包含凝膠狀厚底層和聚氨酯漆面層的多層塗料體系及其生產和應用的製作方法

2023-04-24 23:03:16 2

專利名稱：包含凝膠狀厚底層和聚氨酯漆面層的多層塗料體系及其生產和應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種包含凝膠狀厚底層和聚氨酯漆面層的多層塗料體系及其生產和應用。
在汽車工業領域，目前儀錶盤的標準做法是，-採用不塗布的塑料(省錢的解決辦法，但視覺和觸覺性能差，耐環境影響能力差)，-藉助粘合劑的結合力施加由聚氨酯泡沫塑料和薄膜、紡織材料或皮革組成的複合結構作為裝飾層(觸覺性能好，但由於生產過程複雜而成本高)，-隨後給所採用的塑料噴漆，例如，採用雙罐裝的以聚氨酯為基礎的50μm厚柔軟手感的薄漆層(觸覺性能中等、耐受性能好，價格中等)。
這也適用於其他直接接觸人體皮膚的其他塑料應用領域。該柔軟手感薄漆層的柔軟效果只能在某種有限範圍內提高(例如，將層厚增加到100μm)，然而漆膜的耐受性能和視覺性能一般將變差。
載體/泡沫體/薄膜組成的複合結構也具有許多缺點-生產成本高，所以此種體系昂貴。
-耐光性常常不足。
-增塑劑在薄膜中的使用明顯加重了混濁。
無水凝膠組合物，例如描述在EP-A 0 057 838和EP-A 0 057839中，在此期間已在市場上到處供應並按照這些出版物中所描述的方法製造和使用著。這些申請涉及無水凝膠組合物，即，由聚氨酯基質和高分子量多元醇分散劑組成的任選包含活性物質、具有長效作用的凝膠組合物，還涉及該凝膠組合物的生產方法，任選地在活性物質存在下進行。生物殺傷劑、藥物、精油、香料、著色劑、清潔劑、抗老化劑、潤滑劑和抗靜電劑以及其他材料可作為活性物質使用。該凝膠組合物可作為澆鑄或傾倒組合物使用，或者作為具有所述活性物質的長效作用的含活性物質模塑件使用。此類凝膠當然可以原封地使用，並覆蓋以，例如薄膜或紡織材料以便能夠作為塊狀凝膠使用。
水基凝膠已在許多技術領域應用許多年了(例如參見R.L.Whistler，《工業樹膠》Industrial Gums，學術出版社，紐約，1973和DE-A 2 347 299)。凝膠的一項特別有趣的性質是它們具有高澆鑄精度。主要特點被利用來複製模塑件。在此種情況下，用形成凝膠組合物重鑄要澆鑄的物體。形成凝膠之後取出模塑件。於是獲得一種凝膠模具，其空腔對應於模塑件所佔體積。瓊脂凝膠被用作複製用組合物，例如在牙科領域。然而此類組合物具有許多缺點a)膠凝過程需要很長時間且必須在特定工藝條件下進行，b)凝膠的彈性不夠高，不能滿足薄橫檔和浮雕(Hinterschnitten)的脫模，c)尺寸穩定性不令人滿意，以及d)若凝膠模具放在敞露的空氣中，其尺寸哪怕是經過非常短的時間也將發生改變，此乃水的蒸發所致。
無水澆鑄組合物也是已知的，例如，基於矽氧烷的。它們是通過預聚物與少量交聯劑的混合生產的。要澆鑄的模型與此種反應混合物倒在一起，並在混合物硬化後取出。於是獲得一種模具，它具有的空腔可隨後用來生產該模型的模塑件。然而，無水澆鑄組合物具有以下缺點a)粘度過高，不適合澆鑄表面具有非常細的凹陷和浮雕的模型，以及b)反應時間太長雖然可通過增加交聯劑比例來縮短反應時間，但結果模具的收縮將過大。
含具有長效作用活性物質的凝膠組合物，其中活性物質在數周～數月的時間內釋放到周圍介質中，這是，例如，US-A 3 822 238和3,975,350中已知的。再有，從DE-A 25 21 265已知，含水和/或含醇聚氨酯-聚脲凝膠可在香料的存在下生產。在這裡描述了基於含水凝膠的載體材料，其可包含種類紛繁的活性劑，例如，藥物、生物殺傷劑或香料。但此種水基凝膠的缺點在於，許多添加劑，例如生物殺傷劑，可能由於水的存在而分解得比較快，因此這些凝膠的有效時間，即長效作用，被大大縮短。此外，已知，可將活性物質加入到實體和/或發泡的高分子量聚氨酯中(CH-A 289 915)。
然而，此種高分子量聚氨酯的缺點在於，相當大比例所加入的液體活性劑依然呆在聚氨酯內，原因是到處都是高分子量結構和/或剛性材料的比例太高，因而失去長效作用。固體活性劑只能夠在有限程度上使用；非揮發性固體物質不能遷移出來，而高度揮發的固體物質則僅在非常短時間內擴散出來，並且量非常少。
EP-A 0 057 838和EP-A 57 839描述一種具有高澆鑄精度同時克服了上述種種缺點的以多元醇為基礎的凝膠。此類凝膠是通過一種或多種較高官能度、較高分子量多元醇在催化劑以及任選填料存在下與能夠獲得約15～60的異氰酸酯指數的量的有機二異氰酸酯和/或多異氰酸酯起反應製取的。術語「異氰酸酯指數」指的是當量比(NCO/OH)×100。據發現，由共價交聯的聚氨酯基質與一種或多種牢固地結合在其中(即，沒有幹擾性滲出危險)的多元醇合成的本發明彈性體凝膠，只有在以下條件下才能獲得即，彼此反應的異氰酸酯和/或多元醇組分具有某一最低官能度，並且該一種或多種多元醇基本上不含羥基值大於112或者分子量低於800，優選低於1000的部分。
當時還發現，具有改善的長效作用、活性物質均一釋放、高活性物質濃度和良好活性物質添加劑穩定性以及良好活性物質遷移能力的凝膠組合物在如下的條件下能獲得將活性物質作為添加劑在聚氨酯生成反應期間溶解或分散在高分子量多元醇中，然後將二異氰酸酯和/或多異氰酸酯以及催化劑和任選的常規添加劑混入其中。
此類凝膠組合物的優點在於，高比例的高分子量多元醇存在於僅部分地交聯的聚氨酯基質中，這就使得活性物質得以並在調節下遷移並釋放到外部。
然而，缺點是此類凝膠的表面過於似橡膠樣，因此容易變髒且不具有良好手感(太粘著)，因而具有不令人滿意的觸覺性能。於是，薄膜或紡織材料作為保護層被施加上去。之所以需要薄膜還出於操作該凝膠本身的要求。這首先成本高昂，再者只允許在有限領域內使用，或者說在各種該薄膜起幹擾作用的領域此種凝膠根本不能用(例如，汽車內部的中央儀錶盤)。
在此種情況下具有彈性網狀結構的漆層可能是一種選擇。已知例如在注塑生產的塑料基材上，可按噴塗方法塗布雙罐裝、傳統(含溶劑或水性)清漆或面漆。照此，表面保護作用依靠10～100μm的薄塗層便可達到。塗層的彈性與基材相匹配，一般在＜100％的範圍。就此而論，必須明確區分通常規定垂直可變形性的彎曲彈性與規定水平可變形性的斷裂伸長。在斷裂伸長的情況下，還應當給出變形後的回彈行為，它表明發生的是塑性還是彈性變形。塑料漆或者更硬的金屬漆通常不表現出此種行為。
不同於金屬零件的噴漆，用於塗布塑料基材應使用柔性漆，因為例如硬漆將導致整個結構(塑料+漆層)變脆。這將導致，例如，在低溫，結構零件在發生機械接觸的過程中由於裂紋蔓延而碎裂。因而彈性塑料漆通常應具有約5～100％的斷裂伸長，並能夠經受低至-20℃的彎曲試驗(噴漆的Bayflex基材的彎曲)，而不形成裂紋。但是，回彈行為在大多數情況下為中等，因為漆層已形成一種牢固的聚合物網絡。還有，熱塑性材料通常具有例如＜5％的回彈行為。然而，諸如固體凝膠之類的彈性基材即便在相當高的斷裂伸長值的情況下(某些情況＞1000％)仍表現出回復到原來狀態的完好無損的回彈行為。
為保護如上所述的凝膠表面，例如，抗汙、抗劃傷、光照的影響和耐大氣老化以及耐溶劑，噴漆是適宜的。然而，典型的彈性塑料漆是不夠的，尤其在例如以下兩個方面-對能復位(即便在大氣老化之後)的此類彈性基材的附著力不令人滿意；-彈性基材的伸長和回彈行為受到彈性漆層彈性不足的負面影響(例如，整個凝膠可能龜裂或者漆層可能剝落)。
考慮到在許多領域對凝膠還有另外的要求，該表面應具有觸覺性能(自行車座、座椅緩衝墊等)，與此同時還必須耐溶劑、化學品(酸、鹼、洗滌劑)以及耐大氣老化。這些要求無法用傳統塗料滿足。所以，EP-A 057 839中描述的ImpranilC的解決方案作為塗層不令人滿意，因為它不具有足夠耐溶劑能力。
綜上所述，本發明的目的是提供一種克服了上述缺點，並且提供操作和觸覺性能(表面握持行為)等方面優點的塗料體系。
現已驚奇地發現，由高分子量凝膠狀聚氨酯生成的底層與聚氨酯漆面層組成的組合結構可獲得一種整體塗層，其具有以下希望性能-由凝膠狀底層貢獻的高的水平觸覺性能，-由聚氨酯漆面層貢獻的高的垂直觸覺性能，-面層提供的良好耐環境影響能力，-在這兩層受到壓力和/或拉伸應力之後，高的可拉伸性和與此同時，高回彈行為。
本發明涉及一種多層塗層，包含a)高分子量、凝膠狀聚氨酯底層，b)由聚氨酯漆組成的面層該多層塗層可施加到任何基材上，並可用於所有需要生產具有如下特徵的表面的工業應用領域，-突出的柔軟效果-以及高的耐環境影響能力-和/或生產和加工簡單-以及高的可拉伸性和回彈能力(以便能理想地適應所有基材的機械性能)並且克服了上述種種缺點，還涉及其生產和應用。
還令人驚奇地發現，EP-A 0 057 838和0 057 839中描述的凝膠的優點不受此種複合結構的影響，反而有所改善。因此，由凝膠狀聚氨酯+面層組成的複合結構還表現出已知凝膠(EP-A 005739和EP-A 005 738)的全部優點。
除此之外，還具有許多額外的優點-該凝膠不必再塗膜或包覆紡織材料，而是隨後或者優選直接在模具中塗漆，並隨後可與該厚層凝膠組合物一起施塗到其它基材上。
-這使得結構零件的生產能夠一步完成。
-表面性質明顯改善(觸覺性能、耐受性、不落灰)。因此，操作也明顯改善。
-可達到光學效果(特定單色調、金屬色或高光澤)。這是此前的組合無法做到的。
-全新的用途也是可能的凝膠狀聚氨酯底漆藉助刮刀塗布、噴塗、傾倒被施塗到任何適當基材上，隨後經聚氨酯噴漆密封其表面。
-於是，幾乎同樣新穎的還有由聚氨酯漆/凝膠狀底漆/聚氨酯漆組成的夾層組合。這使得能夠生產一種兩面具有表面改良的薄膜。另外的複合結構也是可能的(例如，聚氨酯面層/聚氨酯底漆/載體材料/聚氨酯底漆/聚氨酯面層)。
因此，本發明涉及a)與EP-A 0 057 838可比的0.01～100mm層厚的凝膠狀底層與b)0.005～2mm層厚無溶劑、含溶劑或水性高彈性聚氨酯塗層的聚氨酯保護層二者組合的生產和成形。本發明塗層表現出高拉伸和回彈行為。
因此，本發明提供由下列組成的塗料體系I)任選地包含活性物質的無水凝膠狀高分子量聚氨酯組合物，包含(1)15～62重量％，優選20～57重量％，尤其優選25～47重量％，以(1)與(2)之和為基準的一種高分子量基質，以及(2)85～38重量％，優選80～43重量％，尤其優選75～53重量％，以(1)與(2)之和為基準的一種藉助次價鍵牢固地鍵合在基質上的液體分散劑，以及任選，(3)0.1～100重量％，以(1)與(2)之和為基準的填料和/或添加劑，以及任選的用於聚氨酯生成反應的催化劑，其中a)高分子量基質是共價交聯的聚氨酯，並且b)由一種或多種分子量為1000～12000，優選1700～6000，羥基數為20～112，優選28～84，尤其優選30～56的多羥基化合物組成的液體分散劑，其中該分散劑基本不包含分子量低於800的羥基化合物，優選不包含分子量低於1000的羥基化合物，並且c)任選0.1～50重量％，優選0.5～35重量％，尤其優選0.75～25重量％的活性物質作為添加劑被包含在該含活性物質的凝膠組合物中，
以及II)基於下列的含溶劑、無溶劑和/或水性聚氨酯面漆a)以整個面層配製物為基準，含量為0～100重量％的聚氨酯加成物，b)含量為面層配製物的0～90重量％的柔性多元醇，其Tg為-100～70℃，且羥基含量0～25重量％，c)以面漆配製物為基準，含量為0～60重量％的多異氰酸酯，其NCO含量為4～50重量％，以及d)其他填料和輔助物質。
優選的凝膠包含20～57重量％的高分子量基質(1)和80～43重量％的液體分散劑(2)。按照本發明，高分子量基質是一種或多種多異氰酸酯與一種或多種多羥基化合物與一種或多種分子量為1000～12000且羥基數為20～112的多羥基化合物的反應產物，其中該多異氰酸酯的NCO官能度與多羥基化合物的羥基官能度的數學乘積至少是5.2。
本發明塗料體系優選包含20～57重量％的高分子量基質和80～43重量％的液體分散劑，對此，高分子量基質是一種或多種多異氰酸酯與一種或多種分子量為1000～12000且羥基數為20～112的多羥基化合物的反應產物，其中該多異氰酸酯的NCO官能度與多羥基化合物的羥基官能度的數學乘積至少是5.2。
本發明使用的分散劑優選包含一種或多種分子量為1700～6000且羥基數為28～84的多羥基化合物。
本發明的塗布劑優選基於Tg為-100～25℃且羥基含量為0～25重量％的柔性多元醇，並優選用NCO含量為4～50重量％的多異氰酸酯進行交聯。
為提高耐化學侵蝕性能，在本發明塗料體系中可任選地加入含量最高佔整個配製物40％的、NCO含量為4～50重量％的多異氰酸酯。
多羥基化合物與例如聚丙烯酸酯混合以改善耐化學侵蝕，按照本發明也是可能的。
本發明塗料體系的面漆例如是聚氨酯面漆與下列成分的配製物-最高150％的填料(例如，二氧化鈦)
-最高10％的催化劑(例如DBTL)-最高20％的活性物質(例如，生物殺傷劑、香料)-最高10％的添加劑(例如，流動控制劑)-最高5％的光穩定劑(例如，Tinuvin1130)，以及-任選地，染料、顏料、金屬閃光劑等。
本發明塗料體系適合生產，例如多層塗層，它包含-層厚30μm～10mm的凝膠狀底漆，-層厚5μm～2mm的例如聚氨酯漆面層。
多層塗層的生產過程，按照本發明，包括下列步驟，a)採用刮刀塗布、傾倒、噴塗、注入將凝膠狀底漆引入到模具中；b)採用刮刀塗布、傾倒、噴塗、注入以施塗面層；c)關於a)與b)順序的任意變化，例如，-先在模具壁上施塗面層，然後再施塗底層；-先施塗底層，然後再在底層上施塗面層，繼而在密閉或敞開的模具中進行反應；-先施塗底層，然後再在模具壁上施塗面層，繼而在密閉模具中進行反應；d)將待塗布載體材料引入到模具中，可藉助e)注入(例如，塑性材料、熱固性材料等)，f)嵌入(例如，金屬、紡織材料、木材、製成的結構件)，g)刮刀塗布、傾倒、噴塗(例如，薄膜、聚氨酯漆、噴塗皮層)，h)按照a)和b)中所描述的變換方案將底漆和面漆施塗到待塗布的載體上，硬化該塗層並從模具中取出製成的塗布的結構零件，i)底漆和面漆在模具中形成，隨後將待塗布載體材料引入到模具中，起反應，並取出製成的塗布的結構零件。
不同多層結構，按照本發明是可能的，例如具有以下構造a)面漆/底漆/面漆；b)面漆/底漆/面漆/載體(按照a)製備，然後按照已知的粘合技術用例如單罐裝或雙罐裝聚氨酯粘合劑施加到任何合適的載體上)；c)面漆/底漆/載體/底漆/面漆；
d)載體1/底漆/面漆/載體2，其中載體1例如是薄膜、紡織材料，而載體2是10中所描述的任意材料。
本發明還提供本發明的聚氨酯體系用於要求特殊手感性能(觸覺性能)，例如應具有柔軟手感性質(柔軟感覺的觸覺性能)的塗層方面的應用。
所述的觸覺性能一方面是通過基於聚酯、聚酯/聚丙烯酸酯或聚丙烯酸酯的柔性多元醇(任選羥基官能或非官能多元醇的混合物)含量獲得的。所使用的傳統填料和添加劑也可影響觸覺性能。
本發明所有塗料體系都可通過傳統程序加工。本發明尤其包括按IMC(在模具內塗布)方法的施塗。該方法涉及在一個或兩個「半模具」中的施塗，該凝膠狀底漆按照EP-A 005 783所述在二半模具之間生成，整個塗層可從模具中取出，然後施加到任何合適的載體上(金屬、木材、塑料、陶瓷、石材、混凝土、玻璃、礦物基材等)。
還可以直接在模具中生產結構零件，按如下步驟實施-將待塗布材料放入到模具中，-在半模具上塗以-聚氨酯化學中已知的脫模劑(例如，硬脂酸酯)，-聚氨酯漆面層，隨後乾燥模具表面上的該漆層，-合上這兩個半模具，-在面層與載體之間注入凝膠狀底漆，-取出由載體/底層/面層構成的整個結構零件。
本發明聚氨酯體系(底層+面層)可用於生產種類非常廣泛的塗層體系。尤其可舉出下列組合-載體(木材、金屬、玻璃、陶瓷、塑料、橡膠、薄膜、聚氨酯漆)，-凝膠狀底漆(著色的、無色的、透明的、螢光的、含活性物質、釋放活性物質、半透明、含香料)，-聚氨酯面漆(著色的、無色的、透明的、螢光的、含香料、半透明、金屬色效果、柔軟效果)。
本發明還提供生產本發明塗料體系的方法，包括I)基本無水的凝膠組合物，其任選地包含活性物質，特徵在於，a)一種或多種二異氰酸酯和/或多異氰酸酯與b)一種或多種分子量為1000～12000且羥基數為20～112的多羥基化合物，c)任選0.1～50重量％的活性物質，d)任選的用於異氰酸酯與羥基基團之間反應的催化劑，e)以及任選地，本身從聚氨酯化學已知的填料和添加劑，起反應，其中異氰酸酯指數為15～50，聚氨酯生成組分的官能度的數學乘積至少是5.2，並且多羥基化合物基本上不含分子量低於800的羥基化合物，以及II)另外一種聚氨酯塗料通過噴塗、刮刀塗布或其它施塗技術施加到該凝膠(I)上。
按照本發明，組分II)的面漆可以以後再施塗，或者優選地施塗到製備凝膠所使用的模具壁上，隨後在此模具中形成凝膠。
按本發明用於凝膠狀底漆的多元醇優選是本身為聚氨酯化學所已知並且在室溫或稍高於室溫呈液態的多羥基聚酯、多羥基聚醚、多羥基聚硫醚、聚羥基聚縮醛、多羥基聚碳酸酯或多羥基聚酯醯胺，條件是符合上面規定的分子量範圍、羥基數範圍和規定的羥基官能度。
可使用的含羥基基團聚酯例如是多羥基，優選二羥基並任選附加三羥基和四羥基醇，與多元，優選二元羧酸的反應產物。替代游離多羧酸，也可應用對應的多羧酸酐或對應的多羧酸的低級醇酯或其混合物來生產該聚酯。所述多羧酸可以是脂族、環脂族、芳族和/或雜環本性的並且可任選地被，例如，滷素原子取代和/或是不飽和的。
可舉出的此類多羧酸及其衍生物的例子包括己二酸、癸二酸、鄰苯二甲酸、鄰苯二甲酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐或六氫鄰苯二甲酸酐、間苯二甲酸、偏苯三酸、馬來酐、二聚或三聚的不飽和脂肪酸、對苯二甲酸二甲酯和對苯二甲酸二乙二醇酯。
合適的多羥基醇例如是乙二醇、丙二醇、丁二醇-1，4、和/或-2，3，己二醇-1，6、新戊二醇、1，4-雙羥甲基環己烷、2-甲基-1，3-丙二醇、甘油、三羥甲基丙烷、己三醇-1，2，6、季戊四醇、對環己二醇、甘露糖醇和山梨醇、Formit、Methylglykosit以及二-、三-、四-和更高級聚乙二醇、聚丙二醇和聚丁二醇。
聚酯可包含一定比例的羧基端基基團。內酯如ε-己內酯或羥基羧酸，如8-羥基己酸，的聚酯也可使用。
也可用於本發明的含有至少2，通常2～8，優選2～3個羥基基團的多元醇，是其類型本身為已知的那些，例如可通過環氧化物諸如環氧乙烷、環氧丙烷、環氧丁烷、四氫呋喃、氧化苯乙烯或表氯醇，在例如路易斯催化劑存在下的均聚來製備，或者通過這些環氧化物，優選環氧乙烷和環氧丙烷，任選地以混合物形式或者先後加成到具有活性氫原子的啟動組分如水、醇、氨或胺，例如，乙二醇、丙二醇、二甘醇、二羥乙基丙烷、甘油、山梨醇、蔗糖、Formit或甲醛聚糖上，以及加成到1-(4，4』-二羥基二苯基)丙烷、苯胺、乙二胺或乙醇胺上。
含羥基基團的聚硫醚、聚丁二烯、聚縮醛、聚碳酸酯或聚酯醯胺，也可作為原料使用。合適的還有已經包含氨基甲酸乙酯和/或脲基團的多羥基化合物以及任選改性的天然多元醇如蓖麻油。
呈精細分散或溶解形式的包含高分子量加聚產物和/或縮聚物或者聚合物的多羥基化合物也可任選地用於本發明。此種多羥基化合物例如可通過就地在上面提到的含羥基基團化合物中實施加成聚合反應(例如，多異氰酸酯與氨基官能化合物之間的反應)或者縮聚反應(例如，在甲醛與酚類和/或胺之間)來製取。
由乙烯基聚合物改性的多羥基化合物，例如通過苯乙烯和/或丙烯腈在聚醚或聚碳酸酯多元醇的存在下的聚合製取的，也適合本發明的方法。
上面提到準備用於本發明的高分子量多羥基化合物的例子例如可參見《高聚物(High Polymers)》，第XVI卷，「聚氨酯、化學與工藝」，Saunders-Frisch主編，國際科學出版社，紐約、倫敦，第I卷，1962，第32、42和44～54頁以及第II卷，1964，第5～6和198～199頁，還可參見《塑料手冊》(Kunststoff-Handbuch)第VII卷，Vieweg-Hchtlen，Carl-Hanser出版社，慕尼黑，1966，例如在45～71頁上，以及DE-A 29 20 501，第17～24頁。當然，也可使用上面提到的化合物的混合物，例如，聚醚與聚酯的混合物。
上面提到的其類型本身為聚氨酯化學所已知並在分子中包含2～6，尤其優選約2～3個羥基基團且統計學上或以鏈段形式結合進至少10重量％，優選大於15重量％，尤其優選至少20重量％環氧乙烷含量的多羥基聚醚，優選作為本發明高分子量多元醇使用。最優選的是具有至少20重量％環氧乙烷的聚丙二醇醚多元醇(Polypropylentherpolyole)，其中至少15重量％的羥端基基團是伯羥基基團。
在按本發明使用的形成凝膠的混合物中，多元醇的含量為約80～99重量％，優選約85～98重量％，以聚氨酯原料組分的凝膠-生成混合物的總重量為基準。
可舉出下列化合物作為適合用於本發明聚氨酯面層的柔性、含溶劑、無溶劑或含水多元醇1)羥基含量為1～25重量％且粘度為100～5000mPa.s的線型聚酯多元醇，例如，Desmophen670、DesmophenVP LS2328或BayhydrolPT 241；2)羥基含量為1～10重量％且粘度為1500～10000mPa.s的羥基官能的聚碳酸酯-聚酯，例如DesmophenVP LS 2236和DesmophenC200；3)PES/PAC分散體，如BayhydrolVP LS 2058；4)羥基含量為1～25重量％且粘度為100～3000mPa.s的聚醚多元醇，例如，Desmophen550U；5)粘度為100～55000mPa.s的聚氨酯加成物，例如，ImpranilC、Desmolac4340(例如，基於IPDI、HDI、W、NTI)或者BayhydrolDLN。
原則上，只要具有適當的伸長和回彈行為的所有彈性多元醇都是合適的。
經驗表明，柔性多元醇的耐溶劑、化學侵蝕、大氣老化和短期大氣老化的能力比基於聚酯或聚丙烯酸酯的較脆多元醇來得差。
可採用柔性與脆性多元醇的混合物生產本發明的多元醇組分。
可舉出下列作為適用於本發明改善耐受性能的含溶劑、無溶劑或含水多元醇的例子1)羥基官能的聚酯聚丙烯酸酯，其羥基含量為1～22重量％，粘度為1000～5000mPa.s，如DesmophenLaborprodukt TIK 294，BayhydrolVP LS 2290；2)低粘度聚丙烯酸酯多元醇/聚甲基丙烯酸酯多元醇，其羥基含量為1～23重量％，粘度為700～1500mPa.s，例如DesmophenLaborprodukt TIK507，DesmophenLaborprodukt TIK 516和BayhydrolVP LS 2235/1；3)支化聚酯多元醇，其羥基含量為12～20重量％，粘度為1000～4000mPa.s，如DesmophenVP LS 2249/1。
除非另行指出，與上面針對聚氨酯底漆用多元醇所描述的相同條件也適用於這裡的多元醇。
準備用於本發明凝膠狀底漆的有機二異氰酸酯和/或多異氰酸酯是本身為聚氨酯化學所已知的脂族、環脂族、芳脂族、芳族和雜環二異氰酸酯和/或多異氰酸酯，例如描述在W.Siefken，《JustusLiebigs Annalen der Chemie，562，第75～136頁，其中二異氰酸酯可作為單體或改性形式，如縮二脲化或脲基甲酸化的、碳化二亞胺化的、三聚體的或多元醇改性的等形式使用。可舉出下列作為例子1，6-六亞甲基二異氰酸酯、1，12-十二烷二異氰酸酯，還有環丁烷-1，3-二異氰酸酯、環己烷-1，3-和環己烷-1，4-二異氰酸酯以及這些位置異構體和/或立體異構體的任意混合物，1-異氰酸根合-3，3，5-三甲基-5-異氰酸根合甲基環己烷、2，4-和/或2，6-六氫亞甲苯基二異氰酸酯、六氫-1，3-和/或六氫-1，4-亞苯基二異氰酸酯、全氫化-2，4』-和/或-4，4』-二苯甲烷二異氰酸酯，以及這些位置異構體和/或立體異構體的任意混合物，另外，1，3-和1，4-亞苯基二異氰酸酯、2，4-和2，6-亞甲苯基二異氰酸酯、二苯甲烷-2，4』-和/或二苯甲烷-4，4』-二異氰酸酯，以及這些異構體的任意混合物，以及萘-1，5-二異氰酸酯。
合適的異氰酸酯的另一些例子如下三苯甲烷-4，4』，4」-三異氰酸酯、多苯基-多亞甲基多異氰酸酯如通過苯胺-甲醛縮合，隨後光氣化所製取的，以及對異氰酸根合苯磺醯基異氰酸酯、全氯代芳基多異氰酸酯、含碳化二亞胺基團的多異氰酸酯、降冰片烷二異氰酸酯、含脲基甲酸酯基團的多異氰酸酯、含異氰尿酸酯基團的多異氰酸酯、含氨基甲酸乙酯基團的多異氰酸酯、含醯基化脲基團的多異氰酸酯、含縮二脲基團的多異氰酸酯、通過調聚反應生成的多異氰酸酯、含酯基團的多異氰酸酯、上述異氰酸酯與縮醛之間的反應產物、以及含聚合的脂肪酸酯的多異氰酸酯。這些適合該反應的多異氰酸酯詳細描述在EP-A 0 057 839中。優選的芳族二異氰酸酯和三異氰酸酯是2，4-和/或2，6-亞甲苯基二異氰酸酯和4，4』-和/或2，4』-二苯甲烷二異氰酸酯及其改性類型，以及它們與三官能和四官能多元醇生成的多官能衍生物或三聚產物。
優選的多異氰酸酯例如是1，6-六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、甲基環己烷-2，4-和/或甲基環己烷-2，6-二異氰酸酯、二環己基甲烷-2，4』-和/或二環己基甲烷-4，4』-二異氰酸酯及其縮二脲化的、脲基甲酸化的或三聚的多官能衍生物。
所有上面提到的二異氰酸酯和/或多異氰酸酯都可作為任意混合物使用。二異氰酸酯和/或多異氰酸酯在由多元醇與多異氰酸酯組成的凝膠-生成混合物中的含量為約1～20重量％，優選2～15重量％，以混合物總重量為基準。
為了形成凝膠所用的用於羥基基團與異氰酸酯基團之間反應的催化劑優選是本身為聚氨酯化學所已知的那些，例如，叔胺，如三乙胺、N-四亞甲基二胺、1，4-二氮雜-雙環-(2，2，2)-辛烷、N，N-二甲基苄基胺、X-甲基-KI-二甲氨基乙基哌嗪、五甲基二亞乙基三胺；適合作為催化劑的還有由仲胺如二甲胺與醛類(甲醛)或酮類(丙酮)和酚類生成的已知Mannich鹼，此外是具有碳-矽鍵的矽胺(Silaamine)，例如2，2，4-三甲基-2-矽雜嗎啉和1，3-二乙基氨甲基四甲基二矽氧烷。
按照本發明，有機金屬化合物，特別是有機錫化合物，也可用作催化劑，例如，錫(II)-乙酸鹽、錫(II)乙基己酸鹽和錫(IV)化合物，例如，二氯化二丁基錫、二丁基錫的二月桂酸鹽和二丁基錫的馬來酸鹽。另一些合適的催化劑描述在DE-A 29 20 501，第29頁，第5行～第31頁，第25行。
催化劑的優選用量為0.01～10重量％，以凝膠的總重量為基準。所有的催化劑顯然也可以以混合物形式使用。
EP-A 0 057 389中描述的添加劑(活性物質、填料、添加劑、輔助物質)也可用於本發明。
在面層用的本發明硬化劑組分中，優選使用以下列單體的低粘度聚合物為基礎的脂族多異氰酸酯1，6-六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、4，4』-二異氰酸根合二環己基異氰酸根合氨基甲酸乙酯(W)、三異氰酸根合壬烷(NTI，TIN)或異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)，它們可以單獨或者組合起來使用。如果不要求該脂族多異氰酸酯的光牢度，則也可使用已知的芳族多異氰酸酯(例如，MDI或TDI)。
可舉出下列作為本發明在組分II中單獨或以組合形式使用的多異氰酸酯的例子(含溶劑、無溶劑或含水體系)1)基於HDI的縮二脲的低粘度多異氰酸酯，其含量為15～24重量％，粘度為100～4000mPa.s如DesmodurN75和DesmodurN3200；2)HDI的低粘度三聚體及其用脲基甲酸酯和脲二酮(Uretdion)改性的衍生物，其NCO含量為12～25重量％，粘度為100～4000mPa.s，如DesmodurVP LS2102、DesmodurN3300、DesmodurN3400、DesmodurN3600或Bayhydur3100；3)增彈(作用)多異氰酸酯，其NCO含量為4～25重量％，粘度為1000～10000mPa.s，例如DesmodurVP LS 2010/1或BayhydurVP LS 2306；4)三異氰酸根合壬烷，其NCO含量為48～52重量％，粘度為10～100mPa.s；5)IPDI的三聚體和HDI的三聚體和/或其脲二酮的混合物，其NCO含量為15～22重量％，粘度為1000～5000mPa.s；6)基於H12-MDI的多異氰酸酯，其NCO含量為10～33重量％，粘度為20～10000mPa.s，如DesmodurW；7)嵌段多異氰酸酯如DesmodurVP LS 2253或DesmodurVPLS 2307；8)以及類似地，如上面描述的用於聚氨酯底漆的其餘多異氰酸酯。
由本發明聚氨酯體系生產的漆採用漆生產傳統上使用的顏料和填料著色。特別合適的例如是無機顏料，例如基於氧化鐵的(例如，Bayferrox318M)或二氧化鈦(例如，TronoxRKB-4)。所有已知染色效果的顏料也都可以使用。
作為由本發明聚氨酯體系生產面漆的催化劑，可採用用於雙罐裝聚氨酯體系的已知物質，例如，錫的有機化合物(例如，二丁基錫的二月桂酸鹽或二丁基錫的二乙酸鹽)或者鋅的有機化合物(例如，辛酸鋅)。用量隨所使用的體系、要求的反應時間和催化劑的本性而有所不同，但一般為0.01～3.0重量％的催化劑，以體系的樹脂部分為基準。
下面的方法，例如可用來加工本發明的體系所描述的體系可採用刮刀塗布、傾倒或噴塗以施塗到任何基材上或者任何模具中，並根據漆的組成在室溫乾燥或在強制條件下，例如在60～120℃乾燥10～30min。
漆膜硬化後，便獲得高度彈性的塗層(伸長高達600％以上)並具有優良回彈性能。其他漆膜性質至少能滿足傳統聚氨酯化學中的一般標準。
按照本發明並包含活性物質的凝膠底漆的生產可按照連續或間歇方式實施。程序尤其取決於考慮到其用途而打算賦予本發明凝膠的形狀。一步法或預聚物法都可使用。
在一步法中，所有組分，即，多元醇、二異氰酸酯和/或多異氰酸酯、活性物質、催化劑以及任選地其他填料和添加劑，一次加入並彼此劇烈混合，其中活性物質優選溶解或分散在多元醇組分中。
在預聚物法中，可能有兩種程序。或者，首先讓準備用於凝膠-形成的全部數量異氰酸酯與對應多元醇的量(+活性物質)的一部分起反應生成異氰酸酯預聚物，然後在所獲得的預聚物中加入其餘量多元醇(任選地連同另一些活性物質)以及任選地其它的填料和添加劑，劇烈混合全部物料；或者，準備用於凝膠-生成的全部數量多元醇(+活性物質)與相應量多異氰酸酯的一部分起反應生成羥基預聚物，隨後混入其餘量多異氰酸酯。
按照本發明，特別有利的程序是一種由一步法和羥基-預聚物法得到的變換方案。在此情況下，將多元醇或多元醇混合物、活性物質、任選地填料和添加劑、催化劑和兩種不同的二異氰酸酯一次性合併，然後劇烈混合，其中一種二異氰酸酯或多異氰酸酯是芳族本性的，另一種二異氰酸酯和/或多異氰酸酯則是脂族本性的。可以認為，由於兩種多異氰酸酯的反應性明顯不同，故首先生成羥基預聚物，隨後它再在數分鐘內與其他多異氰酸酯起反應生成凝膠，由此得到具有特別高韌性的凝膠。
在上述程序中，單個組分或組分混合物的輸送、計量加入和混合可採用本身為聚氨酯化學領域技術人員已知的設備完成。
例如，倘若要生產直接使用的模塑件，則優選間歇程序。而如果要將本發明聚氨酯凝膠製造成適當尺寸的單元件，則連續程序常常更有利。在此種情況下，首先製成無端頭薄膜或片材，然後可將它裁切成為單件並進行噴漆。
在連續生產的情況下，該任選包含活性物質的可膠凝混合物也可在藉助凝膠-形成而固化之前進行噴塗、傾倒或刮刀塗布。該含活性物質的可膠凝混合物可施塗到多種多樣基於天然或合成原料的材料上，例如，施塗到墊子、羊毛、針織物、襪類、發泡薄膜、塑料膜或片材上，或者可澆鑄成要求的形狀。
本發明還提供本發明塗料體系在IMC(模具內塗布)方法中的應用。
在IMC方法中，組分II)a)被施塗(通過噴塗、刮刀塗布、刷塗等)到一個或兩個半模具內(取決於設備安排和要成形的製品)，並溫和地乾燥(優選在室溫或略微升高的溫度)。隨後，將組分I)按照上面描述的方法加入到模具中，與組分II)一起硬化，然後從模具中取出該塗層模塑件，b)隨後注入(在組分I)製備後)到模具內規定的間隙(僅可在無溶劑的方案中)，然後與組分I)一起硬化，以及c)由a)和b)生成的複合材料隨後施加到待包覆物體上。
在一種特定實施方案中，待塗布物體也可被引入到模具中，然後再按照本發明進行塗布。
凝膠-形成期間的條件也可有所變化，以便獲得緻密的或發泡的凝膠。如果例如將空氣注入到可膠凝混合物中，則獲得一種發泡的凝膠。
按照本發明的模塑物體也可這樣進行模塑，例如，讓待模塑物體與凝膠-生成組合物一起重鑄，待形成凝膠後取出模塑件。
按照本發明，多層塗層可由以下原料生產，-凝膠狀底漆，其層厚為30μm～10mm，以及-聚氨酯漆的面層，其層厚5μm～2mm。
多層塗層可利用本發明的塗料體系通過包括下列的步驟生產，其順序不固定a)藉助刮刀塗布、傾倒、噴塗、注入將凝膠狀底漆加入到模具中，b)採用刮刀塗布、傾倒、噴塗、注入施塗面層，c)其中a)和b)就順序而言可以按如下變化，-首先施塗面層到模具壁上，然後加入底漆，-首先加入底漆，然後施塗面漆到底漆上，並在閉合或敞開的模具中進行反應，-首先加入底漆，然後施塗面漆到模具壁上，並在閉合模具中進行反應，d)將待塗布載體材料引入到模具中，採用e)注入(例如，塑性材料、熱塑性塑料等)f)施加(例如，金屬、紡織品、木材、製成的結構零件)，g)刮刀塗布、傾倒、噴塗(例如，漆膜、聚氨酯漆、噴塗皮層)，h)按照a)和b)中所描述的變換方案施塗底漆和面漆到待塗布載體材料上，將塗層硬化，以及將成品塗層結構零件從模具中取出，i)在模具中製備底層和面層，隨後將待塗布載體材料引入到模具中，進行反應，以及將成品塗層結構零件取出。
在本發明範圍內，可生產不同複合結構的多層結構，例如a)面漆/底漆/面漆，b)面漆/底漆/面漆/載體，隨後利用粘合技術將例如單罐裝或雙罐裝聚氨酯粘合劑施加到載體上，c)面漆/底漆/載體/底漆/面漆，d)載體1/底漆/面漆/載體2，其中載體1例如是薄膜、紡織材料，而載體2是10中所描述的任意材料。
本發明塗料體系適合塗布各種幾何形狀的各種基材，例如，光滑平坦表面、薄膜、片材、中空物體(外和內表面)等。待塗布基材可由不同材料，乃至複合材料組成，例如可由石頭、礦物物質、玻璃、塑料、木材、金屬、半金屬(例如，矽)、纖維狀物質、壓制的基材或聚氨酯泡沫。
按照本發明的塗料也適合由各種材料如石膏、木材、混凝土、鋼、塑料如環氧樹脂或聚氨酯，石頭、陶瓷或金屬如銅和鐵等精確地成形的模型，以及用於生產人工骨、關節、側牙和託牙。隨後，在這些製品上塗上多層塗層。聚氨酯面漆的實例配方1A)Desmophen670，80％，在乙酸丁酯(MPA)中 33.6重量％1-甲氧基丙基的乙酸酯-2 48.8重量％二丁基錫的二月桂酸鹽，10％在MPA中 0.1重量％B)DesmodurN75，75％，在MPA/二甲苯中17.5重量％100.0重量％配方2A)ImpranilC，30％，在乙酸乙酯中 31.9重量％Desmophen670，80％，在MPA中 11.9重量％MPA48.0重量％B)DesmodurN 75，75％，在MPA/二甲苯中8.2重量％100.0重量％配方3A)ImpranilC，30％，在乙酸乙酯中 67.7重量％Desmophen670，80％，在MPA中 6.3重量％MPA18.8重量％B)DesmodurN75，75％，在MPA/二甲苯中 5.5重量％DesmodurVP LS 2010/1，100％1.7重量％100.0重量％配方4A)ImpranilC，30％，在乙酸乙酯中 45.7重量％Desmolac4340，40％，在二甲苯/異丁醇中11.4重量％MPA 40.1重量％B)DesmodurN75，75％，在MPA/二甲苯中2.8重量％100.0重量％配方5A)ImpranilC，30％，在乙酸乙酯中 48.4重量％DesmolacVP LS 2195/1，40％，在乙酸丁酯/NMP 12.1重量％中MPA 36.5重量％B)DesmodurN75，75％，在MPA/二甲苯中3.0重量％100.0重量％配方6A)ImpranilC，30％，在乙酸乙酯中 37.6重量％Desmophen1652，100％ 11.2重量％MPA 45.3重量％B)DesmodurVP LS 2010/1，100％5.9重量％100.0重量％配方7A)ImpranilC，30％，在乙酸乙酯中 74.0重量％MPA 22.3重量％B)DesmodurN75，75％，在MPA/二甲苯中3.7重量％100.0重量％配方8A)BayhydrolVP LS2244/148.7重量％BayhydrolPR 240 48.7重量％B)DesmodurVP LS 23072.6重量％100.0重量％聚氨酯底漆的實施例EP-A57838的實施例1～10被用作底漆。
EP-A57838的實施例1～10的內容如下實施例1(摘自EP-A 57 838)將3500份由45％環氧丙烷和55％環氧乙烷製成的羥基數為56、基於三羥甲基丙烷的聚醚，700份由83％環氧丙烷和17％環氧乙烷製成的羥基數為34、基於三羥甲基丙烷的聚醚，以及2800份由100％環氧丙烷製成的羥基數為56、基於丙二醇的聚醚，在備有攪拌圓盤的實驗室混合機中、22℃的溫度下攪拌，結果形成澄清溶液。將301份由六亞甲基二異氰酸酯通過縮二脲化反應得到的異氰酸酯含量為21重量％、平均官能度為3.6、平均分子量為700的縮二脲多異氰酸酯(Desmodur N，拜爾公司供應)，在攪拌下加入到該溶液中，並充分混合均勻。將105份二丁基錫的二月桂酸鹽加入到此時已混濁的溶液中，並將混合物劇烈混合3min。將發白的混濁溶液倒入到聚氨酯薄膜製成的方盒中，薄膜厚度0.2mm，邊長45cm，然後將薄膜盒氣密密封。將如此預製備的凝膠塊放在平坦支持體上並讓其自己發生膠凝反應，由此該凝膠塊達到其最終機械強度並可完全承載。該膠塊是一種在壓力下可變形的柔軟、尺寸穩定的物體。當形變力解除後，凝膠塊回復到其原來的狀態。
在用由塑料製成的負荷為35kg重的人造臀部負載的狀態下，在骶骨處測得44壓力單位(DE)的壓力；並在坐骨突出部測得48DE的壓力。實施例2(摘自EP-A 57 838的對比例)用市售聚醚泡沫塑料製成的泡沫軟墊，如傳統上用來生產軟墊裝置和床墊的一樣，按照DIN 53 420的堆密度是35kg/m3，按照DIN 53 571的壓縮強度(40％)是3.3KPa，所述軟墊被加上如實施例1中使用的聚氨酯薄膜的包裹膜。如此包裹的軟墊用按照類似於實施例1的人造臀部加載。在骶骨處測得109 DE的壓力；在坐骨突出部測得34 DE的壓力。實施例3(摘自EP-A 57 838)按照實施例1中描述的程序生產一種凝膠-形成混合物，並類似於實施例1那樣傾倒到由彈性膜製成的方形外罩內。但是，替代聚氨酯薄膜，該外罩由一種由50份聚丙烯和50份苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物構成的聚合物共混物製成。
膠凝反應完成以後，獲得一種壓力下可變形的柔軟、尺寸穩定的凝膠塊，當形變力解除後，凝膠塊回復到其原來的狀態。
如此獲得的凝膠軟墊按照類似於實施例1用人造臀部加載。在骶骨處測得18 DE的壓力；在坐骨突出部測得19 DE的壓力。實施例4(摘自EP-A 57 838)按照實施例1中描述的程序生產一種凝膠-形成混合物，並類似於實施例1那樣傾倒到方形外罩內。然而，替代聚氨酯薄膜，該外罩由備有彈性聚氨酯塗層的彈性紡織品製成，正如通常習慣上和已知在例如製造緊身內衣和泳裝中的做法那樣。
膠凝反應完成以後，獲得一種壓力下可變形的柔軟、尺寸穩定的凝膠塊，當形變力解除後，凝膠塊回復到其原來的狀態。
如此獲得的軟墊按照類似於實施例1用人造臀部加載。在骶骨處測得32 DE的壓力；在坐骨突出部測得28 DE的壓力。實施例5(摘自EP-A 57 838)將3500份由45％環氧丙烷和55％環氧乙烷製成的羥基數為56、基於三羥甲基丙烷的聚醚，700份由83％環氧丙烷和17％環氧乙烷製成的羥基數為34、基於三羥甲基丙烷的聚醚，和2800份由100％環氧丙烷製成的羥基數為56、基於丙二醇的聚醚，以及35份二丁基錫的二月桂酸鹽在22℃的攪拌容器中均勻混合。將該混合物由齒輪泵加入到靜態混合器中。與此同時，將273份來自實施例1的縮二脲多異氰酸酯由單獨的儲存容器利用另一臺齒輪泵加入到該混合器中，使得兩種組分的混合比在所有時間都相等並且對應於總量的比例。
將從靜態混合器中流出的泛白混濁溶液倒入到方形外罩中，正如實施例4所述的那樣，由此像實施例1所述的那樣製成枕頭形式的凝膠塊。
膠凝反應完成以後，獲得一種壓力下可變形的柔軟、尺寸穩定凝膠塊，當形變力解除後，凝膠塊回復到其原來的狀態。
如此獲得的軟墊按照類似於實施例1用人造臀部加載。在骶骨處測得31 DE的壓力；在坐骨突出部測得23 DE的壓力。實施例6(摘自EP-A 57 838)將1000份由80％環氧丙烷和20％環氧乙烷製成的羥基數為35、基於三羥甲基丙烷的聚醚，50份來自實施例1的縮二脲多異氰酸酯和15份二丁基錫的二月桂酸鹽在備有攪拌圓盤的實驗室混合機中、室溫下劇烈攪拌1min。10min後，獲得一種壓力下可輕易變形的不透明、彈性、顏色穩定的凝膠塊，當形變力解除後，凝膠塊回復到其原來的狀態。
該凝膠尤其適合生產凝膠軟墊。實施例7(摘自EP-A 57 838)將1000份由100％環氧丙烷製成的羥基數為46、基於山梨醇的聚醚，25份亞甲苯基二異氰酸酯(80％的2，4-異構體和20％的2，6-異構體)和30份二丁基錫的二月桂酸鹽在備有攪拌圓盤的實驗室混合機中、室溫下劇烈攪拌1min。獲得一種壓力下可輕易變形的柔軟、彈性、尺寸穩定的凝膠塊，當形變力解除後，凝膠塊回復到其原來的狀態。
該凝膠同樣也特別適合生產凝膠軟墊。實施例8(摘自EP-A 57 838)將1000份實施例7的聚醚、45份通過與三丙二醇進行的氨酯化反應改性並具有23％異氰酸酯含量的4，4』-二異氰酸根合二苯甲烷，和30份二丁基錫的二月桂酸鹽按實施例7在備有攪拌器的實驗室混合機中起反應。獲得一種壓力下可輕易變形的柔軟、彈性、尺寸穩定的凝膠塊，當形變力解除後，凝膠塊回復到其原來的狀態。
該凝膠同樣也特別適合生產凝膠軟墊。實施例9(摘自EP-A 57 838)將1000份由40％環氧丙烷與60％環氧乙烷製成的羥基數為28、基於甘油的聚醚，與50份按照實施例8的多異氰酸酯和30份二丁基錫的二月桂酸鹽類似於實施例7地起反應，形成一種壓力下可輕易變形的柔軟、彈性、尺寸穩定的凝膠塊，當形變力解除後，凝膠塊回復到其原來的狀態。該凝膠同樣也特別適合生產凝膠軟墊。實施例10(摘自EP-A 57 838)本實施例展示增塑劑的同時使用。將490份由45％的環氧丙烷和55％的環氧乙烷製成的羥基數為56、基於三羥甲基丙烷的聚醚，480份己二酸二丁基酯、30份實施例1的異氰酸酯和15份二丁基錫的二月桂酸鹽類似於實施例7地起反應，形成一種壓力下可輕易變形的柔軟、彈性、尺寸穩定的凝膠塊，當形變力解除後，凝膠塊回復到其原來的狀態。該凝膠同樣也特別適合生產凝膠軟墊。應用實施例1、多層IMC方法本發明的面層材料(組分II)是通過充分攪拌，例如藉助高速攪拌器或槳葉攪拌器(例如，氣動攪拌器756D3，Otto BockHealthcare公司生產)生產的。必須注意將用於提供表面質量的所有添加劑，如消光劑、流變學改進劑、抗龜裂和劃痕改進劑、潤滑劑、著色顏料以及制漆技術已知的材料，均勻地加入，同時避免附聚物的出現。為保證生產出透明或半透明面層，必須保證，在組分II的加工之前，在組分II中不含有任何氣泡。為保證本發明的組分II隨後能輕易地從模具中取出，在模具表面噴塗PUR技術已知的脫模劑。
組分II藉助市售塗布槍(例如，塗布用具746B20，Otto BockHealthcare公司生產)引入到預熱的模具內。必須注意避免物料的堆積，因為這將影響外觀和表面觸覺性能。必須調節噴塗設備的噴射壓力和物料壓力，以便獲得所要求的面層厚度和要求的表面性質。
組分II必須通空氣到不再檢測到溶劑(手指和嗅覺試驗)。組分II的空氣乾燥可通過加熱來加速。
在IMC方法中，可採取下面的結構a)兩個半模具都塗以幾層組分II，需要的話藉助覆蓋模板。在組分II乾燥後，手動或藉助市售合模單元半自動或全自動地合模並鎖緊。組分I藉助PUR技術慣用的低壓機器引入到閉合的模具中。為防止氣泡在模塑件內的形成，墊塊(Steiger)和注道必須調整到與相關的幾何尺寸相對應。一旦達到組分II完全反應，就打開模具並取出模塑件。為保證所獲組分I和II的最終強度，模具必須在環境溫度再回火72h，或者在40～80℃的熱空氣烘爐內回火相應縮短的時間。
b)將二-或更多件的半模具按照節1a所述進行塗布。在一個半模具上，例如固定上一種支持嵌入件，例如由木材、塑料、金屬或其他材料或者上述材料的組合構成。合上模具，此時嵌入件被組分I包圍著。必須檢查組分I與嵌入件之間的粘附結合，任選採用市售供應的底漆或增粘劑來改善。為獲得組分I和II的最終強度，必須將模製件在環境溫度再回火72h，或者在40～80℃的熱空氣烘爐內回火相應縮短的時間。
獲得下面的結構本發明的面層(組分II)本發明的凝膠層(組分I)模塑件支持體本發明的凝膠層(組分I)本發明的面層(組分II)c)另一種可能的變換方案是，將在1b)項下提到的材料的模塑件支持體固定在一個半模具上。將兩個半模具合攏並注入組分I。獲得下面的結構本發明的面層(組分II)本發明的凝膠層(組分I)模塑件支持體為保證所獲組分I和II的最終強度，必須將模製件在環境溫度回火72h，或者在40～80℃的熱空氣烘爐內回火相應縮短的時間。
2、溢料(Slash)法在溢料法中，將本發明的無溶劑組分II引入到一個半模具中，然後將模具按照1a項所述合模。根據其幾何尺寸轉動模具，使得獲得的面層厚度儘可能均一。一旦組分II達到完全反應，這可通過加熱來加速，就藉助市售供應的雙罐裝機器將組分I注入到模具中。這裡，同樣要考慮對應的墊塊。為保證所獲組分I和II的最終強度，必須將模製件在環境溫度下再回火72h，或者在40～80℃的熱空氣烘爐內回火相應縮短的時間。
3、浸沒法在浸沒法中，第一步，生產由組分I構成的外表，可以有或沒有嵌入件或模塑件支持體。一旦組分I完全起反應，就取出模塑件。將它清潔之後，將模塑件浸沒在注滿組分II的浸沒槽內。必須通過或多或少的溶劑調節組分II以獲得所要求的組分II的層厚。通過加入一般制漆技術慣用種類的特殊添加劑，可影響漆膜外觀。在浸沒法中，必須注意保證組分II絕對沒有空氣夾帶，因為這將導致相當嚴重的表面缺陷。為保證所獲組分I和II的最終強度，必須將模製件在環境溫度下再回火72h，或者在40～80℃的熱空氣烘爐內回火相應縮短的時間。
4、刮刀塗布法藉助靜止或移動刮刀將本發明組分II刮刀塗布到基材上形成一層或多層，基材例如，光滑和/或有結構的紙、片材、金屬片、金屬和塑料板等上。待刮刀塗布的表面必須進行預處理，以便在生產加工後，組分II能夠輕易地取出。這例如可通過基於矽氧烷的脫模劑或者通過以聚四氟乙烯塗布相關表面來實現。所有PUR技術已知的表面修飾劑也均可使用。組分II經過充分通空氣處理後，施塗本發明的組分I。該方法允許連續操作。組分I引入後，可將其餘的表面與任何可想像的剛性或柔性面層粘合。這裡所說的面層應理解為，例如，帶或不帶膜塗層的紡織品，三維針織織物、皮革、所有類型的薄膜[參見Nentwig Kunststoff Folien，Hanser出版社，ISBN3-446-17598-9PE、PP、PET、PVC、PUR、PA等，及其組合]，金屬片材、金屬板、塑料板等。由於待塗以組分II的表面所具有的結構，故最終產品也帶上了該表面結構的對應複製式樣。
5、塗布方法在該方法的第一步中，按照第3項所述製備待塗以本發明組分II的由組分I構成的模塑件。鑑於組分I是自粘附的，故所有提供形狀的表面都必須塗以PUR技術已知種類的脫模劑或聚四氟乙烯塗層。將準備塗以組分II的模塑件從形狀-提供模具中取出，然後利用市售供應的注射槍塗以組分II。組分II可施塗幾層，以便獲得所要求的層厚。最外的面層必須備有第I項中所描述的涉及所要求表面質量的添加劑。為保證所獲組分I和II的最終強度，必須將模製件在環境溫度下再回火72h，或者在40～80℃的熱空氣烘爐內回火相應縮短的時間。
6.1、IMC/凝膠/PUR泡沫體在該方法中，按照第1項以及對應的小項所述將組分II注入到半模具中。一旦組分II達到充分的通氣乾燥，將組分I引入到其中所備有的凹陷中。在組分I完全起反應後，合上半模具並鎖緊。向閉合的模具中引入一種柔性、半剛性、一體化的、硬或(RIM)反應注塑泡沫體。這裡，可以使用或不用嵌入件或模塑件支持體，正如第1a和1b項中所述。諸組分完全固化後，取出模塑件並按上面提到的方法回火處理。
6.2、IMC/PUR泡沫體在該方法中，採用按照第6.1項的程序，但組分I除外。
7.0、塗布的PUR泡沫體在該方法中，將市售裁切的或模塑的泡沫體，例如複合材料、冷固化的、一體化的、壓制的、PVC或粘彈性泡沫體等，隨後按照本發明利用噴塗槍塗以組分II。該表面可通過改變噴塗槍的參數(材料或噴塗壓力)加以改變，以便在相關泡沫體上施加一種多孔或無孔的耐磨皮層。
包含凝膠狀厚底塗層知由驟氨酯漆組成的面層的多層塗層體系及其生產和應用。
方法1a、1b、1c) 模具中的IMC，隨後注入凝膠2) 溢料法3) 浸沒法4) 在帶或不帶結構的薄膜或矽氧烷化紙上的IMC，隨後施加凝膠5) 隨後在凝膠片材和表面輪廓上施加漆應用實施例-具有整體式尼龍支持體的辦公椅扶手 1b、3、5-基於模塑件支持體的辦公椅扶手 1c、3、5-辦公椅座位零件 1a-自行車手柄 1b、3、5-滑鼠墊 1a、5-盥洗室臺子用的頭枕軟墊 1a、2、3、5-浴缸頭枕軟墊 1a、2、3、5-靠墊 1a、2、3、5-片材材料 4-假體主幹的襯層(Inliner) 1a、2、5-鞋底表面的零件，鞋後跟、球形隆起部分 1a-自行車座 1c-方向盤 1b、6.1、6.2漆組成.漆原料.幾種溶劑的混合物.異氰酸酯.活化劑.決定表面性質的添加劑-流變學-抗龜裂和抗劃痕性能-光亮性-防滲出-著色添加劑-耐溶劑性能.注塑工具-具有分別產生材料壓力功能的可調注射槍-材料壓力0.3～1.5bar-注入壓力1.5～8bar
.壓縮空氣-乾燥、無油-1～8bar可調.模具-有結構或無結構鋁質-聚四氟乙烯塗層、腐蝕的、衝蝕的.澆鑄樹脂.PE薄膜.矽氧烷化有結構的紙程序.模具加熱到約40～70℃.用壓縮空氣清潔模具.利用壓縮空氣的霧化作用引入脫模劑.施塗漆(2～8個工藝步驟，交叉地，採用噴塗槍).乾燥，採用空氣噴嘴或熱空氣吹風機.插入和固定嵌入件或支持體.合模.注入凝膠.取出整個模塑件.模塑件在環境溫度72h或者在30～80℃的熱空氣烘箱內數小時進行回火
權利要求
1.一種塗料體系，由以下成分組成I)任選含有活性物質的無水凝膠狀高分子量聚氨酯組合物，包含(1)以(1)與(2)之和為基準，15～62重量％，優選20～57重量％，尤其優選25～47重量％的一種高分子量基質，以及(2)以(1)與(2)之和為基準，85～38重量％，優選80～43重量％，尤其優選75～53重量％的一種藉助次價鍵牢固地鍵合在基質上的液體分散劑，以及任選地，(3)以(1)與(2)之和為基準，0.1～100重量％的填料和/或添加劑，以及任選地用於聚氨酯生成反應的催化劑，其中a)所述高分子量基質是共價交聯的聚氨酯，並且b)所述液體分散劑由一種或多種分子量為1000～12000，優選1700～6000，羥基數為20～112，優選28～84，尤其優選30～56的多羥基化合物組成，其中該分散劑基本不含分子量低於800，優選不含分子量低於1000的羥基化合物，並且c)任選地，0.1～50重量％，優選0.5～35重量％，尤其優選0.75～25重量％的活性物質作為添加劑被包含在該含活性物質的凝膠組合物中，以及II)含溶劑、無溶劑和/或含水聚氨酯面漆，其基於a)以整個面漆配製物為基準，含量為0～100重量％的聚氨酯加成物，b)含量為面漆配製物的0～90重量％的柔性多元醇，其Tg為-100～70℃，且羥基含量為0～25重量％，c)以面漆配製物為基準，含量為0～60重量％的多異氰酸酯，其NCO含量為4～50重量％，以及d)其他填料和輔助物質。
2.權利要求1的凝膠狀底漆，其特徵在於，它由20～57重量％的高分子量基質和80～43重量％的液體分散劑組成，並且所述高分子量基質是一種或多種多異氰酸酯與一種或多種分子量為1000～12000且羥基數為20～112的多羥基化合物的反應產物，其中多異氰酸酯的NCO官能度與多羥基化合物的羥基官能度的數學乘積至少是5.2。
3.權利要求1和2的凝膠，其特徵在於，所述液體分散劑是一種或多種分子量為1700～6000且羥基數為28～84的多羥基化合物。
4.權利要求1～3的凝膠，其特徵在於，它們包含活性物質，選自生物殺傷劑、香料、著色劑、洗滌劑和洗滌助劑、標記油墨和印刷油墨、抗老化劑、潤滑劑和抗靜電劑、清潔和護理劑、防汙劑和木材保護劑，以及植物營養素、防腐劑和生長調節劑。
5.權利要求1的塗料體系，其特徵在於，將所述基於的Tg為-100～25℃、羥基含量為0～25重量％的柔性多元醇的含溶劑、無溶劑或含水聚氨酯面漆，用一種NCO含量為4～50重量％的多異氰酸酯進行交聯，並任選地包含最高50重量％的非交聯聚氨酯加成物。
6.權利要求1的塗料，其特徵在於，所述基於柔性聚氨酯加成物的含溶劑、無溶劑或含水聚氨酯面漆包含其量佔整個配製物最高40重量％、NCO含量為4～50重量％的多異氰酸酯。
7.權利要求1的塗料，其特徵在於，將多元醇IIb)與聚丙烯酸酯進行混合。
8.一種多層塗層，由以下的層構成-層厚30μm～10mm、對應於權利要求1～4的凝膠狀底漆，以及-層厚5μm～2mm、對應於權利要求5～8的聚氨酯漆面層。
9.生產對應於權利要求1和8的多層塗層的方法，包括下列步驟，其順序不固定a)藉助刮刀塗布、傾倒、噴塗、注入將凝膠狀底漆加入到模具中，b)採用刮刀塗布、傾倒、噴塗、注入施塗面層，c)其中a)和b)就順序而言可以按如下變化，-首先施塗面層到模具壁上，然後加入底漆，-首先加入底漆，然後施塗面漆到底漆上，並在閉合或敞開的模具中進行反應，-首先加入底漆，然後施塗面漆到模具壁上，並在閉合模具中進行反應，d)將待塗布載體材料引入到模具中，採用e)注入(例如，塑性材料、熱塑性塑料等)f)施加(例如，金屬、紡織品、木材、製成的結構零件)，g)刮刀塗布、傾倒、噴塗(例如，漆膜、聚氨酯漆、噴塗皮層)，h)按照a)和b)中所描述的變換方案施塗底漆和面漆到待塗布載體材料上，將塗層硬化，以及將製成的塗層結構零件從模具中的取出，i)在模具中製備底漆和面漆，隨後將待塗布載體材料引入到模具中，進行反應，以及將製成的塗層結構零件取出。
10.生產具有以下構造的多層結構的方法a)面漆/底漆/面漆，b)面漆/底漆/面漆/載體，隨後利用粘合技術用例如單罐裝或雙罐裝聚氨酯粘合劑施加到任何合適的載體上，c)面漆/底漆/載體/底漆/面漆，d)載體1/底漆/面漆/載體2，其中載體1是薄膜、紡織材料，和載體2。
11.權利要求1的塗布劑用於塗布基材的應用。
12.一種塗布基材的方法，其特徵在於，施塗權利要求1的塗料體系。
全文摘要
本發明涉及一種由a)高分子量、凝膠型聚氨酯底塗層與b)聚氨酯漆組成的面塗層組成的多層塗層。本發明還涉及其生產及其應用。
文檔編號C09D5/00GK1444613SQ01813545
公開日2003年9月24日 申請日期2001年7月23日 優先權日2000年7月31日
發明者A·施藤德爾, C·科布施, W·屈特納 申請人:拜爾公司, 凝膠技術有限責任兩合公司