CN102007156B

CN102007156B - 用于聚氨酯体系的含水聚氨酯溶液

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Publication number: CN102007156B
Application number: CN2009801136114A
Authority: CN
Inventors: H·布卢姆; M·梅尔希奥
Original assignee: Bayer MaterialScience AG
Current assignee: Covestro Deutschland AG; Bayer Intellectual Property GmbH
Priority date: 2008-04-18
Filing date: 2009-04-09
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2029-04-09
Also published as: ES2393689T3; TW201006855A; EP2268691A1; EP2268691B1; EP2110395A1; JP2011518899A; US20090264587A1; CN102007156A; SI2268691T1; KR20110008038A; WO2009127365A1; DK2268691T3; PL2268691T3

Abstract

本发明涉及新的含水聚氨酯溶液、其中存在的可溶性聚氨酯、制备它们的方法和其在聚氨酯体系中的用途。

Description

用于聚氨酯体系的含水聚氨酯溶液

本发明涉及新型的含水聚氨酯溶液、其中存在的可溶性聚氨酯、制备它们的方法和在聚氨酯体系中的用途。

基于聚氨酯分散体的含水粘合剂是长期以来已知的现有技术并且描述于例如Houben-Weyl，Methoden der organischen Chemie，第4版，第E 20卷，第1659页(1987)、J.W.Rosthauser，K.Nachtkamp，″Advancesin Urethane Science and Technology″，K.C.Frisch和D.Klempner，编辑，第10卷，第121-162页(1987)或者D.Dietrich，K.Uhlig，Ullmann′sEncyclopedia of Industrial Chemistry，第A 21卷，第677页(1992)中。

在该范围内，氨基醇是通常描述的合成组分。例如，DE-A 4237965描述了通过二或多异氰酸酯、包含二聚物二醇的疏水性多元醇和亲水化化合物的反应获得的含水聚氨酯分散体。实施例描述了具有25-40重量％的相当低固含量的分散体，但该发明必需的包含二聚物二醇的疏水性二醇的使用严重限制了这类产品的可变性。分散之前任选可能的和描述的异氰酸酯官能中间体与氨基醇反应不是该发明的必要部分，因为同样可以使用使用三元醇并且还因为直接用水分散和与水反应是可能的。

DE-A 4337961描述了包含可水稀释的聚氨酯树脂的含水漆料，其能通过多异氰酸酯，亲水化组分，任选的聚酯多元醇和/或聚醚多元醇以及任选的低分子量多元醇反应得到具有18-70mg KOH/g酸值的异氰酸酯官能预聚物而制备，其中，伴随着任选加入另外的多异氰酸酯，一部分异氰酸酯基团在另外的步骤中与封端剂反应，并且随后与具有至少一个伯或仲氨基和至少一个羟基的化合物反应。由此得到在烘焙条件下(在实施例中在160℃)自交联的聚氨酯分散体，换句话说用于烘漆，尤其用于在汽车涂装中烘焙表面涂料的一个分子中不仅包含羟基而且包含封端的异氰酸酯基团、具有相对低的固含量(实施例中37-42重量％)的分散体。由于引入的氨基醇的低数量，脲基含量、相对于羟基的官能度和羟基含量低。

DE-A 10214028描述了用于汽车涂装中的可水稀释表面涂料组合物(Füllerzusammensetzung)的聚氨酯，其具有大于50重量％的固含量，其在自140℃起的烘焙条件下符合关于抗碎石性的要求并且展现出过烘焙稳定性。描述了用包含中和的二羟甲基丙酸作为亲水化试剂的可水分散聚氨酯不能实现这样高的固含量。本发明的具有至少两个游离羟基的可水稀释聚氨酯通过链烷醇胺与NCO化合物反应得到羟基官能中间体，随后环状羧酸酐与羟基加成反应形成酯键而获得。聚氨酯分散必需的羧基和/或羧酸酯基团因此通过酸酐引入聚合物。通过酐的这类酸化导致亲水化化合物通过半酯键引入。已知这类结构对水解敏感，并且因此该分散体的耐久性非常有限。在实施例中，获得具有43-45重量％固含量的聚氨酯分散体。通过该路径不能实现高官能度和高羟基含量，因为一些羟基通过与酸酐反应消耗。

DE-A 10147546描述了于有机溶液中的自交联聚氨酯，该聚氨酯通过特殊的脂族-芳族聚酯、部分封端的多异氰酸酯和具有至少两个异氰酸酯反应性基团的化合物例如氨基醇反应获得，其例如当用作底涂料时据信具有有利的性能并且具有好的CAB相容性。该聚氨酯溶解于相对大量的有机溶剂中并且因此不再符合目前关于排放减少的要求。

DE-A 19849207描述了用于配制引入含水涂覆剂用的漆料糊剂的包含可水稀释的聚氨酯脲糊剂树脂和聚醚多元醇的可水稀释粘合剂组合物。所述的可水稀释聚氨酯脲糊剂树脂是多元醇、亲水化组分、多异氰酸酯和羟胺的反应产物，并且进一步包含另外的聚醚多元醇组分。合适的羟基官能单胺是具有伯氨基的胺和具有仲氨基的胺。根据该公开内容，由其获得优选包含有机溶剂并且具有至多50重量％，优选至多42重量％固含量的聚氨酯分散体。实施例中制备的聚氨酯分散体具有30-35重量％的固含量以及约6重量％的NMP含量。这些产品因此不再满足当今关于溶剂含量和高固含量的要求，并且此外聚醚多元醇的强制使用限制了其中耐光性和气候稳定性具有次要的重要性的可能应用。

尽管涉及含水聚氨酯分散体的现有技术非常广泛，但仍然对改进的含水产品有极大的要求。特别需要低排放至零排放、高固含量、高加工可靠性和对外部影响例如对波动的大气湿度值或低储存温度的坚固性、能无缺陷实现的高涂层厚度、水解稳定性、优异的膜-机械性能和通常另外的高交联密度和/或高官能度。

影响分散体系例如上述类型的那些的基本问题在于，为了在涂覆操作期间的实际形成膜，分散聚合物颗粒的聚结和成膜必须以得到均匀、光学无缺陷的膜的方式进行。由于操作的复杂性，因此与其中成膜聚合物为溶解状态的体系的情形相比，这显著更加困难并且受误差影响。

与有机溶剂中的聚氨酯溶液相反，在水中的高质量聚氨酯溶液迄今未知。

因此，本发明的目的是提供可以具有高于50重量％的固含量、符合上述要求并且适用于具有有利的性能组合的光学无缺陷的涂料的聚氨酯和/或聚氨酯-聚脲水溶液。

现已发现当使用相对高官能的多异氰酸酯以及具有伯和/或仲氨基和至少一个羟基的氨基醇(其中含有仲氨基的氨基醇的比例为至少60重量％)合成聚氨酯和/或聚氨酯-聚脲时，特别地获得了具有所需的性能的含水聚氨酯溶液和/或聚氨酯-聚脲溶液。

本发明因此提供一种用于制备含脲基的羟基官能聚氨酯的水溶液的方法，所述含脲基的羟基官能聚氨酯具有2-10重量％的羟基含量和3-20重量％的衍生自具有伯或仲氨基和至少一个羟基的氨基醇的脲基含量(按照-NH-CO-NH-计算)，在每一情形下基于该含脲基的羟基官能聚氨酯，在该方法中，首先通过以下组分的单级或多级反应制备NCO官能预聚物：

a)具有至少一个酸基和/或酸基盐或者具有至少一个叔氨基和/或叔氨基盐的至少一种羟基和/或氨基官能的亲水化试剂，

b)至少一种多元醇

c)至少一种多异氰酸酯

d)任选的，不同于组分a)、b)和e)的化合物的其它羟基和/或氨基官能化合物，

和然后使这些预聚物

e)与这样的氨基醇组分反应，该氨基醇组分由具有伯或仲氨基和至少一个羟基的氨基醇组成，其中基于组分e)的总量，具有仲氨基的氨基醇的比例为至少60重量％，

并且将这样得到的含脲基的羟基官能聚氨酯

f)溶于水中，其中在水中的溶解操作之前或者期间亲水化试剂a)的酸基或叔氨基与中和剂反应。

本发明进一步提供能这样获得的含脲基的羟基官能聚氨酯的水溶液。

本发明进一步提供水溶性的含脲基的羟基官能聚氨酯，其具有2-10重量％的羟基含量和3-20重量％的衍生自具有伯或仲氨基和至少一个羟基的氨基醇的脲基含量(按照-NH-CO-NH-计算)，在每一情形下基于该含脲基的羟基官能聚氨酯，能通过以下方式获得：

通过使以下组分反应制备NCO官能预聚物：

b)至少一种多元醇

c)至少一种多异氰酸酯

和然后使这些预聚物

来自组分a)的化合物的酸基或叔氨基能够通过全部或部分中和而以它们的盐形式存在于该含脲基的羟基官能聚氨酯中。

此外，本发明提供了聚氨酯体系以及它们作为涂覆剂(Beschichtungsmittel)、胶料(Schlichte)、墨水(Tinte)、印刷油墨和密封剂的用途。

用于a)的亲水化试剂可以包含羧酸或磺酸基团和/或它们的相应酸阴离子作为酸基用于阴离子亲水化。对于阳离子亲水化，组分a)的化合物可以含有叔氨基或者相应质子化的季铵基团。

基于含脲基的羟基官能聚氨酯，组分a)的化合物通常以0.5-10重量％，优选1-8重量％并且更优选2-7重量％的量用于本发明的方法。

合适的亲水化试剂a)是单和二羟基羧酸、单和二氨基羧酸、单和二羟基磺酸、单和二氨基磺酸，以及单和二羟基膦酸或者单和二氨基膦酸和它们的盐，例如二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、二羟甲基乙酸、2，2-二羟甲基戊酸、二羟基琥珀酸、羟基新戊酸、N-(2-氨基乙基)丙氨酸、2-(2-氨基乙基氨基)乙烷磺酸、乙二胺丙基磺酸或乙二胺丁基磺酸、1，2-或1，3-亚丙基二胺乙基磺酸、苹果酸、柠檬酸、乙醇酸、乳酸、甘氨酸、丙氨酸、牛磺酸、赖氨酸、3，5-二氨基苯甲酸、6-氨基己酸、11-氨基十一酸、氨基乙酸，IPDA、六亚甲基二胺或其它二胺和丙烯酸的加合物(EP-A 0 916 647，实施例1)和其的碱金属盐和/或铵盐；亚硫酸氢钠在丁-2-烯-1，4-二醇上的加合物、聚醚磺酸盐、例如描述于DE-A 2 446 440(5-9页，式I-III)的2-丁烯二醇和NaHSO₃的丙氧基化加合物和/或所述亲水化试剂的盐，以及所述的亲水化试剂和任选的还有其它的亲水化试剂的混合物。

合适的亲水化试剂a)同样是阳离子亲水化试剂，例如单、二或三羟基官能的叔胺和单、二或三氨基官能的叔胺以及它们的盐，例如N-甲基二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、N-甲基二异丙醇胺、三异丙醇胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺、二甲基异丙醇胺，和所述的阳离子亲水化试剂的盐。

在a)中优选使用具有羧酸或磺酸基团和/或相应的酸阴离子的上述类型的亲水化试剂。

特别优选的亲水化试剂是2-(2-氨基乙基氨基)乙烷磺酸、IPDA和丙烯酸的加合物(EP-A 0 916 647，实施例1)、二羟甲基丙酸和羟基新戊酸。

合适的多元醇b)是在聚氨酯化学中本身已知的羟基官能化合物，例如

b1)聚酯，

b2)具有62-500g/mol分子量的低分子量化合物，

b3)聚碳酸酯，

b4)C2聚醚和/或C3聚醚，

b5)C4聚醚

以及羟基官能的环氧化物、聚烯烃、聚合物、蓖麻油、就官能团和/或双键数目而言改性的蓖麻油、烃树脂、甲醛缩合产物和上述化合物的混合物。

关于b1)、b3)、b4)和b5)的分子量，没有限制；通常分子量为500-20000g/mol，优选500-12000g/mol。

多元醇b1)-b5)可以单独或者以彼此任何所希望的混合物，以及如果合适以与作为b)的一部分的另外多元醇的混合物使用。

聚酯b1)通常具有1-4，优选1.8-3并且更优选2的平均官能度。在本上下文中，也可以使用不同聚酯的混合物以及具有不同官能度的聚酯的混合物。聚酯b1)的分子量特别优选为700-5000g/mol。

合适的聚酯b1)可以优选根据如果合适，伴随着施加的真空或伴随着使用的夹带气体由单、二、三和/或四羧酸和/或它们的酐，单、二、三和/或四官能醇和如果合适的内酯，依照熔融缩合或共沸缩合的原理，按照常规方法伴随着在100-260℃温度下除去水，如果合适伴随着使用典型的酯化催化剂例如对-甲苯磺酸、二月桂酸二丁基锡、HCl、氯化锡(II)等而制备。在共沸酯化的情形下，在反应结束后在减压下蒸馏除去夹带剂，通常是异辛烷、二甲苯、甲苯或环己烷。用于聚酯b1)的优选制备方法是在减压下熔融缩合。

作为聚酯结构单元的合适的酸可以是邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸、对苯二甲酸、己二酸、癸二酸、辛二酸、琥珀酸、马来酸酐、富马酸、二聚体脂肪酸、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、环己烷二羧酸、偏苯三酸酐、C8-C22脂肪酸例如2-乙基己酸、硬脂酸、油酸、大豆油脂肪酸、花生油脂肪酸、其它不饱和脂肪酸、氢化脂肪酸、苯甲酸、环己烷羧酸和所述的酸以及任选的还有其它酸的混合物。

作为聚酯结构单元的合适的醇是例如1，2-乙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、1，2-丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、1，3-丙二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、新戊二醇、1，4-环己烷二甲醇、1，4-环己二醇、丁烯二醇、丁炔二醇、氢化双酚、三甲基戊二醇、1，8-辛二醇和/或三环癸烷二甲醇、三羟甲基丙烷、乙氧基化三羟甲基丙烷、丙氧基化三羟甲基丙烷、丙氧基化甘油、乙氧基化甘油、甘油、季戊四醇、蓖麻油、单官能醇例如环己醇、2-乙基己醇、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚环氧乙烷/环氧丙烷共聚物或嵌段共聚物，和这些和/或其它醇的混合物。

另外合适的聚酯原料是己内酯，其可以按比例(anteilig)使用或者用作用于制备聚酯b1)的主要组分。

优选的聚酯原料是己二酸、邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸、对苯二甲酸、戊二酸、大豆油脂肪酸、苯甲酸、2-乙基己酸、1，4-丁二醇、新戊二醇、1，2-丙二醇、乙二醇、二甘醇、1，6-己二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、蓖麻油、甘油和它们的混合物。

特别优选基于至少60重量％程度，更优选100重量％程度为芳族性质的二羧酸，更特别为邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸、对苯二甲酸的聚酯。

合适的低分子量多元醇b2)是例如短链-即含有2-20个碳原子-脂族、芳脂族或脂环族二元醇或三元醇。二元醇的例子是乙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、二丙二醇、三丙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、新戊二醇、2-乙基-2-丁基丙二醇、三甲基戊二醇、位置异构的二乙基辛二醇、1，3-丁二醇、1，4-环己烷二甲醇、1，6-己二醇、1，2-和1，4-环己二醇、氢化双酚A(2，2-双(4-羟基环己基)丙烷)、2，2-二甲基-3-羟基丙酸(2，2-二甲基-3-羟基丙基)酯、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷或甘油。

优选的低分子量多元醇b2)是二甘醇、乙二醇、丁二醇、二丙二醇、1，2-丙二醇、新戊二醇、三甲基戊二醇、环己二醇、1，2和1，4-环己烷二甲醇、三羟甲基丙烷和甘油。

合适的多元醇b3)是能通过使二元醇或内酯改性的二元醇或双酚例如双酚A，例如与光气或碳酸二酯例如碳酸二苯酯或碳酸二甲酯反应获得的羟基封端的聚碳酸酯。举例来说，可以提及1，6-己二醇、1，4-丁二醇、TCD-二醇、1，4-环己烷二甲醇、3-甲基-1，5-戊二醇、1，5-戊二醇、二聚体二醇、十二烷二醇、三甘醇、聚THF650和/或其的混合物的聚合碳酸酯，以及所述二醇与ε-己内酯以1∶0.1摩尔比的反应产物的碳酸酯。

优选具有600-3000g/mol数均分子量的上述聚碳酸酯二醇，和1，6-己二醇与ε-己内酯以1∶0.33摩尔比的反应产物的碳酸酯。

适合作为多元醇b4)的C2和/或C3聚醚是环氧乙烷的低聚和聚合的反应产物，和/或为均聚物、共聚物或嵌段(共)聚合物的形式。

数均分子量优选位于500-6000g/mol范围。聚醚的官能度通常为1-4，优选2-3并且更优选2。

合适的起始物分子或起始物分子混合物是如描述于Ullmanns

der technischen Chemie，第19卷，第4版，Verlag ChemieGmbH，Weinheim，1980，从第31页起中的已知的现有技术的醇、氨基醇和胺。

适合作为多元醇b5)的C4聚醚是均聚物形式的四氢呋喃的低聚和聚合反应产物，也可能是与其它单体的共聚物或嵌段(共)聚合物。

数均分子量优选位于800-4000g/mol范围。聚醚的官能度通常为1-4，优选2-3并且更优选2。

合适的起始物分子或起始物分子混合物是例如描述于Ullmanns

优选的聚醚b4)和b5)是具有1000-2000g/mol数均分子量的基于环氧丙烷和/或四氢呋喃的二官能聚醚。

作为另外的多元醇，可以使用羟基封端的聚酰胺醇，基于乙烯、丙烯、异戊二烯和/或丁二烯的羟基封端的聚烯烃，和羟基封端的聚丙烯酸酯二醇，例如

BD 1000(Tego GmbH，Essen，DE)。

还特别优选使用具有低分子量的所述多元醇b2)和一种或两种基于聚酯、聚碳酸酯和/或C3和/或C4聚醚的低聚和/或聚合多元醇的混合物。

基于含脲基的羟基官能聚氨酯，组分b)的化合物通常以3-75重量％，优选8-69重量％并且更优选10-60重量％的量用于本发明的方法。

合适的组分c)是每分子具有至少两个游离异氰酸酯基团的任何所希望的有机化合物。

通式X(NCO)₂的二异氰酸酯是合适的，其中X是具有4-12个碳原子的二价脂族烃基、具有6-15个碳原子的二价脂环族烃基、具有6-15个碳原子的二价芳族烃基，或具有7-15个碳原子的二价芳脂族烃基。

这类二异氰酸酯的例子是四亚甲基二异氰酸酯、甲基五亚甲基二异氰酸酯、1，6-己二异氰酸酯、十二亚甲基二异氰酸酯、1，4-二异氰酸根合环己烷、1-异氰酸根合-3，3，5-三甲基-5-异氰酸根合甲基环己烷、4，4′-二异氰酸根合二环己基甲烷-(2，2)、1，4-二异氰酸根合苯、2，4-二异氰酸根合甲苯、2，6-二异氰酸根合甲苯、4，4’-二异氰酸根合二苯基甲烷、2，2′-和2，4’-二异氰酸根合二苯基甲烷、对-亚二甲苯基二异氰酸酯、对-亚异丙基二异氰酸酯，和这些化合物的混合物。

同样可能使用单体三异氰酸酯例如4-异氰酸根合甲基-1，8-辛烷二异氰酸酯(壬烷三异氰酸酯)。

除了上述单体异氰酸酯之外还合适的是可以本身已知的方式通过简单的脂族、脂环族、芳脂族和/或芳族二异氰酸酯改性获得的本身已知的具有异氰酸酯二聚体、异氰脲酸酯、氨基甲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲、碳二亚胺、亚氨基

二嗪二酮和/或二嗪三酮结构的这些单体异氰酸酯的较高分子量衍生物。

用于c)的多异氰酸酯优选基于1，6-己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4，4′-二异氰酸根合二环己基甲烷、1-甲基-2，4-二异氰酸根合环己烷、1-甲基-2，6-二异氰酸根合环己烷、2，4-二异氰酸根合甲苯和/或2，6-二异氰酸根合甲苯。

在c)中特别优选使用包含至少一种平均具有多于两个异氰酸酯基团的多异氰酸酯并且可以包含额外单体二异氰酸酯的多异氰酸酯组分。

在这些多异氰酸酯组分c)中，优选的组分是由以下组成的那些：

c1)0-95重量％的至少一种选自1，6-己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4，4′-二异氰酸根合二环己基甲烷、1-甲基-2，4-二异氰酸根合环己烷、1-甲基-2，6-二异氰酸根合环己烷、2，4-二异氰酸根合甲苯和/或2，6-二异氰酸根合甲苯的二官能异氰酸酯，和

c2)5-100重量％的至少一种平均具有多于两个异氰酸酯基团，并具有异氰酸酯二聚体、缩二脲、异氰脲酸酯、脲基甲酸酯、碳二亚胺、亚氨基

二嗪二酮、

二嗪三酮、氨基甲酸酯和/或脲结构单元的多异氰酸酯。

特别优选用于c)的多异氰酸酯组分由以下组成：

c1)27-73重量％的至少一种选自1，6-己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、2，4-二异氰酸根合甲苯和/或2，6-二异氰酸根合甲苯以及4，4′二异氰酸根合二环己基甲烷的二官能异氰酸酯，和

c2)73-27重量％的至少一种基于1，6-己二异氰酸酯的多异氰酸酯，该多异氰酸酯平均具有多于两个异氰酸酯基团，并具有异氰酸酯二聚体、缩二脲、异氰脲酸酯、脲基甲酸酯、碳二亚胺、亚氨基

二嗪二酮、

二嗪三酮、氨基甲酸酯和/或脲结构单元。

基于含脲基的羟基官能聚氨酯，组分c)的化合物通常以19-70重量％，优选22-65重量％并且更优选24-60重量％的量用于本发明的方法。

合适的任选伴随使用的组分d)的化合物可以如下：另外的亲水性组分例如具有200-3000g/mol分子量范围的单或二羟基官能聚醚例如单和/或二羟基官能环氧乙烷聚醚、单和/或二羟基官能环氧丙烷/环氧乙烷共聚醚，和/或单和/或二羟基官能环氧丙烷/环氧乙烷嵌段聚醚，酰肼化合物例如肼或己二酸二酰肼，二胺例如乙二胺、1，3-亚丙基二胺、1，6-六亚甲基二胺、异佛尔酮二胺、1，3-、1，4-亚苯基二胺、4，4′-二苯基甲烷二胺、4，4′-二环己基甲烷二胺、氨基-官能的聚环氧乙烷或聚环氧丙烷，其可在名称

D系列下获得(Huntsman Corp.Europe，比利时)，以及三胺例如二亚乙基三胺，单胺例如丁胺、乙胺和

M系列(Huntsman Corp.Europe，比利时)的胺，氨基官能的聚环氧乙烷和聚环氧丙烷；尽管较少优选，同样合适的是单官能醇例如乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、仲丁醇、叔丁醇、戊醇、己醇、辛醇、丁二醇、丁基二甘醇、甲基乙二醇、甲基二甘醇、乙基乙二醇、乙基二甘醇、甲氧基乙二醇、甲氧基二甘醇、甲氧基三甘醇、甲氧基丙醇、环己醇、2-乙基己醇；同样合适的可以是C9-C22醇，其如果合适还可以含有双键，例如硬脂醇、油醇；乙烯醇、羟乙基(甲基)丙烯酸酯、羟丙基(甲基)丙烯酸酯、羟丁基(甲基)丙烯酸酯；硫醇和其它NCO-活性化合物，和例举的组分d)和还有其它的化合物的混合物。

如果使用组分d)，则其优选为上面例举的基于聚醚的亲水性化合物。

基于含脲基的羟基官能聚氨酯，组分d)的化合物通常以0-25重量％，优选0-10重量％，更优选0-3.5重量％的量使用。

原则上合适的组分e)的化合物是仅有一个伯氨基或仅有一个仲氨基和至少一个羟基的氨基醇，例如二乙醇胺、N-甲基乙醇胺、N-乙基乙醇胺、N-丙基乙醇胺、二异丙醇胺、N-甲基异丙醇胺、N-乙基异丙醇胺、N-丙基异丙醇胺、N-羟乙基氨基环己烷、N-羟乙基氨基苯，单环氧化物例如

E10[叔碳酸的甘油酯，Hexion]与伯或仲单胺例如氨、乙胺、丙胺、丁胺、己胺、环己胺或者具有伯氨基的氨基醇例如乙醇胺、异丙醇胺、丙醇胺的反应产物，不饱和化合物例如丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯或甲基丙烯酸羟丁酯与伯或仲胺或者与具有伯氨基的氨基醇例如氨、乙胺、丙胺、丁胺、己胺、环己胺、乙醇胺、异丙醇胺、丙醇胺的在Michael加成意义上的反应产物，组分e)的至少60重量％由具有仲氨基的氨基醇组成。

在组分e)中，优选使用至少80重量％的具有仲氨基和1-3个羟基的氨基醇。

特别优选在组分e)中仅使用，即100重量％程度的仅具有一个仲氨基和一个或两个羟基的氨基醇，例如二乙醇胺、N-甲基乙醇胺、N-乙基乙醇胺、二异丙醇胺、N-甲基异丙醇胺、N-乙基异丙醇胺。

组分e)的化合物通常以0.7-1.2，优选0.93-1.03的量并且更优选以0.96-1.0的组分e)化合物的氨基当量/通过使组分a)、b)、c)和任选的d)反应获得的预聚物的异氰酸酯基团当量使用，以实现氨基与异氰酸酯基团尽可能有针对性地反应以形成脲结构。

由组分a)、b)、c)和任选的d)形成的NCO官能中间体与羟胺组分e)反应导致形成脲结构，该反应是本发明必需的。

为了制备本发明的含脲基的羟基官能聚氨酯和/或它们的溶液，使组分a)、b)、c)和任选的d)以单级，或任选地还以多级合成，任选地伴随着使用催化剂反应，得到异氰酸酯官能中间体，随后与组分e)反应直到达到所希望的异氰酸酯含量，通常＜0.5重量％，优选＜0.1重量％。在溶液情形下，随后将含脲基的羟基官能聚氨酯溶于水，在溶解之前或与其平行的任何所希望的时间点下加入足够量的合适的中和剂，并且将任选一并使用的溶剂再次全部或部分蒸馏除去。

异氰酸酯官能中间体以本体在20-170℃或者以有机溶液在20-200，优选40-90℃温度下通过组分a)、b)、c)和任选的d)单级或多级反应制备，直到异氰酸酯含量大约为或刚好低于理论或所希望的异氰酸酯含量，并且随后使该异氰酸酯官能中间体与组分e)反应，优选使得组分e)，如果合适用溶剂稀释，在0-50℃引入并且异氰酸酯官能中间体，如果合适以溶液在使得放热反应在每一时间点下保持可控的速率计量加入。在该情形下，组分e)的量优选为使得氨基醇的一个氨基用于中间体的每个游离异氰酸酯基团。然后进行反应直到反应产物的异氰酸酯含量达到所希望的值，通常＜0.5重量％，优选＜0.1重量％，更优选0重量％。

在异氰酸酯官能中间体的制备期间，可以使用为了使组分a)的化合物的酸基转化所需的中和剂，如果中和剂不含异氰酸酯官能团的话。原则上适用于该目的的是不含伯或仲氨基并且不含羟基的所有胺，例如三乙胺、N-甲基吗啉、二甲基环己胺、乙基二异丙胺、二甲基异丙胺，和这些与还有其它相应的胺的混合物。

如果合适，必须注意过高量的这类中和剂在反应期间可能导致不需要的副反应，例如组分c)化合物的过度三聚。因此例举的中和剂优选在制备异氰酸酯官能中间体后才加入。

特别优选在异氰酸酯官能中间体与氨基醇组分e)反应后，在用水溶解/溶于水中之前或与此平行，例如通过使用水/中和剂混合物用于溶解步骤而加入中和剂。

除了已经描述的胺，这里还可以使用例如含有游离氨基和/或羟基的其它碱，例如氨、2-氨基乙醇、氨基丙醇、3-氨基-1，2-丙二醇、氨基丁醇、1，3-二氨基-2-丙醇、双(2-羟丙基)胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N-甲基二异丙醇胺、二甲基乙醇胺、二乙基乙醇胺、二甲基异丙醇胺、吗啉、2-氨基甲基-2-甲基丙醇以及氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钡、氢氧化钾，还有所述中和剂以及如果合适其它的中和剂的混合物。

优选的中和剂是氨、三乙胺、二甲基乙醇胺、甲基二乙醇胺、三乙醇胺、2-氨基甲基-2-甲基丙醇、二甲基环己胺、乙基二异丙胺、氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾和它们的混合物。

全部加入的中和剂的量为使得获得光学澄清到些微不透明的水溶液。一般而言，基于引入的酸基，中和度为至少25mol％，优选至少50mol％并且不超过150mol％。在超过100mol％的中和度的情况下，除了100％的离子盐基团，则还存在另外的游离中和剂。特别优选50-100mol％的中和度。

还可以使用不同中和剂的混合物和/或组合。

在阳离子含水聚氨酯溶液的情形下，用酸将引入的叔氨基转化成相应的盐。原则上适用于该目的的是所有的酸，优选磷酸、乳酸和乙酸。

用于制备本发明必需的含脲基的羟基官能聚氨酯的合适催化剂是例如异氰酸酯化学中已知的催化剂，例如叔胺，锡、锌、钛、锆、钼或铋的化合物，尤其是三乙胺、1，4-二氮杂双环[2，2，2]辛烷、二辛酸锡或二月桂酸二丁基锡。基于用于聚氨酯制备的所有化合物的总量，催化剂可以0-2重量％，优选0-0.5重量％的量使用。

通过伴随着搅拌将(任选温热的)水加入(任选地溶于有机溶剂中的)溶液的聚氨酯，或者通过伴随着搅拌将任选包含有机溶剂的聚氨酯转移到含水接受容器中完成含脲基的羟基官能聚氨酯溶于水。

合适溶剂的例子是丙酮、甲乙酮、甲基异丁酮、N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、丁基乙二醇、丁基二甘醇、乙二醇二甲醚、乙二醇、丙二醇、二丙二醇、甲氧基丙醇、乙酸甲氧基丙酯，以及所述溶剂和还有其它溶剂的混合物。按比例地，还同样可以一并使用疏水性溶剂，例如脂族和/或芳族烃和/或烃混合物，例如溶剂石脑油、甲苯等。优选使用的溶剂是丙酮。

本发明的含水聚氨酯溶液通常包含少于20重量％，优选少于5重量％的有机溶剂、分散剂和稀释剂。特别优选差不多(praktisch)无溶剂的水溶液，其通常包含少于1重量％的溶剂。

用于制备的有机溶剂，尤其是优选的丙酮通常不能溶解本发明的聚氨酯。通常作为中间体获得本发明的聚氨酯于有机介质，特别是于丙酮中的非-含水分散体。这具有分散步骤之前粘度特别低并且更容易进行分散的优点。

通过优选于丙酮中的非-含水有机分散体作为中间体制备本发明的含水聚氨酯溶液是用于本发明的含水聚氨酯和它们的溶液的优选制备方法。

在溶于水中/用水溶解后，通过蒸馏例如通过施加温和的真空或通过用氮气流吹出而部分，优选全部除去任选存在的溶剂。在本上下文中，还可以通过蒸馏除去过量的水以及进一步增加溶液的固含量。

在溶解步骤f)之前、期间或之后，任选的，可以加入添加剂、助剂、溶剂或者再次加入中和剂，例如表面活性物质、乳化剂、稳定剂、防沉降剂、UV稳定剂、用于交联反应的催化剂、光引发剂、引发剂、消泡剂、抗氧化剂、防结皮剂、流动控制助剂、增稠剂和/或杀菌剂。

以该方式，获得具有高固含量、少至没有有机溶剂、即使当长时间储存时也有优异的水解稳定性、类似有机溶解的聚合物的那些的稀释特性和加工特性、对于不同可能的应用显著合适的光学澄清，或如果合适些微不透明的含脲基的羟基官能聚氨酯水溶液。基于高固含量和溶液的特征，可以例如在一个操作中获得具有在涂料或粘合剂的情形中具有特别高的无缺陷、光滑并且非常均匀的涂料厚度的膜，因为与使用分散体相反，分散体颗粒不需要聚结并且固含量高于分散体情形中常见的。

本发明的含水聚氨酯溶液通常具有30-80重量％，优选46-75重量％并且更优选55-75重量％的固含量。

根据下面的公式用算术方法测量，根据本发明的含脲基的羟基官能聚氨酯和/或聚氨酯-聚脲和/或它们的溶液具有750-30000g/mol，优选850-7500g/mol并且更优选1000-3000g/mol的聚氨酯分子量。

分子量可以根据以下公式用算术方法测量：

MG＝批次质量/(异氰酸酯c)的mol+亲水化试剂a)的mol+多元醇b)的mol+氨基醇d)的mol+其它化合物e)的mol)-异氰酸酯基团的当量＝g/mol。

基于溶液的固含量，本发明的含脲基的羟基官能聚氨酯和它们的溶液优选具有2.5-9重量％，更优选3-7.5重量％的羟基含量，OH基可以是伯和/或仲性质的。优选伯羟基。

根据本发明的含脲基的羟基官能聚氨酯和它们的溶液的酸值优选为2-45mg/KOH/g，优选4-28mg KOH/g并且更优选6-17mgKOH/g，基于聚氨酯。

根据本发明的含脲基的羟基官能聚氨酯和它们的溶液包含通过组分e)的氨基生成的3-20重量％，优选5-17重量％并且非常特别优选8-14重量％的脲基含量，基于聚氨酯；可以例如通过使用含脲基的多异氰酸酯组分c)和/或通过使用胺作为组分d)，和/或通过使用氨基官能亲水化试剂a)将另外的脲基引入聚氨酯水溶液和/或聚氨酯本身中。

本发明的含水聚氨酯溶液是具有＜200nm的平均粒度的水溶液，优选具有＜50nm的平均粒度的澄清或不透明溶液，并且更优选通常不再可能测量粒度的光学澄清溶液。

本发明的含脲基的羟基官能聚氨酯和它们的溶液可以本身单独或者与其它水溶液和/或分散体，如果合适伴随着加入与OH基反应的交联剂用于聚氨酯体系。

此外，本发明另外提供了包含本发明的含脲基的羟基官能聚氨酯和它们的水溶液作为组分A)的聚氨酯体系。

作为组分B)，本发明的聚氨酯体系可以包含多异氰酸酯B)，其任选地被亲水改性。

这类亲水改性的可水分散或水溶性多异氰酸酯可以通过以下成分反应获得：

B1)至少一种具有脂族、脂环族、芳脂族和/或芳族键合的异氰酸酯基团的多异氰酸酯，

B2)至少一种离子或潜性离子和/或非离子亲水化化合物，

B3)如果合适，一种或多种具有1-4个羟基、具有62-2500g/mol分子量范围的多官能(mehrwertig)醇和/或多元醇和/或氨基醇和/或多胺。

如果合适，适用于B)的任选经亲水改性的的多异氰酸酯B)可以包含稳定剂、乳化剂和其它助剂，以及如果合适，溶剂。

该可水分散或水溶性多异氰酸酯优选由以下成分构成：

30-98重量％，优选50-97重量％，更优选70-96重量％的组分B1)，

1-40重量％，优选2-35重量％，更优选3-20重量％的组分B2)，

0-60重量％，优选0-45重量％，更优选0-30重量％的组分B3)。

可水分散或水溶性多异氰酸酯B)可以作为100％物质或作为有机溶液或分散体用于本发明的涂覆剂。该多异氰酸酯溶液或分散体具有10-98重量％，优选50-95重量％的固含量。

用于制备可水分散或水溶性多异氰酸酯B)的合适的多异氰酸酯B1)是例如描述于J.Prakt.Chem.336(1994)第185-200页中的类型的上面组分c)的描述指定类型的通过将简单的脂族、脂环族、芳脂族和/或芳族二异氰酸酯改性制备的多异氰酸酯，所述多异氰酸酯具有异氰酸酯二聚体、异氰脲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲、脲、氨基甲酸酯、亚氨基

二嗪二酮和/或

二嗪三酮的结构。

可水分散或水溶性多异氰酸酯B)优选基于脂族和/或脂环族二异氰酸酯，更优选基于1，6-己二异氰酸酯制备。

合适的亲水化组分B2)的例子是含有至少一个羟基或氨基的聚氧化烯醚。这些聚醚包括30-100重量％份额的衍生自环氧乙烷的结构单元。具有线型结构并且具有1-3的官能度的聚醚以及通式(I)的化合物是合适的，

其中

R¹和R²彼此独立地各自是具有1-18个碳原子的二价脂族、脂环族或芳族基团，其可被氧和/或氮原子间隔，和

R³是烷氧基封端的聚环氧乙烷基团。

非离子亲水化化合物的另一些例子是可以常规方式通过合适起始物分子烷氧基化获得的类型的每分子含有统计平均5-70，优选7-55个环氧乙烷单元的单官能聚环氧烷聚醚醇(例如Ullmanns

der technischen Chemie，第4版，第19卷，Verlag Chemie，Weinheim第31-38页)。

合适的起始物分子的例子是饱和一元醇例如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、异构的戊醇、己醇、辛醇和壬醇、正癸醇、正十二烷醇、正十四烷醇、正十六烷醇、正十八烷醇、环己醇、异构的甲基环己醇或羟甲基环己烷、3-乙基-3-羟甲基环氧乙烷或四氢呋喃醇，二甘醇单烷基醚例如二甘醇单丁醚，不饱和醇例如烯丙醇、1，1-二甲基烯丙醇或油醇，芳族醇例如苯酚、异构的甲酚或甲氧基苯酚，芳脂族醇例如苄醇、茴香醇或肉桂醇，仲单胺例如二甲胺、二乙胺、二丙胺、二异丙胺、二丁胺、双(2-乙基己基)胺、N-甲基-和N-乙基环己胺或二环己胺，以及杂环仲胺例如吗啉、吡咯烷、哌啶或1H-吡唑。优选的起始物分子是饱和一元醇。特别优选使用二甘醇单丁醚、乙二醇单烷基醚、二甘醇单甲醚和/或二甘醇单乙醚作为起始物分子。

适用于烷氧基化反应的环氧烷特别为环氧乙烷和环氧丙烷，其可以任何顺序或者以混合物用于烷氧基化反应。

聚环氧烷聚醚醇是纯的聚环氧乙烷聚醚或者其的环氧烷单元的至少30mol％，优选至少40mol％由环氧乙烷单元组成的混合的聚环氧烷聚醚。优选的非离子化合物是包含至少40mol％环氧乙烷单元和不超过60mol％环氧丙烷单元的单官能混合聚环氧烷聚醚。

合适的离子或潜性离子化合物B2)是例如单和二羟基羧酸、单和二氨基羧酸、单和二羟基磺酸、单和二氨基磺酸以及它们的盐，例如二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、羟基新戊酸、N-(2-氨基乙基)-β-丙氨酸、2-(2-氨基乙基氨基)乙烷磺酸、乙二胺丙基磺酸或乙二胺丁基磺酸、1，2-或1，3-亚丙基二胺乙基磺酸、苹果酸、柠檬酸、乙醇酸、乳酸、甘氨酸、丙氨酸、牛磺酸、赖氨酸、3，5-二氨基苯甲酸、IPDA和丙烯酸的加合物(EP-A 0 916 647，实施例1)和它们的碱金属和/或铵盐；亚硫酸氢钠在丁-2-烯-1，4-二醇上的加合物、聚醚磺酸盐、例如描述于DE-A 2 446 440(5-9页，式I-III)的2-丁烯二醇和NaHSO₃的丙氧基化加合物，和环己基氨基丙烷磺酸。优选的离子或潜性离子化合物是具有特别地通过环己基氨基丙烷磺酸引入的磺酸盐基团的那些。

同样合适的是不同的亲水化组分B2)例如非离子的基于聚环氧乙烷的组分和离子的基于磺酸盐的组分的组合。

例举的离子和非离子亲水化组分B2)通过它们的羟基和/或氨基与多异氰酸酯的一部分异氰酸酯基团反应而发生转化。该情形也被称为内化学引入的亲水化。

这类可水分散多异氰酸酯的制备全面地阐述于例如EP-A 0 959 087(2页，25-46行)和EP-A 1 065 228(4页43行-10页35行)。

同样合适的内乳化剂B2)是描述于EP-A 0 703 255并且包含多异氰酸酯和具有至少一个硫酸基或其的阴离子的任何羟基、巯基或氨基官能化合物的反应产物作为乳化剂的离子亲水化可水乳化的多异氰酸酯。用于制备乳化剂的优选的硫酸合成组分是具有脂族键合的OH基的羟基磺酸，或这类羟基磺酸的盐，例子是例如在名称

(Th.GoldschmidtAG，Essen，DE)下售出的类型的特定聚醚磺酸盐、亚硫酸氢盐在不饱和醇上的加合物、羟基乙烷磺酸和羟基丙烷磺酸，和氨基磺基甜菜碱，其可以通过用1，3-丙烷磺内酯将叔氨基醇季铵化制备。还优选2-(环己基氨基)乙烷磺酸和3-(环己基氨基)丙烷磺酸或其的盐作为亲水化组分。

作为组分B2)的合适外乳化剂是例如阴离子乳化剂，例如基于烷基硫酸盐的那些、烷基芳基磺酸盐、例如描述于Houben-Weyl，Methoden derorganischen Chemie，扩展和增补卷，第4版，第E 20卷，1987(第1部分，第259-262页)的烷基酚聚醚硫酸盐，或烷基聚醚硫酸盐，或者非离子乳化剂例如链烷醇、酚或脂肪酸的烷氧基化产物，优选乙氧基化产物。

如果合适，用于伴随使用的合适的组分B3)可以是以下这些：

单官能C1-C22醇，例如丁醇或2-乙基己醇，例如具有62-350分子量的二醇例如丁二醇、二甘醇、新戊二醇、乙二醇，例如三醇如三羟甲基丙烷、甘油，具有400-2500g/mol分子量的二或三羟基官能的C2、C3和/或C4聚醚和/或聚酯和/或聚碳酸酯，单官能胺，二胺例如六亚甲基二胺和羟胺。

多异氰酸酯交联剂B)具有1-50重量％，优选8-30重量％的NCO含量。在合适的情况下，它们可以用溶剂稀释，该溶剂任选地与水混溶但对异氰酸酯惰性。

作为多异氰酸酯交联剂B)，同样可以使用上面作为组分B1)或者作为B1)与B3)的反应产物描述类型的疏水性多异氰酸酯，即未亲水改性的多异氰酸酯。这类疏水性多异氰酸酯通常具有100-10000mPas/23℃的粘度。

优选的疏水性多异氰酸酯是具有500-5000mPas/23℃粘度的那些。

优选基于脂(环)族二异氰酸酯的具有异氰脲酸酯、缩二脲、异氰酸酯二聚体、亚氨基

二嗪二酮、氨基甲酸酯、脲和/或脲基甲酸酯结构单元的上述类型的疏水性多异氰酸酯，尤其是基于1，6-己二异氰酸酯的那些。

优选具有＞2，特别地＞2.8的官能度的上述疏水性多异氰酸酯。

在本发明的一个优选实施方案中，本发明的聚氨酯体系包含：

A)至少一种本发明的含脲基的羟基官能聚氨酯或其的水溶液，任选地连同其它的水溶液和/或分散体和/或有机溶解或分散的聚合物和/或低聚物和/或100％产品，和

B)至少一种至少75重量％由疏水性多异氰酸酯交联剂组成的多异氰酸酯交联剂。

在本发明的一个特别优选的实施方案中，本发明的聚氨酯体系包含：

A)至少一种本发明的含脲基的羟基官能聚氨酯或其的水溶液，任选地连同其它的水溶液和/或分散体和/或有机溶解或分散的聚合物和/或低聚物和/或上述类型的100％产品，和

B)至少一种100重量％由基于1，6-己二异氰酸酯的疏水性多异氰酸酯交联剂组成的多异氰酸酯交联剂。

将理解的是还可以使用不同多异氰酸酯B)的混合物，尤其是亲水化多异氰酸酯和非-亲水化多异氰酸酯的混合物，或者低官能度的低粘度非-亲水化多异氰酸酯与较高粘度和较高官能度的非-亲水化多异氰酸酯的混合物。借助于这些优选的组合，可以在组分B)中调节最佳的亲水性，即尽可能低的亲水性并且调节最佳的混合性能。

此外，在本发明的聚氨酯体系中还可以存在另外的溶液或分散体C)，例如包含不饱和基团的分散体，例如包含不饱和可聚合基团并且基于聚酯、聚氨酯、聚环氧化物、聚醚、聚酰胺、聚硅氧烷、聚碳酸酯、丙烯酸环氧酯、加聚物(Polymerisat)、聚酯丙烯酸酯、聚氨酯-聚丙烯酸酯和/或聚丙烯酸酯的分散体。

还可以将同样含有官能团例如羟基的例如基于聚酯、聚氨酯、聚环氧化物、聚醚、聚酰胺、聚乙烯酯、聚乙烯醚、聚硅氧烷、聚碳酸酯、加聚物和/或聚丙烯酸酯的分散体混合在C)中。因此，可以例如将两种不同的羟基官能含水聚合物组合，例如将具有相对高羟基含量的相对低分子量的本发明含水聚氨酯溶液与例如基于聚丙烯酸酯和/或聚氨酯并且具有相对低羟基含量的相对高分子量聚合物分散体组合，以产生特殊的效果，例子是沉淀、互穿的网络等。

还可以将基于聚酯、聚氨酯、聚环氧化物、聚醚、聚酰胺、聚硅氧烷、聚乙烯醚、聚丁二烯、聚异戊二烯、氯化橡胶、聚碳酸酯、聚乙烯酯、聚氯乙烯、加聚物、聚丙烯酸酯、聚氨酯-聚丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、醇酸树脂、聚碳酸酯、聚环氧化物、环氧丙烯酸酯并且不含官能团的分散体混合在C)中。以该方式，可以例如降低交联密度水平，影响物理干燥例如加快物理干燥，或例如产生弹性或者附着力适应性。

同样在C)中可以使用被称为活性稀释剂的那些、具有不饱和基团的低粘度化合物例如双丙烯酸己二醇酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二丙烯酸酯、四丙烯酸季戊四醇酯、六丙烯酸二季戊四醇酯和基于双酚A的二环氧化物双丙烯酸酯。

本发明的聚氨酯体系可以进一步包含各种各样的添加剂和助剂，例如稳定剂、引发剂、光引发剂、抗氧化剂、流动控制剂、过氧化物、氢过氧化物、消泡剂、干燥剂、润湿剂、促进剂和/或例如光稳定剂。

另外，它们可以包含有机和/或无机颜料和/或基于铝箔的金属颜料；填料例如炭黑、硅石、滑石、高岭土、粉末或纤维形式的玻璃、纤维素，以及这些和/或在漆料、涂料和粘合剂生产中常用的其它的添加剂、助剂和其它材料的混合物。

由于游离的反应性基团，本发明的聚氨酯体系具有几分钟至24小时，或者在例外的情形中更长的有限的加工时间。

这些反应性聚氨酯体系的最终性能、固化速率以及加工时间(贮存期)可能受到尤其是催化剂加入的方法影响。合适的催化剂为例如叔胺，例如二氮杂双环壬烷；二氮杂双环十一烷，三乙胺，乙基二异丙胺，基于锡的金属化合物例如辛酸锡(II)、二月桂酸二丁基锡和氯化锡，基于锌、镁、锆、铋或者钼的金属化合物，例如钼酸锂，以及基于其它金属的金属化合物。基于配方的固含量，典型的用量为0.001-1重量％。

借助于本发明的聚氨酯体系，原则上可以使所有基材进行涂漆、涂覆、精整、浸渍和/或处理，例如矿物基材、木、木-基材料、家具、镶木地板、门、窗框、金属制品、塑料、纸、纸板、软木塞、皮革、合成皮革、织物、陶瓷材料和所有类型的复合材料。

它们适合作为涂覆剂、密封剂、墨水、印刷油墨、胶料、粘附促进剂和活性稀释剂。

该聚氨酯体系可以已知的方式通过喷涂、刀涂、辊涂、刮涂、浸涂或浇涂施加。

以该方式，可以获得特点在于非常好的加工性能、健壮性以及冷冻稳定性并且特点在于具有优异的膜光学质量、丰满度和均匀性、低的坑易受性、好的抗性和平衡的硬度/弹性水平的涂料的涂料和涂层。

本发明的聚氨酯体系可以在环境温度至200℃，优选10-80℃固化。

通过将本发明必需的水溶液，在合适的情况下与另外的含水或有机溶解或分散的聚合物和/或低聚物和/或100％产品组合，与一种或多种所述的交联剂树脂以及如果合适，另外的交联剂树脂混合制备本发明的聚氨酯体系。该混合操作可以一个阶段或以多个阶段通过手动或通过使用工业助剂或机器产生提高的剪切作用并由此产生特别均匀的混合。合适的混合方法和混合组件是例如喷嘴分散、借助于溶解器、借助于强制混合组件、借助于球磨机或珠磨机，或借助于静态混合机分散。

为了获得特定效果，在制备期间还可以加入所需量的漆料工业中典型的助剂，例如表面活性物质、乳化剂、稳定剂、防沉降剂、UV稳定剂、滑爽添加剂、消光剂、用于交联反应的催化剂、消泡剂、抗氧化剂、防沉降剂、润湿剂、增塑剂、防结皮剂、流动控制助剂、增稠剂和/或杀菌剂。

实施例

除非另外说明，所有百分比将理解为重量百分比。

所述粘度根据DIN 53229在23℃测量。

所述NCO含量根据DIN EN ISO 11909测量。

所述固含量根据DIN EN ISO 3251测量。

使用的原料：

C 2200(Bayer MaterialScience AG，Leverkusen，德国)，具有羟基端基、分子量2000g/mol、OH值56mg KOH/g物质的脂族聚碳酸酯二醇

N 3300(Bayer MaterialScience AG，Leverkusen，德国)，具有异氰脲酸酯结构单元、基于1，6-己二异氰酸酯、当量195g/mol的无溶剂脂族多异氰酸酯

N 100(Bayer Material Science AG，Leverkusen，德国)，具有缩二脲结构单元、基于1，6-己二异氰酸酯、当量190g/mol的无溶剂脂族多异氰酸酯

N 3400(Bayer Material Science AG，Leverkusn，德国)，具有异氰酸酯二聚体结构单元、基于1，6-己二异氰酸酯、当量191g/mol的无溶剂脂族多异氰酸酯

Z4400(Bayer MaterialScience AG，Leverkusen，德国)，具有异氰脲酸酯结构单元、基于异佛尔酮二异氰酸酯、当量252g/mol的无溶剂脂族多异氰酸酯

44M(Bayer MaterialScience AG，Leverkusen，德国)，单体的二苯基甲烷4，4′-二异氰酸酯，当量125g/mol

2028(Bayer MaterialScience AG，Leverkusen，德国)，具有羟基端基、分子量2000、OH值56mg KOH/g物质的基于己二酸、1，6-己二醇和新戊二醇的聚酯二醇

3600(Bayer MaterialScience AG，Leverkusen，德国)；具有羟基端基、分子量2000g/mol、OH值56mg KOH/G物质的聚环氧丙烷二醇

聚醚LP 112(Bayer MaterialScience AG，Leverkusen，德国)；具有羟基端基、分子量1000g/mol、OH值112mg KOH/G物质的聚环氧丙烷二醇

聚酯P200H(Bayer MaterialScience AG，Leverkusen，德国)；具有羟基端基、分子量2000g/mol、OH值56mg KOH/G物质的基于邻苯二甲酸酐和1，6-己二醇的聚酯二醇

MPEG 750：甲氧基聚乙二醇，分子量750g/mol(例如

750，BASF AG，德国)

2000(Invista，USA)，羟基官能的聚丁二醇，″Poly THF″，分子量2000g/mol

聚氨酯溶液1)

将8.5g丁二醇、270g聚酯P200H和41.6g二羟甲基丙酸的混合物用349g丙酮稀释，并且在40℃与179.8g异佛尔酮二异氰酸酯和315.9g

N 3300的混合物混合。将其在60℃搅拌直到达到7.8％的理论NCO含量或者些微低于该值。将该异氰酸酯官能中间体溶液用320g丙酮稀释，并且然后伴随着搅拌引入在室温预先置入的162g N-甲基乙醇胺和148g丙酮的混合物中，将所得混合物在50℃搅拌直到NCO含量为≤0.1％。这得到羟基官能聚氨酯的丙酮溶液。加入24.9g二甲基乙醇胺作为中和剂后，通过加入600g软化水使产品分散，并且通过蒸馏除去丙酮。

这得到具有12.6重量％脲基含量、3.8重量％羟基含量(在每一情形下基于固含量)、65重量％固含量和12000mPas粘度的澄清含水羟基官能聚氨酯溶液。该含水聚氨酯溶液基本无溶剂，pH为7.1。

聚氨酯溶液2)

将8.7g丁二醇、195g

C2200、80g

3600和42.4g二羟甲基丙酸的混合物用353g丙酮稀释，并且在40℃与183.2g异佛尔酮二异氰酸酯和315.2g

N 100的混合物混合。将其在60℃搅拌直到达到7.8％的理论NCO含量或者些微低于该值。将该异氰酸酯官能中间体溶液用320g丙酮稀释，并且然后伴随着搅拌引入在室温预先置入的165g N-甲基乙醇胺和149g丙酮的混合物中，将所得混合物在50℃搅拌直到NCO含量为＝0。得到羟基官能聚氨酯的丙酮分散体。加入25.3g二甲基乙醇胺作为中和剂后，通过加入900g软化水使产品分散，并且然后通过蒸馏除去丙酮。

这得到具有12.7重量％脲基含量、3.8重量％羟基含量(在每一情形下基于固含量)、51重量％固含量和3800mPas粘度的澄清含水羟基官能聚氨酯溶液。该含水聚氨酯溶液基本无溶剂，pH为7.8。

聚氨酯溶液3)

将7g新戊二醇、250g

2028、11.3g MPEG750和40.2g二羟甲基丙酸的混合物用356g丙酮稀释，并且在40℃与166.5g异佛尔酮二异氰酸酯和292.5g

N 3300的混合物混合。将其在60℃搅拌直到些微低于7.7％的理论NCO含量。将该异氰酸酯官能预聚物溶液用283g丙酮稀释，并且然后伴随着搅拌引入在室温预先置入的210g二乙醇胺和137g丙酮的混合物中，将所得混合物在50℃搅拌直到NCO含量为＝0。这得到羟基官能聚氨酯的浅蓝色丙酮分散体。加入19.4g25％浓度的氨水溶液后，通过加入620g软化水使产品分散，并且然后通过蒸馏除去丙酮。

这得到具有12.2重量％脲基含量和7.0重量％羟基含量(在每一情形下基于固含量)的澄清并且无色的含水羟基官能聚氨酯溶液。当储存时，由于结晶该水溶液可能变得混浊；这是可逆的并且可以通过短暂的轻微加热重新消除。该聚氨酯溶液具有61重量％固含量、7000mPas粘度、无溶剂并且具有7.5的pH。

聚氨酯溶液4)

将19.5g三羟甲基丙烷、253.7g聚酯P 200H和40.7g二羟甲基丙酸的混合物用341g丙酮稀释，并且在40℃与248.9g异佛尔酮二异氰酸酯和253.1g

N 3300的混合物混合。将其在60℃搅拌直到达到8.1％的理论NCO含量。将该异氰酸酯官能预聚物溶液用290g丙酮稀释，并且然后伴随着搅拌引入在室温预先置入的168.2g N-甲基乙醇胺和144g丙酮的混合物中，将所得混合物在约50℃搅拌直到NCO含量为＝0。加入24.3g二甲基乙醇胺作为中和剂后，通过加入850g软化水使产品分散，并且然后通过蒸馏除去丙酮。

这得到具有12.7重量％脲基含量、3.9重量％羟基含量(在每一情形下基于固含量)、54重量％固含量和8900mPas粘度的澄清含水羟基官能聚氨酯溶液。该含水聚氨酯溶液澄清、无色并且基本无溶剂，pH为8.6。

聚氨酯溶液5)

将13.3g新戊二醇、289g聚酯P200A和31.9g二羟甲基丙酸的混合物用327g丙酮稀释，并且在40℃与221g异佛尔酮二异氰酸酯和209g

N 3300的混合物混合。将其在55℃搅拌直到达到7.4％的NCO含量(理论：7.8％)。将该异氰酸酯官能预聚物溶液用329g丙酮稀释，并且然后伴随着搅拌引入在室温预先置入的144.5g N-甲基乙醇胺和139g丙酮的混合物中，将所得混合物在50℃搅拌直到NCO含量为＝0。加入19.2g三乙胺作为中和剂后，通过加入790g软化水使产品分散，并且然后通过蒸馏除去丙酮。

这得到具有12.4重量％脲基含量、3.8重量％羟基含量(在每一情形下基于固含量)、54重量％固含量和6600mPas粘度的澄清含水羟基官能聚氨酯溶液。该含水聚氨酯溶液澄清、无色并且基本无溶剂，pH为8。

聚氨酯溶液6)

将5g丁二醇、127.5g

2028、127.5g聚酯P200H和43.7g二羟甲基丙酸的混合物用330g丙酮稀释，并且在40℃与169.8g异佛尔酮二异氰酸酯、240g

N 3300和57g

N100的混合物混合。将其在60℃搅拌直到达到7.8％的理论NCO含量或或些微低于该值。将该异氰酸酯官能预聚物溶液用300g丙酮稀释，并且然后伴随着搅拌引入在室温预先置入的214g二乙醇胺和140g丙酮的混合物中，将所得混合物在50℃搅拌直到NCO含量为＝0。这得到羟基官能聚氨酯的混浊丙酮分散体。加入21.1g 25％浓度氨水溶液作为中和剂后，通过加入525g软化水使产品分散，并且然后通过蒸馏除去丙酮。

这得到具有11.4重量％脲基含量、7.0重量％羟基含量(在每一情形下基于固含量)、63重量％固含量和2400mPas粘度的澄清含水羟基官能聚氨酯溶液。该澄清含水聚氨酯溶液基本无溶剂，pH为7.4。

聚氨酯溶液7)

将7.5g新戊二醇、264g聚酯2028和37g二羟甲基丙酸的混合物用321g丙酮稀释，并且在40℃与159.8g异佛尔酮二异氰酸酯和281g

N 3300的混合物混合。将其在60℃搅拌直到达到7.8％的理论NCO含量。将该异氰酸酯官能预聚物溶液用292g丙酮稀释，并且然后伴随着搅拌引入在室温预先置入的50.4g二乙醇胺、108gN-甲基乙醇胺和136g丙酮的混合物中，将所得混合物在50℃搅拌直到NCO含量为＝0。这得到羟基官能聚氨酯的浅蓝色丙酮分散体。加入17.2g二甲基乙醇胺作为中和剂后，通过加入530g软化水使产品分散，并且然后通过蒸馏除去丙酮。

这得到具有12重量％脲基含量、4.5重量％羟基含量(在每一情形下基于固含量)、64重量％固含量和7500mPas粘度的澄清含水羟基官能聚氨酯溶液。该澄清含水聚氨酯溶液基本无溶剂，pH为6.5。当长时间储存时，由于结晶该澄清溶液可能变得混浊。该结晶可逆；通过在约45℃短暂加热恢复到澄清溶液。

聚氨酯溶液8)

将24.2g新戊二醇、275g聚酯P200H和100ppm磷酸二丁酯的混合物用345g丙酮稀释，并且在40℃与183.2g异佛尔酮二异氰酸酯和321.8g

N 3300的混合物混合。将其在65℃搅拌直到达到9.4％的理论NCO含量。将该异氰酸酯官能预聚物溶液用313g丙酮稀释，并且然后伴随着搅拌引入在室温预先置入的41.2g N-甲基乙醇胺、146.3g二异丙醇胺、41.2g 45％浓度的2-(2-氨基乙基)氨基乙烷磺酸钠盐的水溶液和146g丙酮的混合物中，将所得混合物在60℃搅拌直到NCO含量为＝0。这得到羟基官能聚氨酯的些微混浊的丙酮分散体。通过加入950g软化水进行分散，并且通过蒸馏除去丙酮。

这得到具有12.7重量％脲基含量、5.5重量％羟基含量(在每一情形下基于固含量)、53重量％固含量和5000mPas粘度的些微不透明含水羟基官能聚氨酯溶液，pH为9.9。

聚氨酯溶液9)

将8.1g新戊二醇、245g由间苯二甲酸、新戊二醇和乙二醇制备的具有1380g/mol分子量的二羟基官能聚酯，和35.5g二羟甲基丙酸的混合物用328g丙酮稀释，并且在40℃与173.2g异佛尔酮二异氰酸酯和304.2g

N 3300的混合物混合。将其在60℃搅拌直到达到8％的理论NCO含量或些微低于该值。将该异氰酸酯官能预聚物溶液用298g丙酮稀释，并且然后伴随着搅拌引入在室温预先置入的156g N-甲基乙醇胺和139g丙酮的混合物中，将所得混合物在55℃搅拌直到NCO含量为＝0。加入20.5g二甲基乙醇胺作为中和剂后，通过加入770g软化水使产品分散，并且然后通过蒸馏除去丙酮。

这得到具有12.6重量％脲基含量、3.8重量％羟基含量(在每一情形下基于固含量)、55重量％固含量和10000mPas粘度的不透明含水羟基官能聚氨酯溶液。该含水聚氨酯溶液基本无溶剂，pH为8.4。

聚氨酯溶液10)

将23.9g丁二醇、270.3g聚酯P200H和19.5g二羟甲基丙酸的混合物用333g丙酮稀释，并且在40℃与175.5g异佛尔酮二异氰酸酯和288.4g

N 3300的混合物混合。将其在60℃搅拌直到NCO含量些微低于理论NCO含量。将该异氰酸酯官能中间体溶液用300g丙酮稀释，并且然后在30分钟内伴随着搅拌引入在室温预先置入的214g二乙醇胺和141g丙酮的混合物中，将所得混合物在50℃搅拌直到NCO含量为≤0.1％。这得到羟基官能聚氨酯的丙酮分散体。加入12.9g三乙胺作为中和剂后，通过加入5200g软化水使产品分散，并且通过蒸馏除去丙酮。

这得到具有11.7重量％脲基含量、7.0重量％羟基含量(在每一情形下基于固含量)、66重量％固含量和10000mPas粘度的澄清含水羟基官能聚氨酯溶液。该含水聚氨酯溶液基本无溶剂，pH为6.6。

聚氨酯溶液11)

将8.5g丁二醇、270g

3600和41.6g二羟甲基丙酸的混合物用349g丙酮稀释，并且在40℃与179.8g异佛尔酮二异氰酸酯和315.9g

N 3300的混合物混合。将其在60℃搅拌直到达到7.8％的理论NCO含量。将该异氰酸酯官能中间体溶液用200g丙酮稀释，并且然后在30分钟内伴随着搅拌引入在室温预先置入的162g N-甲基乙醇胺和148g丙酮的混合物中，将所得混合物在50℃搅拌直到NCO含量为＝0％。这得到羟基官能聚氨酯的淡蓝色丙酮分散体。加入28.2g三乙胺作为中和剂后，通过加入700g软化水使产品分散，并且通过蒸馏除去丙酮。

这得到具有12.2重量％脲基含量、3.8重量％羟基含量(在每一情形下基于固含量)、55重量％固含量和2000mPas粘度的澄清含水羟基官能聚氨酯溶液。该含水聚氨酯溶液基本无溶剂，pH为7.1。

聚氨酯溶液12)

比较：使用三醇(三羟甲基丙烷)代替具有仲氨基的氨基醇作为组分 d)

将7.4g丁二醇、275g2028和40.3g二羟甲基丙酸的混合物用339g丙酮稀释，并且在40℃与169.8g异佛尔酮二异氰酸酯和298.4g

N 3300的混合物混合。将其在60℃搅拌直到达到7.6％的理论NCO含量。将该异氰酸酯官能预聚物溶液用144g丙酮稀释，并且然后伴随着搅拌引入在室温预先置入的273g三羟甲基丙烷和308g丙酮的混合物中，将所得混合物在50℃搅拌直到NCO含量为＝0。该反应开始后约3小时，批料胶凝。

通过使用三醇作为组分d)代替具有仲氨基的氨基醇，通过该路径不可能制备含水羟基官能聚氨酯溶液。

聚氨酯溶液13)

比较：使用具有伯氨基的氨基醇代替具有仲氨基的氨基醇作为组分 d)

将8.7g丁二醇、275g

C2200和42.4g二羟甲基丙酸的混合物用356g丙酮稀释，并且在40℃与183.2g异佛尔酮二异氰酸酯和321.8g

N 3300的混合物混合。将其在60℃搅拌直到达到7.8％的理论NCO含量或些微低于该值。将该异氰酸酯官能预聚物溶液用323g丙酮稀释，并且然后伴随着搅拌引入在室温预先置入的136.6g乙醇胺和154g丙酮的混合物中，将所得混合物在50℃搅拌直到NCO含量为＝0。这得到羟基官能聚氨酯的丙酮分散体。加入25.3g二甲基乙醇胺作为中和剂后，通过加入575g软化水使批料分散，并且然后通过蒸镏除去丙酮。

这得到具有极高粘度的澄清含水羟基官能聚氨酯溶液，其必须通过加入另外1050g水稀释以在室温为流体。由此制备的褐色含水聚氨酯溶液具有仅35重量％的固含量、8500mPas粘度和3.8重量％羟基含量(在每一情形下基于固含量)。

该比较实验表明使用具有伯氨基的氨基醇d)代替使用具有仲氨基的氨基醇的缺点。获得具有非常低的固含量和严重变色的水溶液。因此不建议仅使用具有伯氨基的氨基醇；它们以次要量伴随使用是可能的，但不优选。

聚氨酯溶液14)

比较：使用三胺代替具有仲氨基的氨基醇作为组分d)

将8.8g丁二醇、260g

C2200和39.2g二羟甲基丙酸的混合物用336g丙酮稀释，并且在40℃与173.2g异佛尔酮二异氰酸酯和304.2g

N 3300的混合物混合。将其在60℃搅拌直到达到7.8％的理论NCO含量。将该异氰酸酯官能预聚物溶液用306g丙酮稀释，并且然后伴随着搅拌引入在室温预先置入的209g二亚乙基三胺和143g丙酮的混合物中，在该点下即刻有大量沉淀和强的交联反应。

该比较实验表明通过使用三胺代替具有仲氨基的氨基醇组分d)，不可能制备相应的含水聚氨酯溶液。

聚氨酯溶液15)

比较：使用二醇(丙二醇)代替具有仲氨基的氨基醇作为组分d)

将3.9g丁二醇和346.8g

2028以及39.3g二羟甲基丙酸的混合物用368g丙酮稀释，并且在40℃与169.8g异佛尔酮二异氰酸酯和298.4g

N 3300的混合物混合。将该混合物在60℃搅拌直到达到7.0％的理论NCO含量。将该异氰酸酯官能预聚物溶液用334g丙酮稀释，并且然后伴随着搅拌引入在室温预先置入的155g 1，2-丙二醇和156g丙酮的混合物中，将所得混合物在50℃搅拌直到NCO含量＝0。这得到羟基官能聚氨酯的丙酮溶液。加入23.5g三乙胺作为中和剂后，通过加入总计2200g软化水进行分散，并且然后通过蒸馏除去丙酮。

这得到具有非常大量的凝胶颗粒、具有3.4重量％羟基含量(基于固含量)、仅为32重量％的固含量和5000mPas粘度的混浊含水羟基官能聚氨酯分散体。

该比较实验表明，通过使用具有伯和仲羟基的二醇代替具有仲氨基的氨基醇组分d)，不可能制备相应的不含凝胶颗粒并且具有高固含量的澄清均匀含水聚氨酯溶液。

聚氨酯溶液16)

将8.4g新戊二醇、300g2028、13.5g MPEG750和48.2g二羟甲基丙酸的混合物用389g丙酮稀释，并且在40℃与199.8g异佛尔酮二异氰酸酯和305.4g

N 3300的混合物混合。将其在60℃搅拌直到达到7.7％的理论NCO含量。将该异氰酸酯官能预聚物溶液用340g丙酮稀释，并且然后伴随着搅拌引入在室温预先置入的252g二乙醇胺和165g丙酮的混合物中，将所得混合物在50℃搅拌直到NCO含量为＝0。这得到羟基官能聚氨酯的混浊白色丙酮分散体。加入30.4g二甲基乙醇胺作为中和剂后，通过加入650g软化水使产品分散，并且然后通过蒸馏除去丙酮。

这得到具有11.4重量％脲基含量和7.0重量％羟基含量(在每一情形下基于固含量)的澄清含水羟基官能聚氨酯溶液。当储存时，由于初始结晶该含水聚氨酯溶液可能变得混浊；这可以通过短暂的轻微加热重新消除。该聚氨酯溶液具有63重量％固含量、3000mPas粘度、澄清、无色并且基本无溶剂，具有7.4的pH。

聚氨酯溶液17)

将12.9g新戊二醇、110g

2028、165g聚酯P200H和38.7g二羟甲基丙酸的混合物用288g丙酮稀释，并且在40℃与174g异佛尔酮二异氰酸酯、219.9g

N 100和116.8g

N3400的混合物混合。将其在60℃搅拌直到达到8.2％的理论NCO含量。将该异氰酸酯官能预聚物溶液用97g丙酮稀释，并且然后伴随着搅拌引入在室温预先置入的82.5g N-甲基乙醇胺、115.5g二乙醇胺和122g丙酮的混合物中，将所得混合物在50℃搅拌直到NCO含量为＝0。加入26.2g三乙胺作为中和剂后，通过加入750g软化水使产品分散，并且然后通过蒸馏除去丙酮。

这得到具有11.8重量％脲基含量、5.4重量％羟基含量(在每一情形下基于固含量)、57重量％固含量和13000mPas粘度的澄清含水羟基官能聚氨酯溶液。该含水聚氨酯溶液澄清、无色并且基本无溶剂，pH为8.5。

聚氨酯溶液18)

将6.7g新戊二醇、118.8g

2028、118.8g聚酯P200H和38.2g二羟甲基丙酸的混合物用308g丙酮稀释，并且在40℃与138.2g异佛尔酮二异氰酸酯、15.1g 1，6-己二异氰酸酯和278g

N3300的混合物混合。将其在60℃搅拌直到达到7.7％的理论NCO含量。将该异氰酸酯官能预聚物溶液用269g丙酮稀释，并且然后伴随着搅拌引入在室温预先置入的252.7g二异丙醇胺和130g丙酮的混合物中，将所得混合物在50℃搅拌直到NCO含量为＝0。这得到羟基官能聚氨酯的浅蓝色丙酮分散体。加入24.1g三乙胺作为中和剂后，通过加入520g软化水使产品分散，并且然后通过蒸馏除去丙酮。

这得到具有10.8重量％脲基含量和6.6重量％羟基含量(在每一情形下基于固含量)的光学澄清含水羟基官能聚氨酯溶液。该聚氨酯溶液当储存时可能变混浊；然而，这是可逆的并且可以例如通过轻微加热再次消除。该聚氨酯溶液具有64重量％固含量、12000mPas粘度、无色并且基本无溶剂，具有7.6的pH。

聚氨酯溶液19)

将16.4g丁二醇、225g聚酯P200H和27.5g二羟甲基丙酸的混合物用321g丙酮稀释，并且在40℃与166.5g异佛尔酮二异氰酸酯、98.8g

Z 4400和214.5g

N3300的混合物混合。将其在60℃搅拌直到达到7.85％的理论NCO含量。将该异氰酸酯官能预聚物溶液用291g丙酮稀释，并且然后伴随着搅拌引入在室温预先置入的11.1g二乙醇胺、142.5g N-甲基乙醇胺和136g丙酮的混合物中，将所得混合物在50℃搅拌直到NCO含量为＝0。这得到几乎澄清的羟基官能聚氨酯的丙酮分散体。加入16.6g二甲基乙醇胺作为中和剂后，通过加入750g软化水使产品分散，并且然后通过蒸馏除去丙酮。

这得到具有11.7重量％脲基含量、4.0重量％羟基含量(在每一情形下基于固含量)、55重量％固含量和12000mPas粘度的光学澄清含水羟基官能聚氨酯溶液。该含水聚氨酯溶液无色并且基本无溶剂，pH为7.5。

聚氨酯溶液20)

将66.3g新戊二醇和28.5g二羟甲基丙酸的混合物用315g丙酮稀释，并且在40℃与142.8g 1，6-己二异氰酸酯和497gN 3300的混合物混合。将其在60℃搅拌直到达到10.2％的理论NCO含量。将该异氰酸酯官能预聚物溶液用286g丙酮稀释，并且然后伴随着搅拌引入在室温预先置入的268g二乙醇胺和134g丙酮的混合物中，将所得混合物在50℃搅拌直到NCO含量为＝0。这得到相对粗的羟基官能聚氨酯的丙酮分散体。加入3.3g氨作为中和剂后，通过加入520g软化水使产品分散，并且然后通过蒸馏除去丙酮。

这得到具有14.5重量％脲基含量、8.6重量％羟基含量(在每一情形下基于固含量)、67重量％固含量和13000mPas粘度的光学澄清含水羟基官能聚氨酯溶液。该含水聚氨酯溶液无色并且基本无溶剂，pH为7.1。

聚氨酯溶液21)

将270g聚酯P200H和47.8g N-甲基二乙醇胺的混合物用412g丙酮稀释，并且在40℃与179.8g异佛尔酮二异氰酸酯和315.9g

N 3300的混合物混合。将其在55-60℃搅拌直到达到7.4％的理论NCO含量。将该异氰酸酯官能预聚物溶液用139g丙酮稀释，并且然后伴随着搅拌引入在室温预先置入的121.5g N-甲基乙醇胺、56.7g二乙醇胺和151g丙酮的混合物中，将所得混合物在55℃搅拌直到NCO含量为＝0。加入40g 85％浓度含水磷酸作为中和剂后，通过加入1100g软化水使产品分散，并且然后通过蒸馏除去丙酮。

这得到具有13.3重量％脲基含量、4.6重量％羟基含量(在每一情形下基于固含量)、47重量％固含量和1000mPas粘度的些微不透明含水羟基官能聚氨酯溶液。该含水聚氨酯溶液无色并且基本无溶剂。该水溶液的pH为5.8。

聚氨酯溶液22)

将132.5g聚醚LP 112、132.5g

2000和44.4g二羟甲基丙酸的混合物用351g丙酮稀释，并且在40℃与198.8g

M44和310g

N3300的混合物混合。将其在60℃搅拌直到达到7.56％的理论NCO含量。将该异氰酸酯官能预聚物溶液用321g丙酮稀释，并且然后伴随着搅拌引入在室温预先置入的11.1g二异丙醇胺、146.5g N-甲基乙醇胺和150g丙酮的混合物中，将所得混合物在50℃搅拌直到NCO含量为＝0。这得到几乎浅蓝色的羟基官能聚氨酯的丙酮分散体。加入33.5g二甲基乙醇胺作为中和剂后，通过加入890g软化水使产品分散，并且然后通过蒸馏除去丙酮。

这得到具有12重量％脲基含量、3.7重量％羟基含量(在每一情形下基于固含量)、50重量％固含量和10000mPas粘度的光学澄清含水羟基官能聚氨酯溶液。该含水聚氨酯溶液无色并且基本无溶剂，pH为8.0。

聚氨酯溶液23)

将270g聚酯P200A、8.5g丁二醇和41.6g二羟甲基丙酸的混合物用350g丙酮稀释，并且在40℃与179.8g异佛尔酮二异氰酸酯和316g

N3300的混合物混合。将其在60℃搅拌直到达到7.8％的理论NCO含量。将该异氰酸酯官能预聚物溶液用318g丙酮稀释，并且然后伴随着搅拌引入在室温预先置入的162g N-甲基乙醇胺和150g丙酮的混合物中，将所得混合物在50℃搅拌直到NCO含量为＝0。这得到混浊的羟基官能聚氨酯的丙酮分散体。加入24.9g二甲基乙醇胺作为中和剂后，通过加入750g软化水使产品分散，并且然后通过蒸馏除去丙酮。

这得到具有12.3重量％脲基含量、3.8重量％羟基含量(在每一情形下基于固含量)、57重量％固含量和7000mPas粘度的光学澄清含水羟基官能聚氨酯溶液。该含水聚氨酯溶液无色并且基本无溶剂，pH为8.9。

聚氨酯溶液24)

将500g聚酯P200A和33.5g二羟甲基丙酸的混合物用375g丙酮稀释，并且在40℃与180.4g异佛尔酮二异氰酸酯和161gN3300的混合物混合。将其在60℃搅拌直到达到4.9％的理论NCO含量。将该异氰酸酯官能预聚物溶液用340g丙酮稀释，并且然后伴随着搅拌引入在室温预先置入的109g N-甲基乙醇胺和159g丙酮的混合物中，将所得混合物在50℃搅拌直到NCO含量为＝0。这得到羟基官能聚氨酯的丙酮分散体。加入19.3g三乙胺作为中和剂后，通过加入900g软化水使产品分散，并且然后通过蒸馏除去丙酮。

这得到具有8.2重量％脲基含量、2.5重量％羟基含量(在每一情形下基于固含量)、50重量％固含量和1500mPas粘度的光学澄清含水羟基官能聚氨酯溶液。该含水聚氨酯溶液无色并且基本无溶剂，pH为6.6。

应用技术测试：

交联剂I)：

XP 2410(具有亚氨基

二嗪二酮结构单元的基于1，6-己二异氰酸酯的多异氰酸酯交联剂；Bayer MaterialScience，Leverkusen，德国；100％浓度；异氰酸酯含量约24.0％)

交联剂II)：

304(基于1，6-己二异氰酸酯的非离子亲水化多异氰酸酯交联剂；Bayer MaterialScience，Leverkusen，德国；100％浓度；异氰酸酯含量约18.2％)

交联剂III)：

N 3390(具有异氰脲酸酯结构单元的基于1，6-己二异氰酸酯的多异氰酸酯交联剂；Bayer MaterialScience，Leverkusen，德国；于乙酸丁酯中90％；异氰酸酯含量约19.6％)

交联剂IV)：

N 3400(具有异氰酸酯二聚体结构单元的基于1，6-己二异氰酸酯的多异氰酸酯交联剂；Bayer MaterialScience，Leverkusen，德国；100％浓度；异氰酸酯含量约21.8％)

交联剂V)：

XP 2655(基于1，6-己二异氰酸酯的离子亲水化多异氰酸酯交联剂；Bayer MaterialScience，Leverkusen，德国；100％浓度)

交联剂VI)：

N 3300(具有异氰脲酸酯结构单元的基于1，6-己二异氰酸酯的多异氰酸酯交联剂；Bayer MaterialScience，Leverkusen，德国；100％浓度；异氰酸酯含量约12.6％)

1)冷冻稳定性测试

a)将两种含水聚氨酯溶液1)和2)进行深度冷冻循环。这涉及将样品在玻璃瓶中在-78℃在干冰中冷冻1小时，并且然后在室温将它们解冻3小时。该循环重复5次。两种溶液完全无损地承受该过程；没有观察或测量到变化。

b)将含水聚氨酯溶液1)、2)、4)、10)、20)和21)在冷冻机中在0-4℃储存3星期，并且然后加热至室温。所有溶液完全无损地承受该储存；没有观察或测量到变化。

c)将含水聚氨酯溶液1)、2)和11)在玻璃瓶中在冷冻室中在-10至-12℃冷冻两星期，并且然后重新解冻。所有溶液完全无损地承受该过程；没有观察或测量到变化。

总的来看，本发明的含水聚氨酯溶液展现出优异的冷冻稳定性并且在这方面不同于基本全部的不能在没有产品损坏的情况下承受冷冻的所有含水分散体。

2)作为与基于1，6-己二异氰酸酯的低粘度疏水性聚氨酯交联剂或亲水化多异氰酸酯交联剂组合的清漆测试

将聚氨酯溶液以所述的量与各自交联剂、溶剂和合适的情况下，催化剂混合，并且然后将混合物在2000转每分下均匀2分钟，并且随后通过加入蒸馏水调节至从DIN4杯中25秒的流动时间。

尽管上述配方是非常简单的清漆配方，没有任何添加剂，但获得的涂层具有优异的视觉膜性能，特别是就丰满度、均匀性和表面缺陷而言。固化剂的引入没有造成问题；获得没有混浊或模糊并且以约160s的摆锤秒数度量的非常高的硬度的完全透明的膜。

3)作为与不同疏水性多异氰酸酯交联剂组合的清漆测试

将聚氨酯溶液1)以所述的量与各自的交联剂混合，并且将混合物在2000转每分下均匀2分钟，并且然后通过加入蒸馏水调节至从DIN 4杯中25秒的流动时间。

(以g计的量)	3a)	3b)
			聚氨酯溶液1)	72.2	72.2
交联剂III)	32.1
			交联剂IV)		28.9
NCO//OH比例	1.5	1.5
			1天RT干燥后的摆锤秒数	42s	48s
在30′60℃和4h RT干燥后的摆锤秒数	110s	42s
			在30′60℃和1天RT干燥后的摆锤秒数	136s	82s
膜透明性	澄清	澄清
			清漆涂料的视觉印象-丰满度	优异	优异
清漆涂料的视觉印象-均匀性	非常好	非常好
			清漆涂料的视觉印象-表面缺陷	无	无

尽管所述配方是极其简单的清漆配方，没有任何添加剂并且没有另外的有机溶剂，但获得的涂层具有优异的视觉膜性能，特别是就丰满度、均匀性和表面缺陷而言。

引入固化剂没有经历问题；得到的膜完全透明，没有混浊或模糊并且具有好的硬度值。特别显著的是与交联剂III)-一种相对高粘度的HDI三聚物的非常高的相容性，该交联剂与典型的含水分散体组合使用通常导致具有或多或少程度的混浊、具有不充足的光泽度值的膜。甚至该固化剂中存在的乙酸丁酯也没有表现出任何负面影响。当将商业常规的分散体与包含乙酸丁酯的交联剂组合使用时，非常普遍地观察到增稠效应，其可以进行直到形成凝胶颗粒。因此，非常频繁用于含溶剂2K[2-组分]PUR体系的这类交联剂迄今仅在例外的情形下用于含水2K PUR体系，并且甚至然后通常仅与其它交联剂组合。

4)作为与亲水性交联剂组合的有色罩面漆测试：

*耐化学性，从0至5评价；0＝最好值；5＝最差值

0＝没有发现/1＝些微的可逆的软化/2＝可逆的软化/3＝可逆的混浊4＝溶胀/5＝分离

基于本发明的含水聚氨酯溶液和亲水性交联剂的有色罩面漆得到例如在硬度和弹性方面具有非常好的机械性能，非常好的抗性并且总而言之特别是就丰满度、膜光学质量、模糊/混浊和表面缺陷而言优异的光学膜性能的涂料。浊度值通常仅为20％。

5)作为与相对高粘度的疏水性交联剂组合的有色罩面漆测试：

*耐化学性，从0至5评价；0＝最好值；5＝最差值

**抗水性，从0至5评价；0＝最好值；5＝最差值

0＝没有发现/1＝些微的可逆软化/2＝可逆的软化/3＝可逆的混浊/4＝溶胀/5＝分离

本发明的含水聚氨酯溶液与相对高粘度的疏水性交联剂VI)组合的测试导致就膜硬度、抗性和特别是膜光学性能例如丰满度和光泽度而言优异的结果。没有来自交联剂的亲水性改性对抗性具有积极影响。

用疏水性交联剂获得显著高于80％的光泽度值(20°角)不可能用根据现有技术的分散体实现，尤其是当仅使用少量有机溶剂时和在没有使用特殊或复杂的混合技术情况下。总的来说，仅使用疏水性交联剂仅提供了或多或少混浊并且不符合技术要求的涂料或漆料。

6)与疏水性交联剂组合作为清漆在烘焙条件下测试

将含水聚氨酯溶液18)、20)和22)与疏水性固化剂IV(于乙酸甲氧基丙基酯中90％浓度)混合，其中使用10％过量异氰酸酯基团。用蒸馏水稀释后，将膜牵引到玻璃板上并且在室温晾干10分钟后，在140℃固化30min。在膜冷却后，借助于擦拭试验用MIBK(甲基异丁酮)测试交联。

在用MIBK浸泡的棉垫100次往复擦拭后评价膜的外观/损坏。

	MIBK擦拭试验发现
		聚氨酯溶液18)	没有发现
聚氨酯溶液20)	没有发现
		聚氨酯溶液22)	没有发现

7)作为与亲水性交联剂和疏水性交联剂的混合物的清漆在升高的固化温度下测试

将含水聚氨酯溶液10)、11)、16)和17)与1∶1的疏水性交联剂VI)和亲水性交联剂V)的混合物混合，其中使用10％过量的异氰酸酯基团。用蒸馏水稀释后，将膜牵引到玻璃板上并且在室温晾干10分钟后，在110℃固化30min。在膜冷却后，借助于擦拭试验用MIBK(甲基异丁酮)测试交联。

在用MIBK浸泡的棉垫100次往复擦拭后评价膜的外观/损坏。

	MIBK擦拭试验发现
		聚氨酯溶液10)	没有发现
聚氨酯溶液11)	可逆的软化
		聚氨酯溶液16)	没有发现
聚氨酯溶液17)	没有发现

本发明的含水聚氨酯溶液在烘焙条件下交联同样是可行的；通过该路径还获得具有非常好的膜光学性能的非常优异交联的漆料。

Claims

1.用于制备含脲基的羟基官能聚氨酯的水溶液的方法，所述含脲基的羟基官能聚氨酯具有2-10重量％的羟基含量和3-20重量％的衍生自具有伯或仲氨基和至少一个羟基的氨基醇的脲基含量，按照-NH-CO-NH-计算，在每一情形下基于该含脲基的羟基官能聚氨酯，该含脲基的羟基官能聚氨酯的水溶液具有55-75重量％的固含量，在该方法中，首先通过以下组分的单级或多级反应制备NCO官能预聚物：

b)至少一种多元醇

c)至少一种多异氰酸酯

和然后使这些预聚物

e)与氨基醇组分反应，该氨基醇组分由具有伯或仲氨基和至少一个羟基的氨基醇组成，其中基于组分e)的总量，具有仲氨基的氨基醇的比例为至少60重量％，

并且将这样得到的含脲基的羟基官能聚氨酯

2.根据权利要求1的方法，特征在于使用的多异氰酸酯组分c)由以下成分组成：

c2)73-27重量％的至少一种基于1，6-己二异氰酸酯的多异氰酸酯，该多异氰酸酯平均具有多于2个异氰酸酯基团，并具有异氰酸酯二聚体、缩二脲、异氰脲酸酯、脲基甲酸酯、碳二亚胺、亚氨基二嗪二酮、

二嗪三酮、氨基甲酸酯和/或脲结构单元。

3.根据权利要求1或2的方法，特征在于在组分e)中仅使用仅具有一个仲氨基和一个或两个羟基的氨基醇。

4.根据权利要求1或2的方法，特征在于在分散于水中之前，所述含脲基的羟基官能聚氨酯作为在有机溶剂中的非-含水分散体存在。

5.能通过根据权利要求1-4任一项的方法获得的含脲基的羟基官能聚氨酯的水溶液。

6.根据权利要求5的水溶液，特征在于它们对冷冻稳定。

7.包含根据权利要求5或6的含脲基的羟基官能聚氨酯的水溶液作为组分A)的聚氨酯体系。

8.根据权利要求7的聚氨酯体系，特征在于它们进一步包含多异氰酸酯B)，其任选经亲水化改性。

9.根据权利要求7或8的聚氨酯体系，特征在于在B)中仅使用基于1，6-己二异氰酸酯的疏水性多异氰酸酯交联剂。

10.能使用根据权利要求7-9任一项的聚氨酯体系获得的聚氨酯。

11.根据权利要求10的聚氨酯，特征在于它们是以一层或多层施加的漆料、涂覆剂、密封剂、墨水、印刷油墨、胶料、粘附促进剂或活性稀释剂。

12.用根据权利要求10或11的聚氨酯涂覆的基材。