SE457354B - Uretanreologimodifieringsmedel, foerfarande foer framstaellning daerav samt anvaendning av detsamma i belaeggningskompositioner - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 457 354 sz och/eller filmbildande koncentrationer.

Det föreligger följaktligen ett behov av reologimodifie- ringsmedel som är biologiskt resistenta och som även fungerar inom ett brett område vad beträffar användning och temperatur.

I idealfallet kan sådana reologimodifieringsmedel användas i såväl vattenbaserade som pâ organiska lösningsmedel baserade system, och de kan användas med en mångfald olika filmbildande hartser. En ytterligare fördel skulle vara om reologimodífie- ringsmedlen gav många av de ovan beskrivna sekundäregenskaperna.

Såvida inget annat anges, avser i fortsättningen samtliga procenthalter och förhållanden víktprocent respektive viktför- hållande.

SUMMERING AV UPPFINNINGEN Häri beskrivs reologimodifieringsmedel som har grenad struk- tur, är i huvudsak fritt från terminala hydrofoba grupper, upp- visar förmåga att modifiera reologiegenskaperna för vattenbasera- de och på organiskt lösningsmedel baserade kompositioner och är härlett från reaktionsprodukten av Ca) för varje 8 mol till 14 mol av en polyetylenoxid-med en molekylvikt av från 2 000 till 20 000; (b) från 0,5 mol till 5 mol av en polyol med en funk- tionalitet av minst 3; (c) från 9 mol till 90 mol av ett diíso- cyanat; och (d) från 3 mol till 70 mol vatten.

Ovannämnda reologimodifieringsmedel är användbara i såväl vattenbaserade kompositioner som kompositioner baserade pa orga- niska lösningsmedel. Reologimodifieringsmedlen är speciellt an- vändbara i beläggningskompositioner.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN I följande stycken beskrivs reologimodifieringsmedlen, framställningen av dessa samt olika användningar därav.

De enligt uppfinningen användbara reologímodifierings- medlen är härledda från reaktion mellan polyetylenoxider, poly- oler med en finüïionalitet av minst 3, diisocyanater och vatten.

Modifieringsmedlen har grenad kedjestruktur och är väsentligen fria från isocyanatgrupper. Reologimodifíeringsmedlen utmärkes ytterligare av att de i huvudsak saknar terminala eller änd- ställda hydrofoba grupper.

De vid reaktionen använda polyetylenoxiddiolerna har en 10 15 20 25 30 35 457 354 molekylvíkt av från ca 2 000 till ca 20 000, företrädesvis från ca 4 000 till ca 12 000. Reaktionsblandningen bestàr i huvudsak av från ca 8 mol till ca 14 mol, företrädesvis från ca 9 mol till ca 12 mol, av polyetylenoxíden.

Polyolerna med en funktionalitet av minst tre uppvisar för- måga att reagera med ett isocyanat. Klasser av sådana polyoler innefattar polyoler och aminalkoholer. Exempel på sådana polyoler är polyalkyloler, t.ex. trimetylolpropan, trimetyloletan och pentaerytritol; polyhydroxialkaner, t.ex. glycerol, erytritol, sorbítol och mannitol; flervärda alkoholetrar såsom de som är härledda från ovannämnda alkoholer och alkylenoxider; cyklo- alifatiska flervärda föreningar, t.ex. trihydroxylcyklohexaner; samt aromatiska föreningar såsom tríhydroxibensen. Föredragna polyoler är de trifunktionella alkoholerna, speciellt trimety- lolpropan. Ytterligare exempel på polyoler med en funktionali- tet av minst 3 är dietanolamin, trietanolamin och triisopropa- nolamin. Nivån av polyolen med en funktionalitet av minst 3 varierar från ca 0,5 mol till ca 5 mol, företrädesvis från ca 1 mol till ca 3 mol, av reaktíonsblandningen.

En i reaktionsblandningen använd tredje komponent är ett díisocyanat vid en nivå av från ca 9 mol till ca 90 mol, före- trädesvis från ca 20 mol till ca 35 mol. Många olika kolväte- eller substituerat kolväte-diísocyanater är användbara inklu- derande de alifatíska, cykloalifatiska och aromatiska diiso- cyanaterna, antingen ensamma eller i blandning. Generellt har tillgängliga diisocyanater formeln OCNRNCO där R är arylen, t.ex. fenylen och difenylen; alkylarylen, t.ex. dimetylbis- fenylen, metylenbisfenyl och dimetylmetylenbísfenylen; alkylen, t.ex. metylen, etylen, tetrametylen, hexametylen, en förening innehållande 36 metylenenheter samt trimetylhexylen; och alicyklísk, t.ex. isoforon och metylcyklohexylen. Bland ytter- ligare användbara díisocyanater kan nämnas sådana med ovanstå- ende formel vari R är en kolvätegrupp innehållande ester- eller eterbindningar. Konkreta exempel på lämpliga díisocyanater är l,4-tetrametylendiisocyanat; l,6-hexametylendíisocyanat; 2,2,4-trimetyl-1,6-diisocyanatohexan; l,l0-dekametylendiiso- cyanat; 1,4-cyklohexylendiisocyanat; 4,4'-metylen-bis(ísocyanato- cyklohexanl; p-fenylendiisocyanat; 2,6-toluendíisocyanat; 2,4-toluendíisocyanat; xylendíísocyanat; isoforondiisocyanat; 10 15 20 30 35 457 354 4 bis-para-isocyanatocyklohexylmetan; 4,4-bifenylendiisocyanat; 4,4-metylendifenylisocyanat; 1,5-naftalendiisocyanat; och l,5-tetrahydronaftalendiisocyanat. Föredragna är toluendiiso- cyanat och de cykloalifatiska diisocyanaterna, speciellt iso- forondiisocyanat och bis-para-isocyanatocyklohexylmetan.

En i reaktionsblandningen använd fjärde komponent är vatten. Vattnet användes vid en nivå av från ca 3 mol till ca 70 mol. Pöreträdesvis användes från ca 5 mol till ca 38 mol och allra helst från ca 8 mol till ca 25 mol av vattnet. Det torde observeras att med undantag av diisocyanatet de övriga vid reak- tionen använda komponenterna ofta innehåller vatten, vilket även gäller för eventuellt använt lösningsmedelsmedíum, varvid vatt- net vanligen förekommer i spårmängder. Det är nödvändigt att det vatten, som tillföres reaktionsblandningen från dessa källor, tas med i beräkningen och att man justerar vattenmängden med an- ledning härav, antingen genom att man partiellt torkar reaktions- blandningen eller genom att man tillsätter ytterligare vatten så att man hamnar på den lämpliga vattennivån, såsom har angivits ovan. Vattennivån har befunnits vara kritisk då det gäller att åstadkomma ett reologimodifieringsmedel med de önskade viskosi- tetsmodifieringsegenskaperna. Det kan teoretiskt antas att vatt- net är ansvarigt för bildningen av karbamid och andra grupper i molekylen.

Förutom de ovan diskuterade komponenterna kan ytterligare komponenter införlivas i reaktionsblandningen förutsatt att de inte stör reaktionen eller nämnvärt påverkar egenskaperna hos det resulterande reologimodifieringsmedlet. Sålunda kan kompo- nenter såsom monofunktionella material, icke-polya1kylenoxid- polyoler samt polyoler med låg molekylvikt införlivas i reak- tionsblandningen vid låga nivåer, vanligen mindre än ca 10 víktprocent. Pöreträdesvis är dock reologimodifieringsmed- len enligt föreliggande uppfinning härledda enbart från de fyra komponenter som har diskuterats i de omedelbart ovan förekom- mande styckena.

Ett lämpligt sätt för framställning av reologimodifie- ringsmedlet innebär att man blandar samman samtliga komponenter i närvaro av ett lösningsmedelsmedium och upphettar blandningen till en temperatur varierande från ca l00°C till ca l30°C. Alter- nativt kan komponenterna tíllsättas var för sig i vilken som 10 15 20 25 30 35 457 354 helst ordningsföljd och bringas att reagera vid ovannämnda för- höjda temperatur. Reaktionen tillâtes fortskrida till dess att i huvudsak inga fria isocyanatgrupper är närvarande. Frånvaron av fria isocyanatgrupper ger besked om att reaktionen är slut.

Genom ovannämnda reaktantförhàllanden försäkrar man sig om att det inte finns nâgra fria isocyanatgrupper i reaktionsbland- ningen förutsatt att reaktionen tillâtes fortskrida till full- bordan. Vilket som helst av ett flertal inerta lösningsmedel kan användas som lösningsmedelsmedium, varvid det enda kravet är att samtliga komponenter är antingen lösliga eller disperger- bara däri. Sålunda kan bensen, toluen, xylen, etylacetat, butyl- acetat samt dialkyletrarna av etylenglykol och dietylenglykol användas. Föredraget för användning som lösningsmedelsmedium är dock ett organiskt lösningsmedel som är blandbart med en vatten- baserad eller på organiskt lösningsmedel baserad beläggningskom- position. Blandbara eller kombinerbara lösningsmedel föredras, eftersom det är önskvärt att reologimodifieringsmedlet i fram- ställt skick skall kunna sättas direkt till en beläggningskompo- sition utan att man behöver avlägsna något icke kombinerbart lösningsmedelsmedium använt vid dess framställning. Detta krav är speciellt svårt att uppfylla vid vattenbaserade beläggnings- kompositioner. Lösningsmedel som har befunnits vara speciellt blandbara med beläggningskomposítionerna, innefattande de vat- tenbaserade kompositíonerna, inkluderar l-metyl-Z-pyrolidinon, dimetylformamid, dimetylacetamid, dimetylsulfoxid, gamma-butyro- lakton, gamma-butyrolaktam, dioxan och acetonitril.

Vid ett föredraget sätt för framställning av reologimodi- fieringsmedlen tillsättes ett flervärt material, såsom etylen- glykol, propylenglykol eller glycerol, när blandningen beskriven e i föregående stycke är i huvudsak fri från isocyanatgrupper.

Genom denna tillsats reduceras blandningens viskositet, vilket gör den lättare att hantera och varigenom man dessutom försäk- rar sig om att det inte finns nâgra ändställda hydrofoba grup- per i reologimodifieringsmedlet. För maximal enkelhet vad be- träffar hanteringen skall blandningens temperatur vara från ca IOOOC till ca l30°C när det flervärda materialet tillsättes.

De ovan beskrivna modifieringsmedlen kan användas i såväl vattenbaserade kompositioner som på organiskt lösningsmedel ba- * serade kompositioner. De är speciellt användbara i beläggnings- 10 15 20 25 30 35 457 354 6 kompositioner, såsom kommer att beskrivas nedan, speciellt de vattenbaserade latexbeläggningskompositionerna.

Latexbeläggningskompositioner kan framställas av många olika vattenolösliga polymera filmbildande material vilka uppvi- sar förmåga att bilda en dispersion i vatten. Speciellt använd- bara filmbildande polymera hartser är akrylhartserna, vilka är polymeriserade esterderivat av akrylsyra och metakrylsyra. Est- rarna bildas genom omsättning mellan akryl- eller metakrylsyra och någon lämplig alkohol, t.ex. metylalkohol, etylalkohol, pro- pylalkohol och butylalkohol. Generellt gäller att, ju större alkoholdelen av estern är, desto mjukare eller mera flexibelt är det resulterande hartset. Monomerer såsom styren, vinyltolu- en, vinylklorid och vinylidenkloríd kan omsättas med akryl- och metakrylsyraestrarna för framställning av hartser med utmärkta egenskaper. Sampolymerer av akrylhartser med varandra eller med andra monomerer av akryl- eller metakrylsyra och deras derivat, såsom metylakrylat, metylmetakrylat, etylakrylat, etylmetakry- lat, butylakrylat, butylmetakrylat, akrylamid och akrylnitril, är användbara. Ytterligare exempel pá polymera hartser är vinyl- hartserna härledda från monomerer innehållande en kol-koldubbel- bindning. Dessa monomerer polymeriserar genom linjär addition till bildning av långkedjíga molekyler. Vinylmonomererna kan ha olika vidhängande grupper, såsom klor-, acetat- och aromatiska grupper. Vinylhartserna är vanligen härledda från monomerer sä- som vinylklorid, vínylidenklorid, vinylacetat, styren, akryl- nitril och blandningar därav. _ De vattenolösliga polymera hartserna har en partíkeldia- meter av mindre än ca l um, företrädesvis från ca 0,05 um till ca 0,5 um, och är suspenderade i vatten. Dessa kompositioner benämnes ofta antingen emulsioner eller latexar. En typisk latex- beläggningskomposition innehåller från ca S procent till ca 70 procent, företradesvis från ca 20 procent till ca 35 pro- cent, av de ovan beskrivna filmbildande polymera hartserna samt från ca 0,1 procent till ca 10 procent, företrädesvis från ca l procent till ca 5 procent, räknat på fastämneshal- ten hos det filmbildande polymera hartsen av reologimodifie- ringsmedlet.

Andra filmbildande hartser, vilka kan vara antingen vat- tensolubíliserade eller lösta i organiska lösningsmedel, inne- 10 15 20 25 30 35 457 354 7 fattar ett oxi-, vinyl-, alkyd-, polyester-, akryl-, amino- plast-, fenoplast-, cellulosaderívat-, amid- eller uretanhart- ser eller blandningar därav. Sampolymerer härledda från sådana hartser är också användbara. Dessa hartser beskrivs ytterligare i den amerikanska patentskriften 4 303 764, Becher et al, "Pígmentdispergermedel för beläggningskompositíoner", vars inne- håll härmed upptages i föreliggande ansökan.

Ett flertal olika organiska lösningsmedel kan användas som flytande bärare för beläggningskompositíonerna. Exempel på sådana lösningsmedel är kolväten och halogenerade kolväten, såsom toluen, xylen, lacknafta, hexan, cyklohexan, klorbensen och perkloretylen.

Tillsatsmedel, som vanligen användes i beläggningskomposi- tioner, kan utnyttjas. Bland sådana tillsatsmedel kan nämnas mjukningsmedel, fyllmedel, ytaktíva ämnen, stabilisatorer och pigment.

Beläggningskompositionerna appliceras medelst konven- tionella beläggníngsmetoder på en mångfald olika substrat. Så- -lunda kan kompositionerna appliceras genom sprutning, dopp- ning, användning av pensel, sköljbeläggning och rullbeläggning.

Bland substrat som kan beläggas kan nämnas trä, metaller, glas, plaster och träfiberplattor.

Nedanstående exempel är avsedda att illustrera uppfin- ningen ytterligare.

EXEMPEL 1 _ Ett reologímodifieringsmedel är härlett från följande reaktanter enligt nedan beskriven procedur: Mol- förhållande Polyetylenoxid (molvíkt 8000) ll Trímetylolpropan 2 Bís-para-isocyanatocyklo- hexylmetan 23,9 Vatten 12,6 I ett reaktíonskärl satsas inledningsvis 398 delar 1-metyl-2-pyrrolidinon (M-pyrol), S00 delar polyetylenoxid (saluförd av Union Carbide Corp. som "Carbowax 6000") och 1,5 delar trimetylolpropan. Reaktionskärlet uppvärmes därefter till l05°C. Ett prov av blandningen visar att 1,2 delar vatten 10 15 20 25 30 35 457 354 8 är närvarande. En enprocentig katalysatorlösníng av dibutyltenn- dílaurat i M-pyrol tillsättes sedan vid en nivå av 9,9 delar, under det att reaktíonstemperaturen upprätthàlles vid 1l0°C. 35,6 delar bis-para-isocyanatocyklohexylmetan (saluförd av E. I. Dupont de Nemours and Co. som "Hylene W") tillsättes här- efter under användning av en isocwmmtpump, följt av sköljning med 14 delar M-pyrol. Efter ca 3 timmars uppehållsperiod till- sättes ytterligare 4 delar av M-pyrol följt av tillsats av 2167 delar propylenglykol. Blandningens viskositet bestämmes till Z-6. Efter en ytterligare uppehàllsperiod på ca en i tim- me vid l0S°C tillsättes 549 delar avjoniserat vatten. Den slut- liga reaktionsblandningen har en viskositet av Z-3-4 och en fastämneshalt av 14,8 procent.

EXEMPEL 2 Ett annat reologimodifieringsmedel enligt föreliggande uppfinning framställes av följande reaktanter: Mol- förhållande Polyetylenoxid (molvikt 8000) ll Tetraol (1) 1,5 Bis-para-isocyanatocyklo- hexylmetan 34,6 Vatten 23,3 (l) Reaktionsprodukt av pentaerytritol och 8 mol propylenoxid, saluförd av BASF Wyandotte Co. som "PEP-650".

I ett reaktionskärl satsas inledningsvis 500 delar poly- etylenoxid ("Carbowax 6000"), 5,1 delar av tetraolen och 400 delar M-pyrol. Vatteninnehàllet är 0,8 delar, Reaktions- blandningen uppvärmes till ll0°C, vid vilken tidpunkt 10,0 de- lar av en enprocentig lösning av dibutyltenndilaurat tillsät- tes. Härefter tillsättes 39,4 delar bis-para-isocyanatocyklo- hexylmetan ("Hylene W") och ytterligare 18,5 delar M-pyrol under en period av 15 minuter, varvid temperaturen upprätthål- les vid ca 105-ll0°C. Blandningen hålles i ca Z timmar, till dess att ett prov har en viskositet av Z-6 till Z-7 i 25-pro- centig M-pyrol. Vid denna punkt tillsättes ytterligare 12,1 de- lar díisocyanat, och blandningen hálles vid ll0°C till dess att en viskositet av Z-6 i 25-procentig M-pyrol erhålles. Härefter tillsättes 2156 delar propylenglykol, följt av S01 delar av- 4 10 15 20 457 ss4_ joníserat vatten.

Det erhållna reologimodifíeringsmedlet har en viskositet av Z-3 till Z-4 och en fastämneshalt av 15 procent.

EXEMPEL 3 Detta exempel illustrerar den effekt olika reologimodi- fieringsmedel har på vískositeten hos en beläggningskomposi- tion där modifieringsmedlen skiljer sig från varandra endast ifråga om den mängd vatten som har använts vid deras framställ- ning. Under användning av proceduren från Exempel 1 framställes fyra reologimodifieringsmedel. I samtliga fall stríppas reak- tionsblandningen från allt vatten före tillsats av diisocya- natet. Eventuellt vatten ingående i det tillsatta diisocyana- tet har medtagits i de nedan angivna mängderna.

A B C D Polyetylenoxid (molvikt=8000) ll ll ll ll Trimetylolpropan Z 2 2 Bis-para-ísocyanato- cyklohexylmetan 15,3 24,5 28,2 30,9 Vatten (víktprocent) 2,6 12,6 16,0 18,0 Ovanstående reologímodifieringsmedel testas under använd- ning av följande beläggningskomposítion. 10 15 20 25 30 35 ¶ jande: 457 354 10 Viktdelar Akryllatex (1) 368 Lösning av reologímødifíeringsmedel (fastämneshalt 15%) SO Vatten 148 Aminometylpropanol 1 Dispergeringsmedel (2) 2 Ytaktívt ämne (3) 12 Antískumningsmedel (4) 8 Fenylmerkuriacetat 0,5 Kalcíumkarbonat 119 Bariumsulfat 190 Hydroxietylcellulosa 2 Koalesceringsmedel (5) 12 Etylenglykol 15 Leruppslamning (fastämneshalt 68%) 104 (1) Saluförd av Rohm & Haas Co. som "AC-490", fastämneshalt 46,5%. (2) Saluförd av Rohm & Haas Co. som "Tamol 731". (3) En blandning av "Strodex SEB-30" (Dexter Chem. Co.), "lgepal COQl0" (General Aniline & Film Corp.) och "Triton GR-7M" (Rohm & Haas Co.) i ett förhållande av 2:8:2). (4) Saluförd av Drew Chem. Co. som "DREW L-475".

(S) Saluförd av Dow Chem. Co. som "Dalpad A".

Viskosíteterna för ovanstående beläggningskomposition, vari reologímodifieringsmedlen A-D användes separat, är föl- Reologimodifierings- Viskosítet för kompositionen Eåšâl 1221 900 2900 5000 8500 UOW> EXEMPEL 4 Detta exempel illustrerar effekten av varierande nivåer av ett reologimodifieríngsmedel på en latexbeläggningskomposí- tion. Kømpositíonerna är följande: 10 15 20 25 30 35 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) 11 457 354 Víktdelar A B C Polyvinylacetatlatex (1) 261,6 261,6 261,6 Lösning av reologimodifierings- medel från Exempel 1 (fastämneshalt 15%) -- 60,0 45,0 Vatten 275,3 220,3 234 Antiskumningsmedel (2) 6,0 6,0 6,0 Hydroxietylcellulosa 4,6 -- -- Kolloidalt sílíkat (3) 3,0 -- -- Aminometylpropanol 1,1 1,1 1,1 Lacknafta 9,9 9,9 9,9 2,2,4-trimetyl-l,3-pentan- diolmonoisobutyrat 13,8 13,8 13, Non-joniskt ytaktivt ämne (4) 3,0 3,0 3,0 Non-jonískt ytaktivt ämne (5) 1,0 1,0 1,0 Non-jonískt ytaktivt ämne (6) 6,0 -- -- Non-joniskt ytaktívt ämne (7) -- 6,0 6,0 Kíseldíoxid (8) 10,0 10,0 10,0 Diatomacéjord 24,8 24,8 24,8 Kiseldioxid (9) 39,5 39,5 39,5 Fenylmerkuriacetat 0,5 0,5 0,5 Leruppslamning (fastämneshalt 68%) 73,0 73,0 73,0 Titandioxíduppslamning (fastämneshalt 61%) 354,9 354,9 354,9 Saluförd Saluförd Saluförd Saluförd Saluförd Saluförd Saluförd Salušörd Saluförd 3V aV aV aV aV aV âV av HV Reichhold Chemicals, Inc. som "walpol 40-143".

Diamond_Shamrock Co. som "Foamaster-S". I R. T, Vanderbilt Co., Inc. som "Vegum-T".

Rohm & Haas Co. som "Igepal CA630".

Rohm & Haas Co. som "Triton X4S".

Rohm & Haas Co. som "Tamol 731".

Nopco Chem. Co. som "Nopcosperse 44".

PPG Industries Inc. som "Hi Síl 422".

Illinois Mining Co. som "Imsi1 A-25".

Viskositeterna i cP för ovanstående kompositioner är föl- jande: 457 354 12 Komposition Viskositet (Spindel nr 4) A 22400 (6 rpm) 4960 (60 rpm) B 7200 (6 rpm) 5 2980 (so rpm) C 2100 (6 rpm) 730 (60 rpm) EXEMPEL 5 En komposition baserad på organiskt lösningsmedel och 10 innehållande ett reologimodifieringsmedel beredes enligt föl- jande: Víktdelar Lång olja/sojaalkydharts 17,33 Solros/sojaalkydharts 31,09 15 Lösning av reologimodifieringsmedel från Exempel 1 (fastämneshalt 15%) 1,67 Lacknafta 13,14 Etylenglykolmonofenyleter 1,63 Sojalecitin _ 0,42 20 Kobolttjockningssickativ 0,05 Kalciumsickatív 0,39 Koboltsickativ 0,06 Mangansickativ 0,03 Zirkoniumsickativ 0,62 25 Ytaktivt ämne (1) , 0,47 Ytaktivt ämne (2) , 0,24 Aiuminiumsiiikat ' 2,33 Kiseldioxid 2,27 Kalciumkarbonat 15,51 30 Titandioxid 8,33 Sojaolja _ 3,25 Metyletylketoxim 0,46 (1) Salnförd av General Aniline and Film Co. som "Igepal CO 430". (2) Saluförd av Atlas Chem. Industries som "Atlas G-3300". 35 Efter 24 timmar har ovanstående komposition en Brook- fíeld-vískositet, under användning av en spindel nr 4 vid 6 och 60 rpm, av 6000 respektive 1950 cP jämfört med 4200 respektive 1250 cP för samma komposition utan reologímodifieringsmedlet, 10 15 20 25 30 35 457 354 13 vilket visar användbarheten av reologimodifieringsmedlen en- ligt föreliggande uppfinning i kompositioner baserade på or- ganiskt lösningsmedel.

EXEMPEL 6 Ett reologimodifieringsmedel enligt föreliggande uppfin- ning framställes under användning av proceduren från Exempel 1.

Reaktanterna är: Molförhållande Polyetylenoxid (molvikt 8000) 10,8 Trímetylolpropan 2 Isoforondiisocyanat 35,2 Neopentylglykoladipat (1) ll,2 Vatten 13,0 (1) Härlett från reaktion mellan 2 mol neopentylglykol och 1 mol adipinsyra, vilka bringas att reagera till dess att ett syratal understigande 5 erhålles.

Polyetylenoxiden (350 delar), trimetylolpropan (1,1 delar), neopentylglykoladipat (26,4 delar), M-pyrol (300 delar) och cyklohexan (100 delar) satsas i ett reaktionskärl och upphettas till äterflöde. Vattennivàn kontrolleras och justeras till 0,68 delar. Härefter tillsättes 10 delar av en enprocentig di- butyltenndilaurat-katalysatorlösning i M-pyrol. Temperaturen hålles vid ll0°C. Under nästföljande halvtimme tillsättes 34,8 delar isoforondiisocyanat och ytterligare 17,3 delar M~pyrol. När reaktionsblandningen visar att fritt isocyanat inte finns närvarande, tillsättes 1886 delar propylenglykol.

Blandningen kyles till 90°C och 381 delar vatten tillsättes.

EXEMPEL 7 Reologimodifieringsmedlet enligt detta exempel innehål- ler följande reaktanter: Molförhâllande Polyetylenoxid (molvikt 8000) 10,1 Trimetylolpropan Z Diisocyanat (1) 16,5 Vatten 6,2 (1) Diisocyanatet är härlett från reaktion mellan 2 mol iso- forondiisocyanat och l mol av neopentylglykoladipatet från Exempel 6. 10 15 20 25 30 35 457 354 14 I ett reaktionskärl iordninggjort sàsom i Exempel l sat- sas 369 delar av polyetylenoxíden, 1,1 delar trimetylolpropan, 206 delar M-pyrol och 100 delar cyklohexan. Denna blandning upphettas för avstrippning av vatten. Tíllräcklig mängd vatten tillsättes nu på nytt för att resultatet skall bli 0,44 delar vatten. 10 delar av en enprocentig dibutyltenndilauratlösning i M-pyrol tillsättes, under det att blandningen hâlles vid ll0°C.

Vid denna punkt tillsättes 186 delar av diisocyanatet och 10 delar M-pyrolsköljmedel. Reaktionsblandningen är fri från isocyanat efter ca 5 timmar. Blandningens viskositet reduceras genom tillsats av 1760 delar propylenglykol och 414 delar vat- ten.

EXEMPEL 8 Detta exempel illustrerar framställning av ett reologi- modífíeringsmedel under användning av en aminalkohol som polyfuriktio- nellt material. Följande reaktanter användes: Molförhàllande Polyetylenoxid (molvikt 8000) 12,0 Dietanolamin 2 Bis-para-isocyanatocyklohexylmetan 28,8 Vatten 16,6 I ett reaktionskärl utrustat såsom i Exempel 1 satsas 385 delar polyetylenoxid, 0,9 delar dietanolamin, 350 delar M-pyrol och 100 delar cyklohexan. Blandningen upphettas till áterflöde, och prov uttas därefter för bestämning av vatten- halten, varvid resultatet blir ett innehåll av 0;84 delar f0,22 procent räknat på reaktanterna). 10 delar av en enprocen- tig dibutyltenndilauratlösning i pyrol tillsättes följt av 27 delar av diisocyanatet och 40 delar pyrolsköljmedel, under det att temperaturen hålles vid l10°C. Blandningen tillàtes reagera till dess att analysen visar att fria isocyanatgrupper inte längre är närvarande (ca Zi timmar). Härefter tillsättes 1559 delar propylenglykol vid 1l0°C, och därefter tillsättes 381 delar vatten för utspädning av blandningen.

EXEMPEL 9 Reologimodifieringsmedlen från Exempel 6-8 utvärderas vad beträffar deras effekt pá en latexkomposition genom bered- ning av följande blandningar och mätning av deras respektive viskositeter. ll 457 354 15 % Jäm- förelse A B C Reologímodifieríngs- medel från Exempel 6 (fastämneshalt 15%) - 6,4 -- -- Reologimodífierings- medel från Exempel 7 (fastämneshalt 15%) -- -- 6,4 -- Reologimodifíerings- medel från Exempel 8 (fastämneshalt 15%) -- -- -- 6,4 Etylenglykol 3,5 3,5 3,5 3,5 Etylenglykolmono- fenyleter 1,7 1,7 1,7 . 1,7 M-pyrei 0,9 -- -- -- Propylenglykol 5,5 -- -- -- Latexharts (1) 58,6 58,6 58,6 58,6 Vatten 29,8 29,8 29,8 29,8 (1) "AC-490" från Rohm and Haas Co.

Vïskosítet (CP) 6 rpm 60 rpm spindel # Jämförelse 17,5 17,5 ífiš Komposition A 2175 710 ífi2 Komposition B 700 550 flfil Komposítion C 6300 990 í#2 Ovanstående exempel visar samtliga effektimíteten hos reologimodífieringsmedlen enligt föreliggande uppfinning i så- väl vattenbaserade kompositioner som på organiskt lösnings- medel baserade kompositioner.

Claims (18)

457 354 16 PATENTKRAV

1. l. Uretanreologimodifieringsmedel, k ä n n e t e c k - n agt av att det har grenad struktur, är i huvudsak fritt från terminala hydrofoba grupper, uppvisar förmåga att modifiera reologiegenskaperna för vattenbaserade och på organiskt lösnings- *medel baserade kompositioner och är härlett från reaktionsproduk- ten av (a)_för varje 8 mol till l4 mol av en polyetylenoxid med en molekylvikt av från 2 000 till 20 000; (b) från 0,5 mol till S mol av en polyol med en funktionalitet av minst 3; (c) från 9 mol till 90 mol av ett diisocyanat; och (d) från 3 mol till 70 mol vatten. '

2. Reologimodifieringsmedel enligt krav l, k á n n e - t e c k n a t av att det är härlett från reaktionsprodukten av (a) för varje 9 mol till 12 mol av polyetylenoxiden; (b) från 1 mol till 3 mol av polyolen; och (c) från 20 mol till 35 mol av diisocyanatet.

3. Reologimodifieringsmedel enligt något av kraven l-2, k ä n n e t e c k n a t av att från S mol till 38 mol vatten har använts vid reaktionen.

4. Reologimodifieringsmedel enligt krav 3, k ä n n e - t e c k n a t av att från 8 mol till 25 mol vatten har an- vänts vid reaktionen.

5. Förfarande för framställning av ett uretanreologimo- difieringsmedel, vilket utmärkes av grenad struktur, år i hu- vudsak fritt från terminala hydrofoba grupper och uppvisar för- måga att modifiera reologiegenskaperna för vattenbaserade och på organiskt lösningsmedel baserade kompositioner, k ä n n e - t e c k n a t av att man: (1) blandar (a) för varje 8 mol till 14 mol av en polyetylen- oxíd med en molekylvikt av från 2 000 till 20 000; (b) från 0,5 mol till 5 mol av en polyol med en funktiona- litet av minst 3; (c) från 9 mol till 90 mol av ett diíso- cyanat och (d) från 3 mol till 70 mol vatten i ett orga- niskt lösningsmedel; och (2) bringar blandningen från steg (1) att vid en temperatur av 100-l30°C reagera till dess att i huvudsak inga fria iso- cyanatgrupper är närvarande, till bildning av reologimodi- fieringsmedlet.

6. Förfarande enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t 17 457 354 av att det organiska lösningsmedlet ar blandbart med en vatten- baserad beläggningskomposition.

7. Förfarande enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t av att det organiska lösningsmedlet är blandbart med en på orga- niskt lösningsmedel baserad beläggningskomposition.

8. Förfarande enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a t av att det organiska lösningsmedlet väljes ur gruppen bestående av l-metyl-2-pyrrolidinon, dimetylformamíd, dimetylacetamid, dimetylsulfoxid, gamma-butyrolakton, gamma-butyrolaktam, dioxan, acetonitril och blandningar därav.

9. Förfarande enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a t av att det organiska lösningsmedlet är 1-metyl-2-pyrrolidinon.

10. Förfarande enligt något av kraven 5-9, k à n n e - t e c k n a t av att ett material innehållande flera reaktiva vaten, eller ett flervärt material, tillsattes efter det att i huvudsak inga fria isocyanatgrupper finns närvarande,

11. ll. Förfarande enligt krav 10, k á n n e t e c k n a t av att det flervärda materialet väljes ur gruppen bestående av etylenglykol, propylenglykol, glycerol och blandningar därav.

12. Förfarande enligt krav ll, k a n n e t e c k n a t av att det flervarda materialet är propylenglykol.

13. Förfarande enligt något av kraven S-12, k ä n n e - t e c k n a t av att blandningen från steg (l) innefattar (a) för varje 9 mol till 12 mol av polyetylenoxiden; (b) från l mol till 3 mol av polyolen; (c) från 20 mol till 35 mol av diiso- cyanatet samt (d) från S mol till 38 mol av vattnet.

14. Förfarande enligt krav 13, k a n n e t e c k n a t av att vattnet är närvarande vid en nivå av från 8 mol till 25 mol.

15. Användning av ett uretanreologimodifieringsmede1 som har grenad struktur, är i huvudsak fritt från terminala hydrofoba grupper, uppvisar förmåga att modifiera reologiegen- skaperna,för vattenbaserade och på organiskt lösningsmedel base- rade kompositioner och är härlett från reaktionsprodukten av (a) för varje 8 mol till 14 mol av en polyetylenoxid med en molekylvikt av från 2 000 till 20 000; (b) från 0,5 mol till 5 mol av en polyol med en funktionalitet av minst 3; (c) från 9 mol till 90 mol av ett diisocyanat; och (d) från 3 mol till 70 mol vatten för framställning av en beläggningskomposition 457 354 18 som i huvudsak består av ett filmbildande polymert harts och från 0,1 procent till 10 procent, räknat på fastämneshalten för det filmbildande polymera hartset, av reologimodifierings- medlet.

16. Användning enligt krav 15, varvid reologimodífierings- medlet är härlett från reaktionsprodukten av (a) för varje 9 mol till 12 mol av polyetylenoxiden; (b) från l mol till 3 mol av polyolen med en funktionalitet av minst 3; (c) från 20 mol till 35 mol av diisocyanatet och (d) från 5 mol till 38 mol vatten. .

17. Användning enligt något av kraven 15-16, varvid från 8 mol till 25 mol vatten har använts vid reaktionen.

18. Användning enligt något av kraven 15-17, varvid det filmbildande hartset är ett latexharts.