非离子型亲水聚氨酯水分散体及其连续制备方法技术

本发明专利技术涉及一种非离子型亲水聚氨酯水分散体，以及制备该非离子型亲水聚氨酯水分散体的连续方法。本发明专利技术的非离子型亲水聚氨酯水分散体包括非离子型亲水预聚物、水、任选的外部表面活性剂，和任选的增链剂的反应产物。非离子型亲水预聚物包括第一组分和第二组分的反应产物。第一组分选自芳香聚异氰酸酯、脂肪族聚异氰酸酯，或上述的组合。第二组分为亲水环氧烷多元醇、非离子型亲水环氧烷单醇，或上述的组合。制备所述非离子型亲水聚氨酯水分散体的连续方法包括如下步骤：（１）提供具有流速Ｒ↓［２］的分散相液流，其中分散相液流含有非离子型亲水聚氨酯预聚物，该非离子型亲水聚氨酯预聚物包含（ａ）第一组分和（ｂ）第二组分的反应产物，其中第一组分为芳香聚异氰酸酯、脂肪族聚异氰酸酯，或上述的组合，其中第二组分为非离子型亲水环氧烷多元醇、非离子型亲水环氧烷单醇，或上述的组合；（２）提供具有流速Ｒ↓［１］的连续相液流，其中连续相液流包含水和任选的表面活性剂；（３）连续地将分散相液流和连续相液流并入高剪切分散混合器，其中Ｒ↓［２］∶Ｒ↓［１］为１０∶９０至３０∶７０；（４）通过高剪切分散混合器在水中乳化非离子型亲水聚氨酯预聚物；以及（５）从而制得非离子型亲水聚氨酯水分散体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种。相关申请的交叉引用本专利技术为非临时申请，要求2006年5月16日提交的题名为 "AQUEOUS NON-IONIC HYDROPHILIC POLYURETHANE DISPERSIONS, AND A CONTINUOUS PROCESS OF MAKING THE SAME ()"的美国临 时专利申请系列案No. 60/800,793的优先权，该系列案的公开以全文引 用的方式并入本文。
技术介绍
聚氨酯水分散体通常是众所周知的并且其被用于制备有用的聚氨 酯产品。已使用不同的技术促进聚氨酯水分散体的制备。美国专利No. 6,897,281描述了具有超过约500克/米2/24小时的垂 直透潮率的透气性聚氨酯。所述透气性聚氨酯包括(a)含量为聚氨 酯的12重量％至80重量％的聚环氧烷侧链单元，其中(i)聚环氧烷 侧链单元中的环氧烷基团具有2至10个碳原子，且为未取代的、取代 的，或未取代及取代的，(ii)至少约50重量％的环氧垸基团为环氧乙 烷，和(iii)当侧链单元的分子量小于约600克/摩尔时侧链单元的含 量为至少约30重量％，当侧链单元的分子量为600至1,000克/摩尔时 侧链单元的含量为至少约15重量％，当侧链单元的分子量大于约1,000 克/摩尔时侧链单元的含量为至少约12重量％，以及(b)含量为包括 少于约25重量％的聚氨酯的聚环氧乙烷主链单元。美国专利No. 5,700,867描述了具有离子型官能团、聚氧化乙烯单 元和末端肼官能团的水聚氨酯的水分散体。离子型官能团的含量为每100克水聚氨酯5至180毫当量，聚氧化乙烯单元的含量为水聚氨酯重 量的约20重量％或更少。美国专利No. 5,043,381描述了具有聚氧化乙烯侧链和每3,000至 100,000原子量单位1个交联的非离子型水可分散的聚氨酯的水分散 体。美国专利No. 4,092,286描述了具有基本上线性的分子结构的水可 分散的聚氨酯高弹体，该聚氨酯高弹体的特征在于(a)具有以整个聚 氨酯计约0.5至10重量％的环氧乙烷单元含量的聚环氧烷聚醚侧链和 (b)每100克约0.1至15毫当量的离子基团含量。美国专利No. 3，920，598描述了一种无需乳化剂而适于在水中分散 的聚氨酯。所述无需乳化剂而适于在水中分散的聚氨酯通过具有反应 活性氢原子(该氢原子通过Zerewitinoff法测定)的有机化合物与具有 侧链(该侧链含有重复的(-0-CH2-CH2)基团)的有机二异氰酸酯反应制 得。日本专利公开No. 57-39212描述了模塑聚氨酯的方法，其中通过 热处理固化具有特定结构的聚氨酯的水乳浊液。聚氨酯的水乳浊液为 预聚物的产物，该预聚物通过(a)聚异氰酸酯；(b) 6-30重量％的分 子量为S00-1500的聚氧乙二醇化合物；以及(c)不同于(ii)的多羟 基化合物的反应获得。尽管有发展和改善聚氨酯水分散体的研究工作，仍然需要进一步 改善聚氨酯水分散体及其制备方法。
技术实现思路
本专利技术为一种。 本专利技术的非离子型亲水聚氨酯水分散体包括非离子型亲水预聚物、水、 任选的外部表面活性剂，和任选的增链剂的反应产物。非离子型亲水 预聚物包括第一组分和第二组分的及应产物。第一组分选自芳香聚异 氰酸酯、脂肪族聚异氰酸酯，或上述的组合。第二组分为亲水环氧烷 多元醇、非离子型亲水环氧烷单醇，或上述的组合。制备所述非离子型亲水聚氨酯水分散体的连续方法包括如下步骤(1)提供具有流速 R2的分散相液流，其中分散相液流含有非离子型亲水聚氨酯预聚物，该非离子型亲水聚氨酯预聚物包含(a)第一组分和(b)第二组分的 反应产物，其中第一组分为芳香聚异氰酸酯、脂肪族聚异氰酸酯，或 上述的组合，其中第二组分为非离子型亲水环氧垸多元醇、非离子型 亲水环氧烷单醇，或上述的组合；(2)提供具有流速&的连续相液流， 其中连续相液流包含水和任选的表面活性剂；(3)连续将分散相液流 和连续相液流并入高剪切分散混合器，其中R2:R4为IO:卯至30:70; (4)通过高剪切分散混合器在水中乳化非离子型亲水聚氨酯预聚物； 以及(5)从而制得非离子型亲水聚氨酯水分散体。专利技术详述本专利技术的非离子型亲水聚氨酯水分散体包括非离子型亲水预聚 物、水、任选的外部表面活性剂，和任选的增链剂的反应产物。非离 子型亲水预聚物包括第一组分和第二组分的反应产物。第一组分选自 芳香聚异氰酸酯、脂肪族聚异氰酸酯，或上述的组合。第二组分为亲 水环氧垸多元醇、非离子型亲水环氧烷单醇，或上述的组合。第一组分可为任何已知的芳香聚异氰酸酯、脂肪族聚异氰酸酯， 或上述的组合。这些聚异氰酸酯包括含有每分子至少约两个异氰酸酯 基团的那些，优选地，含有每分子平均2.0至3.0个异氰酸酯基团的那 些。聚异氰酸酯可优选为芳香聚异氰酸酯、脂肪族聚异氰酸酯，或上 述的组合。示例的聚异氰酸酯包括但不限于甲苯二异氰酸酯(TDI)、 二苯甲烷-4,4'-二异氰酸酯(MDI)、苯二甲撑二异氰酸酯、萘-l,5-二异 氰酸酯、对苯二异氰酸酯、二苄基二异氰酸酯、二苯醚二异氰酸酯、 间-或对-四甲基苯二甲基二异氰酸酯、三苯甲垸三异氰酸酯。此外，脂 肪族二异氰酸酯(其进一步包括脂环族二异氰酸酯)包括美国专利No. 5,494,960中所公开的那些，本文如氢化的甲苯二异氰酸酯、氢化的二 苯甲垸-4，4，-二异氰酸酯(H12MDI)、 1,4-四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲 基二异氰酸酯(HDI)、氢化的苯二甲撑二异氰酸酯、环己基-l,4-二异 氰酸酯，和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)以及1,3-和1,4-双-(甲基环己 基异氰酸酯)，和上述的混合物。另外，聚异氰酸酯可包括一种或多种 类型的任何参考的异氰酸单体单元。第一组分可优选地选自MDI、TDI、HDI，或1,3-和1,4-双-(甲基环己基异氰酸酯)。第二组分可为任何环氧烷多元醇、环氧垸单醇，或上述的组合； 例如，第二组分可优选为非离子型亲水环氧垸多元醇、非离子型亲水 环氧烷单醇，和上述的组合。环氧垸多元醇或环氧垸单醇的烯化氧(alkylene oxide)可通常为乙烯或丙烯。环氧烷多元醇或环氧烷单醇的 烯化氧可优选为乙烯。环氧烷多元醇或环氧烷单醇可为均聚物或共聚 物。环氧垸多元醇或环氧垸单醇可进一步为线性聚合物或支化聚合物。 非离子型亲水环氧烷多元醇或非离子型亲水环氧垸单醇的烯化氧部分 可以是无规分布的或者嵌段分布的。这种非离子型亲水环氧垸多元醇 包括但不限于聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚环氧丁烷、聚氧化四亚甲(polytetramethylene oxide)、上述的掺合物，和上述的组合。第二组分 可优选为非离子型亲水聚环氧乙烷。第二组分可进一步包括非离子型 疏水多元醇，该非离子型疏水多元醇包括但不限于聚环氧乙烷、聚环 氧丙垸、聚环氧丁烷、聚氧化四亚甲、芳香或脂肪族聚酯多元醇、聚 己内酯多元醇、丙烯酸多元醇、上述的掺合物，和上述的组合。第二 组分可包含以第二组分重量计高达90重量％的非离子型亲水环氧垸多 元醇或非离子型亲水环氧烷单醇。本文包括和公开所有单独的值和0 至90重量％的子域，例如，第二组分可包含以第二组分重量计约10 至卯重量％的非离子型亲水环氧烷多元醇或非离子型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非离子型亲水聚氨酯水分散体，其包含下述的反应产物：　非离子型亲水预聚物，其包含下述的反应产物：　第一组分，其中所述第一组分选自芳香聚异氰酸酯、脂肪族聚异氰酸酯，或上述的组合；以及　第二组分，其中所述第二组分为亲水环氧烷 多元醇、非离子型亲水环氧烷单醇，或上述的组合；　其中所述聚氨酯预聚物包含以所述聚氨酯预聚物重量计至少８０重量％的第二组分；　水；　任选的外部表面活性剂；以及　任选的增链剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：B埃德姆，M亚当斯，RC弗赖伊，D巴塔查尔吉，DR罗伯茨，
申请(专利权)人：陶氏环球技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]