专利名称：聚氨酯分散体、生产它的方法、涂布的制品、以及涂布制品的方法
技术领域：
本发明涉及聚氨酯分散体、制备聚氨酯分散体的方法、涂布的制品、以及涂布制品的方法。
背景技术：
粘合性是表面涂层应用的重要性能特性，所述表面涂层应用例如木材涂层应用、 混凝土涂层应用、金属涂层应用、或塑料涂层应用。聚氨酯分散体通常由原始设备制造商或之后的个别最终用户用于这样的表面涂层应用。由于木材表面的性质和聚氨酯化学，木材表面的粘合性是受到极大挑战的。已经使用过几种不同的方法来促进木材基板上的较好的粘合性。这些方法包括，例如，在聚氨酯主链上结合硅烷官能团，结合进丙烯酸类/乙烯基官能团(例如混合物和共混物)，对主链的脂肪酸改性，引入可紫外线固化的部分以及更为特殊的化学方法例如氟化、氯化。使用粘合促进剂作为添加剂促进粘合也是常见的。但是， 这些方法为达到所需性能而导致成本和工作增加。因此，需要例如在木材涂层应用、混凝土涂层应用、金属涂层应用、或塑料涂层应用中提供改善的粘合性质的聚氨酯分散体。此外，需要例如在木材涂层应用、混凝土涂层应用、金属涂层应用、或塑料涂层应用中提供改善的粘合性质的聚氨酯分散体的制备方法。
发明内容
本发明是聚氨酯分散体、制备聚氨酯分散体的方法、涂布的制品、以及涂布制品的方法。在一种实施方式中，本发明提供聚氨酯分散体，其包含(a) —个或多个源自一种或多种预聚物的聚氨酯单元，其中所述一种或多种预聚物包括一种或多种溶解在一缩二丙二醇二甲基醚中的基于天然油的多元醇在一种或多种表面活性剂的存在下与一种或多种异氰酸酯的反应产物；和(b)水。在另一种实施方式中，本发明提供制备聚氨酯分散体的方法，包括以下步骤(1) 提供包含一种或多种预聚物的第一流，其中所述一种或多种预聚物包括一种或多种溶解在一缩二丙二醇二甲基醚中的基于天然油的多元醇在一种或多种表面活性剂的存在下与一种或多种异氰酸酯的反应产物，并且其中所述预聚物任选地由一种或多种中和剂中和；(2) 提供包含水的第二流；C3)将所述第一流和所述第二流合并在一起；(4)从而形成预聚物分散体；(5)任选地中和所述预聚物分散体；(6)使所述预聚物增链；(7)从而形成所述聚氨酯分散体。在另一种实施方式中，本发明提供涂布的制品，其包括基板；和与所述基板的一个或多个表面相连的涂层，其中所述涂层源自包含以下物质的聚氨酯分散体(a) —个或多个源自一种或多种预聚物的聚氨酯单元，其中所述一种或多种预聚物包括一种或多种溶解在一缩二丙二醇二甲基醚中的基于天然油的多元醇在一种或多种表面活性剂的存在下与一种或多种异氰酸酯的反应产物；和(b)水。在另一种实施方式中，本发明提供制备涂布的制品的方法，包括以下步骤(1)选择基板；( 选择包括聚氨酯分散体的涂层组合物，其中所述聚氨酯分散体包含以下物质 (a) 一个或多个源自一种或多种预聚物的聚氨酯单元，其中所述一种或多种预聚物包括一种或多种溶解在一缩二丙二醇二甲基醚中的基于天然油的多元醇在一种或多种表面活性剂的存在下与一种或多种异氰酸酯的反应产物；和(b)水；(3)将所述涂层组合物施用于所述基板的一个或多个表面；(4)移除至少一部分的水；( 从而形成所述涂布的制品。在可替换的实施方式中，本发明提供根据前述实施方式中任一种的聚氨酯分散体、制备聚氨酯分散体的方法、涂布的制品、以及涂布制品的方法，所不同的是所述一种或多种预聚物包括一种或多种溶解在一缩二丙二醇二甲基醚中的基于天然油的多元醇在一种或多种表面活性剂的存在下与一种或多种异氰酸酯的反应产物。
为了说明本发明，在附图中显示了示例性的形式；但是应该理解的是，本发明并不限于所示的精确排列和方式。图1说明大豆单体(soy monomer)化学的第一实施方式；和图2是说明剪切应力与监控早期硬度发展(early hardness development)的时间的关系图。
具体实施例方式本发明是聚氨酯分散体、制备聚氨酯分散体的方法、涂布的制品、以及涂布制品的方法。根据本发明的聚氨酯分散体包含(a) —个或多个源自一种或多种预聚物的聚氨酯单元，其中所述一种或多种预聚物包括一种或多种溶解在一缩二丙二醇二甲基醚中的基于天然油的多元醇在一种或多种第一表面活性剂的存在下与一种或多种异氰酸酯的反应产物； 和(b)水。制备根据本发明的聚氨酯分散体的方法包括以下步骤(1)提供包含一种或多种预聚物的第一流，其中所述一种或多种预聚物包括一种或多种溶解在一缩二丙二醇二甲基醚中的基于天然油的多元醇在一种或多种第一表面活性剂的存在下与一种或多种异氰酸酯的反应产物，并且其中所述预聚物任选地由一种或多种中和剂中和；( 提供包含水的第二流；C3)将所述第一流和第二流合并在一起；(4)从而形成预聚物分散体；( 任选地中和所述预聚物分散体；(6)使所述预聚物增链；(7)从而形成所述聚氨酯分散体。本发明的聚氨酯分散体的固体内容物的平均粒度直径为50至IOOOnm ；例如，该平均粒度直径为50至500nm ；在可替换的实施方式中，为50至500nm ；在可替换的实施方式中，为50至150nm ；在可替换的实施方式中，为60至IOOnm ；在可替换的实施方式中，为60至80nm。本发明的聚氨酯分散体的固体内容物可以为20至60wt%，其中不包括任何另外的填料的重量；例如，固体内容物为30至50wt%;在可替换的实施方式中，为20至50wt%; 在可替换的实施方式中，为30至40wt%。本发明的聚氨酯分散体在25°C的粘度为100至 3000cPs ；例如，在25°C的粘度为100至lOOOcPs ；在可替换的实施方式中，在25°C的粘度为 200至900(^S ；在可替换的实施方式中，在25°C的粘度为200至600(^S。本发明的聚氨酯分散体可以包含0至30重量％、或5至25重量％、或5至20重量％、或0至20重量％的一种或多种溶剂。根据本发明的聚氨酯分散体可以进一步包含一种或多种填料、一种或多种交联剂、一种或多种消泡剂、一种或多种颜料或着色剂、一种或多种流变学改性剂、一种或多种粘合促进剂、一种或多种耐磨和增滑剂(mar and slip agents)、一种或多种润湿剂、一种或多种防冻剂、一种或多种生物灭杀剂或抗菌剂；一种或多种表面活性剂；一种或多种UV 稳定剂；一种或多种抗氧化剂；一种或多种流动控制剂、及其组合。所述一种或多种预聚物包括溶解在一缩二丙二醇二甲基醚中的混合物在一种或多种第一表面活性剂的存在下与一种或多种异氰酸酯的反应产物，其中所述混合物包含一种或多种基于天然油的多元醇、和一种或多种己二酸酯多元醇、和任选的一种或多种短链二醇。基于天然油的多元醇基于天然油的多元醇是基于或源自可再生原料资源(如天然和/或基因修饰的植物的植物种籽油和/或动物源脂肪)的多元醇。这样的油和/或脂肪通常包括甘油三酯，即，与甘油相连的脂肪酸。优选的是在甘油三酯中具有至少70%不饱和脂肪酸的植物油。天然产物可以包含至少约85重量％的不饱和脂肪酸。优选的植物油的实例包括但不限于，例如，来自蓖麻、大豆、橄榄、花生、油菜籽、玉米、芝麻、棉花、芸苔(canola)、红花(safflower)、亚麻子、棕榈、葡萄籽、黑香菜(black caraway)、南瓜仁、琉璃苣籽、木菌、 杏仁(apricot kernel)、阿月浑子、杏仁(almond)、澳大利亚坚果、鳄梨、海洋鼠李植物 (sea buckthorn)、大麻、榛实、夜来香、野玫瑰、蓟、胡桃、向日葵、麻疯籽油(jatropha seed oils)、或其组合的那些。此外，也可以使用得自有机体如藻类的油。动物产品的实例包括猪油、牛脂、鱼油及其混合物。也可以使用基于植物和动物的油/脂肪的组合。几种化学方法可以用来制备基于天然油的多元醇。可再生资源的这种改性包括但不限于，例如，环氧化作用、羟基化作用、臭氧分解、酯化作用、加氢甲酰化作用、或烷氧基化作用。这样的改性通常是本领域已知的。在通过改性天然油制备这样的多元醇之后，可以对改性的产物进行进一步的烷氧基化。使用环氧乙烷(EO)或EO与其它氧化物的混合物，将亲水基团引入到多元醇中。在一种实施方式中，使改性的产物经历与足量EO的烷氧基化作用以制备包含10至60重量％ E0(例如，20至约40重量％ E0)的基于天然油的多元醇。在另一种实施方式中，基于天然油的多元醇通过多步法得到，其中使动物或植物油/脂肪经受酯交换反应并回收脂肪酸组分。在该步骤之后，对脂肪酸组分中的碳-碳双键进行加氢甲酰化以形成羟基甲基基团，并然后通过羟基甲基化的脂肪酸与适当的引发剂化合物的反应形成聚酯或聚醚/聚酯。这样的多步法通常是本领域已知的，并且描述于，例如，PCT公开WO 2004/096882和2004/096883。所述多步法使得产生具有疏水基团和亲水
5基团的多元醇，这可同时增强多元醇与水以及与常规基于石油的多元醇的溶混性。用于制备基于天然油的多元醇的多步法的引发剂可以是用于制备常规基于石油的多元醇的任何引发剂。引发剂可以，例如，选自新戊二醇；1，2_丙二醇；三羟甲基丙烷；季戊四醇；山梨糖醇；蔗糖；甘油；二乙醇胺；烷烃二醇，如1，6_己二醇、1，4_ 丁二醇；1，4_环己二醇；2，5-己二醇；乙二醇；二甘醇、三甘醇；双-3-氨基丙基甲胺；乙二胺；二亚乙基三胺；9(1)-羟基甲基十八烷醇、1，4_双羟基甲基环己烷；8，8_双(羟基甲基)三环[5，2， 1，02’6]癸烯；Dimerol 醇(得自 Henkel Corporation 的 36 碳二醇)；氢化双酚；9，9(10， 10)-双羟基甲基十八烷醇；1，2，6_己三醇及其组合。在可替换的实施方式中，引发剂可以选自甘油；乙二醇；1，2_丙二醇；三羟甲基丙烷；乙二胺；季戊四醇；二亚乙基三胺；山梨糖醇；蔗糖；或任何前述的物质，其中物质中存在的醇或胺基团中的至少一个已经与环氧乙烷、环氧丙烷或其混合物发生反应；及其组合。在另一种可替换的实施方式中，引发剂是甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、蔗糖、山梨糖醇、和/或其组合。在一种实施方式中，用环氧乙烷或环氧乙烷与至少一种其它环氧烷烃的混合物将引发剂烷氧基化以得到分子量为约200至约6000 (优选为约500至约3000)的烷氧基化的引发剂。至少一种基于天然油的多元醇的官能度高于约1. 5并且通常不高于约6。在一种实施方式中，该官能度低于约4。在一种实施方式中，该官能度为1.5至3。至少一种基于天然油的多元醇的羟值低于约150mg KOH/g,优选为约50至约120mg KOH/g,更优选为约60 至约120mg K0H/g。在一种实施方式中，该羟值低于约IOOmg K0H/g。可再生原料在基于天然油的多元醇中的含量可以为约10至约100%，通常为约10 至约90%。基于天然油的多元醇可以占多元醇共混物的至多约90重量％。但是，在一种实施方式中，基于天然油的多元醇可以占多元醇共混物总重量的至少5重量％、至少10重量％、 至少25重量％、至少35重量％、至少40重量％、至少50重量％、或至少55重量％。基于天然油的多元醇可以占混合多元醇总重量的40重量％或更多、50重量％或更多、60重量％ 或更多、75重量％或更多、85重量％或更多、90重量％或更多、或95重量％或更多。也可以使用两种或更多种类型的基于天然油的多元醇的组合。基于天然油的多元醇的在25°C测得的粘度通常小于约6，OOOmPa. s ；例如，基于天然油的多元醇的在25°C测得的粘度小于约5，OOOmPa. S。基于天然油的多元醇的分子量可 500至3000道尔顿；例如，为800至1500道尔顿。NOP可以为与任何的下列物质的共混物包括基于己内酯的聚酯多元醇的脂族和芳族聚酯多元醇，任何聚酯/聚醚混合多元醇，基于PTMEG的聚醚多元醇；基于环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷及其混合物的聚醚多元醇；聚碳酸酯多元醇；聚缩醛多元醇，聚丙烯酸酯多元醇；聚酯酰胺多元醇；聚硫醚多元醇；聚烯烃多元醇例如饱和或不饱和的聚丁二烯多元醇。异氰酸酯多异氰酸酯化合物的实例包括2，4-甲苯二异氰酸酯、2，6-甲苯二异氰酸酯、间苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、4，4' -二苯基甲烷二异氰酸酯、2，4' -二苯基甲烷二异氰酸酯、2，2' -二苯基甲烷二异氰酸酯、3，3' - 二甲基-4，4'-联苯二异氰酸酯、3，3' -二甲氧基-4，4'-联苯二异氰酸酯、3，3' -二氯_4，4'-联苯二异氰酸酯、1，5_萘二异氰酸酯、1，5-四氢化萘二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、1，6-六亚甲基二异氰酸酯、十二亚甲基二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、1，3_双(异氰酸基甲基)环己烷和1，4_双(异氰酸基甲基)环己烷、二甲苯二异氰酸酯、四甲基二甲苯二异氰酸酯、氢化二甲苯二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4，4' - 二环己基甲烷二异氰酸酯、3，3' -二甲基-4，4' - 二环己基甲烷二异氰酸酯、其异构体、和/或其组合。第一表面活件剂第一表面活性剂可以占小于6重量％ ；例如，第一表面活性剂可以占4至6重量％。 示例性的第一表面活性剂包括但不限于，二羟甲基丙酸、二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、和二氨基磺酸盐/酯。翻溶剂可以是任何溶剂；例如，溶剂可以是有机溶剂。示例性的溶剂包括但不限于一缩二丙二醇二甲基醚，其可以商业名称PR0GLYDE DMM商购自The Dow Chemical Company, 和二缩三丙二醇二甲基醚。另外的溶剂可以包括丙酮、甲基乙基酮、甲苯、四氢呋喃(THF)。另外的溶剂包括但不限于丙二醇甲基醚乙酸酯、一缩二丙二醇甲基醚乙酸酯、丙二醇二乙酸酯、一缩二丙二醇二甲基醚、二甘醇正丁醚乙酸酯、乙二醇正丁醚乙酸酯。预聚物所述一种或多种预聚物包括一种或多种溶解在一缩二丙二醇二甲基醚中的基于天然油的多元醇在一种或多种表面活性剂的存在下与一种或多种异氰酸酯的反应产物。用于本发明的聚氨酯预聚物可以通过任何常规的已知方法生产，例如，溶液法、热熔体法、或聚氨酯预聚物混合法，例如，在间歇或连续法中生产。而且，氨酯预聚物可以，例如，经使多异氰酸酯化合物与含活性氢的化合物(即，一种或多种基于天然油的多元醇)反应的方法制备，并且其实例包括使多异氰酸酯化合物与一种或多种基于天然油的多元醇在有机溶剂中反应，然后任选地移除溶剂的方法。在一种实施方式中，所述一种或多种预聚物包括一种或多种溶解在一缩二丙二醇二甲基醚中的基于天然油的多元醇在一种或多种第一表面活性剂的存在下与一种或多种异氰酸酯的反应产物。在一种实施方式中，预聚物不含N-甲基吡咯烷酮(NMP)。例如，所述多异氰酸酯化合物可以与溶解在有机溶剂中的一种或多种基于天然油的多元醇在以下条件下反应反应温度为约20°C至约150°C ；在可替换的实施方式中，为 30°C至130°C ；异氰酸酯基团与活性氢基团的当量比为，例如，1. 1 1至3 1，在可替换的实施方式中，为1.2 1至2 1。在可替换的实施方式中，预聚物可以使用过量的活性氢基团制备从而促进产生端基为羟基的聚合物。源自有机溶剂中的一种或多种基于天然油的多元醇的聚氨酯预聚物可以在一种或多种反应性或非反应性的烯键式不饱和单体的存在下制备。这样的单体可以进一步聚合从而得到混合的聚氨酯分散体。聚氨酯预聚物可以进一步包括一个或多个离子基团。用于制备这种具有离子基团的预聚物的官能部分包括磺酸二醇，例如，3- (2，3- 二羟基丙氧基)-1-丙烷-磺酸；磺基多羧酸，例如，磺基间苯二甲酸，磺基琥珀酸；和氨基磺酸，例如2-氨基乙烷磺酸和3-氨基丙烷磺酸；氨基磺酸二醇，例如，N，N-双(2-羟基烷基)氨基磺酸(Cl至C6烷基)，或其环氧烷烃(AO)例如环氧乙烷和环氧丙烷的加成物，N, N-双(2-羟基-乙基)氨基磺酸；双 (2-羟基乙基)磷酸酯；二羟烷基链烷酸C6至C24，例如，2，2- 二羟甲基丙酸，2，2- 二羟甲基丁酸，2，2_二羟甲基庚酸，2，2_二羟甲基辛酸；和氨基酸，例如，2-氨基乙酸；以及它们的盐，例如，胺例如三乙胺、链烷醇胺、吗啉的盐，和/或碱金属盐例如钠盐。包含阳离子基团的实例包括但不限于，含季铵碱的二醇、含叔铵基团的二醇及其盐。聚氨酯预聚物还可以包括亲水基团。本申请使用的术语“亲水基团”是指阴离子基团(例如，羧基、磺酸基、或磷酸基)，或阳离子基团(例如，叔氨基、或季氨基)，或非离子亲水基团(例如，由环氧乙烷的重复单元组成的基团，或由环氧乙烷的重复单元和另一种环氧烷烃的重复单元组成的基团)。在亲水基团中，包含环氧乙烷的重复单元的非离子亲水基团可以，例如，是优选的，因为最终得到的聚氨酯乳液具有优越的与其它类型的乳液的相容性。引入羧基和/或磺酸基可以有效地使颗粒大小更细。当离子基团是阴离子基团时，用于中和的中和剂包括，例如可以使用非挥发性碱例如氢氧化钠和氢氧化钾；和挥发性碱例如叔胺(例如，三甲胺、三乙胺、二甲基乙醇胺、甲
基二乙醇胺、和三乙醇胺)和氨。当离子基团是阳离子基团时，可用的中和剂包括，例如，无机酸例如盐酸、硫酸、和硝酸；和有机酸例如甲酸和乙酸。中和可以在含离子基团的聚氨酯预聚物发生聚合之前、过程中或之后进行。中和可以通过将中和剂直接添加到聚氨酯预聚物中或通过将中和剂在制备聚氨酯分散体的过程中添加到水相中完成。聚氨酯预聚物可以进一步经增链剂增链。制备聚氨酯的领域的普通技术人员已知的任何增链剂都可以用于本发明。这样的增链剂的分子量通常为约30至约500并且包含至少两个含活性氢的基团。多胺是优选的一类增链剂。其它物质特别是水可以用来增加链长度并且因此是针对本发明目的的增链剂。特别优选的是，增链剂是水或水与胺的混合物， 所述胺例如氨化的聚丙二醇例如得自Huntsman Chemical Company的JEFFAMINE D-400、 氨基乙基哌嗪、2-甲基哌嗪、1，5- 二氨基-3-甲基-戊烷、异佛尔酮二胺、乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、乙醇胺、呈其任何立体异构形式的赖氨酸及其盐、己二胺、胼和哌嗪。在本发明的实践中，增链剂可以作为增链剂在水中的溶液使用。制备聚氨酯分散体(PUD)根据本发明的PUD可以经间歇法或连续法生产。将聚氨酯预聚物、任选的一种或多种表面活性剂、和水进料到混合机例如OAKS混合机或IKA混合机中，从而使聚氨酯预聚物分散到水中，然后其以伯胺或仲胺增链从而形成PUD。在一种实施方式中，PUD不含N-甲基吡咯烷酮(NMP)。在一种实施方式中，制备根据本发明的聚氨酯分散体的方法包括以下步骤(1) 提供包含一种或多种预聚物的第一流，其中所述一种或多种预聚物包括一种或多种溶解在一缩二丙二醇二甲基醚中的基于天然油的多元醇在一种或多种第一表面活性剂的存在下与一种或多种异氰酸酯的反应产物，并且其中所述预聚物任选地由一种或多种中和剂中和；( 提供包含水的第二流；(3)将所述第一流和所述第二流合并在一起；(4)从而形成预聚物分散体；(5)任选地中和所述预聚物分散体；(6)使所述预聚物增链；(7)从而形成所述聚氨酯分散体。最终用涂应用根据本发明的涂布的制品包括基板；和与所述基板的一个或多个表面相连的涂层，其中所述涂层源自上文所述的本发明的聚氨酯分散体。在施用本发明的聚氨酯分散体之前，可以处理(例如，涂底漆)所述基板的一个或多个表面。所述基板可以是任何基板; 例如，所述基板可以包括木材、混凝土、塑料、金属、及其组合。在一种实施方式中，涂布的制品包括基板；和与所述基板的一个或多个表面相连的涂层，其中所述涂层源自聚氨酯分散体，所述聚氨酯分散体包含(a) —个或多个源自一种或多种预聚物的聚氨酯单元，其中所述一种或多种预聚物包括一种或多种溶解在一缩二丙二醇二甲基醚中的基于天然油的多元醇在一种或多种表面活性剂的存在下与一种或多种异氰酸酯的反应产物；和(b)水。在另一种实施方式中，制备涂布的制品的方法包括以下步骤(1)选择基板；(2) 选择包括聚氨酯分散体的涂层组合物，其中所述聚氨酯分散体包含以下物质(a) —个或多个源自一种或多种预聚物的聚氨酯单元，其中所述一种或多种预聚物包括一种或多种溶解在一缩二丙二醇二甲基醚中的基于天然油的多元醇在一种或多种表面活性剂的存在下与一种或多种异氰酸酯的反应产物；和(b)水；(3)将所述涂层组合物施用于所述基板的一个或多个表面；(4)移除至少一部分的水；( 从而形成所述涂布的制品。本发明的聚氨酯分散体可以经任何方法施用于基板的一个或多个表面；例如，经喷射、刷涂、浸渍、拖曳等。本发明的聚氨酯分散体是形成膜的组合物。源自本发明聚氨酯分散体的膜的厚度可以为Ιμπι至2mm;或者，在可替换的实施方式中，为1至500 μπι;或者，在可替换的实施方式中，为1至200μπι;或者，在可替换的实施方式中，为1至ΙΟΟμπι;或者，在可替换的实施方式中，为20 μ m至50 μ m。源自本发明聚氨酯分散体的膜的粘合性可以大于30%剩余； 在可替换的实施方式中，大于40%剩余；在可替换的实施方式中，大于50%剩余；在可替换的实施方式中，大于60%剩余，根据ASTM D-3359测得。本发明的聚氨酯分散体的硬度发展速率可以大于或等于0. 002MPa/min ；在可替换的实施方式中，大于或等于0. 003MPa/min ； 在可替换的实施方式中，大于或等于0. 004MPa/min;在可替换的实施方式中，大于或等于 0.005MPa/min。在已经制备完本发明的聚氨酯分散体之后，可以将另外的溶剂添加到这样的分散体中。这样的溶剂包括但不限于丙二醇甲基醚，一缩二丙二醇甲基醚，二缩三丙二醇甲基醚，丙二醇正丙醚，一缩二丙二醇正丙醚，二缩三丙二醇正丙醚，丙二醇正苯醚，二甘醇乙基醚，二甘醇甲基醚，二甘醇正丁醚，二甘醇己基醚，乙二醇丙基醚，乙二醇正丁醚，乙二醇己基醚，三甘醇甲基醚，三甘醇乙基醚，三甘醇丙基醚，乙二醇正丁醚，乙二醇苯基醚，乙二醇正丁醚混合物，以及这些溶剂的混合物。最终用途应用包括但不限于在任何基板上的工业和建筑涂层；所述基板例如木材、混凝土、塑料、金属、及其组合。这样的最终用途应用包括但不限于家具、地板、橱柜等。实施例以下实施例说明本发明但不意图限制本发明的范围。合成NOP多元醇
天然油多元醇(NOP)由源自大豆油的脂肪酸甲酯(FAMES)在三步反应中制备。首先将FAMES加氢甲酰化为醛中间体，然后在第二步中氢化为大豆单体，如图1所示。大豆单体的平均羟基官能度大约1.0。然后以适宜的二醇将得到的单体酯化。在该方法中，多元醇分子量同时通过单体与二醇引发剂之间的缩合以及单体之间的自缩合而增长。通过控制单体的平均官能度以及它们与二醇引发剂的比率，多元醇的分子量和平均官能度都可以被系统地控制。而且，可以调节引发剂的结构从而获得所需的性能特征或相容性。优选的二醇引发剂包含反应性伯羟基，例如1，6-己二醇和UNOXOL 二醇。UN0X0L 二醇是液态脂环族二醇，其为1，3-环己烷二甲醇和1，4_环己烷二甲醇的约50 50混合物，即顺式和反式异构体的混合物。预聚物的制备过稈预聚物的制备在装备有添加装置、水冷冷凝器、机械搅拌器、温度计、和氮气入口 / 出口管的500-mL的4颈圆底烧瓶中进行。在整个反应过程中使用氮气吹洗和500rpm的搅拌速率。油浴用作保持反应温度的加热源。在通常的预聚物制备过程中，将聚酯多元醇和二羟甲基丙酸[DMPA]添加到反应烧瓶中，然后添加异氰酸酯。首先将单独添加或作为共混物添加的多元醇加热至比所需反应温度低15-20°C的温度。当添加完多元醇和溶剂时，将反应混合物在搅拌下QOOrpm)加热至所需温度(80-90°C)。当达到理论的百分比NCO时，将终产物转移至具有氮气保护层的样品容器中并用于分散体。预聚物的适宜溶剂包括丙酮、 甲基乙基酮和一缩二丙二醇的二甲基醚。合成聚氨酯分散体(PUD)PUD在小规模(500ml)间歇法中制备，其中预聚物使用以用于预聚物的酸的化学计量量(摩尔数)的95-110%的叔胺(例如，三乙胺，TEA)中和。将预定量的水缓慢添加到预聚物中，其中预聚物与水使用产生高剪切(50，000-100，OOOsec—1)的特殊混合机剧烈混合。连续添加水，直至分散体的粘度降至低于 3000cP (Brookfield心轴#4，50rpm)。然后使用胺(例如，乙二胺)使分散体充分增链。最终分散体的固体含量为 35wt%，而数均粒度为 100nm。本发明实施例1 PR0GLYDE DMM溶剂中的NOP。表1中所示的制剂的各成分用于制备包含100克预聚物的本发明实施例1的PUD。表1 合成PUD的配方
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权利要求
1.一种聚氨酯分散体，包含一个或多个源自一种或多种预聚物的聚氨酯单元，其中所述一种或多种预聚物包括一种或多种溶解在一缩二丙二醇二甲基醚中的基于天然油的多元醇在一种或多种表面活性剂的存在下与一种或多种异氰酸酯的反应产物；和水。
2.制备聚氨酯分散体的方法，包括以下步骤提供包含一种或多种预聚物的第一流，其中所述一种或多种预聚物包括一种或多种溶解在一缩二丙二醇二甲基醚中的基于天然油的多元醇在一种或多种表面活性剂的存在下与一种或多种异氰酸酯的反应产物，并且其中所述预聚物任选地由一种或多种中和剂中和；提供包含水的第二流； 将所述第一流和所述第二流合并在一起； 从而形成预聚物分散体； 任选地中和所述预聚物分散体； 使所述预聚物增链； 从而形成所述聚氨酯分散体。
3.涂布的制品，包括 基板；与所述基板的一个或多个表面相连的涂层，其中所述涂层源自包含以下物质的聚氨酯分散体一个或多个源自一种或多种预聚物的聚氨酯单元，其中所述一种或多种预聚物包括一种或多种溶解在一缩二丙二醇二甲基醚中的基于天然油的多元醇在一种或多种表面活性剂的存在下与一种或多种异氰酸酯的反应产物；和水。
4.制备涂布的制品的方法，包括以下步骤 选择基板；选择包括聚氨酯分散体的涂层组合物，其中所述聚氨酯分散体包含以下物质 一个或多个源自一种或多种预聚物的聚氨酯单元，其中所述一种或多种预聚物包括一种或多种溶解在一缩二丙二醇二甲基醚中的基于天然油的多元醇在一种或多种表面活性剂的存在下与一种或多种异氰酸酯的反应产物；和水；将所述涂层组合物施用于所述基板的一个或多个表面； 移除至少一部分的水； 从而形成所述涂布的制品。
全文摘要
本发明是聚氨酯分散体、其制备方法、涂布制品、和涂布制品的方法。根据本发明的聚氨酯分散体包含(a)一个或多个源自一种或多种预聚物的聚氨酯单元，其中所述一种或多种预聚物包括溶解在一缩二丙二醇二甲基醚中的一种或多种基于天然油的多元醇在一种或多种第一表面活性剂的存在下与一种或多种异氰酸酯的反应产物；和(b)水。
文档编号C08G18/08GK102449013SQ201080023623
公开日2012年5月9日 申请日期2010年3月31日 优先权日2009年3月31日
发明者B.厄德姆, D.巴塔查吉, J.阿吉罗波洛斯, K.南琼迪亚, M.考夫曼, S.萨布拉莫尼安, 郭冀辉 申请人:陶氏环球技术有限责任公司