[发明专利]聚氨酯脲溶液

说明书

相关申请

本申请要求了德国专利申请No.102008032779.4(2008年7月11 日提交)的权益，对于全部有用的目的它以全部内容引入这里供参考。

技术领域

本发明涉及在毒理学上无害的有机溶剂中具有改进的溶解度的聚 氨酯脲的新型溶液，使用聚氨酯脲的这些溶液来涂覆基材的方法和以这 一方式涂覆的基材。

背景技术

根据本发明涂覆的基材优选是纺织品或皮革，但是材料如木材或混 凝土也能够根据本发明来涂覆。

基材例如纺织品织物用聚氨酯体系的涂覆属于现有技术。在水基聚 氨酯分散体和溶剂型体系之间有区别。两种涂料体系均以高弹性和良好 的抵抗性(resistance)闻名。

基于有机溶剂的单组分聚氨酯脲涂料因为它们的硬度、弹性和抵抗 性而被使用者高度评价，并且用于例如在纺织品基材上的粘合层的生产 中。术语粘合层被理解为指在多层涂层中的一层，它直接施涂于纺织品 基材上并且用作其它涂层的粘合促进剂。由水基聚氨酯分散体制成的粘 合层在纺织品基材上常常不足够稳定，因此在有机溶液中的聚氨酯脲优 选用于粘合层的生产。

对于在有机溶液中的这些单组分聚氨酯脲的情况，与双组分聚氨酯 相反，成膜过程是物理操作，它不通过化学反应来完成。

具有特殊的抵抗性和弹性的涂层的粘合层体系是由具有长链、线性二 醇的尿软段和具有短链二醇的尿烷硬段以及脲硬段的混合物组成的。在有 机溶液中的这一类型的体系是通过二异氰酸酯与线性大分子二醇(聚醚、聚 酯或聚碳酸酯二醇)反应形成预聚物和然后通过与作为链增长剂的短链二 醇和脂族二胺反应来调节以得到所需的分子量来生产的(DE-A 19914879 和EP-A 1041097)。用于产生尿烷键的二异氰酸酯是芳族二异氰酸酯如异 构的二苯基甲烷二异氰酸酯，例如二苯基甲烷4，4’-二异氰酸酯(MDI)，或 甲苯2，4-和2，6-二异氰酸酯(TDI)的异构体混合物。非常合适的粘合性涂料 体系可在EP-A 1041097的实施例1中发现，它描述了在含有DMF的溶 剂混合物中的MDI型聚氨酯脲聚合物。

硬段因为它们本身的形成强氢桥键的明显倾向而导致施涂于纺织 品织物上并在其上干燥的涂层具有高的抵抗性和弹性。然而，同时，由 于这些氢桥键，这些涂料溶液具有缔合和从有机溶液中结晶出来的趋 势。由于这一缔合和结晶趋势，甚至这些聚氨酯脲的合成在非常高极性 的溶剂如二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮(NMP) 中仅是可能的，按照以总溶剂为基准的20-60％的比例(DE-A 2252280， DE-A 2457387和Eur.Polym.J.28(6)，1992(637-642)。

如果在没有DMF、NMP或二甲基乙酰胺作为所使用的溶剂混合物 的主要组分的情况下尝试合成EP-A 1041097的实施例1的聚氨酯脲溶 液，则不可能生产出具有足够高的分子量和足够高的粘度的聚合物。在 具有低极性的溶剂混合物中形成的聚合物的差溶解度防止进一步反应 形成足够高分子量的产物，因为低分子量产物早已从溶液中沉淀出来。 因此，直到现在，用于在纺织品织物上产生粘合层的全部已知的单组分 聚氨酯脲溶液含有非常大量的极性、但在毒理学上有害的溶剂，例如二 甲基甲酰胺(DMF)。未来，溶剂如DMF尽可能避免用于以聚氨酯脲为基 础的粘合性涂料的生产和使用中。

如果与长链软段相比，由短链尿烷和脲基团组成的硬段的数量得到 减少，则有可能在更低极性溶剂体系中合成可溶性聚氨酯脲聚合物。然 而，在这种情况下从单组分体系制备的涂层的弹性和抵抗性会下降以及 软化点会降低。

为了能够继续将单组分聚氨酯脲溶液用于纺织品基材的具有良好 性能曲线谱的粘合层，因此需要开发新型聚氨酯体系，其甚至能够在没 有毒理学毒性的溶剂体系中生产、溶解以及加工，并且还具有良好的弹 性、高的抵抗性和足够高的软化点。