專利名稱：可用于制備具有改進(jìn)抗?jié)裥阅艿木酆衔锏木郯滨ニ稚Ⅲw的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚氨酯聚合物。本發(fā)明特別涉及由聚氨酯水分散體得到的聚氨酯聚合物。
聚氨酯分散體是已知的且可用于得到本身可用于各種場(chǎng)合的聚氨酯聚合物。聚氨酯/脲分散體可用于得到，例如地毯襯背、用于木材整飾的涂料、玻璃纖維上漿；紡織品、粘合劑、汽車面涂層和底漆、包裝膜、手套、和其它應(yīng)用。聚氨酯分散體可通過(guò)各種方法制備，包括例如描述于以下的方法美國(guó)專利4857565、美國(guó)專利4742095、美國(guó)專利4879322、美國(guó)專利3437624、美國(guó)專利5037864、美國(guó)專利5221710、美國(guó)專利4327264、和美國(guó)專利4029286。
聚氨酯分散體可按照描述于美國(guó)專利申請(qǐng)09/039978所述的方法而得到。按照其中所述方法制成的分散體可用于得到聚氨酯地毯襯背和聚氨酯紡織品襯背。但問(wèn)題會(huì)在出現(xiàn)溢出時(shí)產(chǎn)生，其中液體可流到地毯下面的襯背上或被其吸收。溢出的液體如水、尿、飲料、食品、血液、和糞會(huì)透過(guò)地毯襯背至地毯下面，這是各種清潔方法所不能將其清除的。具有抗?jié)裥缘木酆衔锊牧峡捎糜诒Ｗo(hù)性穿著如手套、或包裝。
各種常規(guī)方法可賦予由聚合物水分散體得到的聚合物以防潮性。例如，可以使用涂布重量增加的分散體，這樣可增加聚合物的厚度。另外，加入聚合物水分散體中的蠟可向地毯提供防潮性。提供防潮性的另一已知方法是降低填料在地毯襯背配方中的用量。非可滲透織物或膜可施用到地毯襯背上，例如描述于美國(guó)專利5763040。另一方法包括將氟化學(xué)品施用到第二襯背的下面且描述于美國(guó)專利5348785。氟化學(xué)品用于產(chǎn)生水不可滲透性的應(yīng)用還描述于美國(guó)專利4619853和4643930。水不透膜描述于美國(guó)專利4336089。各種憎水組合物在第二襯背上的應(yīng)用描述于美國(guó)專利5558916。
在制備聚氨酯聚合物的領(lǐng)域中，需要制備出包括能夠賦予聚氨酯聚合物以防潮性的組分的聚氨酯分散體而不會(huì)增加制造工藝的復(fù)雜性或明顯改變聚氨酯聚合物的其它性能。本領(lǐng)域還需要通過(guò)一種不會(huì)明顯降低聚合物、或由其制成的制品的制造成本的方法來(lái)制備該聚合物。
一方面，本發(fā)明涉及一種包含異氰酸酯封端預(yù)聚物的聚氨酯水分散體，所述預(yù)聚物由包括多異氰酸酯和多元醇混合物的配方制成，其中所述多元醇混合物包括至少一種具有包含5-30個(gè)碳原子的脂族側(cè)鏈取代基的脂族單、二或多羥基化合物且其中具有脂族側(cè)鏈取代基的所述脂族單、二或多羥基化合物的存在濃度為聚合物的0.5-10％重量。
另一方面，本發(fā)明涉及一種包含聚合物層的抗?jié)裥跃郯滨ゾ酆衔铮摼酆衔飳油ㄟ^(guò)將一層包含異氰酸酯封端預(yù)聚物的聚氨酯水分散體施用到基材上并固化該分散體而制成，所述預(yù)聚物由包括多異氰酸酯和多元醇混合物的配方制成，其中所述多元醇混合物包括至少一種具有包含5-30個(gè)碳原子的脂族側(cè)鏈取代基的脂族單、二或多羥基化合物且其中具有脂族側(cè)鏈取代基的所述脂族單、二或多羥基化合物的存在濃度為聚合物的0.5-10％重量。
另一方面，本發(fā)明涉及一種包括紡織品和粘附在其上的聚合物的抗?jié)裥约徔椘?，所述聚合物通過(guò)將一層包含異氰酸酯封端預(yù)聚物的聚氨酯水分散體施用到紡織品上并固化該分散體而制成，所述預(yù)聚物由包括多異氰酸酯和多元醇混合物的配方制成，其中所述多元醇混合物包括至少一種具有包含5-30個(gè)碳原子的脂族側(cè)鏈取代基的脂族單、二或多羥基化合物且其中具有脂族側(cè)鏈取代基的所述脂族單、二或多羥基化合物的存在濃度為聚合物的0.5-10％重量。
本發(fā)明的抗?jié)窬郯滨タ捎糜诩訅|鋪地場(chǎng)合，例如附加墊寬幅、地毯片、地毯襯底、或乙烯基鋪地材料；粘合劑場(chǎng)合；涂料；保護(hù)性衣物或保護(hù)性齒輪如手套和圍裙；包裝；或抗?jié)窬酆衔锟梢允褂玫娜魏螆?chǎng)合。
在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及一種可產(chǎn)生具有良好抗?jié)裥缘耐繉踊蚺菽牧系木郯滨ニ稚Ⅲw組合物。本發(fā)明的聚氨酯分散體包括水、以及聚氨酯、能夠形成聚氨酯的混合物、或兩者混合物。本發(fā)明的聚氨酯分散體可視需要包括擴(kuò)鏈劑、表面活性劑、填料、分散劑、泡沫穩(wěn)定劑、增稠劑、阻燃劑、和/或其它的可用于聚氨酯配方的可有可無(wú)的物質(zhì)。
本發(fā)明配方的多異氰酸酯組分可使用任何有機(jī)多異氰酸酯、改性多異氰酸酯、異氰酸酯基預(yù)聚物、及其混合物而制成。這些可包括脂族和環(huán)脂族異氰酸酯，但芳族，尤其是多官能芳族異氰酸酯如2，4-和2，6-甲苯二異氰酸酯和相應(yīng)的異構(gòu)體混合物；4，4’-、2，4’-和2，2’-二苯基-甲烷二異氰酸酯(MDI)和相應(yīng)的異構(gòu)體混合物；4，4’-、2，4’-和2，2’-二苯基甲烷二異氰酸酯和多苯基多亞甲基多異氰酸酯PMDI的混合物；以及PMDI與甲苯二異氰酸酯的混合物是優(yōu)選的。最優(yōu)選，用于制備本發(fā)明預(yù)聚物配方的多異氰酸酯是MDI或PMDI。
本發(fā)明的聚氨酯分散體是聚氨酯和/或能形成聚氨酯的物質(zhì)的水分散體。就本發(fā)明而言，聚氨酯分散體可包括其它的聚合物和/或低聚物，包括(但不限于)脲、縮二脲、脲基甲酸酯、和具有可衍生自異氰酸酯與配方中各種含活性氫化合物的反應(yīng)的官能度的其它化合物。在本發(fā)明使用的術(shù)語(yǔ)“能形成聚氨酯的物質(zhì)”是能夠形成聚氨酯聚合物的物質(zhì)。能形成聚氨酯的物質(zhì)包括，例如聚氨酯預(yù)聚物?？捎糜诒景l(fā)明的預(yù)聚物通過(guò)含活性氫化合物與反應(yīng)混合物中存在的超過(guò)活性氫官能度的量的異氰酸酯反應(yīng)而制成。該異氰酸酯官能度的存在量可以是分散體的0.2-40％重量。合適的預(yù)聚物的分子量為100-10000。
可用于本發(fā)明的預(yù)聚物應(yīng)該在分散條件下基本上為液體。盡管可以向預(yù)聚物中加入液體溶劑或稀釋劑如揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)以得到更流動(dòng)的預(yù)聚物，但本發(fā)明優(yōu)選不使用任何溶劑或稀釋劑，因?yàn)檫@些成分的去除需要額外的處理步驟且這些VOC的使用可能帶來(lái)環(huán)境問(wèn)題。優(yōu)選地，本發(fā)明的聚氨酯分散體在基本上沒有有機(jī)溶劑的存在下制備。
活性氫化合物是具有包含至少一個(gè)直接連接到電負(fù)性原子如氮、氧或硫上的氫原子的官能團(tuán)的化合物。例如，各種活性氫化合物，如胺、醇、聚醚多元醇、聚酯多元醇、和硫醇是制備聚氨酯聚合物領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員所已知的。適用于本發(fā)明的活性氫化合物可以是分子量低于約10000的多元醇。
用于本發(fā)明的脂族取代羥基官能化合物可由具有1-30個(gè)碳原子的脂族取代基和一個(gè)或多個(gè)羥基的任何化合物組成。這些化合物的例子包括甘醇如被1-30個(gè)碳的羧酸，優(yōu)選5-22個(gè)碳的羧酸，更優(yōu)選10-15個(gè)碳的羧酸部分酯化的甘油、三羥甲基丙烷、或三羥甲基乙烷。這些化合物的例子包括甘油單油酸酯、甘油單山崳酸酯、甘油單樹脂酸酯、甘油單硬脂酸酯、甘油單棕櫚酸酯、三羥甲基丙烷單硬脂酸酯、及其混合物。其它種類的化合物包括前述化合物的聚合物變型、以及這些化合物與其它甘醇、二醇、酸或酸酐的共聚物。此外，脂族取代基可通過(guò)雜原子如氧或氮連接到該化合物的羥基部分，這些化合物包括N，N-二(羥烷基)烷基胺，一個(gè)例子是N-硬脂基二乙醇胺。也可使用支鏈羥基烷烴如1，2-二羥基十八烷。此外，也可使用基于脫水山梨醇的酯如脫水山梨醇單硬脂酸酯、脫水山梨醇單油酸酯、脫水山梨醇單月桂酸酯、脫水山梨醇單油酸酯、及其混合物。其中，甘油單酯是優(yōu)選的。
用于本發(fā)明的脂族取代羥基官能化合物可以驚人的低濃度使用以制備有效抗?jié)竦木酆衔?。?yōu)選地，脂族取代羥基官能化合物的存在濃度為聚氨酯分散體的聚合物重量的0.5-10％。更優(yōu)選，脂族取代羥基官能化合物的存在濃度為聚氨酯分散體的聚合物重量的1.0-4.5％，甚至更優(yōu)選，脂族取代羥基官能化合物的存在濃度為聚氨酯分散體的聚合物重量的1.5-2.5％。
其它種類的聚合物水分散體可與本發(fā)明的聚氨酯分散體結(jié)合使用。適用于與本發(fā)明聚氨酯分散體共混的分散體包括苯乙烯-丁二烯分散體、苯乙烯-丁二烯-偏二氯乙烯分散體；苯乙烯-丙烯酸烷基酯分散體、或丙烯酸系分散體、類似化合物及其混合物。
本發(fā)明視需要包括擴(kuò)鏈劑或交聯(lián)劑。擴(kuò)鏈劑在本文中用于通過(guò)擴(kuò)鏈劑與聚氨酯預(yù)聚物中的多異氰酸酯官能度的反應(yīng)來(lái)增加聚氨酯預(yù)聚物的分子量，即，聚氨酯預(yù)聚物鏈增長(zhǎng)。合適的擴(kuò)鏈劑或交聯(lián)劑通常是每分子具有約2個(gè)或更多活性氫基團(tuán)的低當(dāng)量含活性氫化合物。擴(kuò)鏈劑通常具有2個(gè)或更多的活性氫基團(tuán)，而交聯(lián)劑具有3個(gè)或更多的活性氫基團(tuán)。活性氫基團(tuán)可以是羥基、巰基、或氨基。胺擴(kuò)鏈劑可以是封端的、包封的或變得活性較低。其它物質(zhì)，特別是水可用于擴(kuò)充鏈長(zhǎng)，因此可以是本發(fā)明意義上的擴(kuò)鏈劑。
多元胺是優(yōu)選的擴(kuò)鏈劑。特別優(yōu)選的是，擴(kuò)鏈劑選自胺封端聚醚，例如來(lái)自Huntsman Chemical Company的Jeffamine D-400、氨基乙基哌嗪、2-甲基哌嗪、1，5-二氨基-3-甲基-戊烷、異佛爾酮二胺、乙二胺、二亞乙基三胺、氨基乙基乙醇胺、三亞乙基四胺、三亞乙基五胺、乙醇胺、任何立體異構(gòu)形式的賴氨酸及其鹽、己二胺、肼和哌嗪。在本發(fā)明中，擴(kuò)鏈劑可用作水溶液。
盡管可有可無(wú)，但擴(kuò)鏈劑可有利地用于制備本發(fā)明的聚氨酯聚合物。一般來(lái)說(shuō)，擴(kuò)鏈劑的用量足以與預(yù)聚物中存在的0-100％異氰酸酯官能度進(jìn)行反應(yīng)，以與1當(dāng)量擴(kuò)鏈劑與一當(dāng)量異氰酸酯反應(yīng)為基礎(chǔ)計(jì)?？梢岳硐氲厥顾米鲾U(kuò)鏈劑并與其中存在的某些或所有的異氰酸酯官能度反應(yīng)。催化劑可視需要用于促進(jìn)擴(kuò)鏈劑與異氰酸酯之間的反應(yīng)。
催化劑在本發(fā)明中是可有可無(wú)的。適用于本發(fā)明的催化劑包括叔胺、和有機(jī)金屬化合物、類似化合物及其混合物。例如，合適的催化劑包括二正丁基錫二(巰基乙酸異辛基酯)、二月桂酸二甲基錫、二月桂酸二丁基錫、二丁基錫硫化物、辛酸亞錫、辛酸鉛、乙酰基丙酮鐵、羧酸鉍、三亞乙基二胺、N-甲基嗎啉、類似化合物及其混合物。催化劑的用量有利地使得可較快速地固化至無(wú)粘性狀態(tài)。如果使用有機(jī)金屬化合物，這種固化可通過(guò)使用0.01-5份/每100份能形成聚氨酯的組合物(重量)而得到。如果使用叔胺，該催化劑優(yōu)選通過(guò)使用0.01-3份叔胺/每100份能形成聚氨酯的組合物(重量)而提供合適固化。胺型催化劑和有機(jī)金屬催化劑兩者可結(jié)合使用。
本發(fā)明視需要包括填料。填料可包括常規(guī)填料如磨制玻璃、碳酸鈣、三水合礬土、滑石、膨潤(rùn)土、三氧化銻、高嶺土、飛灰、或其它的已知填料。在本發(fā)明中，聚氨酯分散體中的合適填料用量可以是100-1000份填料/每100份聚氨酯。優(yōu)選地，填料的加載量可以是至少約200pph，更優(yōu)選至少約300pph，最優(yōu)選至少約400pph。
本發(fā)明視需要包括填料潤(rùn)濕劑。填料潤(rùn)濕劑一般可幫助填料和能形成聚氨酯的組合物相互相容。有用的潤(rùn)濕劑包括磷酸鹽如六偏磷酸鈉。填料潤(rùn)濕劑可包括在本發(fā)明的能形成聚氨酯的組合物中，濃度為至少約0.5份/每100份填料(重量)。
本發(fā)明視需要包括增稠劑。增稠劑在本發(fā)明中可用于增加低粘度聚氨酯分散體的粘度。適用于本發(fā)明的增稠劑可以是制備聚氨酯分散體領(lǐng)域已知的任何增稠劑。例如，合適的增稠劑包括ALCOGUMVEP-II*(*ALCOGUM VEP-II是Alco Chemical Corporation的商標(biāo)名)和PARAGUM 231*(*PARAGUM 231是Para-Chem Southern，Inc.的商標(biāo)名)。增稠劑可以任何所需量使用以得到所需粘度的分散體。
本發(fā)明可包括其它的可有可無(wú)組分。例如，本發(fā)明能形成聚氨酯的組合物可包括表面活性劑、發(fā)泡劑、起沫劑、阻燃劑、顏料、抗靜電劑、增強(qiáng)填料、抗氧化劑、酸捕捉劑。合適的發(fā)泡劑的例子包括氣體和/或氣體混合物，例如空氣、二氧化碳、氮?dú)?、氬氣、氦氣；液體，例如水、揮發(fā)性鹵代烷烴，如各種氯氟甲烷和氯氟乙烷；偶氮發(fā)泡劑如偶氮二(甲酰胺)。
起沫劑通常通過(guò)機(jī)械引入氣體而引入液體中以形成泡沫(機(jī)械起沫)。聚氨酯聚合物的機(jī)械起沫是制備聚氨酯聚合物領(lǐng)域熟練技術(shù)人員已知和實(shí)踐的工藝步驟。在制備起沫聚氨酯泡沫材料時(shí)，優(yōu)選將所有組分混合，然后使用Oakes或Firestone起泡器之類的設(shè)備將氣體混入該混合物中。在制備用于地毯襯背的泡沫時(shí)，無(wú)需得到穩(wěn)定的泡沫。在地毯襯背生產(chǎn)過(guò)程中，起沫的泡沫材料通常使用在該過(guò)程中破壞泡沫的鋪展工具鋪展在地毯的背面。
表面活性劑是可有可無(wú)的，但在本發(fā)明中使用是理想的。可用于本文的表面活性劑可以是陽(yáng)離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、或非離子表面活性劑。陰離子表面活性劑的例子包括磺酸鹽、羧酸鹽和磷酸鹽。陽(yáng)離子表面活性劑的例子包括季胺。非離子表面活性劑的例子包括包含氧化乙烯的嵌段共聚物和硅氧烷表面活性劑?？捎糜诒景l(fā)明的表面活性劑可以是外表面活性劑或內(nèi)表面活性劑。外表面活性劑是在制備分散體過(guò)程中不會(huì)與聚合物化學(xué)反應(yīng)形成共價(jià)鍵的表面活性劑。內(nèi)表面活性劑是在制備分散體過(guò)程中不會(huì)化學(xué)反應(yīng)到聚合物中的表面活性劑。表面活性劑在本發(fā)明配方中的含量可以是0.01-20份/每100重量份聚氨酯組分。優(yōu)選地，本發(fā)明的配方包括非內(nèi)表面活性劑的聚氨酯預(yù)聚物。
一般來(lái)說(shuō)，在本發(fā)明中可以使用制備聚氨酯分散體領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員已知的任何方法來(lái)制備本發(fā)明抗?jié)窬酆衔?。本發(fā)明的抗?jié)窬酆衔锟捎蓛?chǔ)存穩(wěn)定的聚氨酯分散體或非儲(chǔ)存穩(wěn)定的聚氨酯分散體而制成。本文所述的儲(chǔ)存穩(wěn)定的聚氨酯分散體是平均粒徑低于約5微米的任何聚氨酯分散體。非儲(chǔ)存穩(wěn)定的聚氨酯分散體的平均粒徑大于5微米。例如，合適的分散體可通過(guò)將聚氨酯預(yù)聚物與水混合并使用市售混合器將預(yù)聚物分散在水中而制成。另外，合適的分散體可通過(guò)將預(yù)聚物與水一起加料到靜態(tài)混合設(shè)備中，然后在靜態(tài)混合器中分散水和預(yù)聚物而制成。制備聚氨酯水分散體的連續(xù)方法是已知的且可用于本發(fā)明。例如，美國(guó)專利4857565、4742095、4879322、3437624、5037864、5221710、4237264和4092286都描述了可用于得到聚氨酯分散體的連續(xù)方法。此外，具有高內(nèi)相比率的聚氨酯分散體可通過(guò)美國(guó)專利5539021所述的連續(xù)方法而制成，在此將其作為參考并入本發(fā)明。另外，可有利地將制備預(yù)聚物的連續(xù)方法與連續(xù)進(jìn)料分散體方法結(jié)合起來(lái)以最大化工藝效率，例如討論于待審美國(guó)專利申請(qǐng)09/039978。
本發(fā)明的聚合物可施用到任何基材上，但優(yōu)選該基材是紡織品。更優(yōu)選，該基材是地毯且聚合物為抗溫襯背的形式。本發(fā)明的地毯襯背可由上述的本發(fā)明聚氨酯分散體，使用制備聚氨酯襯背地毯領(lǐng)域中的常規(guī)或非常規(guī)方法而制成。在制備本發(fā)明的聚氨酯襯背地毯時(shí)，能形成聚氨酯的組合物可作為優(yōu)選厚度均勻的一層施用到地毯基材的表面上。本發(fā)明的聚氨酯分散體可作為預(yù)涂層、層壓涂層或作為泡沫涂層而施用。聚氨酯預(yù)涂層、層壓涂層和泡沫涂層可通過(guò)本領(lǐng)域已知的方法而制成。由分散體制成的預(yù)涂層、層壓涂層和泡沫涂層例如描述于P.L.Fitzgerald的“整體膠乳泡沫材料地毯加墊”，J.Coat.Fab.1977，卷7(107-120頁(yè))和R.P.Brentin的“用于地毯襯背的膠乳涂布體系”，J.Coat.Fab.1982，卷12(82-91頁(yè))。
能形成聚氨酯的組合物可在固化成無(wú)粘性狀態(tài)之前施用到地毯基材的一個(gè)表面上。另外，包含完全反應(yīng)的異氰酸酯官能度的聚氨酯分散體可施用到合適的基材上，這樣消除了對(duì)固化聚合物的需求。通常，將能形成聚氨酯的組合物施用到與主襯背連接的表面上，但可施用到第二襯背如網(wǎng)孔或羊毛上。該組合物可使用刮刀、氣刀或擠出機(jī)之類的設(shè)備施用，以施用并測(cè)定該層。另外，該組合物可在移動(dòng)帶或其它合適的裝置上形成一層并脫水和/或部分固化，然后使用雙層皮帶(也稱作雙帶)層壓機(jī)之類的設(shè)備或施用有泡沫材料墊的移動(dòng)帶結(jié)合到地毯基材上。能形成聚氨酯的組合物的用量可以變化較寬，由5至500盎司/平方碼，取決于紡織品的特性。在該層施用和測(cè)定之后，從分散體中去除水，然后使用來(lái)自任何合適來(lái)源如紅外爐、對(duì)流爐、或加熱板的熱量將該層固化。
在本發(fā)明中，用于制備聚氨酯地毯襯背的任何步驟可以連續(xù)方式進(jìn)行。例如，在第一步中，預(yù)聚物可由合適的含活性氫化合物以連續(xù)方式制成；在該預(yù)聚物于第一步中得到時(shí)，將其與水加料到混合設(shè)備中，得到一種水分散體；該水分散體可以連續(xù)方式施用到地毯基材上以得到聚氨酯襯背的地毯。
以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明。該實(shí)施例無(wú)意于限定本發(fā)明的范圍且不應(yīng)如此理解。
實(shí)施例1一種以下稱作預(yù)聚物A的預(yù)聚物制備如下
將195.7份(0.1957當(dāng)量)VORANOL 5287*(當(dāng)量為1000克/當(dāng)量的12.5％氧化丙烯封端聚氧化丙烯二醇)、93.02份(0.7442當(dāng)量)ISONATE 250P*(25％2，4’-MDI與75％4，4’-MDI的混合物)、5.28份(0.02966當(dāng)量)EMEREST 2421*甘油單油酸酯和6.0份(6.316毫當(dāng)量)分子量為950的聚乙二醇一醇(MPEG)在加熱至70℃的情況下在玻璃容器中混合約15小時(shí)。所得預(yù)聚物的百分NCO為6.88，異氰酸酯當(dāng)量為610，且在25℃下的粘度為6040厘泊(EMEREST 242是HenkelCorp的商品名；VORANOL 5287和ISONATE 250P是Dow ChemicalCompany的商品名)。
聚氨酯分散體制備如下將75.58份預(yù)聚物A、9.9份DESULF DBS-25T*(十二烷基苯磺酸的三乙醇胺鹽的25％水溶液)、和20.08份水在室溫下混合，然后在3000rpm下在玻璃燒瓶中攪拌。將44.4份10％哌嗪水溶液加入該混合物，在3000rpm下繼續(xù)攪拌1分鐘。隨后將所得混合物用攪拌棒攪拌過(guò)夜，然后濾過(guò)一個(gè)油漆過(guò)濾器，得到低粘度的、55％固體含量的平均粒徑為0.24微米的聚氨酯分散體。(*DESULF DBS-25T是DeForestChemical Co.的商品名)背襯有聚氨酯分散體的地毯制備如下將分散體通過(guò)混合178.6份分散體(100份固體物質(zhì))和200份碳酸鈣填料而進(jìn)行配混。然后，混合3.0份PARAGUM 241*增稠劑。將該配混物以38.5盎司/碼2(0.11千克/米2)的涂布重量施用到原重23盎司/碼2(0.8千克/米2)的尼龍級(jí)圈式地毯的背面上。將聚丙烯布3.3盎司/碼2(0.11千克/米2)作為第二襯背而施用。將地毯在132℃下干燥12分鐘，然后在測(cè)試之前平衡過(guò)夜(*PARAGUM 241是Para-ChemSouthern，Inc.的商品名)地毯測(cè)試如下實(shí)施例1地毯的絨頭毛(tulflock)為17.4磅(7.9千克)且再潤(rùn)濕絨頭毛為11.2磅(5.1千克)。絨頭聯(lián)結(jié)值按照ASTM D1335而得到。實(shí)施例1地毯的干脫層值為10.1磅/英寸(1.8千克/厘米)且再潤(rùn)濕脫層值為5.0磅/英寸(0.89千克/厘米)。脫層值是從制造的地毯上去除低二聚丙烯布所需的強(qiáng)度。它這樣測(cè)定切割3英寸×9英寸(7.6厘米×22.9厘米)的地毯條，然后從地毯的主要部分剝離第二布，同時(shí)測(cè)試所需的力。再潤(rùn)濕脫層值以相同方式測(cè)定，只是地毯試樣在水中浸漬1分鐘，然后在測(cè)試之前吸干。該地毯的手穿孔值為17.7磅(8.0千克)。手穿孔值測(cè)定為以12.0英寸(30.5厘米)/分鐘的速率，使用連接到負(fù)載單元上的2.25英寸(5.7厘米)外徑固體圓柱體，將9英寸×9英寸(22.9厘米×22.9厘米)地毯片推到5.5英寸(14厘米)內(nèi)徑圓柱體中0.5英寸所需的力。地毯經(jīng)過(guò)一個(gè)稱作英國(guó)溢出試驗(yàn)的耐水性試驗(yàn)，其中將亞甲基藍(lán)染料在水中的100毫升溶液由1米高度倒向12×12英寸(30.5厘米×30.5厘米)地毯片上并放置24小時(shí)。用剃刀刻劃該樣品以顯露出內(nèi)部。如果沒有發(fā)現(xiàn)藍(lán)色染料滲透或透過(guò)襯背，就給出合格等級(jí)。
實(shí)施例2按照實(shí)施例1制備出預(yù)聚物和分散體。使用實(shí)施例1的工藝步驟來(lái)配混分散體，只是使用100份碳酸鈣、100份Gamma Sperse CS-11*、和0.6份PARAGUM 241來(lái)配混該分散體。將配混物以37.1盎司/碼2(12.6千克/米2)的涂布重量施用到地毯的背面上，然后所得地毯得到以下的測(cè)試結(jié)果手穿孔(磅) 13.8(6.3千克)絨頭毛(磅) 19.8(9.0千克)再潤(rùn)濕絨頭毛(磅) 13.3(6.0千克)英國(guó)溢出試驗(yàn) 合格(*Gamma Sperse CS-11是一種已用硬脂酸胺處理以提高憎水性能的碳酸鈣，且為Georgia Marble Co.的商品名)對(duì)比例3預(yù)聚物B制備如下將190.85份(0.1908當(dāng)量)VORANOL 5287、99.25份(0.794當(dāng)量)ISONATE 250P*(25％2，4’-MDI與75％4，4’-MDI的混合物)、3.9份(0.07358當(dāng)量)二甘醇和6.0份(6.316毫當(dāng)量)分子量為950的聚乙二醇一醇(MPEG)在加熱至70℃的情況下在玻璃容器中混合約15小時(shí)。所得預(yù)聚物的百分NCO為7.3，異氰酸酯當(dāng)量為約575，且在25℃下的粘度為7000厘泊(*ISONATE 250P是Dow Chemical Company的商品名)。
聚氨酯分散體制備如下將75.5份預(yù)聚物B、9.9份的十二烷基苯磺酸的三乙醇胺鹽的25％水溶液、和19.3份水在室溫下混合并在3000rpm下在玻璃燒瓶中攪拌。將45.3份10％哌嗪水溶液加入該混合物，在3000rpm下繼續(xù)攪拌1分鐘。隨后將所得混合物用攪拌棒攪拌過(guò)夜，然后濾過(guò)一個(gè)油漆過(guò)濾器，得到低粘度的、55％固體含量的平均粒徑為0.3微米的聚氨酯分散體。
背襯有聚氨酯分散體的地毯制備如下將分散體通過(guò)混合178.6份分散體(100份固體物質(zhì))和200份碳酸鈣填料而進(jìn)行配混。然后，混合4.1份PARAGUM 241。將該配混物以38.5盎司/碼2(0.11千克/米2)的涂布重量施用到原重23盎司/碼2(0.8千克/米2)的尼龍級(jí)圈式地毯的背面上。將聚丙烯布3.3盎司/碼2(0.11千克/米2)作為第二襯背而施用。將地毯在132℃下干燥12分鐘，然后在測(cè)試之前平衡過(guò)夜。
地毯測(cè)試如下實(shí)施例3地毯基本上進(jìn)行與實(shí)施例1地毯相同的測(cè)試。其絨頭毛為18.5磅(8.4千克)且再潤(rùn)濕絨頭毛為8.9磅(4.0千克)。對(duì)比例3的地毯的干脫層值為10.1磅/英寸(1.8千克/厘米)且再潤(rùn)濕脫層值為5.0磅/英寸(0.89千克/厘米)。對(duì)比例3地毯的手穿孔值測(cè)定為以14.7英磅(6.7千克)。該地毯沒有通過(guò)英國(guó)溢出試驗(yàn)。對(duì)比例4按照對(duì)比例3制備出預(yù)聚物和分散體。使用對(duì)比例3的工藝步驟來(lái)配混分散體，只是使用100份碳酸鈣、100份GAMMA SPERSE CS-11、和0.98份PARAGUM 241來(lái)配混該分散體。將配混物以38.5盎司/碼2(1.3千克/米2)的涂布重量施用到地毯的背面上，然后所得地毯得到以下的測(cè)試結(jié)果手穿孔(磅) 11.8(5.4千克)絨頭毛(磅) 18.9(8.6千克)再潤(rùn)濕絨頭毛(磅)12.4(5.6千克)英國(guó)溢出試驗(yàn)不通過(guò)
權(quán)利要求
1.一種包含異氰酸酯封端預(yù)聚物的聚氨酯水分散體，所述預(yù)聚物由包括多異氰酸酯和多元醇混合物的配方制成，其中所述多元醇混合物包括至少一種具有包含5-30個(gè)碳原子的脂族側(cè)鏈取代基的脂族單、二或多羥基化合物，且其中具有脂族側(cè)鏈取代基的所述脂族單、二或多羥基化合物的存在濃度為聚合物的0.5-10％重量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的聚氨酯水分散體，其中所述多異氰酸酯是MDI。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的聚氨酯水分散體，其中具有包含5-30個(gè)碳原子的脂族側(cè)鏈取代基的脂族單、二或多羥基化合物是甘油單酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的聚氨酯水分散體，其中所述分散體使用外表面活性劑制備。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的聚氨酯水分散體，其中所述多元醇混合物包括聚醚多元醇。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的聚氨酯水分散體，其中所述分散體在基本上沒有有機(jī)溶劑的情況下制備。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的聚氨酯水分散體，其中所述分散體與填料配混。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的聚氨酯水分散體，其中所述填料是碳酸鈣。
9.權(quán)利要求1的聚氨酯水分散體在制備抗?jié)窦徔椘分械膽?yīng)用。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的應(yīng)用，其中所述紡織品是地毯。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可用于制備具有抗?jié)裥阅艿木郯滨ゾ酆衔锏木郯滨シ稚Ⅲw。本發(fā)明的抗?jié)窬酆衔锿ㄟ^(guò)使用包括預(yù)聚物配方由聚氨酯分散體制備聚合物而得到,其中所述配方包括一種具有包含5－30個(gè)碳原子的脂族側(cè)鏈取代基的脂族單、二或多羥基化合物。
文檔編號(hào)C08L75/04GK1330669SQ99814518
公開日2002年1月9日 申請(qǐng)日期1999年12月3日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月18日
發(fā)明者D·R·穆勒 申請(qǐng)人:陶氏化學(xué)公司