Die Erfindung ,betrifft neue Beschichtungsmassen auf der Basis einer IPolyisocyanatkormponente, einer Polyolkomponente und eines Härtungskatalysators, die sich zur Herstellung von Oberflächenbelägen, insbesondere von Bodenbelägen, eignen.
Polyurethane auf Basis von Polyäthern, die aus lösungsmittelfreien Reaktionsmischungen unter Verwendung eines Katalysators hergestellt werden, sind bekannt.
Polyurethane auf Basis von Polyäthern sind in vielen Fällen Polyurethanen auf Basis von Polyestern überlegen, besitzen jedoch nicht die grosse Härte, die bei vielen Bodenbelägen erwünscht ist. Versuche, die Härte von Polyurethanen auf Polyätherbasis durch Einbau von Polyaikylenätherpolyolen mit relativ niedrigem Molekulargewicht und einem llydroxyläquivalentgewicht von
130 bis 400 zu erhöhen, führen zu unerwünschter Blasenbildung und sogar zum Schäumen, wenn das Reaktionsgemisch bei relativ hoher Luftfeuchte bei Raumtemperatur (z.;B. bei 40 bis 90kr, relativer Luftfeuchte u.
25 bis 350C) gehärtet wird. Dies rührt von den hygro sk opi schen Eigenschaften der niedermolekularen Polyalkylenätherpolyole her, die aus der Luft oder vom Untergrund in ,beträchtlichem Ausmass Feuchtigkeit aufnehmen. Die Isocyanatkomponente reagiert dann mit der Feuchtigkeit unter Bildung von Harnstoffbindungen anstelle von Urethanbindungen, und das hierbei entstehende Kohlendioxid führt zur Blasenbildung an der Ober- fläche des gehärteten Bodenbelags. Dies kann selbst bei grösster Sorgfaft in der Wahl feuchtigkeitsempfindlicher Katalysatoren und wasserfreier Reaktionskomponenten nicht vermieden werden.
Aufgabe der Erfindung war deshalb, die vorgenannten Nachteile zu überwinden und Polyurethanbeschich- tungsmassen zu entwickeln, die sich auch bei relativ ho her Luftfeuchtigkeit bei Raumtemperatur zu blasenfreien Oberflächenbelägen, insbesondere Fussbodenbelägen, mit insbesondere guter Härte, aushärten lassen. Diese Auf gabe wird durch die IErfindung gelöst.
Somit betrifft die Erfindung im wesentlichen wasserfreie, weniger als 5 Gewichtsprozent flüchtige organische Lösungsmittel enthaltende flüssige Beschichtungsmassen auf der 'Basis einer Polyisocyanatkomponente, einer Po lyolkomponente und eines Härtungskatalysators, die dadurch gekennzeichnet sind, dass die tPolyolkomponente ein Hydroxyläquivalentgewicht von 130 bis 400 besitzt, mindestens 10 Gewichtsprozent eines Polyalkylenäther po]yols und mindestens 5 Gewichtsprozent eines Polyhydroxypolyesters einer IFettsäure enthält und bei 250C bei der Zugabe von weniger als 15 Gewichtsprozent Wasser, bezogen auf die Polyolkomponente, eine deutliche Trübungsaunahme erfährt.
Die erfind ungsgemässen Beschichtungsmassen lassen sich innerhalb von 48 Stunden bei Temperaturen von 0 bis 70"C auch bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von iiber 40 O blasenfrei zu harten, zähen, steifen, rückfedernden, nichtzelligen oder nichtporösen Oberflächenbelägen mit einer Shore-D Härte bei Raumtemperatur von etwa 30 bis 90, hoher Schneid- und Kratzbeständigkeit, sowie anderen, für Fussbodenbeläge vorteilhaften Eigenschaften aushärten.
Die mit den 'Beschichtungsmassen der Erfindung hergestellten Oberflächen- bzw. Fussbodenbeläge sind hart und relativ steif, jedoch elastisch genug, um eine Expansion, Kontraktion oder ein Verschieben des Untergrundes rissfrei aufnehmen zu können. Die Oberflächenbeläge besitzen einen guten Glanz, sind abriebfest und schmutzabweisend. Sie sind chemikalienund korrosionsbestänig und unempfindlich gegenüber Temperaturänderungen. ;Die erfindu ngsgemässen IBeschichtungsmassen gehen beim Aushärten mit einer Vielzahl von Untergründen, wie Holz, Beton oder alten Fuss- bodenplatten, eine feste Verbindung ein.
Durch die feste Haftung in Verbindung mit der Elastizität treten in weit geringerem Masse iRisse oder Abhebungen vom Untergrund auf, als z.B. bei den spröderen Epoxybelägen.
Durch die Abriebfestigkeit in Verbindung mit der Wasserbeständigkeit sind die mit den erfindungsgemässen ,Beschichtungsmassen hergestellten Oberflächenbeläge für die Verwendung innen und aussen sogar in der nördlichen Klimazone geeignet. Die Anwendung erstreckt sich nicht nur auf den Wohnungsbau und auf Wirtschaftsgebäude sondern z.B. auch auf Sonnenterrassen, Innenhöfe oder Sockel. Die Beschichtungsmassen sind feuchtigkeitsunempfindlich. Zur leichten Verarbeitung mittels Spachtel oder Sprühen werden die Beschichtungs- massen auf Viskositäten von 100 bis 5000 cPs eingestellt. Die Oberflächenbeläge lassen sich aus den Beschichtungsmassen mit einmaligem Auftrag in der gewünschten Stärke, im allgemeinen etwa 0,5 bis 6 mm, herstellen.
Die erfindungsgemässen Beschichtungsmassen lassen sich auch als Giessharze zur Herstellung von harten, elastischen IFormteilen, wie Röhren, Lenkrädern oder Kraftfahrzeuggläsern, verwenden.
Die Polyolkomponente in den erfindungsgemässen Beschichtungsmassen besitzt ein Hydroxyläquivalentge- wicht von 130 bis 400 (das bedeutet eine OH-Gruppe pro 130 bis 400 Atomgewichtseinheiten des Polyols). Die Polyolkomponente besitzt vorzugsweise ein mittleres Mo lekulargewicht von etwa 250 bis 3000. Die Polyolkomponente enthält mindestens 10 Gewichtsprozent eines Polyalkylenätherpolyols. Beispiele für Polyalkylenätherpolyole sind Addukte aus Propylenoxid bzw.
Butylenoxid und niedermolekularen Polyolen, wie Pentaerythrit, Glycerin, Sorbit, Rohrzucker, iMethylglycosid, iPropylen- glykol, Tri-, Tetra-, Penta- oder Hexamethylenglykol, 1,3^Butylenglykol, 2-Äthylhexandiol-1,3, 2,2,4-Trimethyl- pentandiol-1,3, Trimethylolpropan, 1,2,6-Hexantriol oder Phenyldiisopropanolamin.
Bevorzugt werden die Addukte aus Trmmethylolpro- pan und Propylenoxid bzw. Butylenoxid.
Beispiele für IPolyhydroxypolyester von Fettsäuren sind z.'B. Rizinusöl, wie Rizinusöl für Polyurethanzwecke, oder Rizinusöldervate, wie Polyhydroxyrizinusöl, das durchschnittlich mehr als 4 Hydroxylgruppen pro Molekül besitzt, z.B. folycin S?F .
Durch den iPolyhydroxypolyester, z.B. durch das bevorzugt verwendete 'Rizinusöl bzw. Polyhydroxyrizinus öl, der mindestens in einer Menge von 5 Gewichtsprozent in der Ipolyolkomponente enthalten ist, wird die feuchtigkeitsanziehende Eigenschaft Iydrophilität) des Poly alkylenatherpolyols wesentlich erniedrigt. Hieraus resultiert eine geringere Feuchtigkeitsempfindlichkeit der Po lyurethan-Beschichtungsmasse. Darüber hinaus kann die Polyolkomponente auch einen Anteil an den vorgenannten niedermolekularen Polyolen enthalten.
Diese Ge mische müssen mindestens 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise mindestens 25 Çichtsprozent, des Polyalkylen- ätherpolyols enthalten, um die guten Eigenschaften der ausgehärteten Beschichtungsmassen, insbesondere die physikalischen Eigenschaften bei niedrigen Temperaturen, zu gewährleisten.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass bereits 5 Gewichtsprozent des Polyhydroxypolyesters der Fettsäure ausreichen, um die Hydrophilität der Polyalkylenäther polyole so weit zu erniedrigen, dass sie als Hauptbestandteil der Polyolkomponente verwendet werden können.
Die Polyolkomponente ist vorzugsweise eine niedrigviskose Flüssigkeit. Es können auch Lösungen aus festen Polyolen in flüssigen Polyolen verwendet werden, wenn die Viskosität der Beschichtungsmasse nach Zugabe der Polyisocyanatkomponente ausreichend niedrig ist.
Die relativ geringe Hydrophilität der den Polyhydroxypolyester einer IFettsäure enthaltenden 'Polyolkomponente gibt sich in einem niedrigen Trübungspunkt zu erkennen. Bei der 'Bestimmung des Trübungspunktes wird der Polyolkomponente allmählich so viel Wasser zugesetzt, bis sich dieses in der Polyolkomponente nicht mehr löst, was sich in einem bestimmten Anstieg der Trübung des Gemisches zu erkennen gibt Diese Zunahme der Trübung lässt sich im Fall von im allgemeinen klaren (durchsichtigen, gewöhnlich farblosen oder bernsteinfarbenen) Polyol,komponenten, die dann trüb oder durchscheinend werden, leicht bestimmen.
Bei Polyolkomponenten, die von Anfang an nicht optisch klar sind, bedient man sich geeigneter Messgeräte, die dem Fachmann bekannt sind und die einen Wechsel ,in der Lichtdurchlässigkeit und in der Lichtstreuung der 'Flüssigkeit beim 1Auftreten einer getrennten wässrigen IPhase in Form von unlöslichen Tröpfchen in der Flüssigkeit erkennen lassen. Der TriMbungspunkt liefert also ein gutes Mass für die Wassermenge, die von der Polyolkomponente aufgenommen wird, wenn man sie der Luftfeuchtigkeit aussetzt oder auf einen Untergrund mit einem Restfeuchtegehalt aufbringt.
Für die Funktionstüchtigkeit der erfindungsgemässen Beschichtungsmassen hat sich als wesentliches 'Merkmal herausgestellt, dass das Gemisch aus lPolyolkomponente und allen anderen Bestandteilen der ;Beschichtungsmassen, mit Ausnahme der Polyiso- cyanatkomponente und Voraddukten mit endständigen rIsocyanatgruppen, der Trübungspunkt bei 250C bei einer Zugabe von weniger als 3 Gewichtsteilen Wasser auf 20 Gewichtsteile der Polyolkomponente erreicht sein muss.
Polyolkomponenten, die diese Bedingung erfüllen, besitzen eine ausreichend geringe Hydrophilität, um eine blasenfreie Aushärtung der erfindungsgemässen Beschichtungsmassen zu ermöglichen. Durch die Bestimmung des Trübungspunktes lässt sich das geeignete Mischungsverhältnis von niedermolekularem Polyalkylen ätherpolyol zu Rizinusöl bzw. Polyhydroxyrizinusöl ermitteln, das notwendig ist, um eine blasenfreie Aushärtung zu erzielen. IAuch Polyole, die die RPedingun- gen des Trübungstests nicht erfüllen, lassen sich verwenden, wenn das Gemisch mit einem anderen Polyol den Trübungstest erfüllt.
Die Polyisocyanatkomponente in den erfindungsgemässen Beschichtungsmassen besitzt vorzugsweise ein mittleres Molekulargewicht von 1 110 bis 3000 und be- steht insbesondere aus einem aromatischen, aliphatischen, cycloaliphatischen oder heterocyclischen Polyisocyanat, oder Gemischen der vorgenannten Polyisocyanate. Aromatische :Polyisocyanate, wie Toluylendiisocyanat, Diphenylmethandiisocyanat oder Xylylendiisocyanat, werden bevorzugt. Besonders bevorzugt ist Toluylendiisocyanat, insbesondere Gemische des 2,4- und 2,6-Isomeren, da dieses Gemisch schnell mit den bevorzugten Polyolen zu produkten mit den gewünschten Eigenschaften reagiert und preiswert im Handel erhältlich ist.
Weiter geeignete Diisocyanate sind zlB. m- oder p-Phenylendiisocyanat, 1 ,5-Naphthylendiisocyanat, 4,4'-Methylen-bis -l(cyclohexylisocyanat), Hexamethylendiisocyanat, 3,3,- -Dimethyl-4,4'iphenylendiisocyanat oder Diisocyanate dimerer Säuren (36 rC-Atome, Molekulargewicht 600).
Weitere Beispiele für geeignete tPolyisocyanate sind flüssige Polyisocyanatverbindungen, die durch Phosgenie mag der bei der IKondensation von Formaldehyd mit aromatischen Aminen entstehenden tPolyam,ine hergestellt werden. Beispiele für Polyisocyanate, die in dieser Weise hergestellt werden, sind iPolymethylen-polyphenyl- -isocyanate.
Die Polyisocyanatkomponente kann auch einen Teil des Polyalkylenätherpolyols in IForm eines Isocyanat Voraddukts enthalten. Auf diese Weise kann das Mischungsverhältnis von Polyisocyanatkomponente zu Polyolkomponente derart verändert werden, dass gleiche oder nahezu gleiche Mengen der beiden Komponenten zusammen gemischt werden. Auf ,diese Weise ist eine bessere Durchmischung gewährleistet. Die Herstellung des Voraddukts kann bereits in der Fabrik unter sorgfältig kontrollierten Bedingungen erfolgen.
Da bei dem Voraddukt die Hydroxylgruppen des Polyalkylenätherpolyols mit Isocyanatgruppen blockiert sind, ist es nicht unbedingt erforderlich, dass der in dem Voraddukt enthaltene Teil der Polyolkomponente den vorgenannten Wassertest erfüllt. So kann z.B. ein ausserordentlich hydrophiles Polypropylenäthertriol mit einem'Molekulargewicht von 400 in kleinen Mengen der Polyisocyanatkomponente der wBeschichtungsmasse zugegeben werden, Hierbei entsteht ein Voraddukt mit endständigen Isocyanatgruppen, das der Beschichtungsmasse keine Hydrophilität verleiht. IDie Menge der Polyolkomponente, die mit der 1Polyisocyanatkomponente zu einem Voraddukt umgesetzt wird, darf jedoch nicht zu hoch sein, da sonst die Viskosität der Beschichtungsmasse zu hoch wird.
Die ausgehärteten IBeschichtungsmassen besitzen vorzugsweise eine ShorewD-Härte bei Raumtemperatur von 30 bis 90. Die bevorzugten Beschichtungsmassen behalten sowohl ihre Härte Ibei erhöhten Temperaturen, z.'B.
bei 660C, als auch ihre elastischen Eigenschaften bei niedrigen Temperaturen. Um diese Eigenschaften zu erreichen, müssen die ausgehärteten Beschichtungsmassen hochvernetzt sein, obwohl die Bigenschaften auch in gewissem Ausmass von der Konzentration ,der Urethanbindungen und von aromatischen Ringen oder cyclischen Strukturen mitbestimmt werden. Zu diesem Zweck enthält die Beschichtungsmasse durchschnittlich mindestens 2,1 reaktive Gruppen pro Molekül der reaktiven IKom- ponenten.
Im Gegensatz zu den herkömmlichen Polyurethanbeschichtungsmassen, die einen grossen Isocyanat überschuss verwenden, beträgt das Verhältnis von INCO Gruppen zu OH-!Gruppen in den erfindungsgemässen Beschichtungsmassen bevorzugt 0,9 : 1 bis 1,3 : 1, insbesondere 1 : 1. Abweichungen von den vorgenannten Verhältnissen sind jedoch in bestimmten Fällen möglich.
Das niedrige NCO/OH-Verhältnis dient dem Zweck, Reaktionen zwischen Isocyanatgruppen und Wasser soweit wie möglich auszuschliessen.
Die erfindungsgemässen Beschichtungsmassen enthalten weniger als 5% flüchtige organische ILösungsmittel und besitzen vorzugsweise eine Viskosität von 100 bis 5000 cPs.
Es hat sich gezeigt, dass Polyole, die den Beschichtungsmassen sowohl die erforderliche Vernetzungsdichte als auch die notwendigen Eigenschaften hinsichtlich der Hydrophilität verleihen, im allgemeinen ein Verhältnis von Kohlenstoffatomen zu Sauerstoffatomen von mindestens 3, vorzugsweise grösser als 4, besitzen. Einzelne Bestandteile der folyolkomponente können zwar ein Ver hältnis von unter 3 aufweisen, jedoch darf bei der Summe der Bestandteile der lPolyolkomponente das Verhältnis von 3 nicht unterschritten werden.
Die erfindungsgemässen 'Beschichtungsmassen müssen bei der Aushärtung in einem solchen Ausmass vernetzen, dass eine iberechnete'Vernetzung,sdichte von 3 bis 25 Vernetzungen, vorzugsweise 10 bis 20 Vernetzungen, pro 10000 Atomgewichtseinheiten gewährleistet ist (dies entspricht 3 bis 25 Garmmäquivalent Vernetzungen pro 10000 g Polymerisat). 'Bei der Berechnung der Vernetzungsdichte werden Füllstoffe, Weichmacher und andere Zusatzstoffe nicht berücksichtigt. Ausserdem wird angenommen, dass die 'Polyurethan-bildende Reaktion vollständig verläuft, d.h., 10W0iger Umsatz eintritt. Diese Annahme erscheint gerechtfertigt, da sowohl di Härte als auch andere 'Eigenschaften in direktem Verhältnis zur Konzentration der vernetzenden Gruppen im Reaktionsgemisch ansteigen.
Es hat sich gezeigt, dass ausgehärtete Beschichtungsmassen mit einer berechneten Vernetzungsdichte von weniger als 3 Vernetzungsstellen pro 10000 Atomgewichtseinheiten für Fussbodenbeläge zu thermoplastisch sind, während solche Beläge mit einer Vernetzungsdichte von huber 25 zu spröde sind und leicht abplatzen.
Die Vernetzung wird durch solche Verbindungen hervorgerufen, deren Funktionalität grösser als 2 ist, d.h., durch Polyisocyanate mit mehr als 2,Isocyanatgruppen pro Molekül und/oder durch Hydroxylgruppen-enthal- tende Verbindungen mit mehr als 2 Hydroxylgruppen pro Molekül. Eine Funktionalität von 2 der Verbindungen bedingt eine Bildung von linearen Polymeren oder eine Kettenverlängerung, während die Anzahl der funktionellen Gruppen über 2 die reaktiven Zentren für die Vernetzung oder für die Verknüpfung zweier gegenüberliegender (Polymerketten liefert. IBei der Aushärtung der erfindungsgemässen Beschichtungsmassen finden Kettenverlängerung und Vernetzung gleichzeitig nach demselben IReaktionsmechanismus statt.
'Im allgemeinen wird die Vernetzungszahl vorzugsweise auf 10000 g Polymerisat 'berechnet. Die durch die Polyolkomponente bedingte Vernetzungsdichte ist gegeben durch das Produkt aus der Molzahl Polyol pro 10000 g IPolyolkomponente plus Polyisocyanatkomponente und der Anzahl der in den Polyolmolekälen enthaltenen Hydroxylgruppen minus 2. In ähnlicher Weise ergibt das produkt der 'Molzahl Polyisocyanat pro 10000 g Polyolkomponente plus ePolyisocyanatkompo- nente und der Anzahl der in den Polyisocyanatmolekülen enthaltenen Isocyanatgruppen minus 2 die durch die PolyisocyanatkomPponente gegebene Vernetzungsdichte.
Die Summe der aus allen reaktiven eKomponenten berechneten Vernetzungszahlen repräsentiert die Gesamtzahl der Vernetnungsstellen. Diese Berechnungen sind im einzelnen in Beispiel 1 ausgeführt. Um die m.indesterfor- derliche Vernetzungsdichte zu gewährleisten, besitzen die erfindungsgemässen Beschichtungsmassen vorzugsweise im Mittel mindestens 2,1 reaktive Gruppen pro Molekül.
Die erfindungsgemässen Beschichtungsmassen enthalten weniger als 5 Gewichtsprozent flüchtige organische tösungsmittel, die als Trägermaterial für die Zugabe von Vernetzungskatalysatoren oder anderen Zusatzstoffen dienen.
Als Vernetzungskatalysatoren zur Aushärtung der Beschichtungsmassen bei tRaumtemperatur werden vorzugsweise Polyol -lösliche organische Verbindungen bestimmter mehrwertiger Metalle, wie Zinn, < Blei oder Quecksilber, verwendet. In derlPraxis werden organische Quecksilberverbindungen allein oder in Kombination mit organischen Bleisalzen verwendet, da diese die Reaktion des Polyols mit dem ;Polyisocyanat selbst in Gegenwart geringer Feuchtigkeitsmengen katalysieren, ohne dass unzulässige Nebenreaktionen eintreten. Auf diese wird die Blasenbildung verhindert.
'Beispiele für gbevorzugte Katalysatoren sind Phenylquecksilberoleat, fhenylquecksilberacetat, Quecksilberoctoat, -naphthenat oder -oleat, Bleioctoat, -oleat oder -naphthenat. Vorzugsweise werden die Katalysatoren in einer Menge von 0,01 bis 2 Gewichtsprozent, bezogen auf die Reaktionsmischung, verwendet.
Die katalytische Aktivität der vorgenannten Katalysatoren lässt sich noch steigern durch Verwendung kleiner Mengen basischer Verbindungen, wie Bleioxid oder Calciumoctoat, die für sich allein keine merkliche Katalyse der Isocvanat-Hvdrnxyl-Reaktion bewirken. Es können auch nichtmetallische Katalysatoren, wie tertiäre Amine, z.B. Triäthylendiamin, verwendet werden. In Gegenwart solcher Katalysatoren tritt nach demselben Reaktionsmechanismus gleichzeitig Kettenverlängerung u.
Vernetzung des ,niedrigviskosen, relativ niedermolekula- ren Reaktionsgemisches ein.
lEs hat sich gezeigt, dass sich gleichzeitig mit der erwünschten Härte, die durch eine entsprechende Vernetzungsdichte und durch eine entsprechende Konzentra- tion an Urethanbindungen in der ausgehärteten íBeschich- tungsmasse erreicht wird, auch die Korrosions- und Ver gilbungsbeständigkeit erzielen lässt, wenn in der Be schichtungsmasse Amine als Ursache von Harnstoffbindungen vermieden werden.
Die Beschichtungsmassen der Erfindung können verschiedene Füllstoffe, Pigmente, antischäumende Zusätze, wie oberflächenaktive Stoffe, oder Weichmacher. enthalten. Ein besonders bevorzugter Weichmacher ist Rohr zuckeracetatisobutyrat, der sowohl die Feuchtigkeitsempfindlichkeit des Reaktionsgemisches heralbsetzt als auch die Fliessfähigkeit der Mischung erhöht. Der vorgenannte Wassertest zur Feststellung der Hydrophilität der Polyolkomponente wird hierbei mit der Polyolkomponente durchgeführt, die bereits alle Polyol-löslichen Zusatzstoffe, z.'B. den Weichmacher, enthält.
IBei der Beschichtung von feuchten Untergründen wird in manchen Fällen vorzugsweise zuerst ein Primer oder ein Versieglungsmittel aufgebracht, um bei dem nachfolgenden Aufbringen der Beschichtungsmassen das Eindringen von Feuchtigkeit vom Untergrund her zu vermeiden. Hierzu eignet sich ziB. eine dünne Schicht eines in der USA2Patentschrift 3201136 beschriebenen elastomeren Polyurethanmaterials. fiAuf diese Schicht werden dann die erfindungsgemässen Beschichtungsmassen aufgebracht.
AttraktiveiFussbienbeläge lassen sich durch Verwendung von Pigmenten oder'Füllstoffen herstellen. Zum Beispiel kann Dman grobes ZiegelmehFI, SteinsDlitt- oder Plastlkschnitzel entweder den Eieschichtungsmassen einverleiben, oder auf bzw. in die Oberfläche der frischen Beschichtung auf- bzw. einbringen. Des weiteren lassen sich die Beläge z.B. durch Eidbetten von körnigem, fe stem Material in die Oberfläche rutschfest ausrüsten.
Die Beispiele erläutern die Erfindung. Teile- und Pro- zentangaben beziehen sich auf das Gewicht, falls nicht anders angegeben.
Beispiel 1
Nach folgender Rezeptur wird eine Polyolkomponente (A) durch Vermischen der Komponenten und einstündiges Rühren bei 100 bis 105 0C unter einem Druck von 8 bis 12 Torr zur Entfernung von Feuchtigkeit hergestellt: Komponente Teile Triol aTiP 740 (Addukt aus Trimethylolpropan und ?ropylenoxid, Molekulargewicht 732) 40,8 Polycin 99F)y (hydroxyliertes Rizinusöl, mitt lerer tHydroxylgruppengehalt 5,1 OH-Grup- pen pro Molekül,
Molekulargewicht 1040, OH-Zahl 290) 46,0 Pigmentpaste (40 Teile Triol TP 740 ,
60 Teile Titandioxid 10,7 Wach dem Abkühlen des Gemisches auf 400C werden 1 Teil eines oberflächenaktiven Silicon und 1,5 Teile einer 30%igen Lösung aus Phenylquecksilberoleat in Petroläther vom Kp. 150 bis 1900C, die 10,8% Quecksilber enthält, unter vermindertem Druck eingemischt Das so erhaltene Gemisch hat bei 25 C eine Viskosität von 650 cPs und eine Dichte von 1,08. Das nichtpigmentierte Polyolgemisch (ohne das Silicon) besitzt einen Trü,bungs- punkt von 1,6 Teilen Wasser pro 20 Teile iPolyol (8%).
Eine Polyisocyanatkomponente (B) wird durch Vermischen von 71,5 Teilen Toluylendiisocyanat (Gemisch aus 80% des 2,4- und 20% des 2,6-Isomeren) mit 11,5 Teilen Triol TP 440 (Addukt aus Trimethylolpropan und Propylenoxid, Molekulargewicht 426) hergestellt.
Die Vernetzungsdichte wird wie folgt berechnet: Hierbei wird die Temperatur durch Rühren und äusseres Kühlen unter 650C gehalten. Nach 30 Minuten werden nochmals 17,0 Teile Triol eTP 440 > > zugegeben. Die Mischung wird 1 Stunde unter 8 bis 12 Torr bei 60 bis 650C gehalten und dann auf 50 C abgekühlt. Das so erhaltene Gemisch besitzt bei 25 C eine Viskosität von 2600 aPs, eine Dichte von 1,20 und eine Isocyanatzahl von 163.
40,5 Teile der iPolyisocyanatkomponente l(B) werden mit 59,5 Teilen der Polyolkomponente (A) vermischt und auf einen hölzernen Fussbodenuntergrund unter Verwendung einer Schabkelle in einer Stärke von 3 mm aufgebracht. Die Beschichtungsmasse hat eine Viskosität von etwa 1200 cPs.Nach 6 Stunden ist der Belag so weit ausgehärtet, dass er begehbar ist. Nach 2wöchigem Aushärten unter gewöhnlichen Umweltbedingungen bei 250C und 30 bis 50% relativer Luftfeuchtigkeit besitzt der Belag die in Tabelle I zusammengestellten Eigenschaften.
TABELLE I Shore D-Härte bei 240C 72 bei 660C 28 Zugfestigkeit (kg/cm2) bei 240C, 5 cm/min. 337 Dehnung (%) bei 24 C, 5 cm/min. 15 Gelzeit (min.), 100 g Ansatz 7 Vernetzungen pro 10000 Atomgewichtsein- heiten (ber.) 15,3 Urethanbindungen pro 10 000 Atomgewichtsein heiten (ber.) 35,0 Funktio- Vernetzungs- Molekular
Komponente nalität stellen gewicht g Mol Vernetzungen TP 740 3,0 1,0 732 26,8 0,0366 0,0366 TP 440 3,0 1,0 426 11,5 0,0270 0,0270 Polycin 99 F 5,1 3,1 1040 27,4 0,0263 0,0815 Toluylendiisocyanate 2,0 0 175 29,0 0,1r660 0
94,7 0,1451 0,1451 ------- . 10000 = 15,3 Vernetzungsstellen pro 10000 Atomgewichtseinheiten.
94,7
Beispiel 2
Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch werden der Polyisocyanatkomponente nach dem Abkühlen auf 500C 35 Teile einer 90%igen Lösung aus Rohrzuckeracetaüsobu- tyrat in Toluol zugegeben. Dieses Gemisch wird dann unter 50 bis 75 Torr während 20 Minuten auf 400C abgekühlt. Das Gemisch ist leicht bernsteinfarben, besitzt bei 250C eine Viskosität von 1600 cPs, eine Dichte von 1,1'8 und eine Isocyanatzahl von 219.
Durch Vermischen von 47,9 Teilen dieser Polyiso- cyanatkomponente mit 52,1 Teilen der Polyolkomponente aus Beispiel 1 erhält man eine Beschichtungsmasse mit einer Viskosität von 800 cPs, die auf einen Untergrund aufgebracht wird. Nach etwa 6stündigem Aushärten ist die Oberfläche begehbar. Nach 2wöchigem Aushärten unter normalen Umweltbedingungen besitzt der Belag die in Tabelle II zusammengestellten Eigenschaften:
:
TABELLE II Shore D-Härte bei 240C 50 bei 66 C 23 Zugfestigkeit (kg/cm2) bei 240C, 5 cm/min 162 Dehnung ( ,tO) bei 240C, 5 cm/min 60 Gelzeit (min), 100 g ansatz 11 Vernetzungen pro '10 000 Atomgewichtsein heiten (ber.) 15,3 Urethanbindungen pro 10 000 Atomgewichtsein heiten (ber.) 35,0
Tabelle II zeigt, dass das Rohrzuckeracetatisobutyrat eine Weichmacherwirkung auf den Bodenbelag hat.
Gleichzeitig wird die Viskosität der Isocyanatkomponente und damit auch die der Beschichtungsmasse erniedrigt.
Beispiel 3
Gemäss Beispiel I werden folgende Komponenten hergestellt: Komponente A Teile Rizinusöl für folyurethanzwecke 27,0 Tetrol < < PeP 650 > > (Addukt aus Pentaerythrit und 'Propylenoxid, Molekulargewicht 600) 64,9 TiO2 6,6 Phenylquecksilberoleat 1,5 Komponente B Teile Toluylendiisocyanat 59,9 Tripropylenglykol 4,8 Polyoxypropylen'diol, Molekulargewicht 400 25,2 Rizinusöl für 'Polyurethanzwecke 10,1
Die Komponente A besitzt bei 25' > C eine Viskosität von 920 oP und einen Trübungspunkt von 1 Teil Wasser pro 20 Teile Komponente A.
Die Komponente B besitzt eine Viskosität von 3200 aPs. Das erhaltene Gemisch aus 47,5 Teilen der Komponente A und 52,5 Teilen der Komponente B besitzt unmittelbar nach dem Zusammenmischen eine Viskosität von etwa 1800 cPs.
Eine mit dieser Beschichtungsmasse hergestellte 3 mm starke Schicht besitzt nach dem Aushärten die in Tabelle III zusammengestellten Eigenschaften.
TABELLE III Shore D-Härte bei 24OC 76 bei 66 C 25 Zugfestigkeit (kg/cm2) bei 24 C, 5 cm/min 387 Dehnung (%) bei 24 C, 5 cm/min 10 Geheizt (min), 100 g Ansatz 14 Vernetzungen pro 10000 Atomgewichtsein heiten (ber.) 12 Urethänbindungen pro 10 000 Atomgewichtsein heiten (ber.) 37
PATENTANSPRUCH I
Im wesentlichen wasserfreie, weniger als 5 Gewichts prozent flüchtige organische Lösungsmittel enthaltende flüssige Beschichtungsmasse auf der Basis einer Polyisocyanatkomponente, einer ìPolyolkomponente und eines Härtungskatalysators, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyolkomponente ein Hydroxyläqu ivalentgewicht von 130 bis 400 besitzt,
mindestens 10 Gewichtsprozent eines Polyalkylenätherpolyols,und mindestens 5 Gewichtspro- zent eines Polyhydroxypolyesters einer Fettsäure enthält und bei 250C bei der Zugabe von weniger als 15 Gewichtsprozent Wasser, bezogen auf die Polyolkompo nente, eine deutliche Trübungszunahme erfährt.
UNTERANSPRÜCHE
1. Beschichtungsmasse nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass sie 0,9 bis 1,3 Isocyanatäquivalente pro Äquivalent an aktiven Wasserstoffatomen enthalten, eine Viskosität von 100 bis 5000 cPs ,besitzen und die reaktiven Komponenten im Mittel mindestens 2,1 reaktive Gruppen pro Molekül enthalten.
2. Beschichtungsmasse nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der ,Polyhydroxypolyester der Fettsäure Rizinusöl oder ein Polyhydroxyrizinusöl ist.
PATENTANSPRUCH II
Verwendung der Beschichtungsmasse nach Patentanspruch I zur Herstellung von Oberflächenbelägen.
**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.
The invention relates to new coating compositions based on an I-polyisocyanate component, a polyol component and a curing catalyst which are suitable for the production of surface coverings, in particular floor coverings.
Polyurethanes based on polyethers, which are produced from solvent-free reaction mixtures using a catalyst, are known.
Polyurethanes based on polyethers are in many cases superior to polyurethanes based on polyesters, but do not have the great hardness that is desired in many floor coverings. Attempts to increase the hardness of polyether-based polyurethanes by incorporating polyalkylene ether polyols with a relatively low molecular weight and an Ilydroxyläquivalent weight of
Raising 130 to 400 leads to undesirable bubble formation and even foaming if the reaction mixture is at a relatively high humidity at room temperature (e.g. at 40 to 90kr, relative humidity and the like).
25 to 350C) is hardened. This is due to the hygroscopic properties of the low molecular weight polyalkylene ether polyols, which absorb a considerable amount of moisture from the air or from the ground. The isocyanate component then reacts with the moisture to form urea bonds instead of urethane bonds, and the resulting carbon dioxide leads to the formation of bubbles on the surface of the hardened floor covering. This cannot be avoided even with the greatest care in the choice of moisture-sensitive catalysts and anhydrous reaction components.
The object of the invention was therefore to overcome the aforementioned disadvantages and to develop polyurethane coating compositions which can be cured to bubble-free surface coverings, especially floor coverings, with especially good hardness, even at relatively high humidity at room temperature. This task is solved by the invention.
The invention thus relates to essentially anhydrous, less than 5 percent by weight of volatile organic solvents, liquid coating compositions based on a polyisocyanate component, a polyol component and a curing catalyst, which are characterized in that the polyol component has a hydroxyl equivalent weight of 130 to 400, at least 10 Contains percent by weight of a polyalkylene ether polyol and at least 5 percent by weight of a polyhydroxypolyester of an I fatty acid and, at 250 ° C., when less than 15 percent by weight of water is added, based on the polyol component, experiences a significant increase in cloudiness.
The coating compositions according to the invention can be converted into hard, tough, stiff, resilient, non-cellular or non-porous surface coverings with a Shore D hardness at room temperature of 0 to 70 ° C. within 48 hours at temperatures from 0 to 70 ° C. even at a relative humidity of over 40 ° C. Cure around 30 to 90, high cut and scratch resistance, as well as other properties that are advantageous for floor coverings.
The surface or floor coverings produced with the coating compositions of the invention are hard and relatively stiff, but elastic enough to be able to absorb expansion, contraction or displacement of the substrate without cracks. The surface coverings have a good gloss, are abrasion-resistant and dirt-repellent. They are chemical and corrosion resistant and insensitive to temperature changes. The I-coating compounds according to the invention form a firm bond with a large number of substrates, such as wood, concrete or old floor panels, when they cure.
Due to the firm adhesion in connection with the elasticity, there are far less cracks or detachments from the substrate than e.g. with the more brittle epoxy coverings.
Due to the abrasion resistance in connection with the water resistance, the surface coverings produced with the coating compositions according to the invention are suitable for indoor and outdoor use even in the northern climatic zone. The application extends not only to residential construction and commercial buildings but also e.g. also on sun terraces, inner courtyards or plinths. The coating compounds are insensitive to moisture. For easy processing with a spatula or spray, the coating compounds are adjusted to viscosities of 100 to 5000 cPs. The surface coverings can be produced from the coating compounds with a single application in the desired thickness, generally about 0.5 to 6 mm.
The coating compositions according to the invention can also be used as casting resins for the production of hard, elastic molded parts, such as tubes, steering wheels or motor vehicle glasses.
The polyol component in the coating compositions according to the invention has a hydroxyl equivalent weight of 130 to 400 (that is, one OH group per 130 to 400 atomic weight units of the polyol). The polyol component preferably has an average molecular weight of about 250 to 3000. The polyol component contains at least 10 percent by weight of a polyalkylene ether polyol. Examples of polyalkylene ether polyols are adducts of propylene oxide or
Butylene oxide and low molecular weight polyols such as pentaerythritol, glycerin, sorbitol, cane sugar, methyl glycoside, propylene glycol, tri-, tetra-, penta- or hexamethylene glycol, 1,3 ^ butylene glycol, 2-ethylhexanediol-1,3, 2,2,4 -Trimethyl-pentanediol-1,3, trimethylolpropane, 1,2,6-hexanetriol or phenyldiisopropanolamine.
The adducts of methylolpropane and propylene oxide or butylene oxide are preferred.
Examples of polyhydroxypolyesters of fatty acids are e.g. Castor oil, such as castor oil for polyurethane purposes, or castor oil derivatives, such as polyhydroxy castor oil, which has an average of more than 4 hydroxyl groups per molecule, e.g. folycin S? F.
The polyhydroxy polyester, e.g. by the preferred used 'castor oil or polyhydroxyrizinus oil, which is contained in at least an amount of 5 percent by weight in the Ipolyol component, the moisture-attracting property (hydrophilicity) of the poly alkylene ether polyol is substantially reduced. This results in a lower moisture sensitivity of the polyurethane coating compound. In addition, the polyol component can also contain a proportion of the aforementioned low molecular weight polyols.
These mixtures must contain at least 10 percent by weight, preferably at least 25 percent by weight, of the polyalkylene ether polyol in order to ensure the good properties of the cured coating compositions, in particular the physical properties at low temperatures.
Surprisingly, it has been shown that as little as 5 percent by weight of the polyhydroxy polyester of the fatty acid is sufficient to lower the hydrophilicity of the polyalkylene ether polyols to such an extent that they can be used as the main constituent of the polyol component.
The polyol component is preferably a low viscosity liquid. Solutions of solid polyols in liquid polyols can also be used if the viscosity of the coating composition is sufficiently low after the polyisocyanate component has been added.
The relatively low hydrophilicity of the polyol component containing the polyhydroxypolyester of an I fatty acid is evident from a low cloud point. When determining the cloud point, water is gradually added to the polyol component until it no longer dissolves in the polyol component, which can be seen in a certain increase in the cloudiness of the mixture. This increase in cloudiness is generally clear in the case of Easily identify (clear, usually colorless or amber) polyol components that then become cloudy or translucent.
In the case of polyol components that are not optically clear from the start, suitable measuring devices are used which are known to the person skilled in the art and which show a change in the transparency and light scattering of the liquid when a separate aqueous phase occurs in the form of insoluble droplets in of the liquid. The triMbungspunkt thus provides a good measure of the amount of water that is absorbed by the polyol component when it is exposed to atmospheric moisture or applied to a substrate with a residual moisture content.
For the functionality of the coating compositions according to the invention, it has been found to be an essential feature that the mixture of polyol components and all other constituents of the coating compositions, with the exception of the polyisocyanate component and pre-adducts with terminal isocyanate groups, has a cloud point of 250C with an addition of less than 3 Parts by weight of water to 20 parts by weight of the polyol component must be achieved.
Polyol components which meet this condition have a sufficiently low hydrophilicity to enable bubble-free curing of the coating compositions according to the invention. By determining the cloud point, the appropriate mixing ratio of low molecular weight polyalkylene ether polyol to castor oil or polyhydroxy castor oil, which is necessary to achieve bubble-free curing, can be determined. Polyols that do not meet the R conditions of the turbidity test can also be used if the mixture with another polyol meets the turbidity test.
The polyisocyanate component in the coating compositions according to the invention preferably has an average molecular weight of 1,110 to 3,000 and consists in particular of an aromatic, aliphatic, cycloaliphatic or heterocyclic polyisocyanate, or mixtures of the aforementioned polyisocyanates. Aromatic: polyisocyanates such as tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate or xylylene diisocyanate are preferred. Tolylene diisocyanate, in particular mixtures of the 2,4- and 2,6-isomers, is particularly preferred, since this mixture reacts quickly with the preferred polyols to give products with the desired properties and is commercially available at low cost.
Other suitable diisocyanates are, for example. m- or p-phenylene diisocyanate, 1,5-naphthylene diisocyanate, 4,4'-methylene-bis-1 (cyclohexyl isocyanate), hexamethylene diisocyanate, 3,3, - -dimethyl-4,4'-phenylene diisocyanate or diisocyanates of dimeric acids (36 rC- Atoms, molecular weight 600).
Further examples of suitable polyisocyanates are liquid polyisocyanate compounds which are produced by phosgeny of the polyamines formed during the condensation of formaldehyde with aromatic amines. Examples of polyisocyanates which are prepared in this way are polymethylene polyphenyl isocyanates.
The polyisocyanate component can also contain part of the polyalkylene ether polyol in the form of an isocyanate pre-adduct. In this way, the mixing ratio of polyisocyanate component to polyol component can be changed in such a way that the same or almost the same amounts of the two components are mixed together. In this way, better mixing is guaranteed. The pre-adduct can already be manufactured in the factory under carefully controlled conditions.
Since the hydroxyl groups of the polyalkylene ether polyol are blocked with isocyanate groups in the pre-adduct, it is not absolutely necessary for the part of the polyol component contained in the pre-adduct to meet the aforementioned water test. E.g. an extraordinarily hydrophilic polypropylene ether triol with a molecular weight of 400 can be added in small amounts to the polyisocyanate component of the coating composition. This produces a pre-adduct with terminal isocyanate groups which does not impart any hydrophilicity to the coating composition. The amount of polyol component that is reacted with the 1-polyisocyanate component to form a pre-adduct must not, however, be too high, since otherwise the viscosity of the coating compound will be too high.
The cured I-coating compounds preferably have a ShorewD hardness at room temperature of 30 to 90. The preferred coating compounds retain their hardness I at elevated temperatures, e.g.
at 660C, as well as their elastic properties at low temperatures. In order to achieve these properties, the cured coating compounds must be highly crosslinked, although the properties are also determined to a certain extent by the concentration, the urethane bonds and aromatic rings or cyclic structures. For this purpose, the coating compound contains on average at least 2.1 reactive groups per molecule of the reactive I components.
In contrast to the conventional polyurethane coating compositions which use a large excess of isocyanate, the ratio of INCO groups to OH groups in the coating compositions according to the invention is preferably 0.9: 1 to 1.3: 1, in particular 1: 1 However, the aforementioned conditions are possible in certain cases.
The purpose of the low NCO / OH ratio is to rule out reactions between isocyanate groups and water as far as possible.
The coating compositions according to the invention contain less than 5% volatile organic solvents and preferably have a viscosity of 100 to 5000 cPs.
It has been shown that polyols which give the coating compositions both the necessary crosslinking density and the necessary hydrophilicity properties generally have a ratio of carbon atoms to oxygen atoms of at least 3, preferably greater than 4. Individual components of the polyol component can have a ratio of less than 3, but the sum of the components of the polyol component must not fall below the ratio of 3.
The coating compositions according to the invention must crosslink during curing to such an extent that a calculated crosslinking density of 3 to 25 crosslinks, preferably 10 to 20 crosslinks, per 10,000 atomic weight units is ensured (this corresponds to 3 to 25 Garmm equivalent crosslinks per 10,000 g of polymer ). 'When calculating the crosslinking density, fillers, plasticizers and other additives are not taken into account. In addition, it is assumed that the polyurethane-forming reaction proceeds to completion, i.e., 10% conversion occurs. This assumption appears to be justified, since both the hardness and other properties increase in direct proportion to the concentration of the crosslinking groups in the reaction mixture.
It has been shown that cured coating compounds with a calculated crosslink density of less than 3 crosslinking points per 10,000 atomic weight units are too thermoplastic for floor coverings, while such coverings with a crosslink density of more than 25 are too brittle and easily flake off.
The crosslinking is caused by those compounds whose functionality is greater than 2, i.e. by polyisocyanates with more than 2 isocyanate groups per molecule and / or by hydroxyl group-containing compounds with more than 2 hydroxyl groups per molecule. A functionality of 2 of the compounds results in the formation of linear polymers or a chain extension, while the number of functional groups over 2 provides the reactive centers for the crosslinking or for the linkage of two opposite polymer chains. In the curing of the coating compositions according to the invention, chain extension and crosslinking take place takes place simultaneously according to the same reaction mechanism.
In general, the crosslinking number is preferably calculated based on 10,000 g of polymer. The crosslinking density caused by the polyol component is given by the product of the number of moles of polyol per 10,000 g of polyol component plus polyisocyanate component and the number of hydroxyl groups contained in the polyol molecules minus 2. In a similar way, the product of the number of moles of polyisocyanate per 10,000 g of polyol component plus polyisocyanate compo- nent and the number of isocyanate groups contained in the polyisocyanate molecules minus 2 the crosslinking density given by the polyisocyanate component.
The sum of the networking figures calculated from all reactive e-components represents the total number of networking points. These calculations are detailed in Example 1. In order to ensure the minimum required crosslinking density, the coating compositions according to the invention preferably have an average of at least 2.1 reactive groups per molecule.
The coating compositions according to the invention contain less than 5 percent by weight of volatile organic solvents, which serve as carrier material for the addition of crosslinking catalysts or other additives.
The crosslinking catalysts used for curing the coating compounds at room temperature are preferably polyol-soluble organic compounds of certain polyvalent metals such as tin, lead or mercury. In practice, organic mercury compounds are used alone or in combination with organic lead salts, as these catalyze the reaction of the polyol with the polyisocyanate, even in the presence of small amounts of moisture, without undesirable side reactions occurring. This prevents the formation of bubbles.
Examples of preferred catalysts are phenyl mercury oleate, phenyl mercury acetate, mercury octoate, naphthenate or oleate, lead octoate, oleate or naphthenate. The catalysts are preferably used in an amount of 0.01 to 2 percent by weight, based on the reaction mixture.
The catalytic activity of the aforementioned catalysts can be increased even further by using small amounts of basic compounds, such as lead oxide or calcium octoate, which by themselves do not cause any noticeable catalysis of the isocyanate-hydroxyl reaction. Non-metallic catalysts such as tertiary amines, e.g. Triethylenediamine, can be used. In the presence of such catalysts, the same reaction mechanism occurs at the same time chain extension u.
Crosslinking of the low-viscosity, relatively low-molecular-weight reaction mixture.
It has been shown that at the same time as the desired hardness, which is achieved through a corresponding crosslinking density and a corresponding concentration of urethane bonds in the cured coating compound, resistance to corrosion and yellowing can also be achieved if in the Be layering compound amines as the cause of urea bonds are avoided.
The coating compositions of the invention can contain various fillers, pigments, anti-foaming additives such as surfactants, or plasticizers. contain. A particularly preferred plasticizer is cane sugar acetate isobutyrate, which both reduces the moisture sensitivity of the reaction mixture and increases the flowability of the mixture. The aforementioned water test to determine the hydrophilicity of the polyol component is carried out with the polyol component that already contains all polyol-soluble additives, e.g. the plasticizer.
When coating damp substrates, in some cases a primer or a sealing agent is preferably applied first in order to prevent moisture from penetrating from the substrate during the subsequent application of the coating compounds. For this, ziB is suitable. a thin layer of an elastomeric polyurethane material described in U.S. Patent 3201136. The coating compositions according to the invention are then applied to this layer.
Attractive footballs can be made using pigments or fillers. For example, coarse bricks, stone chips or plastic chips can either be incorporated into the egg layering compound or applied to or into the surface of the fresh layer. Furthermore, the coverings can e.g. make it slip-resistant by embedding granular, solid material in the surface.
The examples illustrate the invention. Parts and percentages relate to weight, unless stated otherwise.
example 1
According to the following recipe, a polyol component (A) is produced by mixing the components and stirring for one hour at 100 to 105 ° C. under a pressure of 8 to 12 Torr to remove moisture: Component parts Triol aTiP 740 (adduct of trimethylolpropane and propylene oxide, molecular weight 732 ) 40.8 Polycin 99F) y (hydroxylated castor oil, average hydroxyl group content 5.1 OH groups per molecule,
Molecular weight 1040, OH number 290) 46.0 pigment paste (40 parts Triol TP 740,
60 parts of titanium dioxide 10.7 After the mixture has cooled to 40 ° C., 1 part of a surface-active silicone and 1.5 parts of a 30% solution of phenyl mercury oleate in petroleum ether with a boiling point of 150 to 1900 ° C., which contains 10.8% mercury, are reduced under reduced pressure Pressure mixed in. The mixture obtained in this way has a viscosity of 650 cPs and a density of 1.08 at 25 C. The non-pigmented polyol mixture (without the silicone) has a cloud point of 1.6 parts of water per 20 parts of iPolyol (8%).
A polyisocyanate component (B) is made by mixing 71.5 parts of tolylene diisocyanate (mixture of 80% of the 2.4 and 20% of the 2,6 isomers) with 11.5 parts of Triol TP 440 (adduct of trimethylolpropane and propylene oxide, molecular weight 426).
The crosslinking density is calculated as follows: The temperature is kept below 650C by stirring and external cooling. After 30 minutes, a further 17.0 parts of Triol eTP 440 >> are added. The mixture is held under 8 to 12 torr at 60 to 650C for 1 hour and then cooled to 50C. The mixture obtained in this way has a viscosity of 2600 aPs at 25 ° C., a density of 1.20 and an isocyanate number of 163.
40.5 parts of the polyisocyanate component I (B) are mixed with 59.5 parts of the polyol component (A) and applied to a wooden floor substrate with a thickness of 3 mm using a scraper trowel. The coating compound has a viscosity of around 1200 cPs. After 6 hours the covering has hardened to the point where it can be walked on. After curing for 2 weeks under normal environmental conditions at 250C and 30 to 50% relative humidity, the covering has the properties listed in Table I.
TABLE I Shore D hardness at 240C 72 at 660C 28 Tensile strength (kg / cm2) at 240C, 5 cm / min. 337 elongation (%) at 24 C, 5 cm / min. 15 gel time (min.), 100 g batch 7 crosslinks per 10,000 atomic weight units (calc.) 15.3 urethane bonds per 10,000 atomic weight units (calc.) 35.0 functional crosslinking molecular
Component nality make weight g mole cross-links TP 740 3.0 1.0 732 26.8 0.0366 0.0366 TP 440 3.0 1.0 426 11.5 0.0270 0.0270 polycin 99 F 5.1 3 , 1 1040 27.4 0.0263 0.0815 toluene diisocyanate 2.0 0 175 29.0 0.1r660 0
94.7 0.1451 0.1451 -------. 10,000 = 15.3 crosslinking points per 10,000 atomic weight units.
94.7
Example 2
Example 1 is repeated, but after cooling to 50 ° C., 35 parts of a 90% strength solution of cane sugar acetabutyrate in toluene are added to the polyisocyanate component. This mixture is then cooled to 40 ° C. under 50 to 75 torr for 20 minutes. The mixture is slightly amber, has a viscosity of 1600 cPs at 250C, a density of 1.1'8 and an isocyanate number of 219.
Mixing 47.9 parts of this polyisocyanate component with 52.1 parts of the polyol component from Example 1 gives a coating composition with a viscosity of 800 cPs which is applied to a substrate. After about 6 hours of hardening, the surface can be walked on. After curing for 2 weeks under normal environmental conditions, the flooring has the properties listed in Table II:
:
TABLE II Shore D hardness at 240C 50 at 66C 23 tensile strength (kg / cm2) at 240C, 5 cm / min 162 elongation (, tO) at 240C, 5 cm / min 60 gel time (min), 100 g batch 11 crosslinks per 10,000 atomic weight units (calculated) 15.3 urethane bonds per 10,000 atomic weight units (calculated) 35.0
Table II shows that the cane sugar acetate isobutyrate has a plasticizing effect on the flooring.
At the same time, the viscosity of the isocyanate component and thus that of the coating compound are reduced.
Example 3
The following components are prepared according to Example I: Component A parts of castor oil for polyurethane purposes 27.0 Tetrol <<PeP 650>> (adduct of pentaerythritol and propylene oxide, molecular weight 600) 64.9 TiO2 6.6 phenylmercuric oleate 1.5 component B parts of tolylene diisocyanate 59.9 tripropylene glycol 4.8 polyoxypropylene diol, molecular weight 400 25.2 castor oil for polyurethane purposes 10.1
At 25 ° C., component A has a viscosity of 920 oP and a cloud point of 1 part of water per 20 parts of component A.
Component B has a viscosity of 3200 aPs. The resulting mixture of 47.5 parts of component A and 52.5 parts of component B has a viscosity of about 1800 cPs immediately after mixing.
A 3 mm thick layer produced with this coating compound has the properties listed in Table III after curing.
TABLE III Shore D hardness at 24OC 76 at 66 C 25 tensile strength (kg / cm2) at 24 C, 5 cm / min 387 elongation (%) at 24 C, 5 cm / min 10 heated (min), 100 g batch 14 Crosslinks per 10,000 atomic weight units (calc.) 12 urethane bonds per 10,000 atomic weight units (calc.) 37
PATENT CLAIM I
Essentially anhydrous liquid coating composition containing less than 5 percent by weight of volatile organic solvents and based on a polyisocyanate component, a polyol component and a curing catalyst, characterized in that the polyol component has a hydroxyl equivalent weight of 130 to 400,
contains at least 10 percent by weight of a polyalkylene ether polyol, and at least 5 percent by weight of a polyhydroxypolyester of a fatty acid and experiences a significant increase in cloudiness at 250C when less than 15 percent by weight of water is added, based on the polyol component.
SUBCLAIMS
1. Coating composition according to claim I, characterized in that it contains 0.9 to 1.3 isocyanate equivalents per equivalent of active hydrogen atoms, a viscosity of 100 to 5000 cPs, and the reactive components have an average of at least 2.1 reactive groups per molecule contain.
2. Coating compound according to claim I, characterized in that the polyhydroxy polyester of the fatty acid is castor oil or a polyhydroxy castor oil.
PATENT CLAIM II
Use of the coating compound according to claim I for the production of surface coverings.
** WARNING ** End of DESC field could overlap beginning of CLMS **.