[go: up one dir, main page]

EP1325049A1 - Polyurethane, method for the production thereof and binding agent produced therefrom - Google Patents

Polyurethane, method for the production thereof and binding agent produced therefrom

Info

Publication number
EP1325049A1
EP1325049A1 EP01983534A EP01983534A EP1325049A1 EP 1325049 A1 EP1325049 A1 EP 1325049A1 EP 01983534 A EP01983534 A EP 01983534A EP 01983534 A EP01983534 A EP 01983534A EP 1325049 A1 EP1325049 A1 EP 1325049A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
polyurethane
groups
group
segment
anchor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01983534A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ulrike Hees
Hans-Guenter Bohrmann
Benedikt Raether
Ria Kress
Albert Kohl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Emtec Magnetics GmbH
Original Assignee
Emtec Magnetics GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Emtec Magnetics GmbH filed Critical Emtec Magnetics GmbH
Publication of EP1325049A1 publication Critical patent/EP1325049A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/62Record carriers characterised by the selection of the material
    • G11B5/68Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent
    • G11B5/70Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent on a base layer
    • G11B5/702Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent on a base layer characterised by the bonding agent
    • G11B5/7021Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent on a base layer characterised by the bonding agent containing a polyurethane or a polyisocyanate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/0804Manufacture of polymers containing ionic or ionogenic groups
    • C08G18/0819Manufacture of polymers containing ionic or ionogenic groups containing anionic or anionogenic groups
    • C08G18/0828Manufacture of polymers containing ionic or ionogenic groups containing anionic or anionogenic groups containing sulfonate groups or groups forming them
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/4009Two or more macromolecular compounds not provided for in one single group of groups C08G18/42 - C08G18/64
    • C08G18/4018Mixtures of compounds of group C08G18/42 with compounds of group C08G18/48
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • C08G18/50Polyethers having heteroatoms other than oxygen
    • C08G18/5072Polyethers having heteroatoms other than oxygen containing sulfur
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C08G18/7614Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing only one aromatic ring
    • C08G18/7628Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing only one aromatic ring containing at least one isocyanate or isothiocyanate group linked to the aromatic ring by means of an aliphatic group
    • C08G18/765Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing only one aromatic ring containing at least one isocyanate or isothiocyanate group linked to the aromatic ring by means of an aliphatic group alpha, alpha, alpha', alpha', -tetraalkylxylylene diisocyanate or homologues substituted on the aromatic ring
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10S428/90Magnetic feature
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31551Of polyamidoester [polyurethane, polyisocyanate, polycarbamate, etc.]
    • Y10T428/31609Particulate metal or metal compound-containing

Definitions

  • the invention relates to an anchor group-containing polyurethane, a process for its production, its use and binders and moldings produced therefrom.
  • a binder according to the invention contains at least one polyurethane according to the invention which has at least one anionic anchor group L, the anchor group L being covalently bonded to a polyether segment in the polyurethane having at least one nitrogen atom.
  • the invention relates to the use of binders containing such polyurethanes or moldings produced from such binders for the production of magnetic recording media.
  • No. 4,496,678 relates to viscosity-stabilized dispersions in which a polyether diol containing sulfonic acid groups acts as a stabilizing component in a polyurethane.
  • polyether sections bearing sulfonic acid groups and amino groups US 5 747 630 relates to a polyurethane binder for a magnetic recording medium.
  • the polyurethane binders described have, for example, polyether segments which have a cationic amino group with a sulfonic acid counterion.
  • Polyether sections containing amino groups and having a covalently bonded acid group are not mentioned in the publication.
  • DE - C 28 33 845 relates to a magnetic recording material made from a carrier or base material and a magnetizable layer formed thereon from fine magnetic particles which are dispersed in a binder made from polyester or polyurethane.
  • a suitable polyurethane has, for example, a metal sulfonate group content of 10 to 1000 equivalents per 10 6 g of polymer.
  • Polyurethanes with polyether segments which have both amino groups and acid groups are not described in the publication.
  • Polyurethanes with anchor groups are described in DE-A 199 45 400.0, which relates to a thermoplastic block copolymer with at least one soft segment A and at least one hard segment (B), the hard segment (B) having at least one anionic and / or at least one cationic anchor group L. ,
  • DE-A 100 05 647.4 describes a binder composition, at least containing a polyurethane with a structural unit according to general formula I defined therein
  • n is a number from 1 to 10
  • the radicals R 1 each independently of one another for a polyurethane having a molecular weight of at least about 1000, R 4 -Q-, R 4 - Q- (XO-) m XQ- or R 4 - QYQ-, where Q is O, NH, NR 2 or S, R 4 a linear or branched, saturated or unsaturated alkyl radical with 2 to 44 C atoms, X for an optionally aromatically substituted alkyl radical with 2 to 14 C atoms, Y for a polymer obtainable by polymerization, polyaddition or polycondensation with a molecular weight M w of 150 up to 5000 and m stands for a value from 1 to 300, the radicals R 2 each independently represent H or a linear or branched, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radical having 1 to about 20 C atoms, a saturated or unsaturated, optionally substituted cycloaliphatic
  • Z represents a linear or branched, saturated or unsaturated optionally substituted alkyl radical with 8 to 44 C atoms, an optionally substituted cycloalkyl radical with 4 to 44 C atoms, one optionally substituted araliphatic hydrocarbon radical having 6 to 40 carbon atoms or a polymer which can be obtained by polymerization, polyaddition or polycondensation and has a molecular weight M w of 150 to 5000, Z being connected to the total molecule via suitable functional groups, or a partial or customs salt thereof, and at least one magnetic or magnetizable pigment, known.
  • DE-A 100 05 649.0 relates to a binder composition containing a polyurethane with a structural unit according to general formula I.
  • R 1 is H or a linear or branched, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radical with 1 to 20 C atoms, a saturated or unsaturated, optionally substituted cycloaliphatic hydrocarbon radical with 4 to 20 C atoms or an optionally substituted araliphatic hydrocarbon radical with 6 to 40 C atoms
  • R 2 represents a linear or branched, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radical having 1 to 20 C atoms or a cycloaliphatic hydrocarbon radical having 4 to 20 C atoms or an optionally substituted aromatic hydrocarbon having 6 to 18 C atoms
  • X 1 and X 2 each independently represent an optionally substituted radical comprising at least two C atoms, at least one of the radicals X 1 and X 2 by reaction of an OH, NH 2 , -.
  • NHR 3 or SH group in which R 3 is a linear or branched, saturated or unsaturated, optionally aromatically substituted alkyl radical having 1 to 44 carbon atoms, is incorporated in the polyurethane, or a salt thereof, and at least one magnetic or magnetizable Pigment.
  • the present invention was based on the object of providing a new polymer which is suitable for the production of magnetic recording media.
  • the invention relates to a polyurethane having at least one anionic anchor group L, the anchor group L being covalently bonded to a polyether segment in the polyurethane having at least one nitrogen atom.
  • a “polyether segment having at least one nitrogen atom” is understood to mean a segment which has at least two ether groups and at least one nitrogen atom.
  • the at least one nitrogen atom can be arranged, for example, between two or more ether groups. However, it is also possible for the at least one nitrogen atom to be arranged at the end of the polyether segment.
  • Such a nitrogen atom can be used, for example, with two in the context of the present invention or more carbon atoms.
  • Corresponding carbon atoms can belong to an alkyl group or to functional groups such as carboxyl groups or urea groups. Accordingly, the nitrogen atom is an amino N atom, an amido N atom or a urea N atom.
  • a binder is understood to mean a composition which contains at least one thermoplastic polyurethane defined herein.
  • the binder according to the invention preferably contains a mixture of two or more such polyurethanes or a mixture of at least one polyurethane with further polymers, the polymers or polyurethanes, after chemical or physical drying, substantially maintaining stable dispersions and sufficient mechanical stability of one of the binders produced magnetic recording medium are involved.
  • thermoplastic block copolyurethane is understood to mean a polyurethane which has a block-by-block structure A-B-A, these individual blocks being present in micro-phase separation.
  • the thermoplastic block copolyurethane has a softening point or a softening range. Above this softening point or range, the polyurethane is plastically deformable, and when it returns to temperatures below this softening point or range it retains the shape produced in the plastic state and behaves essentially like a duromer.
  • a hard segment is understood to mean a segment of a thermoplastic block copolyurethane molecule, the hard segment having a glass transition temperature above at least about 20 to 40 ° C., preferably at least about 50 ° C.
  • a soft segment is understood to mean a segment of a polyurethane molecule which is covalently connected to a hard segment and has a glass transition temperature of less than about 20 ° C.
  • an anchor group is understood to mean an anionic group which is able to interact with ionic or at least polar compounds.
  • Anchor groups are understood in particular to mean functional groups which are able to interact with the surface of inorganic filler materials, in particular with the surface of inorganic magnetic or magnetizable pigments.
  • the polyurethanes according to the invention have at least one anionic anchor group L, the anchor group L being covalently bound to a polyether segment in the polyurethane having at least one amino group.
  • a polyurethane according to the invention can have a statistical structure, i. H. it does not have to be a polyurethane built up in blocks.
  • a polyurethane according to the invention has segments of different hardness, in particular at least one soft segment and at least one hard segment.
  • a polyurethane according to the invention has thermoplastic properties.
  • the polyurethane according to the invention is a block copolyurethane.
  • the polyurethane according to the invention can have anchor groups L both in a soft segment and in a hard segment. According to the invention, however, the number of anchor groups located in a hard segment of the thermoplastic polyurethane is greater than the number of anchor groups located in one soft segment (A) or several soft segments (A).
  • the number of anchor groups in the total number of hard segments (B) in the polyurethane is at least five times, preferably at least 10 times, the total number of anchor groups in the soft segments (A).
  • the thermoplastic polyurethane according to the invention has essentially no anchor groups in the soft segment (A) or the soft segments (A).
  • the polyurethane according to the invention contains, as anchor group L, a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphonic acid group, a phosphoric acid group or a suitable salt of such a group.
  • At least one anchor group L is covalently bonded to at least one polyether segment in the polyurethane having at least one nitrogen atom.
  • the anchor group L is covalently bonded directly or via a corresponding spacer to at least one nitrogen atom in the polyether segment.
  • Suitable compounds for building up such a polyether segment are, for example, polyether compounds which have terminal amino groups.
  • Such polyether compounds can be functionalized, for example, by the corresponding amino groups with, for example, acrylamidopropanesulfonic acid (AMPS) in the sense of a Michael addition such that the terminal amino groups each have a spacer on the amino N atom with the sulfonic acid group as anchor group L are covalently linked.
  • AMPS acrylamidopropanesulfonic acid
  • Such aminopolyethers equipped with at least one anchor group L can then be converted, for example, by reaction with corresponding polyisocyanates to give polyureas or (in the presence of polyols) polyurea polyurethanes.
  • polyurea polyurethanes are also referred to as polyurethanes in the context of the present invention.
  • R is H or a linear or branched alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms, in particular CH 3 , n is a number from 1 to about 100 and m is a number from 2 to 10 and o is 1 or 2, or their alkali metal salts.
  • R is H or a linear or branched alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms, in particular CH 3 , n is a number from 1 to about 100 and m is a number from 2 to 10 and o is 1 or 2, or their alkali metal salts.
  • Such products are sold, for example, by the Raschig company under the name Poly EPS 520Na.
  • a soft segment in the context of a polyurethane according to the invention has a polyether segment with at least one nitrogen atom and at least one anchor group L
  • the molecular weight (M w ) of the polyether segment is at least about 700, but preferably more, for example at least about 800, 900 or about 1000 g / mol.
  • the upper limit for the molecular weight is about 100,000, but preferably less, in particular from 5,000 to 25,000.
  • the molecular weight (M w ) of Polyether segment at least about 60, but preferably more, for example at least about 100, 200 or 300 g / mol.
  • the upper limit for the molecular weight is about 500 to 1000, in particular about 600.
  • the molecular weight should be rather low, since it is otherwise a soft segment. However, too low molecular weights mean that the polyether segment defined above is no longer soluble in common solvents, such as THF or dioxane.
  • the invention relates to a thermoplastic polyurethane of the general formula I.
  • A, B and L have the meaning given above, Z for the rest of a compound XZX which is at least difunctional with respect to Y to form a covalent bond, Y for a functional group which is reactive towards the functional groups X of compound Z to form a covalent bond, X represents at least one functional group reactive towards the functional groups Y to form a covalent bond, n for a number from 1 to 10, m for a number from 1 to 10 and r for a number from 0 to 10, the number of anchor groups L in the entire block copolyurethane is 1 to n * m (formulas I and Ia) or 1 to n * r + m (formula II).
  • suitable as soft segments (A) are, for example, polyesters, polyethers, polyacetals, polycarbonates, polyester ethers and the like, such as polyester polyurethanes.
  • the polyether segment containing at least one nitrogen atom can be arranged in the soft segment or in the hard segment or in both segments.
  • the compounds mentioned which are suitable for use as soft segments (A) have at least one functional group Y.
  • the compounds suitable as soft segments (A) have at least two functional groups Y.
  • the functional groups Y are attached at the ends to the compounds suitable for use as soft segment (A).
  • Y stands for a functional group capable of reacting with an NCO group to form a covalent bond.
  • Y is OH, NH 2 , NHR, SH or COOH, where R is a linear or branched, saturated or unsaturated alkyl radical having 1 to 24 carbon atoms or an aryl radical having 6 to 24 carbon atoms ,
  • Y represents an OH, NH 2 or NHR group, in particular an OH group.
  • suitable connections are described for the production of soft segments (A).
  • the compounds are shown as OH-bearing compounds.
  • corresponding compounds which, instead of the OH group shown in the further description, have a different functional group which is reactive toward NCO groups, for example, carry one of the other functional groups named for Y, insofar as a corresponding connection exists or can be produced.
  • Polyesters suitable for forming soft segments are, for example, predominantly linear polymers with terminal OH groups, preferably those with two or three, in particular with two, OH groups.
  • the polyester polyols can be obtained in a simple manner by esterification of linear or branched, saturated or unsaturated aliphatic or correspondingly suitable aromatic dicarboxylic acids with 4 to about 15 C atoms, preferably 4 to about 10 C atoms with glycols, preferably glycols with about 2 to about Produce 25 carbon atoms or by polymerizing lactones with about 3 to about 20 carbon atoms.
  • dicarboxylic acids which can be used are glutaric acid, pimelic acid, suberic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid and preferably adipic acid or succinic acid, or mixtures of two or more of the dicarboxylic acids mentioned.
  • Suitable aromatic dicarboxylic acids are terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid or mixtures of two or more of these dicarboxylic acids.
  • Tricarboxylic acids such as e.g. Trimellitic acid.
  • Aromades of one or more of the aromatic di- or tricarboxylic acids mentioned with aliphatic or further aromatic dicarboxylic acids for example with diphenic acid, pentadienoic acid, succinic acid or adipic acid, are also suitable.
  • polyester polyols it may be advantageous to use appropriate acid derivatives such as carboxylic acid anhydrides or carboxylic acid chlorides instead of the dicarboxylic acids, if these are obtainable.
  • appropriate acid derivatives such as carboxylic acid anhydrides or carboxylic acid chlorides
  • polyester polyols suitable for use as a soft segment in the context of the present invention can be prepared by reacting dicarboxylic acids with corresponding glycols.
  • suitable glycols for the production of the polyester polyols are linear or branched, saturated or unsaturated, aliphatic or aromatic glycols.
  • these are diethylene glycol, 1,2-ethanediol, 1,3-propanediol, 2-methyl-l, 3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9- Nonanediol, 1,10-decanediol and the corresponding higher homologs, such as can be formed by gradually extending the carbon chain of the compounds mentioned, and for example 2,2,4-trimethylpentanediol-l, 5, 2,2-dimethylpropanediol-1,3, 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,4-diethanolcyclohexane, 2-methyl-2-butyl-l, 3-propanediol, 2,2-dimethyl-l, 4-butanediol, hydroxypivalic acid
  • the polyester polyols mentioned can be used alone or as a mixture of two or more of the polyester polyols mentioned in different proportions to produce the thermoplastic polyurethanes.
  • Suitable lactones for the production of the polyester polyols are, for example, ⁇ , ⁇ -dimethyl- ⁇ -propiolactone, ⁇ -butyrolactone and ⁇ -caprolactone.
  • the polyether polyols are also suitable for use as soft segments (A) in the production of the above-mentioned thermoplastic polyurethanes.
  • Polyether polyols are understood to mean essentially linear substances with ether bonds in the sense of the above-mentioned terminal OH groups.
  • Suitable polyether polyols can be prepared, for example, by polymerizing cyclic ethers such as tetrahydrofuran or by reacting one or more alkylene oxides having 2 to 4 carbon atoms in the alkylene radical with a starter molecule which has two active hydrogen atoms.
  • suitable alkylene oxides are ethylene oxide, 1,2-propylene oxide, epichlorohydrin, 1,2-butylene oxide or 2,3-butylene oxide or mixtures of two or more thereof.
  • the alkylene oxides can be used individually, alternately in succession or as mixtures of two or more of the alkylene oxides mentioned.
  • starter molecules are water, glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol and 1,6-hexanediol, amines such as ethylenediamine, 1,6-hexamethylenediamine or 4,4'-diaminodiphenylmethane and amino alcohols such as N. - Consider methylethanolamine.
  • all of the above-mentioned, at least functional compounds, as described for the construction of the soft segments can be used as starter molecules.
  • Suitable polyester polyols and polyether polyols and their preparation are mentioned, for example, in EP-B 0 416 386.
  • a polyurethane according to the invention has at least one anchor group L which is covalently bonded to a polyether segment in the polyurethane having at least one nitrogen atom.
  • suitable polyethers has been described above, for example. However, those polyethers which each have a nitrogen atom at the end of the polyether segment, in particular in the form of an amino group, are also suitable. Both polyether segments are suitable here which only have at least one nitrogen atom at the terminal. However, polyether segments which are attached to at least one are also suitable Chain end have a nitrogen atom and within the polyether chain another nitrogen atom or more nitrogen atoms.
  • such polyethers bearing nitrogen atoms are also suitable which do not carry the nitrogen atom within the backbone of the polyether segment but as a side chain.
  • polycarbonates for example, can also be used as soft segments (A).
  • polycarbonates are used which are essentially linear and have at least two, preferably terminal, OH groups.
  • Corresponding polycarbonate polyols are prepared, for example, by reacting one of the above-mentioned functional alcohols or a mixture of two or more such functional alcohols with phosgene. Suitable polycarbonate polyols, for example those based on 1,6-hexanediol and their preparation, are described, for example, in US Pat. No. 4,131,731.
  • thermoplastic polyurethane In amounts of up to about 5% by weight, based on the total mass of the soft segments contained in the thermoplastic polyurethane, it is also possible, for example, to use aliphatic alcohols with three or more functional groups and 3 to about 15, preferably about 3 to about 10, carbon atoms be used in the manufacture of the soft segments.
  • suitable compounds are, for example, trimethylolpropane, triethylolpropane, glycerol, pentaerythritol, sorbitol, mannitol and other sugar alcohols with up to about 10 OH groups per molecule.
  • the corresponding derivatives of the compounds mentioned can also be used to produce the soft segments, as can be obtained by reaction with an alkylene oxide having 2 to about 4 carbon atoms or a mixture of two or more such alkylene oxides.
  • carboxylic acids or derivatives thereof with three or more functional groups can also be used be used.
  • the compounds mentioned can each be used alone or as a mixture of two or more of the compounds mentioned.
  • polyesters are used as soft segment (A), which can be obtained from a reaction of adipic acid or isophthalic acid and or a mixture thereof with 1,6-hexanediol or 1,4-cyclohexanedimethanol or a mixture thereof.
  • the soft segments (A) have glass transition temperatures from about -50 ° C. to about 20 ° C. In a further preferred embodiment of the invention, the glass transition temperatures of the soft segments (A) are in a range from approximately -30 ° C. to approximately 0 ° C. In order to ensure the desired mechanical properties of the thermoplastic polyurethane according to the invention, the soft segment (A) should have a molecular weight of about 500 to about 25,000 g / mol. In a preferred embodiment of the invention, soft segments (A) are used which have a molecular weight of approximately 2000 to approximately 10,000 g / mol, for example approximately 3000 to approximately 7000 g / mol.
  • such di- or higher-functional compounds are used which lead to a glass transition temperature of the extended soft segment (A) which is within the desired range.
  • compounds for increasing the molecular weight are therefore used in the production of the soft segments (A) diisocyanates, in particular, for example, those having 6 to about 30 carbon atoms in the case mentioned.
  • linear aliphatic diisocyanates such as 1,4-tetramethylene diisocyanate, 1,5-pentamethylene diisocyanate or 1,6-hexamethylene diisocyanate
  • aliphatic cyclic diisocyanates such as 1,4-cyclohexylene diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate or isophorone diisocyanate (IPDI)
  • aromatic diisocyanates such as tolylene-2,4-diisocyanate (2,4-TDI), toluene-2,6-diisocyanate (2,6-TDI), the mixture of isomers of the latter two diisocyanates, m-tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI), p-tetramethylxylylene diisocyanate, 1, 5-naphthylene diis
  • the soft segments (A) can optionally carry one or more anchor groups L.
  • the production of soft segments (A) with anchor groups L takes place according to the usual rules of organic chemistry, for example as described in the further course of the text in the course of the production of the hard segments (B) carrying anchor groups.
  • the thermoplastic polyurethanes carry more anchor groups in the hard segment than in the soft segments.
  • the ratio of anchor groups in the hard segments to anchor groups in the soft segments is at least about 5: 1, for example at least about 10: 1.
  • the soft segments (A) contained in the thermoplastic polyurethane have none Anchor groups L on.
  • diisocyanates are reacted with compounds which are functional towards isocyanate groups.
  • the selection of diisocyanates and corresponding compounds which are functional towards isocyanate groups is carried out in such a way that the corresponding hard segment has a glass transition temperature as defined in the introduction, the isocyanates mentioned above with regard to the soft segment being preferred.
  • isocyanates with a functionality of more than 2 can be used in minor amounts of up to about 5% by weight, based on the total amount of the diisocyanates used to prepare the hard segment (B).
  • Suitable isocyanates for this purpose are, for example, the trimerization products of functional isocyanates such as 1,4-butylene diisocyanate, 1,5-pentamethylene diisocyanate or 1,6-hexamethylene diisocyanate.
  • Suitable functional groups are, for example, those as already mentioned above in the context of the explanation of the functional groups Y.
  • difunctional alcohols are used to produce the hard segments (B).
  • these are diethylene glycol, 1,2-ethanediol, 1,3-propanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6- Hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol and the corresponding higher homologs, such as can be formed by stepwise extension of the carbon chain of the compounds mentioned, and for example 2,2, 4- trimethylpentanediol-1,5,2,2-dimethylpropanediol-1,3,4-cyclohexanedimethanol, 1,4-diethanolcyclohexane, 2-methyl-2-butyl-1,3-propanediol, 2,2-dimethyl 1,4-butanediol, hydroxypivalic acid n
  • compounds which have a molecular weight of less than about 200 g / mol, in particular less than about 150 g / mol are used to produce the hard segments (B).
  • Particularly suitable in this context are the low molecular weight aliphatic functional alcohols, for example ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, neopentyl glycol, neodiol (2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol) and the like short-chain aliphatic, linear or branched compounds.
  • the at least one anchor group L can be introduced into the hard segment (B) in different ways.
  • the anchor groups L can be incorporated by covalently incorporating a compound or a mixture of two or more compounds which are suitable for introducing an anchor group into corresponding functional groups contained in the hard segment (B) in the course of a polymer-analogous reaction. If this way of introducing anchor groups (L) is to be labeled, it is necessary for the hard segment (B) to contain, for example, free hydroxyl groups or amino groups.
  • hydroxyl groups contained in the hard segment (B) with correspondingly functionalized carboxylic acids, for example halocarboxylic acids such as chloroacetic acid, in order to achieve functionalization of the hard segment with one or more corresponding anchor groups.
  • Carboxylic acid anhydrides are also suitable for the functionalization of functional groups contained in the hard segment (B).
  • a corresponding polymer-analogous reaction of functional groups contained in the hard segment, for example hydroxyl groups, with carboxylic acid anhydrides leads to hard segments (B) which have a carboxylic acid group as anchor group L.
  • Epoxy compounds having corresponding anchor groups for example, are also suitable for connecting corresponding anchor groups to functional groups contained in the hard segment (B).
  • the anchor groups can be introduced into the polymer backbone by Michael addition with suitable groups.
  • the functional groups contained in the hard segment (B) can be reacted, for example, with alkylene oxides having 2 to 4 carbon atoms.
  • functional hydroxy groups contained in the hard segment (B) are reacted with about 1 to about 30 mol of alkylene oxide, in particular propylene oxide, per hydroxyl group.
  • a further possibility for equipping the hard segments (B) with anchor groups L is that a compound functionalized with an anchor group L is already used when the hard segment (B) is being built up, and thus during the synthesis of the hard segment (B) into the hard segment (B) is installed.
  • Corresponding compounds functionalized with an anchor group L therefore have at least two functional groups which are reactive towards an isocyanate group with the formation of a covalent bond, for example the functional groups Y already mentioned.
  • suitable compounds are, for example, dimethylolpropionic acid or further difunctional compounds which are reactive with isocyanates and have a group which interacts with inorganic surfaces, for example pigment surfaces, such as SO 3 Na, for example the Tegomer DS3135 which was previously sold by Goldschmidt.
  • the hard segment B can also contain a polyether segment which has at least one nitrogen atom and to which an anchor group L is covalently bonded.
  • the polyether segments already mentioned are suitable, for example, as the polyether segment having at least one nitrogen atom.
  • the number of anchor groups L per hard segment (B) can vary within wide limits, with the solubility in common solvents such as THF or dioxane being the limiting factor. If a thermoplastic polyurethane according to the invention has only one hard segment (B) (represented in the general formula I, formula Ia, where n is the number 1 or in the general formula II, where n is the number 0), the number is m in formula I formula Ia, which indicates the number of anchor groups L in the hard segment (B), for a number from 1 to about 10. In a preferred embodiment of the invention, m stands for 1.
  • thermoplastic polymer has more than one hard segment (B ), represented, for example, in the general formula I / formula Ia, where n for a number greater than 1 stands, it is not absolutely necessary in the context of the present invention that each hard segment (B) in the thermoplastic polymer carries an anchor group L or two or more anchor groups L. It is only necessary that at least one hard segment in the thermoplastic polymer carries an anchor group L. It is also provided in the context of the present invention that two or more hard segments (B) in a single thermoplastic polymer have a different number of anchor groups.
  • thermoplastic polyurethane which can be used in the context of the present invention can accordingly, provided that it has two or more hard segments (B), in each case have hard segments (B) without anchor groups L, with one anchor group L or with two or more anchor groups L, at least one of the hard segments (B) must carry at least one anchor group L.
  • the formula notation B (L), as used for example in formula I / formula Ia and formula II, is therefore not to be understood as meaning that each hard segment (B) must carry an anchor group L.
  • the only decisive factor is that at least one hard segment in the thermoplastic polyurethane carries at least one anchor group L.
  • a hard segment (B) contains the anchor groups L already defined.
  • the hard segments (B) have glass transition temperatures of more than the use temperature of a magnetic storage medium produced from the polyurethanes according to the invention, for example about 20 ° C. to about 90 ° C.
  • the glass transition temperatures of the hard segments (B) are in a range from approximately 20 ° C. to approximately 80 ° C., for example in a range from approximately 40 ° C. to approximately 70 ° C.
  • the hard segments (B) should have a molecular weight of about 350 to about 30,000 g / mol.
  • hard segments (B) are used which have a molecular weight of about 1,000 to about 20,000 g / mol, for example about 2,000 to about 15,000 g / mol or about 3,000 to about 12,000 g / mol.
  • the soft segments (A) and the hard segments (B) are produced in accordance with the usual rules of organic polymer chemistry. If a polyester, a polyether, a polycarbonate, a polyacetal or another compound which can be used as a soft segment is used as the soft segment, its production is carried out according to conventional polymer chemistry methods known to the person skilled in the art. If various of the compounds mentioned, which can be used as a soft segment, are to be connected to one another due to the molecular weight of the individual compounds being too low, this also takes place, depending on the functional compound used for chain extension, also according to the usual rules known in organic chemistry for the respective functional ones Groups.
  • the soft segments (A) are produced in such a way that a soft segment (A) is formed which has at least two functional groups Y, one group Y being able to react with an isocyanate group to form a covalent bond. Suitable groups Y have already been mentioned in the course of this text.
  • soft segments (A) which carry Y OH groups as functional groups are used to produce the thermoplastic polyurethanes.
  • the number of functional groups Y per soft segment should be at least about two. However, it is equally possible to use soft segments whose functionality is higher than two, for example about 3. It is also possible to use mixtures of two or more different soft segments (A) which differ, for example, in their functionality from isocyanate groups. It is therefore entirely possible within the scope of the present invention that the soft segments (A) used have a functionality with respect to isocyanate groups which is, for example, between 2 and 3, for example about 2.1 to about 2.5.
  • the soft segments (A) used are polyester polyols, polyether polyols or polycarbonate polyols which, if appropriate, have been extended with diisocyanates, for example diphenylmethane diisocyanate or tolylene diisocyanate, until a corresponding molecular weight has been reached.
  • diisocyanates for example diphenylmethane diisocyanate or tolylene diisocyanate
  • the compounds used as hard segments (B) in the context of the present invention are prepared in such a way that polyurethane prepolymers which can be used as hard segments and have at least two isocyanate groups are present after the preparation.
  • the compounds which can be used as hard segments have at least two isocyanate groups as terminal isocyanate groups.
  • the thermoplastic polyurethanes according to the invention are produced by reacting the compounds which can be used as soft segments (A) with the compounds which can be used as hard segments (B).
  • compounds which can be used as soft segments (A) have a structure YAY, where Y has the meaning given above and A stands for one of the structures described above which can be used as soft segment (A).
  • Compounds which can be used in the context of the present invention as hard segments (B) accordingly have a structure OCN-B (L) m-NCO and are accordingly reactive toward the structures forming the soft segments with the formation of a covalent bond.
  • the structures given represent only a schematic representation of the structure of the compounds to be reacted with one another.
  • the number of functional groups can differ from the structurally represented form in accordance with the above.
  • not all of the compounds used to form hard segments (B) have to have one or more anchor groups. It is only necessary to add a sufficient number of compounds bearing anchor groups L, so that each thermoplastic polyurethane has at least one hard segment which carries at least one anchor group L; a structure AB (L) -A is preferred.
  • the present invention therefore also relates to a process for producing a thermoplastic polyurethane according to the invention, in which at least one at least one functional linear or branched polyurethane prepolymer with NCO end groups, for example a compound OCN-B (L) m -NCO, is used as the hard segment (B) at least one linear or branched soft segment (A) having at least one functional group reactive towards NCO groups, for example a compound YAY, is reacted.
  • at least one at least one functional linear or branched polyurethane prepolymer with NCO end groups for example a compound OCN-B (L) m -NCO
  • the reaction of the compounds YAY and OCN-B (L) m -NCO can be carried out in a manner known per se, preferably at temperatures from about 0 to about 120 ° C.
  • the ratio of the two components is advantageously so chosen so that the ratio of Y to NCO groups is about 2 to about 1.
  • the molecular weight of the thermoplastic polyurethanes obtained can be controlled within wide limits by appropriate variations in the ratio mentioned.
  • At least one of the thermoplastic polyurethanes present in the binder according to the invention has a molecular weight of approximately 3000 to approximately 150,000, for example approximately 8,000 to approximately 100,000 or approximately 10,000 to approximately 60,000.
  • connections can act as chain extenders, for example.
  • Primary amino compounds with two to about 20, for example 2 to about 12, carbon atoms are suitable for this purpose.
  • these are ethylamine, n-propylamine, i-propylamine, n-propylamine, sec-propylamine, tert-butylamine, 1-aminoisobutane, substituted amines having 1 to about 20 carbon atoms, such as 2- (N, N-dimethylamino) ) -l-aminoethane, aminomercaptans such as 1-amino-2-mercaptoethane, aliphatic amino alcohols having 1 to about 20, preferably 1 to about 12, carbon atoms, for example methanolamine, l-amino-3,3-dimethylpentane-5- ol, 2-aminohexane-2 ', 2 "-diethanolamine, l-
  • the reaction can optionally be carried out in the presence of a catalyst.
  • a catalyst in a preferred embodiment, this is, for example, a tertiary amine such as triethylamine, tributylamine, diazabicyclo (2,2,2) octane, N-methylpyridine or N-methylmorpholine.
  • a tertiary amine such as triethylamine, tributylamine, diazabicyclo (2,2,2) octane, N-methylpyridine or N-methylmorpholine.
  • Other suitable catalysts are organometallic compounds such as dibutyltin dilaurate and metal salts such as tin octoate, lead octoate or zinc stearate.
  • the amount of catalyst present during the reactions is generally from about 1 to about 500 ppm by weight.
  • a solvent or diluent is usually not necessary. In a preferred embodiment, however, a solvent or a mixture of two or more solvents is used.
  • Suitable solvents are, for example, hydrocarbons, in particular toluene, xylene or cyclohexane, esters, in particular ethyl glycol acetate, ethyl acetate or butyl acetate, amides, in particular dimethylformamide or N-methylpyrrolidone, sulfoxides, in particular dimethyl sulfoxide, ethers, in particular diisopropyl ether or methyl tert-butyl ether or preferably cyclic Ethers, especially tetrahydrofuran or dioxane.
  • thermoplastic polyurethane which has functional groups as end groups
  • thermoplastic polyurethanes For the production of thermoplastic polyurethanes according to the general
  • Formula II can these compounds containing end groups reactive towards isocyanate groups with compounds which are functional towards such groups
  • Groups X on the functional groups Y reactive groups are primarily the isocyanate groups used in a preferred embodiment of the present invention become. Depending on the type of functional group Y, however, X can also stand for other functional groups reactive towards Y, for example for epoxy groups, carboxylic acid groups, carboxylic ester groups, carboxylic anhydrides or for double bonds which can be reacted with Y in the course of a Michael addition.
  • Z has as functional groups X at least two epoxy, OH, NCO or COOH groups or a mixture of two or more thereof which is not reactive with one another.
  • the invention also relates to a binder containing at least one thermoplastic polyurethane according to the invention.
  • the binder according to the invention contains at least one thermoplastic polyurethane which has at least one hard segment (B), at least one of the hard segments (B) carrying at least one anchor group L.
  • the binder according to the invention contains such a thermoplastic polyurethane or a mixture of two or more such thermoplastic polyurethanes in an amount of at least about 10% by weight, for example at least about 30 or 50% by weight.
  • the amount of polyurethane in the binder according to the invention is about 50 ⁇ 5% by weight, the rest of which can consist of conventional polymers suitable for use in binders, for example polyurethanes.
  • the binder according to the invention can also contain a further thermoplastic polyurethane or a mixture of two or more further thermoplastic polyurethanes.
  • the binders according to the invention contain at least one further binder in addition to the thermoplastic polyurethane or thermoplastic polyurethanes already mentioned.
  • the binders according to the invention can also contain a further polymer or a mixture of two or more further polymers.
  • the other polymers which can be used in the binder according to the invention include, for example, non-thermoplastic polyurethanes, polyacrylates, polyester polyurethanes, poly (meth) acrylate urethanes, polymethacrylates, polyacrylamides, polymers or copolymers of vinyl monomers such as styrene, vinyl chloride, vinyl acetate, vinyl propionate, binders based on vinyl formals , cellulose-containing polymers such as cellulose esters, in particular cellulose nitrates, cellulose acetates, cellulose acetopropionate or cellulose acetobutyrate, phenoxy resins or epoxy resins, as can be obtained in a manner known per se, or mixtures of two or more thereof.
  • the binders according to the invention generally contain the thermoplastic polyurethanes in an amount of up to about 100% by weight. Further binders can be present in the binder according to the invention in a proportion of up to about 90% by weight, for example up to about 70, 60, 50, 40 or 30% by weight or less.
  • the polyurethanes according to the invention can be used both as dispersing binders and as topcoat binders. If a polyurethane according to the invention is to be used as the dispersion binder, the number of anchor groups per hard segment in the polymer should be at least about 1, in particular about 1 to about 3. If a polyurethane according to the invention is to be used as the coating binder, the number of anchor groups per hard segment in the polymer should be about 0.1 to about 0.9, in particular about 0.2 to about 0.6. The same applies, when mixtures of two or more polymers are used to prepare the dispersing or lamination binders. In this case, the ratio of hard segments with anchor groups to hard segments without anchor groups should be set so that the above-mentioned values are maintained.
  • polymers according to the invention suitable for use as dispersing binders have a glass transition temperature (T g ) of approximately 55 to approximately 65 ° C. and a molecular weight of approximately 10,000 to approximately 25,000.
  • polymers according to the invention suitable for use as lacquer binders have a glass transition temperature (T g ) of approximately 12 to approximately 30 ° C. and a molecular weight of approximately 40,000 to approximately 80,000.
  • the binders according to the invention contain a magnetic pigment or a mixture of two or more magnetic pigments and are suitable as a magnetic dispersion or as
  • oxidic pigments come as magnetic pigments
  • Pigments such as ⁇ -Fe 2 O 3 , Fe 3 O, FeO x (l, 33 ⁇ x ⁇ l, 5), CrO 2 , co-modified ⁇ -Fe 2 O 3 ,
  • the metal pigment or metal alloy pigment comprises a metal, such as e.g. Fe, Co, Ni or a combination of two or more of these metals as
  • the binders according to the invention may also contain fillers, dispersing aids, further additives such as lubricants, carbon black or non-magnetic inorganic or organic pigments.
  • fillers, dispersing aids, further additives such as lubricants, carbon black or non-magnetic inorganic or organic pigments.
  • a thermoplastic polyurethane or a mixture of two or more of the abovementioned thermoplastic polyurethanes with a magnetic pigment or a mixture of two or more magnetic pigments, for example in a mixture with one or more solvents and, if appropriate, together with fillers and dispersing agents , other binders and other additives such as lubricants, carbon black or non-magnetic inorganic or organic pigments are dispersed together.
  • the main components in the magnetic dispersion that is to say in particular the pigments and the binder, are first mixed with a little solvent to form a dough-like mass and then intimately mixed with one another, e.g. B. by kneading, mixed and then dispersed
  • carboxylic acids with about 10 to about 20 carbon atoms in particular stearic acid or palmitic acid or derivatives of carboxylic acids such as their salts, esters or amides, or mixtures of two or more thereof, can be used as lubricants.
  • non-magnetic inorganic additives examples include aluminum oxide, silicon dioxide, titanium dioxide or zirconium dioxide, and non-magnetic organic pigments include polyethylene or polypropylene.
  • the binders according to the invention can be applied, for example, to customary rigid or flexible carrier materials.
  • Suitable carrier materials are, for example, films made of linear polyesters such as polyethylene terephthalate or polyethylene naphthalate, which generally have thicknesses of approximately 4 to approximately 200 micrometers, in particular approximately 5 to approximately 36 micrometers.
  • the invention therefore also relates to a shaped body, in particular a self-supporting shaped body, for example in film form or as a composite of a plurality of layers or film-shaped bodies, at least comprising a binder according to the invention or a binder produced by a method according to the invention.
  • the invention also relates to the use of a binder according to the invention or a binder produced according to the invention for the production of magnetic recording media.
  • recording media The following are particularly worth mentioning as recording media:
  • Video cassettes for both professional and consumer use; Audio cassettes, both for the professional and the end user area, e.g. B. Digital audio tape; Data storage tapes; disks; Floppy disk; ZIP disk; Magnetic stripe.
  • a polyurethane block consisting of 1 mol, ⁇ -polypropylene glycol diamine sulfopropyl Na salt, 8 mol l, 3-bis (l-methyl-l-isocyanatoethyl) benzene (TMXDI, m-tetramethylxylylene diisocyanate), 6 mol neopentyl glycol and 2 mol ethanolamine is with 11.1 mol of a polyester diol with the molecular weight 802, consisting of adipic acid, isophthalic acid and 1,4-cyclohexanedimefhanol, and with 11.1 mol of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate in tetrahydrofuran as a solvent with the addition of dibutyltin dilaurate as a catalyst at 60 ° C implemented until an NCO content of 0% is reached.
  • TXDI 3-bis (l-methyl-l-isocyanatoethy
  • a polyurethane block consisting of 1 mole of ⁇ , ⁇ -polypropylene glycol diamine sulfopropyl Na salt, 8 moles of l, 3-bis (l-methyl-l-isocyanatoethyl) benzene, 6 moles of neopentyl glycol and 2 moles of ethanolamine is mixed with 11.1 moles a polyester diol with molecular weight 802, consisting of adipic acid, isophthalic acid and 1,4-cyclo- hexanedimethanol, and with 11.655 mol of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate in tetrahydrofuran as a solvent with the addition of dibutyltin dilaurate as a catalyst at 60 ° C. until a defined viscosity (1000 mPas (based on 40% strength solution)) is reached).
  • the polyurethane block is produced analogously to example 1.
  • polyester with the molecular weight of 802 consisting of adipic acid, isophthalic acid and 1,4-cyclohexanedimethanol, 2914.6 g of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate and
  • a homogeneous, finely divided and settable dispersion was obtained.
  • the dispersion was extracted with vigorous stirring with 0.012 part of a solution of a triisocyanate, based on 1 part of the dispersion 3 moles of tolylene diisocyanate and 1 mole of trimethylolpropane, 50% in tetrahydrofuran, were added.
  • the dispersion was applied to a back-coated polyethylene terephthalate film with a dry layer thickness of 3 ⁇ m.
  • the coated web was passed through a straightening section consisting of a coil with a field strength of 200 kA / m to align the ferromagnetic pigment.
  • the coated film web was dried at 80 ° C. and smoothed by passing it between heated steel rolls with a roll temperature of 60 ° C. under pressure (line pressure 200 kg / cm).
  • the dispersions produced according to the example are stable in storage, easy to process and the tapes produced in this way meet the requirements in every respect.
  • the dispersions prepared according to the comparative example have only a limited shelf life.
  • the tapes have lower video levels due to the poorer surface and reproducibly show deposits on the video head.
  • the pigment distribution is better, the higher the gloss value.
  • the lowering of the gloss value with slight movement of the dispersion (roller board) indicates reagglomeration and thus storage instability of the dispersion.
  • the high-frequency level was measured in a Betacam SP recorder (BVW 75 system, Sony) against the reference band RSB 01 SP.
  • BVW 75 system Sony
  • RSB 01 SP reference band
  • the luminance signal was measured in a Betacam SP recorder (BVW 75 system, Sony company) against the reference band Sony RSB 01 SP.
  • BVW 75 system Sony company
  • RSB 01 SP The higher the S / N value, the better the band.
  • the abrasion was assessed visually on a scale from 1 to 6 (very good to very bad).

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

The invention relates to a polyurethane containing at least one anionic active group L, whereby the active group L is covalently bonded to a polyurethane section comprising at least one nitrogen atom in said polyurethane.

Description

Beschreibung description
Polyurethan, Verfahren zu dessen Herstellung sowie daraus hergestellte BindemittelPolyurethane, process for its production and binders made therefrom
Die Erfindung betrifft ein ankergruppenhaltiges Polyurethan, ein Verfahren zu dessen Herstellung, dessen Nerwendung sowie daraus hergestellte Bindemittel und Formkörper. Ein erfindungsgemäßes Bindemittel enthält mindestens ein erfindungsgemäßes Polyurethan, das mindestens eine anionische Ankergruppe L aufweist, wobei die Ankergruppe L kovalent an ein mindestens ein Stickstoffstom aufweisendes Polyethersegment im Polyurethan gebunden ist. Insbesondere betrifft die Erfindung die Nerwendung von solche Polyurethane enthaltenden Bindemitteln oder aus solchen Bindemitteln hergestellten Formkörpern zur Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsmedien.The invention relates to an anchor group-containing polyurethane, a process for its production, its use and binders and moldings produced therefrom. A binder according to the invention contains at least one polyurethane according to the invention which has at least one anionic anchor group L, the anchor group L being covalently bonded to a polyether segment in the polyurethane having at least one nitrogen atom. In particular, the invention relates to the use of binders containing such polyurethanes or moldings produced from such binders for the production of magnetic recording media.
Als Polymere zur Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsmedien eignen sich bekanntermaßen verschiedene Stoffgruppen. Als besonders vorteilhaft haben sich bislang die Polyurethane erwiesen, die vor allem die Elastizität der magnetischen Aufzeichnungsmedien bzw. von Beschichtungen solcher magnetischen Aufzeichnungsmedien deutlich verbessern. Als nachteilig haben sich bei den Polyurethanen jedoch häufig deren geringe Härte und Abriebfestigkeit erwiesen.Various groups of substances are known to be suitable as polymers for the production of magnetic recording media. So far, the polyurethanes have proven to be particularly advantageous, which above all significantly improve the elasticity of the magnetic recording media or of coatings of such magnetic recording media. However, the low hardness and abrasion resistance of the polyurethanes have often proven to be disadvantageous.
Die US 4 496 678 betrifft viskositätsstabilisierte Dispersionen, bei denen ein sulfonsäuregruppenhaltiges Polyetherdiol als stabilisierende Komponente in einem Polyurethan wirkt. Sulfonsäuregruppen- und aminogruppentragende Polyetherabschnitte werden hierbei nicht erwähnt. Die US 5 747 630 betrifft ein Polyurethanbindemittel für ein magnetisches Aufzeichnungsmedium. Die beschriebenen Polyurethanbindemittel weisen beispielsweise Polyetherabschnitte auf, die eine kationische Aminogruppe mit einem Sulfonsäuregegenion aufweisen. Aminogruppenhaltige Polyetherabschnitte, die eine kovalent gebundene Säuregruppe aufweisen, werden in der Druckschrift nicht erwähnt.No. 4,496,678 relates to viscosity-stabilized dispersions in which a polyether diol containing sulfonic acid groups acts as a stabilizing component in a polyurethane. No mention is made here of polyether sections bearing sulfonic acid groups and amino groups. US 5 747 630 relates to a polyurethane binder for a magnetic recording medium. The polyurethane binders described have, for example, polyether segments which have a cationic amino group with a sulfonic acid counterion. Polyether sections containing amino groups and having a covalently bonded acid group are not mentioned in the publication.
Die DE - C 28 33 845 betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial aus einem Träger oder Grundmaterial und einer darauf ausgebildeten magnetisierbaren Schicht aus feinen magnetischen Teilchen, die in einem Bindemittel aus Polyester oder Polyurethan dispergiert sind. Ein geeignetes Polyurethan weist beispielsweise einen Metallsulfonatgruppengehalt von 10 bis 1000 Äquivalenten pro 106g Polymerisat auf. Polyurethane mit Polyetherabschnitten, die sowohl Aminogruppen als auch Säuregruppen aufweisen, werden in der Druckschrift nicht beschrieben.DE - C 28 33 845 relates to a magnetic recording material made from a carrier or base material and a magnetizable layer formed thereon from fine magnetic particles which are dispersed in a binder made from polyester or polyurethane. A suitable polyurethane has, for example, a metal sulfonate group content of 10 to 1000 equivalents per 10 6 g of polymer. Polyurethanes with polyether segments which have both amino groups and acid groups are not described in the publication.
Polyurethane mit Ankergruppen sind in der DE-A 199 45 400.0 beschrieben, die ein thermoplastisches Blockcopolymeres mit mindestens einem Weichsegament A und mindestens einem Hartsegment (B) betrifft, wobei das Hartsegment (B) mindestens eine anionische und/oder mindestens eine kationische Ankergurppe L aufweist.Polyurethanes with anchor groups are described in DE-A 199 45 400.0, which relates to a thermoplastic block copolymer with at least one soft segment A and at least one hard segment (B), the hard segment (B) having at least one anionic and / or at least one cationic anchor group L. ,
Darüberhinaus sind aus der DE-A 100 05 647.4 eine Bindemittelzusammensetzung, mindestens enthaltend ein Polyurethan mit einer Struktureinheit gemäß der darin definierten allgemeinen Formel IFurthermore, DE-A 100 05 647.4 describes a binder composition, at least containing a polyurethane with a structural unit according to general formula I defined therein
(I), worin n für eine Zahl von 1 bis 10, die Reste R1 jeweils unabhängig voneinander für ein Polyurethan mit einem Molekulargewicht von mindestens etwa 1000, R4-Q-, R4- Q-(X-O-)mX-Q- oder R4-Q-Y-Q- stehen, wobei Q für O, NH, NR2 oder S, R4 für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Alkylrest mit 2 bis 44 C-Atomen, X für einen gegebenenfalls aromatisch substituierten Alkylrest mit 2 bis 14 C-Atomen, Y für ein durch Polymerisation, Polyaddition oder Polykondensation erhältliches Polymeres mit einem Molekulargewicht Mw von 150 bis 5000 und m für einen Wert von 1 bis 300 steht, die Reste R2 unabhängig voneinander jeweils für H oder einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen KohlenwasserstofFrest mit 1 bis etwa 20 C-Atomen, einen gesättigten oder ungesättigten, gegebenenfalls substituierten cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 4 bis etwa 20 C-Atomen, einen gegebenenfalls substituierten araliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis etwa 20 C-Atomen oder einen gegebenenfalls substituierten aromatischen Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 18 C-Atomen, die Reste R3 für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Alkylrest mit 2 C-Atomen oder einen gesättigten oder ungesättigten Cycloalkylrest mit 4 bis 44 C- Atomen stehen, Z für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten gegebenenfalls substituierten Alkylrest mit 8 bis 44 C-Atomen, einen gegebenenfalls substituierten Cycloalkylrest mit 4 bis 44 C-Atomen, einen gegebenenfalls substituierten araliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 40 C-Atomen oder ein durch Polymerisation, Polyaddition oder Polykondensation erhältliches Polymeres mit einem Molekulargewicht Mw von 150 bis 5000 steht, wobei Z über geeignete funktionelle Gruppen mit dem Gesamtmolekül verbunden ist, oder ein Teil- oder Nollsalz davon, und mindestens ein magnetisches oder magnetisierbares Pigment, bekannt.(I) wherein n is a number from 1 to 10, the radicals R 1 each independently of one another for a polyurethane having a molecular weight of at least about 1000, R 4 -Q-, R 4 - Q- (XO-) m XQ- or R 4 - QYQ-, where Q is O, NH, NR 2 or S, R 4 a linear or branched, saturated or unsaturated alkyl radical with 2 to 44 C atoms, X for an optionally aromatically substituted alkyl radical with 2 to 14 C atoms, Y for a polymer obtainable by polymerization, polyaddition or polycondensation with a molecular weight M w of 150 up to 5000 and m stands for a value from 1 to 300, the radicals R 2 each independently represent H or a linear or branched, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radical having 1 to about 20 C atoms, a saturated or unsaturated, optionally substituted cycloaliphatic Hydrocarbon radical with 4 to about 20 C atoms, an optionally substituted araliphatic hydrocarbon radical with 6 to about 20 C atoms or an optionally substituted aromatic hydrocarbon radical with 6 to 18 C atoms, the radicals R 3 for a linear or branched, saturated or unsaturated Alkyl radical with 2 CA. or a saturated or unsaturated cycloalkyl radical with 4 to 44 C atoms, Z represents a linear or branched, saturated or unsaturated optionally substituted alkyl radical with 8 to 44 C atoms, an optionally substituted cycloalkyl radical with 4 to 44 C atoms, one optionally substituted araliphatic hydrocarbon radical having 6 to 40 carbon atoms or a polymer which can be obtained by polymerization, polyaddition or polycondensation and has a molecular weight M w of 150 to 5000, Z being connected to the total molecule via suitable functional groups, or a partial or customs salt thereof, and at least one magnetic or magnetizable pigment, known.
Ferner betrifft die DE-A 100 05 649.0 eine Bindemittelzusammensetzung, enthaltend ein Polyurethan mit einer Struktureinheit gemäß der allgemeinen Formel IFurthermore, DE-A 100 05 649.0 relates to a binder composition containing a polyurethane with a structural unit according to general formula I.
worin R1 für H oder einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, einen gesättigten oder ungesättigten, gegebenenfalls substituierten cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 4 bis 20 C-Atomen oder einen gegebenenfalls substituierten araliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 40 C-Atomen steht, R2 für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen oder einen cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 4 bis 20 C- Atomen oder einen gegebenenfalls substituierten aromatischen Kohlenwasserstoff mit 6 bis 18 C-Atomen steht, X1 und X2 jeweils unabhängig voneinander für einen mindestens zwei C-Atome umfassenden, gegebenenfalls substituierten Rest stehen, wobei mindestens einer der Reste X1 und X2 durch Reaktion einer OH-, NH2,-. NHR3 oder SH-Gruppe, worin R3 für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten, gegebenenfalls aromatisch substituierten Alkylrest mit 1 bis 44 C- Atomen steht, in das Polyurethan eingebunden ist, oder ein Salz davon, und mindestens ein magnetisches oder magnetisierbares Pigment. wherein R 1 is H or a linear or branched, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radical with 1 to 20 C atoms, a saturated or unsaturated, optionally substituted cycloaliphatic hydrocarbon radical with 4 to 20 C atoms or an optionally substituted araliphatic hydrocarbon radical with 6 to 40 C atoms, R 2 represents a linear or branched, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radical having 1 to 20 C atoms or a cycloaliphatic hydrocarbon radical having 4 to 20 C atoms or an optionally substituted aromatic hydrocarbon having 6 to 18 C atoms , X 1 and X 2 each independently represent an optionally substituted radical comprising at least two C atoms, at least one of the radicals X 1 and X 2 by reaction of an OH, NH 2 , -. NHR 3 or SH group, in which R 3 is a linear or branched, saturated or unsaturated, optionally aromatically substituted alkyl radical having 1 to 44 carbon atoms, is incorporated in the polyurethane, or a salt thereof, and at least one magnetic or magnetizable Pigment.
Der vorliegenden Erfindung lag im Lichte des oben zitierten Standes der Technik die Aufgabe zugrunde, ein neues Polymeres zur Verfügung zu stellen, das sich zur Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsmedien eignet.In the light of the prior art cited above, the present invention was based on the object of providing a new polymer which is suitable for the production of magnetic recording media.
Gegenstand der Erfindung ist ein Polyurethan mit mindestens einer anionischen Ankergruppe L, wobei die Ankergruppe L kovalent an ein mindestens ein Stickstoffatom aufweisendes Polyethersegment im Polyurethan gebunden ist.The invention relates to a polyurethane having at least one anionic anchor group L, the anchor group L being covalently bonded to a polyether segment in the polyurethane having at least one nitrogen atom.
Unter einem "mindestens ein Stickstoffatom aufweisendes Polyethersegment" wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Segment verstanden, das mindestens zwei Ethergruppen und mindestens ein Stickstoffatom aufweist. Das mindestens eine Stickstoffatom kann dabei beispielsweise zwischen zwei oder mehr Ethergruppen angeordnet sein. Es ist jedoch ebenso möglich, daß das mindestens eine Stickstoffatom am Ende des Polyethersegments angeordnet ist. Eine solches Stickstoffatom kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung beispielsweise mit zwei oder mehr Kohlenstoffatomen verbunden sein. Entsprechende Kohlenstoffatome können zu einer Alkylgruppe oder zu fünktionellen Gruppen wie Carboxylgruppen oder Harnstoffgruppen gehören. Entsprechend handelt es sich bei dem Stickstoffatom um eine Amino-N-Atom, ein Amido-N-Atom oder ein Harnstoff-N-Atom.In the context of the present invention, a “polyether segment having at least one nitrogen atom” is understood to mean a segment which has at least two ether groups and at least one nitrogen atom. The at least one nitrogen atom can be arranged, for example, between two or more ether groups. However, it is also possible for the at least one nitrogen atom to be arranged at the end of the polyether segment. Such a nitrogen atom can be used, for example, with two in the context of the present invention or more carbon atoms. Corresponding carbon atoms can belong to an alkyl group or to functional groups such as carboxyl groups or urea groups. Accordingly, the nitrogen atom is an amino N atom, an amido N atom or a urea N atom.
Unter einem Bindemittel wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Zusammensetzung verstanden, die mindestens ein hierin definiertes thermoplastisches Polyurethan enthält. Vorzugsweise enthält das erfmdungsgemäße Bindemittel ein Gemisch aus zwei oder mehr derartigen Polyurethanen oder ein Gemisch mindestens eines Polyurethans mit weiteren Polymeren, wobei die Polymere bzw. Polyurethane nach erfolgter chemischer oder physikalischer Trocknung wesentlich am Erhalt stabiler Dispersionen und an einer ausreichenden mechanischen Stabilität eines aus dem Bindemittel hergestellten magnetischen Aufzeichnungsmediums beteiligt sind.In the context of the present invention, a binder is understood to mean a composition which contains at least one thermoplastic polyurethane defined herein. The binder according to the invention preferably contains a mixture of two or more such polyurethanes or a mixture of at least one polyurethane with further polymers, the polymers or polyurethanes, after chemical or physical drying, substantially maintaining stable dispersions and sufficient mechanical stability of one of the binders produced magnetic recording medium are involved.
Unter einem thermoplastischen Blockcopolyurethan wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Polyurethan verstanden, das einen blockweisen Aufbau der Struktur A- B-A aufweist, wobei diese einzelnen Blöcke mikrophasensepariert vorliegen. Bei einer bestimmten Temperatur oder innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs weist das thermoplastische Blockcopolyurethan einen Erweichungspunkt oder einen Erweichungsbereich auf. Oberhalb dieses Erweichungspunktes oder -bereichs ist das Polyurethan plastisch verformbar, wobei es bei einer Rückkehr zu Temperaturen unterhalb dieses Erweichungspunktes oder -bereichs die im plastischen Zustand hergestellte Form behält und sich im wesentlichen wie ein Duromeres verhält.In the context of the present invention, a thermoplastic block copolyurethane is understood to mean a polyurethane which has a block-by-block structure A-B-A, these individual blocks being present in micro-phase separation. At a certain temperature or within a certain temperature range, the thermoplastic block copolyurethane has a softening point or a softening range. Above this softening point or range, the polyurethane is plastically deformable, and when it returns to temperatures below this softening point or range it retains the shape produced in the plastic state and behaves essentially like a duromer.
Unter einem Hartsegment wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Segment eines thermoplastischen Blockcopolyurethanmoleküls verstanden, wobei das Hartsegment eine Glasübergangstemperatur oberhalb von mindestens etwa 20 bis 40 °C, vorzugsweise von mindestens etwa 50°C, aufweist. Unter einem Weichsegment wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Segment eines Polyurethanmoleküls verstanden, das kovalent mit einem Hartsegment verbunden ist und eine Glasübergangstemperatur von weniger als etwa 20 °C aufweist.In the context of the present invention, a hard segment is understood to mean a segment of a thermoplastic block copolyurethane molecule, the hard segment having a glass transition temperature above at least about 20 to 40 ° C., preferably at least about 50 ° C. In the context of the present invention, a soft segment is understood to mean a segment of a polyurethane molecule which is covalently connected to a hard segment and has a glass transition temperature of less than about 20 ° C.
Unter einer Ankergruppe wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine anionische Gruppe verstanden, die zu Wechselwirkungen mit ionischen oder zumindest polaren Verbindungen in der Lage ist. Insbesondere werden unter Ankergruppen solche fünktionellen Gruppen verstanden, die Wechselwirkungen mit der Oberfläche von anorganischen Füllstoffmaterialien, insbesondere mit der Oberfläche von anorganischen magnetischen oder magnetisierbaren Pigmenten einzugehen in der Lage sind.In the context of the present invention, an anchor group is understood to mean an anionic group which is able to interact with ionic or at least polar compounds. Anchor groups are understood in particular to mean functional groups which are able to interact with the surface of inorganic filler materials, in particular with the surface of inorganic magnetic or magnetizable pigments.
Die erfindungsgemäßen Polyurethane weisen mindestens eine anionische Ankergruppe L auf, wobei die Ankergruppe L kovalent an ein mindestens eine Aminogruppe aufweisendes Polyethersegment im Polyurethan gebunden ist.The polyurethanes according to the invention have at least one anionic anchor group L, the anchor group L being covalently bound to a polyether segment in the polyurethane having at least one amino group.
Ein erfindungsgemäßes Polyurethan kann dabei einen statistischen Aufbau aufweisen, d. h. es muß sich nicht um ein blockweise aufgebautes Polyurethan handeln. Es ist jedoch im Rahmen der vorliegenden Erfindung ebenso vorgesehen, daß ein erfmdungsgemäßes Polyurethan Segmente unterschiedlicher Härte aufweist, insbesondere mindestens ein Weichsegment und mindestens ein Hartsegment.A polyurethane according to the invention can have a statistical structure, i. H. it does not have to be a polyurethane built up in blocks. However, it is also provided in the context of the present invention that a polyurethane according to the invention has segments of different hardness, in particular at least one soft segment and at least one hard segment.
Ein erfindungsgemäßes Polyurethan weist im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung thermoplastische Eigenschaften auf. Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Polyurethan um ein Blockcopolyurethan. Das erfindungsgemäße Polyurethan kann sowohl in einem Weichsegment als auch in einem Hartsegment Ankergruppen L aufweisen. Erfindungsgemäß ist jedoch die Zahl der Ankergruppen, die sich in einem Hartsegment des thermoplastischen Polyurethans befinden, größer als die Zahl der Ankergruppen, die sich in einem Weichsegment (A) oder mehreren Weichsegmenten (A) befinden. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Zahl der Ankergruppen die sich in der Gesamtzahl der im Polyurethan befindlichen Hartsegmente (B) befinden mindestens fünfmal so groß, vorzugsweise mindestens 10 mal so groß, wie die Gesamtzahl der Ankergruppen in den Weichsegmenten (A). In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das erfindungsgemäße thermoplastische Polyurethan im wesentlichen keine Ankergruppen im Weichsegment (A) oder den Weichsegmenten (A) auf.In the context of a preferred embodiment of the present invention, a polyurethane according to the invention has thermoplastic properties. In the context of a further preferred embodiment of the present invention, the polyurethane according to the invention is a block copolyurethane. The polyurethane according to the invention can have anchor groups L both in a soft segment and in a hard segment. According to the invention, however, the number of anchor groups located in a hard segment of the thermoplastic polyurethane is greater than the number of anchor groups located in one soft segment (A) or several soft segments (A). In a preferred embodiment of the invention, the number of anchor groups in the total number of hard segments (B) in the polyurethane is at least five times, preferably at least 10 times, the total number of anchor groups in the soft segments (A). In a further preferred embodiment of the invention, the thermoplastic polyurethane according to the invention has essentially no anchor groups in the soft segment (A) or the soft segments (A).
In einer bevorzugten Ausführungsform der Verbindung enthält das erfindungsgemäße Polyurethan als Ankergruppe L eine Carboxylgruppe, eine Sulfonsäuregruppe, eine Phosphonsäuregruppe, eine Phosphorsäuregruppe oder ein geeignetes Salz einer solchen Gruppe.In a preferred embodiment of the compound, the polyurethane according to the invention contains, as anchor group L, a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphonic acid group, a phosphoric acid group or a suitable salt of such a group.
Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist mindestens eine Ankergruppe L an mindestens ein mindestens ein Stickstoffatom aufweisendes Polyethersegment im Polyurethan kovalent gebunden. Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform ist die Ankergruppe L direkt oder über einen entsprechenden Spacer kovalent an mindestens ein Stickstoffatom im Polyethersegment gebunden.In the context of a further preferred embodiment of the invention, at least one anchor group L is covalently bonded to at least one polyether segment in the polyurethane having at least one nitrogen atom. In the context of a further embodiment, the anchor group L is covalently bonded directly or via a corresponding spacer to at least one nitrogen atom in the polyether segment.
Geeignete Verbindungen zum Aufbau eines solchen Polyethersegments sind beispielsweise Polyetherverbindungen, die terminale Aminogruppen aufweisen. Derartige Polyetherverbindungen können beispielsweise durch die entsprechenden Aminogruppen mit z.B. Acrylamidopropansulfonsäure (AMPS) derart im Sinne einer Michael-Addition fiinktionalisiert werden, daß die terminalen Aminogruppen jeweils über einen Spacer am Amino-N-Atom mit der Sulfonsäuregruppe als Ankergruppe L kovalent verbunden sind. Solche mit mindestens einer Ankergruppe L ausgestatteten Aminopolyether lassen sich anschließend beispielsweise durch Reaktion mit entsprechenden Polyisocyanaten zu Polyharnstoffen oder (in Gegenwart von Polyolen) Polyharnstoffpolyurethanen umsetzen. Polyharnstof-polyurethane werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Einfachheit halber ebenfalls als Polyurethane bezeichnet.Suitable compounds for building up such a polyether segment are, for example, polyether compounds which have terminal amino groups. Such polyether compounds can be functionalized, for example, by the corresponding amino groups with, for example, acrylamidopropanesulfonic acid (AMPS) in the sense of a Michael addition such that the terminal amino groups each have a spacer on the amino N atom with the sulfonic acid group as anchor group L are covalently linked. Such aminopolyethers equipped with at least one anchor group L can then be converted, for example, by reaction with corresponding polyisocyanates to give polyureas or (in the presence of polyols) polyurea polyurethanes. For the sake of simplicity, polyurea polyurethanes are also referred to as polyurethanes in the context of the present invention.
Besonders zum Aufbau der mindestens ein Stickstoffatom enthaltenden Polyethersegmente geeignete Verbindungen sind beispielsweise Verbindungen der allgemeinen Formel IICompounds particularly suitable for building up the polyether segments containing at least one nitrogen atom are, for example, compounds of the general formula II
H2N-CH2-CH(R)-O(-[CH2-CH(R)]0-O)„-CH2-CH(R)-NH-(CH2)m-SO3H (II),H 2 N-CH 2 -CH (R) -O (- [CH 2 -CH (R)] 0 -O) "- CH 2 -CH (R) -NH- (CH 2 ) m -SO 3 H ( II),
worin R für H oder einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen, insbesondere für CH3, n für eine Zahl von 1 bis etwa 100 und m für eine Zahl von 2 bis 10 und o für 1 oder 2 steht, oder deren Alkalimetallsalze. Derartige Produkte werden beispielsweise von der Firma Raschig unter dem Namen Poly EPS 520Na vertrieben.wherein R is H or a linear or branched alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms, in particular CH 3 , n is a number from 1 to about 100 and m is a number from 2 to 10 and o is 1 or 2, or their alkali metal salts. Such products are sold, for example, by the Raschig company under the name Poly EPS 520Na.
Wenn ein Weichsegment im Rahmen eines erfindungsgemäßen Polyurethans ein Polyethersegment mit mindestens einem Stickstoffatom und mindestens einer Ankergruppe L aufweist, so beträgt das Molekulargewicht (Mw) des Polyethersegments mindestens etwa 700, vorzugsweise jedoch mehr, beispielsweise mindestens etwa 800, 900 oder etwa 1000 g/mol. Die Obergrenze für das Molekulargewicht liegt bei etwa 100.000, vorzugsweise jedoch darunter, insbesondere von 5.000 bis 25.000.If a soft segment in the context of a polyurethane according to the invention has a polyether segment with at least one nitrogen atom and at least one anchor group L, the molecular weight (M w ) of the polyether segment is at least about 700, but preferably more, for example at least about 800, 900 or about 1000 g / mol. The upper limit for the molecular weight is about 100,000, but preferably less, in particular from 5,000 to 25,000.
Wenn ein Hartsegment im Rahmen eines erfindungsgemäßen Polyurethans einIf a hard segment in the context of a polyurethane according to the invention
Polyethersegment mit mindestens einem Stickstoffatom und mindestens einer Ankergruppe L aufweist, so beträgt das Molekulargewicht (Mw) des Polyethersegments mindestens etwa 60, vorzugsweise jedoch mehr, beispielsweise mindestens etwa 100, 200 oder 300 g/mol. Die Obergrenze für das Molekulargewicht liegt bei etwa 500 bis 1000, insbesondere bei etwa 600. Dabei sollte das Molekulargewicht eher gering sein, da es ansonsten ein Weichsegment darstellt. Zu geringe Molekulargewichte führen jedoch dazu, daß das oben definierte Polyethersegment nicht mehr in gängigen Lösungsmitteln, wie z.B. THF oder Dioxan, löslich ist.Has polyether segment with at least one nitrogen atom and at least one anchor group L, the molecular weight (M w ) of Polyether segment at least about 60, but preferably more, for example at least about 100, 200 or 300 g / mol. The upper limit for the molecular weight is about 500 to 1000, in particular about 600. The molecular weight should be rather low, since it is otherwise a soft segment. However, too low molecular weights mean that the polyether segment defined above is no longer soluble in common solvents, such as THF or dioxane.
In einer bevorzugten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein thermoplastisches Polyurethan der allgemeinen Formel IIn a preferred embodiment, the invention relates to a thermoplastic polyurethane of the general formula I.
Y-(A-B(L)m-A-)nY (I)Y- (AB (L) m -A-) n Y (I)
oder ein Polyurethan der allgemeinen Formel Iaor a polyurethane of the general formula Ia
Y-(A-B(L)m-)nY (Ia)Y- (AB (L) m -) n Y (Ia)
oder ein Polyurethan der allgemeinen Formel IIor a polyurethane of the general formula II
Y-(A-B(L)r-A-Z-)n-A-B(L)m-A-Y (II),Y- (AB (L) r -AZ-) n -AB (L) m -AY (II),
wobei A, B und L die oben genannte Bedeutung haben, Z für den Rest einer gegenüber Y unter Ausbildung einer kovalenten Bindung mindestens difünktionelle Verbindung X-Z-X, Y für eine gegenüber den fünktionellen Gruppen X der Verbindung Z unter Ausbildung einer kovalenten Bindung reaktive funktioneile Gruppe, X für mindestens eine gegenüber den fünktionellen Gruppen Y unter Ausbildung einer kovalenten Bindung reaktive fünktionelle Gruppe, n für eine Zahl von 1 bis 10, m für eine Zahl von 1 bis 10 und r für eine Zahl von 0 bis 10 steht, wobei die Zahl der Ankergruppen L im gesamten Blockcopolyurethan 1 bis n*m (Formeln I und Ia) bzw. 1 bis n*r+m (Formel II) beträgt. Grundsätzlich eignen sich als Weichsegmente (A) beispielsweise Polyester, Polyether, Polyacetale, Polycarbonate, Polyesterether und dergleichen, wie z.B. Polyester- Polyurethane.where A, B and L have the meaning given above, Z for the rest of a compound XZX which is at least difunctional with respect to Y to form a covalent bond, Y for a functional group which is reactive towards the functional groups X of compound Z to form a covalent bond, X represents at least one functional group reactive towards the functional groups Y to form a covalent bond, n for a number from 1 to 10, m for a number from 1 to 10 and r for a number from 0 to 10, the number of anchor groups L in the entire block copolyurethane is 1 to n * m (formulas I and Ia) or 1 to n * r + m (formula II). Basically suitable as soft segments (A) are, for example, polyesters, polyethers, polyacetals, polycarbonates, polyester ethers and the like, such as polyester polyurethanes.
Wenn das erfindungsgemäße Polyurethan Weichsegmente und Hartsegmente aufweist, so kann das mindestens ein Stickstoffatom enthaltende Polyethersegment im Weichsegment oder im Hartsegment oder in beiden Segmenten angeordnet sein.If the polyurethane according to the invention has soft segments and hard segments, the polyether segment containing at least one nitrogen atom can be arranged in the soft segment or in the hard segment or in both segments.
Die genannten, zum Einsatz als Weichsegmente (A) geeigneten Verbindungen weisen mindestens eine funktionelle Gruppe Y auf. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die als Weichsegmente (A) geeigneten Verbindungen mindestens zwei funktionelle Gruppen Y auf. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die fünktionellen Gruppen Y endständig an den zum Einsatz als Weichsegment (A) geeigneten Verbindungen angebracht.The compounds mentioned which are suitable for use as soft segments (A) have at least one functional group Y. In a preferred embodiment of the invention, the compounds suitable as soft segments (A) have at least two functional groups Y. In a further preferred embodiment of the invention, the functional groups Y are attached at the ends to the compounds suitable for use as soft segment (A).
Grundsätzlich steht Y für eine funktionelle Gruppe, die zur Reaktion mit einer NCO- Gruppe unter Ausbildung einer kovalenten Bindung fähig ist. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steht Y für OH, NH2, NHR, SH oder COOH, wobei R für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Alkylrest mit 1 bis 24 C-Atomen oder einen Arylrest mit 6 bis 24 C-Atomen steht.Basically, Y stands for a functional group capable of reacting with an NCO group to form a covalent bond. In a preferred embodiment of the invention, Y is OH, NH 2 , NHR, SH or COOH, where R is a linear or branched, saturated or unsaturated alkyl radical having 1 to 24 carbon atoms or an aryl radical having 6 to 24 carbon atoms ,
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steht Y für eine OH-, NH2- oder NHR-Gruppe, insbesondere für eine OH-Gruppe. Im weiteren Verlauf des Textes werden zur Herstellung von Weichsegmenten (A) geeignete Verbindungen beschrieben. Der Übersichtlichkeit halber werden die Verbindungen, soweit nichts anderes angegeben ist, als OH-Gruppen tragende Verbindungen dargestellt. Es ist jedoch im Rahmen der vorliegenden Erfindung ebensogut möglich, entsprechende Verbindungen einzusetzen, die anstatt der in der weiteren Beschreibung dargestellten OH-Gruppe eine andere gegenüber NCO-Gruppen reaktive funktionelle Gruppe, beispielsweise eine der anderen für Y genannten fünktionellen Gruppen tragen, soweit eine entsprechende Verbindung existiert oder herstellbar ist.In a further preferred embodiment of the invention, Y represents an OH, NH 2 or NHR group, in particular an OH group. In the further course of the text, suitable connections are described for the production of soft segments (A). For the sake of clarity, unless otherwise stated, the compounds are shown as OH-bearing compounds. However, in the context of the present invention it is equally possible to use corresponding compounds which, instead of the OH group shown in the further description, have a different functional group which is reactive toward NCO groups, for example, carry one of the other functional groups named for Y, insofar as a corresponding connection exists or can be produced.
Zur Bildung von Weichsegmenten geeignete Polyester sind beispielsweise überwiegend lineare Polymere mit endständigen OH-Gruppen, bevorzugt solche mit zwei oder drei, insbesondere mit zwei OH-Endgruppen. Die Polyesterpolyole lassen sich in einfacher Weise durch Veresterung von linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen oder entsprechend geeigneten aromatischen Dicarbonsäuren mit 4 bis etwa 15 C-Atomen, vorzugsweise 4 bis etwa 10 C-Atomen mit Glykolen, bevorzugt Glykolen mit etwa 2 bis etwa 25 C-Atomen oder durch Polymerisation von Lactonen mit etwa 3 bis etwa 20 C-Atomen herstellen. Als Dicarbonsäuren lassen sich beispielsweise Glutarsäure, Pimelinsäure, Korksäure, Sebacinsäure, Dodecandisäure und vorzugsweise Adipinsäure oder Bernsteinsäure, oder Gemische aus zwei oder mehr der genannten Dicarbonsäuren einsetzen. Geeignete aromatische Dicarbonsäuren sind Terephthalsäure, Isophthalsäure, Phthalsäure oder Mischungen aus zwei oder mehr dieser Dicarbonsäuren. Ferner eignen sich Tricarbonsäuren, wie z.B. Trimellithsäure. Ebenso geeignet sind Gemische aus einer oder mehreren der genannten aromatischen Di- bzw. Tricarbonsäuren mit aliphatischen oder weiteren aromatischen Dicarbonsäuren, beispielsweise mit Diphensäure, Pentadiensäure, Bernsteinsäure oder Adipinsäure.Polyesters suitable for forming soft segments are, for example, predominantly linear polymers with terminal OH groups, preferably those with two or three, in particular with two, OH groups. The polyester polyols can be obtained in a simple manner by esterification of linear or branched, saturated or unsaturated aliphatic or correspondingly suitable aromatic dicarboxylic acids with 4 to about 15 C atoms, preferably 4 to about 10 C atoms with glycols, preferably glycols with about 2 to about Produce 25 carbon atoms or by polymerizing lactones with about 3 to about 20 carbon atoms. Examples of dicarboxylic acids which can be used are glutaric acid, pimelic acid, suberic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid and preferably adipic acid or succinic acid, or mixtures of two or more of the dicarboxylic acids mentioned. Suitable aromatic dicarboxylic acids are terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid or mixtures of two or more of these dicarboxylic acids. Tricarboxylic acids, such as e.g. Trimellitic acid. Mixtures of one or more of the aromatic di- or tricarboxylic acids mentioned with aliphatic or further aromatic dicarboxylic acids, for example with diphenic acid, pentadienoic acid, succinic acid or adipic acid, are also suitable.
Zur Herstellung der Polyesterpolyole kann es gegebenenfalls vorteilhaft sein, anstelle der Dicarbonsäuren entsprechende Säurederivate wie Carbonsäureanhydride oder Carbonsäurechloride zu verwenden, sofern diese erhältlich sind.To prepare the polyester polyols, it may be advantageous to use appropriate acid derivatives such as carboxylic acid anhydrides or carboxylic acid chlorides instead of the dicarboxylic acids, if these are obtainable.
Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung zum Einsatz als Weichsegment geeigneten Polyesterpolyole sind durch Umsetzung von Dicarbonsäuren mit entsprechenden Glykolen herstellbar. Grundsätzlich zur Herstellung der Polyesterpolyole geeignete Glykole sind lineare oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte, aliphatische oder aromatische Glykole. Beispielsweise sind dies Diethylenglykol, 1,2-Ethandiol, 1,3-Propandiol, 2-Methyl-l,3-propandiol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6- Hexandiol, 1,7-Heptandiol, 1,8-Octandiol, 1,9-Nonandiol, 1,10-Decandiol sowie die entsprechenden höheren Homologen, wie sie sich durch schrittweise Verlängerung der Kohlenstoffkette der genannten Verbindungen bilden lassen sowie beispielsweise 2,2,4-Trimethylpentandiol-l,5, 2,2-Dimethylpropandiol-l,3, 1,4-Cyclohexandimetha- nol, 1,4-Diethanolcyclohexan, 2-Methyl-2-butyl-l,3-propandiol, 2,2-Dimethyl-l,4- butandiol, Hydroxypivalinsäureneopentylglykolester, Triethylenglykol, Methyl- diethanolamin oder aromatisch-aliphatische oder arornatisch-cycloaliphatische Diole mit 8 bis etwa 30 C-Atomen, wobei als aromatische Strukturen heterocyclische Ringsysteme oder vorzugsweise isocyclische Ringsysteme wie Naphthalin- oder insbesondere Benzolderivate wie Bisphenol A eingesetzt werden können, zweifach symmetrisch ethoxyliertes Bisphenol A, zweifach symmetrisch propoxyliertes Bisphenol A, höher ethoxylierte oder propoxylierte Bisphenol A-Derivate oder Bisphenol F-Derivate, die Hydrierungsprodukte der genannten Bisphenol-A- und Bisphenol-F-Derivate oder die Produkte der entsprechenden Umsetzung von einer Verbindung oder einem Gemisch aus zwei oder mehr der genannten Verbindungen mit einem Alkylenoxid mit zwei bis etwa 8 C-Atomen oder einem Gemisch aus zwei oder mehr solcher Alkylenoxide.The polyester polyols suitable for use as a soft segment in the context of the present invention can be prepared by reacting dicarboxylic acids with corresponding glycols. Basically suitable glycols for the production of the polyester polyols are linear or branched, saturated or unsaturated, aliphatic or aromatic glycols. For example, these are diethylene glycol, 1,2-ethanediol, 1,3-propanediol, 2-methyl-l, 3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9- Nonanediol, 1,10-decanediol and the corresponding higher homologs, such as can be formed by gradually extending the carbon chain of the compounds mentioned, and for example 2,2,4-trimethylpentanediol-l, 5, 2,2-dimethylpropanediol-1,3, 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,4-diethanolcyclohexane, 2-methyl-2-butyl-l, 3-propanediol, 2,2-dimethyl-l, 4-butanediol, hydroxypivalic acid neopentyl glycol ester, triethylene glycol, methyl diethanolamine or aromatic aliphatic or arornatic-cycloaliphatic diols with 8 to about 30 C atoms, it being possible to use heterocyclic ring systems or preferably isocyclic ring systems such as naphthalene or in particular benzene derivatives such as bisphenol A as aromatic structures, twice symmetrically ethoxylated bisphenol A, twice symmetrically propoxylated bisphenol A, more ethoxylated or propo xylated bisphenol A derivatives or bisphenol F derivatives, the hydrogenation products of the bisphenol A and bisphenol F derivatives mentioned or the products of the corresponding reaction of a compound or a mixture of two or more of the compounds mentioned with an alkylene oxide with two to about 8 carbon atoms or a mixture of two or more such alkylene oxides.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden 1,2-Ethandiol, 1,3- Propandiol, 2-Methyl-l,3-propandiol, 1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol, 2,2-Di- methylpropandiol-1,3, 1,4-Cyclohexandimethanol, 1,4-Diethanolcyclohexan und ethoxylierte oder propoxylierte Produkte des 2,2-Bis-(4-hydroxyphenylen)-propan (Bisphenol A) eingesetzt. Je nach den gewünschten Eigenschaften der mit den entsprechenden Weichsegmenten ausgestatteten thermoplastischen Polyurethane können die genannten Polyesterpolyole alleine oder als Mischung von zwei oder mehr der genannten Polyesterpolyole in verschiedenen Mengenverhältnissen zur Herstellung der thermoplastischen Polyurethane eingesetzt werden. Als Lactone für die Herstellung der Polyesterpolyole eignen sich zum Beispiel α,α-Dimethyl-γ- propiolacton, ß-Butyrolacton und ε-Caprolacton. Ebenfalls zum Einsatz als Weichsegmente (A) bei der Herstellung der obengenannten thermoplastischen Polyurethane geeignet sind die Polyetherpolyole. Unter Polyetherpolyolen werden im wesentlichen lineare, im Sinne des oben gesagten endständige OH-Gruppen aufweisende Substanzen mit Etherbindungen verstanden. Geeignete Polyetherpolyole können beispielsweise durch Polymerisation von cyclischen Ethern wie Tetrahydrofüran oder durch Umsetzung von einem oder mehreren Alkylenoxiden mit 2 bis 4 C-Atomen im Alkylenrest mit einem Startermolekül, das zwei aktive Wasserstoffatome aufweist, hergestellt werden. Als Alkylenoxide eignen sich beispielsweise Ethylenoxid, 1,2-Propylenoxid, Epichlorhydrin, 1,2-Butylenoxid oder 2,3-Butylenoxid oder Gemische aus zwei oder mehr davon.In a preferred embodiment of the invention, 1,2-ethanediol, 1,3-propanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, 2,2-dimethylpropanediol-1 , 3, 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,4-diethanolcyclohexane and ethoxylated or propoxylated products of 2,2-bis (4-hydroxyphenylene) propane (bisphenol A). Depending on the desired properties of the thermoplastic polyurethanes equipped with the corresponding soft segments, the polyester polyols mentioned can be used alone or as a mixture of two or more of the polyester polyols mentioned in different proportions to produce the thermoplastic polyurethanes. Suitable lactones for the production of the polyester polyols are, for example, α, α-dimethyl-γ-propiolactone, β-butyrolactone and ε-caprolactone. The polyether polyols are also suitable for use as soft segments (A) in the production of the above-mentioned thermoplastic polyurethanes. Polyether polyols are understood to mean essentially linear substances with ether bonds in the sense of the above-mentioned terminal OH groups. Suitable polyether polyols can be prepared, for example, by polymerizing cyclic ethers such as tetrahydrofuran or by reacting one or more alkylene oxides having 2 to 4 carbon atoms in the alkylene radical with a starter molecule which has two active hydrogen atoms. Examples of suitable alkylene oxides are ethylene oxide, 1,2-propylene oxide, epichlorohydrin, 1,2-butylene oxide or 2,3-butylene oxide or mixtures of two or more thereof.
Die Alkylenoxide können einzeln, alternierend nacheinander oder als Gemische aus zwei oder mehr der genannten Alkylenoxide verwendet werden. Als Startermolekül kommen beispielsweise Wasser, Glykole wie Ethylenglykol, Propylenglykol, 1,4- Butandiol, 1,5-Pentandiol und 1,6-Hexandiol, Amine wie Ethylendiamin, 1,6- Hexamethylendiamin oder 4,4'-Diaminodiphenylmethan sowie Aminoalkohole wie N- Methylethanolamin in Betracht. Grundsätzlich sind jedoch alle obengenannten, mindestens difünktionellen Verbindungen, wie sie zum Aufbau der Weichsegmente beschrieben wurden, als Startermoleküle einsetzbar. Geeignete Polyesterpolyole und Polyetherpolyole sowie deren Herstellung nennt beispielsweise die EP-B 0 416 386.The alkylene oxides can be used individually, alternately in succession or as mixtures of two or more of the alkylene oxides mentioned. Examples of starter molecules are water, glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol and 1,6-hexanediol, amines such as ethylenediamine, 1,6-hexamethylenediamine or 4,4'-diaminodiphenylmethane and amino alcohols such as N. - Consider methylethanolamine. In principle, however, all of the above-mentioned, at least functional compounds, as described for the construction of the soft segments, can be used as starter molecules. Suitable polyester polyols and polyether polyols and their preparation are mentioned, for example, in EP-B 0 416 386.
Ein erfindungsgemäßes Polyurethan weist mindestens eine Ankergruppe L auf, die kovalent an ein mindestens ein Stickstoffatom aufweisendes Polyethersegment im Polyurethan gebunden ist. Die Herstellung geeigneter Polyether wurde beispielsweise oben beschrieben. Es sind jedoch darüber hinaus auch solche Polyether geeignet, welche ein Stickstoffatom jeweils am Ende des Polyethersegments, insbesondere in Form einer Aminogruppe aufweisen. Hierbei sind sowohl solche Polyethersegmente geeignet, die ausschließlich terminal mindestens ein Stickstoffatom aufweisen. Es sind jedoch ebenfalls auch solche Polyethersegmente geeignet, die an mindestens einem Kettenende ein Stickstoffatom und innerhalb der Polyetherkette ein weiteres Stickstoffatom oder mehrere weitere Stickstoffatome aufweisen.A polyurethane according to the invention has at least one anchor group L which is covalently bonded to a polyether segment in the polyurethane having at least one nitrogen atom. The preparation of suitable polyethers has been described above, for example. However, those polyethers which each have a nitrogen atom at the end of the polyether segment, in particular in the form of an amino group, are also suitable. Both polyether segments are suitable here which only have at least one nitrogen atom at the terminal. However, polyether segments which are attached to at least one are also suitable Chain end have a nitrogen atom and within the polyether chain another nitrogen atom or more nitrogen atoms.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind auch solche Stickstoffatome tragende Polyether geeignet, die das Stickstoffatom nicht innerhalb des Rückgrats des Polyethersegments sondern als Seitenkette tragen.Within the scope of a further embodiment of the present invention, such polyethers bearing nitrogen atoms are also suitable which do not carry the nitrogen atom within the backbone of the polyether segment but as a side chain.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können als Weichsegmente (A) beispielsweise auch Polycarbonate eingesetzt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden Polycarbonate eingesetzt, die im wesentlichen linear sind und über mindestens zwei, vorzugsweise endständige, OH-Gruppen verfügen. Die Herstellung entsprechender Polycarbonatpolyole erfolgt beispielsweise durch Umsetzung eines der obengenannten difünktionellen Alkohole oder eines Gemischs aus zwei oder mehr solcher difünktioneller Alkohole mit Phosgen. Geeignete Polycarbonatpolyole, beispielsweise solche auf 1,6-Hexandiol-Basis sowie deren Herstellung, werden beispielsweise in der US-A 4, 131,731 beschrieben.In the context of the present invention, polycarbonates, for example, can also be used as soft segments (A). In a preferred embodiment of the invention, polycarbonates are used which are essentially linear and have at least two, preferably terminal, OH groups. Corresponding polycarbonate polyols are prepared, for example, by reacting one of the above-mentioned functional alcohols or a mixture of two or more such functional alcohols with phosgene. Suitable polycarbonate polyols, for example those based on 1,6-hexanediol and their preparation, are described, for example, in US Pat. No. 4,131,731.
In Mengen von bis zu etwa 5 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Masse der im thermoplastischen Polyurethan enthaltenen Weichsegmente, können beispielsweise auch aliphatische Alkohole mit drei oder mehr fünktionellen Gruppen und 3 bis etwa 15, vorzugsweise etwa 3 bis etwa 10 C-Atomen bei der Herstellung der Weichsegmente eingesetzt werden. Entsprechend geeignete Verbindungen sind beispielsweise Trimethylolpropan, Triethylolpropan, Glyzerin, Pentaerythrit, Sorbit, Mannit und weitere Zuckeralkohole mit bis zu etwa 10 OH-Gruppen pro Molekül. Ebenfalls zur Herstellung der Weichsegmente einsetzbar sind die entsprechenden Derivate der genannten Verbindungen, wie sie sich durch Umsetzung mit einem Alkylenoxid mit 2 bis etwa 4 C-Atomen oder einem Gemisch aus zwei oder mehr solcher Alkylenoxide erhalten lassen. In einer weiteren Variante können auch Carbonsäuren oder Derivate davon mit drei oder mehr fünktionellen Gruppen eingesetzt werden. Die genannten Verbindungen sind jeweils alleine oder auch als Gemische aus zwei oder mehr der genannten Verbindungen einsetzbar.In amounts of up to about 5% by weight, based on the total mass of the soft segments contained in the thermoplastic polyurethane, it is also possible, for example, to use aliphatic alcohols with three or more functional groups and 3 to about 15, preferably about 3 to about 10, carbon atoms be used in the manufacture of the soft segments. Correspondingly suitable compounds are, for example, trimethylolpropane, triethylolpropane, glycerol, pentaerythritol, sorbitol, mannitol and other sugar alcohols with up to about 10 OH groups per molecule. The corresponding derivatives of the compounds mentioned can also be used to produce the soft segments, as can be obtained by reaction with an alkylene oxide having 2 to about 4 carbon atoms or a mixture of two or more such alkylene oxides. In a further variant, carboxylic acids or derivatives thereof with three or more functional groups can also be used be used. The compounds mentioned can each be used alone or as a mixture of two or more of the compounds mentioned.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden beispielsweise Polyester als Weichsegment (A) eingesetzt, die aus einer Umsetzung von Adipinsäure oder Isophthalsäure und oder deren Gemisch mit 1,6-Hexandiol oder 1,4-Cyclo- hexandimethanol oder deren Gemisch erhältlich sind.In a preferred embodiment of the invention, for example, polyesters are used as soft segment (A), which can be obtained from a reaction of adipic acid or isophthalic acid and or a mixture thereof with 1,6-hexanediol or 1,4-cyclohexanedimethanol or a mixture thereof.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Weichsegmente (A) Glasübergangstemperaturen von etwa -50 °C bis etwa 20 °C auf. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegen die Glasübergangstemperaturen der Weichsegmente (A) in einem Bereich von etwa -30 °C bis etwa 0 °C. Um die gewünschten mechanischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen thermoplastischen Polyurethans zu gewährleisten, sollte das Weichsegment (A) ein Molekulargewicht von etwa 500 bis etwa 25.000 g/mol aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden Weichsegmente (A) eingesetzt, die ein Molekulargewicht von etwa 2000 bis etwa 10.000 g/mol, beispielsweise etwa 3000 bis etwa 7000 g/mol aufweisen.In a preferred embodiment of the invention, the soft segments (A) have glass transition temperatures from about -50 ° C. to about 20 ° C. In a further preferred embodiment of the invention, the glass transition temperatures of the soft segments (A) are in a range from approximately -30 ° C. to approximately 0 ° C. In order to ensure the desired mechanical properties of the thermoplastic polyurethane according to the invention, the soft segment (A) should have a molecular weight of about 500 to about 25,000 g / mol. In a preferred embodiment of the invention, soft segments (A) are used which have a molecular weight of approximately 2000 to approximately 10,000 g / mol, for example approximately 3000 to approximately 7000 g / mol.
Zum Einsatz als Weichsegmente (A) geeignete Verbindungen der vorgenannten Verbindungsklassen können bereits in einem zum Einsatz als Weichsegment (A) geeigneten Molekulargewichtsbereich vorliegen. Es ist jedoch ebensogut möglich, Verbindungen der obengenannten Verbindungsklassen zur Herstellung von Weichsegmenten (A) einzusetzen, die ein Molekulargewicht aufweisen, das unterhalb des zum Einsatz als Weichsegment (A) geeigneten Molekulargewichts oder gewünschten Molekulargewichts liegt. In diesem Fall ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich, solche Verbindungen der obengenannten Verbindungsklassen durch Umsetzung mit entsprechenden difünktionellen Verbindungen bis zum Erreichen des erforderlichen oder gewünschten Molekulargewichts zu verlängern. In Abhängigkeit von der Endgruppe Y eignen sich hierzu beispielsweise Dicarbonsäuren, difünktionelle Epoxyverbindungen oder Diisocyanate, wobei in einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Diisocyanate eingesetzt werden.Compounds of the abovementioned classes of compounds suitable for use as soft segments (A) can already be present in a molecular weight range suitable for use as soft segments (A). However, it is equally possible to use compounds of the abovementioned classes of compounds for the production of soft segments (A) which have a molecular weight which is below the molecular weight or the desired molecular weight suitable for use as soft segment (A). In this case, it is possible within the scope of the present invention to extend such compounds of the abovementioned classes of compounds by reaction with corresponding functional compounds until the required or desired molecular weight has been reached. Depending on the end group Y are suitable for this purpose, for example, dicarboxylic acids, difunctional epoxy compounds or diisocyanates, diisocyanates being used in a preferred embodiment of the present invention.
Grundsätzlich werden zur obengenannten Molekulargewichtserhöhung solche di- oder höherfünktionellen Verbindungen eingesetzt, die zu einer Glasübergangstemperatur des verlängerten Weichsegments (A) führen, die innerhalb des gewünschten Bereichs liegt. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden daher im genannten Fall Verbindungen zur Molekulargewichtserhöhung bei der Herstellung der Weichsegmente (A) Diisocyanate, insbesondere beispielsweise solche mit 6 bis etwa 30 C-Atomen eingesetzt. Im einzelnen sind beispielsweise zu nennen: lineare aliphatische Diisocyanate wie 1,4-Tetramethylendiisocyanat, 1,5-Pentamethylen- diisocyanat oder 1,6-Hexamethylendiisocyanat, aliphatische cyclische Diisocyanate wie 1,4-Cyclohexylendiisocyanat, Dicyclohexylmethandiisocyanat oder Isophoron- diisocyanat (IPDI) eingesetzt. Weiterhin im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Diisocyanate geeignet sind aromatische Diisocyanate wie Toluylen-2,4-diisocyanat (2,4-TDI), Toluylen-2,6-Diisocyanat (2,6-TDI), das Isomerengemisch der beiden letztgenannten Diisocyanate, m-Tetramethylxylylendiisocyanat (TMXDI), p-Tetra- methylxylylendiisocyanat, 1 , 5 -Naphthylendiisocyanat, 1 , 5 -Tetrahydronaphthy- lendusocyanat, 2,2'-Diphenylmethandiisocyanat, 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat und 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MDI) sowie Gemische aus zwei oder mehr der genannten Diisocyanate. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden Diisocyanate eingesetzt, die einen aromatischen Molekülbestandteil aufweisen.To increase the molecular weight mentioned above, such di- or higher-functional compounds are used which lead to a glass transition temperature of the extended soft segment (A) which is within the desired range. In a preferred embodiment of the invention, compounds for increasing the molecular weight are therefore used in the production of the soft segments (A) diisocyanates, in particular, for example, those having 6 to about 30 carbon atoms in the case mentioned. The following may be mentioned in detail, for example: linear aliphatic diisocyanates such as 1,4-tetramethylene diisocyanate, 1,5-pentamethylene diisocyanate or 1,6-hexamethylene diisocyanate, aliphatic cyclic diisocyanates such as 1,4-cyclohexylene diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate or isophorone diisocyanate (IPDI) , Also suitable as diisocyanates in the context of the present invention are aromatic diisocyanates such as tolylene-2,4-diisocyanate (2,4-TDI), toluene-2,6-diisocyanate (2,6-TDI), the mixture of isomers of the latter two diisocyanates, m-tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI), p-tetramethylxylylene diisocyanate, 1, 5-naphthylene diisocyanate, 1, 5-tetrahydronaphthylene diisocyanate, 2,2'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4'-diphenylmethane diisocyanate and 4,4'-diphenylmethane diisocyanate as well as mixtures of two or more of the diisocyanates mentioned. In a preferred embodiment of the invention, diisocyanates are used which have an aromatic molecular component.
Die Weichsegmente (A) können gegebenenfalls eine oder mehrere Ankergruppen L tragen. Die Herstellung von Weichsegmenten (A) mit Ankergruppen L erfolgt nach den üblichen Regeln der organischen Chemie, beispielsweise wie im weiteren Verlauf des Textes im Rahmen der Herstellung der Ankergruppen tragenden Hartsegmente (B) beschrieben. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung tragen die thermoplastischen Polyurethane jedoch mehr Ankergruppen im Hartsegment als in den Weichsegmenten. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt das Verhältnis von Ankergruppen in den Hartsegmenten zu Ankergruppen in den Weichsegmenten mindestens etwa 5:1, beispielsweise mindestens etwa 10: 1. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die im thermoplastischen Polyurethan enthaltenen Weichsegmente (A) keine Ankergruppen L auf.The soft segments (A) can optionally carry one or more anchor groups L. The production of soft segments (A) with anchor groups L takes place according to the usual rules of organic chemistry, for example as described in the further course of the text in the course of the production of the hard segments (B) carrying anchor groups. In a preferred embodiment of the present invention However, the thermoplastic polyurethanes carry more anchor groups in the hard segment than in the soft segments. In a preferred embodiment of the invention, the ratio of anchor groups in the hard segments to anchor groups in the soft segments is at least about 5: 1, for example at least about 10: 1. In a further preferred embodiment of the invention, the soft segments (A) contained in the thermoplastic polyurethane have none Anchor groups L on.
Zur Herstellung der Hartsegmente (B) werden Diisocyanate mit gegenüber Isocyanatgruppen difünktionellen Verbindungen umgesetzt. Die Auswahl von Diisocyanaten und entsprechenden gegenüber Isocyanatgruppen difünktionellen Verbindungen wird dabei derart vorgenommen, daß das entsprechende Hartsegment eine Glasübergangstemperatur wie eingangs definiert aufweist, wobei wiederum die vorstehend bezüglich des Weichsegments genannten Isocyanate bevorzugt werden.To produce the hard segments (B), diisocyanates are reacted with compounds which are functional towards isocyanate groups. The selection of diisocyanates and corresponding compounds which are functional towards isocyanate groups is carried out in such a way that the corresponding hard segment has a glass transition temperature as defined in the introduction, the isocyanates mentioned above with regard to the soft segment being preferred.
Gegebenenfalls können in untergeordneten Mengen von bis zu etwa 5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der zur Herstellung des Hartsegments (B) eingesetzten Diisocyanate Isocyanate mit einer Funktionalität von mehr als 2 eingesetzt werden. Zu diesem Zweck geeignete Isocyanate sind beispielsweise die Trimerisierungsprodukte von difünktionellen Isocyanaten wie 1,4-Butylendiisocyanat, 1,5-Pentamethylen- diisocyanat oder 1,6-Hexamethylendiisocyanat.If necessary, isocyanates with a functionality of more than 2 can be used in minor amounts of up to about 5% by weight, based on the total amount of the diisocyanates used to prepare the hard segment (B). Suitable isocyanates for this purpose are, for example, the trimerization products of functional isocyanates such as 1,4-butylene diisocyanate, 1,5-pentamethylene diisocyanate or 1,6-hexamethylene diisocyanate.
Als difünktionelle Verbindungen zur Herstellung der Hartsegmente (B) werden vorzugsweise Verbindungen eingesetzt, die mindestens zwei gegenüber Isocyanaten unter Ausbildung einer kovalenten Bindung reaktionsfähige funktionelle Gruppen aufweisen. Geeignete funktionelle Gruppen sind beispielsweise diejenigen, wie sie bereits oben im Rahmen der Erläuterung der -unktionellen Gruppen Y genannt wurden. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden zur Herstellung der Hartsegmente (B) difünktionelle Alkohole eingesetzt. Beispielsweise sind dies Diethylenglykol, 1,2- Ethandiol, 1,3-Propandiol, 2-Methyl-l,3-propandiol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6- Hexandiol, 1,7-Heptandiol, 1,8-Octandiol, 1,9-Nonandiol, 1,10-Decandiol sowie die entsprechenden höheren Homologen, wie sie sich durch schrittweise Verlängerung der Kohlenstoffkette der genannten Verbindungen bilden lassen sowie beispielsweise 2,2,4- Trimethylpentandiol-1,5, 2,2-Dimethylpropandiol-l,3, 1,4-Cyclohexandimethanol, 1,4- Diethanolcyclohexan, 2-Methyl-2-butyl-l,3-propandiol, 2,2-Dimethyl-l,4-butandiol, Hydroxypivalinsäureneopentylglykolester, Triethylenglykol, Methyldieth-mol-imin oder aromatisch-aliphatische oder aromatisch-cycloaliphatische Diole mit 8 bis etwa 30 C- Atomen, wobei als aromatische Strukturen heterocyclische Ringsysteme oder vorzugsweise isocyclische Ringsysteme wie Naphthalin- oder insbesondere Benzolderivate wie Bisphenol A eingesetzt werden können. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden zur Herstellung der Hartsegmente (B) Verbindungen eingesetzt, die ein Molekulargewicht von weniger als etwa 200 g/mol, insbesondere weniger als etwa 150 g/mol aufweisen. Besonders geeignet sind in diesem Zusammenhang die niedermolekularen aliphatischen difünktionellen Alkohole, beispielsweise Ethylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol, Neopentylglykol, Neodiol (2-Butyl-2-ethyl- 1,3-propandiol) und dergleichen kurzkettige aliphatische, lineare oder verzweigte Verbindungen.As functional compounds for the production of the hard segments (B), preference is given to using compounds which have at least two functional groups which are reactive toward isocyanates with the formation of a covalent bond. Suitable functional groups are, for example, those as already mentioned above in the context of the explanation of the functional groups Y. In a preferred embodiment of the invention, difunctional alcohols are used to produce the hard segments (B). For example, these are diethylene glycol, 1,2-ethanediol, 1,3-propanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6- Hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol and the corresponding higher homologs, such as can be formed by stepwise extension of the carbon chain of the compounds mentioned, and for example 2,2, 4- trimethylpentanediol-1,5,2,2-dimethylpropanediol-1,3,4-cyclohexanedimethanol, 1,4-diethanolcyclohexane, 2-methyl-2-butyl-1,3-propanediol, 2,2-dimethyl 1,4-butanediol, hydroxypivalic acid neopentylglycol ester, triethylene glycol, methyldieth-mol-imine or aromatic-aliphatic or aromatic-cycloaliphatic diols with 8 to about 30 carbon atoms, with aromatic structures being heterocyclic ring systems or preferably isocyclic ring systems such as naphthalene or in particular benzene derivatives Bisphenol A can be used. In a preferred embodiment of the present invention, compounds which have a molecular weight of less than about 200 g / mol, in particular less than about 150 g / mol, are used to produce the hard segments (B). Particularly suitable in this context are the low molecular weight aliphatic functional alcohols, for example ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, neopentyl glycol, neodiol (2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol) and the like short-chain aliphatic, linear or branched compounds.
Die Einführung der mindestens einen Ankergruppe L in das Hartsegment (B) kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Zum einen können die Ankergruppen L dadurch eingebaut werden, daß eine Verbindung oder ein Gemisch aus zwei oder mehr Verbindungen, die zur Einführung einer Ankergruppe geeignet sind, im Rahmen einer polymeranalogen Reaktion an entsprechende im Hartsegment (B) enthaltene funktionelle Gruppen kovalent eingebunden werden. Wenn dieser Weg zur Einführung von Ankergruppen (L) beschriften werden soll, ist es erforderlich, daß im Hartsegment (B) beispielsweise freie Hydroxygruppen oder Aminogruppen enthalten sind. Unter Einsatz entsprechender Verbindungen, die zur Reaktion mit den im Hartsegment (B) enthaltenen fünktionellen Gruppen geeignet sind und zudem eine funktionelle Gruppen aufweisen, die sich als Ankergruppe (L) eignet, lassen sich so funktionalisierte Hartsegmente (B) erhalten, die je nach Reaktionsführung während der polymeranalogen Reaktion, eine oder mehrere Ankergruppen (L) aufweisen. Wenn das Hartsegment (B) beispielsweise eine Hydroxygruppe oder zwei oder mehr Hydroxygruppen aufweist, so ist eine Funktionalisierung dieser Hydroxygruppen durch polymeranaloge Reaktion des Hartsegments (B) mit einem Sulton, beispielsweise Propansulton, möglich. In diesem Fall werden als Ankergruppen L Sulfonsäuregruppen eingeführt. Ebenfalls möglich ist beispielsweise die Reaktion von im Hartsegment (B) enthaltenen Hydroxygruppen mit entsprechend fünktionalisierten Carbonsäuren, beispielsweise Halogencarbonsäuren wie Chloressigsäure, um eine Funktionalisierung des Hartsegments mit einer oder mehreren entsprechenden Ankergruppen zu erreichen. Weiterhin sind zur Funktionalisierung von im Hartsegment (B) enthaltenen fünktionellen Gruppen Carbonsäureanhydride geeignet. Eine entsprechende polymeranaloge Umsetzung von im Hartsegment enthaltenen fünktionellen Gruppen, beispielsweise Hydroxygruppen, mit Carbonsäureanhydriden führt zu Hartsegmenten (B), die als Ankergruppe L eine Carbonsäuregruppe aufweisen. Zur Anbindung von entsprechenden Ankergruppen an im Hartsegment (B) enthaltene funktionelle Gruppen sind beispielsweise auch entsprechende Ankergruppen aufweisende Epoxyverbindungen geeignet. Ferner können die Ankergruppen durch Michael-Addition mit geeigneten Gruppen im Polymerrückgrat eingeführt werden.The at least one anchor group L can be introduced into the hard segment (B) in different ways. On the one hand, the anchor groups L can be incorporated by covalently incorporating a compound or a mixture of two or more compounds which are suitable for introducing an anchor group into corresponding functional groups contained in the hard segment (B) in the course of a polymer-analogous reaction. If this way of introducing anchor groups (L) is to be labeled, it is necessary for the hard segment (B) to contain, for example, free hydroxyl groups or amino groups. Using appropriate compounds which are suitable for reaction with the functional groups contained in the hard segment (B) and additionally have a functional group which is suitable as an anchor group (L), it is possible in this way Functionalized hard segments (B) are obtained which, depending on the reaction procedure during the polymer-analogous reaction, have one or more anchor groups (L). If the hard segment (B) has, for example, one hydroxyl group or two or more hydroxyl groups, functionalization of these hydroxyl groups is possible by polymer-analogous reaction of the hard segment (B) with a sulton, for example propane sultone. In this case, sulfonic acid groups are introduced as anchor groups L. It is also possible, for example, to react hydroxyl groups contained in the hard segment (B) with correspondingly functionalized carboxylic acids, for example halocarboxylic acids such as chloroacetic acid, in order to achieve functionalization of the hard segment with one or more corresponding anchor groups. Carboxylic acid anhydrides are also suitable for the functionalization of functional groups contained in the hard segment (B). A corresponding polymer-analogous reaction of functional groups contained in the hard segment, for example hydroxyl groups, with carboxylic acid anhydrides leads to hard segments (B) which have a carboxylic acid group as anchor group L. Epoxy compounds having corresponding anchor groups, for example, are also suitable for connecting corresponding anchor groups to functional groups contained in the hard segment (B). Furthermore, the anchor groups can be introduced into the polymer backbone by Michael addition with suitable groups.
Vor der polymeranalogen Umsetzung der im Hartsegment (B) enthaltenen fünktionellen Gruppen mit einer entsprechenden zur Bildung von Ankergruppen geeigneten Verbindung können die im Hartsegment (B) enthaltenen fünktionellen Gruppen beispielsweise mit Alkylenoxiden mit 2 bis 4 C-Atomen umgesetzt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden im Hartsegment (B) enthaltene funktionelle Hydroxygruppen mit etwa 1 bis etwa 30 Mol Alkylenoxid, insbesondere Propylenoxid, pro Hydroxygruppe umgesetzt. Eine weitere Möglichkeit zur Ausstattung der Hartsegmente (B) mit Ankergruppen L besteht darin, daß eine entsprechend mit einer Ankergruppe L fünktionalisierte Verbindung bereits beim Aufbau des Hartsegments (B) eingesetzt wird und diese somit bereits während der Synthese des Hartsegments (B) in das Hartsegment (B) eingebaut wird. Entsprechende, mit einer Ankergruppe L fünktionalisierte Verbindungen weisen daher mindestens zwei gegenüber einer Isocyanatgruppe unter Ausbildung einer kovalenten Bindung reaktionsfähige funktionelle Gruppen, beispielsweise die bereits genannten fünktionellen Gruppen Y auf. Entsprechend geeignete Verbindungen sind beispielsweise Dimethylolpropionsäure oder weitere mit Isocyanaten reaktionsfähige difünktionelle Verbindungen mit einer mit anorganischen Oberflächen, beispielsweise Pigmentoberflächen, wechselwirkenden Gruppe wie - SO3Na, beispielsweise das früher durch die Fa. Goldschmidt vertriebene Tegomer DS3135.Before the polymer-analogous reaction of the functional groups contained in the hard segment (B) with a corresponding compound suitable for forming anchor groups, the functional groups contained in the hard segment (B) can be reacted, for example, with alkylene oxides having 2 to 4 carbon atoms. In a preferred embodiment of the invention, functional hydroxy groups contained in the hard segment (B) are reacted with about 1 to about 30 mol of alkylene oxide, in particular propylene oxide, per hydroxyl group. A further possibility for equipping the hard segments (B) with anchor groups L is that a compound functionalized with an anchor group L is already used when the hard segment (B) is being built up, and thus during the synthesis of the hard segment (B) into the hard segment (B) is installed. Corresponding compounds functionalized with an anchor group L therefore have at least two functional groups which are reactive towards an isocyanate group with the formation of a covalent bond, for example the functional groups Y already mentioned. Correspondingly suitable compounds are, for example, dimethylolpropionic acid or further difunctional compounds which are reactive with isocyanates and have a group which interacts with inorganic surfaces, for example pigment surfaces, such as SO 3 Na, for example the Tegomer DS3135 which was previously sold by Goldschmidt.
Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das Hartsegment B ebenfalls ein mindestens ein Stickstoffatom aufweisendes Polyethersegment, an das eine Ankergruppe L kovalent gebunden ist, enthalten. Als mindestens ein Stickstoffatom aufweisendes Polyethersegment sind beispielsweise die bereits oben genannten Polyethersegmente geeignet.In a further preferred embodiment, the hard segment B can also contain a polyether segment which has at least one nitrogen atom and to which an anchor group L is covalently bonded. The polyether segments already mentioned are suitable, for example, as the polyether segment having at least one nitrogen atom.
Die Zahl der Ankergruppen L pro Hartsegment (B) kann in weiten Grenzen variieren, wobei jeweils die Löslichkeit in gängigen Lösungsmitteln, wie z.B. THF oder Dioxan, der limitierende Faktor ist. Wenn ein erfindungsgemäßes thermoplastisches Polyurethan nur ein Hartsegment (B) aufweist (dargestellt in der allgemeinen Formel I Formel Ia, wobei n für die Zahl 1 steht bzw. in der allgemeinen Formel II, wobei n für die Zahl 0 steht), so steht die Zahl m in Formel I Formel Ia, welche die Anzahl der Ankergruppen L im Hartsegment (B) angibt, für eine Zahl von 1 bis etwa 10. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steht m für 1. Wenn das thermoplastische Polymere mehr als ein Hartsegment (B) aufweist, beispielsweise dargestellt in der allgemeinen Formel I/Formel Ia, wobei n für eine Zahl größer als 1 steht, so ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht unbedingt erforderlich, daß jedes Hartsegment (B) im thermoplastischen Polymeren eine Ankergruppe L oder zwei oder mehr Ankergruppen L trägt. Es ist lediglich erforderlich, daß mindestens ein Hartsegment im thermoplastischen Polymeren eine Ankergruppe L trägt. Es ist ebenso im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen, daß zwei oder mehr Hartsegmente (B) in einem einzigen thermoplastischen Polymeren eine unterschiedliche Anzahl an Ankergruppen aufweisen. Ein im Rahmen der vorliegenden Erfindung einsetzbares thermoplastisches Polyurethan kann demnach, sofern es zwei oder mehr Hartsegmente (B) aufweist, jeweils Hartsegmente (B) ohne Ankergruppen L, mit einer Ankergruppe L oder mit zwei oder mehr Ankergruppen L aufweisen, wobei mindestens eines der Hartsegmente (B) mindestens eine Ankergruppe L tragen muß. Die Formelschreibweise B(L), wie sie beispielsweise in Formel I/Formel Ia und Formel II benutzt wird, ist daher nicht so zu verstehen, daß jedes Hartsegment (B) eine Ankergruppe L tragen muß. Entscheidend ist lediglich, daß mindestens ein Hartsegment im thermoplastischen Polyurethan mindestens eine Ankergruppe L trägt.The number of anchor groups L per hard segment (B) can vary within wide limits, with the solubility in common solvents such as THF or dioxane being the limiting factor. If a thermoplastic polyurethane according to the invention has only one hard segment (B) (represented in the general formula I, formula Ia, where n is the number 1 or in the general formula II, where n is the number 0), the number is m in formula I formula Ia, which indicates the number of anchor groups L in the hard segment (B), for a number from 1 to about 10. In a preferred embodiment of the invention, m stands for 1. If the thermoplastic polymer has more than one hard segment (B ), represented, for example, in the general formula I / formula Ia, where n for a number greater than 1 stands, it is not absolutely necessary in the context of the present invention that each hard segment (B) in the thermoplastic polymer carries an anchor group L or two or more anchor groups L. It is only necessary that at least one hard segment in the thermoplastic polymer carries an anchor group L. It is also provided in the context of the present invention that two or more hard segments (B) in a single thermoplastic polymer have a different number of anchor groups. A thermoplastic polyurethane which can be used in the context of the present invention can accordingly, provided that it has two or more hard segments (B), in each case have hard segments (B) without anchor groups L, with one anchor group L or with two or more anchor groups L, at least one of the hard segments (B) must carry at least one anchor group L. The formula notation B (L), as used for example in formula I / formula Ia and formula II, is therefore not to be understood as meaning that each hard segment (B) must carry an anchor group L. The only decisive factor is that at least one hard segment in the thermoplastic polyurethane carries at least one anchor group L.
Die Parameter m und r, wie sie in Formel I/Formel Ia und II verwendet werden, müssen daher nicht für eine ganze Zahl stehen, sondern können Werte annehmen, die das gesamte, innerhalb der Grenzen für r und m liegende Zahlenspektrum umfassen.The parameters m and r, as used in formula I / formula Ia and II, therefore do not have to stand for an integer, but can assume values that encompass the entire range of numbers within the limits for r and m.
Entsprechend den Gegebenheiten bei der Polymersynthese muß der Parameter n ebenfalls nicht notwendigerweise für eine ganze Zahl stehen, da in der Regel bei Polymersynthesen Moleküle mit unterschiedlichen Molekulargewichten entstehen und damit die Zahl n für während der Polymersynthese entstehende Moleküle unterschiedlich sein kann. Der Parameter n drückt daher im vorliegenden Fall die durchschnittliche Zahl der Wiederholungseinheiten in der Gesamtheit der betrachteten Polymermoleküle aus. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält ein Hartsegment (B) die bereits definierten Ankergruppen L.Corresponding to the conditions in polymer synthesis, the parameter n also does not necessarily have to stand for an integer, since molecules with different molecular weights are generally formed in polymer syntheses and therefore the number n can be different for molecules formed during polymer synthesis. In the present case, the parameter n therefore expresses the average number of repeat units in the totality of the polymer molecules under consideration. In a preferred embodiment of the invention, a hard segment (B) contains the anchor groups L already defined.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Hartsegmente (B) Glasübergangstemperaturen von mehr als der Gebrauchstemperatur eines aus den erfindungsgemäßen Polyurethanen hergestellten Magnetspeichermediums, beispielsweise etwa 20 °C bis etwa 90 °C auf. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegen die Glasübergangstemperaturen der Hartsegmente (B) in einem Bereich von etwa 20 °C bis etwa 80 °C, beispielsweise in einem Bereich von etwa 40 °C bis etwa 70 °C. Um die gewünschten mechanischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen thermoplastischen Polyurethans zu gewährleisten, sollten die Hartsegmente (B) ein Molekulargewicht von etwa 350 bis etwa 30.000 g/mol aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden Hartsegmente (B) eingesetzt, die ein Molekulargewicht von etwa 1.000 bis etwa 20.000 g/mol, beispielsweise etwa 2.000 bis etwa 15.000 g/mol oder etwa 3.000 bis etwa 12.000 g/mol aufweisen.In a preferred embodiment of the invention, the hard segments (B) have glass transition temperatures of more than the use temperature of a magnetic storage medium produced from the polyurethanes according to the invention, for example about 20 ° C. to about 90 ° C. In a further preferred embodiment of the invention, the glass transition temperatures of the hard segments (B) are in a range from approximately 20 ° C. to approximately 80 ° C., for example in a range from approximately 40 ° C. to approximately 70 ° C. In order to ensure the desired mechanical properties of the thermoplastic polyurethane according to the invention, the hard segments (B) should have a molecular weight of about 350 to about 30,000 g / mol. In a preferred embodiment of the invention, hard segments (B) are used which have a molecular weight of about 1,000 to about 20,000 g / mol, for example about 2,000 to about 15,000 g / mol or about 3,000 to about 12,000 g / mol.
Die Herstellung der Weichsegmente (A) und der Hartsegmente (B) wird nach den üblichen Regeln der organischen Polymerchemie durchgeführt. Wenn als Weichsegment ein Polyester, ein Polyether, ein Polycarbonat, ein Polyacetal oder eine sonstige als Weichsegment einsetzbare Verbindung eingesetzt wird, so wird deren Herstellung nach üblichen, dem Fachmann bekannten Methoden der Polymerchemie durchgeführt. Sollen verschiedene der genannten, als Weichsegment einsetzbaren Verbindungen miteinander aufgrund eines zu geringen Molekulargewichts der einzelnen Verbindungen verbunden werden, so geschieht dies, in Abhängigkeit von der zur Kettenverlängerung verwendeten difünktionellen Verbindung, ebenfalls nach den üblichen, in der organischen Chemie bekannten Regeln für die jeweiligen fünktionellen Gruppen. Die Herstellung der Weichsegmente (A) wird so durchgeführt, daß ein Weichsegment (A) entsteht, das mindestens zwei funktionelle Gruppen Y aufweist, wobei eine Gruppe Y zur Reaktion mit einer Isocyanatgruppe unter Ausbildung einer kovalenten Bindung fähig ist. Geeignete Gruppen Y wurden bereits im Laufe dieses Textes genannt. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden zur Herstellung der thermoplastischen Polyurethane Weichsegmente (A) eingesetzt, die als funktionelle Gruppen Y OH-Gruppen tragen. Die Zahl der fünktionellen Gruppen Y pro Weichsegment sollte mindestens etwa zwei betragen. Es ist jedoch ebensogut möglich, Weichsegmente einzusetzen, deren Funktionalität höher als zwei ist, beispielsweise etwa 3. Es ist weiterhin möglich Gemische aus zwei oder mehr verschiedenen Weichsegmenten (A) einzusetzen, die sich beispielsweise in ihrer Funktionalität gegenüber Isocyanatgruppen unterscheiden. So ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchaus möglich, daß die eingesetzten Weichsegmente (A) eine Funktionalität gegenüber Isocyanatgruppen aufweisen, die beispielsweise zwischen 2 und 3 liegt, beispielsweise etwa 2, 1 bis etwa 2,5.The soft segments (A) and the hard segments (B) are produced in accordance with the usual rules of organic polymer chemistry. If a polyester, a polyether, a polycarbonate, a polyacetal or another compound which can be used as a soft segment is used as the soft segment, its production is carried out according to conventional polymer chemistry methods known to the person skilled in the art. If various of the compounds mentioned, which can be used as a soft segment, are to be connected to one another due to the molecular weight of the individual compounds being too low, this also takes place, depending on the functional compound used for chain extension, also according to the usual rules known in organic chemistry for the respective functional ones Groups. The soft segments (A) are produced in such a way that a soft segment (A) is formed which has at least two functional groups Y, one group Y being able to react with an isocyanate group to form a covalent bond. Suitable groups Y have already been mentioned in the course of this text. In a preferred embodiment of the invention, soft segments (A) which carry Y OH groups as functional groups are used to produce the thermoplastic polyurethanes. The number of functional groups Y per soft segment should be at least about two. However, it is equally possible to use soft segments whose functionality is higher than two, for example about 3. It is also possible to use mixtures of two or more different soft segments (A) which differ, for example, in their functionality from isocyanate groups. It is therefore entirely possible within the scope of the present invention that the soft segments (A) used have a functionality with respect to isocyanate groups which is, for example, between 2 and 3, for example about 2.1 to about 2.5.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden als Weichsegmente (A) Polyesterpolyole, Polyetherpolyole oder Polycarbonatpolyole eingesetzt, die gegebenenfalls mit Diisocyanaten, beispielsweise Diphenylmethandiisocyanat oder Toluylendusocyanat bis zum Erreichen eines entsprechenden Molekulargewichts verlängert wurden, eingesetzt.In a preferred embodiment of the invention, the soft segments (A) used are polyester polyols, polyether polyols or polycarbonate polyols which, if appropriate, have been extended with diisocyanates, for example diphenylmethane diisocyanate or tolylene diisocyanate, until a corresponding molecular weight has been reached.
Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Hartsegmente (B) eingesetzten Verbindungen werden im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform so hergestellt, daß nach der Herstellung als Hartsegmente einsetzbare Polyurethanpräpolymere mit mindestens zwei Isocyanatgruppen vorliegen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die als Hartsegmente einsetzbaren Verbindungen mindestens zwei Isocyanatgruppen als endständige Isocyanatgruppen auf. Die Herstellung der erfindungsgemäßen thermoplastischen Polyurethane erfolgt durch Umsetzung der als Weichsegmente (A) einsetzbaren Verbindungen mit den als Hartsegmente (B) einsetzbaren Verbindungen. Als Weichsegmente (A) einsetzbare Verbindungen weisen im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Struktur Y-A-Y auf, wobei Y die oben angegebene Bedeutung hat und A für eine der oben beschriebenen, als Weichsegment (A) einsetzbaren Strukturen steht. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Hartsegmente (B) einsetzbare Verbindungen weisen entsprechend eine Struktur OCN-B(L)m-NCO auf, und sind entsprechend gegenüber den die Weichsegmente bildenden Strukturen unter Bildung einer kovalenten Bindung reaktiv. Die angegebenen Strukturen stellen lediglich schematisch den Aufbau der miteinander umzusetzenden Verbindungen dar. Die Zahl der fünktionellen Gruppen kann entsprechend dem oben gesagten von der strukturell dargestellten Form abweichen. Wie bereits oben erläutert, müssen nicht alle zur Bildung von Hartsegmenten (B) eingesetzten Verbindungen eine oder mehrere Ankergruppen aufweisen. Es ist lediglich erforderlich, eine ausreichende Anzahl an Ankergruppen L tragende Verbindungen zuzugeben, so daß jedes thermoplastische Polyurethan mindestens ein Hartsegment aufweist, das mindestens eine Ankergruppe L trägt; dabei ist eine Struktur A-B(L)-A bevorzugt.In the context of a preferred embodiment, the compounds used as hard segments (B) in the context of the present invention are prepared in such a way that polyurethane prepolymers which can be used as hard segments and have at least two isocyanate groups are present after the preparation. In a preferred embodiment of the invention, the compounds which can be used as hard segments have at least two isocyanate groups as terminal isocyanate groups. The thermoplastic polyurethanes according to the invention are produced by reacting the compounds which can be used as soft segments (A) with the compounds which can be used as hard segments (B). In the context of the present invention, compounds which can be used as soft segments (A) have a structure YAY, where Y has the meaning given above and A stands for one of the structures described above which can be used as soft segment (A). Compounds which can be used in the context of the present invention as hard segments (B) accordingly have a structure OCN-B (L) m-NCO and are accordingly reactive toward the structures forming the soft segments with the formation of a covalent bond. The structures given represent only a schematic representation of the structure of the compounds to be reacted with one another. The number of functional groups can differ from the structurally represented form in accordance with the above. As already explained above, not all of the compounds used to form hard segments (B) have to have one or more anchor groups. It is only necessary to add a sufficient number of compounds bearing anchor groups L, so that each thermoplastic polyurethane has at least one hard segment which carries at least one anchor group L; a structure AB (L) -A is preferred.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher auch ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen thermoplastischen Polyurethans, bei dem mindestens ein mindestens difünktionelles lineares oder verzweigtes Polyurethanpräpolymeres mit NCO-Endgruppen, beispielsweise eine Verbindung OCN-B(L)m-NCO, als Hartsegment (B) mit mindestens einem linearen oder verzweigten, mindestens eine gegenüber NCO-Gruppen reaktive funktionelle Gruppe aufweisenden Weichsegment (A), beispielsweise einer Verbindung Y-A-Y, umgesetzt wird.The present invention therefore also relates to a process for producing a thermoplastic polyurethane according to the invention, in which at least one at least one functional linear or branched polyurethane prepolymer with NCO end groups, for example a compound OCN-B (L) m -NCO, is used as the hard segment (B) at least one linear or branched soft segment (A) having at least one functional group reactive towards NCO groups, for example a compound YAY, is reacted.
Die Umsetzung der Verbindungen Y-A-Y und OCN-B(L)m-NCO kann in an sich bekannter Weise vorgenommen werden, vorzugsweise bei Temperaturen von etwa 0 bis etwa 120 °C. Das Verhältnis der beiden Komponenten wird vorteilhafterweise so gewählt, daß das Verhältnis von Y zu NCO-Gruppen etwa 2 bis etwa 1 beträgt. Den üblichen Regeln der Polymerchemie folgend läßt sich durch entsprechende Variationen des genannten Verhältnisses das Molekulargewicht der erhaltenen thermoplastischen Polyurethane in weiten Grenzen steuern.The reaction of the compounds YAY and OCN-B (L) m -NCO can be carried out in a manner known per se, preferably at temperatures from about 0 to about 120 ° C. The ratio of the two components is advantageously so chosen so that the ratio of Y to NCO groups is about 2 to about 1. Following the usual rules of polymer chemistry, the molecular weight of the thermoplastic polyurethanes obtained can be controlled within wide limits by appropriate variations in the ratio mentioned.
Mindestens eines der im erfindungsgemäßen Bindemittel vorliegenden thermoplastischen Polyurethane weist ein Molekulargewicht von etwa 3000 bis etwa 150.000, beispielsweise etwa 8.000 bis etwa 100.000 oder etwa 10.000 bis etwa 60.000 auf.At least one of the thermoplastic polyurethanes present in the binder according to the invention has a molecular weight of approximately 3000 to approximately 150,000, for example approximately 8,000 to approximately 100,000 or approximately 10,000 to approximately 60,000.
Gegebenenfalls können bei der Umsetzung noch weitere, niedermolekulare Verbindungen vorliegen. Solche Verbindungen können beispielsweise als Kettenverlängerer wirken. Hierzu geeignet sind beispielsweise primäre Aminoverbindungen mit zwei bis etwa 20, beispielsweise 2 bis etwa 12 C-Atomen. Beispielsweise sind dies Ethylamin, n-Propylamin, i-Propylamin, n-Propylamin, sek.- Propylamin, tert.-Butylamin, 1-Aminoisobutan, substituierte Amine mit 1 bis etwa 20 C-Atomen wie 2-(N,N-Dimethylamino)-l-aminoethan, Aminomercaptane wie 1- Amino-2-mercaptoethan, aliphatische Aminoalkohole mit 1 bis etwa 20, vorzugsweise 1 bis etwa 12 C-Atomen, beispielsweise Methanolamin, l-Amino-3,3-dimethyl- pentan-5-ol, 2-Aminohexan-2',2"-diethanolamin, l-Amino-2,5-dimethylcyclohexan-4- ol, 2-Amino-l-propanol, 2-Amino-l-butanol, 3-Amino-l-propanol, l-Amino-2- propanol, 2-Amino-2-methyl-l-propanol, 5-Amino-l-pentanol, 3-Aminomethyl-3,5,5- trimethylcyclohexan- 1 -ol, 1 -Amino- 1 -cyclopentan-methanol, 2-Amino-2-ethyl- 1,3- propandiol, aromatisch-aliphatische oder aromatisch-cycloaliphatische Aminoalkohole mit 6 bis etwa 20 C-Atomen, wobei als aromatische Strukturen heterocyclische Ringsysteme oder vorzugsweise isocyclische Ringsysteme wie Naphthalin- oder insbesondere Benzolderivate wie 2-Aminobenzylalkohol, 3-(Hydroxymethyl)anilin, 2- Amino-3-phenyl-l-propanol, 2-Amino-l-phenylethanol, 2-Phenylglycinol oder 2- Amino-l-phenyl-l,3-propandiol sowie Gemische aus zwei oder mehr solcher Verbindungen in Betracht kommen. Die Umsetzung kann gegebenenfalls in Gegenwart eines Katalysators vorgenommen werden. In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich dabei beispielsweise um ein tertiäres Amin wie Triethylamin, Tributylamin, Diazabicyclo(2,2,2)octan, N- Methylpyridin oder N-Methylmorpholin. Weitere geeignete Katalysatoren sind metallorganische Verbindungen wie Dibutylzinndilaurat und Metallsalze wie Zinnoctoat, Bleioctoat oder Zinkstearat. Die während der Reaktionen vorliegende Katalysatormenge beträgt im allgemeinen etwa 1 bis etwa 500 Gew.-ppm.If appropriate, other, low molecular weight compounds may also be present during the reaction. Such connections can act as chain extenders, for example. Primary amino compounds with two to about 20, for example 2 to about 12, carbon atoms are suitable for this purpose. For example, these are ethylamine, n-propylamine, i-propylamine, n-propylamine, sec-propylamine, tert-butylamine, 1-aminoisobutane, substituted amines having 1 to about 20 carbon atoms, such as 2- (N, N-dimethylamino) ) -l-aminoethane, aminomercaptans such as 1-amino-2-mercaptoethane, aliphatic amino alcohols having 1 to about 20, preferably 1 to about 12, carbon atoms, for example methanolamine, l-amino-3,3-dimethylpentane-5- ol, 2-aminohexane-2 ', 2 "-diethanolamine, l-amino-2,5-dimethylcyclohexan-4-ol, 2-amino-l-propanol, 2-amino-l-butanol, 3-amino-l- propanol, l-amino-2-propanol, 2-amino-2-methyl-l-propanol, 5-amino-l-pentanol, 3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexane-1 -ol, 1-amino- 1-cyclopentane-methanol, 2-amino-2-ethyl-1,3-propanediol, aromatic-aliphatic or aromatic-cycloaliphatic amino alcohols with 6 to about 20 C atoms, the aromatic structures being heterocyclic ring systems or preferably isocyclic ring systems such as naphthalene or in particular benzene derivatives such as 2-aminobenzyla alcohol, 3- (hydroxymethyl) aniline, 2-amino-3-phenyl-l-propanol, 2-amino-l-phenylethanol, 2-phenylglycinol or 2-amino-l-phenyl-l, 3-propanediol and mixtures of two or more such connections. The reaction can optionally be carried out in the presence of a catalyst. In a preferred embodiment, this is, for example, a tertiary amine such as triethylamine, tributylamine, diazabicyclo (2,2,2) octane, N-methylpyridine or N-methylmorpholine. Other suitable catalysts are organometallic compounds such as dibutyltin dilaurate and metal salts such as tin octoate, lead octoate or zinc stearate. The amount of catalyst present during the reactions is generally from about 1 to about 500 ppm by weight.
Die Mitverwendung eines Löse- oder Verdünnungsmittels ist in der Regel nicht erforderlich. Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform wird jedoch ein Lösemittel oder ein Gemisch aus zwei oder mehr Lösemitteln eingesetzt. Geeignete Lösemittel sind beispielsweise Kohlenwasserstoffe, insbesondere Toluol, Xylol oder Cyclohexan, Ester, insbesondere Ethylglykolacetat, Ethylacetat oder Butylacetat, Amide, insbesondere Dimethylformamid oder N-Methylpyrrolidon, Sulfoxide, insbesondere Dimethylsulfoxid, Ether, insbesondere Diisopropylether oder Methyl- tert.-butylether oder bevorzugt cyclische Ether, insbesondere Tetrahydrofüran oder Dioxan.The use of a solvent or diluent is usually not necessary. In a preferred embodiment, however, a solvent or a mixture of two or more solvents is used. Suitable solvents are, for example, hydrocarbons, in particular toluene, xylene or cyclohexane, esters, in particular ethyl glycol acetate, ethyl acetate or butyl acetate, amides, in particular dimethylformamide or N-methylpyrrolidone, sulfoxides, in particular dimethyl sulfoxide, ethers, in particular diisopropyl ether or methyl tert-butyl ether or preferably cyclic Ethers, especially tetrahydrofuran or dioxane.
Wenn bei der Herstellung der erfindungsgemäßen thermoplastischen Polyurethane die Verbindung Y-A-Y im Überschuß, beispielsweise in der doppelten molaren Menge, zur entsprechenden das Hartsegment bildenden Verbindung eingesetzt wird, so entsteht ein thermoplastisches Polyurethan, das als Endgruppen funktionelle GruppenIf the compound Y-A-Y is used in excess, for example in twice the molar amount, to the corresponding compound forming the hard segment in the preparation of the thermoplastic polyurethanes according to the invention, a thermoplastic polyurethane is formed which has functional groups as end groups
Y trägt. Zur Herstellung von thermoplastischen Polyurethanen gemäß der allgemeinenY wears. For the production of thermoplastic polyurethanes according to the general
Formel II können diese, gegenüber Isocyanatgruppen reaktive Endgruppen enthaltenden Verbindungen mit gegenüber solchen Gruppen difünktionellenFormula II can these compounds containing end groups reactive towards isocyanate groups with compounds which are functional towards such groups
Verbindungen unter Kettenverlängerung umgesetzt werden. Entsprechende difünktionelle Verbindungen der allgemeinen Formel X-Z-X weisen als funktionelleConnections with chain extension are implemented. Corresponding functional compounds of the general formula X-Z-X show as functional
Gruppen X gegenüber den fünktionellen Gruppen Y reaktive Gruppen auf. Beispiele für solche funktionelle Gruppen X sind in erster Linie die Isocyanatgruppen, die im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Je nach Art der fünktionellen Gruppe Y kann X jedoch auch für andere gegenüber Y reaktive funktionelle Gruppen stehen, beispielsweise für Epoxygruppen, Carbonsäuregruppen, Carbonsäureestergruppen, Carbonsäureanhydride oder für Doppelbindungen, die im Rahmen einer Michael-Addition mit Y umgesetzt werden können.Groups X on the functional groups Y reactive groups. Examples of such functional groups X are primarily the isocyanate groups used in a preferred embodiment of the present invention become. Depending on the type of functional group Y, however, X can also stand for other functional groups reactive towards Y, for example for epoxy groups, carboxylic acid groups, carboxylic ester groups, carboxylic anhydrides or for double bonds which can be reacted with Y in the course of a Michael addition.
In einer bevorzugten Ausführungsform - der Erfindung weist Z als funktionelle Gruppen X mindestens zwei Epoxy-, OH-, NCO- oder COOH-Gruppen oder ein untereinander nicht reaktives Gemisch aus zwei oder mehr davon auf.In a preferred embodiment of the invention, Z has as functional groups X at least two epoxy, OH, NCO or COOH groups or a mixture of two or more thereof which is not reactive with one another.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein Bindemittel, mindestens enthaltend ein erfindungsgemäßes thermoplastisches Polyurethan.The invention also relates to a binder containing at least one thermoplastic polyurethane according to the invention.
Das erfmdungsgemäße Bindemittel enthält mindestens ein thermoplastisches Polyurethan das mindestens ein Hartsegment (B) aufweist, wobei mindestens eines der Hartsegmente (B) mindestens eine Ankergruppe L trägt. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das erfindungsgemäße Bindemittel ein solches thermoplastisches Polyurethan oder ein Gemisch aus zwei oder mehr solcher thermoplastischen Polyurethane in einer Menge von mindestens etwa 10 Gew.-%, beispielsweise mindestens etwa 30 oder 50 Gew.-%. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt der Gehalt des Bindemittels an erfindungsgemäßem Polyurethan etwa 50 ± 5 Gew.-%, wobei der Rest aus herkömmlichen zur Verwendung in Bindemitteln geeigneten Polymeren, beispielsweise Polyurethanen, bestehen kann. Neben den genannten thermoplastischen Polyurethanen, die in mindestens einem Hartsegment (B) eine Ankergruppe L tragen, kann das erfindungsgemäße Bindemittel noch ein weiteres thermoplastisches Polyurethan oder ein Gemisch aus zwei oder mehr weiteren thermoplastischen Polyurethanen enthalten. Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten die erfindungsgemäßen Bindemittel neben dem bereits genannten thermoplastischen Polyurethan oder den bereits genannten thermoplastischen Polyurethanen noch mindestens ein weiteres Bindemittel.The binder according to the invention contains at least one thermoplastic polyurethane which has at least one hard segment (B), at least one of the hard segments (B) carrying at least one anchor group L. In a preferred embodiment of the present invention, the binder according to the invention contains such a thermoplastic polyurethane or a mixture of two or more such thermoplastic polyurethanes in an amount of at least about 10% by weight, for example at least about 30 or 50% by weight. In a preferred embodiment of the invention, the amount of polyurethane in the binder according to the invention is about 50 ± 5% by weight, the rest of which can consist of conventional polymers suitable for use in binders, for example polyurethanes. In addition to the thermoplastic polyurethanes mentioned, which carry an anchor group L in at least one hard segment (B), the binder according to the invention can also contain a further thermoplastic polyurethane or a mixture of two or more further thermoplastic polyurethanes. In the context of a further preferred embodiment of the present invention, the binders according to the invention contain at least one further binder in addition to the thermoplastic polyurethane or thermoplastic polyurethanes already mentioned.
Die erfindungsgemäßen Bindemittel können neben den genannten thermoplastischen Polyurethanen gemäß Formel I/Formel Ia oder Formel II oder deren Gemischen noch ein weiteres Polymeres oder ein Gemisch aus zwei oder mehr weiteren Polymeren enthalten. Zu den weiteren im Rahmen des erfindungsgemäßen Bindemittels einsetzbaren Polymeren zählen beispielsweise nicht-thermoplastische Polyurethane, Polyacrylate, Polyesterpolyurethane, Poly(meth)acrylaturethane, Polymethacrylate, Polyacrylamide, Polymere oder Copolymere aus Vinylmonomeren wie Styrol, Vinylchlorid, Vinylacetat, Vinylpropionat, Bindemittel auf Basis von Vinylformalen, cellulosehaltige Polymere wie Celluloseester, insbesondere Cellulosenitrate, Celluloseacetate, Celluloseacetopropionat oder Celluloseacetobutyrat, Phenoxyharze oder Epoxyharze, wie sie in an sich bekannter Weise erhalten werden können, oder Gemische aus zwei oder mehr davon.In addition to the thermoplastic polyurethanes of the formula I / formula Ia or formula II or mixtures thereof, the binders according to the invention can also contain a further polymer or a mixture of two or more further polymers. The other polymers which can be used in the binder according to the invention include, for example, non-thermoplastic polyurethanes, polyacrylates, polyester polyurethanes, poly (meth) acrylate urethanes, polymethacrylates, polyacrylamides, polymers or copolymers of vinyl monomers such as styrene, vinyl chloride, vinyl acetate, vinyl propionate, binders based on vinyl formals , cellulose-containing polymers such as cellulose esters, in particular cellulose nitrates, cellulose acetates, cellulose acetopropionate or cellulose acetobutyrate, phenoxy resins or epoxy resins, as can be obtained in a manner known per se, or mixtures of two or more thereof.
Die erfindungsgemäßen Bindemittel enthalten die thermoplastischen Polyurethane in der Regel in einer Menge von bis zu etwa 100 Gew.-%. Weitere Bindemittel können in einem Anteil von bis zu etwa 90 Gew.-%, beispielsweise bis zu etwa 70, 60, 50, 40 oder 30 Gew.-%, oder darunter, im erfindungsgemäßen Bindemittel enthalten sein.The binders according to the invention generally contain the thermoplastic polyurethanes in an amount of up to about 100% by weight. Further binders can be present in the binder according to the invention in a proportion of up to about 90% by weight, for example up to about 70, 60, 50, 40 or 30% by weight or less.
Die erfindungsgemäßen Polyurethane sind sowohl als Dispergierbindemittel als auch als Auflackbindemittel einsetzbar. Wenn ein erfindungsgemäßes Polyurethan als Dispergierbindemittel eingesetzt werden soll, so sollte die Zahl der Ankergruppen pro Hartsegment im Polymeren mindestens etwa 1, insbesondere etwa 1 bis etwa 3 betragen. Wenn ein erfindungsgemäßes Polyurethan als Auflackbindemittel eingesetzt werden soll, so sollte die Zahl der Ankergruppen pro Hartsegment im Polymeren etwa 0,1 bis etwa 0,9, insbesondere etwa 0,2 bis etwa 0,6, betragen. Entsprechendes gilt, wenn Gemische aus zwei oder mehr Polymeren zur Herstellung der Dispergier- oder Auflackbindemittel eingesetzt werden. In diesem Fall sollte das Verhältnis von Hartsegmenten mit Ankergruppen zu Hartsegmenten ohne Ankergruppen so eingestellt werden, daß die oben genannten Werte eingehalten werden.The polyurethanes according to the invention can be used both as dispersing binders and as topcoat binders. If a polyurethane according to the invention is to be used as the dispersion binder, the number of anchor groups per hard segment in the polymer should be at least about 1, in particular about 1 to about 3. If a polyurethane according to the invention is to be used as the coating binder, the number of anchor groups per hard segment in the polymer should be about 0.1 to about 0.9, in particular about 0.2 to about 0.6. The same applies, when mixtures of two or more polymers are used to prepare the dispersing or lamination binders. In this case, the ratio of hard segments with anchor groups to hard segments without anchor groups should be set so that the above-mentioned values are maintained.
Zum Einsatz als Dispergierbindemittel geeignete erfindungsgemäße Polymere weisen im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Glasübergangstemperatur (Tg) von etwa 55 bis etwa 65 °C und ein Molekulargewicht von etwa 10.000 bis etwa 25.000 auf. Zum Einsatz als Auflackbindemittel geeignete erfindungsgemäße Polymere weisen im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Glasübergangstemperatur (Tg) von etwa 12 bis etwa 30 °C und ein Molekulargewicht von etwa 40.000 bis etwa 80.000 auf.In a preferred embodiment of the invention, polymers according to the invention suitable for use as dispersing binders have a glass transition temperature (T g ) of approximately 55 to approximately 65 ° C. and a molecular weight of approximately 10,000 to approximately 25,000. In the context of a preferred embodiment of the invention, polymers according to the invention suitable for use as lacquer binders have a glass transition temperature (T g ) of approximately 12 to approximately 30 ° C. and a molecular weight of approximately 40,000 to approximately 80,000.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthalten die erfindungsgemäßen Bindemittel ein magnetisches Pigment oder ein Gemisch aus zwei oder mehr magnetischen Pigmenten und eignen sich als Magnetdispersion oder alsIn the context of a preferred embodiment of the invention, the binders according to the invention contain a magnetic pigment or a mixture of two or more magnetic pigments and are suitable as a magnetic dispersion or as
Bestandteil davon. Als magnetische Pigmente kommen die üblichen oxidischenPart of it. The usual oxidic pigments come as magnetic pigments
Pigmente wie γ-Fe2O3, Fe3O , FeOx (l,33<x<l,5), CrO2, Co-modifiziertes γ-Fe2O3,Pigments such as γ-Fe 2 O 3 , Fe 3 O, FeO x (l, 33 <x <l, 5), CrO 2 , co-modified γ-Fe 2 O 3 ,
Co-modifiziertes Fe3O , Co-modifiziertes FeOx (1,33<X<1,5), ferromagnetische Metallpigmente bzw. Metall-Legierungspigmente, Bariumferrit oder Strontiumferrit inCo-modified Fe 3 O, Co-modified FeO x (1.33 <X <1.5), ferromagnetic metal pigments or metal alloy pigments, barium ferrite or strontium ferrite in
Betracht. Das Metallpigment bzw. Metall-Legierungspigment umfasst ein Metall, wie z.B. Fe, Co, Ni oder eine Kombination aus zwei oder mehr dieser Metalle alsConsideration. The metal pigment or metal alloy pigment comprises a metal, such as e.g. Fe, Co, Ni or a combination of two or more of these metals as
Hauptbestandteil, sowie ggfls. weitere Metall-Bestandteile wie z.B. AI, Si, S, Sc, Ti,Main component, and if necessary. other metal components such as AI, Si, S, Sc, Ti,
V, Cr, Cu, Y, Mo, Rh, Pd, Ag, Sn, Sb, Te, Ba, Ta, W, Re, Au, Hg, Pb, Fe, Bi, La, Ce, Pr, Nd, P, Co, Mn, Zn, Ni, Sr, B. Diesen Pigmenten können, wie allgemein üblich, weitere Elemente oder Verbindungen beigemischt sein.V, Cr, Cu, Y, Mo, Rh, Pd, Ag, Sn, Sb, Te, Ba, Ta, W, Re, Au, Hg, Pb, Fe, Bi, La, Ce, Pr, Nd, P, Co, Mn, Zn, Ni, Sr, B. As usual, other elements or compounds can be added to these pigments.
Darüber hinaus können die erfindungsgemäßen Bindemittel noch Füllstoffe, Dispergierhilfsmittel, weitere Zusatzstoffe wie Gleitmittel, Ruß oder nichtmagnetische anorganische oder organische Pigmente enthalten. Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Magnetdispersionen können daher ein thermoplastisches Polyurethan oder ein Gemisch aus zwei oder mehr der obengenannten thermoplastischen Polyurethane mit einem magnetischen Pigment oder einem Gemisch aus zwei oder mehr magnetischen Pigmenten, beispielsweise in Abmischung mit einem oder mehreren Lösemitteln und gegebenenfalls zusammen mit Füllstoffen, Dispergierhilfsmitteln, weiteren Bindemitteln und weiteren Zusatzstoffe wie Gleitmitteln, Ruß oder nichtmagnetischen anorganischen oder organischen Pigmenten zusammen dispergiert werden. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Hauptkomponenten in der Magnetdispersion, also insbesondere die Pigmente und das Bindemittel zunächst unter Zusatz von wenig Lösungsmittel zur einer teigartigen Masse vermengt und anschließend innig miteinander, z. B. durch Kneten, vermischt und erst anschließend dispergiertIn addition, the binders according to the invention may also contain fillers, dispersing aids, further additives such as lubricants, carbon black or non-magnetic inorganic or organic pigments. To produce the magnetic dispersions according to the invention it is therefore possible to use a thermoplastic polyurethane or a mixture of two or more of the abovementioned thermoplastic polyurethanes with a magnetic pigment or a mixture of two or more magnetic pigments, for example in a mixture with one or more solvents and, if appropriate, together with fillers and dispersing agents , other binders and other additives such as lubricants, carbon black or non-magnetic inorganic or organic pigments are dispersed together. In a preferred embodiment, the main components in the magnetic dispersion, that is to say in particular the pigments and the binder, are first mixed with a little solvent to form a dough-like mass and then intimately mixed with one another, e.g. B. by kneading, mixed and then dispersed
Als Gleitmittel können beispielsweise Carbonsäuren mit etwa 10 bis etwa 20 C- Atomen, insbesondere Stearinsäure oder Palmitinsäure oder Derivate von Carbonsäuren wie deren Salze, Ester oder Amide, oder Gemische aus zwei oder mehr davon, eingesetzt werden.For example, carboxylic acids with about 10 to about 20 carbon atoms, in particular stearic acid or palmitic acid or derivatives of carboxylic acids such as their salts, esters or amides, or mixtures of two or more thereof, can be used as lubricants.
Als nichtmagnetische anorganische Zusatzstoffe kommen beispielsweise Aluminiumoxid, Siliziumdioxid, Titandioxid oder Zirkondioxid, als nichtmagnetische organische Pigmente beispielsweise Polyethylen oder Polypropylen in Betracht.Examples of suitable non-magnetic inorganic additives are aluminum oxide, silicon dioxide, titanium dioxide or zirconium dioxide, and non-magnetic organic pigments include polyethylene or polypropylene.
Die erfindungsgemäßen Bindemittel können im Rahmen ihrer Verwendung in magnetischen Aufzeichnungsmedien beispielsweise auf übliche starre oder flexible Trägermaterialien aufgetragen werden. Als Trägermaterialien eignen sich beispielsweise Folien aus linearen Polyestern wie Polyethylenterephthalat oder Polyethylennaphthalat, die im allgemeinen Stärken von etwa 4 bis etwa 200 Mikrometer, insbesondere etwa 5 bis etwa 36 Mikrometer aufweisen. Gegenstand der Erfindung ist daher auch ein Formkörper, insbesondere ein selbsttragender Formkörper, z.B. in Film-Form bzw. als Verbund mehrerer Schichten bzw. filmförmigen Körpern, mindestens enthaltend ein erfindungsgemäßes Bindemittel oder ein nach einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Bindemittel.As part of their use in magnetic recording media, the binders according to the invention can be applied, for example, to customary rigid or flexible carrier materials. Suitable carrier materials are, for example, films made of linear polyesters such as polyethylene terephthalate or polyethylene naphthalate, which generally have thicknesses of approximately 4 to approximately 200 micrometers, in particular approximately 5 to approximately 36 micrometers. The invention therefore also relates to a shaped body, in particular a self-supporting shaped body, for example in film form or as a composite of a plurality of layers or film-shaped bodies, at least comprising a binder according to the invention or a binder produced by a method according to the invention.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung eines erfindungsgemäßen Bindemittels oder eines erfindungsgemäß hergestellten Bindemittels zur Herstellung magnetischer Aufzeichnungsmedien. Als Aufzeichnungsmedien sind insbesondere zu nennen:The invention also relates to the use of a binder according to the invention or a binder produced according to the invention for the production of magnetic recording media. The following are particularly worth mentioning as recording media:
Videokassetten, sowohl für den Profi- als auch den Endverbraucherbereich; Audiokassetten, sowohl für den Profi- als auch den Endverbraucherbereich, z. B. Digital Audio Tape; Datenspeicherbänder; Disketten; Floppy Disk; ZIP-Disk; Magnetstreifen.Video cassettes, for both professional and consumer use; Audio cassettes, both for the professional and the end user area, e.g. B. Digital audio tape; Data storage tapes; disks; Floppy disk; ZIP disk; Magnetic stripe.
Die Erfindung wird nachfolgend durch Beispiele näher erläutert. The invention is explained in more detail below by examples.
BeispieleExamples
Beispiel 1example 1
Ein Polyurethanblock bestehend aus 1 Mol ,ω-Polypropylenglykoldiaminsulfo- propyl-Na-Salz, 8 Mol l,3-Bis-(l-methyl-l-isocyanatoethyl)benzol (TMXDI, m-Tetramethylxylylendiisocyanat), 6 Mol Neopentylglykol und 2 Mol Ethanolamin wird mit 11,1 Mol eines Polyesterdiols mit der Molmasse 802, bestehend aus Adipinsäure, Isophthalsäure und 1,4-Cyclohexandimefhanol, sowie mit 11,1 Mol 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat in Tetrahydrofüran als Lösungsmittel unter Zusatz von Dibutylzinndilaurat als Katalysator bei 60°C bis zur Erreichung eines NCO- Gehaltes von 0% umgesetzt.A polyurethane block consisting of 1 mol, ω-polypropylene glycol diamine sulfopropyl Na salt, 8 mol l, 3-bis (l-methyl-l-isocyanatoethyl) benzene (TMXDI, m-tetramethylxylylene diisocyanate), 6 mol neopentyl glycol and 2 mol ethanolamine is with 11.1 mol of a polyester diol with the molecular weight 802, consisting of adipic acid, isophthalic acid and 1,4-cyclohexanedimefhanol, and with 11.1 mol of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate in tetrahydrofuran as a solvent with the addition of dibutyltin dilaurate as a catalyst at 60 ° C implemented until an NCO content of 0% is reached.
Herstellung des Polyurethanblocks:Production of the polyurethane block:
1952 g l,3-Bis-(l-methyl-l-isocyanatoethyl)benzol werden in 7360 g Tetrahydrofüran gelöst. Unter Rühren werden1952 g l, 3-bis- (l-methyl-l-isocyanatoethyl) benzene are dissolved in 7360 g tetrahydrofuran. With stirring
1439 g einer 40%igen Lösung aus wasserfreiem α,ω-Polypropylenglykoldiaminsulfo- propyl-Na-Salz in Tetrahydrofüran schnell zugegeben.1439 g of a 40% strength solution of anhydrous α, ω-polypropylene glycol diamine sulfopropyl Na salt in tetrahydrofuran were quickly added.
Nach 10 Minuten wird die Rührung abgestellt und nach Absetzen des weißenAfter 10 minutes the stirring is stopped and after the white has stopped
Niederschlags abfiltriert. Zu dem Filtrat werdenFiltered precipitation. Become the filtrate
624 g Neopentylglykol und624 g of neopentyl glycol and
1,7 g Dibutylzinndilaurat gegeben. Bei einem NCO-Gehalt von 0,74% werdenGiven 1.7 g of dibutyltin dilaurate. With an NCO content of 0.74%
122,2 g Ethanolamin zugegeben.122.2 g of ethanolamine added.
Beispiel 2Example 2
Ein Polyurethanblock bestehend aus 1 Mol α,ω-Polypropylenglykoldiaminsulfo- propyl-Na-Sälz, 8 Mol l,3-Bis-(l-methyl-l-isocyanatoethyl)benzol, 6 Mol Neopentylglykol und 2 Mol Ethanolamin wird mit 11,1 Mol eines Polyesterdiols mit der Molmasse 802, bestehend aus Adipinsäure, Isophthalsäure und 1,4-Cyclo- hexandimethanol, sowie mit 11,655 Mol 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat in Tetrahydrofüran als Lösungsmittel unter Zusatz von Dibutylzinndilaurat als Katalysator bei 60°C bis zur Erreichung einer definierten Viskosität (1000 mPas (bezogen auf 40%ige Lösung)) umgesetzt. Der Polyurethanblock wird analog zu Beispiel 1 hergestellt.A polyurethane block consisting of 1 mole of α, ω-polypropylene glycol diamine sulfopropyl Na salt, 8 moles of l, 3-bis (l-methyl-l-isocyanatoethyl) benzene, 6 moles of neopentyl glycol and 2 moles of ethanolamine is mixed with 11.1 moles a polyester diol with molecular weight 802, consisting of adipic acid, isophthalic acid and 1,4-cyclo- hexanedimethanol, and with 11.655 mol of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate in tetrahydrofuran as a solvent with the addition of dibutyltin dilaurate as a catalyst at 60 ° C. until a defined viscosity (1000 mPas (based on 40% strength solution)) is reached). The polyurethane block is produced analogously to example 1.
Herstellung des Bindemittels:Manufacture of the binder:
Zu dem oben beschriebenen Polyurethanblock werdenTo the polyurethane block described above
8903,2 g Polyester mit der Molmasse von 802, bestehend aus Adipinsäure, Isophthalsäure und 1,4-Cyclohexandimethanol 2914,6 g 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat sowie8903.2 g of polyester with the molecular weight of 802, consisting of adipic acid, isophthalic acid and 1,4-cyclohexanedimethanol, 2914.6 g of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate and
14294,1 g Tetrahydrofüran gegeben und der Ansatz solange bei 60°C gerührt, bis die Viskosität 1000 mPas beträgt. Das zu diesem Zeitpunkt noch vorhandene Isocyanat wird durch Zugabe einer äquivalenten Menge Dibutylamin vernichtet und somit die weitere Reaktion unterbrochen.14294.1 g of tetrahydrofuran were added and the mixture was stirred at 60 ° C. until the viscosity was 1000 mPas. The isocyanate still present at this point in time is destroyed by adding an equivalent amount of dibutylamine, thus interrupting the further reaction.
Beispiel 3 :Example 3:
In einer Rührwerkskugelmühle wurden 2,07 kg keramische Kugeln mit einemIn a stirred ball mill, 2.07 kg of ceramic balls with a
Durchmesser zwischen 1,0 und 1,25 mm eingefüllt, ferner wurden 4553g einer Lösemittelmischung aus Tetrahydrofüran und Methyl-iso-butylketon bestehend aus 85 Teilen Tetrahydrofüran und 15 Teilen Methyl-iso-butylketon, 650g einer Lösung des erfindungsgemäßen Polymeren, 25%-ig in Tetrahydrofüran, 650g eines handelsüblichen Polyurethans, 25%-ig in THF, 1400g eines ferromagnetischen Eisenpulvers mit einer Koerzitivfeldstärke von 130 kA/m, 14g eines leitfähigen Rußes, 127,4g eines sphärischen Aluminiumoxids und 25,4g eines Gemischs aus Fettsäuren und Fettsäureestern zugegeben. Der Ansatz wurde 5 Stunden dispergiert, bis der Glanzpunkt konstant bei 125 lag. Nach Filtration durch ein Filter mit einer Porenweite von 2μm wurde eine homogene, feinteilige und absetzstabile Dispersion erhalten. Unmittelbar vor Beschichtung wurde die Dispersion unter starkem Rühren mit - bezogen auf 1 Teil der Dispersion - 0,012 Teilen einer Lösung eines Triisocyanats aus 3 Mol Toluylendusocyanat und 1 Mol Trimethylolpropan, 50%-ig in Tetrahydrofüran, versetzt.Filled in diameter between 1.0 and 1.25 mm, 4553 g of a solvent mixture of tetrahydrofuran and methyl iso-butyl ketone consisting of 85 parts of tetrahydrofuran and 15 parts of methyl iso-butyl ketone, 650 g of a solution of the polymer according to the invention, 25% strength in tetrahydrofuran, 650g of a commercially available polyurethane, 25% in THF, 1400g of a ferromagnetic iron powder with a coercive field strength of 130 kA / m, 14g of a conductive carbon black, 127.4g of a spherical aluminum oxide and 25.4g of a mixture of fatty acids and fatty acid esters , The mixture was dispersed for 5 hours until the gloss point was constant at 125. After filtration through a filter with a pore size of 2 μm, a homogeneous, finely divided and settable dispersion was obtained. Immediately before coating, the dispersion was extracted with vigorous stirring with 0.012 part of a solution of a triisocyanate, based on 1 part of the dispersion 3 moles of tolylene diisocyanate and 1 mole of trimethylolpropane, 50% in tetrahydrofuran, were added.
Die Dispersion wurde auf eine rückbeschichtete Polyethylenterephthalat-Folie mit einer Trockenschichtdicke von 3μm aufgetragen. Vor dem Trocknen wurde die beschichtete Bahn zur Ausrichtung des ferromagnetischen Pigments durch eine Richtstrecke, bestehend aus einer Spule mit einer Feldstärke von 200 kA/m, hindurchgeführt. Nach Durchlaufen des Magnetfelds wurde die beschichtete Folienbahn bei 80°C getrocknet und durch Hindurchführen zwischen beheizten Stahlwalzen mit einer Walzentemperatur von 60°C unter Druck (Liniendruck 200 kg/cm) geglättet.The dispersion was applied to a back-coated polyethylene terephthalate film with a dry layer thickness of 3 μm. Before drying, the coated web was passed through a straightening section consisting of a coil with a field strength of 200 kA / m to align the ferromagnetic pigment. After passing through the magnetic field, the coated film web was dried at 80 ° C. and smoothed by passing it between heated steel rolls with a roll temperature of 60 ° C. under pressure (line pressure 200 kg / cm).
VergleichsbeispielComparative example
Es wurde wie oben beschrieben verfahren, jedoch wurde das erfindungsgemäße Polymer durch ein kommerzielles Bindemittel mit Sulfonatankergruppen ersetzt.The procedure was as described above, but the polymer according to the invention was replaced by a commercial binder having sulfonate anchor groups.
Die gemäß dem Beispiel hergestellten Dispersionen sind lagerstabil, gut zu verarbeiten und die damit hergestellten Bänder genügen in jeder Hinsicht den gestellten Anforderungen.The dispersions produced according to the example are stable in storage, easy to process and the tapes produced in this way meet the requirements in every respect.
Die gemäß dem Vergleichsbeispiel hergestellten Dispersionen sind nur bedingt lagerstabil. Die Bänder haben aufgrund der schlechteren Oberfläche niedrigere Videopegel und zeigen reproduzierbar Ablagerungen am Videokopf. The dispersions prepared according to the comparative example have only a limited shelf life. The tapes have lower video levels due to the poorer surface and reproducibly show deposits on the video head.
Tabelle 1Table 1
Die Meßwerte (Tabelle 1) bedeuten:The measured values (Table 1) mean:
Glanzmessung:Gloss:
Es wird die Reflektion im 60°Winkel an der unkalandrierten Schicht gemessen. Glanz 1 : Glanzwert unmittelbar nach Ende der Dispergierung Glanz 2: Glanzwert nach 24 Stunden RollbrettThe reflection is measured at a 60 ° angle on the uncalendered layer. Gloss 1: gloss value immediately after the end of the dispersion Gloss 2: gloss value after 24 hours of roller board
Die Pigmentaufteilung ist umso besser, je höher der Glanzwert ist. Die Erniedrigung des Glanzwerts bei leichter Bewegung der Dispersion (Rollbrett) zeigt Reagglomeration und damit Lagerinstabilität der Dispersion an.The pigment distribution is better, the higher the gloss value. The lowering of the gloss value with slight movement of the dispersion (roller board) indicates reagglomeration and thus storage instability of the dispersion.
HF-Pegel:RF level:
Der Hochfrequenz-Pegel wurde in einem Betacam SP-Rekorder (System BVW 75, Firma Sony) gegen das Referenzband RSB 01 SP gemessen. Das Band ist umso besser, je höher der HF-Pegel ist.The high-frequency level was measured in a Betacam SP recorder (BVW 75 system, Sony) against the reference band RSB 01 SP. The higher the RF level, the better the band.
S/NfLuminanzI:S / NfLuminanzI:
Das Luminanz- Signal wurde in einem Betacam SP-Rekorder (System BVW 75, Firma Sony) gegen das Referenzband Sony RSB 01 SP gemessen. Das Band ist umso besser, je höher der S/N- Wert ist. Abrieb am Videokopf:The luminance signal was measured in a Betacam SP recorder (BVW 75 system, Sony company) against the reference band Sony RSB 01 SP. The higher the S / N value, the better the band. Abrasion on the video head:
Der Abrieb wurde anhand einer Notenskala von 1 bis 6 (sehr gut bis sehr schlecht) visuell beurteilt. The abrasion was assessed visually on a scale from 1 to 6 (very good to very bad).

Claims

Patentansprüche claims
1. Polyurethan mit mindestens einer anionischen Ankergruppe L, wobei die Ankergruppe L kovalent an einem mindestens ein Stickstoffatom aufweisenden Polyethersegment im Polyurethan gebunden ist.1. Polyurethane with at least one anionic anchor group L, the anchor group L being covalently bonded to a polyether segment having at least one nitrogen atom in the polyurethane.
2. Polyurethan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es einen blockweisen Aufbau oder thermoplastische Eigenschaften oder beides aufweist.2. Polyurethane according to claim 1, characterized in that it has a block structure or thermoplastic properties or both.
3. Polyurethan nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens ein Weichsegment (A) und mindestens ein Hartsegment (B) aufweist.3. Polyurethane according to claim 1 or 2, characterized in that it has at least one soft segment (A) and at least one hard segment (B).
4. Polyurethan nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Hartsegment (B) mindestens eine anionische Ankergruppe L aufweist.4. Polyurethane according to claim 3, characterized in that at least one hard segment (B) has at least one anionic anchor group L.
5. Polyurethan nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Struktur gemäß der allgemeinen Formel I Y-(A-B(L)m-A-)nY (I) oder der allgemeinen Formel Ia5. Polyurethane according to claim 3 or 4, characterized in that it has a structure according to the general formula I Y- (AB (L) m -A-) n Y (I) or the general formula Ia
Y-(A-B(L)ra-)nY (Ia) oder der allgemeinen Formel IIY- (AB (L) ra -) n Y (Ia) or the general formula II
Y-(A-B(L)r-A-Z-)n-A-B(L)m-A-Y (II), aufweist, wobei A, B und L die oben genannte Bedeutung haben, Z für denY- (AB (L) r -AZ-) n -AB (L) m -AY (II), where A, B and L have the meaning given above, Z for the
Rest einer gegenüber Y unter Ausbildung einer kovalenten Bindung mindestens difünktionellen Verbindung X-Z-X, Y für eine gegenüber den fünktionellen Gruppen X der Verbindung Z unter Ausbildung einer kovalenten Bindung reaktive funktionelle Gruppe, X für mindestens eine gegenüber den fünktionellen Gruppen Y unter Ausbildung einer kovalenten Bindung reaktive funktionelle Gruppe, n für eine Zahl von 1 bis 10, m für eine Zahl von 1 bis 10 und r für eine Zahl von 0 bis 10 steht, wobei die Zahl der Ankergruppen L im gesamten Polyurethan 1 bis n*m (Formeln I und Ia) bzw. 1 bis n*r+m (Formel II) beträgt.The rest of a compound XZX which is at least functional with respect to Y to form a covalent bond, Y for a functional group which is reactive towards the functional groups X of the compound Z to form a covalent bond, X for at least one reactive with the functional groups Y to form a covalent bond functional group, n is a number from 1 to 10, m is a number from 1 to 10 and r is a number from 0 to 10, the number of anchor groups L in the entire polyurethane 1 to n * m (formulas I and Ia ) or 1 to n * r + m (formula II).
6. Polyurethan nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Y für OH, NH2, NHR, SH oder COOH steht, wobei R für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Alkylrest mit 1 bis 24 C-Atomen oder einen Arylrest mit 6 bis 24 C-Atomen steht.6. Polyurethane according to claim 5, characterized in that Y is OH, NH 2 , NHR, SH or COOH, where R is a linear or branched, saturated or unsaturated alkyl radical having 1 to 24 carbon atoms or an aryl radical having 6 to 24 carbon atoms.
7. Polyurethan nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankergruppe L kovalent mit mindestens einem Stickstoffatom im Polyethersegment verbunden ist.7. Polyurethane according to one of claims 1 to 6, characterized in that the anchor group L is covalently connected to at least one nitrogen atom in the polyether segment.
8. Bindemittel, mindestens enthaltend ein thermoplastisches Polyurethan nach einem der Ansprüche 1 bis 7.8. binder, at least containing a thermoplastic polyurethane according to any one of claims 1 to 7.
9. Magnetdispersion, mindestens enthaltend ein Polyurethan nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder ein Bindemittel nach Anspruch 8 und mindestens ein magnetisches oder magnetisierbares Pigment.9. Magnetic dispersion, at least containing a polyurethane according to one of claims 1 to 7 or a binder according to claim 8 and at least one magnetic or magnetizable pigment.
10. Verfahren zur Herstellung eines Polyurethans nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung mindestens ein mindestens gegenüber NCO-Gruppen difunktionelles lineares oder verzweigtes, mindestens eine kovalent gebundene anionische Gruppe L tragendes Polyetheramin eingesetzt wird.10. A process for the preparation of a polyurethane according to any one of claims 1 to 7, characterized in that at least one linear or branched polyetheramine bearing at least one covalently bonded anionic group L is used which is difunctional with respect to NCO groups.
11. Magnetisches Aufeeichnungsmedium, mindestens enthaltend ein Polyurethan nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder ein Bindemittel nach Anspruch 8 oder eine Magnetdispersion nach Anspruch 9 oder ein Polyurethan, hergestellt nach Anspruch 10.11. Magnetic calibration medium, at least containing a polyurethane according to one of claims 1 to 7 or a binder according to claim 8 or one Magnetic dispersion according to claim 9 or a polyurethane produced according to claim 10.
12. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es als mindestens zweilagige Verbundfolie ausgebildet ist.12. Magnetic recording medium according to claim 11, characterized in that it is designed as an at least two-layer composite film.
13. Verwendung eines Polyurethans gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 oder hergestellt gemäß Anspruch 10, oder eines Bindemittels gemäß Anspruch 8, oder einer Magnetdispersion gemäß Anspruch 9 zur Herstellung magnetischer Aufzeichnungsmedien.13. Use of a polyurethane according to one of claims 1 to 7 or produced according to claim 10, or a binder according to claim 8, or a magnetic dispersion according to claim 9 for the production of magnetic recording media.
14. Verwendung eines mindestens ein Stickstoffatom und mindestens eine kovalent gebundene anionische Gruppe aufweisenden Polyethers zur Herstellung von Polyurethanen.14. Use of a polyether having at least one nitrogen atom and at least one covalently bonded anionic group for the production of polyurethanes.
15. Verwendung eines mindestens ein Stickstoffatom und mindestens eine kovalent gebundene anionische Gruppe aufweisenden Polyethers zur Herstellung magnetischer Aufzeichnungsmedien. 15. Use of a polyether having at least one nitrogen atom and at least one covalently bonded anionic group for the production of magnetic recording media.
EP01983534A 2000-10-13 2001-10-09 Polyurethane, method for the production thereof and binding agent produced therefrom Withdrawn EP1325049A1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2000150710 DE10050710A1 (en) 2000-10-13 2000-10-13 Polyurethane, useful for the production of magnetic recording media, has an anionic anchor group which is covalently bonded to a nitrogen atom containing polyether segment in the polyurethane.
DE10050710 2000-10-13
PCT/EP2001/011657 WO2002031012A1 (en) 2000-10-13 2001-10-09 Polyurethane, method for the production thereof and binding agent produced therefrom

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1325049A1 true EP1325049A1 (en) 2003-07-09

Family

ID=7659631

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP01983534A Withdrawn EP1325049A1 (en) 2000-10-13 2001-10-09 Polyurethane, method for the production thereof and binding agent produced therefrom

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6914118B2 (en)
EP (1) EP1325049A1 (en)
AU (1) AU2002215013A1 (en)
DE (1) DE10050710A1 (en)
WO (1) WO2002031012A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10227440B2 (en) * 2015-05-27 2019-03-12 The University Of Akron Softening thermoplastic polyurethanes using ionomer technology
JP7520728B2 (en) 2018-06-19 2024-07-23 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア Clear Rigid Thermoplastic Polyurethane

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE758129A (en) * 1969-10-28 1971-04-01 Bayer Ag SALTS OF 2- (BETA-AMINO-PROPIONAMINO) -ALCANE SULPHONIC ACIDS AND THEIR USE AS ANIONIC SYNTHETIC COMPONENTS IN THE PREPARATION OF POLYURETHANE DISPERSIONS WITHOUT EMULSIFYING AGENTS
US4131731A (en) * 1976-11-08 1978-12-26 Beatrice Foods Company Process for preparing polycarbonates
US4152485A (en) * 1977-08-05 1979-05-01 Toyo Boseki Kabushiki Kaisha Magnetic recording medium
US4496678A (en) * 1984-05-21 1985-01-29 Mobay Chemical Corporation Viscosity stabilized dispersions
DE3929165A1 (en) * 1989-09-02 1991-03-07 Basf Ag MAGNETIC RECORDING CARRIERS
JP3035857B2 (en) * 1992-06-25 2000-04-24 富士写真フイルム株式会社 Binder for magnetic recording medium and magnetic recording medium
US5652320A (en) * 1994-10-11 1997-07-29 Sanyo Chemical Industries, Ltd. Polymer containing N-sulfoamino group, fiber formed therefrom, and magnetic recording medium containing the same
US5747630A (en) * 1997-03-13 1998-05-05 Morton International, Inc. Polyurethane binder for a magnetic recording medium
DE19945400A1 (en) * 1999-09-22 2001-04-05 Emtec Magnetics Gmbh Block copolymer polyurethane, process for its production and binders and moldings produced therefrom
DE10005647A1 (en) * 2000-02-09 2001-08-16 Emtec Magnetics Gmbh Binder composition for a magnetic recording medium

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO0231012A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
US6914118B2 (en) 2005-07-05
AU2002215013A1 (en) 2002-04-22
US20040127675A1 (en) 2004-07-01
WO2002031012A1 (en) 2002-04-18
DE10050710A1 (en) 2002-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3151802C2 (en)
EP0033900B1 (en) Magnetic record carrier
EP0099533B1 (en) Magnetic recording medium
DE3151797C2 (en)
DE3523501A1 (en) MAGNETIC RECORDING CARRIER
EP0142798B1 (en) Magnetic-recording medium
EP0100017A1 (en) Magnetic-recording carriers
EP0142796B1 (en) Magnetic-recording medium
EP1325049A1 (en) Polyurethane, method for the production thereof and binding agent produced therefrom
EP0150005B1 (en) Magnetic storage medium
EP1086967A2 (en) Blockcopolymer polyurethane, process for their preparation as well as the binder and the moulded parts prepared therefrom
DE3227161A1 (en) Magnetic recording support
EP0274665A2 (en) Process for producing a magnetic recording medium
EP1126441A1 (en) Binder composition for a magnetic recording medium
EP0490223B1 (en) Magnetic recording media
EP1346349A1 (en) Use of poly(meth)acrylate units containing sulphonate groups in binding agents for magnetic storage media
EP0414111B1 (en) Magnetic recording medium
EP0281873B1 (en) Magnetic-recording support
DE19945401C2 (en) Binder composition containing fillers, process for their preparation and their use
EP1126442A1 (en) Binder composition for a magnetic recording medium
EP1042748B1 (en) Magnetic recording medium based on a polyurethane prepolymer containing hydroxyl and amino groups
EP0896970A1 (en) Polyurethanes prepared without solvents and their use as binder for magnetic recording media
EP0601471A1 (en) Magnetic recording medium
DE19626824A1 (en) Magnetic tape containing poly:urethane binder
DD241150A1 (en) METHOD FOR PRODUCING MAGNETOGRAPHY CARRIER

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20030414

AK Designated contracting states

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL LT LV MK RO SI

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: EMTEC MAGNETICS GMBH

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20050503