[发明专利]用于施胶剂的自交联聚氨酯、聚氨酯－聚脲或聚脲分散体

说明书

本发明涉及自交联聚氨酯、聚氨酯-聚脲或聚脲分散体，此种分散体的制备方法及其应用。

聚氨酯分散体的应用，例如用于制备玻璃纤维胶料，可见诸于US-A 4 255 317。类似地，基于封堵的多异氰酸酯与聚氨酯分散体二者组合的硬化剂成分的应用可由，例如EP-A 792 900得知。其中并未描述自交联分散体。

一种带有用丁酮肟封堵的异氰酸酯基团、还混入了例如异佛尔酮二胺之类的二胺的PU(聚氨酯)水分散体，描述在US-A 4 387 181中，但未提及所述分散体作为胶料的应用。相反，描述的是一种特殊制备方法，其中包含封堵异氰酸酯基团的该分散体借助与二胺在70℃反应，例如12h而实现增链。由此获得一种不再可能进行后交联的高分子量分散体。此种分散体不大适合用于玻璃纤维胶料。

US-A 5 563 208描述一种漆分散体，其中固化是利用基材上的多胺实施的。文中描述一种在近似三官能结构中带封堵异氰酸酯基团的较低分子量预聚物，对此又以该多异氰酸酯用作诸如粗MDI或基于1，6-异氰酸根合己烷的含异氰脲酸酯基团漆用多异氰酸酯的应用加以举例说明。未明确此种产品是否适合作胶料。从其相当大的支化度和高交联密度来看，该产物不适合作胶料，而且其增强性能也不足。

US-A 5 300 556描述一种制备含封堵多异氰酸酯和多羟基化合物的水分散体的方法。亲水多异氰酸酯与封堵剂在多羟基化合物存在下，在水分散体中进行反应。此种情况下，需要使用一种反应性比水和多羟基化合物更大的封堵剂。这意味着改进的机会大大受限并且导致其工业化极其困难，因为异氰酸酯-水反应无法根本排除。类似地，没有指出此种产物是否适合作胶料。

令人惊奇的是，现已发现包含特殊自交联聚氨酯、聚氨酯-聚脲或聚脲分散体的玻璃纤维胶料显示，上胶后玻璃纤维加工性显著改善并且相应玻璃纤维增强塑料的机械性能改善。

术语“自交联分散体”是指这样的分散体，它包含聚氨酯、聚氨酯-聚脲或聚脲，在该同一聚合物上带有封堵的异氰酸酯基团和活性羟基或氨基基团，和/或在该聚合物上带有封堵异氰酸酯基团，另外还存在二胺、多胺和/或羟基胺。封堵异氰酸酯基团和活性羟基或氨基基团在同一单体中的存在，令人惊奇地导致性能的改进，例如在增强性能和耐水解方面，以及加工性能如堆密度方面的改进。

现已发现，此种分散体还为使用者提供某些其他的优点。分开贮存分散体和硬化剂需要的成本得以节省，由于分散体与硬化剂混合不当可能造成的问题或胶料性能不足也得以避免。不会产生混合阶段或施涂时温度升高期间不同分散体与硬化剂之间可能发生的那种相容性问题。

因此，本发明提供一种基于聚氨酯、聚氨酯-聚脲或聚脲的自交联分散体，包含键合在聚合物上的封堵异氰酸酯基团，还包含键合在聚合物上的活性羟基或氨基基团，和/或最高10wt％包含至少1种分子量介于60～1000的二胺、多胺或羟基胺的活性组分，在最高50℃下可稳定贮存，而在90～280℃起反应并交联。

为简单计，本发明的聚氨酯、聚氨酯-聚脲或聚脲分散体在下文中也称作聚氨酯分散体或分散体，在这种情况下，总是涵盖聚氨酯、聚氨酯-聚脲和聚脲分散体。术语分散体还包括含有一定比例溶解聚合物的分散体。溶解聚合物的比例可能受，例如亲水组分含量的影响。

本发明基于聚氨酯、聚氨酯-聚脲或聚脲的自交联分散体是以下列组分的分散或溶解形式存在的反应产物：

a)至少1种多元醇组分，

b)至少1种二-、三-和/或多异氰酸酯组分，

c)至少1种亲水非离子或(潜在)离子结构组分，包含带有至少1个能与异氰酸酯基团起反应的基团以及至少1个亲水聚醚链的化合物，和/或带有至少1个能成盐并任选地至少以部分中和形式存在的基团以及至少1个能与异氰酸酯基团起反应的基团的化合物，

d)至少1种不同于a)～c)的结构组分，其分子量介于32～500，带有至少1个能与异氰酸酯基团起反应的基团，以及

e)至少1种单官能封堵剂，其中c)的用量应保证获得稳定分散体，其中或者，组分d)被用来使形成的分散体除了包含封堵的异氰酸酯基团之外，还包含活性游离羟基和/或氨基基团，和/或其中所形成的分散体包含一种组分F)，后者包含至少1种活性二胺、多胺和/或羟基胺，其中来自d)和/或F)的活性羟基或氨基基团的比例不能为零。

本发明基于聚氨酯、聚氨酯-聚脲或聚脲的分散体优选是下列组分的反应产物：

a)30～90wt％至少1种羟基值介于5～350的多元醇组分，