水性阳离子聚氨酯分散体制造技术

一种水性聚氨酯树脂分散体，所述聚氨酯树脂在其侧链中具有聚环氧烷，并可通过在有机溶剂中使多异氰酸酯与1,2或1,3聚醚二醇和与选自聚酯二醇、聚醚二醇、聚碳酸酯二醇、聚丙烯酸酯二醇和聚烯烃二醇的聚合二醇反应和通过向所述有机溶剂中加入阳离子表面活性剂或阳离子表面活性剂前体来获得。子表面活性剂前体来获得。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】水性阳离子聚氨酯分散体


[0001]本专利技术涉及一种水性聚氨酯树脂分散体，更具体而言，涉及聚氨酯树脂在用水性喷墨油墨喷墨印刷的基材的处理液中或在水性喷墨油墨中的用途。

技术介绍

[0002]在喷墨印刷中，有时会用水性阳离子聚合物分散体处理基材(例如，纸或纺织品织物)以固定随后施加到基材上的油墨的着色剂。在许多水性阳离子聚合物分散体中，聚氨酯基树脂分散体是优选的，因为聚氨酯基树脂的性质之一在于它们确保该树脂对无孔基材的良好粘合，如US2009/0233065中所公开。
[0003]水性阳离子聚氨酯分散体通常通过在聚氨酯链中并入叔氨基二醇或多元醇来产生，并且其可通过质子化或与烷基卤反应而季铵化。
[0004]季铵化氨基二醇具有在用于聚氨酯合成的典型溶剂如丙酮、乙腈或二氧戊环中溶解性差的缺点，这需要使用具有高沸点的溶剂如NMP、DMF、DMA、NEP、DMSO、环丁砜、TOU、二丙二醇二甲醚。这些溶剂的存在使得很难获得不含溶剂的水性阳离子聚氨酯分散体，因为它们不能容易地通过蒸馏去除。
[0005]此外，季铵化的氨基二醇仅在有限的情况下可商购获得。而可商购获得的那些未列在瑞士清单上，即不符合日期为2017年5月的FDHA关于物品和材料的条例SR817.023.21的附件10。在将阳离子聚氨酯树脂用于与食品和饮料接触的材料如油墨和底漆时，符合此清单很重要。
[0006]JP2009237174公开了由季铵化的氨基二醇制成的聚合物，这些聚合物在有机溶剂中制备和使用。
[0007]WO2019/105786中描述了具有季N
‑
原子或叔氨基基团的聚氨酯树脂的水性分散体。
[0008]获得具有阳离子特性的水性阳离子聚氨酯分散体的另一种可能是如US3686108和US7964665B2中所公开，在进行聚氨酯合成之后季铵化氨基基团。此季铵化必须使用试剂如硫酸甲酯或苄基氯进行，这些试剂有毒，并且由于季铵化不完全的事实，必须从水性分散体去除，尤其是如果这些树脂将用于与食品和饮料接触的话。
[0009]由上文很明显，需要一种用于水性聚氨酯树脂分散体的合成方法，用于该制备的原料易于得到，符合瑞士清单，并且其不需要使用具有高沸点或纯化过程的有机溶剂。

技术实现思路

[0010]本专利技术的一个目的在于为上述问题提供解决方案。该目的已通过向在其中制备聚氨酯树脂分散体的有机溶剂中加入阳离子表面活性剂而实现，如权利要求1中所限定。
[0011]根据另一个方面，本专利技术包括一种用于喷墨记录的处理液，所述处理液包括如权利要求1中所限定的水性分散体。处理液在权利要求6中限定。
[0012]根据另一个方面，本专利技术包括一种水性喷墨油墨，所述水性喷墨油墨包括如权利
要求1中所限定的水性分散体。喷墨油墨在权利要求11中限定。
[0013]根据另一个方面，本专利技术包括一种喷墨记录方法，所述喷墨记录方法使用如权利要求1中所限定的水性分散体。该方法在权利要求14中限定。
[0014]由以下对本专利技术的优选实施方案的详细描述，本专利技术的其他特征、要素、步骤、特性和优点将变得更显而易见。本专利技术的特定实施方案也在从属权利要求中限定。
具体实施方式
[0015]A. 水性聚氨酯树脂分散体A.1. 聚氨酯树脂根据本专利技术的水性分散体的聚氨酯树脂的特征在于聚氨酯树脂在聚氨酯骨架的侧链中包含聚环氧烷的事实。本专利技术的聚氨酯树脂可通过使聚醚二醇和选自聚酯二醇、聚醚二醇、聚碳酸酯二醇、聚丙烯酸酯二醇和聚烯烃二醇的聚合二醇与多异氰酸酯在有机溶剂中反应获得。优选的溶剂为丙酮、乙腈和MEK，因为这些溶剂可在分散步骤后去除。向有机溶剂中加入阳离子表面活性剂。阳离子表面活性剂可在反应发生前、反应过程中或反应后加入。阳离子表面活性剂可作为溶液加入或可直接加到有机溶剂中。在另一个实施方案中，阳离子表面活性剂可与加到聚氨酯树脂溶液中的水一起加入以获得水性阳离子聚氨酯树脂分散体。加入的第一水不会导致聚氨酯聚合物变得不可溶。但在加入更多的水后，由于聚氨酯聚合物在水中的不溶性，故将形成聚氨酯分散体。为了获得表面活性剂与分散体颗粒的良好相互作用或结合，优选在加入的第一部分水中加入表面活性剂。加入的第一部分水优选含有季盐表面活性剂，而第二部分不含季盐表面活性剂而仅含水。优选地，第一部分是加入的总水量的10
‑
30%。
[0016]如果阳离子表面活性剂包含对异氰酸酯的反应性基团，则优选在多异氰酸酯、聚醚二醇和聚合二醇之间的反应完成时加入表面活性剂。当没有更多的反应产物(聚氨酯树脂)形成时，认为反应已完成。
[0017]并入聚氨酯分散体中的阳离子表面活性剂和聚环氧烷二者均会提高分散的树脂在水中的分散性和胶体稳定性。
[0018]不受理论的束缚，据推测阳离子表面活性剂被并入到水性聚氨酯树脂分散体中而不与聚氨酯树脂共价键合。获得的来自阳离子表面活性剂的稳定性基团的灵活性相对于共价结合到树脂中的阳离子表面活性剂而言增加胶体稳定性。
[0019]A.1.1. 聚醚二醇聚醚二醇优选为1,2或1,3聚醚二醇。1,2
‑
和1,3
‑
聚醚二醇可通过衍生自具有至少三个羟基基团的醇的环状羟基官能缩酮的烷氧基化来合成。之后可在酸性条件下将缩酮转化为二醇。
[0020]可用的缩酮的实例有：5
‑
乙基
‑
2,2
‑
二甲基
‑
1,3
‑
二噁烷
‑5‑
甲醇，CAS登记号20761
‑
68
‑
6；2,2
‑
二甲基
‑
1,3
‑
二噁烷
‑5‑
甲醇，CAS登记号4728
‑
12
‑
5；2,2,5
‑
三甲基
‑
1,3
‑
二噁烷
‑5‑
甲醇，CAS登记号3663
‑
46
‑
5；2,2
‑
二甲基
‑
1,3
‑
二噁烷
‑
5,5
‑
二甲醇，CAS登记号770
‑
74
‑
1；2,2
‑
二甲基
‑
1,3
‑
二氧戊环
‑4‑
甲醇，CAS登记号100
‑
79
‑
8。
[0021]或者，对于使用羟基官能缩酮，还可使用氧杂环丁烷类，但这些在烷氧基化时不太稳定，实例有例如3
‑
甲基
‑3‑
氧杂环丁烷甲醇，CAS登记号3143
‑
02
‑
0；或3
‑
乙基
‑3‑
氧杂环丁
烷甲醇 = 三羟甲基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种水性聚氨酯树脂分散体，所述聚氨酯树脂在其侧链中具有聚环氧烷，并可通过在有机溶剂中使多异氰酸酯与1,2或1,3聚醚二醇和与选自聚酯二醇、聚醚二醇、聚碳酸酯二醇、聚丙烯酸酯二醇和聚烯烃二醇的聚合二醇反应和通过向所述有机溶剂中加入阳离子表面活性剂或阳离子表面活性剂前体来获得。2.根据权利要求1所述的水性聚氨酯树脂分散体，其中所述阳离子表面活性剂包含季铵化铵基团或叔胺基团。3.根据权利要求1或2所述的水性聚氨酯树脂分散体，其中所述阳离子表面活性剂为根据式II其中R1为氢或者具有1至4个碳原子的被取代或未取代的甲基基团R2和R3独立地为苄基基团或者具有1个碳原子至18个碳原子之间的被取代或未取代的烷基基团R4为具有至少8个碳原子的被取代或未取代的烷基基团。4.根据前述权利要求中任一项所述的水性聚氨酯树脂分散体，其中所述阳离子表面活性剂在所述反应完成后加入。5.根据前述权利要求中任一项所述的水性聚氨酯树脂分散体，其中所述阳离子表面活性剂包含能够与多异氰酸酯反应的反应性基团。6.一种用于喷墨印刷的水性处理液，所述水性处理液包含相对于所述处理液的总重量为1重量%至30重量%的量的根据权利要求1至5中所限定的聚氨酯树脂分散体。7.根据权利要求6所述的用于喷墨印刷的水性处理液，所述水性处理液还包含絮凝剂。8.根据权利要求6至7所述的用于喷墨印刷的水性处理液，所述水性处理液还包含颜料。9.根据权利要求8所述的用于喷墨印刷的水性处理液，其中所述颜料包含二氧化钛。10.根据权利要求7至9所述的用于喷墨印刷的水性处理液，其中所述絮凝剂为多价金属盐。11.一种水性喷墨油墨，所述水性喷墨油墨包含颜料分散体和相对于所述油墨的总重量为1重量%至30重量%的量的根据权利要求1至5中所限定的聚氨酯树脂分散体，所述颜料分散体包含至少一种具有式III的分散剂其中

【专利技术属性】
技术研发人员：H，
申请(专利权)人：爱克发有限公司，
类型：发明
国别省市：