[发明专利]水性聚氨酯脲组合物包括分散体和膜

说明书

本申请是以下申请的分案申请：申请日：2008年7月17日；申请号：200880107061.0 (PCT/US2008/070255)；发明名称：“水性聚氨酯脲组合物包括分散体和膜”。

相关申请的交叉引用

本申请是2007年5月8日提交的美国专利申请11/745,668的部分继续申请，11/ 745,668是2006年2月10日提交的美国专利申请11/351,967的部分继续申请，11/351,967是 2005年12月13日提交的美国专利申请11/300,229的部分继续申请，11/300,229是2005年10 月19日提交的11/253,927的部分继续申请，11/253,927是2005年2月11日提交的11/056, 067、现在的美国专利7,240,371的部分继续申请，所有这些通过全文引用结合到本文中。

发明背景

发明领域

本发明涉及聚氨酯脲组合物如水性分散体、膜及其他成型制品。具体而言，本发明 涉及任选无溶剂的稳定的水性分散体，所述分散体包含具有任选封闭的异氰酸酯端基的完 全形成的聚氨酯脲。所述分散体可通过预聚物混合工艺形成。

相关技术概述

聚氨酯(包括聚氨酯脲)可用作各种基材包括纺织品的粘合剂。通常，这样的聚氨 酯或为完全形成的非反应性聚合物或为反应性的异氰酸酯封端预聚物。这类反应性的聚氨 酯粘合剂常需要较长的固化时间来达到足够的粘结强度，这可能是制造工艺中的不利之 处。此外已知聚氨酯的异氰酸酯基团对湿气敏感，这将限制结合了这类聚氨酯的产品的贮 存稳定性而缩短货架寿命。

通常，当完全形成时，这类聚合物或溶解在溶剂中(溶剂型)、或分散在水中(水基) 或加工为热塑性固体材料(热熔性)。值得一提的是，溶剂基粘合剂面临着旨在减少挥发性 有机化合物(VOC)和有害空气污染物(HAP)的排放的日益严苛的健康和环境立法。因此，未 来可能需要常规溶剂基产品的替代品。

热熔性粘合剂虽然是环境安全的并易于以膜形式施用，但当经受反复的拉伸循环 时通常具有永久形变大和回复性差的问题。因此需要克服了热熔性粘合剂的性能问题的粘 合剂。希望这类粘合剂比常规热塑性聚氨酯和热熔性粘合剂还提供织物其他好处如柔性、 形状保持性及透气性。

发明概述

一些实施方案提供了一种含聚氨酯脲水性分散体的组合物。所述分散体含为如下 组分的反应产物的聚合物：

(a)至少一种选自聚醚、聚酯、聚碳酸酯及其组合的多元醇(polyol)，其中所述多 元醇的数均分子量为600-4000；

(b)多异氰酸酯，所述多异氰酸酯包括选自芳族二异氰酸酯、脂族二异氰酸酯、环 脂族二异氰酸酯及其组合的成员；

(c)至少一种二醇化合物，所述二醇化合物包含：(i)能与多异氰酸酯反应的羟基， 和(ii)至少一个中和时能成盐的羧酸基团，其中所述至少一个羧酸基团不能与所述多异氰 酸酯反应；

(d)中和剂；

(e)扩链剂；

(f)异氰酸酯基团的封端剂，所述封端剂包括至少一种单官能醇；和

至少一种表面活性剂。

另一实施方案中提供了一种含聚氨酯脲水性分散体的组合物。所述分散体含聚合 物，所述聚合物为包含预聚物组合物、中和剂和扩链剂的组合物的反应产物；其中所述预聚 物组合物为包含多元醇、多异氰酸酯、二醇和封端剂的组合物的反应产物。

还提供了一种制备聚氨酯脲水性分散体的方法。所述方法包括：

(a)制备预聚物组合物，所述预聚物组合物含如下组分的反应产物

(i)至少一种选自聚醚、聚酯、聚碳酸酯及其组合的多元醇，其中所述多元醇的数 均分子量为600-4000；

(ii)多异氰酸酯，所述多异氰酸酯包括选自芳族二异氰酸酯、脂族二异氰酸酯、环 脂族二异氰酸酯及其组合的成员；

(iii)至少一种二醇化合物，所述二醇化合物含：(i)能与多异氰酸酯反应的羟基， 和(ii)至少一个中和时能成盐的羧酸基团，其中所述至少一个羧酸基团不能与所述多异氰 酸酯反应

(b)将所述预聚物分散在含中和剂和表面活性剂的水性组合物中；