涂料组合物制造技术

一种能形成透湿且基本上无孔的亲水聚氨酯树脂涂层或涂膜的涂料组合物，它含有通过二苯基甲烷二异氰酸酯与如下聚氧化烯多元醇反应制得的含异氰酸酯基预聚物基本组分：所述聚氧化烯多元醇含有至少６０％重量具有至少三个羟基和氧乙烯基含量至少为１０％重量的聚氧乙烯多元醇，满足２．７＜ｎ＜３．６，式中ｎ是羟基的平均数，平均氧乙烯基含量为６０－９０％重量。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及能形成透湿但基本上无孔的聚氨酯树脂涂层或膜的新颖涂料组合物。众所周知，为了制造适用于服装面料的透湿材料，可以在布之类的多孔基材上形成基本上无孔的亲水聚氨酯树脂层。这层亲水聚氨酯树脂层从高湿度一侧吸收水汽，并将其排到低湿度一侧，从而提供透湿性。与用诸如湿固法、洗脱可溶微粒法或发泡法之类方法形成的具有许多微孔的常规聚氨酯树脂层相比，无孔的亲水聚氨酯树脂层没有孔隙堵塞的问题，且也有很好的防水性。具有这种无孔亲水聚氨酯树脂层的多孔基材例如揭示在JP-A-58-203172或JP-A-58-222840中。为了形成亲水聚氨酯树脂层，一般使用将涂料组合物直接或间接涂布在多孔基材上的方法来形成涂层。上述的涂料组合物选自亲水聚氨酯树脂的溶液和分散体、亲水聚氨酯树脂原料的混合物及其溶液和分散体。上述的“间接”法是指一种在具有剥离性的基底上形成不完全固化的涂层后把这种涂层层合到多孔基材上的方法。在某些情况下，层合时可以使用粘合剂(参见上述JP-A-58-203172)。或者先形成充分固化的亲水聚氨酯树脂膜，然后可把这种膜层合到多孔基材上。这种膜一般用如下方法制得，即把上述的涂料组合物涂布在具有剥离性的基底上，并进行固化，然后把从具有剥离性的基底上剥离下来的这种膜层合到多孔基材上，或者把载在具有剥离性的基底上的这种膜层合到多孔基材上，然后剥离具有剥离性的基底，最后得到层合了这种膜的多孔基材。为了进行层合，可利用亲水聚氨酯树脂本身的粘合性或熔合性，或可使用粘合剂。通过使用具有透湿性的粘合剂(通过使粘合层变薄可以提高这种粘合剂的透湿性)或部分地涂布粘合剂(如点状或线状)，可以保持透湿性。亲水聚氨酯树脂一般从高亲水多元醇和多异氰酸酯为主原料制成。在许多情况下，可以使用由通过高亲水多元醇和多异氰酸酯化合物反应制成的含异氰酸酯基的预聚物和用于上述含异氰酸酯基预聚物的固化剂的混合物组成的双组分涂料组合物。低分子量的多官能活性氢化合物(如二元醇或二胺)可用作固化剂。如上所述，亲水聚氨酯树脂由高亲水多元醇和多异氰酸酯为主原料制得。聚氧乙烯二醇一般用作这种高亲水的多元醇。然而，使用这种聚氧乙烯二醇产生各种问题。首先，当需要较高透湿性时，在某些情况下用使用聚氧乙烯二醇的亲水聚氨酯树脂不能得到足够的透湿性。这就是说，这种亲水聚氨酯树脂的透湿性存在一个限度，难以得到高于预定值的透湿性。其次，当用固化剂固化含有异氰酸酯基的预聚物时，固体速度很慢，难以进行高速涂布和固化，从而存在操作或经济问题。第三，使用聚氧乙烯二醇的含异氰酸酯基的预聚物在室温下是固体或高粘度液体，难以进行处理。通常在许多情况下将这种使用聚氧乙烯二醇的含异氰酸酯基的预聚物溶解在溶剂中进行使用，但使用这种溶剂可能引起环境或经济问题。因此，需要含有较少溶剂或基本上不含溶剂的涂料组合物。第四，在某些情况下，使用聚氧乙烯二醇制得的聚氨酯树脂通常没有足够的机械性能。曾经报道了关于能形成在某种程度上保持上述聚氨酯树脂柔韧性或伸长但仍有高机械强度的涂层或涂膜的涂料组合物的专利技术(JP-A-62-57467)或关于能形成高透湿性和伸长的涂层或涂膜的涂料组合物的专利技术(JP-A-3-229773)。然而，用这种常规涂料组合物形成的涂层没有足够的机械强度，如耐久性或耐磨性。另外，吸收水时的溶胀度较高。因此，存在洗涤耐久性变差的问题。本专利技术的目的是解决上述问题，并提供能形成透湿但基本上无孔的亲水聚氨酯树脂涂层或涂膜的涂料组合物。这种涂料组合物含有通过二苯基甲烷二异氰酸酯与如下聚氧化烯多元醇反应制得的含异氰酸酯基预聚物基本组分上述聚氧化烯多元醇含有至少60％重量具有至少三个羟基和氧乙烯基含量至少为10％重量的聚氧乙烯多元醇，满足2.7＜n＜3.6(式中n是羟基的平均数)，平均氧乙烯基含量为60-90％重量。按照本专利技术可以制得能形成这样一种涂层或涂膜的涂料组合物。这种涂层或涂膜具有优良的机械性能，如拉伸强度、伸长率和耐磨性，同时保持足够的透湿性，吸收水时溶胀度较低，且具有优良的洗涤耐久性。这种涂料组合物第一次通过上述特定聚氧化烯多元醇和特定二异氰酸酯的反应制得。特别重要的是，聚氧化烯多元醇中羟基的平均数n满足2.7＜n＜3.6，较好3.0＜n＜3.5。二苯基甲烷二异氰酸酯用作二异氰酸酯。例如，常规涂料组合物中聚氧化烯多元醇中羟基的平均数n小于上述范围，从而不得到获得足够的机械性能。另外，吸水溶胀度较高，从而不能获得足够的耐洗涤性。另一方面，如果上述羟基的平均数n大于上述范围，则机械强度可能较高，但柔韧性或悬垂性很差，从而难以获得性能优良的涂料组合物。另外，即使羟基的平均数n满足上述范围，如果不把二苯基甲烷二异氰酸酯用作二异氰酸酯，而例如使用甲苯二异氰酸酯，也不能获得足够的机械性能，耐光性或耐NOx发黄性很差，从而不能实现本专利技术的目的，不能获得性能优良的涂料组合物。现在更详细地说明本专利技术。在本专利技术中，具有至少三个羟基和氧乙烯基含量至少为10％重量的聚氧化烯多元醇较好通过向三价或更高价引发剂中加入环氧乙烷、或环氧乙烷和环氧乙烷以外的单环氧化物制得。三价或更高价引发剂较好是具有可加到环氧化物上的官能团(如羟基、氨基、亚氨基或羧基)的化合物，上述官能团中的氢原子数至少等于3。例如可以使用这类化合物，如三元或更多元醇、三元或更多元酚、链烷醇胺或多胺。三元醇或四元醇是优选的。具体地可以列举甘油、三羟甲基丙烷、1，2，6-己三醇、季戊四醇、双甘油、葡萄糖、蔗糖、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺、丙二胺、二氨基甲苯或二氨基二苯基甲烷。甘油、季戊四醇或三羟甲基丙烷是特别优选的。这些引发剂可以单独使用或以两个或多种的混合物混合使用。作为上述的单环氧化物，较好使用含3或4个碳原子的氧化烯，如环氧丙烷、1，2-环氧丁烷或2，3-环氧丁烷，环氧乙烷除外。这些其它的环氧化物可以单独使用或与其它氧化烯混合使用，如环氧苯乙烯、表氯醇或缩水甘油基烷基(或芳基)醚。除环氧乙烷以外的单环氧化物最好是环氧丙烷。向引发剂中加入环氧乙烷和其它单环氧化物的方法没有特别的限制，它们可以嵌段或无规形式加入。上述聚氧乙烯多元醇中氧乙烯基以外的组分包括引发剂的残基或由环氧乙烷以外的单环氧化物得到的残基。环氧乙烷以外单环氧化物的残基较好至少占5％重量。且它们较好是含3或4个碳原子的氧化烯的残基。氧化烯基仅是氧乙烯基的聚氧乙烯多元醇一般为固体，且难以处理。另外，这种聚氧乙烯多元醇可能引起下述预聚物的固化或高粘度。聚氧乙烯多元醇中氧乙烯基以外的单环氧化物残基最好至少为8％重量。较好含有环氧丙烷的残基(即氧丙烯基)为氧乙烯基以外的单环氧化物残基。含有这种氧丙烯基等的聚氧乙烯多元醇在室温下一般为液体，易于处理，且为低粘度的预聚物。聚氧乙烯基的含量至少为10％重量。另外，如下所述，必须把氧乙烯基的平均含量控制在60-90％重量，按聚氧化烯多元醇的总量计。聚氧乙烯基的含量较好为50-95％重量，更好为70-92％重量。上述聚氧乙烯多元醇的平均羟基值较好为15-60。另外，羟基的数目较好为3-4，最好为大于3但不大于4。另外，聚氧乙烯多元醇可以是两种或多种不同种类的混合物。聚氧化烯多元醇中聚氧乙烯多元醇的含量应至少为60％重量，较好为至少80％本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能形成透湿且基本上无孔的亲水聚氨酯树脂涂层或涂膜的涂料组合物，它含有通过二苯基甲烷二异氰酸酯与如下聚氧化烯多元醇反应制得的含异氰酸酯基预聚物基本组分： 所述聚氧化烯多元醇含有至少６０％重量具有至少三个羟基和氧乙烯基含量至少为１０％重量的聚氧乙烯多元醇，满足２．７＜ｎ＜３．６，式中ｎ是羟基的平均数，平均氧乙烯基含量为６０－９０％重量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：丰福正典，森哲，柏女净照，小黑薰，
申请(专利权)人：旭硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]