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聚氨酯水分散體用于層壓模塑制品的用圖

文檔序號:8448652閱讀:809來源:國知局
聚氨酯水分散體用于層壓模塑制品的用圖
【專利說明】聚氨酯水分散體用于層壓模塑制品的用途
[0001] 本發(fā)明涉及聚氨酯水分散體用于層壓模制品的用途,其中所述聚氨酯包含無定形 聚酯多元醇以及還包含聚碳酸酯多元醇。本發(fā)明還涉及一種制備層壓模制品的方法,以及 還涉及通過該方法制備的模制品。
[0002] 利用粘接(adhesivebonding)或層壓以使模制品涂布有箔不僅施用于家具制造 中,還施用于汽車內飾行業(yè)。該環(huán)境下通常使用稱為熱活化的方法。所用的粘合劑體系必 須具有良好的熱活化性能,這意味著當不具有或只具有極低室溫粘性的體系在加熱時能夠 產生足夠的粘性。對于該類體系而言,首先期望的是活化溫度低,不過度高于室溫。其次, 需要使層壓模制品的耐熱性最大,即當暴露于相對高溫時,使層壓的箔與模制品隨后的分 離最小化。
[0003] 可使用的粘合劑體系尤其是聚氨酯水分散體,只要其符合需求即可?,F有技術包 括記載于例如W0 09/55696、W0 09/55697和EP2090603中的聚氨酯水分散體。聚氨酯通 常由聚酯二醇、多異氰酸酯和胺擴鏈劑組成。
[0004] 使用聚氨酯水分散體的另一種技術是接觸式粘接。在接觸式粘接中,待粘接的基 底的兩側均用自粘膠(self-adhesive)涂布,并且粘接通過在室溫下施加壓力發(fā)生,完全 不需要升高溫度,而在通過熱活化法的工業(yè)層壓中,待彼此粘接的兩個基底僅有一側用粘 合劑涂布,并且粘接在同時使用升高的溫度和壓力的情況下發(fā)生。與接觸式粘接相比,通過 熱活化法的工業(yè)層壓通常達到更大的粘合強度。然而,若兩個基底之一是溫度敏感的(一 個實例為層壓皮革),則還是需要借助于接觸式粘合法,盡管與之相關的粘合強度較差。 因此,期望能表現出熱可活化粘合劑的高粘合強度、但同時活化溫度又最小化(例如小于 60°C)的體系,以允許包括熱敏感的那些的基底粘接。然而,盡管活化溫度低,粘合劑在粘 接過程后也應表現出最大的耐熱性,即在暴露于相對高溫時,粘接不應分離。
[0005] 此外,迄今為止,在通過熱活化法層壓模制品的過程中所使用的熱活化聚氨酯的 室溫粘性通常不足以允許所述聚氨酯的用途延伸至接觸式粘接法。對應于此的需求將不僅 包括活化溫度和耐熱性一一其為用于層壓的重要參數,還包括良好的接觸式粘性,或在接 觸式粘接后的高剪切值。
[0006] 目的在于開發(fā)含水粘合劑,其具有最小化的有機溶劑含量并且可在熱活化法中用 作制備層壓模制品的層壓粘合劑,具有最小化的活化溫度、產生具有最大化的耐熱性的層 壓模制品,而且還表現出改進的接觸式粘性,從而使所述粘合劑可用于接觸式粘合法中,而 不會對用于熱活化法中所需要的特性產生任何不合適的損害。
[0007] 已發(fā)現該目的可通過使用下述的聚氨酯分散體(下文也使用簡稱粘合劑)實現。 本發(fā)明提供聚氨酯水分散體用于層壓模制品的用途,其中聚氨酯包含衍生自至少一種無定 形聚酯多元醇的單元,以及包含衍生自至少一種聚碳酸酯的單元。
[0008] 本發(fā)明還提供一種制備層壓模制品的方法,其包括
[0009]a)提供|旲制品,
[0010] b)提供箔,
[0011] C)提供下文更具體描述的聚氨酯水分散體,以及
[0012] d)將聚氨酯水分散體施加至箔和/或模制品,并且將箔層壓至模制品,其中層壓 法優(yōu)選通過熱活化進行。
[0013] 本發(fā)明還提供通過本發(fā)明的方法制備的層壓了箔的模制品,其中箔材料優(yōu)選為一 種選自下列的材料:聚氯乙烯一一其還可包含增塑劑、和熱塑性聚烯烴(TPO)及其組合。
[0014] 本發(fā)明所用的粘合劑基本上由至少一種水分散性聚氨酯作為聚合粘合劑和任選 地由添加劑(例如填料、增稠劑、消泡劑等)組成。聚合粘合劑優(yōu)選采用在水中或在水與沸 點優(yōu)選為150°C以下(1巴)的水溶性有機溶劑的混合物中的分散體的形式。特別優(yōu)選水作 為唯一的溶劑。在涉及粘合劑組成的重量數據的計算中,不包括水或其他溶劑。
[0015] 無定形固體為單元排列不產生晶格的那些,即非結晶的固體。本發(fā)明中的無定形 聚酯多元醇特別是在_30°C至+60°C的溫度范圍內不結晶(即不具有熔點)的那些聚酯多 元醇。
[0016] 聚氨酯優(yōu)選包含大于10重量%、或大于25重量%、特別是至少30重量%的衍生 自一種以上無定形聚酯二醇的單元,基于聚氨酯計。
[0017] 聚氨酯優(yōu)選包含大于10重量%、或大于25重量%、特別是至少30重量%的衍生 自一種以上聚碳酸酯的單元,基于聚氨酯計。
[0018] 無定形聚酯多元醇(a)與聚碳酸酯(b)的摩爾比優(yōu)選在1 : 10至10 : 1、或1 : 5 至5 : 1、特別是1 : 2至2 : 1的范圍內。
[0019] 優(yōu)選整個聚氨酯基本上由下列組分組成:
[0020] a)至少一種摩爾質量為大于500至4000g/mol的無定形聚醋二醇,
[0021] b)至少一種摩爾質量為大于500至4000g/mol的聚碳酸醋,
[0022] c)至少一種有機二異氰酸酯或一種由有機異氰酸酯化合物組成并具有1. 9至2. 3 的算術平均NCO官能度的混合物,優(yōu)選異佛爾酮二異氰酸酯或六亞甲基二異氰酸酯,或其 混合物,
[0023] d)任選地至少一種平均摩爾質量為62至500g/mol的二元醇,以及
[0024] e)任選地至少一種選自下列的化合物:一元至三元醇,其還包括至少一個離子基 團或至少一個能轉化為離子基團的基團;和二氨基化合物,其也具有至少一個離子基團或 至少一個能轉化為離子基團的基團,優(yōu)選選自二氨基羧酸、二氨基磺酸,以及各自的羧酸鹽 和磺酸鹽,
[0025]f)任選地其他多官能化合物,其不同于單體(a)至(e)并具有包括醇羥基、伯氨基 或仲氨基、或異氰酸酯基的反應性基團,以及
[0026]g)任選地單官能化合物,其不同于單體(a)至(f)并具有包括醇羥基、伯氨基或仲 氨基、或異氰酸酯基的反應性基團。
[0027] 可轉化為離子基團的基團的一個實例為酸基團,特別是羧酸基團或磺酸基團。
[0028] 優(yōu)選整個聚氨酯由下列組分組成:
[0029] a) 10至80重量%的至少一種摩爾質量為大于500至4000g/mol的無定形聚醋二 醇,
[0030] b) 10至80重量%的至少一種摩爾質量為大于500至4000g/mol的聚碳酸酯,
[0031] c)5至30重量%的至少一種有機二異氰酸酯或一種由有機異氰酸酯化合物組成 并具有1. 9至2. 3的算術平均NCO官能度的混合物,
[0032] d) 2至10重量%的至少一種平均摩爾質量為62至500g/mol的二元醇,以及
[0033] e)0至10重量%、例如2至10重量%的至少一種選自下列的化合物:一元至三元 醇,其還包括至少一個離子基團或至少一個能轉化為離子基團的基團;和二氨基化合物,其 也具有至少一個離子基團或至少一個能轉化為離子基團的基團,
[0034] f)0至5重量%的其他多官能化合物,其不同于單體(a)至(e)并具有包括醇羥 基、伯氨基或仲氨基、或異氰酸酯基的反應性基團,以及
[0035] g)0至5重量%的單官能化合物,其不同于單體(a)至(f)并具有包括醇羥基、伯 氨基或仲氨基、或異氰酸酯基的反應性基團。
[0036] 聚碳酸酯(b)包括具有游離羥基(例如多元醇,特別是二醇)的化合物??紤]到 良好的成膜和彈性,摩爾質量為大于500至4000g/mol、優(yōu)選約1000至3000g/mol的相對高 分子量的二醇可特別用作二醇(a)和(b)。在本文中涉及的摩爾質量為數均Mn。Mn通過確 定端基的數目(OH數)而獲得。
[0037] 優(yōu)選使用的組分(a)包括通過使二元醇與二元羧酸反應而獲得的無定形聚酯二 醇。還可使用相應的多元羧酸酐或相應的低級醇的多元羧酸酯來代替游離多元羧酸,或使 用這些化合物的混合物,來制備聚酯多元醇。
[0038] 至少一種優(yōu)選用于制備無定形聚酯二醇a)的多元羧酸為一種芳族二羧酸,特別 是間苯二甲酸。在一個優(yōu)選的實施方案中,由至少一種具有3至10、優(yōu)選4至8個碳原子 的脂族二羧酸和至少一種芳族二羧酸組成的羧酸混合物用于制備無定形聚酯二醇a)。(摩 爾)混合比優(yōu)選為0.5 : 1至2 : 1。優(yōu)選的二羧酸混合物為己二酸/間苯二甲酸,特別是 比例為0.5 : 1至2 : 1的己二酸/間苯二甲酸。
[0039] 可用于制備聚酯二醇a)和b)的多元醇的實例為乙二醇、1,2_丙二醇、1,3_丙二 醇、1,3-丁二醇、1,4-丁烯二醇、1,4-丁炔二醇、1,5-戊二醇、新戊二醇、二(羥基甲基) 環(huán)己烷如1,4_二(羥基甲基)環(huán)己烷、2-甲基-1,3-丙二醇、甲基戊二醇、以及還有二甘 醇、三甘醇、四甘醇、聚乙二醇、二丙二醇、聚丙二醇、二丁二醇以及聚丁二醇。優(yōu)選通式為 H〇-(CH2)x-〇H的醇,其中x為1至20的數,優(yōu)選2至20的偶數。在本文中,實例為乙二醇、 1,4_ 丁二醇、1,6_己二醇、1,8_辛二醇和1,12-十二烷二醇。還優(yōu)選新戊二醇。優(yōu)選使用 至少一種具有2至10、優(yōu)選4至8個碳原子的烷二醇來制備無定形聚酯二醇a)。
[0040] 優(yōu)選地,無定形聚酯二醇是由比例優(yōu)選為0.5 : 1至2 : 1的至少一種具有3至 10、優(yōu)選4至8個碳原子的脂族二羧酸與至少一種芳族二羧酸的混合物、和至少一種具有2 至10、優(yōu)選4至8個碳原子的烷二醇制備的聚酯二醇。特別優(yōu)選地,無定形聚酯二醇是由 (摩爾)比例特別是0.5 : 1至2 : 1的己二酸/間苯二甲酸的二羧酸混合物與1,6_己二 醇制備的聚酯二醇。合適的市售產品的實例為Lupraphen?VP9206。
[0041] 聚碳酸酯(b)優(yōu)選包括大分子二醇(macrodiol),特別是聚碳酸酯二醇,例如可通 過使光氣與過量的作為聚酯多元醇的結構組分所提及的低分子量醇反應而獲得的那些。合 適的化合物的實例為優(yōu)選在烷烴鏈中具有2至10、特別是4至8個碳原子的烷二醇聚碳酸 醋,例如乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁烯二醇、1,4-丁炔二醇、1, 5_戊二醇、新戊二醇、二(羥基甲基)環(huán)己烷如1,4_二(羥基甲基)環(huán)己烷、2-甲基-1, 3_丙二醇、甲基戊二醇、以及還有二甘醇、三甘醇、四甘醇、聚乙二醇、二丙二醇、聚丙二醇、 二丁二醇以及聚丁二醇。優(yōu)選通式為H〇-(CH2)x-〇H的醇,其中x為
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