氰酸酯基團(例如脲二酮基團)的異氰酸酯。為了獲得良好的成膜性和彈性，合適的二醇(b)特別包括分子量為約500至5000g/mol，優(yōu)選為約1000至3000g/mol的相對高分子量的二醇(b1)。特別地，二醇(b1)為聚酯多元醇，其例如已知于Ullmannstechnischen Chemie(Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry)，第4版，第19卷，第62至65頁。優(yōu)選使用通過二元醇與二元羧酸的反應(yīng)獲得的聚酯多元醇。代替游離多元羧酸，也可以使用相應(yīng)的多元羧酸酐或低級醇的相應(yīng)的多元羧酸酯或它們的混合物來制備聚酯多元醇。

作為磺化聚酯多元醇，例如也可以使用EP 2 666 800中公開的化合物，例如產(chǎn)品“SS55-225-130”——一種包含游離磺酸鈉基團的磺化聚酯二醇，分子量550，Crompton Corp.，Middlebury CT。多元羧酸可以是脂族、脂環(huán)族、芳脂族、芳族或雜環(huán)的，并且可以任選被例如鹵原子取代和/或為不飽和的。其可提及的實例為：辛二酸、壬二酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、鄰苯二甲酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、四氯鄰苯二甲酸酐、內(nèi)亞甲基四氫鄰苯二甲酸酐、戊二酸酐、馬來酸、馬來酸酐、富馬酸、二聚脂肪酸和二甲基磺基間苯二甲酸。優(yōu)選通式HOOC-(CH2)y-COOH的二羧酸，其中y為1至20的數(shù)、優(yōu)選2至20的偶數(shù)，例如為丁二酸、己二酸、癸二酸和十二烷二羧酸。合適的多元醇包括，例如乙二醇、丙烷-1,2-二醇、丙烷-1,3-二醇、丁烷-1,3-二醇、丁烷-1,4-二醇、丁炔-1,4-二醇、戊烷-1,5-二醇、新戊二醇、雙(羥甲基)環(huán)己烷如1,4-雙(羥甲基)環(huán)己烷、2-甲基丙烷-1,3-二醇、甲基戊二醇以及二甘醇、三甘醇、四甘醇、聚乙二醇、二丙二醇、聚丙二醇、二丁二醇和聚丁二醇。優(yōu)選通式HO-(CH2)x-OH的醇，其中x是1至20的數(shù)、優(yōu)選2至20的偶數(shù)。其實例包括乙二醇、丁烷-1,4-二醇、己烷-1,6-二醇、辛烷-1,8-二醇和十二烷-1,12-二醇。還優(yōu)選新戊二醇。

還合適的為聚碳酸酯二醇，例如可通過光氣與過量的引用為聚酯多元醇的合成組分的低分子量醇的反應(yīng)來獲得。還合適的是基于內(nèi)酯的聚酯二醇，其為內(nèi)酯的均聚物或共聚物，優(yōu)選具有端羥基的內(nèi)酯加成至合適的雙官能起始劑分子上的加成產(chǎn)物。合適的內(nèi)酯優(yōu)選衍生自通式HO-(CH2)z-COOH的化合物的內(nèi)酯，其中z是1至20的數(shù)，并且亞甲基單元的一個H原子還可以被C1至C4烷基取代。實例包括ε-己內(nèi)酯、β-丙內(nèi)酯、γ-丁內(nèi)酯和/或甲基-ε-己內(nèi)酯及其混合物。合適的起始劑組分為例如上文所述作為聚酯多元醇的合成組分的低分子量二元醇。ε-己內(nèi)酯的相應(yīng)聚合物是特別優(yōu)選的。低級聚酯二醇或聚醚二醇也可用作起始劑以制備內(nèi)酯聚合物。代替內(nèi)酯的聚合物，還可以使用相應(yīng)的化學(xué)等價物——對應(yīng)于所述內(nèi)酯的羥基羧酸的縮聚物。

合適的單體(b1)還包括聚醚二醇。所述聚醚二醇特別地可通過以下方法獲得：例如在BF₃存在下，使環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷、四氫呋喃、氧化苯乙烯或表氯醇與其自身聚合，或者將這些化合物任選混合后或依次地加合至具有反應(yīng)性氫原子的起始劑組分，例如醇類或胺類，如水、乙二醇、1,2-丙二醇、丙烷-1,3-二醇、1,2-雙(4-羥基二苯基)丙烷或苯胺上。特別優(yōu)選分子量為240-5000、特別是500-4500的聚四氫呋喃。聚酯二醇和聚醚二醇的混合物也可以用作單體(b1)。同樣適合將多羥基烯烴類、優(yōu)選包含2個端羥基的那些如α,ω-二羥基聚丁二烯、α,ω-二羥基聚甲基丙烯酸酯或α,ω-二羥基聚丙烯酸酯作為單體(c1)。這樣的化合物例如公開在EP-A 622 378中。其他合適的多元醇是聚縮醛、聚硅氧烷和醇酸樹脂。

所述多元醇也可以以0.1:1至1:9的比例以混合物的形式使用。

當(dāng)除二醇(b1)之外還使用分子量約60至500g/mol，優(yōu)選62至200g/mol的低分子量二醇(b2)作為二醇(b)時，可以提高聚氨酯的硬度和彈性模量。

使用的單體(b2)主要是已經(jīng)提及的用于制備聚酯多元醇的短鏈烷二醇結(jié)構(gòu)組分，優(yōu)選具有2至12個C原子的二醇、具有2至12個C原子且C原子為偶數(shù)個的非支鏈二醇、戊烷-1,5-二醇和新戊二醇。

優(yōu)選地，基于二醇(b)的總量計二醇(b1)的量為10-100mol％，基于二醇(b)的總量計單體(b2)的量為0-90mol％。二醇(b1)與單體(b2)的比例特別優(yōu)選為0.1:1至5:1、更優(yōu)選為0.2:1至2:1。

為了確保聚氨酯是水分散性的，所述聚氨酯不僅由組分(a)、(b)和任選地(d)，還由單體(c)來制備，所述單體(c)不同于組分(a)、(b)和(d)，其帶有至少一個異氰酸酯基或至少一個對異氰酸酯基呈反應(yīng)性基團，且另外帶有至少一個親水基團或可轉(zhuǎn)化為親水基團的基團。

在下文中，術(shù)語“親水基團或潛在親水基團”縮寫為“(潛在)親水基團”。(潛在)親水基團與異氰酸酯基的反應(yīng)明顯慢于用于合成聚合物主鏈的單體的官能團。

通常測量包含(潛在)親水基團的組分在全部量的組分(a)、(b)、(c)、(d)和(e)中的比例，使得基于所有單體(a)至(e)的重量計的(潛在)親水基團的摩爾量為30至1000mmol/kg、優(yōu)選50至500mmol/kg且更優(yōu)選80至300mmol/kg。

(潛在)親水基團可為非離子親水基團或優(yōu)選為(潛在)離子親水基團。合適的非離子親水基團特別包括由優(yōu)選5至150個且優(yōu)選40至120個環(huán)氧乙烷重復(fù)單元組成的聚乙二醇醚。聚環(huán)氧乙烷單元的含量通常為0.1至15重量％、優(yōu)選1至10重量％，基于所有單體(a)至(e)的重量計。

包含非離子親水基團的優(yōu)選單體是聚環(huán)氧乙烷二醇、聚環(huán)氧乙烷一元醇、以及聚乙二醇與帶有末端醚化的聚乙二醇基團的二異氰酸酯的反應(yīng)產(chǎn)物。這樣的二異氰酸酯及其制備方法記載于專利說明書US-A 3905929和US-A 3920598中。

離子親水基團特別為：陰離子基團，例如以其堿金屬鹽或銨鹽形式的磺酸鹽基團、羧酸鹽基團和磷酸鹽基團；以及陽離子基團，例如銨基，特別是質(zhì)子化的叔氨基或季銨基。

潛在離子親水基團特別為可通過簡單的中和、水解或季銨化反應(yīng)轉(zhuǎn)化成上述離子親水基團的那些，即羧酸基或者例如叔氨基。

(潛在)離子單體(c)例如記載于Ullmanns der technischen Chemie(Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry)，第4版，第19卷，第311-313頁中，并且例如詳細記載于DE-A 1495745中。

具有特殊的實際意義的(潛在)陽離子單體(c)特別為包含叔氨基的單體，例如：三(羥烷基)胺、N,N'-雙(羥烷基)烷基胺、N-羥烷基二烷基胺、三(氨基烷基)胺、N,N'-雙(氨基烷基)烷基胺、N-氨基烷基二烷基胺，這些叔胺的烷基和烷二基單元獨立地由1至6個碳原子組成。還合適的是包含叔氮原子和優(yōu)選兩個末端羥基的聚醚，其可以以常規(guī)方式獲得，例如通過包含兩個連接到胺氮上的氫原子的胺的烷氧基化，所述胺例如為甲胺、苯胺或N,N'-二甲基肼。這樣的聚醚的摩爾量通常為500至6000g/mol。

這些叔胺用酸、優(yōu)選強無機酸(如磷酸、硫酸、氫鹵酸)或強有機酸轉(zhuǎn)化成銨鹽，或通過用合適的季銨化劑如C1-C6烷基鹵或芐基鹵如溴化物或氯化物來轉(zhuǎn)化成銨鹽。

包含(潛在)陰離子基團的合適單體通常包括帶有至少一個醇羥基或至少一個伯氨基或仲氨基的脂族、脂環(huán)族、芳脂族或芳族羧酸和磺酸。優(yōu)選的是二羥基烷基羧酸，特別是具有3至10個碳原子的那些，它們還記載于US-A 3 412 054中。特別優(yōu)選通式(c1)的化合物

其中R¹和R²表示C1至C4烷二基單元，R³表示C1至C4烷基單元，二羥甲基丙酸(DMPA)是特別優(yōu)選的。還合適的是相應(yīng)的二羥基磺酸和二羥基膦酸，例如2,3-二羥基丙烷膦酸。

另外合適的是分子量為500至10000g/mol且包含至少2個羧酸酯基的二羥基化合物，其公開于DE-A 3911827中。它們可通過使二羥基化合物與四羧酸二酐(例如均苯四酸二酐或環(huán)戊烷四羧酸二酐)以2:1至1.05:1的摩爾比進行加聚反應(yīng)而獲得。合適的二羥基化合物特別為所述作為擴鏈劑的單體(b2)和二醇(b1)。

包含異氰酸酯反應(yīng)性氨基的合適的單體(c)是氨基羧酸(例如賴氨酸、β-丙氨酸)或DE-A 20 34 479中所述的脂族二伯二胺加成至α,β-不飽和羧酸或α,β-不飽和磺酸的加合物。

這樣的化合物，例如，符合式(c2)

H₂N-R⁴-NH-R⁵-X (c2)

其中R⁴和R⁵獨立地為C1至C6烷二基單元，優(yōu)選為亞乙基，并且X為-COOH或-SO₃H。

特別優(yōu)選式(c2)的化合物是N-(2-氨基乙基)-2-氨基乙烷羧酸和N-(2-氨基乙基)-2-氨基乙磺酸以及相應(yīng)的堿金屬鹽，特別優(yōu)選鈉作為抗衡離子。還優(yōu)選的是上述脂族二伯二胺加成至2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸上的加合物，如例如專利說明書DE19 54 090中所述。其他合適的氨基磺酸為例如2-((2-氨基乙基)氨基)乙磺酸鈉、二氨基烷基磺酸及其鹽，例如乙二氨基-β-乙磺酸、乙二氨基丙磺酸或乙二氨基丁磺酸、1,2-或1,3-丙二氨基-β-乙磺酸。如果使用包含潛在離子基團的單體，則其轉(zhuǎn)化為離子形式可以在異氰酸酯加聚之前、期間但優(yōu)選之后進行，因為離子單體通常僅微溶于反應(yīng)混合物中?；撬狨セ鶊F或羧酸酯基團特別優(yōu)選以其鹽的形式存在，以堿金屬離子或銨離子作為抗衡離子。

不同于單體(a)至(c)且任選地也是聚氨酯的組分的單體(d)通常用作交聯(lián)或擴鏈劑。一般來說，它們不僅可以是二元醇/非酚醇，也可以是具有2個或多個伯氨基和/或仲氨基的胺，以及除一個或多個醇羥基外還包含一個或多個伯氨基和/或仲氨基的化合物。

羥度(hydricity)大于2且可用于建立一定的支化度或交聯(lián)度的醇為，例如，三羥甲基丙烷、甘油和糖。還合適的是除羥基外還帶有其他異氰酸酯反應(yīng)性基團的一元醇，例如包含一個或多個伯氨基和/或仲氨基的一元醇，例如單乙醇胺。當(dāng)在水的存在下進行擴鏈和/或交聯(lián)時，因為胺通常比醇和水與異氰酸酯反應(yīng)的更快，所以主要使用具有2個或多個伯氨基和/或仲氨基的多胺。

這在需要交聯(lián)的聚氨酯水性分散體或高分子量聚氨酯水性分散體時通常是必須的。在此情況下的步驟包括：制備包含異氰酸酯基的預(yù)聚物，將所述預(yù)聚物快速分散在水中，隨后通過添加包含多個異氰酸酯反應(yīng)性氨基的化合物而使所述預(yù)聚物鏈增長或交聯(lián)。

適于此目的的胺通常是分子量為32-500g/mol，優(yōu)選60-300g/mol的多官能胺，其包含選自伯氨基和仲氨基的至少兩個氨基。其實例包括二胺如二氨基乙烷、二氨基丙烷、二氨基丁烷、二氨基己烷、哌嗪、2,5-二甲基哌嗪、氨基-3-氨基甲基-3,5,5-三甲基環(huán)己烷(異佛爾酮二胺，IPDA)、4,4'-二氨基二環(huán)己基甲烷、1,4-二氨基環(huán)己烷、氨基乙基乙醇胺、肼、水合肼，或三胺如二亞乙基三胺或1,8-二氨基-4-氨基甲基辛烷。所述胺也可以以嵌段形式使用，例如以相應(yīng)的酮亞胺(參見例如CA-A 1 129 128)、酮連氮(例如參見US-A 4 269 748)或胺鹽(參見US-A 4 292 226)的形式。噁唑烷例如在US-A 4 192 937中也用作可用于合成本發(fā)明的聚氨酯的封端多胺，用于延長預(yù)聚物的鏈。這種封端多胺的使用通常包括在不存在水的情況下將所述多胺與預(yù)聚物混合，隨后將該混合物與分散水或部分分散水混合，從而水解釋放相應(yīng)的多胺。優(yōu)選使用二胺和三胺的混合物；特別優(yōu)選使用異佛爾酮二胺(IPDA)和二亞乙基三胺(DETA)的混合物。

聚氨酯優(yōu)選包含基于組分(b)和(d)的總量計1至30mol％，更優(yōu)選4至25mol％的多胺作為單體(d)，所述多胺含有至少2個異氰酸酯反應(yīng)性氨基。羥度大于2并可用于建立一定的支化度或交聯(lián)度的醇為，例如，三羥甲基丙烷、甘油和糖。為此目的，也可以使用高于二官能異氰酸酯的單體(d)。市售可得的化合物為例如異氰脲酸酯或六亞甲基二異氰酸酯的縮二脲。

任選共同使用的單體(e)為單異氰酸酯、一元醇以及單伯胺和單仲胺。其比例通常不大于10mol％，基于單體的總摩爾量計。這些單官能化合物通常帶有其他的官能團如烯基或羰基，用于將官能團引入聚氨酯中，這使得聚氨酯可以分散或交聯(lián)或進行進一步的聚合物類似反應(yīng)。適用于此目的的是以下單體，例如異丙烯基-α,α-二甲基芐基異氰酸酯(TMI)以及丙烯酸或甲基丙烯酸的酯，如丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯和甲基丙烯酸羥丙酯。

特別是當(dāng)使用的單體(a)基本上僅為脂族二異氰酸酯、脂環(huán)族二異氰酸酯或TMXDI，并且使用的單體(b1)基本上是僅由所述脂族二醇和二酸合成的聚酯二醇時，能夠獲得具有特別良好的性能分布的涂料。該單體組合由以下物質(zhì)進行極好的補充：以二氨基磺酸鹽、非常特別地N-(2-氨基乙基)-2-氨基乙磺酸、N-(2-氨基乙基)-2-氨基乙烷羧酸或其相應(yīng)的堿金屬鹽(其中鈉鹽是最合適的)作為組分(c)，并且DETA/IPDA的混合物作為組分(d)?？赏ㄟ^選擇相互反應(yīng)性單體的比例和每分子的反應(yīng)性官能團的數(shù)目的算術(shù)平均值來調(diào)節(jié)聚氨酯的分子量的方式是聚氨酯化學(xué)領(lǐng)域中的公知常識。

通常，選擇組分(a)至(e)及其各自的摩爾量，使得比例A:B為0.5:1至2:1，優(yōu)選0.8:1至1.5:1，特別優(yōu)選0.9:1至1.2:1，其中A)是異氰酸酯基團的摩爾量，B)是羥基的摩爾量和在加成反應(yīng)中能夠與異氰酸酯反應(yīng)的官能團的摩爾量的總和。非常特別優(yōu)選比例A:B非常接近1:1。

使用的單體(a)至(e)通常帶有平均1.5至2.5個，優(yōu)選1.9至2.1個，更優(yōu)選2.0個異氰酸酯基團或能夠在加成反應(yīng)中與異氰酸酯反應(yīng)的官能團。制備存在于本發(fā)明的水性分散體中的聚氨酯的組分(a)至(e)加聚反應(yīng)可以在20℃至180℃，優(yōu)選70℃至150℃的反應(yīng)溫度下，在大氣壓或自生壓力下進行。

所需的反應(yīng)時間通常為1至20小時，特別為1.5至10小時。在聚氨酯化學(xué)領(lǐng)域中，反應(yīng)時間如何受眾多參數(shù)如溫度、單體的濃度、單體的反應(yīng)性的影響是已知的。在存在催化劑下，單體a)、b)、c)和任選地d)和e)進行加聚反應(yīng)以制備本發(fā)明的PU分散體。

在聚氨酯化學(xué)領(lǐng)域中，反應(yīng)時間如何受眾多參數(shù)如溫度、單體的濃度、單體的反應(yīng)性的影響是已知的。

可以使用常規(guī)的催化劑來提高二異氰酸酯的反應(yīng)速率。適于此目的的催化劑原則上包括常規(guī)用于聚氨酯化學(xué)中的所有催化劑。它們例如為有機胺(特別是脂族叔胺、脂環(huán)族叔胺或芳族叔胺)和/或路易斯酸性有機金屬化合物。合適的路易斯酸性有機金屬化合物包括例如錫化合物，例如有機羧酸的錫(II)鹽，如乙酸錫(II)、辛酸錫(II)、乙基己酸錫(II)和月桂酸錫(II)；和有機羧酸的二烷基錫(IV)鹽，如二乙酸二甲基錫、二乙酸二丁基錫、二丁酸二丁基錫、雙(2-乙基己酸)二丁基錫、二月桂酸二丁基錫、馬來酸二丁基錫、二月桂酸二辛基錫和二乙酸二辛基錫。也可以是金屬絡(luò)合物，例如鐵、鈦、鋁、鋯、錳、鎳和鈷的乙酰丙酮化物。其他的金屬催化劑由Blank等人記載于Progress in Organic Coatings，1999，第35卷，第19-29頁中。

優(yōu)選的路易斯酸性有機金屬化合物是二乙酸二甲基錫、二丁酸二丁基錫、雙(2-乙基己酸)二丁基錫、二月桂酸二丁基錫、二月桂酸二辛基錫、乙酰丙酮鋯和2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮鋯。

鉍和鈷催化劑以及銫鹽也可以用作催化劑。

在此情況下合適的銫鹽是其中使用以下陰離子的那些化合物：F-、Cl-、ClO-、ClO3-、ClO4-、Br-、J-、JO3-、CN-、OCN-、NO2-、NO3-、HCO3-、CO3^2-、S2-、SH-、HSO3-、SO3^2-、HSO4-、SO4^2-、S2O2^2-、S2O4^2-、S2Os2-、S2O5^2-、S2O12-、S2Oa2-、H2PO2-、H2PO4-、HPO4^2-、PO4^3-、P2O14-、(OCnH2n+1)-、(CnH2n-102)-、(CnH2n-302)-和(Cn+1H2n-204)2-，其中n是1至20的數(shù)。

其中，優(yōu)選陰離子符合式(CnH2n-102)-和(Cn+1H2n-204)2-的羧酸銫，其中n為1至20。特別優(yōu)選的銫鹽包括通式(CnH2n-102)-的單羧酸根作為陰離子的那些，其中n為1至20。關(guān)于這點，特別提及甲酸根、乙酸根、丙酸根、己酸根和2-乙基己酸根。合適的聚合裝置是攪拌釜反應(yīng)器，特別在通過共同使用溶劑，確保低粘度和良好的熱傳遞時。當(dāng)反應(yīng)在不含溶劑下進行時，普遍的高粘度和普遍的只有短的反應(yīng)時間意味著擠出機、特別是自清潔多螺桿擠出機是特別合適的。

已知為“預(yù)聚物共混法”的方法包括首先制備帶有異氰酸酯基團的預(yù)聚物。此處，選擇組分(a)至(d)使得限定比例A:B為大于1.0至3、優(yōu)選為1.05至1.5。首先將預(yù)聚物分散在水中，同時和/或隨后通過將異氰酸酯基團與帶有2個以上異氰酸酯反應(yīng)性氨基的胺的反應(yīng)進行交聯(lián)，或者用帶有2個異氰酸酯反應(yīng)性氨基的胺來擴鏈。擴鏈也發(fā)生在不添加胺時。在此情況下，異氰酸酯基團水解產(chǎn)生胺基，所述胺基與預(yù)聚物的任何剩余異氰酸酯基團反應(yīng)以進行鏈增長。

由此制備的聚氨酯分散體的平均粒度(z-平均)(通過使用Autosizer 2C動態(tài)光散射測量)不構(gòu)成本發(fā)明的必要特征，其通常<1000nm，優(yōu)選<500nm但>40nm，更優(yōu)選<200nm，最優(yōu)選在20nm至小于200nm之間。

聚氨酯分散體通常具有10至75重量％，優(yōu)選20至65重量％的固含量，并具有10至500mPas的粘度(根據(jù)ASTM D4287的具有測量頭C的ICI錐板式粘度計，在20℃的溫度和250s^-1的剪切速率下測量)。

優(yōu)選的溶劑可與水無限混溶，在大氣壓下的沸點為40℃至100℃，并且僅與單體緩慢反應(yīng)(如果反應(yīng)的話)。

分散體通常通過以下方法之一進行制備：在“丙酮法”中，離子聚氨酯在大氣壓下在低于100℃下沸騰的與水混溶的溶劑中，由組分(a)至(c)制備。然后加入足夠的水以形成分散體，其中水代表連續(xù)相(coherent phase)?！邦A(yù)聚物混合法”與丙酮方法的不同之處在于，首先制備具有異氰酸酯基團的預(yù)聚物，而不是完全反應(yīng)的(潛在)離子聚氨酯。此處，選擇組分使得限定比例A:B為大于1.0至3，優(yōu)選為1.05至1.5。先將預(yù)聚物分散在水中，隨后任選地通過將異氰酸酯基團與帶有2個以上異氰酸酯反應(yīng)性氨基的胺的反應(yīng)進行交聯(lián)，或者用帶有2個異氰酸酯反應(yīng)性氨基的胺來擴鏈。擴鏈也發(fā)生在不添加胺時。在此情況下，異氰酸酯基團水解成胺基，所述胺基與預(yù)聚物的任何剩余異氰酸酯基團反應(yīng)以進行鏈增長。在聚氨酯的制備中，如果包含了溶劑，那么通常通過例如減壓蒸餾將大部分溶劑從分散體中除去。分散體的溶劑含量優(yōu)選小于10重量％，更優(yōu)選不含溶劑。分散體通常具有10至75重量％，優(yōu)選20至65重量％的固含量，并具有10至500mPas的粘度(在20℃的溫度和250s^-1的剪切速率下測量)。

丙烯酸酯水性分散體已成為建筑油漆和屋頂涂料(例如修補油漆)標準粘合劑。它們通常在無機建筑材料上，以及在木材、舊的涂層和基材或者金屬表面上提供穩(wěn)定、保質(zhì)期長、耐水和耐氣候的裝飾涂層。在第一次安裝平屋頂時或當(dāng)修復(fù)它們時，使用成卷的預(yù)制材料(例如瀝青纖維材料或非織造織物，如EPDM橡膠或熱塑性彈性體)來保護它們。另一可能的方法是使用雙組分液體聚合物制劑，例如環(huán)氧樹脂類或聚氨酯類，它們可以通過輥壓或噴涂來施用。這些材料的特征在于它們具有高彈性和高度抗老化性。

水平屋頂表面也可用與外墻涂油漆類似的與分散體結(jié)合的油漆(dispersion-bound paints)來涂覆。然而，這些涂料同樣應(yīng)當(dāng)特別具有彈性，以便它們在基材損壞(開裂等)的情況下不會過早地失效，并且不使雨水進入建筑物中。這些油漆還必須特別耐氣候和耐紫外線。因此，用作水平屋頂涂料的與分散體結(jié)合的油漆面臨著更高的要求，這可能與常規(guī)分散體粘合劑不同。在專利文獻中用于水平屋頂涂料的分散體粘合劑并未有廣泛的單獨描述，因此考慮到現(xiàn)有技術(shù)，需要借助于建筑油漆粘合劑。

這種現(xiàn)有技術(shù)的粘合劑例如描述于EP 771 328的例如實施例A、J和K中。

DE 10 161 156主要描述了水基聚氨酯分散體，其也可以用于填充的水平屋頂涂料。

使用聚環(huán)氧烷含量為至少10g/kg聚氨酯和磺化原料含量為至少25mmol/kg聚氨酯的本發(fā)明的聚氨酯分散體，可以制備具有高斷裂強度和高斷裂伸長率的涂料。

出于生態(tài)原因，試圖使得聚氨酯粘合劑在0℃至40℃的范圍內(nèi)成膜，這樣，僅需要少量(如果需要話)的成膜助劑。因此，根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選最低成膜溫度<0℃至+40℃的聚氨酯粘合劑。特別優(yōu)選最低成膜溫度<0℃至20℃的聚氨酯粘合劑。

可通過本發(fā)明的方法獲得的聚氨酯水性分散體包含重均粒徑Dw在≥10nm至≤500nm，優(yōu)選≥20nm至≤400nm，更特別≥30nm至≤300nm范圍內(nèi)的聚合物顆粒。重均粒徑的測定是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，例如通過分析超速離心法進行。在本說明書中，重均粒徑應(yīng)理解為意指通過分析超速離心法測定的重均Dw50值(為此，參見SE Harding等人，Analytical Ultracentrifugation in Biochemistry and Polymer Science，Royal Society of Chemistry，Cambridge，Great Britain 1992，第10章，Analysis of Polymer Dispersions with a Eight-Cell-AUC-Multiplexer：High Resolution Particle Size Distribution and Density Gradient Techniques，W.Machtle，第147至175頁)。

可根據(jù)本發(fā)明獲得的重均粒徑Dw≤400nm的聚氨酯水性分散體即便在低溫下也顯示出出人意料地好的柔性，因此特別適合作為柔性屋頂涂料和其他涂料應(yīng)用中的粘合劑。

此外，由本發(fā)明的聚合物水性分散體容易獲得相應(yīng)的聚合物粉末(例如通過冷凍干燥或噴霧干燥)?？筛鶕?jù)本發(fā)明獲得的這些聚合物粉末也可以用作制備包含改性礦物粘合劑的柔性屋頂涂料及其他涂料應(yīng)用的組分。

聚氨酯水性分散體的固含量通常為20至70重量％，優(yōu)選35至60重量％。

得到的聚氨酯水性分散體可以直接使用，或與其他(通常成膜聚合物)混合，作為水性涂料中的粘合劑組分。

應(yīng)當(dāng)理解，可通過本發(fā)明的方法獲得的本發(fā)明的聚氨酯水性分散體也可以用作制備粘和劑、密封劑、聚合物底灰(polymeric renders)、紙張涂布泥漿(papercoating slips)、纖維網(wǎng)和有機基材的涂料的組分，也是用于改性礦物粘合劑的組分。

本發(fā)明還提供一種水性組合物形式的涂料，包含

-如上所述的本發(fā)明的至少一種聚氨酯分散體，

-任選地至少一種無機或有機填料和/或至少一種無機或有機顏料，

-任選地至少一種常規(guī)助劑和

-水。

本發(fā)明的粘合劑組合物優(yōu)選用于水性油漆、特別是柔性屋頂涂料和建筑油漆中。

填料可用于增強遮蓋力和/或節(jié)省白色顏料。優(yōu)選使用填料和彩色顏料的共混物，以控制色調(diào)的遮蓋力和色調(diào)深度。

合適的顏料例如為：無機白色顏料，如二氧化鈦(優(yōu)選以金紅石的形式)、硫酸鋇、氧化鋅、硫化鋅、堿式碳酸鉛、三氧化銻、鋅鋇白(硫化鋅+硫酸鋇)；或無機彩色顏料，例如氧化鐵、炭黑、石墨、鋅黃、鋅綠、群青、錳黑、銻黑、錳紫、普魯士藍或巴黎綠。除了無機顏料之外，本發(fā)明的分散體油漆還可包含有機彩色顏料，例如烏賊墨顏色、橙黃色、氯化棕(Cassel brown)、甲苯胺紅、對位紅(parared)、漢薩黃、靛藍、偶氮染料、蒽醌和靛系染料以及二惡嗪、喹吖啶酮、酞菁染料、異吲哚啉酮和金屬絡(luò)合物顏料。還合適的是用空氣夾雜物來增強光散射的合成白色顏料，例如和分散體。另外合適的是來自BASF SE的品牌，例如黃、棕和紅，特別為透明形式。

合適的填料為例如硅鋁酸鹽(例如長石)、硅酸鹽(如高嶺土、滑石、云母、菱鎂礦、雪硅鈣石、硬硅鈣石)、堿土金屬碳酸鹽(如碳酸鈣(例如以方解石或白堊的形式)、碳酸鎂、白云石)、堿土金屬硫酸鹽(如硫酸鈣)、二氧化硅等。在柔性屋頂涂料和油漆中優(yōu)選的自然是細碎的填料。填料可以作為單獨的組分使用。然而，在實踐中，已證明填料混合物是特別有利的，例如碳酸鈣/高嶺土、碳酸鈣/滑石。光澤涂料通常僅包含少量的非常細碎的填料或不包含填料。

細碎填料也可用于增強遮蓋力和/或節(jié)省白色顏料。優(yōu)選使用填料和彩色顏料的共混物，以控制色調(diào)的遮蓋力和色調(diào)深度。

在使用特別細碎的填料(例如平均粒度<2μm的碳酸鈣)時，本發(fā)明的粘合劑獲得特別高的斷裂強度，而在斷裂伸長率方面沒有特別的劣勢。這種產(chǎn)品通常也可以以已預(yù)分散的形式作為水中的漿料獲得，并且這使得可以特別容易地制備油漆。合適的碳酸鈣漿料例如可由Omya，Oftringen，Switzerland以商品名Hydrocarb獲得，例如平均粒度為0.7μm的Hydrocarb 95。

顏料的比例可以通過顏料體積濃度(PVC)描述。本發(fā)明的彈性屋頂涂料的PVC例如在10至40的范圍內(nèi)，應(yīng)當(dāng)理解，粘合劑也適合用于僅包含非常小比例的添加顏料和/或填料或什么都不包含的清漆應(yīng)用中。彈性(斷裂伸長率)通常隨著涂料中粘合劑的量的增加而增加。

除了聚合物分散體之外，用于柔性屋頂涂層的本發(fā)明的涂料和水性油漆還可以包含其他助劑。

除了聚合中使用的乳化劑外，典型的助劑還包括潤濕劑或分散劑，例如多磷酸鈉、多磷酸鉀或多磷酸銨、丙烯酸酐或馬來酸酐共聚物的堿金屬鹽和銨鹽、多膦酸鹽(例如1-羥基乙烷-1,1-二膦酸鈉)、以及萘磺酸的鹽，特別是其鈉鹽。

其他合適的助劑是流動控制劑、消泡劑、生物殺滅劑(biocides)和增稠劑。合適的增稠劑為例如締合增稠劑，如聚氨酯增稠劑。增稠劑的量優(yōu)選小于1重量％，特別優(yōu)選小于0.6重量％增稠劑，基于涂料的固含量計。

其他合適的助劑是成膜助劑和聚結(jié)助劑。優(yōu)選使用例如礦油精、乙二醇、丙二醇、甘油、乙醇、甲醇、水混溶性乙二醇醚及其乙酸酯，如二乙二醇、1-甲氧基-2-丙醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、異辛醇、丁基乙二醇、丁基二甘醇、二乙二醇單丁基醚、二丙二醇單甲基醚或二丙二醇單丁基醚、二丙二醇甲基醚、二丙二醇丙基醚、二丙二醇正丁基醚、三丙二醇正丁基醚、丙二醇苯基醚、乙酸丁基乙二醇酯、乙酸丁基二甘醇酯、單異丁酸2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇酯、長鏈二羧酸的二異丁酯(如FBH)、或單異丁酸三丙二醇酯。

本發(fā)明的涂料以已知的方式通過在常規(guī)混合器中混合組分來制備。已證明特別有利的步驟包括：由顏料、水和任選地助劑制備水性糊劑或分散體，緊接著將聚合物粘合劑(即一般的聚合物水性分散體)分別與顏料糊或顏料分散體混合。

本發(fā)明的油漆通常包含30至75重量％，優(yōu)選40至65重量％的非揮發(fā)性組分。非揮發(fā)性組分應(yīng)理解為是指除水以外的所有組分，但至少應(yīng)是基于油漆的固含量計的全部量的粘合劑、顏料和助劑。揮發(fā)性成分主要是水。

本發(fā)明的油漆可以以常規(guī)方式施用于基材，例如通過刷涂、噴涂、浸涂、輥涂、刮涂等。

其優(yōu)選用作柔性屋頂涂料介質(zhì)，即用于涂覆建筑物的平坦或傾斜部分。建筑物的這些部分可以是礦物基材(如底灰、石膏或石膏板、磚石或混凝土)、木材、木基材料、金屬或聚合物(如PVC、熱塑性聚氨酯、EPDM、環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂、丙烯酸酯樹脂或作為涂層的瀝青材料)或連續(xù)片材。

本發(fā)明的油漆的突出之處在于，其易于處理、具有良好的加工性能和改進的彈性。該油漆具有低的有毒物(noxiant)含量。其具有良好的性能特性，例如良好的耐水性、在濕的狀態(tài)下具有良好的粘著性、良好的抗粘連性、良好的再涂性和良好的耐氣候性，并且它們在施用時顯示良好的流動性。使用的設(shè)備容易用水清洗。

參考以下非定限制性實施例對本發(fā)明進行更具體的描述。

實施例1

首先將456.05g的OH值為56的己二酸、新戊二醇和1,6-己二醇的聚酯二醇、39.69g的OH值為15的基于丁醇的聚環(huán)氧乙烷以及0.1932g的二月桂酸二丁基錫裝入攪拌的燒瓶中，并加熱至60℃。在5分鐘內(nèi)向其中逐滴添加132.05g的二環(huán)己基甲烷4,4'-二異氰酸酯和67.69g(0.3185mol)的異佛爾酮二異氰酸酯。將得到的混合物用117.20g丙酮稀釋，并在74℃下攪拌1小時。隨后，快速加入20.30g的1,4-丁二醇，并將混合物在74℃下進一步攪拌。2小時以后，用500.98g丙酮稀釋混合物并冷卻至50℃。測得的NCO含量為1.01重量％(計算值：1.00重量％)。

在50℃下，在5分鐘內(nèi)加入30.81g的50％的2-氨基乙基-2-氨基乙磺酸的鈉鹽水溶液，并將混合物再攪拌5分鐘。然后在50℃下在24分鐘之內(nèi)用743.47g水稀釋混合物，然后用4.21g二亞乙基三胺和2.06g異佛爾酮二胺溶在36.92g水中進行擴鏈。

在蒸餾丙酮以后，包含固含量約45％、粒度為91.7nm且pH為9.46的細分散的分散體。

比較例1

首先將456.05g的OH值為56的己二酸、新戊二醇和1,6-己二醇的聚酯二醇、39.69g的OH值為15的基于丁醇的聚環(huán)氧乙烷以及0.1932g的二月桂酸二丁基錫裝入攪拌的燒瓶中，并加熱至60℃。在5分鐘內(nèi)向其中逐滴添加132.05g的二環(huán)己基甲烷4,4'-二異氰酸酯和67.69g(0.3185mol)的異佛爾酮二異氰酸酯。將得到的混合物用117.20g丙酮稀釋并在74℃下攪拌1小時。隨后，快速加入20.30g的1,4-丁二醇并將混合物在74℃下進一步攪拌。2小時以后，用500.98g丙酮稀釋所述混合物并冷卻至50℃。測得的NCO含量為1.01重量％(計算值：1.00重量％)。

在50℃下，在5分鐘內(nèi)加入24.97g50％的乙二胺與丙烯酸的邁克爾加成物的鈉鹽水溶液，并將混合物再攪拌5分鐘。然后在50℃下在24分鐘之內(nèi)用743.47g的水稀釋混合物，然后用4.21g二亞乙基三胺和2.06g異佛爾酮二胺在36.92g水進行擴鏈。

在蒸餾丙酮以后，包含固含量約45％、粒度為96.8nm且pH為9.23的細分散的分散體。

實施例2

首先將352.2g的OH值為56的己二酸、新戊二醇和1,6-己二醇的聚酯二醇、42.85g的OH值為15的基于丁醇的聚環(huán)氧乙烷以及0.26g于丙酮中的75％濃度的基于新癸酸鉍的無錫催化劑(Borchikat 315，OMG Borchers)裝入攪拌的燒瓶中，并加熱至56℃。在5分鐘內(nèi)向其中逐滴加入72.83g的二環(huán)己基甲烷4,4'-二異氰酸酯和61.3g(0.3185mol)的異佛爾酮二異氰酸酯。然后將得到的混合物用96.32g丙酮稀釋并在76℃下攪拌1小時15分鐘。隨后，快速加入18.39g的1,4-丁二醇并將混合物在74℃下進一步攪拌。2小時以后，用413.41g丙酮稀釋所述混合物并冷卻至50℃。測得的NCO含量為1.27重量％(計算值：1.31重量％)。

在50℃下，在5分鐘內(nèi)加入39.21g的50％的2-氨基乙基-2-氨基乙磺酸的鈉鹽水溶液，并將混合物再進一步攪拌5分鐘。然后在50℃下在15分鐘之內(nèi)用664.15g的水稀釋混合物，然后用3.81g二亞乙基三胺和1.86g異佛爾酮二胺在36.92g水中進行擴鏈。

在蒸餾丙酮以后，包含固含量約40.8％、粒度為93nm且pH為9.74的細分散的分散體。

實施例3

首先將81.94g的2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、39.69g的OH值為15的基于丁醇的聚環(huán)氧乙烷、258.76g的PolyTHF 2000以及0.4g的于丙酮中的75％濃度的基于新癸酸鉍的無錫催化劑(Borchikat 315，OMG Borchers)裝入攪拌的燒瓶中，并加熱至56℃。在5分鐘內(nèi)向其中逐滴加入78.9g的雙(4-異氰酸酯基環(huán)己基)甲烷和66.4g的異佛爾酮二異氰酸酯。然后將得到的混合物用97g丙酮稀釋并在74℃下攪拌2小時35分鐘。隨后，滴加19.9g的1,4-丁二醇并將混合物在74℃下進一步攪拌。2小時40分鐘以后，用417g丙酮稀釋所述混合物并冷卻至50℃。測得的NCO含量為1.25重量％(計算值：1.18重量％)。

在50℃下，在5分鐘內(nèi)加入30.3g的50％的2-氨基乙基-2-氨基乙磺酸的鈉鹽水溶液并將混合物再攪拌5分鐘。然后在50℃下在15分鐘之內(nèi)用660.6g的水稀釋混合物，然后用4.12g二亞乙基三胺和2.02g異佛爾酮二胺在36.21g水中進行擴鏈。

在蒸餾丙酮以后，包含固含量約44.5％、粒度為91.8nm且pH為8.03的細分散的分散體。

實施例4

首先將162.38g的2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、52.55g的OH值為15的基于丁醇的聚環(huán)氧乙烷、146.51g的PolyTHF 2000以及0.39g的于丙酮中的75％濃度的基于新癸酸鉍的無錫催化劑(Borchikat 315，OMG Borchers)裝入攪拌的燒瓶中，并加熱至56℃。在5分鐘內(nèi)向其中逐滴加入89.32g的雙(4-異氰酸酯基環(huán)己基)甲烷和75.17g的異佛爾酮二異氰酸酯。然后將得到的混合物用95.74g丙酮稀釋并在76℃下攪拌3小時15分鐘。隨后，滴加22.55g的1,4-丁二醇并將混合物在77℃下進一步攪拌。1小時以后，用415g丙酮稀釋所述混合物并冷卻至50℃。測得的NCO含量為1.3重量％(計算值：1.35重量％)。

在50℃下，在5分鐘內(nèi)加入34.35g的50％的2-氨基乙基-2-氨基乙磺酸的鈉鹽水溶液，并將混合物再攪拌5分鐘。然后在50℃下在15分鐘之內(nèi)用658.36g的水稀釋混合物，然后用4.67g二亞乙基三胺和2.28g異佛爾酮二胺在41g水中進行擴鏈。

在蒸餾丙酮以后，包含固含量約40.9％、粒度為85.8nm且pH為9.78的細分散的分散體。

實施例5

首先將81.22g的2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、46g的OH值為15的基于丁醇的聚環(huán)氧乙烷、261.61g的OH值為56的基于己二酸和2,2-二甲基-1,3-丙二醇和1,6-己二醇的聚酯多元醇以及0.27g的于丙酮中的75％濃度的基于新癸酸鉍的無錫催化劑(Borchikat 315，OMG Borchers)裝入攪拌的燒瓶中，并加熱至57℃。在5分鐘內(nèi)向其中逐滴加入78.18g的雙(4-異氰酸酯基環(huán)己基)甲烷和65.8g的異佛爾酮二異氰酸酯。然后將得到的混合物用97g丙酮稀釋并在76℃下攪拌3小時30分鐘。隨后，逐滴添加19.74g的1,4-丁二醇并將混合物在74℃下進一步攪拌。1小時以后，用417.4g丙酮稀釋所述混合物并冷卻至50℃。測得的NCO含量為1.15重量％(計算值：1.17重量％)。

在50℃下，在5分鐘內(nèi)加入30.07g的50％的2-氨基乙基-2-氨基乙磺酸的鈉鹽水溶液，并將混合物再攪拌5分鐘。然后在50℃下在17分鐘之內(nèi)用660.76g的水稀釋混合物，然后用4.09g二亞乙基三胺和2g異佛爾酮二胺在35.89g水中進行擴鏈。

在蒸餾丙酮以后，包含固含量約42.1％、粒度為102.8nm且pH為9.87的細分散的分散體。

應(yīng)用相關(guān)測試

a)油漆制劑的制備

使用表1中示出的組分(以g計)，以從上到下的順序，用盤式攪拌器(以400-2500轉(zhuǎn)/分鐘)攪拌來制備基于示例的聚合物水性分散體的屋頂膜制劑。

表1

使用的原料

¹⁾Lutensol TO 82,BASF SE,Ludwigshafen

²⁾Agitan 282,Münzing Chemie GmbH,Heilbronn

³⁾Dispex CX 4320,BASF SE,Ludwigshafen

⁴⁾Hydrocarb 95ME,Omya,Oftringen,Switzerland

⁵⁾Omyacarb 5GU,Omya,Oftringen,Switzerland

⁶⁾Omyacarb Extra CL,Omya,Oftringen,Switzerland

⁷⁾Rheovis PU 1270,BASF SE,Ludwigshafen

一旦加入了最后一種組分，將混合物進一步攪拌直至所有組分均勻混合(約10min)，隨后將獲得的屋頂膜制劑轉(zhuǎn)移到購自Hauschild的DAC 400FVZ Speed混合器中，在2000rpm下進行0.5min。

所述屋頂膜制劑的固含量為約63-67％，顏料體積濃度為約29，粘度為8000-10000mPas(Brookfield，轉(zhuǎn)子6，20rpm)。

b)涂料和測試樣品的制備

利用刮涂機(knife coater)以1.2mm的層厚將上述屋頂膜制劑施用于涂有特氟龍的基材上。隨后將由此獲得的涂層在調(diào)節(jié)室中在50％相對濕度和23℃下干燥7天。得到的干燥層的厚度約為0.60mm。將涂層從基材上移除之后，用合適的切割模具切割成所需的測試樣品。

c.)拉伸強度、斷裂強度和斷裂伸長率測試

用切割模具將上文所述的涂層切割成S1大小的啞鈴狀體。

測試根據(jù)DIN 53504進行。將所述啞鈴狀體夾在購自Zwick的拉伸/伸長率測試儀中，隨后以200mm/min的速率拉開，直至其斷裂。

表2：屋頂膜制劑的測試

全部涂料制劑A-E都具有3.6至5.09N/mm²的非常高的斷裂強度，同時具有425至856％的高斷裂伸長率。該性能證實了與現(xiàn)有技術(shù)(比較例1)相比，本發(fā)明的聚氨酯分散體具有良好的填料相容性。

包含填料相容的聚氨酯分散體的所有屋頂膜制劑都顯示出大于500％的非常高的延展性以及約2N/mm²的斷裂強度。