[发明专利]离子型聚氨酯

说明书

发明领域

本发明涉及带电聚氨酯、带电聚氨酯水分散液、它们的制备方法和它们在造纸过程中作为添加剂的应用。

发明背景

带电聚氨酯在造纸过程中用作表面和内部施胶剂是人们所熟知的。例如，美国专利3,971,764公开了基于阳离子型聚氨酯的施胶剂，是通过(ⅰ)带有至少10个碳原子脂族取代基的脂族二元醇与多异氰酸酯反应形成带有异氰酸酯端基的预聚物，然后(ⅱ)再与含叔氮原子的二元醇反应，转化为相应的铵化合物，或者(ⅲ)与含预先转化为相应铵化合物的含氮原子二元醇反应的方法制备的。与此类似，美国专利4,096,127公开了基于阴离子型聚氨酯的施胶剂，是在上述步骤(ⅰ)之后通过将得到的预聚物与(ⅳ)一种含能成盐酸基团的二元醇反应并通过与碱的反应将至少部分酸基团转化为盐，或(ⅴ)与一种带有盐基团的脂族二元醇反应的方法制备的。美国专利4,777,224也公开了通过上述步骤(ⅰ)、(ⅳ)和(ⅴ)且另外使用至少含一个OH基的聚醚化合物制备的基于阴离子型聚氨酯的施胶剂。这类聚氨酯一般使用少量施胶剂就能获得很好的施胶响应。但是，仍然需要施胶度、稳定性和施工性得到进一步改进的基于带电聚氨酯的施胶剂。

因此本发明的一个目的是提供施胶度、稳定性和施工性能得到进一步改进的带电聚氨酯及其水分散液。更多的目的可见下文。按照权利要求书中所进一步界定的带电聚氨酯的生产方法、可由此方法得到的带电聚氨酯、带电聚氨酯的水分散液及其应用可实现本发明的目的。

发明概述

本发明涉及一种生产带电聚氨酯的方法，包括将多异氰酸酯与下述醇反应：(ⅰ)第一醇，选自一或多种至少含10个碳原子的二元醇；(ⅱ)第二醇，选自含不多于8个碳原子的亚烷基二醇和亚烷氧基二醇、多元醇及其混合物；(ⅲ)第三醇，选自(a)含带电基团或原子的二元醇、(b)含能形成电荷的不带电基团或原子且至少一部分不带电基团或原子转化为带电基团或原子的二元醇、(c)多元醇，且进一步包括与含带电基团或原子的化合物或与含能形成电荷的不带电基团或原子并至少一部分不带电基团或原子转化为带电基团或原子的化合物和它们的混合物反应。

发明详述

广义地说，本发明涉及带电聚氨酯的生产方法及可由此方法得到的带电聚氨酯。本方法包括将多异氰酸酯的异氰酸酯基团与包括下述二元和/或多元醇的羟基反应：(ⅰ)第一醇，选自一或多种至少含10个碳原子二元醇；(ⅱ)第二醇，选自含不多于8个碳原子的亚烷基二醇、含不多于8个碳原子的亚烷氧基二醇、多元醇及其混合物；(ⅲ)第三醇，选自(a)含带电基团或原子的二元醇、(b)含能形成电荷的不带电基团或原子且至少一部分不带电基团或原子转化为带电基团或原子的二元醇、(c)多元醇，且进一步包括多元醇的一或多个羟基与含带电基团或原子的化合物或与含能形成电荷的不带电基团或原子的并至少一部分不带电基团或原子能转化为带电基团或原子的化合物和它们的混合物反应。

本发明所涉及的带电聚氨酯包括含阴离子和/或阳离子基团的聚氨酯，由此形成阴离子型、两性离子型和阳离子型聚氨酯。按照本发明，提供具有优异性能的阴离子型、两性离子型和阳离子型聚氨酯。本发明的带电聚氨酯的水分散液能提供改进的施胶度，意思是达到相应施胶效果所用的施胶剂量更少，从而得以降低费用，获得经济效益。由本发明的带电聚氨酯水分散液可看出的更多特点包括低泡沫性，在很宽的PH范围内和与常用组分如电解质、淀粉及其衍生物、颜料、其它合成聚合物等组合用于施胶、预涂和涂覆施工时稳定性、相容性、成胶性、施胶响应和涂层性能很好或有所改进，以及改进的调色剂粘附性和墨水喷射性能。