[发明专利]涂料组合物

说明书

本发明涉及能形成透湿但基本上无孔的聚氨酯树脂涂层或膜的新颖涂料组合物。

众所周知，为了制造适用于服装面料的透湿材料，可以在布之类的多孔基材上形成基本上无孔的亲水聚氨酯树脂层。这层亲水聚氨酯树脂层从高湿度一侧吸收水汽，并将其排到低湿度一侧，从而提供透湿性。

与用诸如湿固法、洗脱可溶微粒法或发泡法之类方法形成的具有许多微孔的常规聚氨酯树脂层相比，无孔的亲水聚氨酯树脂层没有孔隙堵塞的问题，且也有很好的防水性。具有这种无孔亲水聚氨酯树脂层的多孔基材例如揭示在JP-A-58-203172或JP-A-58-222840中。

为了形成亲水聚氨酯树脂层，一般使用将涂料组合物直接或间接涂布在多孔基材上的方法来形成涂层。上述的涂料组合物选自亲水聚氨酯树脂的溶液和分散体、亲水聚氨酯树脂原料的混合物及其溶液和分散体。

上述的“间接”法是指一种在具有剥离性的基底上形成不完全固化的涂层后把这种涂层层合到多孔基材上的方法。在某些情况下，层合时可以使用粘合剂(参见上述JP-A-58-203172)。或者先形成充分固化的亲水聚氨酯树脂膜，然后可把这种膜层合到多孔基材上。这种膜一般用如下方法制得，即把上述的涂料组合物涂布在具有剥离性的基底上，并进行固化，然后把从具有剥离性的基底上剥离下来的这种膜层合到多孔基材上，或者把载在具有剥离性的基底上的这种膜层合到多孔基材上，然后剥离具有剥离性的基底，最后得到层合了这种膜的多孔基材。

为了进行层合，可利用亲水聚氨酯树脂本身的粘合性或熔合性，或可使用粘合剂。通过使用具有透湿性的粘合剂(通过使粘合层变薄可以提高这种粘合剂的透湿性)或部分地涂布粘合剂(如点状或线状)，可以保持透湿性。

亲水聚氨酯树脂一般从高亲水多元醇和多异氰酸酯为主原料制成。在许多情况下，可以使用由通过高亲水多元醇和多异氰酸酯化合物反应制成的含异氰酸酯基的预聚物和用于上述含异氰酸酯基预聚物的固化剂的混合物组成的双组分涂料组合物。低分子量的多官能活性氢化合物(如二元醇或二胺)可用作固化剂。

如上所述，亲水聚氨酯树脂由高亲水多元醇和多异氰酸酯为主原料制得。聚氧乙烯二醇一般用作这种高亲水的多元醇。然而，使用这种聚氧乙烯二醇产生各种问题。

首先，当需要较高透湿性时，在某些情况下用使用聚氧乙烯二醇的亲水聚氨酯树脂不能得到足够的透湿性。这就是说，这种亲水聚氨酯树脂的透湿性存在一个限度，难以得到高于预定值的透湿性。

其次，当用固化剂固化含有异氰酸酯基的预聚物时，固体速度很慢，难以进行高速涂布和固化，从而存在操作或经济问题。

第三，使用聚氧乙烯二醇的含异氰酸酯基的预聚物在室温下是固体或高粘度液体，难以进行处理。通常在许多情况下将这种使用聚氧乙烯二醇的含异氰酸酯基的预聚物溶解在溶剂中进行使用，但使用这种溶剂可能引起环境或经济问题。因此，需要含有较少溶剂或基本上不含溶剂的涂料组合物。

第四，在某些情况下，使用聚氧乙烯二醇制得的聚氨酯树脂通常没有足够的机械性能。

曾经报道了关于能形成在某种程度上保持上述聚氨酯树脂柔韧性或伸长但仍有高机械强度的涂层或涂膜的涂料组合物的发明(JP-A-62-57467)或关于能形成高透湿性和伸长的涂层或涂膜的涂料组合物的发明(JP-A-3-229773)。然而，用这种常规涂料组合物形成的涂层没有足够的机械强度，如耐久性或耐磨性。另外，吸收水时的溶胀度较高。因此，存在洗涤耐久性变差的问题。

本发明的目的是解决上述问题，并提供能形成透湿但基本上无孔的亲水聚氨酯树脂涂层或涂膜的涂料组合物。这种涂料组合物含有通过二苯基甲烷二异氰酸酯与如下聚氧化烯多元醇反应制得的含异氰酸酯基预聚物基本组分：

上述聚氧化烯多元醇含有至少60％重量具有至少三个羟基和氧乙烯基含量至少为10％重量的聚氧乙烯多元醇，满足2.7＜n＜3.6(式中n是羟基的平均数)，平均氧乙烯基含量为60-90％重量。

按照本发明可以制得能形成这样一种涂层或涂膜的涂料组合物。这种涂层或涂膜具有优良的机械性能，如拉伸强度、伸长率和耐磨性，同时保持足够的透湿性，吸收水时溶胀度较低，且具有优良的洗涤耐久性。这种涂料组合物第一次通过上述特定聚氧化烯多元醇和特定二异氰酸酯的反应制得。特别重要的是，聚氧化烯多元醇中羟基的平均数n满足2.7＜n＜3.6，较好3.0＜n＜3.5。二苯基甲烷二异氰酸酯用作二异氰酸酯。