聚(THF)基聚氨酯分散体制造技术

本发明专利技术涉及用至少两种具有不同的平均摩尔质量的聚四亚甲基二醇聚醚多元醇以及至少两种不同的多异氰酸酯组分制备新型水性聚氨酯分散体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚(THF)基聚氨酯分散体本专利技术涉及用至少两种具有不同的平均摩尔质量的聚四亚甲基二醇聚醚多元醇以及至少两种不同的多异氰酸酯组分制备新型水性聚氨酯分散体。水性聚氨酯分散体已被文献报导，如作为涂覆组合物和粘合剂的基体(basis)。这些分散体具有宽范围的可调整的性能。然而，并不总是能够生产出具有理想性能特征(profile)的薄膜，比如，因为适合的结构单元的所需组成不能形成稳定分散体。由于聚氨酯分散体具有良好的低温挠性和弹性，它们也被用于纺织品载体的涂覆。在这种情况下，特别重要的是，由结构单元构建的聚合物具有尽可能低的水解倾向。在W0-07022885中，公开了由聚酯多元醇构建的具有高比例乙二醇和/或二乙二醇的弹性聚氨酯分散体。然而，由于酯键的不稳定性，产物水解不稳定。在DE-A 10122444中，描述了聚碳酸酯和聚四亚甲基二醇基聚氨酯分散体，该分散体同样体现了高弹性。然而，该公开的分散体表现了明显低于1000%的伸长率。在W0-06075144中，公开了由二异氰酸酯、聚四亚甲基二醇和聚亚胺所构建的聚氨酯溶液，其薄膜表现了高弹性。然而，该产物不是水性的，因此不是足够环境友好的。本专利技术的目的是提供水性聚氨酯分散体，其制得薄膜具有高弹性、良好的机械性能和舒适触感。该目的通过提供用至少两种具有不同平均摩尔质量的聚四亚甲基二醇聚醚多元醇和至少两种不同的多异氰酸酯组分制备的新型的水性聚氨酯分散体而得以实现。因此，本专利技术提供水性聚氨酯分散体，该分散体用至少两种聚四亚甲基二醇聚醚多元醇((HO-(CH2-CH2-CH2-CH2-O)x-H)A2a)和A2b)制备，该多元醇具有不同的数均分子量Mn，其中相关的二醇前体具有400-8000克/摩尔的数均分子量Mn，优选600-3000克/摩尔，并且低摩尔质量二醇A2a)具有的数均分子量Mn是高摩尔质量二醇A2b)的数均分子量Mn的10-80%，优选30-70%。数均分子量Mn由凝胶渗透色谱在四氢呋喃中，23 °C下，相对聚苯乙烯标样而测定。优选的水性聚氨酯分散体包括聚氨酯，该聚氨酯可得自Al)至少两种不同的有机二-或多异氰酸酯，A2)至少两种不同的聚四亚甲基二醇聚醚二元醇A2a)和A2b)，每种醇具有(HO-(CH2-CH2-CH2-CH2-O)x-H)的结构，其中相关的二醇前体具有400-8000克/摩尔的数均分子量Mn，并且低摩尔质量二醇A2a)具有的数均分子量Mn是高摩尔质量二醇A2b)的数均分子量Mn的10-80 %,A3)任选的羟基官能化合物，分子量优选为62-399克/摩尔，以及A4)任选的非离子亲水剂，以及一种或多种氨基官能化合物B)。在每种情况下，基于聚氨酯的总量，优选分散体含有的具有400-8000克/摩尔数均分子量Mn的二醇前体少于20重量％，特别优选少于10重量％，最优选少于5重量％，这不对应于A2)。更优选地，该分散体不含有二醇前体，这不对应于A2)。特别优选包括聚氨酯的水性聚氨酯分散体，其由以下物质构成Al)两种不同的有机二-或多异氰酸酯，A2)两种不同的聚四亚甲基二醇聚醚二元醇A2a)和A2b)，每种醇具有(HO-(CH2-CH2-CH2-CH2-O)x-H)的结构，其中相关的二醇前体具有400-8000克/摩尔的数均分子量Mn，并且低摩尔质量二醇A2a)具有的数均分子量Mn是高摩尔质量二醇A2b)的数均分子量Mn的10-80 %,以及一种或多种氨基官能化合物B)。本专利技术含义内的聚氨酯为聚合性化合物，该化合物具有至少两个(优选至少三个)含有氨基甲酸酯的重复单元，该单元具有以下结构O—N-J-0— H根据本专利技术，同样包括那些聚氨酯，由于它们的制备，同样具有呈以下结构的含脲基的重复单元O—N~^~N— H H该重复单元是在异氰酸酯封端的预聚物A)与氨基官能化合物B)的反应中形成的。在一个优选的实施方式中，本专利技术关键的水性聚氨酯分散体由以下物质制备A)异氰酸酯官能预聚物由以下物质制备Al)至少两种不同的有机二-或多异氰酸酯，A2)至少两种不同的聚四亚甲基二醇聚醚二元醇A2a)和A2b)，每种醇具有(HO-(CH2-CH2-CH2-CH2-O)x-H)的结构，其中相关的二醇前体具有400-8000克/摩尔的数均分子量Mn，优选600-3000克/摩尔，并且低摩尔质量二醇A2a)具有的数均分子量Mn是高摩尔质量二醇A2b)的数均分子量Mn的10-80 %，优选30-70 %，A3)任选的羟基官能化合物，优选分子量为62-399克/摩尔，并且A4)任选的非离子亲水剂以及B)然后，它们的游离NCO基团全部或部分地与以下物质反应—种或多种氨基官能化合物B)，如伯和/或叔胺和/或二胺，将因此得到的聚氨酯在步骤B)之前、期间或之后分散于水中。在一个特别优选的实施方式中，A2a)具有的数均分子量Mn为400-1500克/摩尔，特别优选600-1200克/摩尔，最优选1000克/摩尔。同时，A2b)具有的数均分子量Mn为1500-8000克/摩尔，特别优选1800-3000克/摩尔，最优选2000克/摩尔。A2a)对A2b)的重量比优选范围为0. 1_10，特别优选范围为0. 2_10，最优选范围为1-6。在一个特别优选的实施方式中，本专利技术的聚氨酯分散体不具有其它数均分子量Mn为400-8000克/摩尔的二元醇。本专利技术关键的聚氨酯优选线性或支化分子，特别优选线性分子。本专利技术优选使用的聚氨酯的数均分子量通常为1000-200000克/摩尔，优选5000-150000 克 / 摩尔。在本专利技术关键的聚氨酯的制备中，特别优选先进行异氰酸酯官能预聚物A)的制备，接着在第二个步骤B)中进行异氰酸酯官能预聚物A)与一种或多种增链的二胺反应。此夕卜，也可加入单官能胺作为链终止剂以控制分子量。作为组分B)，一方面可优选使用不具有离子或离化基团的胺，如阴离子亲水基团(以下称组分BI)，另一方面，此外还优选使用具有离子或离化基团的胺，如阴离子亲水基团(以下称组分B2)。优选地，在步骤B)中，进行预聚物A)与组分BI)和组分B2)的混合物的反应。通过使用组分BI)，可构建高摩尔质量，且避免使得先前制备的异氰酸酯官能预聚物的粘度升高到阻碍加工的程度。本专利技术使用的聚氨酯优选具有阴离子基团，优选磺酸盐基团。这些阴离子基团被步骤B)中使用的胺组分B2)引入根据本专利技术使用的聚氨酯中。为了亲水性目的，本专利技术使用的聚氨酯任选地额外含有非离子组分。特别优选地，仅有磺酸盐基团包含在本专利技术使用的聚氨酯中用于亲水性，该基团通过相应的作为组分B2)的二胺引入该聚氨酯中。为了达到良好的沉降稳定性，该特殊聚氨酯分散体的数均粒度优选小于750纳米，特别优选小于500纳米，特别优选其范围为20-450纳米，该粒度由激光关联光谱在去离子水稀释之后测定(仪器Malvern Zetasizer 1000,马尔文仪器有限公司(MalvernInst. Limited))。本专利技术的聚氨酯分散体的固含量通常为10-70重量％，优选30-65重量％，特别优选40-60重量％。通过将称重过的样品加热到125°C直到重量不变以确定固含量。当重量不变时，通过再次称重样品以计算固含量。基于这些聚氨酯分散体的重量，分散体优选具有少本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：S·多尔，H·G·戈布洛维茨，T·费勒，T·米切利斯，
申请(专利权)人：拜尔材料科学股份公司，
类型：发明
国别省市：