改进的聚氨酯分散体和由其制成的涂层制造技术

具有改进性能的聚氨酯是由其中含有不挥发、非反应性、提高性能的水溶性（ＮＮＰＥＷ）化合物（例如脲）的聚氨酯水分散体制成的。尽管ＮＮＰＥＷ可溶于水，但在接触水之后ＮＮＰＥＷ仍保留在聚氨酯中。在另一具体实施方式中，在去除了分散体的水以形成聚氨酯时或在随后加热时，ＮＮＰＥＷ可以与分散体的聚氨酯颗粒以外的存在于分散体中的化合物反应。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及改进的聚氨酯水分散体。特别地，本专利技术涉及具有改进的粘性和涂布性能的聚氨酯水分散体。
技术介绍
由在水中增链的异氰酸酯封端的预聚物形成的聚氨酯水分散体是公知的。通常，这些聚氨酯分散体使用了一定量的有机溶剂来制造聚氨酯分散体。溶剂对于溶解用于制造分散体的固体反应物、减缓与水或添加的增链剂(例如胺)的反应和抑制反应性颗粒与其它颗粒的反应是必须的。此外，溶剂对于形成由聚氨酯水分散体制成的硬的充分粘附的涂层是必须的。溶剂可以使聚氨酯颗粒软化，以使它们均匀分布在基材上并充分互相反应以便与基材结合(即不是硬球体的形式)。这当然会造成挥发性有机化合物蒸发到环境中。因此，需要提供一种具有良好粘附性和成膜性能的聚氨酯分散体，其消除了现有技术中如上所述的一种或多种问题(例如使用有机溶剂)。专利技术概述本专利技术的第一方面是由其中含有分散的聚氨酯颗粒和不挥发、非反应性、提高性能的水溶性(NNPEW)化合物的水构成的聚氨酯水分散体。已经意外地发现，某些在环境温度下固态的水溶性化合物在加入聚氨酯分散体时，尽管它们不会与聚氨酯反应，但是可以提高由聚氨酯分散体制成的聚氨酯涂层的粘性、粘附性和性能。此外，已经发现，这些可以结合到涂层中并且不会在水的作用下从涂层中渗出。另一优点在于，这些NNPEW在不会影响分散体粘度的情况下加快了干燥速率。认为这些化合物可以通过氢键合进行结合，并可以由于聚氨酯聚合物内硬链段的中断而改进性能。本专利技术的第二方面是一种形成改进的聚氨酯分散体的方法，包括(a)在水中使异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物与增链剂反应直至几乎所有异氰酸酯已经反应以形成聚氨酯分散体，和(b)在聚氨酯分散体中加入不挥发、非反应性、提高性能的水溶性化合物以形成改进的聚氨酯分散体。本专利技术的第三方面是由其中含有不挥发、非反应性、提高性能的水溶性化合物的聚氨酯构成的聚氨酯。意外地，尽管NNPEW是水溶性的并且在通过例如加热去除水时不会与聚氨酯颗粒反应，但是NNPEW仍保留在聚氨酯制品(object)中，从而改进例如聚氨酯制品(例如薄膜)的伸长性能。本专利技术的第四方面是一种形成聚氨酯制品的方法，包括(a)由包含水和聚氨酯颗粒并含有不挥发、非反应性、提高性能的水溶性化合物的聚氨酯水分散体形成制品，和(b)将成形制品加热至使不挥发、提高性能的有机化合物分解或与聚氨酯水分散体中聚氨酯颗粒以外的组分反应的温度，从而在聚氨酯制品中形成所得不挥发化合物。本专利技术的分散体和聚氨酯可用于使用聚氨酯的任何应用领域。所得聚氨酯制品可以是任何制品，例如涂层、泡沫、纤维、板材、手套、袋子、容器、层压材料、地毯背衬、室内装饰背衬、密封剂和粘合剂。专利技术详述通过在聚氨酯水分散体中加入NNPEW化合物，制造本专利技术的改进的聚氨酯分散体。用于制造改进的聚氨酯分散体的聚氨酯分散体可以是本领域已知的任何合适的聚氨酯分散体。通过任何合适的方法在聚氨酯分散体中加入NNPEW化合物以形成改进的聚氨酯分散体，只要NNPEW化合物基本不会与聚氨酯颗粒反应。通常，基本不会与聚氨酯颗粒反应是指加入分散体中的NNPEW最多1％与聚氨酯颗粒反应。优选地，最多大约0.5％，更优选最多大约0.1％且再优选最多痕量并最优选完全没有NNPEW与聚氨酯颗粒反应。由于聚氨酯形成方法引起的升高的温度，还优选在形成聚氨酯分散体后尽可能快地加入NNPEW。或者，由于升高的环境温度，其可以在使用之前加入。已经意外地发现，该化合物的添加使分散体冷却，减少了冷却分散体所需的能量并有助于使分散体稳定，例如以避免热的聚氨酯颗粒凝结。聚氨酯分散体可以是，例如，内部稳定化的聚氨酯分散体。内部稳定化的聚氨酯分散体是指通过在分散在液体介质中的聚氨酯颗粒内加入离子或非离子型亲水性侧基来实现稳定化的分散体。美国专利3,905,929和3,920,598描述了非离子型内部稳定化聚氨酯分散体的例子。离子型内部稳定化聚氨酯分散体是公知的并且在美国专利6,231,926的第5栏，4-68行和第6栏，1和2行中进行了描述。通常，使用如美国专利3,412,054所述的二羟烷基羧酸制造阴离子型内部稳定化聚氨酯分散体。常用于制造阴离子型内部稳定化聚氨酯分散体的单体是二羟甲基丙酸(DMPA)。也可以使用外部稳定化的聚氨酯分散体。外部稳定化的聚氨酯分散体是指基本不含离子或非离子型亲水性侧基并因此需要添加表面活性剂以使聚氨酯分散体稳定的分散体。在美国专利2,968,575；5,539,021；5,688,842和5,959,027中描述了外部稳定化聚氨酯分散体的例子。可以结合使用内部和外部稳定化聚氨酯分散体。优选地，聚氨酯分散体是由不可离子化(nonionizable)的聚氨酯和外部稳定表面活性剂构成的。不可离子化的聚氨酯是不含亲水性可离子化基团的聚氨酯。亲水性可离子化基团是在水中容易离子化的基团，例如DMPA。其它可离子化基团的例子包括阴离子基团，例如羧酸、磺酸和它们的碱金属盐。阳离子基团的例子包括通过叔胺与强无机酸(例如磷酸、硫酸、氢卤酸)或强有机酸的反应或通过与合适的季铵化剂(例如C1-C6烷基卤或苄基卤(例如Br或Cl))的反应制成的铵盐。聚氨酯分散体可以与另一聚合物分散体或乳状液混合，只要大部分分散体是聚氨酯分散体。与聚氨酯分散体混合时，可用的其它聚合物分散体或乳状液包括诸如聚丙烯酸酯、聚异戊二烯、聚烯烃、聚乙烯基醇、丁腈橡胶、天然橡胶和苯乙烯与丁二烯的共聚物之类的聚合物。最优选地，聚氨酯分散体是唯一的聚合物分散体。通常，优选的不可离子化聚氨酯是通过使聚氨酯/脲/硫脲预聚物与增链剂在水介质中并在存在稳定化量的外部表面活性剂的情况下反应来制备的。可以通过本领域公知的任何合适的方法制备聚氨酯/脲/硫脲预聚物。该预聚物有利地如下制备使含有至少两个活性氢原子的高分子量有机化合物与充足的聚异氰酸酯在如美国专利5,959,027(其经此引用并入本文)所述的确保该预聚物被异氰酸酯封端的条件下接触。聚异氰酸酯优选为有机二异氰酸酯，并且可以是芳族、脂族或脂环族的，或它们的混合物。适用于制备预聚物的二异氰酸酯的典型例子包括美国专利3,294,724，第1栏，55至72行，和第2栏，1至9行(其经此引用并入本文)以及美国专利3,410,817，第2栏，62至72行和第3栏，1至24行(其也经此引用并入本文)中公开的那些。优选的二异氰酸酯包括4，4’-二异氰酸二苯基甲烷、2，4’-二异氰酸二苯基甲烷、异佛尔酮二异氰酸酯、二异氰酸对亚苯酯、2，6-甲苯二异氰酸酯、聚苯基聚亚甲基聚异氰酸酯、1，3-二(异氰酸甲基)环己烷、1，4-二异氰酸环己烷、二异氰酸六亚甲酯、1，5-萘二异氰酸酯、二异氰酸3，3’-二甲基-4，4’-联苯酯、4，4’-二异氰酸二环己基甲烷、2，4’-二异氰酸二环己基甲烷、和2，4-甲苯二异氰酸酯，或它们的混合物。更优选的二异氰酸酯是4，4’-二异氰酸二环己基甲烷、4，4’-二异氰酸二苯基甲烷、2，4’-二异氰酸二环己基甲烷、和2，4’-二异氰酸二苯基甲烷。最优选的是4，4’-二异氰酸二苯基甲烷和2，4’-二异氰酸二苯基甲烷。此处使用的术语“活性氢基团”是指与异氰酸酯基团反应以形成脲基团、硫脲基团或如下列通式所示的氨基甲酸乙酯基团的基团 其中X是O、S、本文档来自技高网...

【技术保护点】
由其中含有分散的聚氨酯颗粒和不挥发、非反应性、提高性能的水溶性化合物的水构成的聚氨酯水分散体。

【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：WA库恩克，D巴塔查尔吉，SN考尔，
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]