[发明专利]包含分散体的含水聚氨酯-脲组合物和薄膜

说明书

相关申请交叉引用

本申请要求2008年10月17日提交的美国临时专利申请61/106285的权益，并且为2007年7月20日提交的美国专利申请11/780,819的部分继续，后者为2007年5月8日提交的美国专利申请11/745,668的部分继续，后者为2006年2月10日提交的美国专利申请11/351,967的部分继续，后者为2005年12月13日提交的美国专利申请11/300,229的部分继续，后者为2005年10月19日提交的11/253,927的部分继续，后者为2005年2月11日提交的11/056,067(现在为美国专利7,240,371)的部分继续，所有这些专利均全文通过引用结合到本文中。

发明背景

发明领域

本发明涉及聚氨酯-脲组合物(如含水分散体)、薄膜和其他成形制品。具体地讲，本发明涉及任选无溶剂、含水稳定分散体，所述分散体包含具有任选封端异氰酸酯端基的完全生成聚氨酯-脲。分散体可通过预聚物混合方法形成，并且可在无加入溶剂存在下制备。从这些组合物制备的薄膜在暴露于环境或工艺条件时显示减弱的变色和/或变黄。

相关技术概述

聚氨酯(包括聚氨酯-脲)可作为粘合剂用于各种基材，包括织物。一般此类聚氨酯为完全生成的非反应性聚合物或反应性异氰酸酯-封端的预聚物。这些反应性聚氨酯粘合剂通常需要延长固化时间表现足够的接合强度，这在制造过程中可能是不利的。另外，已知聚氨酯的异氰酸酯基对水分敏感，这限制储存稳定性，并缩短加入这些聚氨酯的产物的储存期限。

一般在完全生成时，这些聚合物溶于溶剂(溶剂基)，分散于水(水基)，或处理成为热塑性固体物质(热熔)。值得注意的是，溶剂基粘合剂面临针对减少挥发性有机化合物(VOC)和危险空气污染物(HAP)排放的日趋严厉的健康和环境法规。因此，将来可能需要替代常规溶剂基产品。

热熔性粘合剂，虽然对环境安全并且容易作为薄膜施加，但在经过重复拉伸循环时具有高形变和不良恢复。另一个问题是在暴露于环境或工艺条件时粘合剂随时间变色和/或变黄。因此，需要解决热熔性粘合剂性能问题的粘合剂。与常规热塑性聚氨酯和热熔性粘合剂比较，合乎需要这些粘合剂也对织物提供其他益处，如柔韧性、定形性和透气性。

发明概述

一些实施方案提供一种组合物，所述组合物包含：

(a)聚氨酯-脲含水分散体，所述含水分散体包含一种聚合物，所述聚合物为以下成分的反应产物：

(1)至少一种选自聚醚、聚酯、聚碳酸酯及其组合的多元醇，其中多元醇具有600至4000的数均分子量；

(2)多异氰酸酯，所述多异氰酸酯包括至少一种芳族二异氰酸酯；

(3)任选的中和剂和二醇化合物，所述二醇化合物包含(i)能够与多异氰酸酯反应的羟基，和(ii)至少一个能够在中和时生成盐的羧酸基团，其中所述至少一个羧酸基团不能与多异氰酸酯反应；

(4)增链剂，所述增链剂选自二胺增链剂、水及其组合；并且

(5)任选包括用于异氰酸酯的封端剂；

(6)至少一种表面活性剂；和

(b)抗变黄化合物，所述抗变黄化合物选自单异氰酸酯、脂族二异氰酸酯及其组合。

在另一个实施方案中，本发明为一种从组合物流延并干燥的薄膜，所述组合物包含：

(a)聚氨酯-脲含水分散体，所述含水分散体包含一种聚合物，所述聚合物为以下成分的反应产物：

(1)至少一种选自聚醚、聚酯、聚碳酸酯及其组合的多元醇，其中多元醇具有600至4000的数均分子量；

(2)多异氰酸酯，所述多异氰酸酯包括至少一种芳族二异氰酸酯；

(3)任选的中和剂和二醇化合物，所述二醇化合物包含(i)能够与多异氰酸酯反应的羟基，和(ii)至少一个能够在中和时生成盐的羧酸基团，其中所述至少一个羧酸基团不能与多异氰酸酯反应；

(4)增链剂，所述增链剂选自二胺增链剂、水及其组合；并且

(5)任选包括用于异氰酸酯的封端剂；

(6)至少一种表面活性剂；和

(b)抗变黄化合物，所述抗变黄化合物选自单异氰酸酯、脂族二异氰酸酯及其组合。

在另一个实施方案中，本发明为一种减弱薄膜变黄的方法，所述方法包括：

(a)制备聚氨酯-脲含水分散体，所述含水分散体包含一种聚合物，所述聚合物为以下成分的反应产物：