水性聚氨酯分散体制造技术

用于制备水性聚氨酯分散体的方法，所述水性聚氨酯分散体含有20重量％至50重量％平均粒度为1微米至15微米的阴离子聚氨酯，并且提供具有耐久的低光泽度的膜。

Aqueous polyurethane dispersion

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】水性聚氨酯分散体本专利技术涉及一种制备水性聚氨酯分散体的方法，该水性聚氨酯分散体提供低光泽度涂层，其消光外貌耐长时间高温和曝光。本专利技术也涉及其作为用于涂覆刚性或柔性物体的成膜剂和消光剂的用途。这些水性分散体具体用于皮革和人造皮革的修整，而且还用于织物、纸张、硬纸板、塑料、木材和金属的表面处理。
技术介绍
对例如由织造织物、皮革、纸张、塑料、木材和金属所制造的许多制品的表面进行处理，其目的是使其更均匀、或保护其免受时间或气氛的磨损和/或为了改进某些美学性质，例如高光泽或低光泽、柔软或粗糙的触感、不同的颜色等。通常，这些效果是通过采用含有几种特定添加剂的聚合物分散体来实现的。在聚氨酯分散体的情况下，通过例如添加消光颗粒可以获得更好的消光效果。这些消光颗粒可以是US6,284,836中所述的二氧化硅颗粒或US6,649,487中所述的聚合物颗粒。然而，加入异质颗粒的缺点是使聚合物组合物不稳定，并且使膜的脆性增加。此外，在应用期间，可能发生异质材料的分离，从而导致光学效应沿着经处理材料表面不均匀。此外，如果没有谨慎采用必须的安全保护措施，为了增加所制造最终制品中的消光度使用无定形或结晶二氧化物对于操作者的健康是危险的。含硅颗粒由于其极端的细度和挥发性是医学研究所对其可能引起的肺部疾病风险进行不断研究的对象。文献中提供了许多避免使用消光颗粒的方法。例如，WO2004/060949描述了使用基于可自交联的聚氨酯的组合物，其允许获得光泽度低于40的产品；根据相同专利申请的一个实施方式，在分散体中采用反应性乙烯基稀释剂并进行聚合。WO2010/015494公开了基于聚乙二醇醚、聚(四亚甲基二醇)的阴离子聚氨酯分散体，其提供同时具有低光泽度和柔软触感的膜；柔软触感效果或丝绒效果是越来越受市场欢迎的另一表面特征。不幸的是，来自基于聚乙二醇醚和聚酯的阴离子聚氨酯分散体的膜在暴露于环境热量和光线时会失去其消光外貌。在基于聚酯的聚氨酯的情况下，也发现了聚乙二醇醚聚氨酯对热和光的耐受性不足。EP1,489,120描述了可光固化聚氨酯乳液，其能够产生具有良好稳定性和柔软触感的膜。WO2006/072080描述了一种用于在刚性表面上提供柔软丝滑效果(“缎面和橡胶触感”)的聚氨酯制剂。向由光泽聚氨酯分散体与交联剂反应获得的该制剂添加消光剂(SiO2)，从而获得具有低光泽度的涂层。最近，WO2016/102596涉及在聚氨酯存在下通过至少一种乙烯基单体进行自由基聚合获得的聚氨酯乙烯基聚合物共混颗粒的水性“柔软触感”涂层组合物。现在已经发现，通过在聚氨酯合成中，可能在有限量的其它二醇的存在下，使用聚碳酸酯二醇，并用丙烯酸类增稠剂和HLB为10至20的表面活性剂，可以获得不含或基本不含有机溶剂的阴离子聚氨酯的水性分散体而无需添加消光剂，该阴离子聚氨酯水性分散体能够提供具有耐久的低光泽度(消光外貌)的膜。在汽车内饰的皮革(人造或天然)领域中，耐光暴露的光线是特别需要的，其使得通过本专利技术分散体所得到的涂层极具价值。此外，通过不会由于时间以及适当热量而胶化或形成永久沉淀物的稳定且均质(或容易再分散)的分散体获得了高且耐久的消光度。该分散体几乎不含溶剂(即，小于5重量％的有机溶剂、优选小于3重量％的有机溶剂)、或完全不含溶剂，并且其在不添加额外消光添加剂(例如，二氧化硅、硅酸盐或聚合颗粒)的情况下是有效的。
技术实现思路
本专利技术的一个基本目的是一种用于制备水性聚氨酯分散体的方法，所述水性聚氨酯分散体含有20重量％至50重量％的阴离子聚氨酯，水性聚氨酯分散体的平均粒度为1微米至15微米并且根据标准测试方法ISO2813-2014在60°测量的光泽度小于10，所述制备方法包括以下步骤：i.通过如下物质的反应获得预聚物：I)脂族或脂环族二异氰酸酯；II)分子量为500至3000g/mol的聚碳酸酯二醇以及任选的聚酯二醇，只要聚碳酸酯二醇占二醇II的80重量％至100重量％即可；III)具有至少一个羧基或羧酸酯/根基团的二醇；IV)分子量为500至3000g/mol的任选聚醚二醇；V)具有一个或多个异氰酸酯(NCO)反应性基团的不同于二醇II、III和IV的任选化合物；VI)平均官能度大于2的任选脂族或脂环族多异氰酸酯，上述物质的比例为：A)I和VI中的NCO基团之和与II、III、IV和V中的NCO反应性基团之和的摩尔比为1.2-3.0；B)聚碳酸酯二醇和任选的聚酯二醇之和占二醇II和Ⅳ之和的80重量％至100重量％；C)二醇II和IV的量占II、IV和V之和的90重量％至100重量％，优选95重量％至100重量％，更优选100重量％；D)III的量使得预聚物含有10-20当量/100g羧基或羧酸酯/根基团的干物质；E)VI(如存在)的量不超过I和VI之和的3重量％，ii.基于最终水性聚氨酯分散体的重量，在0.1重量％至2重量％、优选0.3重量％至1重量％的HLB为10至20的表面活性剂的存在下，聚合物在水中进行增链；iii.基于最终水性聚氨酯分散体的重量，将0.1重量％至10重量％的丙烯酸类乳液增稠剂添加到步骤ii)所得到的中间水性聚氨酯分散体中，在不使用任意有机溶剂、或使用基于最终水性聚氨酯分散体的重量小于5重量％的有机溶剂的情况下，实施该方法。本专利技术的另一目的为水性聚氨酯分散体，其形成根据标准测试方法ISO2813-2014在60°测量的光泽度小于10的膜，所述水性聚氨酯分散体含有：a)20重量％至50重量％的通过在水中增链预聚物所制备的平均粒度为1微米至15微米的阴离子聚氨酯，所述预聚物通过如下物质的反应获得：I)脂族或脂环族二异氰酸酯；II)分子量为500至3000g/mol的聚碳酸酯二醇以及任选的聚酯二醇，只要聚碳酸酯二醇占二醇II的80重量％至100重量％即可；III)具有至少一种羧基或羧酸酯/根基团的二醇；IV)分子量为500至3000g/mol的任选聚醚二醇；V)具有一个或多个异氰酸酯(NCO)反应性基团的不同于二醇II、III和IV的任选化合物；VI)任选的脂族或脂环族多异氰酸酯，上述物质的比例为：A)I和VI中的NCO基团之和与II、III、IV和V中的NCO反应性基团之和的摩尔比为1.2-3.0；B)聚碳酸酯二醇和任选的聚酯二醇之和占二醇II和Ⅳ之和的80重量％至100重量％；C)二醇II和IV的量占II、IV和V之和的90重量％至100重量％，优选95重量％至100重量％，更优选100重量％；D)III的量使得预聚物含有10-20当量/100g羧基或羧酸酯/根基团的干物质；E)VI(如存在)的量不超过I和VI之和的3重量％，b)0.1重量％至2重量％、优选0.3重量％至101重量％的HLB为10至20的表面活性剂；c)0.1重量％至10重量％的丙烯酸类乳液增稠剂；d)小于5重量％的有机溶剂。根据另一方面，本专利技术涉及一种用于涂覆皮革或人造皮革的方法，所述方法包括：获得根据上文和下文详述的方法所制备的水性聚氨酯分散体，将其施涂到皮革或人造皮革的上(经修整并暴露于视线)表面并干燥。根据另一方面，本专利技术涉及一种用于涂覆织造织物、纸张、硬纸板、木材或金属的方法，所述方法包括：获得根据上文和下文详述的方法所制备的水性聚氨酯分散体，将其施涂到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制备水性聚氨酯分散体的方法，所述水性聚氨酯分散体含有20重量％至50重量％的阴离子聚氨酯，水性聚氨酯分散体的平均粒度为1微米至15微米并且根据标准测试方法ISO 2813‑2014在60°测量的光泽度小于10，所述方法包括以下步骤：i.通过如下物质的反应获得预聚物：I)脂族或脂环族二异氰酸酯；II)分子量为500至3000g/mol的聚碳酸酯二醇以及任选的聚酯二醇，前提是聚碳酸酯二醇占二醇II的80重量％至100重量％；III)具有至少一个羧基或羧酸酯/根基团的二醇；IV)分子量为500至3000g/mol的任选聚醚二醇；V)具有一个或多个异氰酸酯(NCO)反应性基团的不同于二醇II、III和IV的任选化合物；VI)平均官能度大于2的任选脂族或脂环族多异氰酸酯，上述物质的比例为：A)I和VI中异氰酸酯基团(NCO)之和与II、III、IV和V中NCO反应性基团之和的摩尔比为1.2‑3.0；B)聚碳酸酯二醇和任选的聚酯二醇之和占二醇II和Ⅳ之和的80重量％至100重量％；C)二醇II和IV的量占II、IV和V之和的90重量％至100重量％；D)III的量使得预聚物含有10‑20当量/100g羧基或羧酸酯/根基团的干物质；E)如存在VI，则VI的量不超过I和VI之和的3重量％，ii.基于最终水性聚氨酯分散体，在0.1重量％至2重量％HLB为10至20的表面活性剂的存在下，聚合物在水中进行增链；iii.基于最终水性聚氨酯分散体的重量，将0.1重量％至10重量％丙烯酸类乳液增稠剂添加到步骤ii)所得到的中间水性聚氨酯分散体中，在不使用任意有机溶剂、或使用基于最终水性聚氨酯分散体重量小于5重量％有机溶剂的情况下，实施该方法。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.23 IT 1020170000323671.一种用于制备水性聚氨酯分散体的方法，所述水性聚氨酯分散体含有20重量％至50重量％的阴离子聚氨酯，水性聚氨酯分散体的平均粒度为1微米至15微米并且根据标准测试方法ISO2813-2014在60°测量的光泽度小于10，所述方法包括以下步骤：i.通过如下物质的反应获得预聚物：I)脂族或脂环族二异氰酸酯；II)分子量为500至3000g/mol的聚碳酸酯二醇以及任选的聚酯二醇，前提是聚碳酸酯二醇占二醇II的80重量％至100重量％；III)具有至少一个羧基或羧酸酯/根基团的二醇；IV)分子量为500至3000g/mol的任选聚醚二醇；V)具有一个或多个异氰酸酯(NCO)反应性基团的不同于二醇II、III和IV的任选化合物；VI)平均官能度大于2的任选脂族或脂环族多异氰酸酯，上述物质的比例为：A)I和VI中异氰酸酯基团(NCO)之和与II、III、IV和V中NCO反应性基团之和的摩尔比为1.2-3.0；B)聚碳酸酯二醇和任选的聚酯二醇之和占二醇II和Ⅳ之和的80重量％至100重量％；C)二醇II和IV的量占II、IV和V之和的90重量％至100重量％；D)III的量使得预聚物含有10-20当量/100g羧基或羧酸酯/根基团的干物质；E)如存在VI，则VI的量不超过I和VI之和的3重量％，ii.基于最终水性聚氨酯分散体，在0.1重量％至2重量％HLB为10至20的表面活性剂的存在下，聚合物在水中进行增链；iii.基于最终水性聚氨酯分散体的重量，将0.1重量％至10重量％丙烯酸类乳液增稠剂添加到步骤ii)所得到的中间水性聚氨酯分散体中，在不使用任意有机溶剂、或使用基于最终水性聚氨酯分散体重量小于5重量％有机溶剂的情况下，实施该方法。2.如权利要求1所述的用于制备水性聚氨酯分散体的方法，其中，聚碳酸酯二醇是1,6-己二醇聚碳酸酯。3.如权利要求1或2所述的用于制备水性聚氨酯分散体的方法，其中，表面活性剂的HLB为17至20。4.如权利要求1或2所述的用于制备水性聚氨酯分散体的方法，其中，表面活性剂的HLB为18至20。5.如前述权利要求中任一项所述的用于制备水性聚氨酯分散体的方法，其中，二异氰酸酯是异氟尔酮二异氰酸酯。6.如权利要求3或4所述的用于制备水性聚氨酯分散体的方法，其中，在步骤ii...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·卡博尼，D·孔蒂，K·科吉特，D·凡蒂，G·弗罗瑞迪，G·利巴锡，
申请(专利权)人：蓝宝迪有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利,IT