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Title:
POLYURETHANE SOLUTIONS CONTAINING ALKOXYSILANE STRUCTURAL UNITS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/059974
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to polyurethane solutions containing alkoxysilane structural units, methods for producing polyurethane solutions containing alkoxysilane structural units and the use of polyurethane solutions containing alkoxysilane structural units.

Inventors:
BLUM HARALD (DE)
SCHUETZE DETLEF-INGO (DE)
Application Number:
PCT/EP2000/002484
Publication Date:
October 12, 2000
Filing Date:
March 21, 2000
Export Citation:
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Assignee:
BAYER AG (DE)
BLUM HARALD (DE)
SCHUETZE DETLEF INGO (DE)
International Classes:
C08G18/10; C08G18/12; C08G18/40; C08G18/48; C08G18/66; C08G18/38; C09D175/04; C09J175/04; D06M15/564; (IPC1-7): C08G18/10; C08G18/12; C08G18/28; C09D175/04; C08G18/44
Foreign References:
US3886226A1975-05-27
US4582873A1986-04-15
GB1474105A1977-05-18
EP0831108A11998-03-25
Attorney, Agent or Firm:
BAYER AKTIENGESELLSCHAFT (Leverkussen, DE)
BAYER AKTIENGESELLSCHAFT (Leverkussen, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Polyurethanlösungen mit Alkoxysilanstruktureinheiten, dadurch gekennzeich net, daß sie organisch gelöste Umsetzungsprodukte sind, a) mindestens eines, mindestens difunktionellen Polyols des Molekular gewichtes 500 bis 16 000, b) mindestens eines, mindestens difunktionellen Polyisocyanates des Molekulargewichtes 140 bis 1 500, c) mindestens eines niedermolekularen, mindestens difunktionellen Alkohols und/oder Amins des Molekulargewichtes 32 bis 500, d) mindestens einer, mindestens eine Alkoxysilangruppe und eine iso cyanatreaktive Gruppe enthaltenden Verbindung und e) gegebenfalls einer monofunktionellen Substanz mit einer Amino, Alkoholoder Oximgruppe, wobei die Menge an Abstopperäquivalenten aus Komponente d) mindestens 50 % der gesamten Abstoppermenge aus d) und e) beträgt.
2. Polyurethanlösungen mit Alkoxysilanstruktureinheiten gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie organisch gelöste Umsetzungsprodukte sind, a) 40 bis 92 Gew.% mindestens eines, mindestens difunktionellen Polyols des Molekulargewichtes 500 bis 16 000, b) 7 bis 50 Gew.% mindestens eines, mindestens difunktionellen Poly isocyanates des Molekulargewichtes 140 bis 1 500, c) 0,5 bis 20 Gew.% mindestens eines niedermolekularen, mindestens difunktionellen Alkohols und/oder Amins des Molekulargewichtes 32 bis 500, d) 0,1 bis 5 Gew.% mindestens einer, mindestens eine Alkoxysilan gruppe und eine isocyanatreaktive Gruppe enthaltenden Verbindung und e) gegebenfalls einer monofunktionellen Substanz mit einer Amino, Alkoholoder Oximgruppe, wobei die Menge am Abstopperäquivalenten aus Komponente d) mindestens 75 % der gesamten Abstoppermenge aus d) und e) beträgt.
3. Polyurethanlösungen mit Alkoxysilanstruktureinheiten gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie organisch gelöste Umsetzungsprodukte sind, a) 47 bis 88 Gew.% mindestens eines, mindestens difunktionellen Polyols des Molekulargewichtes 500 bis 16 000, b) 10 bis 40 Gew.% mindestens eines, mindestens difunktionellen Poly isocyanates des Molekulargewichtes 140 bis 1 500, c) 0,8 bis 17 Gew.% mindestens eines niedermolekularen, mindestens difunktionellen Alkohols und/oder Amins des Molekulargewichtes 32 bis 500, d) 0,2 bis 3,0 Gew.% einer eine Alkoxysilangruppe und eine isocyanat reaktive Gruppe enthaltenden Verbindung und e) 00,5 Gew.% einer monofunktionellen Substanz mit einer Amino, Alkoholoder Oximgruppe, wobei die Menge am Abstopperäquivalenten aus Komponente d) mindestens 95 % der gesamten Abstoppermenge aus d) und e) beträgt.
4. Polyurethanlösungen mit Alkoxysilanstruktureinheiten gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Komponente a) zu mindestens 50 Gew.% aus Polycarbonatdiolen des Molekulargewichtes 900 bis 2 500 besteht.
5. Polyurethanlösungen mit Alkoxysilanstruktureinheiten gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente a) 10 bis 60 Gew.% hydrophile Polyole neben 23 bis 50 Gew.% nichthydrophilen Polyolen, je weils bezogen auf Gesamtfeststoffgehalt des Polyurethans, enthalten sind, wobei die Gesamtmenge Komponente a) maximal 92 Gew.% des Gesamt feststoffgehaltes des Polyurethans beträgt.
6. Polyurethanlösungen mit Alkoxysilanstruktureinheiten gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente b) ausschließlich aliphatische bzw. cycloaliphatische Diisocyanate, bestehend zu mindestens 75 Gew.% aus Isophorondiisocyanat enthalten ist.
7. Polyurethanlösungen mit Alkoxysilanstruktureinheiten gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente b) ausschließlich 2,4 bzw. 2,6 Diisocyanatotoluol und/oder 4,4'Diisocyanatodiphenylmethan enthalten sind.
8. Polyurethanlösungen mit Alkoxysilanstruktureinheiten gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente b) Allophanatgruppen ent haltende Diisocyanate enthalten sind.
9. Polyurethanlösungen mit Alkoxysilanstruktureinheiten gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente c) hydrophile, Salzgruppen aufweisende difunktionelle Verbindungen in Mengen von 2 bis 16 Gew.% enthalten sind.
10. Polyurethanlösungen mit Alkoxysilanstruktureinheiten gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine hydrophile Komponente c) zusammen mit einem hydrophilen Polyol a) enthalten ist.
11. Polyurethanlösungen mit Alkoxysilanstruktureinheiten gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Alkoxysilangruppen enthaltende, diamino funktionelle Komponenten c) als Kettenverlängerer in Mengen bis 2 Gew.% enthalten sind.
12. Polyurethanlösungen mit Alkoxysilanstruktureinheiten gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente c) Hydrazin (hydrat), Adipin säuredihydrazid und/oder das Umsetzungsprodukt aus 2 Mol Propylen carbonat und 1 Mol Hydrazin in Mengen von 0,1 bis 1,5 Gew.% enthalten sind.
13. Polyurethanlösungen mit Alkoxysilanstruktureinheiten gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 0,3 bis 1,3 Gew.% einer Verbindung mit einer isocyanatreaktiven Gruppe und mindestens einer Alkoxysilangruppe enthalten sind.
14. Polyurethanlösungen mit Alkoxysilanstruktureinheiten gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente d) ein monoaminofunk tionelles, Asparaginsäureesterstrukturen enthaltendes Umsetzungsprodukte eines monoaminofunktionellen Alkoxysilans mit 0,5 bis 1,1 Äquivalenten Maleinsäurealkylestem enthalten ist.
15. Polyurethanlösungen mit Alkoxysilanstruktureinheiten gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der rechnerisch ermittelte Gehalt des Feststoffes der Polyurethanlösungen anSi (O) 3 Struktureinheiten weniger als 1,2 Gew.% beträgt.
16. Polyurethanlösungen mit Alkoxysilanstruktureinheiten gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente d) ein monoaminofunktionelles Alkoxysilan in Mengen von 0,3 bis 1,3 Gew.% zusammen mit 0,1 bis 2,0 Gew.% eines diaminofunktionellen Alkoxysilans Komponente c) enthalten ist, wobei die Anzahl der endständigen Alkoxysilangruppen mindestens 50 Gew.% aller eingebauten Alkoxysilangruppen beträgt.
17. Verfahren zur Herstellung von Polyurethanlösungen mit Alkoxysilanstruktur einheiten gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst aus mindestens einem Polyol a), mindestens einem difunktionellen Polyiso cyanates b) gegebenenfalls unter Mitverwendung einer niedermolekularen Komponente c) in einer einoder zweistufigen Reaktion ein isocyanat funktionelles Polyurethan hergestellt wird, welches dann gegebenenfalls in einem weiteren Reaktionsschritt durch Umsetzung mit einer mindestens di funktionellen Komponente c) einen weiteren Molekulargewichtsaufbau er fährt und in einem abschließenden Reaktionsschritt mit mindestens einer eine Alkoxysilangruppe und eine isocyanatreaktive Gruppe enthaltenden Ver bindung d), gegebenfalls unter Mitverwendung einer monofunktionellen Komponente e) zu einem keine freien Isocyanatgruppen mehr aufweisenden hochmolekularen Polyurethan mit Alkoxysilanstruktureinheiten umgesetzt wird, wobei entweder vor, während oder nach dem ersten Reaktionsschritt so viel organisches Lösemittel zugesetzt wird, das die resultierende Polyurethan lösung mit Alkoxysilanendgruppen einen Festkörpergehalt von 9 bis 65 Gew.% aufweist.
18. Verfahren zur Herstellung von Polyurethanlösungen mit Alkoxysilan struktureinheiten gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine ein stufige Umsetzung der Komponenten a), b) und gegebenenfalls c) zu einem isocyanatfunktionellen hochmolekularen Polyurethan, gegebenenfalls in An wesenheit geeigneter Lösemittel, wobei gegebenfalls durch geringes Nach setzen von Polyisocyanat b) und/oder niedermolekulare difunktionelle Komponente c) die gewünschte Viskosität und damit das zur Erzielung der er forderlichen Eigenschaften nötige Molekulargewicht erreicht wird und wobei anschließend die Kettenabbruchreaktion durch Zugabe eines monoamino funktionellen Alkoxysilans d) erfolgt.
19. Verwendung von Polyurethanlösungen mit Alkoxysilanstruktureinheiten ge mäß Anspruch 1 in Lacken, Beschichtungen, Dichtstoffen und/oder Kleb stoffe.
20. Verwendung von Polyurethanlösungen mit Alkoxysilanstruktureinheiten gemäß Anspruch 1 für die Lackierung und/oder Beschichtung von Kunst stoffen.
21. Verwendung von Polyurethanlösungen mit Alkoxysilanstruktureinheiten gemäß Anspruch 1 für die Textilund Lederbeschichtung.
22. Verwendung von Polyurethanlösungen mit Alkoxysilanstruktureinheiten ge mäß Anspruch 1 in wasserdampfdurchlässigen Textilbeschichtungen.
Description:
Polvurethanlösungen mit Alkoxysilanstruktureinheiten Die Erfindung betrifft Polyurethanlösungen mit Alkoxysilanstruktureinheiten, Ver- fahren zur Herstellung Alkoxysilanstruktureinheiten enthaltender Polyurethanlö- sungen und die Verwendung Alkoxysilanstruktureinheiten enthaltender Polyurethan- lösungen.

Polyurethanlösungen sind seit langem bekannt, z. B. D. Diederich, Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl), Band E 20, Georg Thieme Verlag, 1997 und dort zitierte Literatur.

Polyurethanlösungen sind in der Regel hochmolekulare Umsetzungsprodukte aus aliphatischen und/oder aromatischen Di-bzw. Polyisocyanaten mit di-bzw. trifunk- tionellen Polyolen und/oder Diaminen. Die Umsetzung der isocyanatfunktionellen mit den hydroxyl-und/oder aminofunktionellen Verbindungen erfolgt dabei zur Er- zielung der gewünschten hohen Molekulargewichte nahe am Äquivalenzpunkt.

Um lösliche und gut verarbeitbare Produkte zu erhalten, muß bei Erreichen der ge- wünschten Molekulargewichte bzw. Viskositäten der Polyurethanlösungen die Kettenaufbaureaktion abgestoppt werden. Dies geschieht üblicherweise durch Zu- gabe niedermolekularer, reaktiver Verbindungen wie z. B. Monoamin (DE-A 2 633 293), Monoisocyanat oder Acetanhydrid. (DE-A 2 500 921, EP-A 129 396), durch Zugabe reaktiver monofunktioneller Alkohole wie Methanol oder durch Zugabe anderer kettenabstoppend wirkender Verbindungen wie z. B. Butanonoxim (DE-A 3 142 706).

In der technischen Praxis wird dabei in der Regel ein gewisser Überschuß an Ab- stoppungsreagenz zugegeben, um eine sichere Abstoppung zu gewährleisten. Dieser Überschuß kann sich jedoch negativ auf Beschichtungseigenschaften auswirken, was sich z. B. durch Geruchsbelästigung, durch Ausschwitzen, durch Haftungsprobleme

sowie durch Bildung von Fehlstellen im Film durch Blasen und Kraterbildung be- merkbar machen kann. Auch die Lagerstabilität solcher Lösungen kann dadurch be- einträchtigt werden. Überschüssiges freies Monoamin, Monoisocyanat oder auch überschüssiger reaktiver Monoalkohol kann durch schleichende Reaktion mit Urethan-oder Esterbindungen im Polymer, insbesondere während der in der Praxis unvermeidlichen Lagerzeiten, zu erheblichen Viskositätsänderungen, bis hin zu gravierenden Abbauerscheinungen, verbunden mit einem Verlust der Eigenschaften, führen.

Da Polyurethanlösungen in der Regel keine reaktiven Endgruppen mehr aufweisen, erfolgt nach der Applikation lediglich eine physikalische Trocknung. Eine chemische Vemetzung über reaktive Gruppen am Kettenende zur Ausbildung sehr hoch- molekularer Polymerer mit verbessertem Eigenschaftsniveau ist so nicht mehr mög- lich.

Aus der DE-A 3 401 753 sind Polyurethanlösungen mit endständigen aromatischen Aminogruppen bekannt, die für eine spätere Vemetzungsreaktion zur Verfügung stehen. Dieses erfordert jedoch die nachträgliche Zugabe eines Reaktionspartners.

Die JP 0 8253 545 beschreibt vemetzbare Urethanharzzusammensetzungen, die Ver- bindungen mit zwei isocyanatreaktiven Gruppen und einer hydrolysierbaren Silyl- gruppe enthalten. Die Urethanharze enthalten ausschließlich seitenständig gebundene Silylgruppen. Dies führt zu vemetzten Klebstoffen oder Beschichtungen mit hoher Härte, jedoch nur geringer Elastizität bzw. Dehnfähigkeit. Verbindungen mit zwei isocyanatreaktiven Gruppen und einer hydrolysierbaren Gruppe sind zudem als Ab- stoppungsreagenz ungeeignet.

Aufgabe der Erfindung war es daher, Polyurethanlösungen zur Verfügung zu stellen, die die genannten Nachteile nicht aufweisen. Es sollen insbesondere Polyurethan- lösungen zur Verfügung gestellt werden, die Polyurethane mit hohen Molekularge- wichten enthalten, sicher herstellbar und abstoppbar sind und die zudem bei der Ver-

wendung in Beschichtungen keine Probleme durch Geruchsbelästigung, Aus- schwitzen, unzureichende Haftung oder nicht ausreichende Filmoptik verursachen. Dabei muß sichergestellt sein, daß sich eventuell zugesetzte überschüssige Mengen an Abstopper nicht negativ auf die Lagerstabilität der Lösung und auf die Eigen- schaften der Beschichtung auswirken und auch keine gesundheitsschädlichen Aus- wirkung auf Verarbeiter und Anwender zu erwarten sind.

Überraschender Weise wurde nun gefunden, daß Polyurethanlösungen, die Ver- bindungen mit einer isocyanatreaktiven Gruppe und mindestens einer Alkoxysilan- gruppe als Abstopper eingebaut enthalten, die gestellten Anforderungen erfüllen.

Überraschenderweise wurde darüber hinaus auch eine verbesserte Hydrolysebe- ständigkeit, eine sehr gute Haftung und ein besonders angenehmer Griff bei Be- schichtungen auf Basis der erfindungsgemäßen Polyurethanlösungen gefunden.

Überraschender Weise wurde auch gefunden, daß die erfindungsgemäßen Poly- urethanlösungen zur Herstellung hochwertiger Beschichtungen mit hoher Wasser- dampfdurchlassigkeit, und einem damit verbundenen, ausgezeichneten Tragekomfort sehr gut geeignet sind. Die erfindungsgemäßen Beschichtungen vereinen dabei eine hohe Wasserdampfdurchlässigkeit mit einer sehr guten Wasserfestigkeit bzw. Naß- echtheit und einer relativ niedrigen Wasserquellung.

Polyurethanlösungen, die eine Verbindung mit einer isocyanatreaktiven Gruppe und einer Alkoxysilangruppe als Abstopper und zusätzlich eine Verbindung mit mindestens zwei isocyanatreaktiven Gruppen und mindestens einer Alkoxysilan- struktureinheit in geringen Mengen eingebaut enthalten, führen überraschenderweise ebenfalls zu Beschichtungen, die die oben aufgeführten Anforderungen erfüllen und darüber hinaus sowohl eine ausgezeichnete Filmmechanik, insbesondere eine hoher Dehnfähigkeit und Elastizität, als auch gleichzeitig sehr hohe Schmelz-bzw. Er- weichungstemperaturen aufweisen, was für viele Anwendungen, z. B. in der Textilbe- schichtung, sehr vorteilhaft ist.

Polyurethanlösungen, die als Abstopper ein Asparaginsäureesterstruktureinheiten enthaltendes Umsetzungsprodukt einer Verbindung mit einer primären Aminogruppe und mindestens einer Alkoxysilangruppe mit einem Maleinsäuredialkylester ent- halten, erfüllen überraschenderweise trotz der bekannten verringerten Reaktivität der Asparaginsäureesterstruktureinheiten ebenfalls die oben genannten Anforderungen.

Sie weisen darüber hinaus den weiteren Vorteil auf, daß auch größere Mengen Ab- stopper, auch zu einem sehr frühen Reaktionszeitpunkt und auch ohne Anwesenheit von organischen Lösemitteln ohne die Gefahr der Bildung schwerlöslicher bzw. un- löslicher Harnstoffe oder Gelpartikel eingesetzt werden. Weiterhin können zum anderen überraschenderweise Beschichtungen erhalten werden, die neben einer aus- gezeichneten Filmmechanik einen exzellenten, besonders weichen Griff und einen sehr hohen Tragekomfort aufweisen, was für viele Anwendungen sehr wichtig ist.

Gegenstand der Erfindung sind somit Polyurethanlösungen mit Alkoxysilanstruktur- einheiten, dadurch gekennzeichnet, daß sie organisch gelöste Umsetzungsprodukte sind, a) mindestens eines, mindestens difunktionellen Polyols des Molekularge- wichtes 500 bis 16 000, b) mindestens eines, mindestens difunktionellen Polyisocyanates des Molekular- gewichtes 140 bis 1 500, c) mindestens eines niedermolekularen, mindestens difunktionellen Alkohols und/oder Amins des Molekulargewichtes 32 bis 500, d) mindestens einer, mindestens eine Alkoxysilangruppe und eine isocyanat- reaktive Gruppe enthaltenden Verbindung und e) gegebenfalls einer monofunktionellen Substanz mit einer Amino-, Alkohol- oder Oximgruppe,

wobei die Menge an Abstopperäquivalenten aus Komponente d) mindestens 50 % der gesamten Abstoppermenge aus d) und e) beträgt.

Ein bevorzugter Gegenstand der Erfindung sind Polyurethanlösungen mit Alkoxy- silanstruktureinheiten, dadurch gekennzeichnet, daß sie organisch gelöste Um- setzungsprodukte sind a) 40 bis 92 Gew.-% mindestens eines, mindestens difunktionellen Polyols des Molekulargewichtes 500 bis 16000, b) 7 bis 50 Gew.-% mindestens eines, mindestens difunktionellen Polyiso- cyanates des Molekulargewichtes 140 bis 1 500, c) 0,5 bis 20 Gew.-% mindestens eines niedermolekularen, mindestens di- funktionellen Alkohols und/oder Amins des Molekulargewichtes 32 bis 500, d) 0,1 bis 5 Gew.-% mindestens einer, mindestens eine Alkoxysilangruppe und eine isocyanatreaktive Gruppe enthaltenden Verbindung und e) gegebenfalls einer monofunktionellen Substanz mit einer Amino-, Alkohol- oder Oximgruppe, wobei die Menge am Abstopperäquivalenten aus Komponente d) mindestens 75 % der gesamten Abstoppermenge aus d) und e) beträgt.

Ein besonders bevorzugter Gegenstand der Erfindung sind Polyurethanlösungen, da- durch gekennzeichnet, daß sie organisch gelöste Umsetzungsprodukte sind a) 47 bis 88 Gew.-% mindestens eines, mindestens difunktionellen Polyols des Molekularge-wichtes 500 bis 16 000,

b) 10 bis 40 Gew.-% mindestens eines, mindestens difunktionellen Polyiso- cyanates des Molekulargewichtes 140 bis 1 500, c) 0,8 bis 17 Gew.-% mindestens eines niedermolekularen, mindestens di- funktionellen Alkohols und/oder Amins des Molekulargewichtes 32 bis 500, d) 0,2 bis 3,0 Gew.-% einer eine Alkoxysilangruppe und eine isocyanatreaktive Gruppe enthaltenden Verbindung und e) 0-0,5 Gew.-% einer monofunktionellen Substanz mit einer Amino-, Alkohol- oder Oximgruppe, wobei die Menge am Abstopperäquivalenten aus Komponente d) mindestens 95 % der gesamten Abstoppermenge aus d) und e) beträgt.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung von Polyurethan- lösungen mit Alkoxysilanstruktureinheiten, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst aus mindestens einem Polyol a), mindestens einem difunktionellen Polyisocy- anates b) gegebenenfalls unter Mitverwendung einer niedermolekularen Komponente c) in einer ein-oder zweistufigen Reaktion ein isocyanatfunktionelles Polyurethan hergestellt wird, welches dann gegebenenfalls in einem weiteren Reaktionsschritt durch Umsetzung mit einer mindestens difunktionellen Komponente c) einen wei- teren Molekulargewichtsaufbau erfährt und in einem abschließenden Reaktionsschritt mit mindestens einer eine Alkoxysilangruppe und eine isocyanatreaktive Gruppe ent- haltenden Verbindung d), gegebenfalls unter Mitverwendung einer monofunk- tionellen Komponente e) zu einem keine freien Isocyanatgruppen mehr aufweisenden hochmolekularen Polyurethan mit Alkoxysilanstruktureinheiten umgesetzt wird, wo- bei entweder vor, während oder nach dem ersten Reaktionsschritt soviel organisches Lösemittel zugesetzt wird, das die resultierende Polyurethanlösung mit Alkoxysilan- endgruppen einen Festkörpergehalt von 9 bis 65 Gew.-% aufweist.

Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung von Alkoxysilanstrukturein- heiten aufweisenden Polyurethanlösungen in Lacken, Beschichtungen, Dichtstoffen und/oder Klebstoffen.

Die Bezeichnung Polyurethanlösung schließt auch Polyurethan-Polyhamstoff- Lösungen und auch Lösungen ein, die z. B. Trimerisat-, Uretdion-, Allophanat-, und/oder Biuretstruktureinheiten in untergeordneten Mengen neben Urethan- und/oder Harnstoffstruktureinheiten enthalten. Die Lösungen sind in der Regel klar, es sind jedoch auch Lösungen eingeschlossen, die ein trübes bzw. opakes Aussehen aufweisen, dies ist jedoch weniger bevorzugt.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polyurethanlösungen geeignete Polyol- komponenten a) sind z. B. Polyesterpolyole (z. B. Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 19, S. 62-65). Geeignete Rohstoffe zur Her- stellung dieser Polyesterpolyole sind difunktionelle Alkohole wie Ethylenglykol, 1,2- und 1,3-Propylenglykol, 1,3-, 1,4-, 2,3-Butandiol, 1,6-Hexandiol, Neopentylglykol, Trimethylhexandiol, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol, hydrierte Bisphenole, Tri- methylpentandiol, Diethylendiglykol, Dipropylendiglykol, 1,4-Cyclohexan-diol, 1,4- Cyclohexandimethanol und difunktionelle Carbonsäuren bzw. deren Anhydride wie Adipinsäure, Phthalsäure (anhydrid), Isophthalsäure, Maleinsäure (an-hydrid), Tere- phthalsäure, Tetrahydrophthalsäure (anhydrid), Hexahydrophthalsäure (anhydrid), Bemsteinsäure (anhydrid), Fumarsäure, Azelainsäure, Dimerfettsäuren. Ebenfalls zur Mitvervendung in untergeordneten Mengen geeignete Polyesterrohstoffe sind Mono- carbonsäuren wie Benzoesäure, 2-Ethylhexansäure, Ölsäure, Sojaölfettsäure, Stearin- fettsäure, Erdnußölfettsäure, Leinölfettsäure, Nonansäure, Cyclohexanmonocarbon- säure, Isononansäure, Sorbinsäure, Konjuenfettsäure, höherfunktionelle Carbon- säuren oder Alkohole wie Trimellithsäure (an-hydrid), Butantetracarbonsäure, Tri- merfettsäuren, Trimethylolpropan, Glycerin, Pentaerythrit, Rizinusöl, Dipentaerythrit und andere nicht namentlich genannte Polyesterrohstoffe.

Ebenfalls geeignete Polyolkomponenten a) sind Polycarbonatdiole die z. B durch Umsetzung von Diphenyl-oder Dimethylcarbonat mit niedermolekularen Di-oder Triolen bzw. epsilon-Caprolacton-modifizierten Di-oder Triolen erhalten werden können.

Ebenfalls geeignete Polyolkomponenten a) sind hydroxyfunktionelle Silicone bzw.

Polysiloxane wie z. B. Baysilons OF (Bayer AG).

Ebenfalls geeignet sind Polyesterdiole auf Lactonbasis, wobei es sich um Homo- oder Mischpolymerisate von Lactonen, bevorzugt um endständige Hydroxylgruppen aufweisende Anlagerungsprodukte von Lactonen wie z. B. epsilon-Caprolacton oder gamma-Butyrolacton an difunktionelle Startermoleküle handelt. Geeignete Starter- moleküle können die oben genannten Diole, aber auch niedermolekulare Polyester- oder Polyetherdiole sein. Anstelle der Polymerisate von Lactonen können auch die entsprechenden Hydroxycarbonsäuren eingesetzt werden.

Ebenfalls geeignete Polyolkomponenten a) sind Polyetherpolyole. Sie sind z. B. durch Polymerisation von Ethylenoxid, Propylenoxid und/oder Tetrahydrofuran mit sich selbst, z. B. in Gegenwart von BF3 oder basischen Katalysatoren oder aber durch An- lagerung dieser Verbindungen gegebenenfalls auch im Gemisch oder nacheinander, an Starterkomponenten mit reaktionsfähigen Wasserstoffatomen, wie Alkohole, Amine, Aminoalkohole oder Wasser erhältlich.

Die genannten Polyolkomponenten a) können auch als Mischungen, gegebenfalls auch zusammen mit anderen Polyolen a) wie z. B. Polyesteramiden, Polyetherestern, Polyacrylaten, Polyolen auf Epoxidharzbasis, eingesetzt werden.

Die Hydroxylzahl der Polyole a) liegt bei 5 bis 350, vorzugsweise bei 8 bis 200 mg KOH/g Substanz. Die Molekulargewichte der Polyole a) liegen zwischen 500 und 25 000, vorzugsweise zwischen 500 und 15 000, wobei in einer bevorzugten Aus-

führungsform zumindest teilweise Polyole a) mit einem Molekulargewicht von >9 000 g/Mol eingesetzt werden.

Bevorzugt werden als Komponente a) hydrolysestabile Polyole des Molekular- gewichtes 300 bis 3 500, insbesondere 900 bis 2 500, bestehend insbesondere zu mindestens 50 % aus Polycarbonatdiolen, welche zusammen mit Tetrahydrofuran- diolen und/oder di-bzw. trifunktionellen Polyethern auf Propylenoxid-bzw. Pro- pylenoxid-/Ethylenoxidbasis bzw. Mischungen der genannten hydrolysestabilen Polyole eingesetzt werden können, wobei bei Verwendung trifunktioneller Polyether- polyole diese höchstens in Mengen bis zu 4 Gew.-% bezogen auf den Gesamtfest- stoffgehalt des Polymers eingesetzt werden. Diese hydrolysestabilen Polyole können auch zusammen mit Polyesterpolyolen, vorzugsweise Polyesterpolyolen mit ver- gleichsweiser guter Hydrolysestabilität, wie z. B. Polyester auf Basis Phthalsäurean- hydrid, Isophthalsäure, Dimerfettsäure, Hexandiol und/oder Neopentylglykol einge- setzt werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausfiihrungsform werden als Komponente a) hy- drophile Polyole, wie z. B. Ethylenoxidpolyether, Ethylenoxid-/Propylenoxidpoly- ether oder Polyester auf Basis von Triethylenglykol oder Tetraethylenglykol und Di- carbonsäuren in solchen Mengen eingesetzt, daß damit hergestellte Beschichtung wasserdampfdurchlässig sind. Als Komponente a) sind dann vorzugsweise 10 bis 60 Gew.-% hydrophile Polyole neben 23 bis 50 Gew.-% nichthydrophilen Polyolen, jeweils bezogen auf Gesamtfeststoffgehalt des Polyurethans, enthalten, wobei die Gesamtmenge Komponente a) maximal 92 Gew.-% des Gesamtfeststoffgehaltes des Polyurethans beträgt.

Entsprechende Polyurethanlösungen sind zur Herstellung hochwertiger Be- schichtungen mit hoher Wasserdampfdurchlässigkeit und dem damit verbundenen, ausgezeichneten Tragekomfort sehr gut geeignet. Die erfindungsgemäßen Be- schichtungen vereinen dabei eine hohe Wasserdampfdurchlässigkeit mit einer sehr guten Wasserfestigkeit bzw. Naßechtheit und einer relativ niedrigen Wasserquellung.

Der Gesamtanteil an hydrophilen Bestandteilen-Polyole a) und gegebenenfalls hy- drophile Diole bzw. Diamine c)-beträgt dabei bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt der Polyurethanlösung 10 bis 60, vorzugsweise 20 bis 45 Gew.-%.

Die Komponente b) besteht aus mindestens einem organischen, mindestens di- funktionellen Polyisocyanat des Molekulargewichtes 140 bis 1500, vorzugsweise 168 bis500. Geeignet sind z. B. Hexamethylendiisocyanat (HDI), Isophorondiiso- cyanat (IPDI), 4,4'-Diisocyanato-dicyclohexylmethan (H12MDI), 1,4-Butandiiso- cyanat, H6-2,4- und/oder 2,6-Diisocyanato-toluol, Hexahydrodiisocyanatoxylol, 2,4- oder 2,6- Diisocyanatotoluol (TDI), Xylylendiisocyanat und 4,4'-Diiso- cyanatodiphenylmethan (MDI). Ebenfalls mit verwendet werden können an sich be- kannte Polyisocyanate auf Basis der genannten und auch anderer Isocyanate mit Uretdion-, Biuret-, Isocyanurat-, Iminoxadiazindion-oder Urethanstruktureinheiten, dies ist jedoch nicht bevorzugt.

Bevorzugt ist die ausschließliche Verwendung von aliphatischen und/oder cyclo- aliphatischen difunktionellen Isocyanaten des Molekulargewichtes 168 bis 262 wie Isophorondiisocyanat und/oder Hexamethylendiisocyanat und/oder Diisocyanatodi- cyclohexylmethan (Desmodur W, Bayer AG) und/oder H6-2,4- und/oder 2,6-Diiso- cyanatotoluol, wobei besonders bevorzugt die Komponente b) zu mindestens 75 Gew.-% aus Isophorondiisocyanat oder H6-2,4- und/oder 2,6-Diisocyanatotoluol besteht.

Bevorzugt ist ebenfalls die ausschließliche Verwendung von aromatischen Diiso- cyanaten des Molekulargewichtes 174 bis 280, insbesondere 2,4- und/oder 2,6-Diiso- cyanatotoluol und/oder 4,4'-Diisocyanatodiphenylmethan.

In einer bevorzugten Ausführungsforrn werden allophanatgruppenhaltige, di- funktionelle Isocyanate als Komponente b) eingesetzt. Solche Komponenten werden erhalten, indem ein Diisocyanat, vorzugsweise aromatische Diisocyanate wie z. B.

MDI oder TDI mit aliphatischen, linearen Monoalkoholen mit 4 bis 18 Kohlenstoff- atomen wie z. B. n-Butanol, Hexanol, 2-Ethylhexanol oder Stearylalkohol gegeben- falls unter Verwendung geeigneter Katalysatoren wie z. B Zinkacetylacetonat bei Temperaturen von z. B. 40 bis 110°C unter Allophanatbildung umgesetzt werden.

Dabei führt die Umsetzung von 2 Molekülen Diisocyanat mit einem Molekül Mono- alkohol zur Bildung eines Diisocyanates mit einer Allophanatstruktureinheit, wobei auch höhere Homologe gebildet werden können. Es ist auch möglich die Allophanatbildung in situ bei dem Aufbau des erfindungsgemäßen Polyurethans durchzuführen. Die Mitverwendung allophanatgruppenhaltiger Diisocyanate führt überraschenderweise zu Polyurethanen, die die Herstellung von Beschichtungen mit besonders guten Beständigkeitseigenschaften z. B. gegen Lösemitteleinwirkung oder Wasser und einem angenehmen Griff ermöglichen.

Bei der Komponente c) handelt es sich um mindestens eine niedermolekulare Ver- bindungen des Molekulargewichtsbereiches 32 bis 500 mit mindestens zwei ge- genüber Isocyanatgruppen reaktiven Gruppen. Diese reaktiven Gruppen sind vor- zugsweise Hydroxyl-und/oder primäre bzw. sekundäre Aminogruppen.

Geeignete Komponenten c) sind z. B. Ethylenglykol, 1,2- bzw. 1,3-Propylenglykol, 1,4-Butan-diol, Neopentylglykol, 1,6-Hexandiol, Trimethylpentandiol, Trimethylol- propan, Glycerin, das Umsetzungsprodukt aus 2 Mol Propylencarbonat und 1 Mol Hydrazin, Ethylendiamin, Diethylentriamin, Isophorondiamin, Hexamethylendiamin, Acetonazin, 4,4-Diaminodicyclo-hexylmethan, Hydroxyethylethylendiamin, Ethanolamin, Diethanolamin, Isopropanolamin, Diisopropanolamin, N-Methyl- ethanolamin, Aminomethylpropanol, Hydrazin (hydrat), Propylendiamin, Dimethyl- ethylendiamin, Adipinsäuredihydrazid, 2-Aminoethylaminoethan-sulphonat, das 1 : 1-Umsetzungsprodukt aus Acrylsäure und Isophorondiamin oder Ethylendiamin, Dimethylolessigsäure, 2,2'-Dimethylolpropionsäure, 2,2'-Dimethylolbuttersäure, 2,2'-Dimethylolpentansäure, gegebenenfalls Ethergruppen aufweisenden Sulfonat- diolen der in der US-A 4 108 814 beschrieben Art, aminofunktionelle Sulphonate mit ein oder zwei Aminogruppen, N-2- (aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilan.

Wird eine Komponente c) im ersten, einstufig oder zweistufig durchgeführten Reaktionsschritt mitverwendet, so werden vorzugsweise dihydroxyfunktionelle Ver- bindungen, insbesondere Ethylenglykol, 1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol oder Ether- gruppen aufweisende Sulphonatdiole eingesetzt.

Wird eine Komponente c), vorzugsweise nach Zugabe von Lösemittel im zweiten Reaktionsschritt eingesetzt, so werden vorzugsweise diaminofunktionelle Ver- bindungen, insbesondere Ethylendiamin, Isophorondiamin, 4,4-Diaminodicyclohexy- methan, Hydrazin (hydrat), Adipinsäuredihydrazid, 2-Aminoethylaminoethansul- phonat eingesetzt.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden Alkoxysilangruppen enthaltende, diaminofunktionelle Komponenten c) als Kettenverlängerer, vorzugsweise in Mengen bis 2 Gew.-%, mit verwendet. Die Verwendung größerer Mengen solcher Komponenten c) führt überraschenderweise zu Polyurethanlösungen, die bei Ver- wendung als Beschichtungen eine zu hohe Härte, eine zu geringe Dehnfähigkeit bzw. Elastizität, vor allem bei niedrigen Temperaturen, und einen relativ harten, kalten und eher unangenehmen Griff ergeben.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden als Komponente c) hydrophile, Salz- gruppen aufweisende difunktionelle Verbindungen der oben genannten Art in Mengen von 2 bis 16 Gew.-%, besonders bevorzugt von 2,5 bis 13 Gew.-% ge- gebenenfalls in Kombination mit hydrophilen Polyolen a) eingesetzt, um ent- sprechenden Beschichtungen wasserdampfdurchlässigen Charakter zu verleihen.

Besonders bevorzugt werden dabei hydrophile Komponenten c) zusammen mit den oben genannten hydrophilen Polyolen a) eingesetzt. Dadurch können Be- schchichtungen mit besonders hoher Wasserdampfdurchlässigkeit hergestellt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden als Komponente c) Hydrazin (hydrat), Adipinsäuredihydrazid und/oder das Umsetzungsprodukt aus 2 Mol Propylen- carbonat und 1 Mol Hydrazin in Mengen von 0,1 bis 4,5 Gew.-% mitverwendet. Da- mit können Polyurethanlösungen mit besonders hoher Thermo-und Verfarbungs- stabilität erhalten werden.

Als Komponente d) geeignete Alkoxysilane sind Aminoalkylsiloxane wie z. B. 3- Aminopropyltriethoxysilan, 3-Amino-propyltrimethoxysilan, 3-Aminopropyltri- butoxysilan, 2-Aminoethyltriethoxysilan, 2-Amino-ethyltrimethoxysilan, 2-Amino- ethyltributoxysilan, 4-Aminobutyltriethoxysilan, 4-Amino-butyltrimethoxysilan, Umsetzungsprodukte der genannten Alkoxysilane mit Maleinsäuredialkylestem wie z. B Maleinsäurediethylester, Maleinsäuredimethylester oder Maleinsäuredibutylester, N-Phenylaminopropyltrimethoxysilan, Bis- (3-trimethoxysilylpropyl) amin, Ver- bindungen der genannten Art, bei der eine oder zwei der Alkoxygruppen durch Alkylgruppen ersetzt sind und Mischungen der genannten und auch anderen Alkoxy- silane.

Komponenten d) werden in Mengen von 0,1 bis 5, vorzugsweise von 0,2 bis 3,0, be- sonders bevorzugt von 0,3 bis 1,3 Gew.-% eingesetzt.

In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der rechnerisch ermittelte Gehalt des Feststoffes der Polyurethanlösungen an-Si- (O-) 3 Struktureinheiten weniger als 1,2 Gew.-%. Damit können z. B. Beschichtungen für Textilien und Leder mit hohem mechanischem Eigenschaftsniveau, insbesondere betreffend Dehnfahigkeit und Elastizität, und angenehm weichen Griff erhalten werden. Höhere Anteile an diesen Struktureinheiten führen zu Beschichtungen, die diese gewünschten Eigenschaften nur noch im reduzierten Maß zeigen.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird als Komponente d) ein mono- funktionelles Alkoxysilan in Mengen von 0,3 bis 1,3 Gew.-% zusammen mit 0,1 bis 2,0 Gew.-% eines diaminofunktionellen Alkoxysilans Komponente c) eingesetzt, wo-

bei die Anzahl der endständigen Alkoxysilangruppen mindestens 50 Gew.-% aller eingebauten Alkoxysilangruppen betragen muß. Entsprechende Polyurethanlösungen, führen überraschenderweise ebenfalls zu Beschichtungen, die die gestellten An- forderungen erfüllen und darüber hinaus sowohl eine ausgezeichnete Filmmechanik, insbesondere eine hoher Dehnfähigkeit und Elastizität, als auch gleichzeitig sehr hohe Schmelz-bzw. Erweichungstemperaturen aufweisen, was für viele An- wendungen, z. B. in der Textilbeschichtung, sehr vorteilhaft ist.

Bei höheren Anteilen an seitenständigen Alkoxysilanstruktureinheiten resultieren da- gegen Beschichtungen, die überraschenderweise deutlich weniger elastisch und dehn- fähig sind, sowie einen eher unangenehmen, kalten Griff aufweisen. In den Haftungs- eigenschaften müssen dann ebenfalls häufig Abstriche gemacht werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird als Komponente d) ein mono- aminofunktionelles Umsetzungsprodukte eines monoaminofunktionellen Alkoxy- silans mit 0,5 bis 1,1, vorzugsweise 0,9 bis 1,05 Äquivalenten Maleinsäurealkyl- estern, gegebenfalls zusammen mit einem diaminofunktionellen Alkoxysilan, einge- setzt.

Polyurethanlösungen, die als Abstopper ein Asparaginsäureesterstruktureinheiten enthaltendes Umsetzungsprodukt einer Verbindung mit einer primären Aminogruppe und mindestens einer Alkoxysilangruppe mit einem Maleinsäuredialkylester und zu- sätzlich eine diaminofunktionelle, Alkoxysilanstrukturen aufweisende Verbindung in untergeordneter Menge aufweisen, sind ebenfalls sehr gut z. B. zur Herstellung von hochwertigen Beschichtungen geeignet.

Geeignete gegebenenfalls bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Polyurethan- lösungen mitzuverwendete monofunktionelle Blockierungsmittel e) können z. B. sein : Butanonoxim, Cyclohexanonoxim, Acetonoxim, Malonester, Triazol, Dimethyl- pyrazol, monofunktionelle Amine wie z. B. Dibutylamin, Diisopropylamin, mono- funktionelle Alkohole wie z. B Ethanol. Falls Komponenten e) eingesetzt werden, ge-

schieht dies vorzugsweise derart, daß zunächst Komponente e) und im Anschluß daran Komponente d) zugegeben wird. Dadurch wird sichergestellt, daß keine nicht- umgesetzte Komponenten e) in den erfindungsgemäßen Polyurethanlösungen mehr enthalten sind.

Die Menge an Alkoxysilangruppen enthaltenden Abstopperreagenzien d) bezogen auf die gesamte Abstoppermenge d) und e) beträgt mindestens 50, vorzugsweise 75, ganz besonders bevorzugt mindestens 95 Gew.-%.

Die erfindungsgemäßen Polyurethanlösungen mit Alkoxysilangruppen zeigen bei Raumtemperatur bis zu 75°C eine praxisgerechte Lagerstabilität. Nach der Applikation erfolgt die Trocknung bei Raumtemperatur bis 200°C, vorzugsweise bei 60 bis 160'C.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Polyurethanlösungen mit Alkoxysilan- gruppen erfolgt derart, daß zunächst aus mindestens einem Polyol a), mindestens einem difunktionellen Polyisocyanat b) gegebenenfalls unter Mitverwendung einer niedermolekularen hydroxyfunktionellen Komponente c) in einer ein-oder zwei- stufigen Reaktion ein isocyanatfunktionelles Polyurethan hergestellt wird, welches dann gegebenenfalls in einem weiteren Reaktionsschritt durch Umsetzung mit einer mindestens difunktionellen Komponente c) gegebenfalls unter Mitverwendung einer mindestens diaminofunktionellen Alkoxysilangruppen enthaltenden Komponente d) einen weiteren Molekulargewichtsaufbau erfährt und in einem abschließenden Reaktionsschritt mit einer monoaminofunktionellen Alkoxysilangruppen ent- haltenden Komponente d), gegebenfalls unter Mitverwendung einer mono- funktionellen Komponente e) zu einem keine freien Isocyanatgruppen mehr auf- weisenden hochmolekularen Polyurethan mit Alkoxysilanendgruppen umgesetzt wird, wobei entweder vor, während oder nach dem ersten Reaktionsschritt soviel organisches Lösemittel zugesetzt wird, das die resultierende Polyure-thanlösung mit Alkoxysilanendgruppen einen Festkörpergehalt von 9 bis 65 Gew.-% aufweist.

In einer Verfahrensvariante kann auch eine einstufige Umsetzung aller Komponenten a), b) und gegebenenfalls c) zu einem isocyanatfunktionellen hochmolekularen Poly- urethan, üblicherweise in Anwesenheit geeigneter Lösemittel durchgeführt werden, wobei gegebenfalls durch geringes Nachsetzen von Polyisocyanat b) und/oder niedermolekulare difunktionelle Komponente c) die gewünschte Viskosität und da- mit das zur Erzielung der erforderlichen Eigenschaften nötige Molekulargewicht er- reicht wird und wobei anschließend die Kettenabbruchreaktion durch Zugabe eines monoaminofunktionellen Alkoxysilans erfolgt. Bei dieser Verfahrensvariante werden vorzugsweise monoaminofunktionelle Alkoxysilane in Mengen von 0,3 bis 1,3 Gew.-% eingesetzt.

Die Umsetzung der Komponenten erfolgt in der Regel bei Raumtemperatur bis 120°C, wobei üblicherweise zu Beginn der Herstellung die Umsetzung bei höherer Temperatur, z. B. bei 60 bis 120° C und am Ende bei der Kettenverlängerung bis Kettenabbruchreaktion die Umsetzung bei niedrigeren Temperaturen, z. B. bei Raum- temperatur bis 60° C vorgenommen wird.

Die Umsetzung der Komponenten kann unter Zusatz von üblichen Katalysatoren wie z. B. Dibutylzinndilaurat, Zinn-2-octoat, Dibutylzinnoxid oder Diazabicyclononan durchgeführt werden.

Geeignete Lösemittel zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polyurethanlösungen sind z. B. Dimethylformamid, Dimethylacetamid, N-Methylpyrrolidon, Methylethyl- keton, Methylisobutylketon, Cyclohexanon, Toluol, Xylol, tert. Butanol, Isopro- panol, Ethylacetat, Butylacetat, Methoxypropanol, Butylglykol, Methoxypropyl- acetat, Isobutanol. Die Auswahl von Art, Menge und Zeitpunkt der Zugabe des Löse- mittels bzw. der Lösemittelgemische muß derart gewählt werden, daß die Löslichkeit des Endproduktes bzw. der Zwischenstufen gegeben ist, die Viskositäten in einem technisch beherrschbaren Rahmen, d. h. üblicherweise < 200 000 mPas (23°C), liegen und eine Reaktion der Lösemittel mit den Rohstoffen des Polyurethans weitest- gehend ausgeschlossen ist. Das heißt z. B., daß alkoholische Lösemittel erst dann ver-

wendet werden sollten, wenn bei der Herstellung des Polyurethans nur noch Iso- cyanat-Amin-Reaktionen bzw. vergleichbar schnell ablaufende Reaktionen statt- finden.

Die Festkörpergehalt der erfindungsgemäßen Polyurethanlösungen liegen bei 9 bis 65, vorzugsweise bei 20 bis 50 Gew.-%.

Die Viskositäten der erfindungsgemäßen Polyurethanlösungen liegen bei 1 000 bis 200 000 mPas (23°C), vorzugsweise bei 3 000 bis 80 000 mPas (23 °C).

Die Molekulargewichte der erfindungsgemäßen Polyurethanlösungen können z. B. durch Gelpermeationschromatographie bestimmt werden. Sie liegen zwischen 4 000 und 500 000, vorzugsweise zwischen 25 000 und 250 000 g/Mol.

Vor, während oder nach der Herstellung bzw. vor oder während der Anwendung der erfindungsgemäßen Polyurethanlösungen können übliche Hilfs-und Zusatzmittel zu- gegeben werden wie z. B. Stabilisatoren, Lichtschutzmittel, Verlaufshilfsmittel, Mattierungsmittel, Thermostabilisatoren, Trennmittel, Antioxidantien, W-Absorber, HALS-Wirkstoffe, Entschäumer, Haftvermittler, Antistatika, Konservierungsmittel, Katalysatoren.

Die erfindungsgemäßen Polyurethanlösungen mit Alkoxysilanstruktureinheiten eignen sich für die Verwendung in Lacken, Beschichtungen, Dichtmassen, Druck- farben und Klebstoffen. Sie können dabei alleine und/oder nach Zusatz der üblichen Hilfsmittel, Zusatzmittel, Pigmente, Füllstoffe, Weichmacher, Löse-und Ver- dünnungsmittel und/oder in Kombination mit anderen Polymeren bzw. Polymer- lösungen oder Oligomeren wie z. B. Polyurethanlösungen, Polyhamstofflösungen, Polyurethan-Polyharn-stofflösungen, Co-und Homopolymerisatlösungen, Chlorkaut- schuklösungen, Nitrocelluloselösungen, Celluloseacetat/butyratlösungen, Polyacryl- atlösungen, Polyether (lösungen), Polyamidlösungen, Polyepoxid (lösungen), Poly- ester (lösungen), Polyisocyanat (lösungen), Melamin-Aldehyd-Harz (lösungen), Harn-

stoffharz (lösungen), Polybutadienlösungen oder Polyolefinlösungen verwendet werden.

Geeignete Anwendungsbereiche sind z. B. die Textilbeschichtung, die Lederbe- schichtung, die Kunstlederbeschichtung, Kunststoffbeschichtung und-lackierung, Metallackierung, Lackieren und Beschichten von Holz, Holzwerkstoffen und Möbeln, Beschichtung und Lackierung mineralischer Untergründe aller Art, Straßen- markierungsfarben. Die erfindungsgemäßen Poly-urethanlösungen können dabei z. B. als Grundierung, Zwischenschicht, Füller, Basislack, Decklack, Klarlack, Einschicht- lack, mikroporöse Beschichtung, Haftgrund, Deckstrich, Finish, Direktstrich, Zwischenstrich, Schaumstrich eingesetzt werden.

Die Applikation kann nach allen technisch angewandten Verfahren erfolgen, wie z. B.

Gießen, Tauchen, Walzen, Rollen, Streichen, Spritzen, Rakeln oder Koagulation.

Beispiele Beispiel 1 In einem 3-1-Reaktionsgefäß mit Rühr-, Kühl-und Heizvorrichtung werden 520 g eines difunktionellen Propylenoxidpolyethers mit dem Molekulargewicht 2 000 g/Mol eingewogen und auf 60°C erwärmt. Dann werden 205 g 4,4'-MDI (Desmodur 44M, Bayer AG) zugegeben und bei 70°C solange umgesetzt, bis der theoretische Isocyanatwert erreicht bzw. leicht unterschritten worden ist. Dann werden 182 g Dimethylformamid zugegeben und das Polymer gelöst. Dann werden bei 50° C 39,8 g Butandiol-1,4 in 30 Minuten und anschließend weitere 271 g Dimethylformamid zugegeben. Nachdem der theoretische Isocyanatwert erreicht ist, werden 403 g Methylethylketon und 400 g Toluol zugegeben und auf 30°C abge- kühlt. In einem separaten Gefäß wird eine Kettenverlängerungslösung aus 15,6 g Iso- phorondiamin und 104 g Toluol hergestellt. 60 % dieser Lösung wird auf einmal zur isocyanatfunktionellen Polyurethanlösung gegeben. Über IR-Spektroskopie wird da- bei der Abfall des Isocyanatgehaltes verfolgt. Durch Zugabe kleiner Mengen der Kettenverlängerungslösung in mehreren Schritten (insgesamt werden weitere 15 % der Kettenverlängerungslösung zugegeben) wird das Molekulargewicht, indirekt über die Viskositätsmessungen bestimmt, aufgebaut. Nachdem eine Viskosität von ca.

16 000 mPas erreicht ist, wird zum Abbruch der Reaktion 18,6 g eines 1 : 1 Um- setzungsproduktes aus 3-Aminopropyltriethoxysilan und Maleinsäurediethylester zu- gegeben und solange gerührt, bis keine Isocyanatgruppen mehr nachweisbar sind.

Man erhält ein 35 % ige Polyurethanlösung mit endständigen Alkoxysilanstrukturein- heiten, die Viskosität beträgt 15 000 mPas.

Während einer Raumtemperaturlagerung im geschlossenen Gefäß über 3 Monate blieb die Viskosität konstant, nach einer Lagerung im geschlossenen GefäS bei 60°C über 4 Wochen wurde eine Viskosität von 16 000 mPas festgestellt. Damit ist eine praxisgerechte Viskositätsstabilität gegeben.

Die anwendungstechnische Prüfung als Beschichtungsfilm (Filmstärke 45 g/m2) er- gab folgende Werte : Modul 100% : 2,1 MPa Zugfestigkeit/Bruchdehnung (trocken) : 14,3 MPa/790 % Zugfestigkeit/Bruchdehnung (naß) : 14,0 MPa 730 % Volumenquellung mit Ethylacetat : 350 % Schmelzpunkt : 155 °C Dies sind typische Filmwerte, wie sie z. B. bei der Verwendung des Produktes als hochwertiger weicher Direktstrich in der Textilbeschichtung gefordert werden.

Vergleichsbeispiel 2a) Zu Vergleichszwecken wurde der Versuch 1) wiederholt, allerdings ohne Zugabe eines Abstoppreagenzes. Die 35 % ige Polyurethanlösung hatte eine Viskosität von 13 000 mPas.

Bei 60°C Lagerung im geschlossenen Gefäß stieg die Viskosität nach wenigen Tagen soweit an, daß keine Viskositätsmessung mehr möglich war. Die Lösung zeigte keine praxisgerechte Stabilität.

Dies bestätigt die Wirksamkeit des monoamonofunktionellen Alkoxysilans als Ab- stoppreagenz.

Beispiel 2b Zu Vergleichszwecken wurde der Versuch 1) wiederholt, allerdings wurde die Ab- stoppermenge um 30 % erhöht, um den Einfluß von überschüssigem Abstoppungs- reagenz auf die Lagerstabilität zu bestimmen. Die 35 % ige Polyurethanlösung hatte eine Viskosität von 13 000 mPas. Nach 4 Wochen Lagerung bei 60°C im geschlos-

senen Gefäß wurde eine Viskosität von 14 500 mPas bestimmt. Damit hat diese Lösung eine praxisgerechte Lagerstabilität.

Beispiel 3 In einem 3-1-Reaktionsgefäß mit Rühr-, Kühl-und Heizvorrichtung werden 450,5 g eines difunktionellen Adipinsäure-Hexandiol-Neopentylglykol-Polyesters mit dem Molekulargewicht 1 700 g/Mol eingewogen und auf 70°C erwärmt. Dann werden 122,1 g Isophorondiisocyanat (Desmodur I, Bayer AG) zugegeben und bei 100°C so- lange umgesetzt, bis der theoretische Isocyanatwert erreicht worden ist. Dann werden 604 g Toluol zugegeben, das Polymer gelöst und auf 30°C abgekühlt. Direkt nach Zugabe von 302 g Isopropanol wird eine in einem separaten Gefäß hergestellte Kettenverlängerungslösung aus 46,8 g Isophorondiamin, 302 g Isopropanol und 250 g Methoxypropanol in 30 Minuten zudosiert. Nach Ende der Zugabe ist ein starker Viskositätsanstieg zu beobachten. 15 Minuten nach der Zugabe ist eine Viskosität von 20 000 mPas (23°C) erreicht, dann werden 6,2 g Aminopropyltri- ethoxysilan zugegeben und solange gerührt bis keine Isocyanatgruppen mehr nach- weisbar sind. Man erhält ein 30 % ige Polyurethanlösung mit endständigen Alkoxy- silanstruktureinheiten, die Viskosität beträgt 20 500 mPas.

Nach 4 Wochen Lagerung im geschlossenen Gefäß bei 60°C beträgt die Viskosität 22 000 mPas.

Vergleichsbeispiel 4 Zu Vergleichszwecken wurde der Versuch 2) wiederholt, allerdings wurde als Kettenabbruchreagenz eine äquivalente Menge an Di-butylamin eingesetzt.

Bei 50°C Lagerung im geschlossenen Gefäß war die Viskosität von ursprünglich 22 000 mPas bis auf 8 500 mPas abgefallen. Dies ist wahrscheinlich auf eine mole-

kulargewichtserniedrigende und damit viskositätsreduzierend wirkende Reaktion überschüssigen Dibutylamins mit den Esterbindungen des Polyols zurückzuführen.

Vergleichsbeispiel 5 Zu Vergleichszwecken wurde der Versuch 2) wiederholt, allerdings wurde als Kettenabbruchreagenz eine äquivalente Menge an Butanonoxim eingesetzt. Damit konnte ebenfalls eine bei 60°C Lagerung stabile Polyurethanlösung erhalten werden.

Zum Vergleich der Beschichtungseigenschaften wurde aus den Polyurethanlösungen gemäß Beispiel 3) und Vergleichsbeispiel 5) Beschichtungsfilme angefertigt, ge- trocknet und geprüft.

Die Filmstärke betrug 42 g/m2.

Folgende Ergebnisse wurden erhalten : Beispiel 3 Vergleichsbeispiel 5 Modul 100 % 5,8 MPa 4,5 MPa Zugfestigkeit/Bruchdehnung 58,3 MPa/680 % 45,0 MPa/450 % (trocken) : Zugfestigkeit/Bruchdehnung 55,4 MPa/660 % 35,0 MPa/450 % (nach 2 Wochen Hydrolysetest) Volumenquellung Ethylacetat 350 % 450 % Schmelzpunkt 165°C 165°C Die Ergebnisse zeigen, das die erfindungsgemäße Polyurethanlösung die Herstellung von Beschichtungen ermöglicht mit besseren mechanischen Filmwerten, verbesserter Hydrolysebeständigkeiten sowie geringerer Quellung mit Essigester.

Beispiel 6 In einem 3-1-Reaktionsgefaß mit Rühr-, Kühl-und Heizvorrichtung werden 270 g eines difunktionellen hydrophilen Ethylenoxidpolyethers mit dem Molekulargewicht 2 000 g/Mol, 57,9 g eines difunktionellen aliphatischen Polycarbonatdiols mit dem Molekulargewicht 2 000 g/Mol (Desmophen 2020, Bayer AG) und 57,9 g eines di- funktionellen Tetrahydrofuranpolyethers mit dem Molekulargewicht 2 000 g/Mol und 52 g Butandiol-1,4 eingewogen und auf 60°C erwärmt. Dann werden 203 g 4,4'- MDI (Desmodur 44M, Bayer AG) sowie 748 g Dimethylformamid und 748 g Toluol zugegeben und bei 70°C solange umgesetzt, bis die gewünschte Viskosität erreicht ist. Falls vor Erreichen der Zielviskosität (20-30 000 mPas bei 23°C) der Isocyanat- gehalt 0 erreicht wird, werden geringe Mengen 4,4'-MDI und gegebenenfalls auch geringe Mengen Butandiol-1,4 nachgesetzt. Bei Erreichen der Zielviskosität werden 4,5 g 3-Aminopropyltrimethoxysilan zugegeben und solange gerührt, bis der Iso- cyanatwert 0 ist, gegebenenfalls muß eine kleine Menge kettenabbrechendes mono- aminofunktionelles Alkoxysilan nachgesetzt werden. Man erhält ein 30 % ige Poly- urethanlösung mit endständigen Alkoxysilanstruktureinheiten, die Viskosität beträgt 24 000 mPas.

Während einer Raumtemperaturlagerung im geschlossenen Gefäß tuber 3 Monate blieb die Viskosität konstant. Nach einer Lagerung im geschlossenen Gefäß bei 60°C über 4 Wochen wurde eine Viskosität von 24 000 mPas ermittelt.

Die anwendungstechnische Prüfung als Beschichtungsfilm ergab folgende Werte : Modul 100% : 5,4 MPa Zugfestigkeit/Bruchdehnung (trocken) : 32,9 MPa/590 % Zugfestigkeit/Bruchdehnung (naß) : 30,7 MPa/850% Volumenquellung mit Ethylacetat : 80 % Volumenquellung mit Wasser : 80 % Wasserdampfdurchlässigkeit nach SST : 15 000 g m2 d

Die Wasserdampfdurchlässigkeit wird nach den Maßgaben gemessen, wie sie in der Druckschrift DS 2109 TM1 der British Textile Technology Group, Manchester, England niedergelegt ist.

Überraschenderweise können auch besonders hochwertige Beschichtungen mit hoher Wasserdampfdurchlässigkeit, wie sie z. B. bei der Herstellung hochwertiger weicher Direktstriche oder Deckstriche für wasserdampfdurchlässige textile Materialien im Bekleidungs-und Hygienesektor gefordert werden, hergestellt werden.

Beispiel 7 In einem 3-1-Reaktionsgefaß mit Rühr-, Kühl-und Heizvorrichtung werden 450,5 g eines difunktionellen Adipinsäure-Hexandiol-Neopentylglykol-Polyesters mit dem Molekulargewicht 1 700 g/Mol eingewogen und auf 70°C erwärmt. Dann werden 122,1 g Isophorondiisocyanat (Desmodur I, Bayer AG) zugegeben und bei 100°C so- lange umgesetzt, bis der theoretische Isocyanatwert erreicht worden ist. Dann werden 608 g Toluol zugegeben, das Polymer gelöst und auf 30°C abgekühlt. Direkt nach Zugabe von 304 g Isopropanol wird eine in einem separaten Gefäß hergestellte Kettenverlängerungslösung aus 39,9 g Isophorondiamin, 304 g Isopropanol, 252 g Methoxypropanol und 9,0 g N-2- (aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxy-silan in 30 Minuten zudosiert. Nach Ende der Zugabe ist ein starker Viskositätsanstieg zu be- obachten. 15 Minuten nach der Zugabe ist eine Viskosität von 22 000 mPas (23°C) erreicht, dann werden 6,2 g Aminopropyltrimethoxysilan zugegeben und solange ge- rührt bis keine Isocyanatgruppen mehr nachweisbar sind.

Man erhält ein 30 % ige Polyurethanlösung mit end-und seitenständigen Alkoxy- silanstruktureinheiten, die Viskosität beträgt 20 500 mPas.

Die anwendungstechnische Prüfung als Beschichtungsfilm ergab folgende Werte : Modul 100 % : 5,9 MPa Zugfestigkeit/Bruchdehnung (trocken) : 51,9 MPa/500 % Zugfestigkeit/Bruchdehnung nach 2 Wochen Hydrolysetest : 50,7 MPa/450 % Volumenquellung mit Ethylacetat : 350 % Schmelzpunkt : 210°C Vergleicht man dieses Ergebnis mit dem Prüfergebnis aus Vergleichsbeispiel 5), welches keine seiten-bzw. endständigen Alkoxysilangruppen, daftir jedoch Butanonoxim als Abstopp-reagenz enthält, so erkennt man, daß die erfindungsge- mäße Polyurethanlösung ein ausgezeichnetes mechanisches Eigenschaftsniveau, ins- besondere eine ausgezeichnete Hydrolysebeständigkeit, trotz der Verwendung eines Polyesterpolyols, und für einige Anwendung, z. B. im Textilbeschichtungsbereich be- sonders vorteilhaft, einen deutlich höheren Schmelzpunkt aufweist.

Dieses Ergebnis ist besonders überraschend, weil die Kombination aus hohem film- mechanischen Eigenschaftsniveau, insbesondere sehr hoher Dehnfahigkeit bzw. Elastizität, sehr guter Hydrolysebeständigkeit und hohem Schmelzpunkt mit Poly- urethanlösungen nach dem Stand der Technik nicht erreichbar ist.