本发明专利技术的目的是一种可ＵＶ－固化的水性聚氨酯乳液及其在生产柔软触觉涂层中的应用。该乳液的制备方法包括ａ）使特定的含羟基官能团的组分与二－和／或聚异氰酸酯反应，ｂ）使所得的产物与水形成分散体并使该分散体与含胺官能团的物质反应。
【技术实现步骤摘要】
由于水性聚氨酯分散体的零/低-VOC及干燥特性，其已被应用于许多领域。本技术是基于在水中制备高分子量的聚氨酯聚合物颗粒。
技术介绍
当水脱离所施加的涂层时，上述颗粒就会聚结，从而形成无交联的成品膜。这些涂层的性能通常在耐化学性和机械耐久性方面不如一或两组分交联的膜，特别是在所谓的“柔软触觉”涂层中。该项技术的改变之一在于在常规固化一或两组分交联的涂层中使用过量的羟基来制备这些水性聚氨酯分散体。这两种类型的水性聚氨酯分散体可与水稀释性聚异氰酸酯结合以形成总体性能改进的两组分水性柔软触觉涂层。在形成任何性能之前，这些涂层通常需要45分钟的固化周期(通常室温固化15分钟，然后高温固化30分钟)。用于柔软触觉涂层的水性聚氨酯分散体的典型的现有技术描述在美国专利6,211,286，6,254,937和6,414,079以及美国申请公开2002/0137828和2002/0147253中。可辐射固化的聚氨酯涂层组合物也是已知的(参见，例如美国专利5,135,963，6,011,078，6,207,744，6,335,397，6,436,540和6,538,046及德国已公开的专利申请40 31 732)。最后，至少部分基于不饱和聚酯和/或聚酯丙烯酸酯的可辐射固化的水性聚氨酯分散体也是已知的(参见，例如美国专利5,684,081和6,521,702)。尽管有所有的这些已知技术，现有技术仍然没有描述一种可用于柔软触觉涂层的组合物，该柔软触觉涂层能较快固化并形成具有柔软手感，良好的耐化学性，水解稳定性和韧性(即，韧性和机械耐久性)的膜。
技术实现思路
本专利技术涉及一种可辐射固化的聚氨酯水乳液，其制备方法包括A)将1)至少约5％重量的OH数约为40至约200的含羟基不饱和聚酯丙烯酸酯，2)至少约5％重量的OH数为约28至约225的聚碳酸酯二醇，3)0至约30％重量的OH数为约28至约225的聚醚二醇，条件是如果存在组分3)时，组分2)与组分3)的重量比为约0.5∶1至约25∶1，4)0至约10％重量的单羟基亲水性聚醚，5)约0.1至约20％重量的含有选自阳离子基团、阴离子基团、潜在阳离子基团和潜在阴离子基团的部分的一种或多种单-或双官能团异氰酸酯-活性化合物，与6)约10至约50％重量的一种或多种二异氰酸酯和/或多异氰酸酯反应，B)任选地，通过成盐将任意的潜在阳离子或阴离子基团转变为阳离子或阴离子基团，和C)在水中形成1)，2)，3)，4)，5)和6)的反应产物的分散体，并使所述的分散体与7)约0.1至约10％重量的一种或多种二胺和/或多胺反应，其中，组分1)至7)的重量百分数总计为100％，同时组分6)中的异氰酸酯基团与组分1)，2)，3)，4)和5)中的全部异氰酸酯-活性基团的当量比为从约1.2∶1至约2.0∶1。形成的涂层固化较快并形成具有柔软手感、良好耐化学性、水解稳定性和韧性的膜。本文中所用的含羟基的不饱和聚酯丙烯酸酯(组分A)1))的OH数为约40至约200，优选约100至约200，最优选为约125至约180。为制备上述含羟基官能团的聚酯丙烯酸酯，通常使用总共7组单体组分a)(环)链烷二醇，例如含有(环)脂族键合羟基的二元醇。其实例包括乙二醇；1，2-和1，3-丙二醇；1，2-，1，3-和1，4-丁二醇；1，5-戊二醇；1，6-己二醇；新戊烷二醇；环己烷-1，4-二甲醇；1，2-和1，4-环己二醇；2-乙基-2-丁基丙二醇；2-甲基-丙烷-1，3-二醇；含有醚氧原子的二醇，例如二甘醇，三甘醇，四甘醇，双丙甘醇，三丙二醇，聚乙二醇，聚丙二醇或聚丁二醇。上述二醇与ε-己内酯或其它内酯的反应产物也可用作二醇。b)具有三个或更多个羟基官能团的醇。例如丙三醇；三(羟甲基)丙烷；季戊四醇；二季戊四醇；和山梨糖醇；或由这些醇制备的多醚(例如1mol三(羟甲基)丙烷与4mol环氧乙烷的反应产物)。c)一元醇例如乙醇，1-和2-丙醇，1-和2-丁醇，1-己醇，2-乙基己醇，环己醇和苄醇。d)二羧酸和/或它们的酸酐。例如邻苯二甲酸，邻苯二甲酸酐，间苯二甲酸，四氢化邻苯二甲酸，四氢化邻苯二甲酸酐，六氢化邻苯二甲酸，六氢邻苯二甲酸酐，环己烷二羧酸，马来酸酐，富马酸，丙二酸，丁二酸，丁二酸酐，戊二酸，己二酸，庚二酸，辛二酸，癸二酸，十二烷二酸，和氢化二聚脂肪酸。e)更高的多官能团羧酸和/或它们的酸酐，例如1，2，4-苯三酸和1，2，4-苯三酸酐。f)一元羧酸，例如苯甲酸，环己烷羧酸，2-乙基己酸，己酸，辛酸，癸酸，月桂酸，天然或合成脂肪酸。g)丙烯酸，甲基丙烯酸和/或二聚丙烯酸。适合的含羟基的聚酯丙烯酸酯是通过使a)或b)组的至少一种组分与d)或e)组的至少一种组分以及g)组的至少一种组分反应来制备。当需要时，也可将具有分散作用的基团(通常是本领域公知的)结合到这些聚酯丙烯酸酯中。例如，可以按比例使用作为醇成分的聚乙二醇和/或甲氧基聚乙二醇。本文所提到的化合物的例子包括醇衍生的聚乙二醇，聚丙二醇和它们的嵌段共聚物。另外，也可以在酯化后使某些羧基尤其是(甲基)丙烯酸与单-、双-或聚环氧化物反应。例如，优选的环氧化物(缩水甘油醚)是单体、低聚或多聚双酚A，双酚F，己二醇和/或丁二醇或它们的乙氧基化和/或丙氧基化的衍生物。由于在每个环氧化物-酸的反应中形成羟基，因此可使用该反应来特别提高聚酯(甲基)丙烯酸酯的OH数。该反应优选在催化剂诸如三苯基膦、硫代二甘醇、铵和/或卤化鏻和/或锆或诸如乙基己酸锡(II)的锡化合物的催化下进行。聚酯丙烯酸酯的制备是已知的，其描述在美国专利4,206,205，德国专利4,040,290和3,316,592以及P.K.T.Oldring(Ed)，Chemistry&Technology ofUV&EB Formulations For Coatings，Inks&Paints，Vol.2，1991，SITA Technology，London，pp.123-135中。也可以使用具有所需OH数的含羟基的环氧基(甲基)丙烯酸酯作为不饱和聚酯。该类型的化合物描述在P.K.T.Oldring(Ed.)，Chemistry&Technology ofUV&EB Formulations For Coatings，Inks&Paints，Vol.2，1991，SITA Technology，London，pp.37-56中。如本领域中所公知的，含羟基的环氧基(甲基)丙烯酸酯是基于使丙烯酸和/或甲基丙烯酸与单体、低聚或多聚的双酚A，双酚F，己二醇和/或丁二醇或其乙氧基化和/或丙氧基化的衍生物的环氧化物(缩水甘油化合物)反应而获得的。所用的含羟基不饱和聚酯丙烯酸酯的量至少为5％重量，优选为约5至约45％重量，最优选约20至约30％重量。可用于本专利技术中的聚碳酸酯二醇(组分A)2))具有的OH数为约28至约225，优选为约28至约75，最优选为约35至约65。上述聚碳酸酯二醇是通过使碳酸衍生物(例如，碳酸二苯酯，碳酸二甲酯或光气)与二醇反应得到的碳酸酯。可以使用的二醇的例子包括乙二醇；1，2-和1，3-丙二醇；1，2-，1，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可辐射固化的水性聚氨酯乳液，其制备方法包括：Ａ）将１）至少约５％重量的ＯＨ数为约４０至约２００的含羟基不饱和聚酯丙烯酸酯，２）至少约５％重量的ＯＨ数为约２８至约２２５的聚碳酸酯二醇，３）０至约３０％重量的 ＯＨ数为约２８至约２２５的聚醚二醇，在组分３）存在的前提下，组分２）与组分３）的重量比为从约０．５∶１至约２５∶１，４）０至约１０％重量的单羟基的亲水性聚醚，５）约０．１至约２０％重量的含有选自阳离子基团，阴离子基团，潜在阳 离子基团，和潜在阴离子基团的部分的一种或多种单－或双官能团异氰酸酯－活性化合物，与６）约１０至约５０％重量的一种或多种二异氰酸酯和／或多异氰酸酯反应，Ｂ）任选地，通过成盐将任意的潜在阳离子或阴离子基团转变为阳离子或阴离子基团 ，和Ｃ）在水中形成１），２），３），４），５）和６）的反应产物的分散体并使所述分散体与７）约０．１至约１０％重量的一种或多种二胺和／或多胺反应， 其中，组分１）至７）的重量百分数总计为１００％，同时组分６）中的异氰酸 酯基团与组分１），２），３），４）和５）中全部异氰酸酯活性基团的当量比为从约１．２∶１至约２．０∶１。...
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：AA罗克哈特，MJ德沃尔查克，LK金丁，
申请(专利权)人：拜尔聚合物有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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