專利名稱：高固體聚氨酯－聚脲分散體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及雙峰的、高固體聚氨酯分散體，涉及一種制備它們的方法及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
基材越來越多地用水性粘合劑，特別是聚氨酯-聚脲(PU)分散體來涂敷。制備水性PU分散體是已知的。與許多其它種類的水性粘合劑不同，PU分散體特別在對(duì)化學(xué)品和水的高耐受性、高機(jī)械強(qiáng)度、和高拉伸強(qiáng)度和高延展性等方面是性能優(yōu)越的?，F(xiàn)有的聚氨酯-聚脲分散體大部分符合這些需要。這里所述的體系因?yàn)榇嬖谟H水基團(tuán)，可以進(jìn)行自乳化，即它們可分散在水中而不需要添加外來的乳化劑，并且具有單峰粒徑分布。所以這些分散體的粘度可保持在維持性能的可接受的范圍內(nèi)，它們通?？蓮氖袌?chǎng)上購得，固體含量在30重量％固體至45重量％固體之間。但是，對(duì)于用在涂料行業(yè)的許多領(lǐng)域中，期望有固體含量非常高的PU分散體，這些分散體能夠例如簡化施涂操作(一次涂布能產(chǎn)生更厚的膜)，并且能開啟全新的應(yīng)用或應(yīng)用領(lǐng)域。
現(xiàn)有的高固體PU分散體的缺點(diǎn)在于，在很多情況下它們無法滿足其應(yīng)用的需要。它們一般用大量的外部乳化劑來穩(wěn)定，并且具有分布較寬的單峰粒徑分布和較大的平均粒徑。因此，只有通過使用增稠劑來對(duì)它們進(jìn)行保護(hù)，才能使它們避免沉淀。因此，這些高固體分散體的性能特征遠(yuǎn)在所需的水平之下。
從現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)知道，雙峰分散體在它們的粒徑分布中具有兩個(gè)獨(dú)立的最大值，而雙峰化是一種增加分散體中固體含量的方法。與此相比較，單分散體系中要么只含有較小的聚合物顆粒，要么只含有較大的聚合物顆粒，因此由于粘度問題只能導(dǎo)致低固體含量。
US-P4474860和US-P 4567099描述了具有確切雙峰粒徑分布和低粘度的高固體雙峰苯乙烯/丁二烯乳液。相反，聚氨酯-聚脲分散體沒有被揭示過。
WO-A 02/070615描述了具有兩個(gè)不相連的粒徑最大值的雙峰水性聚合物分散體。其實(shí)施例僅描述了具有雙峰粒徑分布的初級(jí)聚丙烯酸酯分散體的制備。雙峰化在兩階段中產(chǎn)生，所得的產(chǎn)物特別適用于紙張涂料。
在由B.Erdem等在2004年于新奧爾良召開的International Waterborne，High Solid and Powder Coatings Symposium上發(fā)表的一篇題為“A detailedunderstanding of Polyurethane Dispersions，their process andapplications”的論文中，描述了一種通過在連續(xù)的制備過程中使用外來表面活性物質(zhì)來制備高固體分散體的方法。但是，含有外來親水物質(zhì)的聚氨酯分散體，經(jīng)常不能滿足漆和涂料組合物或膠粘劑的確切需要。而且，此法不允許雙峰分散體的具體制備。引入相對(duì)大量的硬鏈段結(jié)構(gòu)單元也是不可能的，因?yàn)榇朔椒梢圆倏氐恼扯仁欠浅Ｓ邢薜摹?br> 本發(fā)明的目的是提供兼顧高固體含量和低粘度的聚氨酯-聚脲(PU)分散體，并且該分散體不通過外來乳化劑來穩(wěn)定。
令人驚喜的是，現(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)通過將粒徑保持在界定的比率上，可以得到克服了現(xiàn)有技術(shù)缺陷的低粘度的PU分散體。
必須對(duì)雙峰分散體中的大顆粒和小顆粒的尺寸加以選擇，使它們互相匹配，使涂料組合物既具有較高的固體含量，粘度又較低。如果顆粒太小，固體含量下跌和/或粘度上升；如果顆粒太大，粘度升高，性能和穩(wěn)定性不夠充分。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及在粒徑分布中具有兩個(gè)不連續(xù)的(discrete)的最大值的水性聚氨酯-聚脲分散體，其中細(xì)顆粒部分的最大值在51納米至150納米之間，粗顆粒部分的最大值在160納米至700納米之間。
本發(fā)明還提供一種制備本發(fā)明的聚氨酯-聚脲分散體的方法，所述方法中以異氰酸酯基團(tuán)對(duì)異氰酸酯-活性基團(tuán)(isocyanate-reactive groups)的當(dāng)量比為1.0至3.5使選自I.1)、I.2)、I.3)、I.4)、I.5)和I.6)的組分反應(yīng)，形成不含有脲基團(tuán)的異氰酸酯官能預(yù)聚物，隨后使其余的異氰酸酯基團(tuán)與鏈延長劑或鏈封端劑在其分散在水中之前、分散在水中之時(shí)或分散在水中之后反應(yīng)，其中＝N+、＝S+-、-COO-或-SO3-或PO32-基團(tuán)的量為每100克樹脂固體中0.1至15毫當(dāng)量，其中選自I.3)至的氨基官能化合物中的氨基對(duì)游離異氰酸酯基團(tuán)的當(dāng)量比為40％至150％(with amino-functional compoundsselected from I.3)to I.6)at an equivalent ratio of amino groupsto free isocyannate groups of 40％ to 150％)，其中I.1)為多異氰酸酯，I.2)為數(shù)均分子量為200克/摩爾至8000克/摩爾的多元醇。
I.3)為數(shù)均分子量為62克/摩爾至400克/摩爾的、共含有兩個(gè)或多個(gè)羥基和/或氨基的低分子量化合物，I.4)為含有一個(gè)羥基或氨基的化合物，I.5)為異氰酸酯-活性、離子型或潛離子型親水化合物，和I.6)為異氰酸酯-活性、非離子型親水化合物。
本發(fā)明還涉及一種含有本發(fā)明的聚氨酯-聚脲分散體的涂料組合物。
本發(fā)明還涉及由含有聚氨酯-聚脲分散體的涂料組合物所制備的涂布過的基材。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的水性聚氨酯-聚脲分散體在粒徑分布中具有兩個(gè)不連續(xù)的的最大值，其中細(xì)顆粒部分的最大值在51納米至150納米之間，較優(yōu)的是在55納米至145納米之間，粗顆粒部分的最大值在160納米至700納米之間，較優(yōu)的是在200納米至700納米之間。細(xì)顆粒部分的聚氨酯顆粒的粒徑為1納米至300納米，較優(yōu)的是5納米至300納米，更優(yōu)的是10納米至275納米。粗顆粒部分的聚氨酯顆粒的粒徑為100納米至1500納米，較優(yōu)的是125納米至1250納米，更優(yōu)的是160納米至1000納米。關(guān)于前面所述的粒徑，在任何一個(gè)具體的聚氨酯-聚脲分散體中，粗顆粒部分的最小粒徑比細(xì)顆粒部分的最大粒徑要大。
雙峰PU分散體含有10重量％至50％重量的細(xì)顆粒部分，較優(yōu)的是15重量％至45重量％，更優(yōu)的是20重量％至40重量％，雙峰PU分散體含有的粗顆粒部分為50重量％至90重量％，較優(yōu)的是55重量％至85重量％，更優(yōu)的是60重量％至80重量％，粗顆粒部分和細(xì)顆粒部分的重量份數(shù)的總和等于100重量％。本發(fā)明的雙峰PU分散體的粘度為1至1500mPa.s，較優(yōu)的是10至750mPa.s，更優(yōu)的是10至500mPa.s。
細(xì)顆粒部分的顆粒和粗顆粒部分的顆粒每質(zhì)量單位帶有的電荷數(shù)相差懸殊。細(xì)顆粒帶有的總表面電荷為50至750μeq/g樹脂固體，較優(yōu)的是50至700μeq/g樹脂固體，更優(yōu)的是50至650μeq/g樹脂固體。粗顆粒部分具有的表面電荷為1至300μeq/g樹脂固體，較優(yōu)的是10至250μeq/g樹脂固體，更優(yōu)的是10至200μeq/g樹脂固體，細(xì)顆粒部分與粗顆粒部分的表面電荷的差值為10至500μeq/g樹脂固體，較優(yōu)的是20至450μeq/g樹脂固體，更優(yōu)的是20至400μeq/g樹脂固體。
在制備本發(fā)明的聚氨酯-聚脲分散體的過程中，組分I.1)至I.6)最初以異氰酸酯基團(tuán)比異氰酸酯-活性基團(tuán)為1.0至3.5、較優(yōu)的為1.1至3.0、更優(yōu)的為1.1至2.5的當(dāng)量比反應(yīng)，形成不含有脲基團(tuán)的異氰酸酯官能預(yù)聚物。留下的異氰酸酯基團(tuán)與鏈擴(kuò)展劑或鏈封端劑在分散在水中前、分散在水中時(shí)或分散在水中后反應(yīng)，選自I.3)至I.6)的氨基官能化合物中的氨基對(duì)游離異氰酸酯基團(tuán)的當(dāng)量比為40％至150％、較優(yōu)的為50％至120％、更優(yōu)的為60％至120％。
合適的組分I.1)的多異氰酸酯是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的、NCO官能度≥2的芳族、芳脂族、脂族或脂環(huán)族多異氰酸酯。
合適的多異氰酸酯的實(shí)例為1，4-丁二異氰酸酯、1，6-己二異氰酸酯(HDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、2，2，4-和/或2，4，4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯、同分異構(gòu)的雙(4，4’-異氰酸基環(huán)己基)甲烷或具有任何所需的異構(gòu)體含量的它們的混合物、1，4-亞環(huán)己基二異氰酸酯、1，4-苯二異氰酸酯、2，4-和/或2，6-甲苯二異氰酸酯、1，5-萘二異氰酸酯、2，2’-和/或2，4’-和/或4，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯、1，3-和/或1，4-雙(2-異氰酸基-丙-2-基)苯(TMXDI)和1，3-雙(異氰酸基-甲基)苯(XDI)。
除了上述的多異氰酸酯之外，也可以使用具有脲二酮(uretdione)、異氰脲酸酯、氨基甲酸乙酯、脲基甲酸酯、縮二脲、亞氨基噁二嗪二酮和/或噁二嗪三酮結(jié)構(gòu)的改性二異氰酸酯，和每分子中NCO基團(tuán)數(shù)大于2的未改性多異氰酸酯，例如4-異氰酸基甲基-1，8-辛烷二異氰酸酯(壬烷三異氰酸酯)或三苯基甲烷-4，4’，4”-三異氰酸酯。
優(yōu)選的上述類型的多異氰酸酯或多異氰酸酯混合物是那些含有僅與脂族和/或脂環(huán)族結(jié)合的NCO基團(tuán)、且混合物中平均NCO官能度為2至4、較優(yōu)的為2至2.6、更優(yōu)的為2至2.4的。
1，6-己二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、同分異構(gòu)的雙(4，4’-異氰酸基環(huán)己基)甲烷和它們的混合物特別優(yōu)選用在組分I.1)中。
可用作化合物I.2)的合適的多元醇的數(shù)均分子量Mn以400至8000為佳，600至3000更佳。多元醇具有的羥基數(shù)為22至400毫克KOH/克、較優(yōu)的是30至200毫克KOH/克，更優(yōu)的是40至160毫克KOH/克，OH官能度為1.5至6，較優(yōu)的為1.8至3，更優(yōu)的為2。
合適的多元醇包括聚氨酯涂料技術(shù)中已知的有機(jī)多元醇化合物，諸如聚酯多元醇、聚丙烯酸酯多元醇、聚氨酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚醚多元醇、聚酯聚丙烯酸酯多元醇、聚氨酯聚丙烯酸酯多元醇、聚氨酯聚酯多元醇、聚氨酯聚醚多元醇、聚氨酯聚碳酸酯多元醇、聚酯聚碳酸酯多元醇、苯酚/甲醛樹脂，和它們的混合物。
合適的聚酯多元醇的實(shí)例是已知的二醇和任選的多(三、四)醇與二羧酸和任選的多(三、四)羧酸或羥基羧酸或內(nèi)酯的縮聚物。替代游離的多羧酸，也可以使用相應(yīng)的多羧酸的酐或相應(yīng)的多羧酸與低級(jí)醇形成的酯來制備聚酯。合適的二醇的實(shí)例包括乙二醇、丁二醇、二甘醇、三甘醇、聚亞烷基二醇如聚乙二醇，合適的還有丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、新戊二醇或羥基新戊酸新戊二醇酯，優(yōu)選的是上述最后三種化合物中的一種。合適的多元醇包括三羥甲基丙烷、丙三醇、赤蘚醇、季戊四醇、三羥甲基苯或三羥乙基異氰脲酸酯。
合適的二羧酸的例子包括鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸、四氫鄰苯二甲酸、六氫鄰苯二甲酸、環(huán)己烷二羧酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、戊二酸、四氯鄰苯二甲酸、馬來酸、富馬酸、衣康酸、丙二酸、辛二酸、2-甲基丁二酸、3，3-二乙基戊二酸和2，2-二甲基丁二酸。也可以使用這些酸的酸酐。依據(jù)本發(fā)明，酸酐被“酸”這一表述所包括。也可以使用一元羧酸，諸如苯甲酸和己烷甲酸，前提是多元醇的平均官能度要大于2。優(yōu)選的是飽和脂族或芳族酸，諸如己二酸或間苯二甲酸。可以以相對(duì)少的量使用的合適的多羧酸是偏苯三酸。
用來制備聚酯多元醇的合適的羥基酸包括羥基己酸、羥基丁酸、羥基癸酸和羥基硬脂酸?？梢允褂玫膬?nèi)酯包括己內(nèi)酯和丁內(nèi)酯。
組分I.2)的化合物可包括至少一部分伯氨基或仲氨基作為NCO-活性基團(tuán)。
適合作為組分I.2)的還有聚碳酸酯多元醇，由碳酸衍生物(諸如碳酸二苯酯或碳酸二甲酯)或光氣與多元醇-優(yōu)選二醇-反應(yīng)制得。合適的二醇包括乙二醇、1，2-和1，3-丙二醇、1，3-和1，4-丁二醇、1.6-己二醇、1，8-辛二醇、新戊二醇、1，4-二羥甲基環(huán)己烷、2-甲基-1，3-丙二醇、2，2，4-三甲基戊烷-1，3-二醇、二丙二醇、聚丙二醇、三丁二醇、聚丁二醇、雙酚A、四溴雙酚A以及內(nèi)酯改性的二醇。二醇組分優(yōu)選含有40重量％至100重量％的己二醇，以1，6-己二醇和/或己二醇衍生物為佳，優(yōu)選那些含有醚基團(tuán)或酯基團(tuán)以及OH端基的。實(shí)例是由1摩爾的己二醇與至少1摩爾、較佳的是1摩爾至2摩爾的己內(nèi)酯反應(yīng)、或通過己二醇自身的醚化形成二或三己二醇而得到的產(chǎn)物。也可以使用聚醚聚碳酸酯二醇。
聚碳酸酯多元醇應(yīng)該基本上是直鏈形的。但是，如果引入多官能組分，特別是引入了低分子量的醇，結(jié)果它們可任選具有較低程度的支化。適用于此目的的化合物的實(shí)例包括丙三醇、三羥甲基丙烷、1，2，6-己三醇、1，2，4-丁三醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇、對(duì)環(huán)己二醇、甘露醇、山梨醇、甲基苷、1，3，4，6-二失水己糖醇。
適合用作組分I.2)的聚醚多元醇是聚氨酯化學(xué)中已知的聚四亞甲基二醇聚醚，其可通過用陽離子開環(huán)的四氫呋喃的聚合反應(yīng)來制備。也合適的是例如使用引發(fā)分子由氧化苯乙烯、環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷或表氯醇-優(yōu)選環(huán)氧丙烷-制得的聚醚多元醇。
用于合成聚氨酯樹脂的低分子量多元醇I.3)通常具有硬化和/或支化聚合物鏈的效果。它們優(yōu)選具有的分子量為62至200。合適的多元醇I.3)可包含脂族、脂環(huán)族或芳族基團(tuán)。實(shí)例包括每分子中最多有約20個(gè)碳原子的低分子量多元醇，諸如乙二醇、二甘醇、三甘醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，3-丁二醇、環(huán)己二醇、1，4-環(huán)己烷二甲醇、1，6-己二醇、新戊二醇、氫醌二羥基乙基醚、雙酚A(2，2-雙(4-羥基苯基)丙烷)、氫化雙酚A(2，2-雙(4-羥基環(huán)己基)丙烷)、三羥甲基丙烷、丙三醇、季戊四醇、和它們的混合物，和其它任選的低分子量多元醇I.3)。也可以使用酯二醇，諸如α-羥丁基-ε-羥基己酸的酯、ω-羥己基-γ-羥基丁酯、己二酸β-羥基乙基酯或?qū)Ρ蕉姿犭p(β-羥乙基)酯。
二胺或多胺以及酰肼也可用作I.3)。實(shí)例包括乙二胺、1，2-和1，3-二氨基丙烷、1，4-二氨基丁烷、1，6-二氨基己烷、異佛爾酮二胺、2，2，4-和2，4，4-三甲基六亞甲基二胺的同分異構(gòu)體混合物、2-甲基五亞甲基二胺、二亞乙基三胺、1，3-和1，4-亞二甲苯二胺、α，α，α’，α’-四甲基-1，3-和1，4-亞二甲苯二胺和4，4-二氨基二環(huán)己基甲烷、二甲基乙二胺、肼或己二酸二酰肼。
也適合作為組分I.3)的化合物是含有對(duì)于NCO基團(tuán)有不同活性的異氰酸酯-活性基團(tuán)的化合物，諸如含有伯氨基團(tuán)也含有仲氨基團(tuán)的或含有氨基(伯或仲)也含有OH基團(tuán)的。實(shí)例包括伯胺/仲胺，諸如3-氨基1-甲基氨基丙烷、3-氨基-1-乙基氨基丙烷、3-氨基-1-環(huán)己基氨基丙烷和3-氨基-1-甲基氨基丁烷；醇胺，諸如N-氨基乙基乙醇胺、乙醇胺、3-氨基丙醇和新戊醇胺，優(yōu)選的是乙醇胺。在制備本發(fā)明的PU分散體時(shí)，它們可用作鏈延長劑和/或鏈封端劑。
本發(fā)明的PU分散體可任選含有用于鏈封端的組分I.4)。合適的化合物具有一個(gè)異氰酸酯-活性基團(tuán)，諸如一元胺特別是一元仲胺，或一元醇。實(shí)例包括乙醇、正丁醇、乙二醇單丁基醚、2-乙基己醇、1-辛醇、1-十二烷醇、1-十六烷醇、甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、辛胺、月桂胺、硬脂胺、異壬氧基丙胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、N-甲基氨基丙胺、二乙基(甲基)氨基丙胺、嗎啉、哌啶、它們的合適的取代衍生物、由二元伯胺和一元羧酸形成的酰胺胺、二元伯胺的單酮亞胺(monoketimes of diprimaryamines)、和伯/叔胺，諸如N，N-二甲基-氨基丙胺。
離子或潛力型親水化合物I.5)包括所有含有至少一個(gè)異氰酸酯-活性基團(tuán)、并且也具有至少一個(gè)官能度，諸如-COOY、SO3Y、-PO(OY)2(其中Y是H、NH4+或金屬陽離子)、-NR2、-NR3+(R＝H、烷基、芳基)，它們與含水介質(zhì)作用，達(dá)到取決于pH的離解平衡，并且在此情況下攜帶負(fù)電荷、正電荷或不帶電荷。優(yōu)選的異氰酸酯-活性基團(tuán)是羥基或氨基。
用作I.5)的合適的離子或潛離子型親水化合物包括單羥基羧酸和二羥基羧酸、單氨基羧酸和二氨基羧酸、單羥基磺酸和二羥基磺酸、單氨基磺酸和二氨基磺酸、單羥基膦酸和二羥基膦酸、單氨基膦酸和二氨基膦酸、和這些酸的鹽。實(shí)例包括二羥甲基丙酸、二羥甲基丁酸、羥基新戊酸、N-(2-氨基乙基)-β-丙氨酸、2-(2-氨基乙基氨基)乙磺酸、乙二胺-丙-或丁磺酸、1，2-或1，3-丙二胺-β-乙磺酸、蘋果酸、檸檬酸、乙二醇酸、乳酸、氨基乙酸、丙氨酸、?；撬?、賴氨酸、3，5-二氨基苯甲酸、IPDI與丙烯酸的加合物(EP-A 0916647，實(shí)施例1)及其堿金屬和/或銨鹽、亞硫酸氫鈉與丁-2-烯-1，4-二醇的加合物、聚醚磺酸酯、和2-丁烯二醇和NaHSO3的丙氧基化加合物(例如，描述在DE-A 2446440中，第5-9頁，通式I-III)。合適的還有含有可以轉(zhuǎn)化為陽離子基團(tuán)的化合物，實(shí)例是基于胺的單元，諸如N-甲基二乙醇胺。另外還可以使用例如描述在WO-A-01/88006中的環(huán)己基氨基丙磺酸(CAPS)作為組分I.5的化合物。
優(yōu)選的離子或潛離子性化合物I.5)是那些含有羧基或羧酸根和/或磺酸根基團(tuán)作為離子或潛離子基團(tuán)的化合物，諸如N-(2-氨基乙基)-β-丙氨酸的鹽、2-(2-氨基乙基氨基)乙磺酸、IPDI和丙烯酸的加合物(EP-A 0916647，實(shí)施例1)和二羥甲基丙酸。
合適的用作組分I.6)的非離子型親水化合物包括含有至少一個(gè)羥基或氨基的聚氧化烯醚。這些聚醚含有30重量％至100重量％的衍生自環(huán)氧乙烷的單元。非離子型親水化合物I.6)還包括每分子中含有平均5至70個(gè)、較優(yōu)的是7至55個(gè)環(huán)氧乙烷基團(tuán)的單官能聚環(huán)氧烷聚醚醇，可依據(jù)已知的方法通過合適的起始分子的烷氧基化來得到(例如，在UllmannsEncyclopdie der technischen Chemie，第四版，第19卷，Verlag Chemie，Weinheim，第31-38頁。
合適的起始分子包括飽和一元醇如甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、仲丁醇、同分異構(gòu)的戊醇、己醇、辛醇和壬醇、正癸醇、正十二烷醇、正十四烷醇、正十六烷醇、正十八烷醇、環(huán)己醇、同分異構(gòu)的甲基環(huán)己醇、羥基甲基環(huán)己烷、3-乙基-3-羥甲基-環(huán)氧丙烷、四氫糠醇、二亞乙基二醇單烷基醚(諸如二甘醇單丁基醚)、不飽和醇(諸如烯丙基醇、1，1-二甲基烯丙基醇或油醇)、芳香醇(諸如苯酚、同分異構(gòu)的甲酚或甲氧基苯酚)、芳脂族醇(諸如苯甲醇、茴香醇或肉桂醇)、一元仲胺(諸如二甲胺、二乙胺、二丙胺、二異丙基胺、二丁胺、雙(2-乙基己基)胺、N-甲基-和N-乙基環(huán)己基胺或二環(huán)己胺)、和雜環(huán)仲胺如嗎啉、吡咯烷、哌啶或1H-吡唑。優(yōu)選的起始分子是飽和一元醇。特別優(yōu)選使用二甘醇單丁基醚作為起始分子。
適用于烷氧化反應(yīng)的環(huán)氧化物優(yōu)選環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷，它們可依次或以混合物的形式使用在烷氧化反應(yīng)中。
聚環(huán)氧烷聚醚醇是純聚環(huán)氧乙烷聚醚或混合聚環(huán)氧烷聚醚，其中至少30摩爾％、較優(yōu)的是至少40摩爾％的環(huán)氧烷單元是環(huán)氧乙烷單元。優(yōu)選的非離子型化合物是含有至少40摩爾％的環(huán)氧乙烷單元和不超過60摩爾％的環(huán)氧丙烷單元的單官能混合聚環(huán)氧烷聚醚。
以組分I.1)至I.6)的重量為基準(zhǔn)計(jì)，優(yōu)選使用5重量％至40重量％的組分I.1)、55重量％至95重量％的組分I.2)、組分I.3)和I.4)共占0.5重量％至20重量％、0.1重量％至5重量％的組分I.5)、0重量％至20重量％的組分I.6)，其中組分I.5)和I.6)的總和為0.1重量％至25重量％，所有組分的總和為100重量％。
以組分I.1)至I.6)的重量為基準(zhǔn)計(jì)，更優(yōu)選使用5重量％至35重量％的組分I.1)、60重量％至90重量％的組分I.2)、組分I.3)和I.4)共占0.5重量％至15重量％、0.1重量％至4重量％的組分I.5)、0重量％至15重量％的I.6)，其中組分I.5)和I.6)的總和為0.1重量％至19重量％，所有組分的總和為100重量％。
以組分I.1)至I.6)的重量為基準(zhǔn)計(jì)，最優(yōu)選使用10重量％至30重量％的組分I.1)、65重量％至85重量％的組分I.2)、組分I.3)和I.4)共占0.5重量％至14重量％、0.1重量％至3.5重量％的組分I.5)、0重量％至10重量％的I.6)，其中組分I.5)和I.6)的總和為0.1重量％至13.5重量％，所有組分的總和為100重量％。
制備水性PU分散體(I)的過程可以一步或多步均相進(jìn)行，或者若是多步反應(yīng)的話，部分地在分散相中進(jìn)行。在組分I.1)-I.6)加成聚合反應(yīng)之后，完成或部分地進(jìn)行分散、乳化或溶解的步驟。在此之后，任選地，在分散相中進(jìn)一步進(jìn)行加成聚合或改性反應(yīng)。
為了制備本發(fā)明的水性PU分散體，可使用任何已知的方法，諸如預(yù)聚物混合法、丙酮法或熔融分散法。優(yōu)選地，本發(fā)明的PU分散體由丙酮法制備。
為了通過丙酮法制備PU分散體(I)，不含有伯氨基或仲氨基的組分I.2)至I.6)和用于制備異氰酸酯官能聚氨酯預(yù)聚物的多異氰酸酯組分I.1)一般作為首批進(jìn)料，任選地，其全部或部分用與水混溶但對(duì)異氰酸酯基團(tuán)是惰性的溶劑稀釋，并將其加熱到50℃至120℃。為了加快異氰酸酯加成反應(yīng)，可以使用聚氨酯化學(xué)中已知的催化劑，優(yōu)選使用二月桂酸二丁基錫。
合適的溶劑是已知的脂族、酮官能溶劑，諸如丙酮或丁酮，溶劑可以不只是在制備開始時(shí)加入，也可以任選地在以后分批加入。優(yōu)選的是丙酮和丁酮。其它的溶劑包括二甲苯、甲苯、環(huán)己烷、乙酸丁酯、乙酸甲氧基丙酯，和其它帶有醚單元或酯單元的溶劑，溶劑可以全部或部分蒸餾除去，或者也可以留在分散體中。
隨后計(jì)量加入組分I.1)-I.6)中沒有在反應(yīng)開始時(shí)加入的任一組分。
為了制備聚脲聚合物，異氰酸酯基團(tuán)對(duì)異氰酸酯-活性基團(tuán)的當(dāng)量比為1.0至3.5，1.1至3.0為佳，1.1至2.5更佳。
組分I.1)-I.6)形成預(yù)聚物的反應(yīng)可以部分或完全進(jìn)行，優(yōu)選完全進(jìn)行。這樣得到整體的(無溶劑的)或在溶劑中的含有游離異氰酸酯基團(tuán)的聚氨酯預(yù)聚物。
聚氨酯預(yù)聚物的制備可同時(shí)伴隨進(jìn)行陰離子和/或陽離子分散基團(tuán)部分或全部形成鹽的反應(yīng)，或者隨后再進(jìn)行此反應(yīng)，如果該反應(yīng)在起始分子中還沒有進(jìn)行的話。為了形成陰離子基團(tuán)，使用如叔胺之類的堿。實(shí)例包括每個(gè)烷基中含有1至12個(gè)、較優(yōu)的是1至6個(gè)碳原子的三烷基胺，諸如三甲胺、三乙胺、甲基二乙基胺、三丙胺、N-甲基嗎啉、甲基二異丙基胺、乙基二異丙基胺和二異丙基乙基胺。烷基也可含有羥基，如同在二烷基單烷醇胺、烷基二烷醇胺和三烷醇胺中。作為中和劑，也可以任選使用無機(jī)堿，諸如氨水或氫氧化鈉和/或氫氧化鉀。優(yōu)選的是三乙胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺或二異丙基乙基胺。
以陰離子基團(tuán)的摩爾量為基準(zhǔn)計(jì)，堿的摩爾量為50％至125％，較優(yōu)的是70％至100％。若為陽離子基團(tuán)的情況，使用硫酸二甲酯或丁二酸。在只使用帶有醚基團(tuán)的非離子型親水化合物I.6)的情況下，省略中和步驟。中和也可與分散同時(shí)進(jìn)行，例如，分散水中含有中和劑的情況。
在進(jìn)一步的反應(yīng)步驟中，如果還沒有發(fā)生或只是部分地發(fā)生了，則用脂族酮如丙酮或丁酮溶解所得的預(yù)聚物。隨后，任選將NH2官能和/或NH官能組分與剩余的異氰酸酯基團(tuán)反應(yīng)。此鏈擴(kuò)展/鏈封端反應(yīng)可在分散之前在溶劑中、在分散時(shí)、或在分散后在水中進(jìn)行。鏈延長反應(yīng)優(yōu)選在分散于水中之前進(jìn)行。
當(dāng)使用帶有NH2基團(tuán)或NH基團(tuán)的化合物I.5)進(jìn)行鏈延長反應(yīng)時(shí)，預(yù)聚物優(yōu)選在分散操作前進(jìn)行鏈延長。
鏈延長的程度，即用于鏈延長的化合物的異氰酸酯-活性基團(tuán)對(duì)預(yù)聚物的游離NCO基團(tuán)的當(dāng)量比為40％至150％，較優(yōu)的為50％至120％，更優(yōu)的為60％至120％。
胺性組分I.3)、I.4)和I.5)可任選以單獨(dú)或以混合物的形式、以任何的順序加入、在本發(fā)明過程中能以被水或溶劑所稀釋的形式使用。如果水或有機(jī)溶劑用作稀釋劑，稀釋劑的含量較佳的為70重量％至95重量％。
由預(yù)聚物制備PU分散體發(fā)生在鏈延長后。為了此目的，已溶解和已延長鏈的聚氨酯預(yù)聚物通過強(qiáng)剪切力如劇烈攪拌引入到分散水中，或者相反，分散水?dāng)嚢杓尤氲筋A(yù)聚物溶液中。優(yōu)選的是水引入到溶解的預(yù)聚物中。分散步驟后仍然存在于分散體中的溶劑通常經(jīng)蒸餾除去。可任選在分散步驟時(shí)除去。
PU分散體的固體含量為50重量％至70重量％，較優(yōu)的為55重量％至65重量％，更優(yōu)的為58重量％至64重量％。
本發(fā)明的PU分散體還可以含有已知的添加劑，諸如抗氧化劑、光穩(wěn)定劑、乳化劑、消泡劑、增稠劑、填充料、增塑劑、顏料、炭黑溶膠和硅膠、鋁分散體、粘土分散體和石棉分散體、流動(dòng)控制劑或觸變劑。取決于對(duì)本發(fā)明的PU分散體期望的性質(zhì)和其使用目的，此類填充物存在于最終產(chǎn)物中的量以干組分的總含量為基準(zhǔn)計(jì)最高達(dá)70％。
也可以使用聚丙烯酸酯對(duì)PU分散體進(jìn)行改性。為了此目的，在聚氨酯分散體存在下，進(jìn)行烯式不飽和單體的乳液聚合。實(shí)例包括(甲基)丙烯酸和具有1至18個(gè)碳原子的醇形成的酯、苯乙烯、乙烯基酯或丁二烯。例如，改性反應(yīng)描述在DE-A-1953348、、EP-A-0167188、EP-A-0189945、EP-A-0308115中。單體含有一個(gè)或多g個(gè)烯式雙鍵。另外，單體可含有如羥基、環(huán)氧基、羥甲基或乙酰乙酰氧基之類的官能團(tuán)。
當(dāng)用PU分散體作為涂料組合物時(shí)，它們或者單獨(dú)使用，或者與其它的水性粘合劑組合使用。合適的水性粘合劑包括聚酯、聚丙烯酸酯、聚環(huán)氧化物或聚氨酯聚合物。PU分散體也可與可輻射固化的粘合劑組合使用，諸如那些描述在EP-A-0753531中的。也可以將本發(fā)明的PU分散體與其它如聚乙酸乙烯酯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚氯乙烯、聚丙烯酸酯和共聚物分散體之類的陰離子型或非離子型分散體摻混。
本發(fā)明的聚氨酯-聚脲分散體也適用于制備水性膠料體系或膠粘劑體系。
合適的基材的實(shí)例包括機(jī)織和非機(jī)織織物、皮革、紙、硬纖維、草、類紙材料、木材、玻璃、塑料、陶瓷、石頭、混凝土、瀝青、瓷器、金屬或玻璃纖維。優(yōu)選的基材是織物、皮革、塑料、金屬基材或礦物質(zhì)基材，更優(yōu)選的是織物和皮革。
本發(fā)明的PU分散體是穩(wěn)定的，能夠儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)?，并可在以后任意所需時(shí)間進(jìn)行加工的。它們能在相對(duì)低的溫度即120℃至150℃下、在2至3分鐘內(nèi)固化，得到特別是濕粘合強(qiáng)度很高的涂層。
取決于選擇的化學(xué)組合物和氨基甲酸乙酯基團(tuán)的含量，得到性質(zhì)各不相同的涂層。因此，可以得到軟粘性涂層、具有各種不同硬度的熱塑性和橡膠彈性產(chǎn)物、直到包括玻璃硬度的熱固性材料。產(chǎn)物的親水性也會(huì)在一定的范圍內(nèi)波動(dòng)。彈性產(chǎn)物如果沒有發(fā)生化學(xué)交聯(lián)的話，可在相對(duì)高的溫度100至180℃進(jìn)行熱塑性加工。
因?yàn)樗鼈儍?yōu)異的發(fā)泡性和良好的耐磨性、耐擦性、抗皺性和耐水解性，本發(fā)明的PU分散體特別適合用在家具裝飾、廠房保護(hù)和汽車內(nèi)部設(shè)備以及用來在單一涂層中產(chǎn)生非常穩(wěn)定的高泡沫層等領(lǐng)域中的應(yīng)用，所述的高泡沫層否則只能通過溶劑型高固體涂料組合物來得到。
本發(fā)明還涉及PU分散體在家具裝飾、廠房保護(hù)和汽車內(nèi)部設(shè)備以及用來在單一涂層中產(chǎn)生非常穩(wěn)定的高泡沫層等領(lǐng)域中的應(yīng)用。
實(shí)施例除非有相反指示，所有的百分?jǐn)?shù)應(yīng)理解為重量百分?jǐn)?shù)。
使用的組分和縮寫二氨基磺酸鹽NH2-CH2CH2-NH-CH2CH2-SO3Na(45％，溶劑為水)固體含量依據(jù)DIN EN ISO 3251來確定。
除非有相反指示，NCO容量法測(cè)量依據(jù)DIN EN ISO 11909來確定。
PU分散體的性質(zhì)在如下制得的游離膜上測(cè)定
一膜施涂器，其含有兩個(gè)可互相間隔一段確切的距離而被固定的拋光輥，在后輥前向該膜施涂器中插入一張剝離紙。使用測(cè)隙規(guī)調(diào)節(jié)紙和前輥之間的距離。此距離對(duì)應(yīng)于所得涂層的膜厚(濕)，并且調(diào)節(jié)適應(yīng)每個(gè)涂層的所需加入量。涂布也可在兩層或多層涂層中連續(xù)進(jìn)行。
當(dāng)施涂個(gè)別涂層時(shí)，將產(chǎn)物(加入氨水/聚丙烯酸，預(yù)先將水性配方調(diào)節(jié)到粘度為4500mPa.s)傾倒到紙和前輥之間的夾頭上，垂直向下抽離剝離紙，則相應(yīng)的膜在紙上形成。當(dāng)施涂兩層或更多層涂層時(shí)，等每一層涂層干了之后再將其插入膜施涂器中。
100％延伸模量在＞100微米厚的膜上依據(jù)DIN 53504來確定。
PU分散體的平均粒徑(所報(bào)導(dǎo)的數(shù)字為平均數(shù))通過激光相關(guān)光譜來確定(設(shè)備Malvern Zetasizer 1000，Malvern Instr.Limited)。
粒徑分布通過分析超速離心法來確定，其描述在下列文獻(xiàn)中1.W.Soholtan，H.Lange，Kolloid-Z.u.Z.Polymer 250(1972)7822.H.G.Müller，Colloid Polym，Sci.267(1989)1113得到的分布為質(zhì)量分布。
分散體的電荷比率通過電導(dǎo)滴定法來確定。將用水稀釋過的分散體用HCl(c(HCl)通常為0.1N)進(jìn)行酸化(到pH約3；這通常通過加入2.5毫升0.1N鹽酸來實(shí)現(xiàn))，在加入非離子型穩(wěn)定劑(5％ Brij 96溶液)后用NaOH(c(NaOH)通常為0.05N，不超過10毫升)進(jìn)行滴定(滴定器MettlerDL21。樣品交換器Mettler Rondo 80，滴定體積80-90毫升)。
在滴定過程中確定的導(dǎo)電率和pH(pH電極Schott H61，傳導(dǎo)電極WTWLTA/KS)產(chǎn)生特征曲線，從該曲線中可以計(jì)算離解程度作為pH的函數(shù)。滴定發(fā)生在使用的酸基團(tuán)、使用的中和劑(此情況下是DMEA)、和在分散制備中形成的弱酸和弱堿基團(tuán)上。測(cè)定的基團(tuán)位于顆粒表面上或液相中；顆粒內(nèi)部的“隱藏”電荷不被滴定。按此方法測(cè)定的分散體的電荷量指上述結(jié)果中的總電荷。若在滴定前用離子交換劑處理分散體，則電荷基團(tuán)在液相中分離出來。電導(dǎo)定量滴定于是提供的是顆粒表面上的弱酸和弱堿基團(tuán)的數(shù)額(所謂的表面電荷)。
粘度在23℃下依據(jù)DIN EN ISO 3219/A3來確定。
實(shí)施例1對(duì)比例，PU分散體(組分I)ImpranilDLN一種基于聚酯的陰離子型親水單峰PU分散體，固體含量為40％，平均粒徑為100納米至300納米，Bayer AG，Leverkusen，德國。
實(shí)施例2將2210.0克由己二酸、新戊二醇和己二醇制得的二官能聚酯多元醇(數(shù)均分子量為1700克/摩爾，OH數(shù)為66)加熱到65℃。隨后，在65℃，在5分鐘內(nèi)，加入195.5克1，6-己二異氰酸酯和258.3克異佛爾酮二異氰酸酯的混合物，并將混合物在100℃下攪拌直至達(dá)到理論NCO含量3.24％。用4800克丙酮在50℃下溶解已制備結(jié)束的預(yù)聚物，然后在5分鐘內(nèi)計(jì)量加入29.7克乙二胺、95.7克二氨基磺酸鹽和602克水的溶液。隨后攪拌15分鐘。在此之后，在20分鐘內(nèi)，加入1169克水進(jìn)行分散。隨后通過真空蒸餾除去溶劑，得到儲(chǔ)存穩(wěn)定的、固體含量為60％的雙峰PU分散體。分散體的固體部分由31％的細(xì)顆粒部分和69％的粗顆粒部分組成。粒徑分布中細(xì)顆粒部分的最大值為59納米；粗顆粒部分的最大值為385納米。細(xì)顆粒部分的分散體顆粒的粒徑在20納米至160納米之間。粗顆粒部分的顆粒的粒徑在175納米至625納米之間。分散體的粘度為196mPa.s。
分散體通過超速離心法分離為粗顆粒部分和細(xì)顆粒部分。細(xì)顆粒部分的總表面電荷為77μeq/克樹脂固體。粗顆粒部分的總表面電荷為35μeq/克樹脂固體。
實(shí)施例3將500.0克由鄰苯二甲酸和1，6-己二醇制得的二官能聚酯多元醇(數(shù)均分子量為2000克/摩爾，OH數(shù)為56)加熱到65℃。隨后，在65℃，在5分鐘內(nèi)，加入37.6克1，6-己二異氰酸酯和49.7克異佛爾酮二異氰酸酯的混合物，并將混合物在100℃下攪拌直至達(dá)到理論NCO含量2.82％。用1060克丙酮在50℃下溶解已制備結(jié)束的預(yù)聚物，然后在5分鐘內(nèi)計(jì)量加入4.4克乙二胺、27.6克二氨基磺酸鹽和136.3克水的溶液。隨后攪拌15分鐘。在此之后，在20分鐘內(nèi)，加入251.2克水進(jìn)行分散。隨后通過真空蒸餾除去溶劑，得到儲(chǔ)存穩(wěn)定的、固體含量為59.8％的雙峰PU分散體。分散體的固體部分由35％的細(xì)顆粒部分和65％的粗顆粒部分組成。粒徑分布中細(xì)顆粒部分的最大值為133納米；粗顆粒部分的最大值為675納米。細(xì)顆粒部分的分散體顆粒的粒徑在50納米至250納米之間。粗顆粒部分的顆粒的粒徑在300納米至1000納米之間。分散體的粘度為119mPa.s。
分散體通過超速離心法分離為粗顆粒部分和細(xì)顆粒部分。細(xì)顆粒部分的總表面電荷為120μeq/克樹脂固體。粗顆粒部分的總表面電荷為80μeq/克樹脂固體。
實(shí)施例4將2159.6克由己二酸、新戊二醇和己二醇制得的二官能聚酯多元醇(數(shù)均分子量為1700克/摩爾，OH數(shù)為66)和72.9克基于環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷(70/30)的單官能聚醚(數(shù)均分子量為2250克/摩爾，OH數(shù)為25毫克KOH/克)加熱到65℃。隨后，在65℃，在5分鐘內(nèi)，加入241.8克1，6-己二異氰酸酯和320.1克異佛爾酮二異氰酸酯的混合物，并將混合物在100℃下攪拌直至達(dá)到理論NCO含量4.79％。用4990克丙酮在50℃下溶解已制備結(jié)束的預(yù)聚物，然后在2分鐘內(nèi)計(jì)量加入187.1克異佛爾酮二胺和322.7克丙酮的溶液。隨后攪拌5分鐘。在此之后，在5分鐘內(nèi)，計(jì)量擠入63.6克二氨基磺酸鹽、6.5克水合肼和331.7克水的溶液。加入1640.4克水進(jìn)行分散。隨后通過真空蒸餾除去溶劑，得到儲(chǔ)存穩(wěn)定的、固體含量為58.9％的雙峰PU分散體。分散體的固體部分由36％的細(xì)顆粒部分和64％的粗顆粒部分組成。粒徑分布中細(xì)顆粒部分的最大值為65納米；粗顆粒部分的最大值為415納米。細(xì)顆粒部分的分散體顆粒的粒徑在20納米至175納米之間。粗顆粒部分的顆粒的粒徑在200納米至800納米之間。分散體的粘度為32mPa.s。
分散體通過超速離心法分離為粗顆粒部分和細(xì)顆粒部分。細(xì)顆粒部分的總表面電荷為83μeq/克樹脂固體。粗顆粒部分的總表面電荷為23μeq/克樹脂固體。
實(shí)施例5將2100.0克由1，6-己二醇制得的二官能聚碳酸酯多元醇(數(shù)均分子量為2000克/摩爾，OH數(shù)為56)和84.4克由環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷(70/30)制得的單官能聚醚(數(shù)均分子量為2250克/摩爾，0H數(shù)為25毫克KOH/克)、55.4克新戊二醇和36.7克二羥甲基丙酸加熱到75℃。隨后，在75℃，在5分鐘內(nèi)，加入636.2克Desmodur W和106.1克異佛爾酮二異氰酸酯的混合物，并將混合物在100℃下攪拌直至達(dá)到理論NCO含量2.9％。用5360克丙酮在50℃下溶解、并用27.0克三乙胺中和已制備結(jié)束的預(yù)聚物。然后在5分鐘內(nèi)計(jì)量加入22.6克二亞乙基三胺、23.9克水合肼和166克水的溶液。隨后攪拌15分鐘。在20分鐘內(nèi)加入1863克水進(jìn)行分散。隨后通過真空蒸餾除去溶劑，得到儲(chǔ)存穩(wěn)定的、固體含量為60.1％的雙峰PU分散體。分散體的固體部分由33％的細(xì)顆粒部分和67％的粗顆粒部分組成。粒徑分布中細(xì)顆粒部分的最大值為63納米；粗顆粒部分的最大值為493納米。細(xì)顆粒部分的分散體顆粒的粒徑在10納米至200納米之間。粗顆粒部分的顆粒的粒徑在200納米至1000納米之間。分散體的粘度為266mPa.s。
分散體通過超速離心法分離為粗顆粒部分和細(xì)顆粒部分。細(xì)顆粒部分的總表面電荷為360μeq/克樹脂固體。粗顆粒部分的總表面電荷為30μeq/克樹脂固體。
表1機(jī)械性能

基于表1所列的數(shù)據(jù)，由本發(fā)明的分散體制得的涂層與現(xiàn)有技術(shù)的涂層相比，表現(xiàn)出更好的機(jī)械性能。
雖然在前文中為了舉例說明的目的對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但應(yīng)理解，這些詳細(xì)描寫僅僅是為了該目的，本領(lǐng)域一般技術(shù)人員可對(duì)其進(jìn)行修改，而不背離本發(fā)明的精神和范圍，除由權(quán)利要求書所限制者。
權(quán)利要求
1.一種水性聚氨酯-聚脲分散體，其粒徑分布具有兩個(gè)不連續(xù)的最大值，其特征在于細(xì)顆粒部分的最大值在51納米至150納米之間，粗顆粒部分的最大值在160納米至700納米之間。
2.如權(quán)利要求1所述的水性聚氨酯-聚脲分散體，其特征在于，所述細(xì)顆粒部分的聚氨酯顆粒的粒徑在5納米至300納米之間。
3.如權(quán)利要求1所述的水性聚氨酯-聚脲分散體，其特征在于，所述細(xì)顆粒部分的聚氨酯顆粒的粒徑在10納米至275納米之間。
4.如權(quán)利要求1所述的水性聚氨酯-聚脲分散體，其特征在于，所述粗顆粒部分的聚氨酯顆粒的粒徑在125納米至1250納米之間。
5.如權(quán)利要求1所述的水性聚氨酯-聚脲分散體，其特征在于，所述粗顆粒部分的聚氨酯顆粒的粒徑在160納米至1000納米之間。
6.如權(quán)利要求1所述的水性聚氨酯-聚脲分散體，其特征在于，所述分散體含有10重量％至50重量％的細(xì)顆粒部分、50重量％至90重量％的粗顆粒部分，細(xì)顆粒部分和粗顆粒部分的總重量分?jǐn)?shù)加起來等于100重量％。
7.如權(quán)利要求1所述的水性聚氨酯-聚脲分散體，其特征在于，固體含量在50重量％至70重量％之間。
8.如權(quán)利要求1所述的水性聚氨酯-聚脲分散體，其特征在于，固體含量在55重量％至65重量％之間。
9.如權(quán)利要求1所述的水性聚氨酯-聚脲分散體，其特征在于，粘度為1mPa.s至1500mPa.s。
10.如權(quán)利要求1所述的水性聚氨酯-聚脲分散體，其特征在于，分散體不含有外來的乳化劑。
11.一種如權(quán)利要求1所述的水性聚氨酯-聚脲分散體的制備方法，其包括以異氰酸酯基團(tuán)對(duì)異氰酸酯-活性基團(tuán)的當(dāng)量比為1.0至3.5使選自I.1)、I.2)、I.3)、I.4)、I.5)和I.6)的組分反應(yīng)，形成不含有脲基團(tuán)的異氰酸酯官能預(yù)聚物，隨后使其余的異氰酸酯基團(tuán)與鏈延長劑或鏈封端劑在其分散在水中之前、分散在水中之時(shí)或分散在水中之后反應(yīng)，其中＝N+、＝S+-、-COO-或-SO3-或PO32-基團(tuán)的量為每100克樹脂固體中0.1至15毫當(dāng)量，其中選自I.3)至I.6)的氨基官能化合物中的氨基對(duì)游離異氰酸酯基團(tuán)的當(dāng)量比為40％至150％，其中I.1)為多異氰酸酯，I.2)為數(shù)均分子量為200克/摩爾至8000克/摩爾的多元醇。I.3)為數(shù)均分子量為62克/摩爾至400克/摩爾的、共含有兩個(gè)或多個(gè)羥基和/或氨基的低分子量化合物，I.4)為含有一個(gè)羥基或氨基的化合物，I.5)為異氰酸酯-活性、離子型或潛離子型親水化合物，和I.6)為異氰酸酯-活性、非離子型親水化合物。
12.一種涂料組合物，其包括如權(quán)利要求1所述的聚氨酯-聚脲分散體。
13.一種涂布過的基材，其由如權(quán)利要求12所述的涂料組合物制得。
14.如權(quán)利要求13所述的涂布過的基材，其特征在于，所述基材是織物或皮革。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種粒徑分布具有兩個(gè)不連續(xù)的最大值的水性聚氨酯－聚脲分散體，它的特征在于細(xì)顆粒部分的最大值在51納米至150納米之間，粗顆粒部分的最大值在160納米至700納米之間。本發(fā)明還涉及一種制備聚氨酯－聚脲分散體、含有這些聚氨酯－聚脲分散體的涂料組合物和由這些涂料組合物制得的涂布過的基材。
文檔編號(hào)C08G18/72GK1800232SQ20051013164
公開日2006年7月12日 申請(qǐng)日期2005年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月13日
發(fā)明者T·里謝爾, G·庫雷克, H·卡斯?fàn)柭? T·費(fèi)勒, T·芒茲梅, D·-I·舒策, H·布盧姆, H·-G·穆勒 申請(qǐng)人:拜爾材料科學(xué)股份公司