水性聚氨酯脲分散体制造技术

本发明专利技术涉及包含聚氨酯脲的水性聚氨酯脲分散体及其制备方法和应用，特别是在涂料、粘合剂或油墨领域的应用，以及使用该水性聚氨酯脲分散体涂覆、粘结、密封或打印得到的产品。该包含聚氨酯脲的水性聚氨酯脲分散体的聚氨酯脲由包含下列组分的体系反应得到：多异氰酸酯、羟基官能度为1.9

【技术实现步骤摘要】
水性聚氨酯脲分散体


[0001]本专利技术涉及水性聚氨酯脲分散体及其制备方法和应用，特别是在涂料、粘合剂或油墨领域的应用，以及使用该水性聚氨酯脲分散体涂覆、粘结、密封或印刷得到的产品。

技术介绍

[0002]为了将油墨中的颜料固定到纺织品或皮革等基材上，纺织品或皮革印刷用的油墨通常包含水性树脂。目前，喷墨油墨配方遇到的最主要问题之一是寻找粘接性好的水性树脂。
[0003]首先，水性树脂通常对油墨的摩擦色牢度性能起决定性作用。水性树脂通常因为粒径大、多分散系数大而呈现乳白色外观，对于油墨实现良好的显色性有负面影响。因此，市场上具有较高色彩水平的油墨通常含有较少的水性树脂粘合剂，由此导致油墨的牢度较低。反之，为了保证油墨具有良好的摩擦色牢度，油墨中需要包含一定量的水性树脂，从而导致油墨不满足显色要求。并且，喷墨印刷头的细喷嘴通常只有数微米大小，水性树脂粒径大，容易将喷墨印刷头堵塞。
[0004]其次，油墨尤其是喷墨油墨对水性树脂粘合剂的粘度有要求。如果树脂粘度较高，可能会使喷墨油墨的粘度增加，使其难以从喷墨印刷头中喷射出来。
[0005]最后，水性树脂自身的耐水解性也会对印刷好的物品在长期使用过程中的色牢度产生重要影响。由耐水解性较差的水性树脂印刷得到的物品，可能经过几次洗涤后就出现脱落掉色现象。
[0006]因此，行业内希望能够有一种适用于喷墨油墨的水性树脂，能兼顾显色性、摩擦色牢度和耐水解性。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种水性聚氨酯脲分散体及其制备方法和应用，特别是在涂料、粘合剂或油墨领域的应用，以及使用该水性聚氨酯脲分散体涂覆、粘结、密封或印刷得到的产品。
[0008]根据本专利技术的包含聚氨酯脲的水性聚氨酯脲分散体，所述聚氨酯脲由包含下列组分的体系反应得到：
[0009]a.至少一多异氰酸酯；
[0010]b.至少一羟基官能度为1.9
‑
2.1的聚碳酸酯多元醇；
[0011]c.至少一羟基官能度为1.9
‑
2.1的聚酯多元醇，所述聚酯多元醇是由包含芳香族二元酸和芳香族酸酐中的至少一种和二元醇的混合物反应得到的；
[0012]d.至少一含氨基的化合物，所述含氨基的化合物是下列的一种或多种：含氨基的羧酸、含氨基的羧酸盐、含氨基的磺酸和含氨基的磺酸盐；
[0013]e.至少一含羟基的羧酸；
[0014]f.至少一中和剂；和
[0015]可选的g.一不同于组分b)
‑
组分e)的异氰酸酯基团反应性化合物，其分子量为32g/mol
‑
400g/mol；
[0016]所述聚碳酸酯多元醇与所述聚酯多元醇的重量比为6∶1
‑
20∶1。
[0017]根据本专利技术的一个方面，提供了用于制备根据本专利技术所提供的包含聚氨酯脲的水性聚氨酯脲分散体的方法，包含以下步骤：
[0018]i.使组分a)至少一多异氰酸酯、组分b)至少一羟基官能度为1.9
‑
2.1的聚碳酸酯多元醇、组分c)至少一羟基官能度为1.9
‑
2.1的聚酯多元醇、组分e)至少一含羟基的羧酸和可选的组分g)一不同于组分b)
‑
组分e)的异氰酸酯基团反应性化合物中的一些或全部反应获得一预聚物；
[0019]ii.使所述预聚物、组分d)至少一含氨基的化合物和可选的组分g)一不同于组分b)
‑
组分e)的异氰酸酯基团反应性化合物反应获得所述聚氨酯脲；
[0020]iii.在步骤ii之前或之后，加入组分f)至少一中和剂；和
[0021]iv.在步骤ii之前、期间或者之后引入水获得所述水性聚氨酯脲分散体。
[0022]根据本专利技术的另一方面，提供了一种包含根据本专利技术所提供的包含聚氨酯脲的水性聚氨酯脲分散体的涂料、粘合剂或油墨。
[0023]根据本专利技术的再一方面，提供了根据本专利技术所提供的包含聚氨酯脲的水性聚氨酯脲分散体用于制备涂覆产品、粘结产品或印刷产品的用途。
[0024]根据本专利技术的又一方面，提供了含有根据本专利技术所提供的包含聚氨酯脲的水性聚氨酯脲分散体制备、涂覆、结合、密封或印刷的基材的物品或制品。
[0025]根据本专利技术的又一方面，提供了一种印刷方法，包含以下步骤：将根据本专利技术所提供的包含聚氨酯脲的水性聚氨酯脲分散体印刷到一基材表面，随后固化。
[0026]根据本专利技术的又一方面，提供了一种印刷产品，包含一基材以及将根据本专利技术所提供的包含聚氨酯脲的水性聚氨酯脲分散体印刷到所述基材上形成的涂层。
[0027]本专利技术的水性聚氨酯脲分散体的粘度小，非常适用于油墨尤其适合用作喷墨油墨的粘合剂。并且，本专利技术的水性聚氨酯脲分散体具有小粒径(Z
‑
平均粒径小于75nm)、窄粒径分布(PDI小于0.3)和外观半透明的特点，其形成的湿膜呈现鲜亮色彩，湿膜干燥后得到干膜湿摩擦色牢度高、丛林测试时间长(大于2周)。本专利技术的水性聚氨酯脲分散体形成的干膜具有良好的显色性、摩擦色牢度和耐水解性。
具体实施方式
[0028]本专利技术提供一种包含聚氨酯脲的水性聚氨酯脲分散体，所述聚氨酯脲由包含下列组分的体系反应得到：
[0029]a.至少一多异氰酸酯；
[0030]b.至少一羟基官能度为1.9
‑
2.1的聚碳酸酯多元醇；
[0031]c.至少一羟基官能度为1.9
‑
2.1的聚酯多元醇，所述聚酯多元醇是由包含芳香族二元酸和芳香族酸酐中的至少一种和二元醇的混合物反应得到的；
[0032]d.至少一含氨基的化合物，所述含氨基的化合物是下列的一种或多种：含氨基的羧酸、含氨基的羧酸盐、含氨基的磺酸和含氨基的磺酸盐；
[0033]e.至少一含羟基的羧酸；
[0034]f.至少一中和剂；和
[0035]可选的g.一不同于组分b)
‑
组分e)的异氰酸酯基团反应性化合物，其分子量为32g/mol
‑
400g/mol；所述聚碳酸酯多元醇与所述聚酯多元醇的重量比为6∶1
‑
20∶1。本专利技术还提供了包含该水性聚氨酯脲分散体的制备方法和应用，特别是在涂料、粘合剂或油墨领域的应用，以及使用该水性聚氨酯脲分散体涂覆、粘结、密封或印刷得到的产品。
[0036]本文所用的术语“固化”是指液体物质从液态到固化态的过程。
[0037]本文所用的术语“涂料”是指能够用不同的施工工艺涂覆在物件表面，形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态涂层的物质。
[0038]本文所用的术语“粘合剂”是指能够用不同的施工工艺涂覆在物件表面，在物体自身或一物体与另一物体表面形成涂层，并将物体自身或一物体与另一物体表面粘合的化学物质，也用作胶黏剂和/或密封剂和/或粘结剂的同义词。
[0039]本文所用的术语“聚氨酯脲”是指聚氨酯和/或聚氨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.包含聚氨酯脲的水性聚氨酯脲分散体，所述聚氨酯脲由包含下列组分的体系反应得到：a.至少一多异氰酸酯；b.至少一羟基官能度为1.9
‑
2.1的聚碳酸酯多元醇；c.至少一羟基官能度为1.9
‑
2.1的聚酯多元醇，所述聚酯多元醇是由包含芳香族二元酸和芳香族酸酐中的至少一种和二元醇的混合物反应得到的；d.至少一含氨基的化合物，所述含氨基的化合物是下列的一种或多种：含氨基的羧酸、含氨基的羧酸盐、含氨基的磺酸和含氨基的磺酸盐；e.至少一含羟基的羧酸；f.至少一中和剂；和可选的g.一不同于组分b)
‑
组分e)的异氰酸酯基团反应性化合物，其分子量为32g/mol
‑
400g/mol；所述聚碳酸酯多元醇与所述聚酯多元醇的重量比为6∶1
‑
20∶1。2.如权利要求1所述的水性聚氨酯脲分散体，其特征在于，所述水性聚氨酯脲分散体中的有机溶剂的量小于1重量％，相对于所述水性聚氨酯脲分散体的总重量计。3.如权利要求1或2所述的水性聚氨酯脲分散体，其特征在于，所述水性聚氨酯脲分散体至少符合以下之一特征：粘度为10mpa
·
s
‑
1000mPa
·
s，根据ISO 3219：1994标准使用博勒飞粘度计测试；固含量为30重量％
‑
40重量％，用梅特勒托利多卤素水分分析仪测试；Z
‑
平均粒径为30nm
‑
75nm，用马尔文纳米粒径电位分析仪测试；和多分散系数为0
‑
0.3，用马尔文纳米粒径电位分析仪测试。4.如权利要求1
‑
3任一项所述的水性聚氨酯脲分散体，其特征在于，所述多异氰酸酯是下列的一种或多种：六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯。5.如权利要求1
‑
4任一项所述的水性聚氨酯脲分散体，其特征在于，所述聚碳酸酯多元醇是下列的一种或多种：己二醇聚碳酸酯、丁二醇聚碳酸酯、新戊二醇聚碳酸酯、3
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甲基戊二醇聚碳酸酯和上述聚碳酸酯的共聚物。6.如权利要求1
‑
5任一项所述的水性聚氨酯脲分散体，其特征在于，所述聚酯多元醇是下列的一种或多种：聚邻苯二甲酸己二醇酯、聚邻苯二甲酸丁二醇酯、聚邻苯二甲酸新戊二醇酯、聚邻苯二甲酸二乙二醇酯、聚邻苯二甲酸3
‑
甲基戊二醇酯、聚间苯二甲酸己二醇酯、聚间苯二甲酸丁二醇酯、聚间苯二甲酸新戊二醇酯、聚间苯二甲酸二乙二醇酯、聚间苯二甲酸3
‑
甲基戊二醇酯、聚对苯二甲酸己二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸新戊二醇酯、聚对苯二甲酸二乙二醇酯和聚对苯二甲酸3
‑
甲基戊二醇酯；最优选下列的一种或多种：聚邻苯二甲酸己二醇酯、聚邻苯二甲酸丁...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱英丹，叶慧敏，唐世锋，于明明，李圆，宋红亮，姜长静，
申请(专利权)人：科思创德国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：