[发明专利]无溶剂水性聚氨酯分散体及其制备和使用方法

权利要求书

1.基本上无溶剂的水性聚氨酯分散体，其包含含有以下成分的反应产物的聚氨酯聚合物：

(A)基本上无溶剂的异氰酸酯封端的预聚物，其包含以下成分的反应产物：

(i)至少一种多异氰酸酯；

(ii)至少一种多元醇；

(iii)至少一种异氰酸酯反应性化合物，其每分子含有一个或多个离子基团或潜在的离子基团；

(iv)至少一种异氰酸酯链终止剂；和

(B)至少一种中和剂，其与所述至少一种异氰酸酯反应性化合物反应；以及

(C)至少一种扩链剂。

2.根据权利要求1所述的基本上无溶剂的水性聚氨酯分散体，其中所述至少一种多异氰酸酯包含至少一种二异氰酸酯，其选自α，α，α¹，α¹-四甲基二甲苯二异氰酸酯(TMXDI)、1-异氰酸基-3-异氰酸基甲基-3，5，5-三甲基-环己烷(异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI))及其衍生物、四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)及其衍生物、2，4-甲苯二异氰酸酯(2，4-TDI)、2，6-甲苯二异氰酸酯(2，6-TDI)、间-异丙烯基-α，α-二甲基苄基异氰酸酯、1，3-二(1-异氰酸基-1-甲基乙基)苯、1，5-萘二异氰酸酯(NDI)、对亚苯基二异氰酸酯(PPDI)、反-环己烷-1，4-二异氰酸酯(TMI)、二甲代亚苯基二异氰酸酯(TODI)、4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、4，4′-二苯基二甲基甲烷二异氰酸酯、二-和四烷基二苯基甲烷二异氰酸酯、4，4′-二苄基二异氰酸酯、1，3-亚苯基二异氰酸酯、1，4-亚苯基二异氰酸酯、甲代亚苯基二异氰酸酯的异构体、1-甲基-2，4-二异氰酸基环己烷、1，6-二异氰酸基-2，2，4-三甲基己烷、1，3-二(异氰酸基甲基)-环己烷、1，4-二(异氰酸基甲基)-环己烷、氯化和溴化的二异氰酸酯、含磷的二异氰酸酯、4，4’-二异氰酸基苯基全氟乙烷、四甲氧基丁烷-1，4-二异氰酸酯、丁烷-1，4-二异氰酸酯、己烷-1，6-二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、环己烷-1，4-二异氰酸酯、环己烷-1，2-二异氰酸酯、环己烷-1，3-二异氰酸酯、1，2-二异氰酸基十二烷、亚乙基二异氰酸酯、邻苯二甲酸-二-异氰酸基乙基酯、含反应性卤原子的多异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯、含反应性卤原子的多异氰酸酯；含硫的多异氰酸酯、二聚脂肪酸二异氰酸酯以及部分封闭的多异氰酸酯、1，4-二异氰酸基丁烷、二聚脂肪酸二异氰酸酯、部分封闭的多异氰酸酯及其混合物。

3.根据权利要求1所述的基本上无溶剂的水性聚氨酯分散体，其中所述至少一种多异氰酸酯包含至少50wt％的二环己基甲烷4，4-二异氰酸酯。

4.根据权利要求1所述的基本上无溶剂的水性聚氨酯分散体，其中所述至少一种多元醇包含选自下组的多元醇：聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚酯多元醇、聚酰胺多元醇、聚缩醛多元醇、聚硫醚多元醇、聚酯酰胺多元醇及其混合物。

5.根据权利要求1所述的基本上无溶剂的水性聚氨酯分散体，其中所述至少一种多元醇的数均分子量为约600到约3,500g/mol。

6.根据权利要求1所述的基本上无溶剂的水性聚氨酯分散体，其中所述至少一种多元醇还包含至少一种双官能多元醇。

7.根据权利要求1所述的基本上无溶剂的水性聚氨酯分散体，其中所述至少一种异氰酸酯链终止剂的数均分子量小于2000g/mol。

8.根据权利要求1所述的基本上无溶剂的水性聚氨酯分散体，其中所述至少一种异氰酸酯链终止剂每分子含有至少一个羧酸或磺酸基团。

9.根据权利要求8所述的基本上无溶剂的水性聚氨酯分散体，其中所述至少一种异氰酸酯链终止剂包含占所述至少一种多异氰酸酯、所述至少一种多元醇、所述至少一种异氰酸酯反应性化合物和所述至少一种异氰酸酯链终止剂总重量的0.1到8wt％的氨基-、羟基-或巯基-羧酸或磺酸。

10.根据前述权利要求任一项所述的基本上无溶剂的水性聚氨酯分散体，其中所述至少一种异氰酸酯链终止剂每分子含有亲水性环氧乙烷单元和一个异氰酸酯反应性基团，优选地所述异氰酸酯反应性基团占所述异氰酸酯封端预聚物中总异氰酸酯反应性基团摩尔数的至少5％。