聚氨酯水分散体用于层压模塑制品的用图
【专利说明】聚氨酯水分散体用于层压模塑制品的用途
[0001] 本发明涉及聚氨酯水分散体用于层压模制品的用途，其中所述聚氨酯包含无定形 聚酯多元醇以及还包含聚碳酸酯多元醇。本发明还涉及一种制备层压模制品的方法，以及 还涉及通过该方法制备的模制品。
[0002] 利用粘接（adhesivebonding)或层压以使模制品涂布有箔不仅施用于家具制造 中，还施用于汽车内饰行业。该环境下通常使用称为热活化的方法。所用的粘合剂体系必 须具有良好的热活化性能，这意味着当不具有或只具有极低室温粘性的体系在加热时能够 产生足够的粘性。对于该类体系而言，首先期望的是活化温度低，不过度高于室温。其次， 需要使层压模制品的耐热性最大，即当暴露于相对高温时，使层压的箔与模制品随后的分 离最小化。
[0003] 可使用的粘合剂体系尤其是聚氨酯水分散体，只要其符合需求即可。现有技术包 括记载于例如W0 09/55696、W0 09/55697和EP2090603中的聚氨酯水分散体。聚氨酯通 常由聚酯二醇、多异氰酸酯和胺扩链剂组成。
[0004] 使用聚氨酯水分散体的另一种技术是接触式粘接。在接触式粘接中，待粘接的基 底的两侧均用自粘胶（self-adhesive)涂布，并且粘接通过在室温下施加压力发生，完全 不需要升高温度，而在通过热活化法的工业层压中，待彼此粘接的两个基底仅有一侧用粘 合剂涂布，并且粘接在同时使用升高的温度和压力的情况下发生。与接触式粘接相比，通过 热活化法的工业层压通常达到更大的粘合强度。然而，若两个基底之一是温度敏感的（一 个实例为层压皮革），则还是需要借助于接触式粘合法，尽管与之相关的粘合强度较差。 因此，期望能表现出热可活化粘合剂的高粘合强度、但同时活化温度又最小化（例如小于 60°C)的体系，以允许包括热敏感的那些的基底粘接。然而，尽管活化温度低，粘合剂在粘 接过程后也应表现出最大的耐热性，即在暴露于相对高温时，粘接不应分离。
[0005] 此外，迄今为止，在通过热活化法层压模制品的过程中所使用的热活化聚氨酯的 室温粘性通常不足以允许所述聚氨酯的用途延伸至接触式粘接法。对应于此的需求将不仅 包括活化温度和耐热性一一其为用于层压的重要参数，还包括良好的接触式粘性，或在接 触式粘接后的高剪切值。
[0006] 目的在于开发含水粘合剂，其具有最小化的有机溶剂含量并且可在热活化法中用 作制备层压模制品的层压粘合剂，具有最小化的活化温度、产生具有最大化的耐热性的层 压模制品，而且还表现出改进的接触式粘性，从而使所述粘合剂可用于接触式粘合法中，而 不会对用于热活化法中所需要的特性产生任何不合适的损害。
[0007] 已发现该目的可通过使用下述的聚氨酯分散体（下文也使用简称粘合剂）实现。 本发明提供聚氨酯水分散体用于层压模制品的用途，其中聚氨酯包含衍生自至少一种无定 形聚酯多元醇的单元，以及包含衍生自至少一种聚碳酸酯的单元。
[0008] 本发明还提供一种制备层压模制品的方法，其包括
[0009]a)提供|旲制品，
[0010] b)提供箔，
[0011] C)提供下文更具体描述的聚氨酯水分散体，以及
[0012] d)将聚氨酯水分散体施加至箔和/或模制品，并且将箔层压至模制品，其中层压 法优选通过热活化进行。
[0013] 本发明还提供通过本发明的方法制备的层压了箔的模制品，其中箔材料优选为一 种选自下列的材料：聚氯乙烯一一其还可包含增塑剂、和热塑性聚烯烃（TPO)及其组合。
[0014] 本发明所用的粘合剂基本上由至少一种水分散性聚氨酯作为聚合粘合剂和任选 地由添加剂（例如填料、增稠剂、消泡剂等）组成。聚合粘合剂优选采用在水中或在水与沸 点优选为150°C以下（1巴）的水溶性有机溶剂的混合物中的分散体的形式。特别优选水作 为唯一的溶剂。在涉及粘合剂组成的重量数据的计算中，不包括水或其他溶剂。
[0015] 无定形固体为单元排列不产生晶格的那些，即非结晶的固体。本发明中的无定形 聚酯多元醇特别是在_30°C至+60°C的温度范围内不结晶（即不具有熔点）的那些聚酯多 元醇。
[0016] 聚氨酯优选包含大于10重量％、或大于25重量％、特别是至少30重量％的衍生 自一种以上无定形聚酯二醇的单元，基于聚氨酯计。
[0017] 聚氨酯优选包含大于10重量％、或大于25重量％、特别是至少30重量％的衍生 自一种以上聚碳酸酯的单元，基于聚氨酯计。
[0018] 无定形聚酯多元醇（a)与聚碳酸酯（b)的摩尔比优选在1 : 10至10 : 1、或1 : 5 至5 : 1、特别是1 : 2至2 : 1的范围内。
[0019] 优选整个聚氨酯基本上由下列组分组成：
[0020] a)至少一种摩尔质量为大于500至4000g/mol的无定形聚醋二醇，
[0021] b)至少一种摩尔质量为大于500至4000g/mol的聚碳酸醋，
[0022] c)至少一种有机二异氰酸酯或一种由有机异氰酸酯化合物组成并具有1. 9至2. 3 的算术平均NCO官能度的混合物，优选异佛尔酮二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯，或其 混合物，
[0023] d)任选地至少一种平均摩尔质量为62至500g/mol的二元醇，以及
[0024] e)任选地至少一种选自下列的化合物：一元至三元醇，其还包括至少一个离子基 团或至少一个能转化为离子基团的基团；和二氨基化合物，其也具有至少一个离子基团或 至少一个能转化为离子基团的基团，优选选自二氨基羧酸、二氨基磺酸，以及各自的羧酸盐 和磺酸盐，
[0025]f)任选地其他多官能化合物，其不同于单体（a)至（e)并具有包括醇羟基、伯氨基 或仲氨基、或异氰酸酯基的反应性基团，以及
[0026]g)任选地单官能化合物，其不同于单体（a)至（f)并具有包括醇羟基、伯氨基或仲 氨基、或异氰酸酯基的反应性基团。
[0027] 可转化为离子基团的基团的一个实例为酸基团，特别是羧酸基团或磺酸基团。
[0028] 优选整个聚氨酯由下列组分组成：
[0029] a) 10至80重量％的至少一种摩尔质量为大于500至4000g/mol的无定形聚醋二 醇，
[0030] b) 10至80重量％的至少一种摩尔质量为大于500至4000g/mol的聚碳酸酯，
[0031] c)5至30重量％的至少一种有机二异氰酸酯或一种由有机异氰酸酯化合物组成 并具有1. 9至2. 3的算术平均NCO官能度的混合物，
[0032] d) 2至10重量％的至少一种平均摩尔质量为62至500g/mol的二元醇，以及
[0033] e)0至10重量％、例如2至10重量％的至少一种选自下列的化合物：一元至三元 醇，其还包括至少一个离子基团或至少一个能转化为离子基团的基团；和二氨基化合物，其 也具有至少一个离子基团或至少一个能转化为离子基团的基团，
[0034] f)0至5重量％的其他多官能化合物，其不同于单体（a)至（e)并具有包括醇羟 基、伯氨基或仲氨基、或异氰酸酯基的反应性基团，以及
[0035] g)0至5重量％的单官能化合物，其不同于单体（a)至（f)并具有包括醇羟基、伯 氨基或仲氨基、或异氰酸酯基的反应性基团。
[0036] 聚碳酸酯（b)包括具有游离羟基（例如多元醇，特别是二醇）的化合物。考虑到 良好的成膜和弹性，摩尔质量为大于500至4000g/mol、优选约1000至3000g/mol的相对高 分子量的二醇可特别用作二醇（a)和（b)。在本文中涉及的摩尔质量为数均Mn。Mn通过确 定端基的数目（OH数）而获得。
[0037] 优选使用的组分（a)包括通过使二元醇与二元羧酸反应而获得的无定形聚酯二 醇。还可使用相应的多元羧酸酐或相应的低级醇的多元羧酸酯来代替游离多元羧酸，或使 用这些化合物的混合物，来制备聚酯多元醇。
[0038] 至少一种优选用于制备无定形聚酯二醇a)的多元羧酸为一种芳族二羧酸，特别 是间苯二甲酸。在一个优选的实施方案中，由至少一种具有3至10、优选4至8个碳原子 的脂族二羧酸和至少一种芳族二羧酸组成的羧酸混合物用于制备无定形聚酯二醇a)。（摩 尔）混合比优选为0.5 : 1至2 : 1。优选的二羧酸混合物为己二酸/间苯二甲酸，特别是 比例为0.5 : 1至2 : 1的己二酸/间苯二甲酸。
[0039] 可用于制备聚酯二醇a)和b)的多元醇的实例为乙二醇、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（羟基甲基） 环己烷如1，4_二（羟基甲基）环己烷、2-甲基-1，3-丙二醇、甲基戊二醇、以及还有二甘 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。优选通式为 H〇-(CH2)x-〇H的醇，其中x为1至20的数，优选2至20的偶数。在本文中，实例为乙二醇、 1，4_ 丁二醇、1，6_己二醇、1，8_辛二醇和1，12-十二烷二醇。还优选新戊二醇。优选使用 至少一种具有2至10、优选4至8个碳原子的烷二醇来制备无定形聚酯二醇a)。
[0040] 优选地，无定形聚酯二醇是由比例优选为0.5 : 1至2 : 1的至少一种具有3至 10、优选4至8个碳原子的脂族二羧酸与至少一种芳族二羧酸的混合物、和至少一种具有2 至10、优选4至8个碳原子的烷二醇制备的聚酯二醇。特别优选地，无定形聚酯二醇是由 (摩尔）比例特别是0.5 : 1至2 : 1的己二酸/间苯二甲酸的二羧酸混合物与1，6_己二 醇制备的聚酯二醇。合适的市售产品的实例为Lupraphen?VP9206。
[0041] 聚碳酸酯（b)优选包括大分子二醇（macrodiol)，特别是聚碳酸酯二醇，例如可通 过使光气与过量的作为聚酯多元醇的结构组分所提及的低分子量醇反应而获得的那些。合 适的化合物的实例为优选在烷烃链中具有2至10、特别是4至8个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（羟基甲基）环己烷如1，4_二（羟基甲基）环己烷、2-甲基-1， 3_丙二醇、甲基戊二醇、以及还有二甘醇、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。优选通式为H〇-(CH2)x-〇H的醇，其中x为