[发明专利]通过从聚氨酯分散液中电沉积制备的聚氨酯薄膜

说明书

本发明涉及聚氨酯薄膜，并且更具体说本发明涉及由水分散液制备的聚氨酯薄膜。

尽管表面上可与水反应，但人们早就知道多异氰酸酯聚合物可以用于制备聚氨酯含水分散液。聚氨酯分散液通常是通过链增长有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与具有两个或多个活性氢原子的有机化合物如聚亚烷基醚二醇、聚(亚烷基醚-亚烷基硫醚)二醇、醇酸树脂、聚酯和聚酯酰胺的反应产物来制备的，经常使用有机溶剂。二异氰酸酯以化学计量过量使用，以便反应产物(也称作聚氨酯/脲/硫脲预聚物)是异氰酸酯封端的。聚氨酯预聚物制备的实例描述于US专利3,178,310、3,919,173、4,442,259、4,444,976和4,742,095。

据报导，聚氨酯分散液可用于制备如下不同物料：涂料和胶粘料(US专利4,292,226)；挠性溶剂阻挡层(US专利4,431,763)；粘合剂(US 4,433,095)和薄膜(US 4,501,852)。薄膜，更确切说浸渍制作薄膜的方法，可以是很多制品制作工艺的一部分。薄膜用途的实例包括手套，器官袋，避孕套，渗透袋等。尽管已知这些用途可以用聚氨酯分散液来制作，但发现常规的聚氨酯分散液有时具有不足的物理或加工性能，从而使它们不能成为这些用途的优选原料。而且，使用溶剂对某些用途具有不利影响。

聚氨酯是多元醇与多异氰酸酯的反应产物。一般来说，用于制备聚氨酯分散液的多异氰酸酯是脂族异氰酸酯，如US 5,494,960中公开的脂族异氰酸酯。也已知可以使用芳族多异氰酸酯如甲苯二异氰酸酯(TDI)和亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)以及多异氰酸亚甲基多苯基酯。

已知聚氨酯薄膜通过诸如凝固和铸塑的方法来制备。尽管这些方法是经常使用的，但它们不是没有问题的。例如，在凝固方法中，经常需要通过洗涤或浸沥去除形成的膜中凝结剂的步骤。这些步骤往往导致不期望的附加脱水步骤、不期望的废物料流和增加了附加操作所带来的成本。

因此，在由水分散液制备聚氨酯薄膜的领域中，人们期望所制备的薄膜具有足以使它们在常规薄膜用途中使用的物理和加工性能。如果这种薄膜可以由分散液制备，而分散液是在不存在有机溶剂的情况下制备的，则将是更合意的。如果这种薄膜的制备中不包括不期望的额外步骤制备，则将是更加合意的。

一方面，本发明是一种聚氨酯薄膜的制备方法，包括从聚氨酯分散液中将膜电沉积到底物上。

另一方面，本发明是通过包括从聚氨酯分散液中将膜电沉积到底物上的方法制备的聚氨酯薄膜。

本发明电沉积方法的一个优点是无需常规凝固方法中的从膜中去除凝结剂的附加步骤。另一优点是通过使用电沉积，最大程度地减少了脱水过程中必须除去的水的量。第三个优点是所得的膜比通过常规凝固技术制备的膜在厚度方面更具均匀性。

本发明可应用于，例如，手套、避孕套、医药用袋、血管成形术囊、药箱、面罩、血压胶管管头。本发明还可以部分应用于与药物给药机械有关的用途中，包括导管、药管、垫圈和o-环。此外，本发明可应用于很多非医药项目，例如，非药用手套，泳帽，工具把柄，工厂用帽和塞子，挡风玻璃刮水器套，玩具气球，玩具，电器部件，覆盖膜和垫圈。

本发明的薄膜可以由足以稳定储藏但不是稳定到不能被电沉积的任何聚氨酯预聚物分散液来制备。分散液可以按任何方式来制备，以便得到的分散液可以用来制备对薄膜的预期用途来说具有可接受物理性质的薄膜。分散可以通过间歇式方法或通过连续式方法来进行。如果通过间歇式方法来进行，优选，通过反相工艺来进行分散，其中首先将少量水，包括少量阴离子表面活性剂，添加到连续预聚物相中并且混合，然后加入更多的水，同时混合，直至相反转。

当通过连续式方法制备本发明的分散液时，优选通过高内相比(HIPR)工艺来制备。这种工艺是已知的并且公开于例如US专利5,539,021(Pate等)和WO98/41552 A1(Jakubowski等)。当通过任一种方法制备时，所得的分散液应当具有足够使分散液稳定的颗粒尺寸。本发明分散液的颗粒尺寸为0.9-0.05，优选0.5-0.07并且更优选0.4-0.10微米。首选，本发明分散液的颗粒尺寸为0.15微米。