[发明专利]聚氨酯－聚脲分散体

说明书

发明领域

本发明涉及基于特定聚酯的水性聚氨酯分散体，以及它们的制备方法和用途。

发明背景

使用水性粘结剂、特别是聚氨酯-聚脲(PUR)分散体对基材进行涂覆的情况越来越常见。与许多其他种类的水性粘结剂相比，PUR分散体在对化学物质和水的高耐受性、高机械强度、以及高抗张强度和可拉伸性方面特别显著。现有技术的聚氨酯-聚脲分散体基本上能够满足这些要求。这些体系由于亲水基团的原因可以自乳化，也就是它们可以在不借助外部乳化剂的情况下分散在水中。现有技术的PUR分散体的缺点是，它们并不总能满足这些要求，特别是在高抗张强度以及非常高的可拉伸性方面更是如此。

发明概述

因此，本发明的目的是提供改进的聚氨酯-聚脲(PUR)分散体，它们的膜结合了高抗张强度和极端的可拉伸性。

已知通过对用于制备聚酯的单体进行选择，可以对它们的硬度、弹性、以及涂层的冲击弹性行为施加关键性的影响。所述挠性化单元(flexibilizing units)是具有较长链的脂族化合物，例如1，6-己二醇或己二酸。相应地，使用短链脂族或芳族化合物例如乙二醇、丙-1，2-二醇或邻苯二甲酸导致形成坚硬、弹性较差的膜和涂层。

与一般说法相反，现在令人惊奇地发现，通过结合主要由短链多元醇组分合成的特定聚酯多元醇，可以获得表现出极佳可拉伸性、从而克服现有技术缺点的PUR分散体。

因此，本发明提供包含选自以下的单元的水性聚氨酯-聚脲分散体：

I)异氰酸酯基官能度≥2的多异氰酸酯，

II)聚合物多元醇，

III)摩尔量为62-400克/摩尔、总共具有两个或更多个羟基和/或氨基的低分子量化合物，

IV)具有一个羟基或氨基的化合物，

V)异氰酸酯-反应性、离子性或潜离子性的亲水化化合物，以及

VI)异氰酸酯-反应性、非离子性的亲水化化合物，

其特征在于，组分II)包含至少一种具有以下性质的聚酯多元醇(II.a)：数均分子量M_n为200-8000克/摩尔、优选为400-8000克/摩尔、更优选为600-3000克/摩尔，其由50-99重量％、优选55-75重量％、更优选至少58-70重量％的通式(1)的二醇(以二醇的总重量为基准计)合成，

其中：n是1和/或2。

本发明还提供了本发明的水性聚氨酯-聚脲分散体，其特征在于，组分II)包含至少一种100重量％由通式(1)的二醇合成的聚酯多元醇(II.a)，

其中：n是1和/或2。

具体实施方式

合适的组分I)的多异氰酸酯本质上是本领域技术人员已知的芳族、芳脂族、脂族或脂环族多异氰酸酯，其NCO官能度优选大于或等于2，还可以包含亚氨基噁二嗪二酮、异氰脲酸酯、脲二酮(uretdione)、氨基甲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲、脲、噁二嗪三酮、噁唑烷酮、酰脲和/或碳二亚胺结构。它们可以单独使用或者以任何需要的彼此混合物形式使用。

合适的多异氰酸酯的例子是1，4-丁二异氰酸酯、1，6-己二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、2，2，4-和/或2，4，4-三甲基-1，6-己二异氰酸酯、同分异构的二(4，4’-异氰酸环己酯基)甲烷或者它们的任何需要的异构体含量的混合物、异氰酸甲酯基-1，8-辛烷二异氰酸酯、1，4-环己二异氰酸酯、1，4-苯二异氰酸酯、2，4-和/或2，6-甲苯二异氰酸酯、1，3-和1，4-二(2-异氰酸丙-2-酯基)苯(TMXDI)、1，3-二(异氰酸甲酯基)苯(XDI)、1，5-萘二异氰酸酯、2，4’-或4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、三苯基甲烷-4，4’，4”-三异氰酸酯、或者基于上述二异氰酸酯的具有2个以上NCO基团且具有脲二酮、异氰脲酸酯、氨基甲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲、亚氨基噁二嗪二酮和/或噁二嗪三酮结构的衍生物。

每个分子中具有2个以上NCO基团的非改性多异氰酸酯可以是例如4-异氰酸甲酯基-1，8-辛烷二异氰酸酯(壬烷三异氰酸酯)。

所述多异氰酸酯或多异氰酸酯混合物优选是上述种类的、只包含与脂族基团和/或脂环族基团连接的异氰酸酯基的多异氰酸酯或多异氰酸酯混合物。

特别优选的是1，6-己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、同分异构的二(4，4’-异氰酸环己酯基)甲烷、以及它们的混合物。