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DE3150211C2 - Verfahren zur Herstellung eines Rheologie-Modifiziermittels und dessen Verwendung - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Rheologie-Modifiziermittels und dessen Verwendung

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DE3150211C2
DE3150211C2 DE3150211A DE3150211A DE3150211C2 DE 3150211 C2 DE3150211 C2 DE 3150211C2 DE 3150211 A DE3150211 A DE 3150211A DE 3150211 A DE3150211 A DE 3150211A DE 3150211 C2 DE3150211 C2 DE 3150211C2
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DE
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water
diisocyanate
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isocyanate
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Application number
DE3150211A
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English (en)
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Karl Francis Verona Pa. Schimmel
Jerome Allan Pittsburgh Pa. Seiner
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Original Assignee
PPG Industries Inc
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Publication date
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Rheologie-Modifiziermittels mit verzweigter Struktur und hydrophoben Enden, bei dem man a) 8 Mol eines Polyalkylenoxids mit einem Molekulargewicht von 2000 bis 20000, b) 0,1 bis 3 Mol eines polyfunktionellen Materials, das mindestens 3 aktive Wasserstoffatome enthält, die in der Lage sind, mit Isocyanat zu reagieren, oder eines Polyisocyanats mit mindestens 3 Isocyanatgruppen, c) 4 bis 15 Mol eines Diisocyanats, d) weniger als 3 Mol Wasser und e) eine ausreichende Menge eines Diisocyanats, um Wasser zu kompensieren, das etwa vorhanden ist, umsetzt und das erhaltene Reaktionsprodukt verkappt, wobei die Umsetzung in verträglichen organischen Lösungsmitteln erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Urethan-Rheologle-Modlflzlermlttels und seine Verwendung in Überzugszusammensetzungen auf Basis von Wasser oder organischen Lösungsmitteln.
Überzugsmassen hat man schon seit langer Zelt aus verschiedenen Gründen Zusätze beigefügt. So werden beispielsweise Zusätze für die Steuerung der Viskosität, oberflächenaktive Mittel. Antischaummittel und andere Zusätze Überzugsmassen in geringen Mengen einverleibt. Man hat auch schon Rheologle-Modiflziermlttel solchen Überzugsmassen zugefügt, um dadurch nicht nur die Viskosität der Überzugsmasse zu erhöhen, sondern um die Viskosität auf einem gewünschten Niveau unter verschiedenen Verarbeitungs- und Verwendungsbedingungen zu halten. Als sekundäre Effekte erbringen dabei die Rheologie-Modifiziermittel eine Schutzkolloldwirkung, eine Verbesserung der PIgmentsuspendierung, eine Verbesserung des Fließverhaltens und eine höhere Gleichmäßigkeit der Überzüge. Einige dieser Eigenschaften sind auch in anderen Zusammensetzungen erwünscht, wie zum Beispiel In Zusammensetzungen zur Behandlung von Textilien, Kosmetika, Papierzusammensetzungen, Bohrhilfsmitteln, Schäumen zur Brandbekämpfung, Detergenzien, Pharmazeutika, landwirtschaftlichen Formulierungen und Emulsionen aller Art. Daraus geht hervor, daß Rheologie-Modifiziermittel in einer Vielzahl von Zusammensetzungen verwendet werden.
Viele bekannte Rheologie-Modlfizlermittel werden mit unterschiedlichem Erfolg benutzt. So haben sich zum Beispiel Naturstoffe, wie Alginate, Kasein und Traganth sowie modifizierte Naturstoffe, wie Methylcellulose und Hydroxyäthylcellulose, als Rheologle-Modiflziermlttel eingeführt. Man hat auch synthetische Rheologle-Modlflziermittel verwendet. Zu diesen gehören Copolymere von Carboxyvlnyläthern, Acrylpolymere und Copolymere aus Maleinsäureanhydrid und Styrol.
In der US-PS 40 79 028 sind Rheologie-Modiflzlermlttel beschrieben, die für Überzugsmassen auf Latexbasis geeignet sein sollen. Diese Modifiziermittel haben hydrophobe Endgruppen, und ihre Molekularstruktur kann linear, verzweigt oder sternförmig sein. Es Ist festgestellt worden, daß die verzweigten Modifiziermittel besonders gut geeignet sind, doch Ist das bekannte Verfahren zu ihrer Herstellung umständlich, da man das Lösungsmittelmedium, in dem sie hergestellt werden, entfernen muß, die Modifiziermittel physikalisch aufbrechen muß und sie in einem Lösungsmltttel, das mit der Latexüberzugsmasse verträglich Ist, erneut dispergieren muß.
Aufgabe der Erfindung ist deshalb ein einfacheres und wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung von Rheologle-Modlflzlermltteln, wie sie In der US-PS 40 79 028 beschrieben sind, zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird durch die In den Patentansprüchen definierte Erfindung gelöst.
Bei dem Verfahren nach der Erfindur<i werden 8 Mol Polyalkylenoxid, 0,1 bis 3 Mol eines polyfunktionellen Materials, 4 bis 13 Mol eines Diisocyanats, weniger als 3 Mol Wasser, zusätzliches Diisocyanat, um etwa vorhandenes Wasser zu kompensieren, und eine monofunktlonelle Verbindung mit aktivem Wasserstoff oder ein Monoisocyanai umgesetzt. Die Umsetzung dieser Ausgangsstoffe erfolgt in einem organischen Lösungsmittel aus der Gruppe von l-Methyl-2-pyrrolldlnon, Dimethylformamid, Dimethylacetamid, gamma-Butyrolacton, Dioxan, Acetonitril, Dimethyl- oder Diäthyläther von Äthylenglykol oder Diäthylenglykol oder Mischungen davon. Bei diesen Verfahren werden die Modifiziermittel In einer Form erhalten, die flüssig und mit den Latexüberzugsmassen verträglich Ist.
Die so hergestellten Rheologle-Modlflzlermlttel eignen sich als Zusätze sowohl für wäßrige Überzugsmassen als auch für Überzugsmassen auf organischer Basis. Sie sind besonders für Überzugsmassen auf Basis von wäßrigen Latices geeignet.
Der hler verwendete Ausdruck »Rheologle-Modlfl-
ziermlttel« 1st breit zu verstehen und schließt Verdikkungsmittel, thlxotrope Mittel, Viskositätsmodlfizlermlttel und Geliermittel ein.
Die bei der Erfindung verwendeten Polyalkylenoxide können Polyäthylenoxiddiole, Polypropylenoxlddlole und Polybutylenoxlddlole sein. Diese Materialien haben ein Molekulargewicht von 2000 bis 20 000, bevorzugt 4000 bis 12 000. Diese Molekulargewichte sind Gewichtsmolekulargewichte, wie sie durch Gelpermeatlons-Chromatographle unter Verwendung eines Polystyrolstandards bestimmt werden. Das bevorzugte Polyalkylenoxld ist das Polyäthylenoxid, insbesondere dann, wenn die erhaltenen Rheologie-Modifizlermlttei für Zusammensetzungen auf wäßriger Basis verwendet werden sollen.
Das poSyfunktlonelle Material enthält mindestens drei aktive Wasserstoffatome, die in der Lage sind, mit einem Isocyanat zu reagieren. Alternativ kann das polyfunktionelle Material ein Polyisocyanat mit mindestens drei Isocyanatgruppen sein. Beispiele von geeigneten polyfunktionellen ^Materialien sind Polyole, Amine, Aminalkohole, Thiole und Polyisocyanate. Das bevorzugte polyfunktionelle Material Ist ein Polyol mit mindestens drei Hydroxylgruppen. Beispiele von solchen Materialien sind Polyalkohole, wie Trlmethylolpropan, Trlmethyloläthan und Pentaerythrit; Polyhydroxyalkane, wie Glycerin, Erythrit, Sotbit und Mannit; mehrwertige Alkoholäther, wie diejenigen, die sich von den zuvor genannten Alkoholen und Alkylenoxiden ableiten; cycloaliphatische mehrwertige Verbindungen, wie Trlhydroxy-cyclohexare und aromatische Verbindungen, wie !"!!hydroxybenzole. Bevorzugte Polyole sind mehrwertige Alkohole, insbesondere Triwiethyloi^ropan. Beispiele für andere geeignete polyfunktlenelle Materialien sind Dläthylentriamln, Trläthylentetramln, Diäthanolamln, Trläthanolamin, Trllsopropanolamin, Trirnercaptomethylpropan, Trlphenylmethan-4,4',4"-triisocyanat, 1,3,5-Trilsocyanatobenzol, 2,4,6-Trlisocyanatotoluol, 4,4'-Dlphenyldlmethylmethan^^'-S.S'-tetralsocyanat und das trlmere Hexamethylendlisocyanat. Der Gehalt an polyfunktionellem Material liegt bsi 0,1 bis 3 Mol, bevorzugt 1 bis 3 MoI, für jeweils 8 Mol Polyalkylenoxid In der Reaktionsmischung.
Als dritte Komponente wird in der Reaktionsmischung ein Diisocyanat In einer Menge von 4 bis 15 Mol, bevorzugt 6 bis 12 Mol, auf 8 Mol des Polyalkylenoxide verwendet. Wenn In der Reaktionsmischung Wasser vorhanden Ist, Ist es zweckmäßig, zusätzliche Mengen an Diisocyanat zu verwenden, obwohl, wie später Im einzelnen ausgeführt wird. Wasser in geringen Mengen vorhanden sein kann. Wie gut bekannt ist, werden durch Wasser isocyanatgruppen verbraucht. Aus diesem Grund Ist es empfehlenswert, eine zusätzliche Menge an Diisocyanat zu verwenden, um die Wassermenge zu kompensieren und die gewünschte stöchiomatrlsche Reaktion einzuhalten. Es können verschiedene organische Diisocyanate verwendet werden, die sich von Kohlenwasserstoffen oder substituierten Kohlenwasserstoffen ableiten, wie allphatlsche, cycloaliphatische oder aromatische Diisocyanate oder Mischungen solcher Diisocyanate. Im allgemeinen entsprechen die Diisocyanate der Formel OCNRNCO, wobei R ein organischer Rest ist. Beispiele solcher Reste sind Arylen, wie Phenylen und Diphenylen; Alkylarylen, wie Dimethylblphenylen, Methylenblsphenylen und Dlmethylmethylenblsphenylen; Alkylen, wie Methylen, Äthylen, Tetramethylen, Hexamethylen, ein Alkylenrest mit 36 Methylengruppen und Trlmethylhexylen, sowie al !cyclische Reste, wie Isophoron und Methylcyclohexylen. Der Rest R kann auch ein Kohlenwasserstoff mit Ester- oder Ätherverbindungen · sein. Spezifische Beispiele von geeigneten Dlisocyanaten sind 1,4-TetramethylendIisocyanat, 1,6-Hexamethylendilsocyanat, 2,2,4-Trimethyl-l,6-dIisocyanatohexan, 1,10-Decamethylendiisocyanat, 1,4-Cyclohexylendilsocyanat, 4,4'-Methylen-b!s-(isocyanatocyclohexan), p-Phenylendlisocyanat, 2,6-Toluylendilsocyanat, 2,4-Toluylendlisocyanat, Xylylendlisoeyanat, Isophorondilsocyanat, 4,4'-Blphenylendiisocyanat, 4,4'-Methylendiphenyldiisocyanat, 1,5-NaphthalIndiisocyanat und 1,5-Tetrahydronaphthalindilsocyanat. Bevorzugt sind die ToIuylendiisocyanate und die cycloaliphatlschen Diisocyanate. Insbesondere Isophorondilsocyanat und Bls-paraisocyanatocyclohexylmethan.
Als vierte Komponente kann in der Reaktionsmischung Wasser vorhanden sein. Das Wasser 1st in einer Menge von weniger als drei Mol auf acht Mol Polyalkylenoxid zugegen, wobei weniger als 2,8 Mol bevorzugt ist. In diesem Zusammenhang ist zu berücksichtigen, daß häufig die anderen Komponenten, mit Ausnahme des Diisocyanate und gegebenenfalls das verwendete Lösungsmittel Wasser, in der Regel In Spurenmengen, enthalten. Es ist deshalb erforderlich zu berücksichtigen, daß In die Reaktionsmischung Wasser aus diesen Quellen eingebracht wird, so daß mindestens durch teilweise Trocknung der Ausgangsstoffe diesem Umstand Rechnung getragen wird. Der Wassergehalt hat einen Effekt auf die die Viskosität beeinflussenden Merkmale des Rheolcgle-Modlflzlermlttels. Es wird angenommen, daß Wasser für die Bildung von Harnstoff- und anderen Gruppen in dem Molekül des Modifizierungsmittels verantwortlich ist.
Die Reaktionsmischung zur Herstellung der Rheologle-Modiflzlermlttel kann außer den genannten Ausgangsstoffen noch andere Verbindungen enthalten, die die Umsetzung nicht stören und die Eigenschaften des gebildeten Rheologle-Modifiziernilttels nicht beeinträchtigen. Solche Komponenten sind zum Beispiel monofuktionelle Stoffe und niedermolekulare Polyole, wobei diese Stoffe im allgemeinen In einer Menge von weniger als 10 Gew.-% vorhanden sein können.
Bei dem Verfahren nach der Erfindung können die Ausgangsstoffe In den angegebenen Mengen in einfacher Welse mit einem verträglichen Lösungsmittel vermischt und dann auf eine Temperatur Im Bereich von 100 bis 13O0C erwärmt werden, bis eine konstante Viskosität sich eingestellt hat. Alternativ kann man die Komponenten einzeln In beliebiger Reihenfolge zugeben und bei der angegebenen erhöhten Temperatur umsetzen. Das verwendete organische Medium Ist ein Lösungsmittel, das mit wäßrigen und organischen Überzugsmassen verträglich Ist. Diese verträglichen Lösungsmittel werden verwendet, um das Rheologle-Modiflzlermlttel In flüssiger Form direkt der Überzugsmasse zugeben zu können, so daß die Entfernung eines Lösungsmittels entfällt. Diese Zielsetzung Ist besonders bei Überzugsmassen auf wäßriger Basis schwer zu erreichen, da zahlreiche Lösungsmittel, die bei derartigen Reaktionen verwendet werden, mit wäßrigen Überzugsmassen nicht verträglich sind. Bei der Erfindung werden deshalb Lösungsmittel, wie l-Methyl-2-pyrrolldon. Dimethylformamid, Dlmethylacetamld, γ-Butyrolacton, Dioxan, Dimethyl- oder Dläthyläther von Äthylenglykol oder Dläthylenglykol, Acetonitril oder Mischungen davon, benutzt. Diese Lösungsmittel können auch geringe Mengen von einem oder mehreren
anderen Inerten Lösungsmitteln enthalten, wie z. B. weniger als etwa 20% des gesamten Lösungsmittels. Derartige Zusatzlösungsmittel können beispielsweise Benzoi, Toluol, Xylol, Äthylacetat und Butylacetat sein. Ein bevorzugtes verträgliches Lösungsmittel Ist 1-Methyl-2-pyrrolldon.
Nachdem man die Ausgangsstoffe in der geschilderten Welse umgesetzt hat, wird zum Verkappen der Endgruppen entweder eine monofunktlonelle Verbindung mit aktivem Wasserstoff oder ein Monoisocyanat zugesetzt. Die monofunktionelle Verbindung mit aktivem Wasserstoff wird benutzt, wenn ein Überschuß an Isocyanatgruppen In der Reaktionsmischung vorhanden ist, wogegen das Monoisocyanat dazu dient, einen Überschuß an Hydroxylgruppen zu binden. >5
Die Zugabe dieser monofunktionellen Verbindung besteht infolgedessen darin, daß ein Reaktionsprodukt erhalten wird, das im wesentlichen sowohl von Isocyanatgruppen als auch von Hydroxylgruppen frei ist. Der Bedarf des Verkappungsmaterials h.ingt infolgedessen von der Menge der anderen Ausgangsstoffe ab. Die genauere Menge des VerkappungsmlUels läßt sich leicht errechnen. Außerdem kann nach der Zugabe des Verkappungsmittels In bekannter Weise der Isocyanatgehalt oder der Gehalt an freien Hydroxylgruppen durch Analyse schnell festgestellt werden.
Beispiele von geeigneten monofunktionellen Verbindungen mit aktivem Wasserstoff sind allphatische Alkohole, wie Äthanol, Octanol, Dodecanol und Hexadecanol; Fettsäuren; Phenole, wie Phenol, Kresol und Octylphenol sowie Dodecylphenol; Alkoholäther, wie Monomethyl-, Monoäthyl- und Monobutyläther von Äthylenglykol und Dläthylenglykol. Beispiele von geeigneten Monolsocyanaten sind geradkettlge, verzweigte und cyclische Isocyanate, wie Butylisocyanat und Octyllsocyanat, Dodecylisocyanat, Octadecyllsocyanat und Cyclohexylisocyanat. Bei der Endverkappung kann die Temperatur In weiten Grenzen schwanken und liegt In der Regel zwischen 20 und 140° C.
Bei einem bevorzugten Verfahren zur Herstellung der « Rheologle-Modlfizlermittel wird ein mehrwertiger Alkohol, wie Äthylenglykol, Propylenglykol oder Glycerin, nach der Endverkappung zugegeben. Dadurch wird die Viskosität der Mischung reduziert, so daß sie besser handhabter wird. Um eine besonders gute Handhabbarkelt zu erreichen, wird die Temperatur der Mischung bei der Zugabe des mehrwertigen Materials bei 100 bis 1300C gehalten. Die Menge dieses mehrwertigen Materials kann In weiten Gicnzen schwanken, Hegt aber Im allgemeinen bei etwa 50 bis 500% des mehrwertigen Materials, bezogen auf die reaktionsfähigen Komponenten.
Die Angaben über Mengen, Prozentsätze und Verhältnisse sind Gewichtsangaben, falls nicht etwas anderes festgestellt wird.
Ein Reaktlonsgefäß wird zunächst mit 300,1 Teilen l-Methyl-2-pyrrolldon, 506,3 Teilen PolyäthylenGxid und 5 Teilen einer 10961gen Trimethylolpropanlösung beschickt. Das Reaktlonsgefäß wird unter eine Stickstoffdecke auf 205° C erwärmt. Während dieser Phase werden 57 Teile Destillat entfernt. Die Mischung wird dann auf 150° C abgekühlt, und es wird eine l%lge Dibutylzinndllaurat-Katalysator-Lösung In l-Methyl-2-pyrrolidon bis zu 10,5 Teilen zugegeben, wobei die Reaktionstemperatur bei 140° C gehalten wird. Danach werden 16,4 Teile Toluylendiisocyanat über eine Pumpe eingeführt, und anschließend wird mit 28,0 Teilen 1-Methyl-2-pyrrolldon gespült. Nach einer Haltezeit von einer Stunde werden 28,0 weitere Teile l-MethyI-2-pyrroüdon zugegeben und danach 2,0 Teile Fettsäure als Endverkappungsmittel. Nach einer weiteren Haltezeit von einer halben Stunde bei 14O0C werden 660,0 Teile entionisiertes Wasser zugegeben. Die fertige Reaktionsmischung hat eine Viskosität von Z-3 und einen Feststoffgehalt von 15%.
Beispiel 2
Ein weiteres Rheologie-Modifiziermittel wird aus folgenisn Ausgangsstoffen hergestellt:
Polyäthylenoxid (M.G. 6000)
Trlmethylolpropan
Bis-para-isocyanatocyclohexylmethan
Wasser
Fettsäure
Molverhältnis 8
Beispiel 1
Es wird ein Rheologle-Modlfizlermittel aus folgenden Ausgangsstoffen hergestellt:
Es wird zunächst ein Reaktionsgefäß mit 498,9 Teilen Polyäthyienoxid, 6,5 Teilen einer 10%igen Trimethylolpropanlösung und 302,6 Teilen l-Methyl-2-pyrrolldon beschickt. Die Reaktionsmischung wird auf 212° C unter einer Stickstoffdecke erwärmt, bis 64,6 Teile Destillat entfernt worden sind. Die Mischung wird auf 1100C gekühlt, und es werden 10,5 Teile einer l%lgen Lösung von Dlbutylzlnndllaurat zugegeben. Danach werden 25,6 Teile Bls-para-lsocyanatocyclohexylmethan und 43,0 Teile l-Methyl-2-pyrrolldon zugegeben, wobei die Temperatur bei 105 bis 110° C gehalten wird. Die Mischung wird für 2 Stunden unter diesen Bedingungen aufbewahrt. Dann werden 6,3 Teile einer 4%igen Dispersion von seltenen Erden in einer Fettsäure und 21,0 Teile l-Methyl-2-pyrrolldon zugegeben, und die Mischung wird eine Stunde bei HO0C gehalten. Dann werden 334,1 Teil« Wasser und danach 334,1 Teile Propylenglykol zugegeben.
Das erhaltene Rheologle-Modlflzlermlttel hat eine Z-3 Viskosität und einen Feststoffgehalt von 15%.
Beispiel 3
Es wird ein Rheologie-Modiflzlermlttel aus folgenden Ausgangsstoffen 'lergestellt:
Polyäthylenoxid (M.G.
Trlmethylolpropan
Toluylendiisocyanat
Wasser
Fettsäure
6000)
aus lölgenaen to Polyäthylenoxid (M.G. 8000) Molverhältnis
Trlmethylolpropan 8,0
Bls-para-lsocyanatocyclohexylmethan 1,5
Molverhältnis Wasser 12,8
8 5 Octadecyllsocyanat 0,2
0,3 ft 2,2
9,0
Ein Reaktlonsgefäß wird zunächst mit 400 Teilen 0,7 l-Methyl-2-pyrrolldon, 100 Teilen Cyclohexan. 500 Tel-
len Polyäthylenoxid und 1,5 Teilen Trlmethylolpropan beschickt. Das Reaktionsgefäß wird nun erwärmt, um 6,8 Teile Wasser durch azeotrope Destillation zu entfernen. Der Wassergehalt der Mischung Hegt dann bei 0,058'*,. Hs wird dann eine Klge Lösung von Dlbutylzlnndllaurat In l-Methyl-2-pyrrolldon bis zu einem Gehalt von 10 Teilen zugegeben, wobei die Reaktionsmischung bei 110° C gehalten wird. 26,2 Teile Bls-para-Isocyanatocyclohexylmethan werden dann mit einer Isocyanatpumpe zugegeben, und danach wird mit 10 Teilen l-Methyl-2-pyrrolldon gespült. Nach einer Haltezelt von etwa 3 Stunden bei 115 bis 12O0C werden 10 weitere Teile l-Methyl-2-pyrrolldon und 4,4 Teile Octahexyllsocyanat zugegeben. Danach erfolgt die Zugabe von 1548 Teilen Propylenglykol. Nach einer Haltezelt von 20 Minunten bei 1150C werden 502 Teile entlonlslertes Wasser und 501 Teile Propylenglyko! zugegeben. Das fertige Reaktionsprodukt hat eine Viskosität von Z-3 ijnd enthalt 15*. Feststoffe.
Die Rheologle-Modlflziermlttel der Beispiele 1 bis 3 » lassen sich sowohl In wäßrigen Latexüberzugsmassen als auch In Überzugsmassen auf Basis eines organischen Lösungsmittels mit gutem Erfolg verwenden.
60

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung eines Urethan-Rheologle-Modlfiziermlttels mit verzweigter Struktur s und hydrophoben Enden durch Umsetzung eines Polyalkylenoxide mit einem Molekulargewicht von 2000 bis 20 000, eines polyfunktiont-ilen Materials, das mindestens 3 aktive Wasserstoffatome enthält, die in der Lage sind, mit Isocyanat zu reagieren, oder eines Polyisocyanate mit mindestens 3 Isocyanatgruppen, eines Diisocyanats und von Wasser, wobei l-Methyl-2-pyrrolidinon, Dimethylformamid, Dimethylacetamid, gamma-Butyrolacton, Dioxan, Dimethyl- oder Diäthyläther von Äthylenglykol oder Diäthylenglykol, Acetonitril oder Mischungen davon als Lösungsmittel verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß man
(A) (a) 8 Mol des Polyalkylenoxlds,
(b) 0,1 bis 3 Mol des polyfunktionellen Materials,
(c) 4 bis 15 Mol des Diisocyanats,
(d) weniger als 3 Mol Wasser und gegebenenfalls
(e) eine ausreichende Menge eines Diisocyanats, um Wasser zu kompensieren, das in der Reaktionsmischung eventuell über das unter (d) angegebene Wasser hinaus vorhanden ist, umsetzt und
(B) das erhaltene Reaktionsprodukt mit einer monofunktionellen Verbindung, die entweder ein aktives Wasserstoffatom enthält oder ein Monoisocyanat ist, an den Enden verkappt.
35
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Zugabe der monofunktlonellen Verbindung ein mehrwertiger Alkohol zugegeben wird, wobei die Temperatur während der Zugabe dieses Materials bei 100 bis 130° C gehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß a!s mehrwertiger Alkohol Äthylenglykol. Propylenglykol. Glycerin oder eine Mischung davon verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man 0,5 bis 3 Mol polyfunktlonelles Material, 6 bis 12 Mol Bis-para-Isocyanatocyclohexylmethan und weniger als 2,8 Mol Wasser und zusätzliches Diisocyanat zum Kompensieren von eventuell vorhandenem Wasser für jeweils 8 Mol Polyäthylenoxid umsetzt.
5. Verwendung der nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 hergestellten Mittel als Rheologle-Modlflziermlttel In Überzugsmassen.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4499233A (en) * 1983-05-03 1985-02-12 Nl Industries, Inc. Water dispersible, modified polyurethane and a thickened aqueous composition containing it
US4731428A (en) * 1986-11-03 1988-03-15 American Cyanamid Co. Epoxidized isocyanates and process for their preparation
ATE128365T1 (de) * 1988-03-11 1995-10-15 Smith & Nephew Orthopädisches material aus isocyanatstoff.
WO1993024577A1 (en) * 1992-05-29 1993-12-09 Henkel Corporation Method of modifying the rheological properties of latex paint
US6458238B1 (en) 2000-12-29 2002-10-01 Basf Corporation Adhesive binder and synergist composition and process of making lignocellulosic articles
US6464820B2 (en) 2000-12-29 2002-10-15 Basf Corporation Binder resin and synergist composition including a parting agent and process of making lignocellulosic
US6451101B1 (en) * 2000-12-29 2002-09-17 Basf Corporation Parting agent for an isocyanate wood binder
US7546808B2 (en) * 2006-06-22 2009-06-16 Gunderson, Inc. Railroad car with lightweight center beam structure
BRPI0916441A2 (pt) 2008-07-17 2018-09-11 Hercules Incorporated processo para adaptar composições de revestimento à base de água

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3326821A (en) * 1963-05-27 1967-06-20 Air Prod & Chem Cellular polyurethanes from organic isocyanates, high molecular weight polyether polyols and lower molecular weight hydroxy containing oxo bottoms
AT256465B (de) * 1963-10-12 1967-08-25 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung wasserlöslicher bzw. in Wasser quellbarer, oberflächenaktiver Umsetzungsprodukte aus Polyäthylenglykoläthern und Isocyanaten
US3483163A (en) * 1967-07-21 1969-12-09 Dow Chemical Co Metal mercaptide curing agents for polyepoxide resins
US4118354A (en) * 1972-11-24 1978-10-03 Dai-Ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. Polyurethane hydrogel and method for the production of the same
US3939123A (en) * 1974-06-18 1976-02-17 Union Carbide Corporation Lightly cross-linked polyurethane hydrogels based on poly(alkylene ether) polyols
US4061618A (en) * 1975-05-07 1977-12-06 National Starch And Chemical Corporation Process for preparing stable polyurethane latices
US4079028A (en) * 1975-10-03 1978-03-14 Rohm And Haas Company Polyurethane thickeners in latex compositions
US4155892A (en) * 1975-10-03 1979-05-22 Rohm And Haas Company Polyurethane thickeners for aqueous compositions
GB1545098A (en) * 1975-12-29 1979-05-02 Berol Kemi Ab Polyurethane foams their preparation and use
US4180491A (en) * 1976-12-01 1979-12-25 Rohm And Haas Company Nonionic polyurethane thickener with surfactant cothickener and organic diluent, clear concentrates, aqueous print pastes, coloring compositions, methods of making and printing
US4131604A (en) * 1977-11-23 1978-12-26 Thermo Electron Corporation Polyurethane elastomer for heart assist devices
US4327008A (en) * 1980-12-29 1982-04-27 Ppg Industries, Inc. Urethane rheology modifiers and coating compositions containing same

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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JPS57117522A (en) 1982-07-22
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FR2497211A1 (fr) 1982-07-02
GB2090270A (en) 1982-07-07

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