[发明专利]水性聚氨酯聚合物、剥离涂层、粘合带及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及新型水溶性或可分散在水中的聚氨酯化合物，以及含有该新型化合物和用作如粘合带的低粘合性背衬涂胶的组合物。本发明还涉及制备该新型化合物、组合物和粘合带的方法。

发明背景

压敏粘合带主要是将压敏粘合剂涂布在柔性基材背衬上而制成的。这些粘合带常以缠绕成卷的方式储存，此时每一连续的粘合剂层与下一层背衬相接触。如果粘合剂是粘性的嵌段共聚物并且在粘合剂层和背衬之间有太多的粘合剂，当展开粘合带使用时，粘合层会粘附在背衬上并从粘合带的粘合剂一侧剥落或分离。

为防止这种剥落，并使之容易展开，常在粘合带的非粘合剂层一侧，即柔性基材的背衬涂布低粘合性的背衬涂胶。低粘合性背衬涂胶需要各种综合性能以便发挥作用。它应该具有柔性和强度。低粘合性背衬涂胶应粘合在背衬上并在背衬上形成均匀的膜以得到均衡的可剥离性。它应对压敏粘合剂不产生污染。

已知聚氨酯适合于用作低粘合性背衬涂胶并具有可剥离性，并且聚氨酯通常仅溶于有机溶剂。由于低粘合性背衬涂胶是通过溶液施涂的，所以需要使用有机溶剂，在将低粘合性背衬涂胶施涂在粘合带的背衬上后，必须除去有机溶剂，从环境的观点考虑需要研制适合用作低粘合性背衬涂胶的水溶性的、可分散在水中的或水基化合物以消除或减少有机溶剂的用量。

发明的详细描述

本发明的一个方面是提供一种水溶性或可分散在水中的聚氨酯聚合物，其聚合物链含有由硅氧烷多元伯醇(silicone polycarbinol)形成的链段，并且其聚合物链用硅烷封端。

为了增加聚合物的水溶性或水分散性，可使聚合物链含有环氧乙烷部分。尽管这样可增加水分散性，但也使聚合物具有不希望的水分敏感性。因此，一般最好使非硅氧烷多元伯醇制得的聚合物链的链段中少含或不含环氧乙烷单元。一种替代的且优选的增加水分散性的方法是使聚合物链中含有一种化合物，这种化合物具有水溶性基团或使之成为水溶性的基团。例如，如果将化合物2，2-双(羟甲基)丙酸接入聚合物链中，其羧基将悬挂在聚合物链上。如果带有羧基侧基的聚合物与碱(如三乙胺)发生反应，羧基会转变成羧酸根阴离子并具有增溶效应。显然，可以以相同的方式使用具有非羧基的可离子化基团的化合物，并用适当的酸或碱使之离子化成水增溶性的阴离子或阳离子。其它化合物将在下面讨论。

本发明的另一个方面是提供一种水溶性或可分散在水中的聚氨酯聚合物，该聚合物是下列物料的反应产物：

(i)带异氰酸酯端基的聚氨酯预聚物；

(ii)低分子量多胺增链剂，以及

(iii)带单胺端基的硅烷链终止剂。

其中，带异氰酸酯端基的预聚物(i)基本不含脲键并且是下列物料的反应产物：

(a)聚醚多元醇或聚酯多元醇；

(b)硅氧烷多元伯醇；以及

(c)多异氰酸酯。

硅氧烷多元伯醇的含量越高，得到的剥离性能就越佳。同样，硅烷链终止剂的量越大，它与硅氧烷多元伯醇一起使得剥离性能越佳。可以通过改变硅氧烷多元伯醇和硅烷链终止剂的含量来控制聚合物的剥离性能，含量越高剥离性越强。硅氧烷多元伯醇常占带异氰酸酯端基的氨基甲酸酯预聚物重量的约10-50％。硅烷链终止剂占用于形成最终聚合物的带异氰酸酯端基的氨基甲酸酯预聚物重量的约1-5％，最好为约2-4％。

有时，宜在带异氰酸酯端基的氨基甲酸酯预聚物中加入低分子量二醇增链剂。上面提到的2，2-双(羟甲基)丙酸具有双重作用：作为增链剂以及水增溶性羧酸根阴离子的来源。仅具有增链作用的较好的二醇增链剂是1，4-丁二醇。

作为说明，在带异氰酸酯端基的预聚物(i)中，多异氰酸酯可使用异佛尔酮二异氰酸酯、低分子量多元醇增链剂可使用1，4-丁二醇、聚酯多元醇或聚醚多元醇可以是聚己内二醇酯和与异氰酸酯反应的水增溶性化合物可以是2，2-二(羟甲基)丙酸。当上述物料与硅氧烷多元伯醇反应时，常使用过量的异氰酸酯。反应生成的聚氨酯中，由异佛尔酮二异氰酸酯形成的链段与各种含羟基化合物生成的链段沿着聚合物主链相互交替。由于有过量的多异氰酸酯，形成的聚氨酯具有异氰酸酯端基，即它是带异氰酸酯端基的预聚物。