[发明专利]水性PU的流动添加物

说明书

技术领域

本发明涉及一种提升水性PU流动性并有助于制备高固含量水性PU的添加物。

背景技术

聚胺基甲酸酯类(polyurethane，PU)聚合物一般是由双官能基或多官能基的异氰酸盐(isocyanate)和聚醇类(polyol)聚合而成，并可通过改变异氰酸盐与聚醇类的化学结构和比例，得到不同性质PU。由于其结构中包含低玻璃转化温度(Tg)的软链节以及高极性硬链节，并由二者交互聚合而成，其中软链节由高分子量的聚醇类构成，具有柔韧、橡胶和非结晶的性质，且在低应力下具有高伸张性；硬链节部分主要由异氰酸盐与低分子量的聚醇类所形成胺基酸酯基团构成为结晶和极性的短链节，伸张不变形；也由于软、硬链节的性质差异，造成PU具有微相分离的结构。另外也可通过改变异氰酸盐和聚醇类的比例，得到性质不同，例如软硬程度不同的产物，包括非常柔软的弹性体到非常坚硬的塑料，所以大量运用在汽车、工程、家具、穿着用品、运动器材以及接着剂等方面，近来更有生医材料与智能型材料(形状记忆型高分子)的发展与应用。

水性PU依照制备时所使用的内乳化剂情况可区别为非离子型与离子型，离子型PU又可区别为阴离子型或阳离子型。常见的内乳化剂包括例如非离子型的偶合剂1，4-丁二醇(1，4-butanediol，1，4-BD)，阳离子型的内乳化剂N-甲基二乙醇胺(Methyldiethanolamine，MDEA)，阴离子型的内乳化剂2，2-二羟甲基丙酸(Dimethylol Propionic Acid，DMPA)以及2，2-二羟甲基丁酸(2，2-Bis(hydroxymethyl)butyric acid，DMBA)。

依据PU于不同溶剂的分散特性可将PU区分为水性PU与溶剂型PU(油性PU)，其中又以水性PU因减少有机溶剂的使用兼具环保与低成本的特性而为目前应用的热点。常见的水性PU制备方法包含丙酮工艺、预聚物混合工艺、熔融分散工艺等。所制得的PU呈现乳胶状，使用时会依照目的产物而调整其固含量。但固含量提高同时会造成PU流动性降低而过快固化，因此在不影响流动性的前提下提高水性PU中固含量为本技术领域的重要课题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种流动添加物，其可使水性PU粘度下降，使水性PU组合物固化时间延长。

本发明目的还在于提供一种流动性佳的含有水性PU的组合物，该组合物可在不损失流动性的前提下提高固含量。

为达上述目的，本发明提供了一种流动添加物，其具有下式化学式(I)所示结构：

其中，R₁和R₂各自独立为氢或-CH_3-n(CH₂OH)_n，n等于1、2或3，但R₁和R₂不同时为氢。

本发明还提供了一种含有水性PU的组合物，其包括水性PU；水；及下式化学式(I)所示结构的流动添加物；

其中，R₁和R₂各自独立为氢或-CH_3-n(CH₂OH)_n，n等于1、2或3，但R₁和R₂不同时为氢。

本发明还提供了具有下式化学式(I)所示结构的化合物在调节水性PU流动性中的用途，

其中，R₁和R₂各自独立为氢或-CH_3-n(CH₂OH)_n，n等于1、2或3，但R₁和R₂不同时为氢。

根据本发明的具体实施方案，本发明提供的流动添加物可以为N，N-双(2-羟基乙基)甘胺酸或三(羟基甲基)甲基甘胺酸；其化学式分别为：

在本发明提供的含有水性PU的组合物中，以组合物的整体(包括流动添加物的量)的重量计，流动添加物的添加量可以为0.1-5wt.％；优选地，流动添加物的添加量可以控制为0.5-3wt.％。

本发明所定义的“流动添加物”是指具有化学式(I)所示的结构的化合物，由于其加入到含有水性PU的组合物中可以提高组合物的流动性，因而将其称为“流动添加物”。