[发明专利]水性聚氨酯微凝胶分散体

说明书

本发明描述了形成稳定的水性聚氨酯微凝胶分散体的方法，该方法包括通过共混能形成凝胶的多元醇和异氰酸酯，其时间小于该多元醇和异氰酸酯的胶凝时间，从而形成均匀的可流动的液体混合物，制备含以大致化学计量的比例的所述能形成凝胶的多元醇和异氰酸酯的油相；提供含在水中分散的表面活性剂的水相；结合水相与油相可流动的液体混合物，并对结合的水相和油相进行高剪切搅拌，形成油相可流动混合物的微米尺寸液滴在水中的水性乳液；和搅拌该乳液，其时间足以使微米尺寸的液滴聚合，形成固体聚氨酯微米尺寸凝胶颗粒的稳定水性悬浮液。该固体聚氨酯微米尺寸的凝胶颗粒的所得水性悬浮液基本上不具有异氰酸酯单体，且是固体聚氨酯微米尺寸的凝胶颗粒在水中的货架稳定的水性悬浮液。任选地，在形成微凝胶分散体之中或之后引入有益试剂。

发明领域

本发明涉及聚氨酯凝胶分散体，其制造方法，通过这一方法生产的涂料和涂布制品，和更特别地，形成水性聚氨酯微凝胶分散体的方法。

相关现有技术的说明

聚氨酯可用于各种方法中，其中包括界面聚合，所述界面聚合是其中微胶囊壁，例如聚酰胺，环氧树脂，聚氨酯，聚脲或类似物在两相之间的界面处形成的方法。在Riecke的美国专利No.4,622,267中，公开了用于制备微胶囊的界面聚合技术，其中芯材最初溶解在溶剂中，并添加在该溶剂混合物中可溶的脂族二异氰酸酯。随后，添加脂族二异氰酸酯的非溶剂，直到恰好刚刚达到浊点。然后在水溶液中乳化这一有机相，并添加反应性胺到水相中。胺扩散到界面中，在此它与二异氰酸酯反应，形成聚合的聚氨酯壳。在Greiner等人的美国专利No.4,547,429中公开了在聚氨酯壳中封装在水中几乎不可溶的盐所使用的类似技术。

常常由脂族多异氰酸酯或二异氰酸酯与二醇或多醇反应，制造聚氨酯涂料。Dounis等人的美国专利No.8,906,975描述了由亚甲基二苯基二异氰酸酯与多醇(多元醇醚)反应形成的聚氨酯泡沫体。Irie等人在美国专利No.5,250,640中描述了干燥粒子形式的聚氨酯的形成方法。

美国专利公布2008/0103251描述了由脂族异氰酸酯和亚烷基二醇或具有对异氰酸酯呈反应性的基团的其他单体制备的水可分散的聚氨酯分散体。该反应产物用单官能团，例如叠氮化物、硫醇、醇或胺进一步封端。

U.S.2013/0224367描述了通过喷雾干燥异氰酸酯封端的氨基甲酸酯预聚物的水性分散体获得的聚氨酯粒子。

U.S.2003/0088019描述了将相变材料包埋在聚氨酯凝胶内。将液体相变材料引入到多元醇组分内，然后在多元醇组分内进一步加工，然后在诸如聚氨酯凝胶材料之类的制品内进一步加工。

聚氨酯凝胶的应用之一是在卧具产品，例如枕头或床垫上制造“冷却凝胶”。通过改进导热率，这一“冷却凝胶”能提供冷却效果。US20160073800A1描述了凝胶模塑的枕头及其生产方法。描述了由在枕头两侧上施加的聚氨酯-基凝胶组成，有助于改进导热率，且能吸收热量并提供冷却效果的凝胶体系。

现有技术的“冷却凝胶”体系的一个问题是多元醇和异氰酸酯单体共混物具有相对有限的操作时间，和凝胶-形成混合物还高度粘稠且粘附，这意味着它们可以仅仅有效地施加到小尺寸产品上，而不是施加到大尺寸产品，例如纺织品或织物上。另一问题是因在施加过程中异氰酸酯单体导致的安全性考虑。再一问题是水基材料，例如包封的相变胶囊，粘合剂，软化剂等不可能与这种“冷却凝胶”体系一起施加，因为异氰酸酯与水反应。用能与各种水基材料结合并形成进一步可固化涂层的悬浮液，形成固体聚氨酯微米尺寸颗粒的化学和物理稳定的水性悬浮液将是本领域的进步，当该悬浮液施加到各种基底上并固化形成温度调节(或“冷却凝胶”)涂层时。

附图说明

图1是根据实施例1的聚氨酯微凝胶分散体的显微照片。