[发明专利]在制备具有改进的耐热和耐溶剂性的水性聚氨酯分散液时减少溶剂的方法

权利要求书

1.生成稳定的水性阴离子型聚(氨酯/脲)预聚物分散液的方法，该分散液含有分散液的1.1至5％(重量)的挥发性溶剂，该方法包括：在不高于100℃的温度下，在相对于最终分散液重量的不大于5％的水溶性挥发性有机溶剂的存在下，使含有二异氰酸根的聚异氰酸酯组分与多元醇组分反应，生成末端为异氰酸根的聚氨酯预聚物，该多元醇组分则带有羧酸基和磺酸基；

将该末端为异氰酸根的预聚物分散在水性介质中；

使所述分散的末端为异氰酸根的聚氨酯预聚物与至少一种胺官能的增链剂或链终止剂化合物反应，生成所述聚(氨酯/脲)聚合物；

在所述预聚物与所述胺官能的增链剂或链终止剂反应之前或同时，用碱金属氢氧化物或叔胺中和所述末端为异氰酸根的预聚物的羧酸基和磺酸基；

其中，所述方法中没有溶剂蒸馏步骤。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述溶剂的用量为相对于最终分散液重量的约1.1至3％。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于多羟基组分包括至少一种磺化聚酯，该磺化聚酯的特征是数均分子量为约500至10,000，熔融温度约为10℃至100℃；及至少一种下式的羟基羧酸：

                  (HO)_xR(COOH)_y其中R表示直链或支链的含1至12个碳原子的烃基，x和y表示1至3的数值，但条件是当x值为1时，在聚异氰酸酯组分中使用等量的三官能异氰酸酯，而当x为3时，使用等量的单官能异氰酸酯，从而使得到的聚氨酯预聚物基本上保持不交联。

4.如权利要求5所述的方法，其特征在于羟基羧酸为由下式表示的α，α-二羟甲基链烷酸：其中R¹表示氢或含高至9个碳原子的烷基。

5.如权利要求7所述的方法，其特征在于羟基羧酸为2，2-二羟甲基丙酸。

6.如权利要求6所述的方法，其特征在于所述多元醇组分还包括分子量约为60至400的非酸性二醇。

7.如权利要求1或5所述的方法，其特征在于所述磺化聚酯多元醇为磺化二羧酸或磺化二醇聚酯、未磺化二羧酸和未磺化二醇的聚酯。

8.如权利要求7所述方法，其特征在于磺化二酸或磺化二醇选自磺基间苯二酸、磺基琥珀酸、1，4-二羟基丁磺酸和琥珀醛亚硫酸氢二钠。

9.如权利要求1或5所述的方法，其特征在于磺化聚酯多元醇为5-磺基间苯二酸一钠盐、1，6-己二醇和己二酸的聚酯。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于聚异氰酸酯组分包括1，6-己二异氰酸酯(HDI)。

11.如权利要求11所述的方法，其特征在于聚异氰酸酯是HDI与第二种二异氰酸酯的混合物，所述第二种二异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、亚环戊基二异氰酸酯、亚环己基二异氰酸酯、甲基亚环己基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)、四甲基二甲苯二异氰酸酯(TMXDI)、苯二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二甲苯二异氰酸酯、二异氰酸联苯酯、萘二异氰酸酯和二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)。

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述胺官能的增链剂选自1，2-乙二胺(EDA)、丙邻二胺、1，4-丁二胺、哌嗪、1，4-环己基二甲基二胺、六亚甲基二胺(HDA)、N-甲基丙邻二胺、二氨基苯基砜、二氨基二苯基醚、二氨基二苯基二甲基甲烷、2，4-二氨基-6-苯基三嗪、异佛尔酮二胺、二聚脂肪酸二胺、N-异癸氧基丙基-1，3-二氨基丙烷、咪唑啉酮官能的二胺、二亚乙基三胺(DETA)、三亚乙基四胺，及其混合物。

13.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述末端为异氰酸根的预聚物与至少一种胺官能的增链剂化合物和至少一种链终止剂化合物的混合物反应。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于所述增链剂选自1，2-乙二胺、二亚乙基三胺，及其混合物，所述链终止剂为乙醇胺。

15.如权利要求1或6所述的方法，其特征在于所述多元醇组分中不含带乙烯氧基亚乙基基团的化合物。