Полимер в многослойных цветных и/или декоративных системах покрытия
Настоящее изобретение относится к полимеру, получаемому посредством проведения реакции: (а) димерных ненасыщенных С12-С22 жирных кислот, содержащих по меньшей мере до 90 % от массы димерных молекул, меньше чем 5 % от массы тримерных молекул и меньше чем 5 % от массы мономерных молекул и других побочных продуктов, с (б) по меньшей мере одним простым полиэфиром общей структурной формулы (I)
где R представляет собой C4 алкиленовый радикал, и n выбирают соответственно таким образом, что указанный простой полиэфир имеет среднечисловую молекулярную массу, которая составляет 450-2200 г/моль, при этом компоненты (а) и (б) применяют в молярном соотношении, которое составляет 0,7/2,3 - 1,3/1,7, и полученный полимер имеет среднечисловую молекулярную массу, которая составляет 1500-5000 г/моль, и кислотное число <10 мг КОН/г. Также описан окрашенный материал базового покрытия на водной основе, отличающийся тем, что он содержит по меньшей мере один полимер, получаемый посредством проведения реакции (а) димерных жирных ненасыщенных С12-С22 кислот, содержащих по меньшей мере до 90 % от массы димерных молекул, меньше чем 5 % от массы тримерных молекул и меньше чем 5 % от массы мономерных молекул и других побочных продуктов, с (б) по меньшей мере одним простым полиэфиром общей структурной формулы (I) , где R представляет собой C3-C6 алкиленовый радикал, и n выбирают соответственно таким образом, что указанный простой полиэфир имеет среднечисловую молекулярную массу, которая составляет 450-2200 г/моль, при этом компоненты (а) и (б) применяют в молярном соотношении, которое составляет 0,7/2,3 - 1,3/1,7, и полученный полимер имеет среднечисловую молекулярную массу, которая составляет 1500-5000 г/моль, и кислотное число <10 мг КОН/г; где содержание указанного полимера равно 0,1 % - 30% от массы из расчета общей массы окрашенного материала базового покрытия на водной основе. Описано применение указанного выше полимера в окрашенных материалах базового покрытия на водной основе для усиления прилипания. Описан способ изготовления многослойной системы покрытия, посредством: (1) нанесения окрашенного водного материала базового покрытия на основу, (2) образования полимерной пленки из материала покрытия, который был нанесен на стадии (1), (3) нанесения покровного лака на полученную пленку базового покрытия, и затем (4) отверждения пленки базового покрытия вместе с пленкой покровного лака, причем на стадии (1) применяют указанный выше окрашенный материал базового покрытия. Описана многослойная система покрытия, получаемая указанным выше способом. Технический результат – получение покрытия с улучшенным прилипанием, снижение частоты встречаемости пузырей и вздутия у покрытия. 5 н. и 8 з.п. ф-лы, 9 табл., 11 пр.
Реферат
Изобретение относится к новому полимеру. Кроме того, оно относится к окрашенному материалу базового покрытия на водной основе, который содержит указанный полимер, и к применению указанного полимера в окрашенных материалах базового покрытия на водной основе. Кроме того, оно относится к способу изготовления многослойных систем покрытия, а также к многослойным системам покрытия, которые могут быть получены посредством указанного способа. Более того, настоящее изобретение относится к повторному покрытию дефектных участков на многослойных системах покрытия.
В предыдущем уровне техники раскрыто множество способов изготовления многослойных цветных и/или декоративных систем покрытия. Известным из предыдущего уровня техники (см., например, заявку на получение патента Германии DE 19948004 А1, страница 17, строка 37 - страница 19, строка 22, или патент Германии DE 10043405 С1, колонка 3, параграф [0018], и колонка 8, параграф [0052] - колонка 9, параграф [0057], в сочетании с колонкой 6, параграфом [0039] - колонкой 8, параграфом [0050]) является следующий способ, который включает
(1) нанесение водного окрашенного материала базового покрытия на основу,
(2) образование полимерной пленки из материала покрытия, который был нанесен на стадии (1),
(3) нанесение материала покровного лака на полученную пленку базового покрытия, и впоследствии
(4) отверждение пленки базового покрытия вместе с пленкой покровного лака.
Указанный способ широко применяется, например, как для первоначального (ППО - первоначального производителя оборудования) покрытия автотранспортных средств, так и для покрытия металлических и пластмассовых частей, подходящих для установки в или на транспортные средства. В случае указанных операций, при определенных условиях, возникают проблемы прилипания, в частности между базовым покрытием и покровным лаком. Более того, указанный способ также применяют для повторного покрытия кузовов автотранспортного средства. Указанное относится не только к повторному покрытию автотранспортных средств ППО, а также к повторному покрытию автотранспортных средств, которое происходит, например, в мастерской. Особой проблемой в этом случае является прилипание между первоначальным покрытием и базовым покрытием, которое применяют для повторного покрытия.
По причине изложенного, задача настоящего изобретения состояла в предоставлении полимера, который можно применять для изготовления покрытий, которые не имеют указанных выше недостатков предыдущего уровня техники. Указанное относится к улучшению прилипания как при покрытии металлических и пластмассовых основ, так и при повторном покрытии во время ремонта автомобиля. Важным фактором при покрытии металлических и пластмассовых основ является как прилипание базового покрытия к основе, так и прилипание между базовым покрытием и покровным лаком. В случае повторного покрытия во время ремонта автомобиля, важным фактором, наряду с прилипанием между базовым покрытием и покровным лаком, является прилипание между базовым покрытием и первоначальным покрытием. Указанное особенно должно быть улучшено при повторном покрытии автомобиля ППО.
Проблемы с прилипанием особенно заметны, когда покрытые основы подвергаются атмосферным воздействиям. По причине изложенного, задачей настоящего изобретения было также предоставление покрытий, которые все еще имеют отличные свойства прилипания, даже после того, как они были подвержены атмосферным воздействиям.
В случае подвержения атмосферным воздействиям, слабое прилипание, в частности, также проявляется в частоте встречаемости пузырей и вздутия. Более того, дополнительной задачей настоящего изобретения, было предотвратить или снизить частоту встречаемости пузырей и вздутия.
Указанная задача неожиданно была достигнута при помощи полимера, который можно получить с помощью проведения реакции
(а) димерных жирных кислот с
(б) по меньшей мере одним простым полиэфиром общей структурной формулы (I)
где R представляет собой С3-С6 алкиленовый радикал, и n выбирают соответственно таким образом, что указанный простой полиэфир имеет средиечисловую молекулярную массу, которая составляет 450-2200 г/моль, при этом компоненты (а) и (б) применяют в молярном соотношении, которое составляет 0,7/2,3-1,3/1,7, и при этом полученный полимер имеет среднечисловую молекулярную массу, которая составляет 1500-5000 г/моль, и кислотное число <10 мг KOH/г.
Условие, при котором n выбирают таким образом, чтобы указанный простой полиэфир имел среднечисловую молекулярную массу, которая составляет 450-2200 г/моль, может быть проиллюстрировано следующим образом: В случае, когда, например, R представляет собой тетраметиленовый радикал и среднечисловая молекулярная масса должна составлять 1000 г/моль, n составляет среднее между 13 и 14.
Компонент (а):
Димерные жирные кислоты представляют сбой смеси, полученные с помощью олигомеризации ненасыщенных жирных кислот. Исходными материалами, которые применяют, могут быть ненасыщенные С12-С22 жирные кислоты.
В контексте настоящего изобретения является предпочтительным применять C18 жирные кислоты. Особенное предпочтение отдают применению С18 жирных кислот, и очень особенное предпочтение отдают применению линоленовой, линолевой и/или олеиновой кислоте.
В зависимости от условий реакции, указанная выше олигомеризация приводит к получению смеси, которая содержит, в основном, димерные, а также тримерные молекулы, а также мономерные молекулы и другие побочные продукты. Очищение обычно осуществляют посредством дистилляции. Коммерчески доступные димерные жирные кислоты, как правило, содержат по меньшей мере 80% от массы димерных молекул, до 19% от массы тримерных молекул, и не больше, чем 1% от массы мономерных молекул и других побочных продуктов.
В контексте настоящего изобретения является предпочтительным применять димерные жирные кислоты, которые содержат по меньшей мере до 90% от массы димерных молекул, меньше, чем 5% от массы тримерных молекулы и меньше, чем 5% от массы мономерных молекул и других побочных продуктов. В частности, является предпочтительным применять димерные жирные кислоты, которые содержат до 95%-98% от массы димерных молекул, меньше, чем 5% от массы тримерных молекул, и меньше, чем 1% от массы мономерных молекул и других побочных продуктов. Также, в частности, предпочтительным является применение димерных жирных кислот, которые содержат по меньшей мере до 98% от массы димерных молекул, меньше, чем 1,5% от массы тримерных молекул, и меньше, чем 0,5% от массы мономерных молекул и других побочных продуктов.
В зависимости от условий реакции, димерные жирные кислоты включают как алифатические, так и ароматические молекулярные фрагменты. Алифатические молекулярные фрагменты дополнительно могут быть поделены на линейные и циклические фрагменты, которые, в свою очередь, могут быть насыщенными или ненасыщенными. С помощью гидрирования является возможным превращать ароматические и ненасыщенные алифатические молекулярные фрагменты в соответствующие насыщенные алифатические молекулярные фрагменты.
В контексте настоящего изобретения является предпочтительным применять те димерные жирные кислоты, которые почти исключительно содержат насыщенные алифатические молекулярные фрагменты и, таким образом, предпочтительно имеют йодное число ≤10 г/100 г.
В частности, предпочтительными димерными жирными кислотами являются те кислоты, которые содержат по меньшей мере до 98% от массы димерных молекул, меньше, чем 1,5% от массы тримерных молекул, и меньше, чем 0,5% от массы мономерных молекул и других побочных продуктов, и, более того, имеют йодное число ≤10 г/100 г.
Димерные жирные кислоты, применение которых является особенно предпочтительным, включают Radiacid 0970, Radiacid 0971, Radiacid 0972, Radiacid 0975, Radiacid 0976, и Radiacid 0977 от компании Oleon, Pripol 1006, Pripol 1009, Pripol 1012, и Pripol 1013 от компании Unichema, Empol 1009, Empol 1061, и Empol 1062 от компании Cognis, и Unidyme 10 и Unidyme TI от компании Arizona Chemical.
Компонент (б):
В качестве компонента (б) применяют по меньшей мере один простой полиэфир общей структурной формулы (I)
где R представляет собой С3-С6 алкильный радикал. Индекс n должен быть выбран в каждом случае таким образом, чтобы указанный простой полиэфир имел среднечисловую молекулярную массу, которая составляет 450-2200 г/моль. Более предпочтительно, имел среднечисловую молекулярную массу, которая составляет 700-1400 г/моль, и очень предпочтительно 800-1200 г/моль. Среднечисловую молекулярную массу определяют с помощью гель-проникающей хроматографии, по сравнению с полиметилметакрилатным стандартом; элюент: тетрагидрофуран.
В простом полиэфире, подходящем для применения в соответствии с изобретением, все n радикалов R могут быть одинаковыми. Тем не менее, также является возможным, чтобы были представлены разные виды радикалов R. Предпочтительно все из радикалов R являются одинаковыми.
R предпочтительно представляет собой С3 или С4-алкиленовый радикал. Более предпочтительно R представляет собой изопропиленовый радикал или тетраметиленовый радикал.
В частности, особенно предпочтительным простым полиэфиром, подходящим для применения в соответствии с изобретением, является полипропиленгликоль или политетрагидрофуран.
Получение полимера в соответствии с изобретением не имеет каких-либо особенностей. Эстерификацию обычно осуществляют посредством сепаратора воды. В этом случае компоненты (а) и (б) применяют в молярном соотношении, которое составляет 0,7/2,3-1,3/1,7, предпочтительно составляет 0,8/2,2-1,2/1,8, и очень предпочтительно 0,9/2,1-1,1/1,9. Реакция останавливается, если полимер в соответствии с изобретением имеет кислотное число, которое составляет <10 мг KOH/г. Предпочтительно он имеет кислотное число, которое составляет <7,5 мг KOH/г, и очень предпочтительно кислотное число составляет <5 мг KOH/г. Кислотное число в этом случае определяют в соответствии со стандартом DIN 53402.
Полученный полимер имеет среднечисловую молекулярную массу, которая составляет 1500-5000 г/моль, предпочтительно 2000-4500 г/моль, и очень предпочтительно 3000-4000 г/моль. Среднечисловую молекулярную массу определяют с помощью гель-проникающей хроматографии, по сравнению с полиметилметакрилатным стандартом; элюент: тетрагидрофуран.
Растворимость в воде полимеров в соответствии с изобретением является низкой. Если их применяют в водных системах, то они по причине их несмешиваемости аккумулируются на поверхностях раздела фаз, и в результате изложенного способны воздействовать на улучшение прилипания соседних слоев.
Если среднечисловая молекулярная масса в 5000 г/моль превышена, тогда растворимость в водных системах полимеров в соответствии с изобретением становится настолько низкой, что они имеют тенденцию к кристаллизации и могут подвергаться осаждению. Если среднечисловая молекулярная масса составляет ниже 1500 г/моль, тогда растворимость указанного полимера в воде повышается до такой степени, что он больше не способен аккумулироваться в достаточной концентрации на поверхностях раздела фаз. В этом случае улучшение прилипания уже не достигается.
Особенно предпочтительные варианты осуществления указаны ниже:
а) В одном особенно предпочтительном варианте осуществления полимера в соответствии с изобретением, димерную жирную кислоту получают из линоленовой, линолевой и/или олеиновой кислоты, содержащей по меньшей мере до 98% от массы димерных молекул, меньше, чем 1,5% от массы тримерных молекул, и меньше, чем 0,5% от массы мономерных молекул и других побочных продуктов, и имеющей йодное число, которое составляет ≤10 г/100 г.
б) В другом особенно предпочтительном варианте осуществления полимера в соответствии с изобретением, простой полиэфир, подходящий для применения в соответствии с изобретением, представляет собой полипропиленгликоль или политетрагидрофуран и, более того, имеет среднечисловую молекулярную массу, которая составляет 800-1200 г/моль.
в) В другом особенно предпочтительном варианте осуществления полимера в соответствии с изобретением, компоненты (а) и (б) применяют в молярном соотношении, которое составляет 0,9/2,1-1,1/1,9.
г) В другом особенно предпочтительном варианте осуществления полимера в соответствии с изобретением, он имеет кислотное число, которое составляет <5 мг KOH/г.
д) В другом особенно предпочтительном варианте осуществления полимера в соответствии с изобретением, он имеет среднечисловую молекулярную массу, которая составляет 300-04000 г/моль.
В одном особенно предпочтительном варианте осуществления полимера в соответствии с изобретением, все из признаков, указанных в пунктах а)-д), применяются в комбинации.
Настоящее изобретение, кроме того, относится к окрашенному материалу базового покрытия на водной основе, который содержит по меньшей мере один полимер в соответствии с изобретением.
Материал базового покрытия представляет собой цветной находящийся посредине материал покрытия, который применяют в покрытии автотранспортного средства, а также как общее промышленное покрытие. Его наносят, как правило, на металлические или пластмассовые основы, которые были предварительно обработаны с использованием грунтовки или вяжущего материала для первичной обработки поверхности и, в зависимости, от случая его даже наносят непосредственно на пластмассовые основы. Основы, которые при этом используются, могут также включать имеющиеся покрытия, которые могут также требовать предварительной обработки (например, шлифовки). Сейчас вполне обычно наносить больше, чем одно пленочное базовое покрытие. В таком случае, соответственно, первое пленочное базовое покрытие представляет собой основу для второго покрытия. Для того чтобы защитить базовое пленочное покрытие от воздействия, в частности, окружающей среды, поверх него наносят по меньшей мере один дополнительный пленочный покровной лак.
Общая сумма массовых процентов количества полимеров, основанных на общей массе окрашенного материала базового покрытия на водной основе, т.е. всех полимеров в соответствии с изобретением, предпочтительно составляет 0,1%-30% от массы, более предпочтительно 1%-20% от массы, и очень предпочтительно 1,5%-15% от массы, или даже 2%-12% от массы.
Если количество полимера в соответствии с изобретением составляет ниже 0,1% от массы, то возможно, что улучшения прилипания больше не достигается. Если количество составляет больше, чем 30% от массы, то в некоторых случаях это может привести к недостатку, такому как, например, несмешиваемость указанного полимера в материале базового покрытия. Такая несмешиваемость может проявляться, например, в неоднородном течении, а также в флотировании или осаждении.
Как уже было описано выше, полимер в соответствии с изобретением имеет слабую растворимость в водных системах. По этой причине его предпочтительно применять при изготовлении окрашенного материала базового покрытия на водной основе непосредственно, а не только добавлять к другим образом изготовленному материалу базового покрытия, после изготовления указанного материала.
В одном предпочтительном варианте осуществления, общая сумма массовых процентов количества всех полимеров в соответствии с изобретением составляет 0,1%-30% от массы, из расчета общей массы окрашенного материала базового покрытия на водной основе. Если применяют предпочтительные варианты осуществления полимеров в соответствии с изобретением, то общая сумма массовых процентов количества всех полимеров в соответствии с предпочтительными вариантами осуществления изобретения также предпочтительно составляет 0,1%-30% от массы, из расчета общей массы окрашенного материала базового покрытия на водной основе. Особенно предпочтительно, окрашенный материал базового покрытия на водной основе, в качестве полимеров в соответствии с изобретением содержит исключительно предпочтительные варианты осуществления полимеров в соответствии с изобретением.
В одном предпочтительном варианте осуществления, общая сумма массовых процентов количества всех полимеров в соответствии с изобретением составляет 1%-20% от массы, из расчета общей массы окрашенного материала базового покрытия на водной основе. Если применяют предпочтительные варианты осуществления полимеров в соответствии с изобретением, то общая сумма массовых процентов количества полимеров всех предпочтительных вариантов осуществления полимеров в соответствии с изобретением также предпочтительно составляет 1%-20% от массы, из расчета общей массы окрашенного материала базового покрытия на водной основе. Особенно предпочтительно, окрашенный материал базового покрытия на водной основе, в качестве полимеров в соответствии с изобретением содержит исключительно предпочтительные варианты осуществления полимеров в соответствии с изобретением.
В одном особенно предпочтительном варианте осуществления, общая сумма массовых процентов количества всех полимеров в соответствии с изобретением составляет 1.5%-15% от массы, из расчета общей массы окрашенного материала базового покрытия на водной основе. Если применяют предпочтительные варианты осуществления полимеров в соответствии с изобретением, то общая сумма массовых процентов количества полимеров всех предпочтительных вариантов осуществления полимеров в соответствии с изобретением предпочтительно также составляет 1,5%-15% от массы, из расчета общей массы окрашенного материала базового покрытия на водной основе. Особенно предпочтительно, окрашенный материал базового покрытия на водной основе, в качестве полимеров в соответствии с изобретением содержит исключительно предпочтительные варианты осуществления полимеров в соответствии с изобретением.
В одном также особенно предпочтительном варианте осуществления, общая сумма массовых процентов количества всех полимеров в соответствии с изобретением составляет 2%-12% от массы, из расчета общей массы окрашенного материала базового покрытия на водной основе. Если применяют предпочтительные варианты осуществления полимеров в соответствии с изобретением, то общая сумма массовых процентов количества полимеров всех предпочтительных вариантов осуществления полимеров в соответствии с изобретением предпочтительно также составляет 2%-12% от массы, из расчета общей массы окрашенного материала базового покрытия на водной основе. Особенно предпочтительно, окрашенный материал базового покрытия на водной основе, в качестве полимеров в соответствии с изобретением содержит исключительно предпочтительные варианты осуществления полимеров в соответствии с изобретением.
Примеры вариантов осуществления полимеров в соответствии с изобретением, которые являются предпочтительными в указанном контексте, включают следующие особенно предпочтительные варианты осуществления:
а) В одном особенно предпочтительном варианте осуществления полимера в соответствии с изобретением, димерную жирную кислоту получают из линоленовой, линолевой и/или олеиновой кислоты, содержащей по меньшей мере до 98% от массы димерных молекул, меньше, чем 1,5% от массы тримерных молекул, и меньше, чем 0,5% от массы мономерных молекул и других побочных продуктов, и которая имеет йодное число, которое составляет ≤10 г/100 г.
б) В другом особенно предпочтительном варианте осуществления полимера в соответствии с изобретением, простой полиэфир, подходящий для применения в соответствии с изобретением, представляет собой полипропиленгликоль или политетрагидрофуран и, более того, имеет среднечисловую молекулярную массу, которая составляет 800-1200 г/моль.
в) В другом особенно предпочтительном варианте осуществления полимера в соответствии с изобретением, компоненты (а) и (б) применяют в молярном соотношении, которое составляет 0,9/2,1-1,1/1,9.
г) В другом особенно предпочтительном варианте осуществления полимера в соответствии с изобретением, он имеет кислотное число, которое составляет <5 мг KOH/г.
д) В другом особенно предпочтительном варианте осуществления полимера в соответствии с изобретением, он имеет среднечисловую молекулярную массу, которая составляет 3000-4000 г/моль.
В качестве дополнительного примера вариантов осуществления полимеров в соответствии с изобретением, которые являются предпочтительными в указанном контексте, можно упомянуть вариант осуществления, в котором все из признаков, указанных в пунктах а)-д), применяются в комбинации.
Материалы базового покрытия, которые применяют в соответствии с изобретением, содержат цветные и/или декоративные пигменты. Такие цветные пигменты и декоративные пигменты являются известными специалисту в данной области и описаны, например, в Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Штуттгарт, Нью-Йорк, 1998, страницы 176 и 451. Количество пигментов может, например, находится в диапазоне от 1% до 40% от массы, предпочтительно 2%-30% от массы, более предпочтительно 3%-25% от массы, из расчета общей массы окрашенного материала базового покрытия на водной основе.
Для целей настоящего изобретения является предпочтительным применять материалы базового покрытия, которые в качестве связывающих веществ содержат связывающие вещества, отверждающиеся физически, термически или как термически, так и с использованием актиничного излучения.
Кроме полимера в соответствии с изобретением, окрашенные материалы базового покрытия на водной основе в соответствии с изобретением, особенно предпочтительно содержат по меньшей мере одну полиуретановую смолу. Материалы покрытия указанного вида, которые содержат полиуретановую смолу, обычно также могут отвердевать физически, термически, или как термически, так и с использованием актиничного излучения.
В контексте настоящего изобретения, термин "физическое отверждение" обозначает образование пленки в результате выделения растворителя из растворов полимера или дисперсий полимера. Обычно, для указанной цели сшивающие агенты не требуются.
В контексте настоящего изобретения, термин "термическое отверждение" обозначает вызванное нагревом сшивание покрывающей пленки, где в исходном материале покрытия применяют либо отдельный сшивающий агент, либо также самосшивающиеся связывающие вещества. Сшивающий агент содержит реактивные функциональные группы, которые являются дополняющими для реактивных функциональных групп, присутствующим в связывающих веществах. Обычно это группы, которые в уровне техники указаны как внешние сшивающие группы. Если дополняющие реактивные функциональные группы или аутореактивные функциональные группы, т.е., группы, которые вступают в реакцию с группами того же вида, уже присутствуют в молекулах связывающего вещества, то связывающие вещества являются самосшивающимися. Примеры подходящих дополняющих реактивных функциональных групп и аутореактивных функциональных групп известны из заявки на получение патента Германии DE 19930665 А1, страница 7, строка 28 - страница 9, строка 24.
В контексте настоящего изобретения, актиничное излучение означает электромагнитное излучение, такое как излучение ближнего инфракрасного диапазона (БИК), УФ-излучение, в частности УФ-излучение, а также корпускулярное излучение, такое как излучение электронов. Отверждение в результате УФ-излучения обычно вызывается радикальными или катионными фотоинициаторами.
Если совместно применяют термическое отверждение и отверждение с использованием актиничного светового излучения, то также применяют термин "двойное отверждение".
В настоящем изобретении, предпочтительными материалами базового покрытия являются те материалы, которые отверждаются физически, а также те материалы, которые отверждаются термически, или материалы, которые отверждаются как термически, так и с использованием актиничного излучения, другими словами, материалы, которые отверждаются посредством "двойного отверждения".
Предпочтительными термически отверждаемыми материалами базового покрытия являются те материалы, которые содержат связывающее вещество на основе полиуретановой смолы, и аминосмолу или блокированный или неблокированный полиизоцианат в качестве сшивающего агента, предпочтительно аминосмолу. Среди аминосмол, меламиновые смолы являются предпочтительными.
Предпочтительно присутствующая полиуретановая смола может быть ионно и/или неионно гидрофильно стабилизирована. В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения, полиуретановая смола является ионно гидрофильно стабилизированной. Предпочтительные полиуретановые смолы являются линейными или содержат разветвления. Особенное предпочтение отдают полиуретановой смоле, в присутствии которой были полимеризованы олефин-ненасыщенные мономеры. Полиуретановая смола (А) в этом случае может присутствовать в дополнение к полимеру, полученному в результате полимеризации олефин-ненасыщенных мономеров, без ковалентного связывания указанных мономеров друг с другом. Тем не менее, для полиуретановой смолы (А) также возможно ковалентно связываться с полимером, полученным в результате полимеризации олефин-ненасыщенных мономеров. Предпочтительно олефин-ненасыщенные мономеры являются мономерами, содержащими акрилатные и/или метакрилатные группы. Для мономеров, содержащих акрилатные и/или метакрилатные группы, является также предпочтительным применяться в комбинации с дополнительными олефин-ненасыщенными соединениями, которые вообще не содержат акрилатных или метакрилатных групп. Олефин-ненасыщенные мономеры, связанные с полиуретановой смолой (А), более предпочтительно представляют собой мономеры, содержащие акрилатные группы или метакрилатные группы, образующие полиуретан (мет)акрилаты. Очень особенно предпочтительной полиуретановой смолой является полиуретан (мет)акрилат. Предпочтительно присутствующая полиуретановая смола отверждается физически, термически, или как термически, так и с использованием актиничного излучения. В частности, она отверждается термически, или как термически, так и с использованием актиничного излучения. Особенно предпочтительно полиуретановая смола содержит реактивные функциональные группы, с помощью которых возможно внешнее сшивание.
Подходящие насыщенные или ненасыщенные полиуретановые смолы, например, описаны в
- заявке на получение патента Германии DE 19914896 А1, колонка 1, строки 29-49, и колонка 4, строка 23 - колонка 11, строка 5;
- заявке на получение патента Германии DE 19948004 А1, страница 4, строка 19 - страница 13, строка 48;
- заявке на получение Европейского патента ЕР 0228003 А1, страница 3, строка 24 - страница 5, строка 40;
- заявке на получение Европейского патента ЕР 0634431 А1, страница 3, строка 38 - страница 8, строка 9; или
- международной заявке на получение патента WO 92/15405, страница 2, строка 35 - страница 10, строка 32.
Для получения полиуретановой смолы является предпочтительным применять алифатические, циклоалифатические, алифатически-циклоалифатические, ароматические, алифатически-ароматические и/или циклоалифатически-ароматические полиизоцианаты, известные специалисту в данной области.
В качестве содержащего спирт компонента для получения полиуретановых смол предпочтительно применять насыщенные и ненасыщенные полиолы, с относительно высокой молекулярной массой и низкой молекулярной массой, а также, необязательно, моноспирты в незначительных количествах, которые являются известными специалисту в данной области. Применяемые полиолы с низкой молекулярных массой, в частности представляют собой диолы, а также, в незначительных количествах, триолы, с целью привнесения разветвлений. Примерами подходящих полиолов с относительно высокой молекулярной массой являются насыщенные или олефин-ненасыщенные сложные полиэфирполиолы и/или простые полиэфирполиолы. Применяемые полиолы с относительно высокой молекулярной массой, в частности представляют собой сложные полиэфирполиолы, особенно те, которые имеют среднечисловую молекулярную массу, которая составляет 400-5000 г/моль (определенную с помощью гельпроникающей хроматографии, по сравнению с полиметилметакрилатным стандартом, с тетрагидрофураном в качестве элюента).
Для гидрофильной стабилизации и/или для повышения дисперсности в водной среде, предпочтительно присутствующая полиуретановая смола может содержать отдельные ионные группы и/или группы, которые могут быть превращены в ионные группы (потенциально ионные группы). Такие полиуретановые смолы указаны в контексте настоящего изобретения как ионно гидрофильно стабилизированные полиуретановые смолы. Также могут присутствовать неионные гидрофильно модифицирующие группы. При этом предпочтение отдают ионно гидрофильно стабилизированным полиуретанам. В частности, модифицирующие группы представляют собой
- функциональные группы, которые могут быть превращены в катионы с помощью нейтрализующих агентов и/или кватернизующих агентов и/или катионных групп (катионная модификация)
или
- функциональные группы, которые могут быть превращены в анионы с помощью нейтрализующих агентов, и/или анионных групп (анионная модификация)
и/или
- неионные гидрофильные группы (неионная модификация).
Как известно специалисту в данной области, функциональные группы для катионной модификации например, представляют собой первичные, вторичные и/или третичные аминогруппы, вторичные сульфидные группы и/или третичные фосфиновые группы, в частности третичные аминогруппы и вторичные сульфидные группы (функциональные группы, которые могут быть превращены в катионные группы с помощью нейтрализующих агентов и/или кватернизующих агентов). Также заслуживающими внимания являются катионные группы, полученные из упомянутых выше функциональных групп в результате применения нейтрализующих агентов и/или кватернизующих агентов, известные специалисту в данной области, такие как первичные, вторичные, третичные и/или четвертичные аммониевые группы, третичные сульфониевые группы и/или четвертичные фосфониевые группы, в частности четвертичные аммониевые группы и третичные сульфониевые группы.
Функциональные группы для анионной модификации, как это является известным, представляют собой, например, группы карбоновой, сульфоновой и/или фосфоновой кислоты, в частности группы карбоновой кислоты (функциональные группы, которые могут быть превращены в анионные группы с помощью нейтрализующих агентов), а также анионные группы, полученные из упомянутых выше функциональных групп в результате применения нейтрализующего агента, известные специалисту в данной области, такие как карбоксилатные, сульфонатные и/или фосфонатные группы.
Функциональные группы для неионной гидрофильной модификации предпочтительно представляют собой поли(оксиалкиленовые) группы, в частности поли(оксиэтиленовые) группы.
Ионно гидрофильные модификации могут быть привнесены в полиуретановую смолу с помощью мономеров, которые содержат (потенциально) ионные группы. Неионные модификации привносят, например, с помощью включения полимеров поли(этилен)оксида в качестве боковых групп или концевых групп молекул полиуретана. Гидрофильные модификации привносят, например, с помощью соединений, которые содержат по меньшей мере одну группу, которая является реактивной по отношению к изоцианатным группам, предпочтительно по меньшей мере одну гидроксильную группу. Для привнесения ионной модификации является возможным применять мономеры, которые также как и модифицирующие группы, содержат по меньшей мере одну гидроксильную группу. Для привнесения неионных модификаций предпочтительно применять алкоксиполи(оксиалкиленовые) спирты и/или простые полиэфирдиолы, которые являются известными специалисту в данной области.
Предпочтительно, полиуретановая смола может представлять собой привитой полимер. В частности, она представляет собой полиуретановую смолу, привитую олефин-ненасыщенными соединениями, предпочтительно олефин-ненасыщенными мономерами. Вследствие изложенного, в указанном случае полиуретан прививают, например, боковыми группами и/или боковыми цепями, которые основаны на олефин-ненасыщенных мономерах. Соответствующие группы или цепи, в частности, представляют собой боковые цепи, основанные на поли(мет)акрилатах. Поли(мет)акрилаты в контексте настоящего изобретения представляют собой полимеры или полимерные радикалы, которые содержат мономеры, содержащие акрилатные и/или метакрилатные группы, и предпочтительно состоящие из мономеров, содержащих акрилатные и/или метакрилатные группы. Боковые цепи, основанные на поли(мет)акрилатах, представляют собой боковые цепи, который созданы во время привитой полимеризации с применением мономеров, содержащих (мет)акрилатные группы. В указанном случае, во время привитой полимеризации, предпочтительно, применяют больше, чем 50 мол. %, в частности больше, чем 75 мол. %, в частности 100 мол. % мономеров, содержащих (мет)акрилатные группы, из расчета общего количества мономеров, которые применяют в привитой полимеризации.
Предпочтительно, описанные боковые цепи вводят в полимер после изготовления первичной дисперсии полиуретановой смолы. В указанном случае, присутствующая в первичной дисперсии полиуретановая смола может содержать дополнительные боковые и/или концевые олефин-ненасыщенные группы, посредством которых затем происходит привитая полимеризация олефин-ненасыщенными соединениями. По причине изложенного, полиуретановая смола для получения привитых полимеров может представлять собой ненасыщенную полиуретановую смолу (А). В этом случае привитая полимеризация представляет собой радикальную полимеризацию олефин-ненасыщенных взаимодействующих веществ. Также является возможным, например, когда олефин-ненасыщенные соединения, которые применяют для привитой полимеризации, содержат по меньшей мере одну гидроксильную группу. В этом случае также является возможным, что вначале посредством реакции со свободными изоцианатными группами полиуретановой смолы осуществляется прикрепление олефин-ненасыщенных соединений с помощью указанных гидроксильных групп. Указанное прикрепление возникает вместо или в дополнение к радикальной реакции олефин-ненасыщенных соединений с любыми дополнительными боковыми и/или концевыми олефин-ненасыщенными группами, которые могут присутствовать в полиуретановой смоле. За этим следует, опять, привитая полимеризация через посредство радикальной полимеризации, как описано ранее выше. В каждом случае, получают полиуретановые смолы, которые привиты олефин-ненасыщенными соединениями, предпочтительно олефин-ненасыщенными мономерами.
В качестве олефин-ненасыщенных соединений, которыми предпочтительно прививают полиуретановую смолу (А), возможно применять практически все радикально полимеризуемые, олефин-ненасыщенные и органические мономеры, которые доступны специалисту в данной области для указанных целей. Ряд предпочтительных классов мономеров может быть приведен в качестве примеров:
- гидроксиалкиловые сложные эфиры (мет)акриловой кислоты или других альфа-, бета-этиленненасыщенных карбоновых кислот,
- алкиловые сложные эфиры и/или циклоалкиловые сложные эфиры(мет)акриловой кислоты, которые имеют до 20 атомов углерода в алкильном радикале,
- этиленненасыщенные мономеры, которые содержат по меньшей мере одну группу кислоты, в частности а именно одну группу карбоновой кислоты, такой как (мет)акриловой кислота,
- виниловые сложные эфиры монокарбоновых кислот, разветвленных в альфа-положении и имеющих 5-18 атомов углерода,
- продукты реакции (мет)акриловой кислоты с глицидиловым сложным эфиром монокарбоновой кислоты, разветвленной в альфа-положении и имеющей 5-18 атомов углерода,
- другие этиленненасыщенные мономеры, такие как олефины (например, этилен), (мет)акриламиды, винилароматические углеводороды (например, стирол), а также виниловые соединения, такие как винилхлорид и/или виниловые простые эфиры, такие как этилвиниловые простые эфиры.
Предпочтение отдают применению мономеров, содержащих (мет)акрилатные группы, и так, что привитые боковые цепи представляют