水性聚氨酯分散体及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种水性聚氨酯分散体，所述水性聚氨酯分散体包含分散在水中的聚氨酯颗粒，其中所述水性聚氨酯分散体衍生自以下物质的反应：(a)包含一种或多种具有至少两个异氰酸酯基团的化合物的异氰酸酯组分；(b)包含一种或多种具有至少两个异氰酸酯反应性基团的化合物的异氰酸酯反应性组分，其中所述异氰酸酯反应性组分包含羟基官能度为3.0以及重均分子量为1,500至12,000g/mol的聚醚多元醇；(c)由式i表示的亲水性氨基硅氧烷化合物：其中每个r独立地表示甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、叔戊基、新戊基、环己基、苯基、乙烯基、烯丙基或
‑
(och2ch2)
a
‑
o
‑
ch2‑
ch＝ch2；r1是
‑
(ch2)
m
nh2或
‑
(ch2)
s
‑
nh
‑
(ch2)
t
nh2；r2是
‑
ch2ch2ch2o(ch2ch2o)
n
h；并且r3、r4、r5、r6和r7中的每一个独立地选自由甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、叔戊基、新戊基、环己基和苯基组成的组；其中a是1至10的整数；x是20至500的整数；y是1至10的整数；z是1至10的整数；m是1至5的整数；s是整数1、2、3、4或5；t是整数1、2、3、4或5；并且n是5至20的整数；并且其中按所述异氰酸酯组分(a)、所述异氰酸酯反应性组分(b)和催化剂(d)的总重量计，所述亲水性氨基硅氧烷化合物(c)的含量为2.0wt％至10wt％；(d)催化剂；(e)表面活性剂；(f)扩链剂；以及(g)水。2.根据权利要求1所述的水性聚氨酯分散体，其中不存在与所述聚氨酯颗粒中的聚氨酯的主链共价附接的阳离子或阴离子亲水侧基，或能够转化为与所述聚氨酯颗粒中的聚氨酯的主链共价附接的所述阳离子或阴离子亲水侧基的基团，并且所述聚氨酯被外部乳化。3.根据权利要求1或权利要求2所述的水性聚氨酯分散体，其中所述一种或多种具有至少两个异氰酸酯基团的化合物选自由以下项组成的组：a)包含至少两个异氰酸酯基团的c4
‑
c12脂肪族聚异氰酸酯、包含至少两个异氰酸酯基团的c6
‑
c15脂环族或芳香族聚异氰酸酯、包含至少两个异氰酸酯基团的c7
‑
c15芳脂族聚异氰酸酯以及它们的组合；以及b)通过使a)的一种或多种聚异氰酸酯与选自由以下项组成的组的一种或多种异氰酸酯反应性组分反应来制备的异氰酸酯预聚物：包含至少两个羟基的c2
‑
c16脂肪族多元醇、包含至少两个羟基的c6
‑
c15脂环族或芳香族多元醇、包含至少两个羟基的c7
‑
c15芳脂族多元醇、分子量为500至5,000的聚酯多元醇、分子量为200至5,000的聚碳酸酯二醇、分子量为200至5,000的聚醚二醇、羟基官能度为3.0以及重均分子量为1,500至12,000g/mol的聚醚多元醇、包含至少两个氨基的c2至c10聚胺、包含至少两个硫醇基的c2至c10聚硫醇、包含至少一个羟基和至少一个氨基的c2
‑
c10烷醇胺以及它们的组合，条件是所述异氰酸酯预聚物
包含至少两个游离异氰酸酯端基。4.根据权利要求1所述的水性聚氨酯分散体，其中按所述异氰酸酯组分(a)、所述异氰酸酯反应性组分(b)和所述催化剂(d)的总重量计，所述异氰酸酯组分(a)的含量为5wt％至50wt％。5.根据权利要求1或2所述的水性聚氨酯分散体，其中所述一种或多种具有至少两个异氰酸酯反应性基团的化合物选自由以下项组成的组：包含至少两个羟基的c2
‑
c16脂肪族多元醇、包含至少两个羟基的c6
‑
c15脂环族或芳香族多元醇、包含至少两个羟基的c7
‑
c15芳脂族多元醇、分子量为500至5,000的聚酯多元醇、分子量为200至5,000的聚碳酸酯二醇、分子量为200至5,000的聚醚二醇、羟基官能度为3.0以及重均分子量为1,500至12,000g/mol的聚醚多元醇、包含至少两个氨基的c2至c10聚胺、包含至少两个硫醇基的c2至c10聚硫醇、包含至少一个羟基和至少一个氨基的c2
‑
c10烷醇胺、具有至少两个羟基的植物油以及它们的组合。6.根据权利要求1或2所述的水性聚氨酯分散体，其中按所述异氰酸酯组分(a)、所述异氰酸酯反应性组分(b)和所述催化剂(d)的总重量计，所述异氰酸酯反应性组分(b)的含量为35wt％至95wt％。7.根据权利要求1或2所述的水性聚氨酯分散体，其中按所述异氰酸酯组分(a)、所述异氰酸酯反应性组分(b)和所述催化剂(d)的总重量计，所述羟基官能度为3.0以及重均分子量为1,500至12,000g/mol的聚醚多元醇的含量为10wt％至20wt％。8.根据权利要求1或2所述的水性聚氨酯分散体，其中所述催化剂(d)选自由以下项组成的组：有机锡化合物、有机铋化合物、叔胺、吗啉衍生物、哌嗪衍生物以及它们的组合；并且其中按所述异氰酸酯组分(a)、所述异氰酸酯反应性组分(b)和所述催化剂(d)的总重量计，所述催化剂(d)的含量为1.0wt％或更少。9.根据权利要求1或2所述的水性聚氨酯分散体，其中所述表面活性剂(e)选自由以下项组成的组：聚(氧
‑
1,2
‑
乙二基)α
‑
磺基
‑
ω(壬基苯氧基)盐、碱金属油酸盐和硬脂酸盐、碱金属c
12
‑
c
16
烷基硫酸盐、胺c
12
‑
c
16
烷基硫酸盐、碱金属c
12
‑
c
16
烷基苯磺酸盐、胺c
12
‑
c
16
烷基苯磺酸盐、氟化c4‑
c
16
烷基酯、碱金属c4‑
c
16
全氟烷基磺酸盐以及它们的组合；并且其中按所述异氰酸酯组分(a)、所述异氰酸酯反应性组分(b)和所述催化剂(d)的总重量计，所述表面活性剂(e)的含量为10wt％或更少。10.根据权利要求1或2所述的水性聚氨酯分散体，其中所述扩链剂(f)选自由以下项组成的组：包含至少两个胺基的c2‑
c
16
脂肪族多胺、包含至少两个胺基的c4‑
c
15
脂环族或芳香族多胺、包含至少两个胺基的c7‑
c
15
芳脂族多胺；并且其中按所述异氰酸酯组分(a)、所述异氰酸酯反应性组分(b)和所述催化剂(d)的总重量计，所述扩链剂(f)的含量为1.0wt％至15wt％。11.一种用于制备根据权利要求1至10中任一项所述的水性聚氨酯分散体的方法，所述方法包括：(i)在存在所述催化剂(d)的情况下使所述异氰酸酯组分(a)与所述异氰酸酯反应性组分(b)反应以形成预聚物，其中所述异氰酸酯反应性组分(b)包含羟基官能度为3.0以及重均分子量为1,500至12,000g/mol的聚醚多元醇；以及
(ii)在存在所述表面活性剂(e)和水(g)的情况下使所述预聚物与所述亲水性氨基硅氧烷化合物(c)和所述扩链剂(f)反应以形成所述水性聚氨酯分散体。12.一种合成皮革制品，所述合成皮革制品从上到下包含：衍生自根据权利要求1至10中任一项所述的水性聚氨酯分散体的聚氨酯皮膜；衍生自双组分pu复合组合物的基层；以及可选的背衬基材，其中所述聚氨酯皮膜与所述基层的一侧直接接触，并且所述背衬基材在存在时与所述基层的相对侧直接接触。13.一种用于制备根据权利要求12所述的合成皮革制品的方法，所述方法包括：a)提供根据权利要求1至10中任一项所述的水性聚氨酯分散体；b)用所述水性聚氨酯分散体形成所述聚氨酯皮膜；c)将所述双组分pu复合组合物施加到所述聚氨酯皮膜的一侧上以形成所述基层；以及d)可选地将所述背衬基材施加到所述基层的与所述聚氨酯皮膜相对的一侧上。

技术总结
提供了一种水性聚氨酯分散体。所述水性聚氨酯分散体通过使用三官能聚醚多元醇作为用于形成预聚物的多元醇的一部分以及使用亲水性氨基硅氧烷助扩链剂来制备，并且可以表现出优异的性能特性，诸如增强的色牢度、改善的低温稳定性、良好的抗粘性、巴利耐弯曲性、耐磨性和机械性质。还提供了一种用所述水性聚氨酯分散体制备的层压合成皮革制品以及用于制备所述合成皮革制品的方法。述合成皮革制品的方法。述合成皮革制品的方法。


技术研发人员：胡小链 张朝 邰向阳 冯艳丽 马标 凌玲
受保护的技术使用者：陶氏环球技术有限责任公司
技术研发日：2019.08.14
技术公布日：2021/11/8