[发明专利]聚氨酯树脂水分散体和含水粘合剂

说明书

                     本发明的领域

本发明涉及主要适用作含水粘合剂的聚氨酯树脂水分散体、及其作为粘合剂的用途。更具体地，本发明涉及一种聚氨酯树脂水分散体以及一种使用它的含水粘合剂，它由于具有长的表干时间(开放时间(open time))、能够在涂布到基材上之后在50-60℃的再活化温度下粘附、并具有优异的粘附强度和耐热性而适用于或用作含水粘合剂。

                        本发明的背景

在使用聚氨酯水溶液或水分散体粘附基材如橡胶、皮革、金属、塑料如聚氯乙烯(PVC)、发泡材料或纤维时，一般认为粘合剂的表干时间(开放时间)是除了粘附强度和耐久性之外的一个非常重要的因素。

为了粘结其上涂布有水分散体形式的粘合剂的基材，需要在将粘合剂涂布到基材上之后采用一个在例如约50-60℃下干燥的所谓再活化步骤以去除水分并获得粘附性能。如果从再活化步骤至粘结已涂布有粘合剂的基材的时间太长，会出现粘附表面损失其粘性的问题，因此仅得到不足的粘附性能。粘合剂的表干时间(开放时间)极大地受在涂布和粘结步骤中的环境温度和基材表面温度的影响。如果环境温度和基材表面温度低，表于时间(开放时间)往往缩短。相反，在较高温度下，表干时间(开放时间)往往延长。

因此，非常需要提供在粘结各种材料如鞋和橡胶鞋时较少受环境温度和基材表面温度影响、表干时间(开放时间)长以具有足够的从再活化至粘结的时间、但仍具有优异的粘附强度和耐久性的粘合剂。

生产聚氨酯树脂水分散体的方法描述于美国专利3036998、美国专利3756992等。

另外，JP-B-59-30186(本文所用的术语“JP-B”是指“已审日本专利出版物”)公开了由具有金属磺酸根的无定形聚酯多元醇与聚异氰酸酯化合物得到的聚氨酯树脂。该文件中描述，如果涂布到聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上，由上述方法得到的聚氨酯树脂具有改进的粘附性、耐水性等。

尽管具有金属磺酸根的聚酯多元醇如上所述用于包含聚氨酯水分散体的粘合剂中，但该组分主要包含芳族聚酯多元醇。即，这些粘合剂具有100℃或更高的高再活化温度且粘附必须在高温加热下进行。如果用于粘附或粘结鞋和橡胶之类的普通材料，那么该粘合剂具有短的表干时间(开放时间)且基材有可能受热损害，这样不能获得任何足够的性能。

日本专利2894494公开了一种生产具有羧酸根和/或磺酸根作为亲水基团的聚异氰酸酯加聚化合物的水溶液或水分散体的方法。该专利中描述，这些涂布到基材上的粘合剂的再活化可通过低温处理而进行。但这些粘合剂的问题在于具有短的在粘合剂涂布性能中是重要因素的表干时间(开放时间)，而且粘附性能如粘附强度不令人满意。

                                 本发明的概述

本发明的一个目的是解决上述问题并提供一种表干时间(开放时间)比常规情形较长并因此可在例如50-60℃的低温下再活化、而且还具有优异的粘附强度和耐热性的聚氨酯树脂水分散体。

本发明的另一目的是提供一种包含水分散体的含水粘合剂。

本发明的其它目的和效果在以下描述看来是显然的。

本发明人为了解决上述问题进行了深入研究，结果发现，如果将以下描述的特定聚氨酯树脂的水分散体用作粘合剂，那么该粘合剂具有长的表干时间并因此可例如在50-60℃的低温下再活化，但仍具有优异的粘附强度和耐热性，这样完成了本发明。

即，本发明的上述目的已通过提供得自包含以下化合物的聚氨酯树脂的水分散体而实现：

(A)有机多异氰酸酯；

(B)包含芳族金属磺酸根基团的聚酯多元醇；

(C)没有芳族金属磺酸根且羟基值为10-350的脂族多元醇；和

(D)至少一种分子量分别为300或更低的多元胺和多元醇，

其中所述脂族多元醇单元(C)的含量至少为基于所述聚氨酯树脂的固体含量的55％重量。

本发明还提供了一种包含该聚氨酯树脂水分散体的含水粘合剂。

本发明的详细描述

以下详细描述本发明。

用于制备本发明聚氨酯树脂水分散体的有机多异氰酸酯(A)由以下通式表示：

R(NCO)_n

其中R表示任意的包含碳的有机化合物，且n为2或更高。