[发明专利]长链柠檬酸酯在含水聚氨酯分散体中的用途

说明书

本发明涉及长链柠檬酸酯在含水聚氨酯分散体中的用途。描述了长链柠檬酸酯在用于生产多孔聚合物涂层、优选用于生产多孔聚氨酯涂层的含水聚合物分散体中作为聚合物添加剂的用途。

技术领域

本发明属于塑料涂层和人造皮革领域。

背景技术

更具体地讲，本发明涉及使用长链柠檬酸酯作为添加剂生产多孔聚合物涂层、尤其是多孔聚氨酯涂层。

涂有塑料的纺织品例如人造皮革通常由其上层压有多孔聚合物层的纺织品载体组成，而该多孔聚合物层进而涂布有顶层或顶涂层。

在这种情况下，多孔聚合物层优选具有在微米范围内的孔并且为空气可渗透的且因此是透气的，即对于水蒸气是可渗透的，但是为防水的。多孔聚合物层通常包括多孔聚氨酯。为了环保地生产基于PU的人造皮革，近来已经开发了一种基于含水聚氨酯分散体(称为PUD)的方法。这些分散体通常由分散在水中的聚氨酯微粒组成，固体含量通常在30-60重量％的范围内。为了生产多孔聚氨酯层，将这些PUD机械发泡，涂布在载体上(层厚度通常在300-2000μm之间)，然后在高温下干燥。在该干燥步骤期间，存在于PUD体系中的水蒸发，这导致形成聚氨酯颗粒的膜。为了进一步提高膜的机械强度，还可以在生产过程期间向PUD体系中额外地添加亲水性(多)异氰酸酯，并且在干燥步骤期间这些异氰酸酯会与存在于聚氨酯颗粒表面上的游离OH基团反应，从而导致聚氨酯膜的额外交联。

如此生产的PUD涂层的机械和触感性能由多孔聚氨酯膜的泡孔结构以至关重要的程度决定。此外，多孔聚氨酯膜的泡孔结构影响材料的空气可渗透性和透气性。在此可以用非常细小的均匀分布的泡孔获得特别好的性能。在上述生产过程期间影响泡孔结构的一种常规方法是在机械发泡之前或期间向PUD体系中添加泡沫稳定剂。合适的稳定剂的首要作用是在发泡操作期间可以将足够量的空气打入PUD体系中。其次，泡沫稳定剂对产生的气泡的形态有直接影响。气泡的稳定性也以至关重要的程度受到稳定剂类型的影响。这是重要的，尤其是在经发泡的PUD涂层的干燥期间，原因是可以这种方式防止干燥缺陷诸如泡孔粗大或干燥裂纹。

过去在上述PUD方法中已经使用了各种泡沫稳定剂。例如，文献US2015/0284902A1或US 2006 0079635A1描述了基于硬脂酸铵的泡沫稳定剂的使用。然而，使用相应的基于硬脂酸铵的稳定剂有许多缺点。在此一个明显的缺点是硬脂酸铵在人造皮革成品中具有很高的迁移能力。这样的效果是随时间流逝表面活性剂分子积累在人造皮革的表面处，这会导致皮革表面处出现白色变色。此外，尤其是当相应的材料与水接触时，这种表面活性剂迁移会在人造皮革表面上产生令人不愉快的油腻的膜。

硬脂酸铵的另一个缺点是与硬水接触时形成不溶性钙皂。在基于硬脂酸铵生产的人造皮革与硬水接触的情况下，因此在人造皮革表面上会产生白色起花，尤其是在深色皮革的情况下，这是不希望的。

基于硬脂酸铵的泡沫稳定剂的另一个缺点是，它们确实允许含水聚氨酯分散体的有效发泡，但是经常导致相当粗糙且不规则的泡沫结构。这会对人造皮革成品的光学和触觉性能产生不利影响。

硬脂酸铵的另一个缺点是所生产的PUD泡沫经常具有不足的稳定性，这会导致其加工中的缺点，尤其是在高温下干燥PUD泡沫中。这样的结果是，例如，必须相对温和且缓慢地干燥相应的泡沫，这进而导致在人造皮革生产中更长的处理时间。

作为基于硬脂酸铵的泡沫稳定剂的替代物，过去将多元醇酯和多元醇醚确定为含水聚氨酯分散体的有效泡沫添加剂。这些结构例如见述于文献EP 3487945A1和WO2019042696A1中。与硬脂酸铵相比，多元醇酯和多元醇醚的主要优点在于，它们在人造皮革成品中仅轻微地迁移(如果有的话)，因此不会导致不希望的表面变色。此外，多元醇酯和多元醇醚对硬水不敏感。

多元醇酯和多元醇醚相对于基于硬脂酸铵的泡沫稳定剂的另一个优点还在于，它们通常导致明显更细且更均匀的泡沫结构，这对采用这些物质生产的人造皮革材料的性能具有有利的影响。多元醇酯和多元醇醚经常也产生稳定得多的PUD泡沫，这进而带来了人造皮革生产中与工艺相关的优点。