[發明專利]親水性梳型聚氨酯

有效

• 申請號: 201080012727.1
• 申請日: 2010-03-15
• 公開（公告）號: CN102356105A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: F·費德里克;G·科斯塔;T·博西;S·菲馬加利;R·巴戈;G·利巴錫
• 申請（專利權）人: 藍寶迪有限公司
• 主分類號: C08G18/28
• 分類號: C08G18/28;C08G18/32;C08G18/48;C08G18/72;C08G18/75;C08G18/79;C08L9/08;C09D7/12;C09D109/04;C08G18/10;C08G18/50;C08G18/71;C08G18/78
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 王穎

發明領域

本發明涉及含聚氧乙烯側鏈的梳型水溶性(親水性)聚氨酯。

梳型聚氨酯的特征是分子量高于100,000，含有分子量均高于500且環氧乙烷含量均為80-99.5重量％的聚氧乙烯側鏈。

本發明還涉及使用上述梳型聚氨酯作為紙涂料組合物中的抗絮凝劑和保水劑。

背景技術

含聚氧乙烯側鏈的親水性梳型聚氨酯是已知的，并且在專利文獻中已有描述。

EP?60,430揭示了一種制備具有聚氧化烯側鏈的聚氨酯的方法，該方法的特征是用作原料醇的聚氧化烯具有至少兩個被不超過3個碳原子隔開的自由羥基，所述羥基與二異氰酸酯反應。

所得聚氨酯可用于穩定泡沫體、乳液和分散體，或者使泡沫體、乳液和分散體變得不穩定。它們還可與顏料和填料一起使用。

但是，在EP?60,430中沒有提及分子量高于100,000的含有聚氧乙烯側鏈的聚氨酯，也沒有提及在紙涂料組合物中使用聚氨酯。

WO?03/046038描述了一大類聚氨酯分散劑，以聚氨酯聚合物的總重量為基準計，其包含35-90重量％的聚(C_2-4-氧化烯)，其中不小于60重量％的聚(C₂-C₄-氧化烯)是聚(環氧乙烷)，至少5％的聚(C_2-4-氧化烯)結合到側鏈中；還需要酸基，但是僅僅在聚氨酯聚合物含35-45重量％聚(環氧乙烷)時。其它任選的聚氨酯組分是具有至少兩個能與異氰酸酯反應的基團的化合物以及用作鏈終止劑的化合物。WO?03/046038的聚氨酯的數均分子量不小于2,000，優選不大于50,000。WO?03/046038中沒有揭示在紙涂料組合物中使用聚氨酯的可能性。

眾所周知，印刷紙片的表面常常涂覆有紙涂料制劑，以提高紙片的可印刷性，使它光滑且有光澤。

紙涂料組合物一般包含分散在水中的填料或顏料，聚合物粘結劑，流變改性劑，保水劑和分散劑。

紙涂料組合物通常具有高固體含量，在此情況下要降低粘度，分散劑是必不可少的，以維持恒定的所需操作粘度；常規分散劑的例子是絡合磷酸鹽，多磷酸的鹽，以及多羧酸的鹽。

保水劑防止涂料組合物在與紙片表面接觸后脫水；用于紙涂料組合物的典型保水劑是羧甲基纖維素。

可加入流變改性劑，以調節紙涂料的粘度。

粘結劑的作用是最終涂層的粘聚性，以及它接枝到紙片上的能力。

已經知道一些常規的紙涂料添加劑不止起一種作用；例如，羧甲基纖維素可同時用作流變改性劑和保水劑，聚乙烯醇可同時用作保水劑和光亮度增強劑。

WO?01/96007、WO?2004/044022、WO?2004/041883和WO?2007/069037描述了在紙工業中使用聚丙烯酸陰離子共聚物，用于制備或涂布紙；聚丙烯酸陰離子共聚物含有至少一種具有單羧酸官能度的陰離子烯鍵式不飽和單體和至少一種具有聚(C_2-4-氧化烯)官能度的非離子烯鍵式不飽和單體。它們據說可用作分散劑和/或碾磨劑，用作提高光亮度活化的試劑，用作保水劑，用作粘度和光澤增強劑。

糟糕的是，當依據現有技術將已知的離子物質用于水性分散體時，它們的效力取決于分散體的pH值。

目前已經發現，特定的親水性梳型聚氨酯適合用作紙涂料組合物中的保水劑和光澤增強劑；本發明的紙涂料組合物無論其pH值如何，在很寬的粘度范圍內都是穩定的，能賦予涂布的紙良好的可印刷性和光澤。

發明概述

在一個實施方式中，本發明是一種水溶性梳型聚氨酯，其包含具有氨基甲酸酯和脲鍵的主鏈(骨架)，所述主鏈具有多個三官能支化點(支化點)，從各支化點伸出聚氧乙烯側鏈，所述梳型聚氨酯的特征是其分子量高于100,000，優選為300,000-3,000,000，其含有分子量均高于500、優選為2,000-20,000，且環氧乙烷含量均為80-99.9重量％的聚氧乙烯側鏈。

在另一個實施方式中，本發明是一種紙涂料組合物，其包含a)30-80重量％的無機顏料；b)每100重量份顏料0.05-3.0重量份的上述梳型聚氨酯；c)至少15重量％的水。

發明詳述

梳型聚氨酯的聚氧乙烯側鏈以小于100、優選小于50個共價鍵的間隔沿主鏈分布。

在本文中，表述“聚氧乙烯側鏈”指含-(CH₂CH₂O)_n-單元的側鏈，其中n≥9。