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聚氨酯表面活性剂稳定化的聚氨酯泡沫制作方法

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    聚氨酯表面活性剂稳定化的聚氨酯泡沫制作方法
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专利名称:聚氨酯表面活性剂稳定化的聚氨酯泡沫的制作方法聚氨酯表面活性剂稳定化的聚氨酯泡沬本发明涉及亲水化聚氨酯泡沫的生产,它特别用于伤口护理,其中对含有聚合物和特定的基于聚氨酯的稳定剂的组合物进行发泡和干燥。由泡沫制造的创伤敷料用于治疗渗液伤口的应用是现有技术。由于它们的高吸收性和它们的良好机械性能,一般使用由二异氰酸酯和多元醇的混合物或NCO官能聚氨酯预聚物与水在某些催化剂以及(泡沫)添加剂存在下的反应所生产的聚氨酯泡沫。一般使用芳族二异氰酸酯,因为它们是发泡得最好的。这些方法的许多实施方案例如已描述在US 3,978, 266, US 3,975,567和EP-A 0 059 048中。然而,上述方法具有以下缺点它们需要使用含有二异氰酸酯或相应NCO官能预聚物的反应性混合物,它们的处置在技术上是复杂的,因为例如需要合适的保护措施。上述方法的一种替代方法,其中使用二异氰酸酯或NCO官能聚氨酯预聚物,是以聚氨酯分散体(它基本上不含异氰酸酯基)为基础的方法,其中通过在合适(泡沫)添加剂的存在下的强烈搅拌将空气或其它气体引入该分散体中。所谓的机械聚氨酯泡沫是在干燥和固化之后获得的。与创伤敷料相关,此类泡沫已描述在EP-A 0 235 949和EP-A 0 246 723中,要么向所述泡沫添加自粘性聚合物,要么将所述泡沫施加到自粘性聚合物的膜上。US4,655,210描述了上述机械泡沫用于具有由载体、泡沫和皮肤接触层构成的特定结构的创伤敷料。正如在EP-A 0 235 949, EP-A 0 246 723和US 4,655,210中所述,总是通过使用含有硬脂酸铵的添加剂混合物从聚氨酯分散体生产泡沫。这是一个巨大的缺点,因为硬脂酸铵,以通常使用的量,导致高度细胞毒性的泡沫。这尤其对于创伤辅料泡沫是不可接受的。另外,硬脂酸铵是热分解的,并且所形成的氨必须以技术上复杂的方式处置。另一方面,硬脂酸铵不能简单地被其它硬脂酸盐或完全不同的(泡沫)添加剂替代,因为它们获得相对良好的泡沫结构,尤其以非常细的孔为特征。PUR泡沫利用烷基聚糖苷所进行的备选的稳定化已描述在WO 2008/031520中。然而,这些添加剂同样地导致高度细胞毒性效果,并且明显地恶化所获得的泡沫的孔隙度。此外,这些泡沫添加剂引起泡沫的不希望有的泛黄,这可能归因于这些糖苷被微生物代谢。EP 0731148描述了以具有至少2. 5的平均NCO官能度的多异氰酸酯为基础的亲水改性的支化多异氰酸酯加合物,这些加合物与亲水性聚醚进行反应。这些组分具有以下缺点相对高支化度使得不能发挥聚醚链的亲水性潜力,因为当加合物的疏水性基团同时位于疏水性相中时,空间原因使得多于2个的聚醚链不可能同时完全地位于水相中。因此,描述在EP 0731148中的分散助剂的亲水性基团的一部分将总是接近于疏水性相。本发明的目的因此是提供作为(泡沫)添加剂的合适表面活性剂,它能够与聚合物或聚合物混合物,优选与聚氨酯,尤其与水性聚氨酯分散体一起发泡,然后在干燥之后,获得细孔的和甚至当非常厚时也是均勻的泡沫,该泡沫没有细胞毒性并且基本上不含 (热)可分解的组分如胺类。现在已经发现,当基于聚氨酯的新型表面活性剂用作添加剂时这一目的能够实现。本发明因此提供生产聚合物泡沫的方法,其中组合物一它同样构成了本发明的主4题一能通过至少将聚氨酯(I)与能发泡的聚合物(II)混合、发泡并干燥而获得,该聚氨酯 ⑴具有最多1.0重量%的游离异氰酸酯基含量和10%-95%重量含量的经由单官能醇B)引入的并排列在聚醚链内的环氧乙烷单元(分子量=44 g/mol),该聚氨酯是通过以下组分的反应所制备的,A)具有大于或等于1,优选1.7-2. 5,更优选1. 8-2. 2和最特别优选2的(平均)NCO 官能度的多异氰酸酯预聚物,与B)以A)的异氰酸酯基计,10-100当量%的一元醇组分,该组分包括具有150-5000g/ mol的数均分子量和30-100 moW)(基于单羟基聚醚醇中环氧烷单元的总含量)的环氧乙烷单元含量的至少一种单羟基聚醚醇,C)以A)的异氰酸酯基计,0-20当量%的包括与组分B)的化合物不同的具有32-5000 g/mol的数均分子量的一元醇的一元醇组分,D)以A)的异氰酸酯基计,0-80当量%的具有32-10000 g/mol的数均分子量的在NCO 加成反应意义上至少二官能的结构组分,伴随着氨基甲酸酯和任选的脲的形成,其中任选以过量存在的NCO基团通过同时或后续的二次反应反应掉直到达到不超过1. 0重量%的残余量。在本发明必要的聚氨酯中环氧乙烷单元(分子量=47 g/mol)的含量优选是 20%-75重量%,更优选35%-60重量%和最特别优选45%_55重量%。在本发明必要的聚氨酯中游离异氰酸酯基的含量是低于1重量%;和,一般,游离异氰酸酯基不再可检测。组分A)的合适的多异氰酸酯预聚物是具有上述NCO官能度的众所周知的脂肪族、 芳族或脂环族异氰酸酯官能预聚物。可用于A)中的异氰酸酯官能预聚物能通过多异氰酸酯与羟基官能多元醇在任选添加催化剂以及助剂和辅助材料情况下的反应来获得。此类合适异氰酸酯官能结构单元A)的例子是以多元醇和低分子量异氰酸酯结构单元为基础的预聚物。低分子量异氰酸酯结构单元是化合物如1,4-亚丁基二异氰酸酯, 1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI),异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),2,2,4-和/或2,4,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯,异构的双(4,4’ -异氰酸根合环己基)甲烷或它们的具有任何所需异构体含量的混合物,1,4-亚环己基二异氰酸酯,4-异氰酸根合甲基-1,8-辛烷二异氰酸酯(壬烷三异氰酸酯),1,4-苯二异氰酸酯,2,4-和/或2,6-甲苯二异氰酸酯,1,5-亚萘基二异氰酸酯,2,2’ -和/或2,4’ -和/或4,4’ - 二苯甲烷二异氰酸酯,1,3-和/或 1,4_双(2-异氰酸根合丙-2-基)苯(TMXDI),1,3-双(异氰酸根合甲基)苯O(DI),和具有C1-C8-烷基的2,6- 二异氰酸根合己酸烷基酯(赖氨酸二异氰酸酯)。该异氰酸酯官能组分A)可含有例如异氰酸酯二聚体,异氰脲酸酯,氨基甲酸酯,脲,脲基甲酸酯,缩二脲,亚氨基Ig 二嗪二酮或 二嗪三酮结构以及它们的混合物。用于制备A)的聚合物多元醇是本身已知的聚氨酯漆料技术聚酯多元醇,聚丙烯酸酯多元醇,聚氨酯多元醇,聚碳酸酯多元醇,聚醚多元醇,聚酯聚丙烯酸酯多元醇,聚氨酯聚丙烯酸酯多元醇,聚氨酯聚酯多元醇,聚氨酯聚醚多元醇,聚氨酯聚碳酸酯多元醇和聚酯聚碳酸酯多元醇。这些能够各自或以彼此之间的任何所需混合物形式用于制备预聚物A)。合适的聚酯多元醇是从二元醇和任选的三元醇和四元醇以及二羧酸和任选的三羧酸和四羧酸或羟基羧酸类或内酯类形成的本身已知的缩聚物。代替游离多羧酸,还有可能使用相应的多元羧酸酐或低级醇的相应多元羧酸酯来制备该聚酯。合适二醇的例子是乙二醇,丁二醇,二甘醇,三甘醇,聚(亚烷基)二醇如聚乙二醇,还有1,2-丙二醇,1,3-丙二醇,1,3- 丁二醇,1,4- 丁二醇,1,6-己二醇和异构体,新戊二醇或羟基新戊酸新戊二醇酯,其中1,6-己二醇和异构体,1,4- 丁二醇,新戊二醇和羟基新戊酸新戊二醇酯是优选的。除这些外,还有可能使用多元醇如三羟甲基丙烷,甘油,赤藓醇,季戊四醇,三羟甲基苯或三羟乙基异氰脲酸酯。作为二羧酸可以使用邻苯二甲酸,间苯二酸,对苯二甲酸,四氢化邻苯二甲酸,六氢邻苯二甲酸,环己烷二羧酸,己二酸,壬二酸,癸二酸,戊二酸,四氯邻苯二甲酸,马来酸, 富马酸,衣康酸,丙二酸,辛二酸,2-甲基琥珀酸,3,3- 二乙基戊二酸和/或2,2- 二甲基琥珀酸。相应的酸酐也能够用作酸的来源。当有待酯化的多元醇的平均官能度是>2时,还可以一并使用单羧酸,如苯甲酸和庚酸。优选的酸是上述类型的脂肪族或芳族酸。己二酸,间苯二酸和邻苯二甲酸是特别优选的。在具有末端羟基的聚酯多元醇的制备中能一并用作反应参与物的羟基羧酸类包括例如羟基己酸,羟基丁酸,羟基癸酸,羟基硬脂酸等等。合适的内酯是己内酯,丁内酯和同系物。己内酯是优选的。低分子量多元醇也可以用于制备A)。此类多元醇的例子是乙二醇,1,2-丙二醇, 1,3-丙二醇,1,3- 丁二醇,1,4- 丁二醇,1,6-己二醇,1,8-辛二醇,新戊二醇,1,4-双羟基甲基环己烷,2-甲基-1,3-丙二醇,2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇,二丙二醇,聚丙二醇,二丁二醇,聚丁二醇,双酚A和上述类型的内酯改性二元醇。用于制备A)的聚醚多元醇的使用是优选的。用于制备组分A)的聚醚多元醇一般具有300-8000 g/mol,优选400-6000 g/mol 和更优选600-3000 g/mol的数均分子量Mn。进一步特别优选的是,聚醚多元醇具有小于或等于0. 02毫当量/克的多元醇 (meq/g),优选小于或等于0.015 meq/g,和更优选小于或等于0. 01 meq/g (测定方法ASTM D2849-69)的不饱和端基含量。用于制备组分A)的化合物的多元醇优选具有1. 5 — 4,更优选1. 8-2. 5和最特别优选1.9-2. 1的OH官能度。特别优选的是,它们具有特别窄的分子量分布,即1. 0-1. 5的多分散性(PD = Mw/ Mn)和/或大于1. 9的OH官能度。所提到的聚醚多元醇优选具有1. 0-1. 5的多分散性以及大于1. 9和更优选大于或等于1. 95的OH官能度。此类聚醚多元醇可以按照已知方式,通过合适的起始物分子的烷氧基化,尤其通过使用双金属氰化物(DMC-催化)催化剂来获得。这例如已描述在US-A 5158 922 (例如实施例30)和EP-A 0 654 302 (5页,26行到6页,32行)。用于制备聚醚多元醇的合适起始物分子例如是简单的低分子量多元醇,水,含有至少两个N-H键的有机多胺,或此类起始物分子的任何所需混合物。适合于烷氧基化反应的环氧烷是,尤其,环氧乙烷和/或环氧丙烷,它们能够按任何顺序使用或以混合物形式用于该烷氧基化反应中。用于由烷氧基化制备聚醚多元醇(尤其按照DMC方法)的优选的起始物分子尤其是简单的多元醇,如乙二醇,二乙二醇,三甘醇,丁基二甘醇,1,3- 丁二醇,1,3-丙二醇, 1,2-丙二醇,1,3-丙二醇,1,4-丁二醇,1,6-己二醇,环己烷二醇,1,4-环己烷二甲醇,新戊二醇,2-乙基-1,3-己二醇,甘油,三羟甲基乙烷,三羟甲基丙烷,季戊四醇,山梨糖醇,三乙醇胺,氢醌二羟基乙基醚,双酚A (2,2-双(4-羟苯基)丙烷),氢化双酚A (2,2-双(4-羟基环己基)丙烷)以及由此类多元醇与以下所列举的类型的二羧酸所形成的低分子量含羟基的酯或此类简单多元醇的低分子量乙氧基化或丙氧基化产物,或此类改性或未改性醇类的任何所需混合物。适合的聚醚多元醇例如是能通过四氢呋喃利用阳离子开环进行的聚合反应来获得的在聚氨酯化学领域中本身已知的聚四亚甲基二醇聚醚,以及聚丙二醇和聚碳酸酯多元醇,或它们的混合物,特别优选的是聚丙二醇。同样合适的聚醚多元醇是氧化苯乙烯,环氧乙烷,环氧丙烷,环氧丁烷和/或表氯醇加成到二官能或多官能的起始物分子上所获得的本身已知的加成产物。也合适的是具有所规定的分子量范围的酯二醇,如ε -羟基己酸-α -羟基丁基酯,Y-羟丁酸-ω-羟基己基酯,己二酸(β-羟乙基)酯或对苯二甲酸双(β-羟乙基)也可以使用单官能的异氰酸酯反应性的含羟基的化合物。此类单官能化合物的例子是乙醇,正丁醇,乙二醇单丁醚,二乙二醇单甲醚,二甘醇单丁醚,丙二醇单甲醚,二丙二醇单甲醚,三丙二醇单甲基醚,二丙二醇单丙基醚,丙二醇单丁基醚,二丙二醇单丁基醚,三丙二醇单丁基醚,2-乙基己醇,1-辛醇,1-十二醇,1-十六烷醇。还有可能使用NH2-和/或NH-官能组分来制备异氰酸酯预聚物。扩链用的合适组分是有机二 -或多胺,例如乙二胺,1,2-和1,3- 二氨基丙烷, 1,4- 二氨基丁烷,1,6- 二氨基己烷,异佛尔酮二胺,2,2,4-和2,4,4-三甲基六亚甲基二胺的异构体混合物,2-甲基五亚甲基二胺,二亚乙基三胺,二氨基二环己基甲烷和/或二甲基乙二胺。还有可能使用除了具有伯氨基外还具有仲氨基的或除了具有氨基(伯或仲)外还具有OH基团的化合物。它的例子是伯/仲胺,如二乙醇胺,3-氨基-1-甲基氨基丙烷,3-氨基-1-乙基氨基丙烷,3-氨基-1-环己基氨基丙烷,3-氨基-1-甲基氨基丁烷,链烷醇胺, 如N-氨基乙基乙醇胺,乙醇胺,3-氨丙醇,新戊醇胺,它们被用于扩链和/或链终止。链终止典型地使用具有一个对异氰酸酯呈反应性的基团的胺类,例如甲基胺,乙基胺,丙基胺, 丁基胺,辛基胺,月桂基胺,硬脂基胺,异壬基氧基丙基胺,二甲基胺,二乙基胺,二丙基胺, 二丁基胺,N-甲基氨基丙基胺,二乙基(甲基)氨基丙基胺,吗啉,哌啶,或它们的合适取代的衍生物,从二伯胺和单羧酸形成的酰胺-胺,二伯胺的单酮肟,伯/叔胺如N,N- 二甲基氨基丙基胺。组分Α)的化合物优选是仅仅具有脂族或脂环族连接的异氰酸酯基团或它们的混合物和对于该混合物具有1. 7-2. 5,优选1. 8-2. 2和更优选2的平均NCO官能度的上述类型的预聚物。对于Α)而言特别优选的是使用以六亚甲基二异氰酸酯,异佛尔酮二异氰酸酯或各种异构的双(4,4’ -异氰酸根合环己基)甲烷,以及上述二异氰酸酯的混合物为基础的上述类型的多异氰酸酯预聚物。该异氰酸酯官能预聚物A)是通过低分子量多异氰酸酯与多元醇按照优选 2:1-20:1的NC0/0H比率进行反应而制备的。反应温度一般是20-160°C,优选60-100°C。 在特别优选的实施方案中利用合适方法随后除去未转化多异氰酸酯成分。薄膜蒸馏通常用于此目的,其中得到具有低于5重量%,优选低于0. 5重量%和最特别优选低于0. 1重量% 的低残留单体含量的产物。组分B)的合适非离子亲水化化合物是含有至少一个羟基的单官能聚氧化烯醚。例子是含有平均5-70个和优选7-55个环氧乙烷单元/每分子的并且按照普通方式由合适起始物分子的烷氧基化可获得的单羟基官能聚环氧烷聚醚醇(例如在Ullmarms Encyclopadie der technischen Chemie,第 4版,第 19 卷,Verlag Chemie, Weinheim 第31-38页中)。这些是纯聚氧化乙烯醚或混合聚氧化烯醚,和它们含有至少30 mol%的环氧乙烷单元,以所存在的全部环氧烷单元为基础计。特别优选的非离子化合物是具有30-100 的环氧乙烷单元和0-70 的环氧丙烷单元的单官能的混合聚环氧烷聚醚,基于环氧烷单元的总量。此类结构单元的合适的起始物分子有饱和一元醇,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,正十二醇,正十四醇,正十六醇,正十八醇,环己醇,异构的甲基环己醇或羟基甲基环己烷,3-乙基-3-羟基甲基氧杂环丁烷或四氢糠醇,二甘醇单烷基醚,例如二甘醇单丁醚,不饱和醇类,如烯丙醇,1,1- 二甲基烯丙基醇或油醇,芳族醇类如苯酚,异构的甲酚或甲氧基苯酚,芳脂族醇如苄醇,茴香醇或肉桂醇,仲单胺如二甲胺,二乙基胺,二丙基胺,二异丙基胺,二丁基胺,双O-乙基己基)胺,N-甲基环己基胺,N-乙基环己基胺或二环己基胺,以及杂环族仲胺如吗啉,吡咯烷, 哌啶或IH-吡唑。优选的起始物分子是上述类型的饱和一元醇。特别优选的是使用二甘醇一丁醚或正丁醇作为起始物分子。用于烷氧基化反应的合适环氧烷尤其是环氧乙烷和环氧丙烷,它们能够按任何所需顺序使用或以混合物形式用于该烷氧基化反应中。组分C)的合适结构单元是由数均分子量在32-5000 g/mol范围的至少一种一元醇组成的一元醇组分,它与组分B)的醇不同。例子是甲醇,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,正十二醇,正十四醇,正十六醇,正十八碳醇,环己醇,脂肪醇类,异构的甲基环己醇,或羟基甲基环己烷,3-乙基-3-羟基甲基氧杂环丁烷或四氢糠醇,二甘醇单烷基醚,例如二甘醇单丁醚,不饱和醇,如烯丙醇,1,1- 二甲基烯丙基醇或油醇,芳脂族醇类如苄醇、茴香醇或肉桂醇。单官能的聚合物也可使用,例子是含有羟基和低于30 环氧乙烷的聚氧化烯醚。优选的是没有任何环氧乙烷结构单元的单官能的聚环氧丙烷聚醚。组分D)的合适结构单元是数均分子量32-10 000 g/mol的在NCO加成反应意义上多官能的异氰酸酯反应性组分。低分子量多元醇(优选具有至多20个碳原子)的例子是乙二醇,二乙二醇,三甘醇,1,2-丙二醇,1,3-丙二醇,1,4- 丁二醇,1,3- 丁二醇,环己烷二醇,1,4-环己烷二甲醇,1,6-己二醇,新戊二醇,氢醌二羟基乙基醚,双酚A (2,2-双(4-羟苯基)丙烷),氢化双酚A(2,2-双羟基环己基)丙烷),三羟甲基丙烷,甘油,季戊四醇以及它们彼此的任何所需混合物。还有可能使用具有至多10 000 g/mol的数均分子量的聚酯多元醇,聚丙烯酸酯多元醇,聚氨酯多元醇,聚碳酸酯多元醇,聚醚多元醇,聚酯聚丙烯酸酯多元醇,聚氨酯聚丙烯酸酯多元醇,聚氨酯聚酯多元醇,聚氨酯聚醚多元醇,聚氨酯聚碳酸酯多元醇和聚酯聚碳酸酯多元醇。还有特别可能使用二胺或多胺,如1,2-乙二胺, 1,2-和1,3- 二氨基丙烷,1,4- 二氨基丁烷,1,6- 二氨基己烷,异佛尔酮二胺,2,2,4-和 2,4, 4-三甲基六亚甲基二胺的异构体混合物,2-甲基五亚甲基二胺,二亚乙基三胺,三氨基壬烷,1,3-和1,4-二甲苯二胺,α,α,α’,α ’ -四甲基-1,3_和-1,4_ 二甲苯二胺,和 4,4-二氨基二环己基甲烷和/或二甲基乙二胺。还有可能使用胼以及酰胼如己二酰胼。优选使用异佛尔酮二胺,1,2-乙二胺,1,4-二氨基丁烷和二亚乙基三胺。组分D)能够进一步使用除了具有伯氨基外还具有仲氨基的或除了具有氨基(伯或仲)外还具有OH基团的化合物。它们的例子是伯胺/仲胺,如二乙醇胺,3-氨基-1-甲基氨基丙烷,3-氨基-1-乙基氨基丙烷,3-氨基-1-环己基氨基丙烷,3-氨基-1-甲基氨基丁烷,链烷醇胺,如N-氨基乙基乙醇胺,乙醇胺,3-氨丙醇,新戊醇胺。所提及组分的混合物也可用作结构单元D)。一个优选的变型方案不使用组分D),另一个优选的变型方案使用至少一种聚氧化烯醚作为组分D)。非常特别优选的变型方案中使用作为组分D)的聚氧化烯醚,它含有至少两个异氰酸酯反应性基团如羟基和另外至少30 mol%的环氧乙烷单元,以所存在的全部环氧烷单元为基础。特别优选用作D)的是包括30-100 moW)的环氧乙烷单元和0-70 mol% 的环氧丙烷单元的二官能聚环氧烷聚醚,并且甚至更优选的是存在70-100 mol%的环氧乙烷单元和0-30 moW)的环氧丙烷单元。最特别优选的是在D)中仅仅存在环氧乙烷作为环氧烷单元。此类聚氧化烯醚可以按照已知方式由合适的至少二官能起始物分子的烷氧基化获得。制备本发明聚氨酯的一个优选的变型方案包括通过让上述类型的二异氰酸酯与不足量的疏水性二醇例如具有如2000 g/mol的数均摩尔质量的聚丙二醇进行反应来首先制备异氰酸酯官能预聚物A)。在这一反应中在异氰酸酯基与异氰酸酯反应性基团之间的摩尔比率优选是2 1-20 1和更优选5:1-15:1。在异氰酸酯反应性基团的反应之后,优选的变型方案包括通过蒸馏,例如通过薄膜式蒸发器和在真空中加热,除去至少大部分的剩余二异氰酸酯。在该方法中获得的混合物随后与组分B)和任选的组分C)和/或任选与组分D) 进行反应。优选用作组分B)的是数均分子量在350-3000 g/mol,更优选700-2300 g/mol 范围的单羟基聚醚醇,它优选具有70%-100重量%的环氧乙烷单元含量,以环氧烷单元的总含量为基础计。在A)与B)和任选的C)和/或D)的反应中在异氰酸酯基与异氰酸酯反应性基团之间的摩尔比率优选是0. 5:1-2:1范围,更优选在0. 7:1-1. 2:1范围和最特别优选等于 1:1。该反应的优选温度范围是20-180°C和更优选40-130°C。反应优选一直进行到由红外光谱分析无法检测到异氰酸酯基为止。一个特别优选的变型方案既不使用C)也不使用D), 另一个特别优选的方案仅仅使用D)。所属技术领域的专业人员已知的催化剂的使用在预聚物A)的制备中和在本发明的聚氨酯的制备中都是可能的。能够例如添加叔胺,锡、锌或铋化合物,如三乙胺,1,4-二氮杂双环-[2,2,2]-辛烷,二辛酸锡,二月桂酸二丁锡和二辛酸锌。如果需要的话,稳定剂如苯甲酰氯,间苯二酰氯,二丁基磷酸酯/盐,3-氯丙酸,抗氧化剂或甲苯磺酸甲基酯可以在制备过程中和/或之后添加。本发明的聚氨酯优选按照下面的定量范围通过使用组分A)_D)来制备 10%-80重量%和更优选20%-50重量%的组分A),20重量%-90重量%和更优选30重量%-50重量%的组分B), 0重量%-15重量%和更优选0重量%-5重量%的组分C),和 0%-60重量%和更优选10%-30重量%的组分D)。除所提到的组分A),B),C)和D)之外,不在A)、B)、C)或D)范围内的仍然额外异氰酸酯结构单元和异氰酸酯反应性的结构单元可以引入在本发明的聚氨酯中,但是优选低于20重量%,和最特别优选没有除A),B),C)和D)之外的其它结构单元存在。所使用的聚合物(II)是例如以下列物质为基础的聚苯乙烯,聚氯乙烯,聚丙烯酸酯,聚酰亚胺(polycarbonimides),聚甲基丙烯酰亚胺,聚酰胺,酚醛和尿素树脂,聚硅氧烷,聚酰氨型胺,聚(羟基羧酸),聚碳酸酯,聚酯,聚酯聚酰胺,聚酯聚丙烯酸酯,聚酯聚碳酸酯,聚氧化烯醚,聚醚聚丙烯酸酯,聚醚聚碳酸酯,聚醚聚酰胺,聚亚乙基聚亚胺,聚脲,聚氨酯,聚氨酯聚丙烯酸酯,聚氨酯聚酯,聚氨酯聚醚,聚氨酯聚脲和聚氨酯聚碳酸酯以及它们的任何所需聚合物混合物。优选的是使用聚脲,聚氨酯,聚氨酯聚丙烯酸酯,聚氨酯聚酯, 聚氨酯聚醚,聚氨酯聚脲和聚氨酯聚碳酸酯以及它们的任何所需聚合物混合物,更优选以它们的含水分散体的形式使用。此类优选的含水分散体是阴离子亲水化的聚氨酯分散体(II),它能通过以下过程
获得
E)从至少下列组分生产异氰酸酯官能预聚物 El)有机多异氰酸酯
E2)具有400-8000 g/mol的数均分子量和1. 5-6的OH官能度的聚合物多元醇,和 E3)任选的具有62-399 g/mol的分子量的羟基官能化合物,和 E4)任选的异氰酸酯-反应性,阴离子性或潜阴离子性和/或任选的非离子性的亲水化剂,
F)它们的游离NCO基团然后全部或部分地与下面成分反应而发生链延长 Fl)任选与具有32-400 g/mol的分子量的氨基官能化合物,和/或
F2)与异氰酸酯反应性的,优选氨基官能的,阴离子或潜阴离子的亲水化剂进行反应然后该预聚物在步骤F)之前、过程中或之后被分散在水中,任选存在的潜离子基团通过与中和剂的部分或完全反应被转化成离子形式。其中重要的是,组分El)-E4)的化合物不具有伯或仲氨基。为了实现阴离子亲水化,E4)和/或F2)必须使用亲水化剂,该亲水化剂具有至少一个对NCO基团呈反应性的基团如氨基、羟基或硫醇基和另外具有-0)0_或-503_或-PO:作为阴离子基团或它们的全部或部分质子化的酸形式作为潜阴离子基团。优选的阴离子聚氨酯含水分散体(II)具有低水平的亲水性阴离子基团,优选从 0. 1到15毫当量/100 g的固体树脂。为了实现抵抗沉降的良好稳定性,特定的聚氨酯分散体的数均粒度优选是低于 750 nm和更优选低于550 nm,由激光相关光谱学测定。组分El)的化合物中的NCO基团与在组分E2) -E4)的化合物中的NCO反应性基团如氨基、羟基或硫醇基团的比率是在1. 05到3. 5范围,优选在1. 2到3. 0范围,和更优选在 1. 3到2. 5范围,以制备NCO官能预聚物。在阶段F)中氨基官能化合物是以这样的用量使用的,该用量使得这些化合物的异氰酸酯反应性的氨基与预聚物的游离异氰酸酯基的当量比是40%到150%,优选50%到 125%,和更优选60%到120%。组分El)的合适多异氰酸酯包括具有彡2的NCO官能度的本身已知的芳族,芳脂族,脂肪族或脂环族多异氰酸酯并且对应于组分A)的那些。除上述多异氰酸酯之外,还有可能按比例(anteilig)使用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、亚氨基I 二嗪二酮和/或 二嗪三酮结构的改性二异氰酸酯或三异氰酸酯。优选,上述类型的多异氰酸酯或多异氰酸酯混合物仅仅具有脂族和/或脂环族连接的异氰酸酯基团以及该混合物的平均NCO官能度为2-4,优选2-2. 6和更优选2-2. 4。对于El)而言特别优选的是使用1,6-六亚甲基二异氰酸酯,异佛尔酮二异氰酸酯,异构的双(4,4’ -异氰酸根合环己基)甲烷,和它们的混合物。E2)使用具有在400-6000 g/mol范围和更优选600-3000 g/mol范围的数均分子量仏的聚合物多元醇。这些优选具有1. 8-3,更优选1. 9-2. 1的OH官能度。此类聚合物多元醇是聚氨酯涂料技术中本身已知的聚酯多元醇,聚丙烯酸酯多元醇,聚氨酯多元醇,聚碳酸酯多元醇,聚醚多元醇,聚酯聚丙烯酸酯多元醇,聚氨酯聚丙烯酸酯多元醇,聚氨酯聚酯多元醇,聚氨酯聚醚多元醇,聚氨酯聚碳酸酯多元醇和聚酯聚碳酸酯多元醇。这些能够各自或以彼此的任何所需混合物的形式用于E2)中。此类聚酯多元醇是从二元醇和任选的三元醇和四元醇以及二羧酸和任选的三羧酸和四羧酸或羟基羧酸类或内酯类形成的本身已知的缩聚物。代替游离多羧酸,还有可能使用相应的多元羧酸酐或低级醇的相应多元羧酸酯来制备该聚酯。合适二醇的例子是乙二醇,丁二醇,二甘醇,三甘醇,聚(亚烷基)二醇如聚乙二醇,还有1,2-丙二醇,1,3-丙二醇,丁二醇(1,3),丁二醇(1,4),己二醇(1,6)和异构体,新戊二醇或羟基新戊酸新戊二醇酯,其中己二醇(1,6)和异构体,丁二醇(1,4),新戊二醇和羟基新戊酸新戊二醇酯是优选的。除这些外,还有可能使用多元醇如三羟甲基丙烷,甘油, 赤藓醇,季戊四醇,三羟甲基苯或三羟乙基异氰脲酸酯。作为二羧酸可以使用邻苯二甲酸,间苯二酸,对苯二甲酸,四氢化邻苯二甲酸,六氢邻苯二甲酸,环己烷二羧酸,己二酸,壬二酸,癸二酸,戊二酸,四氯邻苯二甲酸,马来酸, 富马酸,衣康酸,丙二酸,辛二酸,2-甲基琥珀酸,3,3- 二乙基戊二酸和/或2,2- 二甲基琥珀酸。相应的酸酐也能够用作酸的来源。当有待酯化的多元醇的平均官能度大于2时,单羧酸,如苯甲酸和庚酸能够另外
一并使用。优选的酸是上述类型的脂肪族或芳族酸。己二酸,间苯二酸和任选的偏苯三酸是特别优选的。在具有末端羟基的聚酯多元醇的制备中能一并用作反应参与物的羟基羧酸类是例如羟基己酸,羟基丁酸,羟基癸酸,羟基硬脂酸等等。合适的内酯包括己内酯,丁内酯和同系物。己内酯是优选的。E2)可以同样地使用具有400-8000 g/mol和优选600-3000 g/mol的数均分子量 MnW含羟基的聚碳酸酯,优选聚碳酸酯二醇。这些能通过碳酸衍生物如碳酸二苯基酯、碳酸二甲基酯或光气与多元醇(优选二元醇)的反应获得。此类二元醇的例子是乙二醇,1,2-丙二醇,1,3-丙二醇,1,3- 丁二醇,1,4_ 丁二醇,1,6-己二醇,1,8-辛二醇,新戊二醇,1,4-双羟基甲基环己烷,2-甲基-1,3-丙二醇, 2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇,二丙二醇,聚丙二醇,二丁二醇,聚丁二醇,双酚A和上述类型的内酯改性二元醇。聚碳酸酯二醇优选含有40%到100重量%的己二醇,优选1,6-己二醇和/或己二醇衍生物,以它们所基于的二醇计。此类己二醇衍生物是基于己二醇和具有酯或醚基团和末端OH基团。此类衍生物能通过己二醇与过量的己内酯的反应或通过己二醇本身的醚化
形成二己二醇或三己二醇来获得。代替纯聚碳酸酯二醇或与纯聚碳酸酯二醇一起,聚醚-聚碳酸酯二醇也能够用于 E2)中。含羟基的聚碳酸酯优选具有线型结构。E2)可以同样地使用聚醚多元醇。适合的聚醚多元醇为例如聚氨酯化学领域中本身已知的聚四亚甲基二醇聚醚,后者可利用阳离子开环反应由四氢呋喃的聚合反应获得。同样的聚醚多元醇为氧化苯乙烯,环氧乙烷,环氧丙烷,环氧丁烷和/或表氯醇加成到二官能或多官能的起始物分子上所获得的本身已知的加成产物。作为适合的起始物分子可以使用全部现有技术的已知化合物,例如水,丁基二甘醇,甘油,二甘醇,三羟甲基丙烷,丙二醇,山梨糖醇,乙二胺,三乙醇胺,1,4-丁二醇。优选的起始物分子是水,乙二醇,丙二醇,1,4- 丁二醇,二乙二醇和丁基二甘醇。聚氨酯分散体(II)的特别优选的实施方案含有作为组分E2)的聚碳酸酯多元醇和聚四亚甲基二醇多元醇的混合物,在该混合物中聚碳酸酯多元醇的比例是在20重量%至 80重量%范围和在该混合物中聚四亚甲基二醇多元醇的比例是在80重量%至20重量%范围。30重量%至75重量%的聚四亚甲基二醇多元醇的比例以及25重量%到70重量%的聚碳酸酯多元醇的比例是优选的。特别优选的是35重量%至70重量%的聚四亚甲基二醇多元醇的比例和30重量%到65重量%的聚碳酸酯多元醇的比例,在各情况下前提条件是聚碳酸酯多元醇和聚四亚甲基二醇多元醇的重量百分数的总和是100重量%以及组分E2)的比例一被认为是聚碳酸酯多元醇和聚四亚甲基二醇聚醚多元醇的总和一是至少50重量%, 优选至少60重量%和更优选至少70重量%。E3)可使用具有至多20个碳原子的前述分子量的多元醇,如乙二醇,二甘醇,三甘醇,1,2-丙二醇,1,3-丙二醇,1,4- 丁二醇,1,3- 丁二醇,环己烷二醇,1,4-环己烷二甲醇, 1,6-己二醇,新戊二醇,氢醌二羟基乙基醚,双酚A (2,2-双羟苯基)丙烷),氢化双酚 A,(2,2-双(4-羟基环己基)丙烷),三羟甲基丙烷,甘油,季戊四醇以及它们各自或彼此的任何所需混合物。也合适的是具有前述的分子量范围的酯二醇,如ε -羟基己酸-α -羟基丁基酯, Y-羟丁酸-ω-羟基己基酯,己二酸(β-羟乙基)酯或对苯二甲酸双(β-羟乙基)酯。Ε3)中可以进一步使用单官能的含羟基的化合物。此类单官能化合物的例子是乙醇,正丁醇,乙二醇单丁醚,二乙二醇单甲醚,乙二醇单丁醚,二乙二醇单丁醚,丙二醇单甲醚,二丙二醇单甲醚,三丙二醇单甲基醚,二丙二醇单丙基醚,丙二醇单丁基醚,二丙二醇单丁基醚,三丙二醇单丁基醚,2-乙基己醇,1-辛醇,1-十二醇,1-十六醇。组分E3)的优选化合物是1,6_己二醇,1,4-丁二醇,新戊二醇和三羟甲基丙烷。组分E4)的阴离子或潜阴离子亲水化化合物是具有至少一个异氰酸酯反应性基团如羟基以及具有至少一个诸如_C00_M+、-S03_M+、-PO(OlT)2的官能团的任何化合物,其中 M+例如是金属阳离子、H+、NH4 NHR3+,其中在每一情况下R可以是C1-C12-烷基、C5-C6-环烷基和/或C2-C4-羟烷基,该官能团与含水介质相互作用而达成pH依赖性离解平衡和因此能够具有负电荷或为中性。适合的阴离子或潜阴离子亲水化化合物包括单羟基和二羟基羧酸,单和二羟基磺酸以及单羟基和二羟基膦酸和它们的盐。此类阴离子或潜阴离子亲水化剂的例子是二羟甲基丙酸,二羟甲基丁酸,羟基新戊酸,苹果酸,柠檬酸,乙醇酸,乳酸以及从2- 丁烯二醇和NaHSO3形成的丙氧基化加合物,按照在DE-A 2 446 440,第5_9页,通式 I-III中所述。组分E4)的优选的阴离子或潜阴离子亲水化剂是具有羧酸盐或羧酸基和/ 或磺酸盐基团的上述类型的那些化合物。组分E4)的特别优选的阴离子或潜阴离子亲水化剂是含有羧酸盐或羧酸基作为离子或潜离子基团的那些,如二羟甲基丙酸,二羟甲基丁酸和羟基新戊酸和它们的盐。组分E4)的适合的非离子亲水化化合物包括例如含有至少一个羟基或氨基(优选至少一个羟基)的聚氧化烯醚。例子是含有平均5-70个和优选7-55个环氧乙烷单元/每分子的并且按照本身已知的方式由合适起始物分子的烷氧基化可获得的单羟基官能聚环氧烷聚醚醇(例如在 Ullmanns Encyclopadie der technischen Chemie,第 4 版,第 19 卷,Verlag Chemie, Weinheim 第 31-38 页中)。这些是纯聚氧化乙烯醚或混合聚氧化烯醚,和它们含有至少30 和优选至少 40 mol%的环氧乙烷单元,以所存在的全部环氧烷单元为基础计。特别优选的非离子化合物是具有40-100 的环氧乙烷单元和0-60 的环
氧丙烷单元的单官能的混合聚环氧烷聚醚。此类非离子亲水化剂的适合的起始物分子包括饱和一元醇,如甲醇,乙醇,正丙醇,异丙醇,正丁醇,异丁醇,仲丁醇,异构体戊醇,己醇,辛醇和壬醇,正癸醇,正十二醇,正十四醇,正十六醇,正十八醇,环己醇,异构的甲基环己醇或羟基甲基环己烷,3-乙基-3-羟基甲基氧杂环丁烷或四氢糠醇,二甘醇单烷基醚,例如二甘醇单丁醚,不饱和醇类,如烯丙醇,1,I" 二甲基烯丙醇或油醇,芳族醇类如苯酚,异构的甲酚或甲氧基苯酚,芳脂族醇如苄醇,茴香醇或肉桂醇,仲单胺如二甲胺,二乙基胺,二丙基胺,二异丙基胺,二丁基胺,双 (2-乙基己基)胺,N-甲基环己基胺,N-乙基环己基胺或二环己基胺,以及杂环族仲胺如吗啉,吡咯烧,哌啶或IH-吡唑。优选的起始物分子是上述类型的饱和一元醇。特别优选的是使用二甘醇一丁醚或正丁醇作为起始物分子。用于烷氧基化反应的适合环氧烷尤其是环氧乙烷和环氧丙烷,它们能够按任何所需顺序使用或以混合物形式用于该烷氧基化反应中。组分Fl)可以使用二胺或多胺,如1,2-乙二胺,1,2- 二氨基丙烷,1,3_ 二氨基丙烷,1,4-二氨基丁烷,1,6-二氨基己烷,异佛尔酮二胺,2,2,4-和2,4,4-三甲基六亚甲基二胺的异构体混合物,2-甲基五亚甲基二胺,二亚乙基三胺,三氨基壬烷,1,3-二甲苯二胺, 1,4_ 二甲苯二胺,α,α,α,,α,-四甲基_1,3_和_1,4_ 二甲苯二胺,和4,4_ 二氨基二环己基甲烷和/或二甲基乙二胺。还有可能但不太优选的是使用胼以及酰胼如己二酰胼。作为组分Fl)能够进一步使用除了具有伯氨基外还具有仲氨基的或除了具有氨基(伯或仲)外还具有OH基团的化合物。它们的例子是伯胺/仲胺,如二乙醇胺,3-氨基-1-甲基氨基丙烷,3-氨基-1-乙基氨基丙烷,3-氨基-1-环己基氨基丙烷,3-氨基-1-甲基氨基丁烷,链烷醇胺,如N-氨基乙基乙醇胺,乙醇胺,3-氨丙醇,新戊醇胺。作为组分Fl)能够进一步使用单官能的异氰酸酯反应性的胺化合物,例如甲基胺,乙基胺,丙基胺,丁基胺,辛基胺,月桂基胺,硬脂基胺,异壬基氧基丙基胺,二甲基胺, 二乙基胺,二丙基胺,二丁基胺,N-甲基氨基丙基胺,二乙基(甲基)氨基丙基胺,吗啉,哌啶,或它们的合适的经取代衍生物,由二伯胺和单羧酸组成的酰胺-胺,二伯胺的单酮亚胺 (Monoketime),以及伯/叔胺,如N,N- 二甲基氨基丙基胺。组分Fl)的优选化合物是1,2-乙二胺,1,4- 二氨基丁烷,和异佛尔酮二胺。组分F2)的阴离子或潜阴离子亲水化化合物是具有至少一个异氰酸酯反应性基团(优选氨基)以及具有至少一个诸如-cooir、-so3ir、-po(oir)2的官能团的所有化合物, 其中M+例如是金属阳离子、H+、NH4+、NHR3+,其中在每一情况下R可以是C1-C12-烷基、Q-Q-环烷基和/或C2-C4-羟烷基,该官能团与含水介质相互作用而达成pH依赖性离解平衡和因此能够具有负电荷或为中性。适合的阴离子或潜阴离子亲水化化合物是单氨基和二氨基羧酸类,单氨基和二氨基磺酸,以及单氨基和二氨基膦酸和它们的盐。此类阴离子或潜阴离子亲水化剂的例子是 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,乙二胺丁基磺酸,1,2-或1,3-亚丙基二胺-β -乙基磺酸,甘氨酸,丙氨酸,牛磺酸,赖氨酸,3,5- 二氨基苯甲酸以及IPDA和丙烯酸的加合物(ΕΡ-Α O 916 647,实施例1)。进一步有可能使用 WO-A 01/88006的环己基氨基丙烷磺酸(CAPS)作为阴离子或潜阴离子亲水化剂。组分的优选的阴离子或潜阴离子亲水化剂是具有羧酸盐或羧酸基和/或磺酸盐基团的上述类型的那些化合物,如N-(2-氨基乙基)-β -丙氨酸的盐,2-(2-氨基乙基氨基)乙烷磺酸的盐或IPDA和丙烯酸的加合物(ΕΡ-Α 0 916 647,实施例1)的盐。为了亲水化,还能够使用阴离子或潜阴离子亲水化剂和非离子亲水化剂的混合物。生产特定的聚氨酯分散体的优选实施方案使用以下用量的组分El)至Ε4)和Fl) 至F2),各自量总是加起来为100重量%
5%-40重量%的组分El),
55% — 90% 重量的 Ε2),
0. 5%-20%重量的组分Ε3)和Fl)的总和,
0. 1%-25%重量的的组分Ε4)和F2)的总和,其中使用0. 1-5%(按重量)的Ε4)和/或 F2)的阴离子或潜阴离子亲水化剂,基于组分El)到Ε4)和Fl)到F2)的总量。生产特定的聚氨酯分散体的特别优选实施方案使用以下用量的组分El)至Ε4)和 Fl)至F2),各自量总是加起来为100重量%:
5重量%-35重量%的组分El),60重量% - 90重量%的E2),
0. 5重量%-15重量%的组分E3)和Fl)的总和,
0. 1重量%-15重量%的的组分E4)和F2)的总和,其中使用0. 2%_4%(按重量)的E4) 和/或F2)的阴离子或潜阴离子亲水化剂,基于组分El)到E4)和Fl)到F2)的总量。生产特定的聚氨酯分散体的非常特别优选实施方案使用以下用量的组分El)至 E4)和Fl)至F2),各自量总是加起来为100重量%
10重量%-30重量%的组分El),
65% - 85% (按重量)的 E2),
0. 5重量%-14重量%的组分E3)和Fl)的总和,
0. 1重量%-13. 5重量%的的组分E4)和F2)的总和,其中使用0. 5%_3. 0%(按重量)的 E4)和/或F2)的阴离子或潜阴离子亲水化剂,基于组分El)到E4)和Fl)到F2)的总量。阴离子亲水化聚氨酯分散体(II)的生产能够在一个或多个阶段中在均相中进行或对于多阶段的反应,部分地在分散相中进行。在从El)到E4)的完全或部分地进行的加聚后,进行分散、乳化或溶解步骤。任选地,之后是在分散相或溶解(均勻)相中的进一步加聚或改性。能够使用所有现有技术已知的方法,例子是预聚物混合方法,丙酮方法,或熔融分散方法。丙酮方法是优选的。丙酮法的生产过程典型地包括成分E2)到E4)和多异氰酸酯组分El)全部或部分地作为初始投料被引入以生产异氰酸酯官能聚氨酯-预聚物和任选地用水混溶性但对异氰酸酯呈惰性的溶剂稀释并加热至50°C至120°C的温度。异氰酸酯加成反应能够通过使用在聚氨酯化学中已知的催化剂来加速。适合的溶剂包括通常的脂肪族、酮官能的溶剂如丙酮,2-丁酮,它们不仅可以在生产过程开始时添加而且可以随后添加,任选分成几个部分。丙酮和2-丁酮是优选的。其它溶剂如二甲苯,甲苯,环己烷,乙酸丁酯,乙酸甲氧基丙基酯,N-甲基吡咯烷酮,N-乙基吡咯烷酮,具有醚或酯单元的溶剂能够附加使用并且完全地或部分地蒸馏掉,或对于N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮而言,完全保留在分散体中。然而,优选的是不使用除该通常的脂肪族的酮官能的溶剂之外的任何其它溶剂。随后,在反应开始时任选没有添加的El)到E4)的成分被计量添加进去。在从El)到E4)生产聚氨酯预聚物的过程中,异氰酸酯基团与异氰酸酯反应性基团的物质的量比率是1. 05-3. 5,优选为1. 2-3. 0和更优选为1. 3-2. 5。用于形成预聚物的组分El)-E4)的反应是部分或完全地进行的,但优选是完全地进行的。由此在没有溶剂存在下或在溶液中获得含有游离异氰酸酯基的聚氨酯预聚物。潜阴离子基团部分或完全地转化成阴离子基团的中和步骤将使用碱如叔胺,例如在每一个烷基中具有1至12个,优选1至6个碳原子,更优选2至3个碳原子的三烷基胺, 或碱金属碱如相应的氢氧化物。它们的例子是三甲胺,三乙胺,甲基二乙基胺,三丙胺,N-甲基吗啉,甲基二异丙基胺,乙基二异丙基胺和二异丙基乙胺。该烷基也可例如具有羟基,如在二烷基单链烷醇胺, 烷基二链烷醇胺和三链烷醇胺情况下。作为中和剂任选地还可以使用无机碱,如氨水溶液或氢氧化钠或氢氧化钾。
优选的是氨,三乙胺,三乙醇胺,二甲基乙醇胺或二异丙基乙胺,以及氢氧化钠和氢氧化钾,特别优选的是氢氧化钠和氢氧化钾。碱类的物质的量是在所要中和的酸基的物质的量的50 moW)和125 moW)之间,优选在70 moW和100 moW之间。该中和也能够通过在分散体的水中包含中和剂来与分散步骤同时地进行。随后,在附加的工艺步骤中,如果这(溶解)仍然没有进行或仅仅部分地进行,则所获得的预聚物借助于脂肪族酮如丙酮或2- 丁酮被溶解。在阶段F)的扩链中,NH2-和/或NH-官能组分与预聚物的仍然剩下的异氰酸酯基团部分地或完全地进行反应。优选,在分散到水中之前进行该扩链/链终止。链终止典型地通过使用具有对异氰酸酯呈反应性基团的胺Fl)来进行,如甲基胺,乙基胺,丙胺,丁胺,辛胺,月桂基胺,硬脂基胺,异壬基氧基丙基胺,二甲基胺,二乙基胺,二丙基胺,二丁胺,N-甲基氨基丙基胺,二乙基(甲基)氨基丙基胺,吗啉,哌啶或它们的合适的经取代衍生物,从二伯胺和单羧酸形成的酰胺-胺,二伯胺的单酮亚胺,伯/叔胺, 如N,N-二甲基氨基丙基胺。当通过使用符合具有NH2或NH基团的定义F2)的阴离子或潜阴离子亲水化剂进行部分或完全扩链时,预聚物的扩链优选在分散之前发生。胺类组分Fl)和!^)能够任选地以水稀释或溶剂稀释的形式用于本发明的方法中,各自或以混合物,任何的添加顺序在原则上都是可能的。当水或有机溶剂一并用作稀释剂时,用于F)中的扩链组分的稀释剂含量优选是 70%-95%(按重量)。分散优选是在扩链之后进行。为了分散,溶解和扩链的聚氨酯聚合物被引入该分散用水中,任选地借助于强烈剪切作用如强烈搅拌,或相反地,该分散用水被搅拌到扩链的聚氨酯聚合物溶液中。优选将水添加到溶解的扩链聚氨酯聚合物中。在分散步骤之后仍然在分散体中存在的有机溶剂典型地通过蒸馏被除去。在分散步骤中已经除去同样是可能的。在聚氨酯分散体(II)中的有机溶剂的残留量典型地是低于1.0重量%和优选低于0. 5重量%,基于整个分散体。本发明必要的聚氨酯分散体(II)的pH典型地是低于9.0,优选低于8. 5,更优选低于8. 0和最特别优选是6. 0至7. 5。聚氨酯分散体(II)的固体含量典型地是40%_70%,优选50%_65%和更优选55%_65
重量%。除了添加剂⑴之外,组分⑴还可含有其它添加剂以改进泡沫形成,泡沫稳定性或所得聚合物泡沫的性能。该其它添加剂原则上可以包括本身已知的所有阴离子表面活性剂,非离子型表面活性剂,例如Ε0/Ρ0嵌段共聚物,和阳离子表面活性剂。然而,优选仅使用组分⑴。除了本发明必要的聚合物(II)和聚氨酯(I)之外,此外,还能够使用助剂和辅助材料(III)。此类助剂和辅助材料(III)的例子是交联剂,增稠剂或触变剂,其它水性粘结剂, 抗氧化剂,光稳定剂,乳化剂,增塑剂,颜料,填料和/或流动调节剂。
作为交联剂可以添加例如未封闭的多异氰酸酯,酰胺-和胺-甲醛树脂,酚树脂, 醛和酮树脂,例子含有苯酚甲醛树脂,甲阶酚醛树脂,呋喃树脂,尿素树脂,氨基甲酸酯树脂,三嗪树脂,三聚氰胺树脂,苯并胍胺树脂,氨腈树脂或苯胺树脂。虽然该表面活性剂(I)能够显著地增稠该聚合物(II),但是还有可能使用其它商购的增稠剂,例如,糊精、淀粉或纤维素的衍生物,例子是纤维素醚或羟乙基纤维素,以聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮、聚(甲基)丙烯酸系化合物或聚氨酯(缔合增稠剂)为基础的有机完全合成的增稠剂以及无机增稠剂,如膨润土或硅石。其它水性粘结剂能够由例如聚酯,聚丙烯酸酯,聚环氧化物或其它聚氨酯聚合物组成。类似地,例如描述在EP-A-O 753 531中的与可辐射固化粘结剂的结合也是可能的。 还有可能使用其它阴离子或非离子的分散体,如聚乙酸乙烯酯,聚乙烯,聚苯乙烯,聚丁二烯,聚氯乙烯,聚丙烯酸盐/酯和共聚物分散体。本发明必要的组合物典型地含有,以干燥物质为基础,80-99. 9重量份的聚合物 (II)和0. 1-20重量份的表面活性剂(I)。优选,组合物含有,以干燥物质为基础,85-99. 5 重量份的聚合物(II)和0. 5-15重量份的表面活性剂(I),更优选90-99重量份的聚合物 (II)和1-10重量份的表面活性剂(I),和最特别优选94-99重量份的聚合物(II)和1-6 重量份的表面活性剂(I)。作为助剂和辅助材料(III)的其它添加剂在本发明的组合物中的用量典型地是在0-10重量份,优选0-5重量份和更优选0-1. 5重量份的范围。表面活性剂(I)和任选的其它添加剂在聚合物(II)中的添加能够按照任何所需顺序来进行。上述添加剂任选地作为溶解或分散在溶剂如水中的形式来使用。原则上,还有可能通过添加凝聚剂作为助剂和辅助材料的一部分来导致泡沫的凝聚。适合的凝聚原则上包括全部的多阳离子官能化合物。在本发明的方法中的发泡能通过组合物的振荡、机械搅拌或通过将发泡气体减压来实现的。机械发泡能够通过使用任何所需的机械搅拌,混合和分散技术,引入为发泡所需要的能量,来进行。空气通常被引入,但氮气和其它气体也能够用于这一目的。所获得的泡沫,在发泡过程中或紧接着在发泡之后,被施加于基材上或被引入到模具中并干燥。所述施加能够例如通过流延或刮涂来进行,但其它已知方法也是可能的。具有中间插有干燥步骤的多层施涂在原则上也是可能的。在低到20°C的温度下观察到泡沫的令人满意的干燥速率。然而,优选高于30°C的温度以用于泡沫的更快速干燥和固定。然而,干燥温度不应该超过200°C,因为否则会发生泡沫的不希望有的泛黄。优选的是使用60°C — 180°C,更优选100°C — 160°C的温度。两阶段或更多阶段干燥也是可能的。干燥通常利用普通的加热和干燥设备例如(循环空气)干燥烘箱来进行。施涂和干燥能够各自间歇地或连续地进行,但是完全连续的方法是优选的。干燥通常利用普通的加热和干燥设备如(循环空气)干燥烘箱,热空气或红外散热器来进行。弓丨导该涂覆基材在加热表面例如辊之上通过的干燥方式也是可能的。施涂和干燥能够各自间歇地或连续地进行,但是完全连续的方法是优选的。适合的基材尤其为纸或膜,它们在作为创伤敷料例如用于覆盖受伤部位之前有利于泡沫的简单脱离。在干燥之前,泡沫的泡沫密度典型地是在50-800 g/升的范围,优选在100-500 g /升的范围和更优选在100-250 g/升的范围(全部投入材料的质量[g]/基于1升的泡沫体积)。在干燥后,该泡沫具有包括互相连通的胞孔的微孔、至少部分开孔的结构。干泡沫的密度典型地低于0.4 g/cm3,优选低于0.35 g/cm3,更优选为0. 01-0. 3 g/cm3,和最特别优选 0. 1-0. 3 g/cm3。对于泡沫,生理盐水吸收性典型地是在100-1500%的范围,优选在300-1500%的范围内和更优选在300-1000%范围内(所吸收液体的质量/基于干泡沫的质量,按DIN EN 13726-1第3. 2部分测定)。水蒸汽透过速率典型地是1000-8000 g/24 h*m2,优选 1000-6000 g/24 h*m2 和更优选 2000-5000 g/24 h*m2 (按 DIN EN 13726-2 第 3. 2 部分测定)。泡沫具有良好的机械强度和高弹性。典型的值是大于0. 2 N/mm2的拉伸强度和大于250%的断裂伸长率。优选的值是大于0. 4 N/mm2的拉伸强度和大于350%的断裂伸长率 (根据DIN 53504测定)。在干燥之后,泡沫的厚度典型地是0. 1 mm至50 mm,优选0. 5 mm到20 mm,更优选 1 - IOmm和最特别优选1-6 mm。泡沫能够另外粘附、层压或涂覆到其它材料上,例如以水凝胶为基础的材料, (半)渗透膜,涂层,水胶体或其它泡沫。由于它们的理想性能,本发明的聚氨酯泡沫优选用作创伤敷料或用于化妆目的。 包括在本发明的意义内的聚氨酯泡沫的创伤敷料是多孔材料,优选具有至少部分开孔含量,它主要由聚氨酯组成并在提供无菌覆盖的意义上保护伤口以避免细菌和环境影响,具有生理盐水或伤口流体的高吸收能力,通过合适的透湿性确保合适的伤口气候,并且具有足够的机械强度。如果合适的话,灭菌步骤能够包括在本发明的方法中。由本发明的方法可获得的创伤敷料类似地有可能原则上在它们生产之后被灭菌。使用本领域技术已知的方法灭菌, 其中灭菌是通过热处理,化学物质如环氧乙烷或用Y射线的辐射来进行的。同样地有可能添加、引入或涂覆抗菌或生物学活性组分,它例如具有就伤口愈合和避免细菌负载而言的积极作用。上述类型的优选的活性组分是选自于防腐剂,生长因子,蛋白酶抑制剂和非甾类抗炎剂/鸦片剂或活性组分例如用于局部血液凝固的凝血酶α中的那些。在本发明的一个优选的实施方案中,该活性组分包括防腐剂缩二胍和/或它的盐,优选盐酸盐。缩二胍类是从缩二胍(C2H7N5)衍生的化合物,尤其它的聚合物。防腐剂缩二胍类是具有抗微生物效果的缩二胍类,即用作抑菌剂或优选作为杀菌剂。所述的化合物优选对于许多细菌具有广谱效果并且能够体现特征在于至少0.5yg / ml,优选至少12或至少25yg / ml的对抗大肠杆菌的效果(最低杀菌浓度,或MMC,在悬浮试验中测量)。根据本发明的优选的防腐剂缩二胍类是聚(亚氨基[亚氨基羰基]亚氨基聚亚甲基),已知为Polyhexanid的聚(六亚甲基)缩二胍(PHMB)作为防腐剂缩二胍类是特别优
18选的。根据本发明的术语“防腐剂缩二胍类”还包括防腐剂缩二胍的代谢物和/或前体药物。防腐剂缩二胍能够以外消旋物或纯同工型(Isoform)形式存在。从根据本发明的聚氨酯泡沫或组合物形成的泡沫制品优选含有防腐剂缩二胍和/ 或它的盐,优选盐酸盐,浓度为0. 01%-20%重量,非常有利地0. 1%-5%重量。缩二胍可具有任何所需的分子量分布。本发明进一步提供可由本发明的方法获得的聚合物泡沫,特别聚氨酯泡沫,以及它们作为创伤敷料的用途以及在化妆品领域中的用途。作为创伤敷料的用途是优选的。
实施例除非另作说明,否则,全部百分数数据是按重量计。对于泡沫添加剂报道的含量是基于水溶液。根据DIN-EN ISO 3251测定固体含量。除非另外明确提到,NCO含量是根据DIN-EN ISO 11909以体积法测定的。聚氨酯分散体1的平均粒度(报道数均粒度)的测定是使用激光相关光谱学来进白勺( Χ^ :Malvern Zetasizer 1000, Malvern Inst. Limited)。所使用的聚丙二醇聚醚是通过DMC催化(没有碱)来制备的,除非另作说明。报道的摩尔质量是重均摩尔质量,除非另作说明。它们是在四氢呋喃中在0.6 ml/ min的流动速率下由GPC分析所测定的。聚苯乙烯标准物用于校正。所使用的物质和缩写
二氨基磺酸盐=NH2-Ol2CH2-NH-Ol2CH2-SO3Na (在水中 45%)
Desmophen C2200 聚碳酸酯多元醇,OH值56 mg KOH/g,数均分子量2000 g/mol (Bayer MaterialScience AG, Leverkusen,德国)
PolyTHF 2000 :聚四亚甲基二醇多元醇,OH值56 mg ΚΟΗ/g,数均分子量2000 g/mol (BASF AG, Ludwigshafen,德国)
PolyTHF 1000 :聚四亚甲基二醇多元醇,OH值112 mg ΚΟΗ/g,数均分子量1000 g/mol (BASF AG, Ludwigshafen,德国)
Polyether LB 25 :以环氧乙烷/环氧丙烷为基础的单官能聚醚,数均分子量2250 g/ mol,0H 值 25 mg K0H/g (Bayer MaterialScience AG, Leverkusen,德国) HDI 六亚甲基1,6- 二异氰酸酯。实施例1 聚氨酯分散体1的制备
1077.2 g 的 PolyTHF 2000,409.7 g 的 PolyTHF 1000,830.9 g 的 Desmophen C2200 和48. 3 g的LB 25聚醚在标准搅拌装置中被加热至70°C。然后,258. 7 g的六亚甲基二异氰酸酯和Ml. 9g的异佛尔酮二异氰酸酯的混合物在5分钟的时间中在70°C下添加进去, 混合物在120°C进行搅拌,直至达到理论NCO值为止或稍微低于理论NCO值为止。最终的预聚物用4840 g的丙酮溶解和在该过程中冷却至50°C,随后在10分钟内向其中计量加入 27. 4 g的乙二胺、127. Ig的异佛尔酮二胺、67. 3 g的二氨基磺酸盐和1200g水的溶液。混合物随后被搅拌10分钟。然后,通过添加654 g水形成分散体。在这之后通过在减压下的蒸馏除去溶剂。
所获得的聚氨酯分散体具有下列性能 固体含量59. 0%
粒度(LCQ 487 nm
pH (23 0C ) 7. 1。实施例2 (本发明)DSB 2437
以二官能异氰酸酯预聚物为基础的表面活性剂(I)的制备
将1300 g的HDI,1. 3 g的苯甲酰氯和1. 3 g的对-甲苯磺酸甲基酯最初在搅拌下加入到4升四颈烧瓶中。将1456 g的具有2000 g/mol的数均分子量的二官能聚丙二醇聚醚在3小时的时间中于80°C添加进去,随后在80°C下搅拌1小时。过量的HDI随后通过薄膜蒸馏法在130°C和0.1托下被除去,在最初加料的烧瓶中有1 g的氯丙酸。所获得的NCO预聚物具有3. 23%的NCO含量和1650 mPas (25 °C )的粘度。在2L四颈烧瓶中最初在搅拌下加入225 g的Polyether LB 25聚醚和100 g的具有2000 g/mol的数均分子量的二官能聚乙二醇聚醚。沈0 g的上述NCO预聚物经过2. 5 小时在80°C下添加进去,随后在80°C下搅拌4小时,直到由红外光谱法不再检测到NCO基团为止。所获得的表面活性剂是具有21 346 g/mol的重均摩尔质量的固体。实施例3 (本发明)DSB 2438
以二官能异氰酸酯预聚物为基础的表面活性剂(I)的制备
将2000 g的HDI,1.3 g的苯甲酰氯和1.3 g的对-甲苯磺酸甲基酯最初在搅拌下加入到4升四颈烧瓶中。将IOOOg的具有1000 g/mol的数均分子量的二官能聚丙二醇聚醚在3小时的时间中于80°C添加进去,随后在相同温度搅拌1小时。过量的HDI在130°C 和0. 1托下通过薄膜蒸馏法被除去。所获得的NCO预聚物具有6. 24%的NCO含量和1650 mPas(25°C )的粘度。在2L四颈烧瓶中最初在搅拌下加入600 g的具有2000 g/mol的数均分子量的单官能聚乙二醇聚醚(MeOPEG)。202 g的上述NCO预聚物经过0. 5小时在70°C下添加进去, 随后在80°C下搅拌4小时,直到由红外光谱法不再检测到NCO基团为止。所获得的表面活性剂是具有7232 g/mol的重均摩尔质量的固体。实施例4 (本发明)DSB 2439
以二官能异氰酸酯预聚物为基础的表面活性剂(I)的制备
将2000 g的HDI,1.3 g的苯甲酰氯和1.3 g的对-甲苯磺酸甲基酯最初在搅拌下加入到4升四颈烧瓶中。将IOOOg的具有1000 g/mol的数均分子量的二官能聚丙二醇聚醚在3 小时的时间中于80°C添加进去,随后在相同温度搅拌1小时。过量的HDI在130°C和0. 1托通过薄膜蒸馏法被除去。所获得的NCO预聚物具有6. 24%的NCO含量和1650 mPas (25°C ) 的粘度。在2L四颈烧瓶中最初在搅拌下加入750 g的具有5000 g/mol的数均分子量的单官能聚乙二醇聚醚(MeOPEG)。101 g的上述NCO预聚物经过0. 5小时在70°C下添加进去, 随后在80°C下搅拌4小时,直到由红外光谱法不再检测到NCO基团为止。所获得的表面活性剂是具有13 849 g/mol的重均摩尔质量的固体。实施例5 (本发明)DSB 2440
以二官能异氰酸酯预聚物为基础的表面活性剂(I)的制备将2000 g的HDI,1.3 g的苯甲酰氯和1.3 g的对-甲苯磺酸甲基酯最初在搅拌下加入到4升四颈烧瓶中。将IOOOg的具有1000 g/mol的数均分子量的二官能聚丙二醇聚醚在3 小时的时间中于80°C添加进去,随后在相同温度搅拌1小时。过量的HDI在130°C和0. 1托通过薄膜蒸馏法被除去。所获得的NCO预聚物具有6. 24%的NCO含量和1650 mPas (25°C ) 的粘度。在2L四颈烧瓶中最初在搅拌下加入675 g的Polyether LB 25聚醚。202g的上述NCO预聚物经过0. 5小时在70°C下添加进去,随后在90°C下搅拌5小时,直到由红外光谱法不再检测到NCO基团为止。所获得的表面活性剂具有5750 mPas(25°C)的粘度和9511 g/mol的重均摩尔质量。实施例6 (本发明)DSB 2525
以二官能异氰酸酯预聚物为基础的表面活性剂(I)的制备
将2000 g的HDI,1.3 g的苯甲酰氯和1.3 g的对-甲苯磺酸甲基酯最初在搅拌下加入到4升四颈烧瓶中。将IOOOg的具有1000 g/mol的数均分子量的二官能聚丙二醇聚醚在3 小时的时间中于80°C添加进去,随后在相同温度搅拌1小时。过量的HDI在130°C和0. 1托通过薄膜蒸馏法被除去。所获得的NCO预聚物具有6. 24%的NCO含量和1650 mPas (25°C ) 的粘度。在2L四颈烧瓶中最初在搅拌下加入g的Polyether LB 25聚醚和125 g的具有2000 g/mol的数均分子量的二官能聚乙二醇聚醚。167.5 g的上述NCO预聚物经过 2. 5小时在80°C下添加进去,随后在80°C — 100°C下搅拌5小时,直到由红外光谱法不再检测到NCO基团为止。获得的表面活性剂是固体。实施例7 (本发明)DSB 2527
以二官能异氰酸酯预聚物为基础的表面活性剂(I)的制备
在2L四颈烧瓶中最初在搅拌下加入337 g的Polyether LB 25聚醚和150 g的具有 2000 g/mol的数均分子量的二官能聚乙二醇聚醚。98.5 g Desmodur E 305 (Desmodur E 305是以六亚甲基二异氰酸酯为基础的基本上线型NCO预聚物,NCO含量约12. 8%)在2. 5 小时的时间中在80°C下被添加进去,随后在90-110°C下搅拌5小时,直到由红外光谱法不再检测到NCO基团为止。获得的表面活性剂是固体。实施例8 (本发明)DSB 2528
以二官能异氰酸酯预聚物为基础的表面活性剂(I)的制备
将1300 g的HDI,1.3 g的苯甲酰氯和1.3 g的对-甲苯磺酸甲基酯最初在搅拌下加入到4升四颈烧瓶中。将1456 g的具有2000 g/mol的数均分子量的二官能聚丙二醇聚醚在3 小时的时间中于80°C添加进去,随后在相同温度搅拌1小时。过量的HDI在130°C和0. 1托通过薄膜蒸馏法被除去。所获得的NCO预聚物具有3. 23%的NCO含量和1650 mPas (25°C ) 的粘度。在2L四颈烧瓶中最初在搅拌下加入100 g的具有2000 g/mol的数均分子量的二官能聚乙二醇聚醚。258 g的上述NCO预聚物在2. 5小时的时间中在80°C下添加进去,随后在100°C下搅拌3小时。然后,添加225 g的Polyether LB 25聚醚,然后在115°C下搅拌2. 5小时,直到由红外光谱法不再检测到NCO基团为止。获得的表面活性剂是非常粘稠的液体。
实施例9 (本发明)DSB 2529
以二官能异氰酸酯预聚物为基础的表面活性剂(I)的制备
将1300 g的HDI,1.3 g的苯甲酰氯和1.3 g的对-甲苯磺酸甲基酯最初在搅拌下加入到4升四颈烧瓶中。将1456 g的具有2000 g/mol的数均分子量的二官能聚丙二醇聚醚在3 小时的时间中于80°C添加进去,随后在相同温度搅拌1小时。过量的HDI在130°C和0. 1托通过薄膜蒸馏法被除去。所获得的NCO预聚物具有3. 23%的NCO含量和1650 mPas (25°C ) 的粘度。在2L四颈烧瓶中最初在搅拌下加入112. 5 g的Polyether LB 25聚醚和150 g的具有2000 g/mol的数均分子量的二官能聚乙二醇聚醚。257g的上述NCO预聚物经过0.5 小时在80°C下添加进去,随后在100-115°C下搅拌4小时,直到由红外光谱法不再检测到 NCO基团为止。获得的表面活性剂是固体。实施例10 (本发明)DSB 2530
以二官能异氰酸酯预聚物为基础的表面活性剂(I)的制备
将1300 g的HDI,1.3 g的苯甲酰氯和1.3 g的对-甲苯磺酸甲基酯最初在搅拌下加入到4升四颈烧瓶中。将1456 g的具有2000 g/mol的数均分子量的二官能聚丙二醇聚醚在3 小时的时间中于80°C添加进去,随后在相同温度搅拌1小时。过量的HDI在130°C和0. 1托通过薄膜蒸馏法被除去。所获得的NCO预聚物具有3. 23%的NCO含量和1650 mPas (25°C ) 的粘度。在2L四颈烧瓶中最初在搅拌下加入观7 g的Polyether LB 25聚醚和42. 5 g的具有2000 g/mol的数均分子量的二官能聚乙二醇聚醚。220g的上述NCO预聚物经过0. 5 小时在80°C下添加进去,随后在100-12(TC下搅拌5小时,直到由红外光谱法不再检测到 NCO基团为止。获得的表面活性剂是非常高粘度的液体。实施例11 (本发明)DSB 2531
以二官能异氰酸酯预聚物为基础的表面活性剂(I)的制备
将1300 g的HDI,1.3 g的苯甲酰氯和1.3 g的对-甲苯磺酸甲基酯最初在搅拌
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