无溶剂聚氨酯水分散体及其成形制品
专利汇可以提供无溶剂聚氨酯水分散体及其成形制品专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及包括胶粘剂、弹性组件和基底的制品，其中采用所述胶粘剂来将弹性组件以折边布置粘附到所述织物。所述胶粘剂可为由聚 氨 酯 水 分散体制备的带，所述弹性组件可为spandex 纤维 。，下面是无溶剂聚氨酯水分散体及其成形制品专利的具体信息内容。
1.一种用于聚氨酯水分散体的预聚物，所述预聚物包含： a)至少一种聚醚、聚酯或聚碳酸酯多元醇，其中所述聚醚、聚酯或聚碳酸酯多元醇的数均分子量为600-3,500； b)4，4′-和2，4′-亚甲基二(异氰酸苯酯)(MDI)异构体混合物，其中4，4′-MDI与2，4′-MDI异构体之比为65∶35-35∶65；和 c)至少一种二醇化合物，所述二醇化合物包含：(i)能与组分b)的MDI异构体混合物反应的羟基，和(ii)至少一个中和时能形成盐的羧基，其中所述至少一个羧基不能与组分b)的MDI异构体混合物反应； 其中所述预聚物基本无溶剂。
2. 权利要求1的预聚物，其中所述组分a)的至少一种聚醚、聚 酯或聚碳酸酯多元醇为数均分子量为1400-2400的聚四亚曱基醚二醇。
3. 权利要求1的预聚物，其中所述4，4'-MDI与2,4'-MDI异构 体之比为55:45-45:55。
4. 权利要求1的预聚物，其中所述至少一种二醇化合物选自2,2-二羟曱基丙酸(DMPA)、 2,2-二羟曱基丁酸和2，2-二羟曱基戊酸。
5. 权利要求2的预聚物，其中所述4,4'-MDI与2，4'-MDI异构 体之比为55:45-45:55,且所述至少一种二醇化合物为2，2-二羟曱基 丙酸(DMPA)。
6. 权利要求1的预聚物，其中组分a)的重量百分比为34%-89%, 以预聚物的总重量计；组分b)的重量百分比为59%-10%，以预聚物 的总重量计；和组分c)的重量百分比为7.0%-1.0%,以预聚物的总重 量计。
7. 权利要求l的预聚物，所述预聚物通过落球法在4(TC测定的 体积粘度为500-6,000泊。
8. 权利要求7的预聚物，所述预聚物通过落球法在40。C测定的 体积粘度为500-4,500泊。
9. 权利要求1的预聚物，所述预聚物还包含至少一种选自如下 的其它组分：抗氧剂、UV稳定剂、着色剂、颜料、交联剂、相变材 料、抗菌剂、无机物、微胶嚢化健康添加剂、纳米颗粒、碳酸钩、 阻燃剂、防粘剂、防氯添加剂、助染剂、粘合增进剂、抗静电剂、 防缩孔剂、防皱缩剂、焚光增白剂、助成膜剂、导电剂、发光剂、 流平剂、解冻稳定剂、润滑剂、有机和无机填充剂、防腐剂、巻曲 变形剂、热变色剂、驱虫剂和湿润剂。
10. 权利要求1的预聚物，其中所述组分a)的至少一种聚醚、 聚酯或聚碳酸酯多元醇具有两个二醇端基或三个二醇端基。
11. 权利要求1的预聚物，其中所述聚氨酯水分散体为聚氨酯脲。
12. —种制备用于聚氨酯水分散体的预聚物的方法，其中所述 预聚物包含：a. 至少一种聚醚、聚酯或聚碳酸酯多元醇，其中所述聚醚、聚 酯或聚碳酸酯多元醇的数均分子量为600-3,500;b. 4,4'-和2,4'-亚甲基二(异氰酸苯酯)(MDI)异构体混合物，其中 4,4'-MDI与2,4'-MDI异构体之比为65:35-35:65;和c. 至少一种二醇化合物，所述二醇化合物包含：（i)能与组分b) 的MDI异构体混合物反应的羟基，和(ii)至少一个中和时能形成盐的 羧基，其中所述至少一个羧基不能与组分b)的MDI异构体混合物反应；且所述方法包括在基本无溶剂体系中将组分a)、 b)和c)混合。
13. 权利要求12的方法，其中将组分a)、 b)和c)混合并使其在 5(TC-10(TC下反应。
14. 权利要求12的方法，其中在一个步骤中将组分a)、 b)和c) 混合到一起。
15. 权利要求12的方法，其中使组分a)和b)在第一步骤中反应， 随后与组分C)混合。
16. 权利要求12的方法，所述方法还包括催化剂。
17. —种聚氨酯水分散体，所述聚氨酯水分散体包含： 预聚物，所述预聚物包含：a) 至少一种聚醚、聚酯或聚碳酸酯多元醇，其中所述聚醚、聚酯 或聚碳酸酯多元醇的数均分子量为600-3，500;b) 4,4'-和2,4'-亚甲基二(异氰酸苯酯)(MDI)异构体混合物，其中 4,4'-MDI与2,4'-MDI异构体之比为65:35-35:65;和c) 至少一种二醇化合物，所述二醇化合物包含：（i)能与组分b)的 MDI异构体混合物反应的羟基和(ii)至少 一个中和时能形成盐的羧 基，其中所述至少一个羧基不能与组分b)的MDI异构体混合物反应；其中所述聚氨酯水分散体为基本无溶剂体系，所述体系还包含：d) 至少 一种中和剂以与所述至少一种二醇化合物形成离子盐；和e) 至少一种单官能二烷基胺化合物作为异氰酸酯基的封端剂。
18. 权利要求17的聚氨酯水分散体，所述聚氨酯水分散体还包 含至少一种表面活性剂和至少 一种防沫剂。
19. 权利要求18的聚氨酯水分散体，所述聚氨酯水分散体还包 含至少一种流变改性剂。
20. 权利要求19的聚氨酯水分散体，所述聚氨酯水分散体还包含：f) 至少一种二胺增链组分，和g) 至少一种聚合物组分，所述聚合物组分分子量大于500,每摩 尔聚合物带有至少三个或多个伯和/或仲氨基。
21. 权利要求17的聚氨酯水分散体，其中所述至少一种中和剂 选自：叔胺和碱金属氢氧化物；所迷至少一种封端剂选自：N,N-二 乙胺、N-乙基-N-丙胺、N,N-二异丙胺、N-叔丁基-N-曱胺、N-叔丁基 -N--节胺、N,N-二环己胺、N-乙基-N-异丙胺、N-叔丁基-N-异丙胺、 N-异丙基-N-环己胺、N-乙基-N-环己胺、N,N-二乙醇胺和2,2,6,6-四 甲基哌啶。
22. 权利要求18的聚氨酯水分散体，其中所述至少一种表面活 性剂选自：十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、乙氧基化壬基酚 和溴化月桂基吡啶镜。
23. 权利要求19的聚氨酯水分散体，其中所述至少一种流变改 性剂选自：疏水改性乙氧基化聚氨酯(HEUR)、疏水改性碱溶胀乳液 (HASE)和疏水改性羟基乙基纤维素(HMHEC)。
24. 权利要求20的聚氨酯水分散体，其中所述至少一种二胺增 链组分选自：1,2-乙二胺、1,4-丁二胺、1,6-己二胺、1,12-十二烷二胺、 1,2-丙二胺、2-甲基-l,5-戊二胺、1，2-环己二胺、1,4-环己二胺、4,4'-亚曱基双环己胺、异佛尔酮二胺、2,2-二甲基-1,3-丙二胺、间四曱基 二甲苯二胺；所述分子量大于500的至少一种聚合物组分选自：聚 乙烯亚胺树枝状大分子、聚乙烯胺树枝状大分子、聚烯丙基胺树枝 状大分子和聚(酰胺-胺)树枝状大分子。
25. 权利要求17的聚氨酯水分散体，其中所述组分a)的至少一 种聚醚、聚酯或聚碳酸酯多元醇为数均分子量为1,700-2,100的聚四 亚曱基醚二醇，所述4,4'-MDI与2,4'-MDI异构体之比为55:45-45:55， 且所述至少 一种二醇化合物为2,2-二羟曱基丙酸(DMPA)。
26. 权利要求20的聚氨酯水分散体，所述聚氨酯水分散体还包 含至少一种选自如下的其它组分：抗氧剂、UV稳定剂、着色剂、颜 料、交联剂、相变材料、抗菌剂、无机物、微胶囊化健康添加剂、 纳米颗粒、碳酸钓、阻燃剂、防粘剂、防氯降解剂、助染剂、润湿 和流平剂、粘合增进剂、抗静电剂、防缩孔剂、防皱缩剂、焚光增 白剂、助成膜剂、导电剂、发光剂、流平剂、解冻稳定剂、润滑剂、 有机和无机填充剂、防腐剂、巻曲变形剂、热变色剂和湿润剂。
27. 权利要求20的聚氨酯水分散体，其中通过落球法在40'C测 定的体积粘度为10-100,000厘泊。
28. 权利要求27的聚氨酯水分散体，其中通过落球法在4(TC测 定的体积粘度为500-30,000厘泊。
29. —种制备聚氨酯水分散体的方法，其中所述聚氨酯水分散 体包含：预聚物，其中所述聚氨酯水分散体为基本无溶剂体系，所述体 系还包含：d) 至少 一 种中和剂以与所述至少 一 种二醇化合物形成离子盐；和e) 至少 一种单官能二烷基胺化合物作为异氰酸酯基的封端剂；述预聚物分散于含水介质中之前将所述至少 一种中和剂加到所述预 聚物或含水介质，并在将所述预聚物分散于含水介质过程中或之后 将所述至少一种封端剂加到含水介质。
30. 权利要求29的方法，其中在将所述预聚物分散于含水介质 中之后立即将所述至少一种封端剂加入含水介质。
31. 权利要求30的方法，其中在将所述预聚物分散于含水介质 中之前将所述至少一种中和剂加入含水介质中。
32. 权利要求30的方法，其中在将所述预聚物分散于含水介质 中之前将所述至少 一种中和剂加入预聚物中。
33. —种衍生自所述基本无溶剂聚氨酯水分散体的成形制品。
34. 权利要求33的成形制品，所述成形制品为基本不粘着的。
35. 权利要求33的成形制品，其中所述成形制品经过模塑。
36. —种制品，所述制品包括权利要求35的成形制品。
37. —种制品，所述制品包括权利要求33的成形制品。
38. —种衣服，所述衣服包括权利要求36的制品。
39. 权利要求38的衣服，其中所述衣服为胸罩。
40. —种制品，所述制品包括至少一种成形制品和基底，其中 将所述成形制品施加到所述基底。
41. 权利要求40的制品，其中所述基底为织物。
42. 权利要求40的制品，其中所述制品为衣服。
43. 权利要求40的制品，其中所述成形制品从剥离纸脱离后被 施加到所述基底。
44. 权利要求43的制品，其中将所述成形制品粘合或粘附到基 底，所述基底包括织物。
45. 权利要求44的制品，其中将所述成形制品粘合或粘附到所 述织物的接缝或支撑区域。
46. 权利要求44的制品，其中所述制品为衣服。
47. 权利要求42的制品，其中所述衣服选自：内衣、胸罩、短 裤、女式内衣、游泳衣、形体服、女式贴身背心、针织袜类、睡衣、 围裙、潜水服、领带、擦布、太空服、制服、帽子、吊袜带、防汗 带、带、比赛服、外衣、雨衣、冷天茄克、裤子、衬衫衣料、外穿 服装、罩衫、男女上装、毛衣、紧身胸衣、背心、灯笼裤、短袜、 齐膝长袜、外穿服装、罩衫、围裙、塔士多礼服、斗篷、长袍、盖 头、伊斯兰服装、宽松长袍、穆斯林女子蒙住全身的长袍、披肩、 套装、潜水服、苏格兰短裙、和服、紧身运动套衫、长外衣、防护 服、莎丽装、莎笼、裙子、鞋罩、古罗马斯多拉女衫、成套衣服、 约束衣、宽外袍、紧身衣裤、毛巾、制服、面纱、潜水服、医用塑 身衣、绷带、成套衣服衬布、腰带及其中所有组件。
48. 权利要求40的制品，其中所述基底经过预处理。
49. 权利要求40的制品，其中所述基底经过预处理以提高所述 基底上的羟基官能度。
50. 权利要求40的制品，其中所述制品经过模塑。
51. —种衣服，所述衣服包括权利要求50的制品。
52. 权利要求51的衣服，其中所述衣服为胸罩。
53. —种制品，其中所述制品包括用水分散体涂层的基底。
54. —种制备权利要求53的制品的方法，其中所述方法包括通过采用喷涂、涂布、涂抹、印刷、打印、浸涂和浸渍所述分散体的 方法来将分散体提供给所述基底。
55. 权利要求53的制品，其中所述制品经过模塑。
56. 权利要求53的制品，其中所述制品为衣月良。
57. —种衣服，所述衣服包括权利要求55的制品。
58. 权利要求57的衣服，其中所述衣服为胸罩。
59. 权利要求33的成形制品，其中所述制品包括手套、避孕套、 珠粒、纤維和薄膜片材。
60. 权利要求33的成形制品，其中施加多于一层的薄膜或带。
61. 权利要求33的成形制品，所述成形制品还包括至少一层聚 氨酯水分散体。
62. 权利要求33的成形制品，其中所述成形制品已被印刷。
63. 权利要求33的成形制品，其中所述成形制品的厚度为0.1 mil-250 mil。
64. 权利要求63的成形制品，其中所述成形制品的厚度为0.5 mil-25 mil。
65. 权利要求64的成形制品，其中所述成形制品的厚度为1-6mil。
66. 权利要求53的制品，其中所述水分散体涂层的基重为2.5 g/m2-6.40 kg/m2。
67. 权利要求66的制品，其中所迷水分散体涂层的基重为 12.7g/m2- 635 g/m2。
68. 权利要求67的制品，其中所述水分散体涂层的基重为 25.4g/m2-152.4 g/m2。
69， 一种制品，所述制品包括胶粘剂、弹性组件和基底，其中 采用所述胶粘剂将弹性组件以折边布置粘附到基底。
70. 权利要求69的制品，其中所述胶粘剂为带。
71, 权利要求69的制品，其中所述胶粘剂为聚氨酯水分散体。
72. 权利要求69的制品，其中所述弹性组件为spandex。
73. 权利要求69的制品，其中所述弹性组件为橡胶。
74. 权利要求69的制品，其中所述弹性组件为弹性窄条。
75. —种制备权利要求69的制品的方法，其中在第一步骤中将 所述胶粘剂和弹性组件结合来制备胶粘剂弹性组件，并在第二步骤 中将所述胶粘剂弹性组件施加到基底。
76. —种制备权利要求69的制品的方法，其中在一个步骤中将 所述胶粘剂和弹性组件施加到基底。
77. 一种包括权利要求69的制品的衣服。
78. 权利要求77的衣服， 其中所述衣服为胸罩。
79. 权利要求77的衣服， 其中所述衣服为内衣。
80. 权利要求77的衣服， 其中所述衣服为游泳衣。
81. 权利要求33的制品， 其中所述永久变形％为0-10%。
82. 权利要求33的制品， 其中所述永久变形％为0-5%。
83. 权利要求33的制品， 其中所述永久变形％为0-3%。
84. 权利要求33的制品， 其中所述最大伸长为400%-800%。
85. 权利要求33的制品， 其中所迷韧度为0.5-3 Mpa。
86. 一种层压材料，所述层压材料包括制品和基底，其中在按 照AATCC-150-2001洗涤50次后所述层压材料的剥离强度不会降低 到按照ASTMD093-93测定的初始剥离强度值的50%。
87. —种层压材料，所迷层压材料包括制品和基底，其中按照 ASTM E96-00测量的所述层压材料的湿气渗透率为24小时OJOO g/m2。
88. —种层压材料，所迷层压材料包括制品和基底，其中按照 ASTMD737-96测量的所述层压材料的空气渗透率为0-0.5 cfm。
89. —种制品，所述制品包括权利要求33的成形制品和基底， 其中将所述成形制品和基底粘附以制备层压材料，从而所述层压材 料的摩擦系数高于所述基底的摩擦系数。
90. —种制品，所述制品包括成形制品，其中所述制品具有模量和长度，所述模量沿着所述制品的长度变化。
无溶剂聚氨酯水分散体及其成形制品 相关申请交叉引用[0001]本发明要求现在待审的美国申请：2005年10月19曰提 交的11/253927、 2005年2月11日提交的11/056067和2005年12 月13日提交的11/300229的优先权。发明领域[0002]本发明涉及新的聚氨酯水分散体及由其制备的成形制品。具体地讲，本发明涉及无溶剂稳定分散体，所述分散体包含带有封 端异氰酸酯末端基的完全形成的聚氨酯脲。所述分散体可通过预聚物混合法制备。本发明还涉及由这种水分散体制备的成形制品和涂 布制品，所述制品可热和/或压力活化来粘合、层压和粘附到基底。 所述成形制品可在粘合、层压或粘附后仍保持柔韧、有弹性。发明背景[0003]聚氨酯（包括聚氨酯脲)可用作各种基底（包括织物）的胶粘 剂。通常，这种聚氨酯为完全形成的非活性聚合物或活性异氰酸酯 封端的预聚物。这种活性聚氨酯胶粘剂经常需要延长的固化时间来 形成足够的粘合强度，这在制备过程中可能是一个缺点。此外，已 知聚氨酯的异氰酸酯基对水分敏感，这限制了其储存稳定性并缩短 了结合有这种聚氨酯的产品的卡者存期限。[0004]通常，这种聚合物当完全形成时，或者被溶解于溶剂中（溶 剂型）、分散于水中（水性)，或被加工成热塑性固体材料(热熔)。值得 注意的是，溶剂型胶粘剂面临越来越严厉的健康与环境法，所述健
康与环境法旨在减少挥发性有机化合物(VOC)和危险性空气污染物(HAP)排放。从而，需要常规溶剂型产品的替代物。[0005]热熔胶，尽管环境安全且作为薄膜容易使用，通常在经过反复拉伸循环时具有高定形且回复性差。因此，需要改进。[0006]人们曾致力于开发水性聚氨酯胶粘剂来克服这些缺陷。 [0007]美国专利5,270,433公开了 "包含基本澄清、无溶剂、含 水单组分聚氨酯分散体的胶粘剂组合物，所述分散体包含以下物质 的反应产物：（a)包含聚丙二醇的多元醇混合物，（b)包含a，a,a、otL四 曱基二曱苯二异氰酸酯(TMXDI)的多官能异氰酸酯混合物，（c)在水 溶液中能形成盐的官能组分和(d)任选增链剂"。由于TMXDI上异氰 酸酯基的非对称结构和位阻防止了聚合物硬链段内强链间脲氬键的 形成，这种组合物的胶粘剂膜回复能力低且耐热性差。[0008]美国专利申请公开2004/0014880 Al公开了用于湿和干层 压材料的胶粘剂粘合的聚氨酯水分散体，据称所述分散体具有优异 涂布性能、粘合强度和耐热性。这种分散体包含大量有机溶剂-甲乙 酮(MEK)。[0009]美国专利申请公开2003/0220463 Al公开了制备聚氨酯分 散体的方法，所述分散体不含N-甲基吡咯烷S同(NMP)等有机溶剂。 然而，这种组合物局限于具有较低游离二异氰酸酯物质(如亚曱基二 (4-异氰酸苯酯)(4,4'-MDI))的预聚物。制备这种具有较低游离二异氰 酸酯的预聚物的方法是复杂的(如美国专利5,703,193中所述)。这种 加工还需要游离二异氰酸酯的短程蒸馏且因此在制备用于制备聚氨 酯分散体的预聚物中是不经济的。[OOOIO]美国专利4,387,181公开了稳定的聚氨酯水分散体，所述 分散体包含N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂，通过含羧基肟封闭的异氰 酸酯封端的预聚物和多元胺的反应制备。所述预聚物通过芳族二异 氰酸酯(如4,4'-二苯基曱烷二异氰酸酯(MDI)或曱苯二异氰酸酯(TDI)) 与聚醚或聚酯多元醇及二羟基链烷酸的反应制备。所述肟封闭异氰
酸酯基能与多元胺在60-80。C反应6-18小时。所述分散体储存稳定且 由此分散体形成的薄膜具有良好拉伸性能。然而，这种分散体仍存 在有机溶剂且所需的较长固化时间不适合于织物粘合和层压实践。[OOOl]美国专利5,563,208描述了制备基本无溶剂聚氨酯水分散 体的丙酮法，所述分散体包含具有封端异氰酸酯基的氨基曱酸酯预 聚物和分子量为60-400的多元胺，封端异氰酸酯基与伯和/或仲氨基 的摩尔比为1:0.9-1:1.5。这种分散体在室温下储存稳定并在涂布过程 中产生耐热胶粘剂。它需要长的固化时间（可达30分钟)，这仍不适 合于织物粘合和粘附。此外，丙酮法需要附加的蒸馏步骤来将丙酮 从分散体除去，这使得这种方法较不经济。[OOOll]美国专利6,586,523描述了制备作为施胶剂的自交联聚氨 酯分散体的丙酮法，所述分散体包含异氰酸酯基部分封端和部分增 链的预聚物和分子量为32-500、具有伯或仲氨基和/或羟基的过量多 官能化合物。这种分散体组合物一定程度地减少了固化时间，但仍 因为需要附加蒸馏步骤来除去丙酮而存在缺陷。[00012]美国专利6,555,613描述了活性聚氨酯的无溶剂水分散 体，所述活性聚氨酯的数均分子量(Mn)为800-14,000,支化度为0.0-3.0 mol/kg而异氰酸酯官能度为每摩尔2.0-6.0。所述聚氨酯由聚酯多 元醇、多异氰酸酯和多异氰酸酯加合物制备，其中低分子量多元醇 和阴离子形成单元中和后结合到聚合物链中并具有能进一步反应进 行交联的封端异氰酸酯基。这种分散体的结果是硬、有光泽和弹性 的涂料，但这种涂料不具有与弹性织物一起使用的胶粘剂所需的弹 性特征和拉伸/回复性能。[00013]因此，需要提供改进的聚氨酯水分散体，所述分散体克 服了现有技术的 一个或多个缺陷。发明概述[00014]本发明第一方面可包括用于聚氨酯水分散体的预聚物，
所述预聚物包含：至少一种数均分子量为约600-约3,500的聚醚(包括共聚醚)、聚 碳酸酯或聚酯多元醇组分，如lt均分子量为约1,400-约2,400的聚四 亚甲基醚二醇；多异氰酸酯，所述多异氰酸酯为4,4'-和2,4'-亚曱基二(异氰酸苯 酯)(MDI)异构体混合物，其中4,4'-MDI与2,4'-MDI异构体之比为约 65:35-约35:65;和至少一种二醇化合物，所述二醇化合物具有：（i)能与组分b)的 MDI异构体混合物反应的羟基和(ii)至少 一个中和时能形成盐的羧 基，其中所述至少一个羧基不能与组分b)的MDI异构体混合物反应。[00015]本发明另 一方面可包括制备用于聚氨酯水分散体的预聚 物的方法，其中所述预聚物包含：至少一种数均分子量为约600-约3,500的聚醚(包括共聚醚)、聚 碳酸酯或聚酯多元醇组分，优选数均分子量为约600-约3,500的聚四 亚曱基醚二醇；多异氰酸酯，所述多异氰酸酯为4,4'-和2,4'-亚曱基二(异氰酸苯 酯)(MDI)异构体混合物，其中4,4'-MDI与2,4'-MDI异构体之比为约 65:35-约35:65;和至少一种二醇化合物，所述二醇化合物具有：（i)能与组分b)的 MDI异构体混合物反应的羟基和(ii)至少 一 个中和时能形成盐的羧 基，其中所述至少一个羧基不能与组分b)的MDI异构体混合物反应；且所述方法包括在基本无溶剂体系中将a)、 b)和c)混合。[00016]本发明另一方面可包括聚氨酯水分散体，所述分散体包 含预聚物，所述预聚物包含组分a)、 b)和c),其中所述聚氨酯水分散 体为基本无溶剂体系，还包含：至少 一种中和剂以与组分c)形成离子盐；至少一种单官能二烷基胺化合物作为异氰酸酯基的封端剂；任选，至少一种二元胺增链组分；和任选，至少一种聚合物组分，所述聚合物组分分子量大于约500, 每摩尔聚合物带有至少三个或多个伯和/或仲氨基(with at least three or more primary and/or secondary amino groups per mole of the polymer)。[ooon]本发明另一方面可包含制备聚氨酯水分散体的方法，其中所述聚氨酯水分散体包含：预聚物，其中所述聚氨酯水分散体为 基本无溶剂体系，还包含：至少一种中和剂以与组分c)形成离子盐；至少一种单官能二烷基胺^b合物作为异氰酸酯基的封端剂；将所述预聚物分散于含水介质中之前将所述至少 一种中和剂加到所 述预聚物或含水介质中，并在将所述预聚物分散于含水介质过程中 或之后将所述至少一种封端剂加到含水介质中。[00018]当将水分散体涂布到剥离纸并转变成成形制品时，选定 二烷基胺组分e)使(i)所述封端的异氰酸酯基在涂布和干燥步骤及室 温储存条件中基本稳定，同时(ii)包含封端异氰酸酯基的胶粘剂膜能 热和/或压力活化来进行织物粘合和层压。[00019]本发明另 一方面可包含由基本无溶剂聚氨酯水分散体制 备的成形制品。本发明可还包括包含所述成形制品的衣服。本发明 还可包括包含所述至少 一种成形制品和基底的制品，所述成形制品 被施加到所述基底上。本发明还包括一种制品，其中所述制品包含 用所述水分散体涂布的基底。本发明包括模塑制品，所述模塑制品 包含成形制品。本发明包括模塑制品，所述模塑制品包含用所述聚 氨酯水分散体涂布的基底。本发明还包括由上述制品制备的衣服。[00020]本发明另 一 方面可包括包含所述成形制品和基底的制 品，其中使所述成形制品和基底粘附来制备层压材料从而所得弹性 层压材料的摩擦系数比单独基底的摩擦系数大。本发明另 一 方面是 包含成形制品和基底的制品，其中所述成形制品的模量沿着制品的 长度或宽度变化。[00021]本发明可还包括成形制品，所述成形制品可具有以下性 能：约0-10%,例如约0-5%,通常约0-约3。/。的拉伸后永久变形(set after elongation),约400-约800%的伸长和约0.5-约3 Mpa的韧度。本发明可还包括由制品和基底制备的层压材料，所述层压材料可具有以 下性能：50次洗涤后剥离强度，其中保留了洗涤前强度的至少50%; 至少约0-约0.5 cfm的空气渗透率和24小时至少约0-约300 g/m2的 湿气渗透率。附图简述[00022]将参考以下附图在以下详明说明中对本发明进行描述。 [00023]图1是可用于采用涂铺法施加本发明分散体或薄膜的加工步骤的流程图；[00024]图2是可用于采用浸渍法施加本发明分散体或薄膜的加工步骤的流程图；[00025]图3是可用于采用涂抹法或喷涂法施加本发明分散体或薄膜的加工步骤的流程图；[00026]图4是采用平板层压机制备层压制品的方法的示意图； [00027]图5是采用涂铺法将本发明分散体或薄膜施加到基底的横截面视图；[00028]图6是采用浸渍法将本发明分散体或薄膜施加到基底的 横截面视图；[00029]图7是采用涂抹法或喷涂法将本发明分散体或薄膜施加到基底的横截面视图；[00030]图8是用于分布本发明分散体或薄膜的刮刀片的示图；〖00031]图9是图8刮刀片的一部分的分解图;[00032]图10是结合有本发明分散体或成形制品的妇女胸罩的正视图；[00033]图11是沿着图10的11-11线观察的胸罩罩杯横截面视图；[00034]图12是图11罩杯外围处胸罩罩杯和薄膜界面的部分分 解视图；[00035]图13是结合有本发明分散体或成形制品的妇女短裤的正 视图；[00036]图14是用于制备本发明一个实施方案的弹性制品的加工 步骤的流程图〖00037]图15是用于制备本发明 一个实施方案的弹性制品的加工 步骤的流程图；和[00038]图16是采用本发明一个实施方案的胶粘剂和弹性组件镶边的基底织物的横截面视图；[00039]图17是与本发明一个实施方案的胶带和其它胶粘剂结合的基底织物的俯视图。 发明详述[00040]采用特定氨基甲酸酯预聚物制备本发明聚氨酯水分散 体，所述氨基曱酸酯预聚物也组成本发明的一个方面。[00041]在所述预聚物被分散于水中或扩链之前，通常可将氨基 曱酸酯预聚物或封端的二醇理解成多元醇、多异氰酸酯与中和后能 形成盐的化合物的反应产物。通常可在一个或多个步骤中制备这种 预聚物，使用或不使用溶剂。根据所述预聚物是否溶解于低挥发溶 剂(如MEK或NMP),所述低挥发性溶剂将保留在所得分散体中；溶 解于丙酮等挥发性溶剂，所述挥发性溶剂可随后除去；或分散于没 有任何溶剂的水中；分散方法可实际上分类成溶剂法、丙酮法或预 聚物混合法。所述预聚物混合法具有环境和经济优势，且因此优选 为本发明中制备无溶剂水分散体的基本方法。[00042]预聚物混合法中，重要的是：预聚物的粘度足够低(没有
被溶剂稀释)以被转移或分散到水中。本发明一个实施方案涉及由这 种预聚物制备的聚氨酯分散体，所述预聚物满足这种粘度要求且所 述预聚物或分散体中没有任何有机溶剂。本发明中，所述预聚物为多元醇a)、 二异氰酸酯b)和二元醇化合物c)的反应产物。[00043]本发明一个实施方案可提供新的无溶剂、稳定、聚氨酯 水分散体，所述分散体可经过加工并作为胶粘剂材料(即不需要任何 其它胶粘剂材料)采用常规技术直接用于涂布、粘合和层压到基底。 可提供本发明聚氨酯水分散体，其中：基本无挥发性有机物排放； 制备中可接受的固化时间；和最终产品和实际应用中良好粘合强度、 耐热性和拉伸/回复性能。[00044]本发明另 一 实施方案可提供成形制品，所述成形制品可 以是或不是可涂布到剥离纸的胶粘剂，从而本发明水分散体可用于 粘合和层压到基底(包括织物）。这种粘合剂可通过在基底和所得胶粘 剂膜上加热和/或压力(停留时间不到1分钟，例如约15秒-约60秒） 来活化。这样得到的粘合制品具有良好拉伸/回复性能且预计在正常 穿着和洗涤循环中耐用。[00045]本文中所用的术语"分散体"是指一种体系，其中所述 分散相由高度分散的微粒组成，且连续相可为液体、固体或气体。[00046]本文中所用的术语"聚氨酯水分散体"是指一种组合物， 所述组合物包含至少 一种已分散于含水介质如水(包括去离子水)中的 聚氨酯或聚氨酯脲聚合物或预聚物(如本文中描述的聚氨酯预聚物)。 这个术语还涉及已经过干燥(例如在成形制品制备过程中）的这种组合 物。[00047]除非另有说明，本文中所用的术语"溶剂"是指非水介 质，其中所述非水介质包括有机溶剂，包括挥发性有机溶剂(如丙酮） 和稍微低挥发有机溶剂（如MEK或NMP)。[00048]本文中所用的术语"无溶剂"或"无溶剂体系"是指一 种组合物或分散体，其中大部分组合物或分散组分没有溶解或分散
于溶剂中。[00049]本文中所用的术语成形制品可指许多物体包括例如薄 膜、带、网点、网、条、珠和泡沫中的一种。薄膜可描述任何形状 的片材。带可描述窄条形薄膜。薄膜可为带的形式。本文中所用的 术语"成形制品"是指可直接施加到基底或剥离纸、包含聚氨酯水 分散体(如包含本文中所述的聚氨酯预聚物的聚氨酯水分散体)的层， 所述层可用于粘合和/或形成刚性或弹性制品。[00050]本文中所用的术语"制品"是指包含分散体或成形制品 和基底(例如织物)的制品，所述制品可具有或不具有至少一种弹性， 部分由于使用了本文中所述的分散体或成形制品。[00051]本文中所用的术语织物是指针织、机织或非织造材料。 所述针织织物可为平针织物、圆筒形针织物、经编针织物、窄幅弹 性针织物和网眼织物。所述机织物可为任意结构，例如绵缎、斜紋、 平紋、牛津布、方平组织和窄幅弹性机织物。所述非织造材料可为 熔喷、纺粘、湿法成网、梳理纤维基短纤维网等。[00052]本文中所用的术语"基底"是指成形制品可粘附到或所 述聚氨酯水分散体可施加到其上的任何材料。基底可为基本一维的(如 纤维），两维的（如平面片材)或三维制品或不平整片材。平面片材例 如可包括织物、纸、植绒制品和网。三维制品例如可包括皮和泡沫。 其它基底可包括木材、纸、塑料、金属和复合材料如混凝土、沥青、 体育馆地板材料和塑料切片。[00053]本文中所用的术语"硬质纱"是指基本无弹性的纱。[00054]本文中所用的术语"模塑"制品是指一种方法，通过所 述方法，在施加热和/或压力后制品或成形制品的形状发生变化。[00055]本文中所用的术语"衍生自，，是指从另一种物体制备一 种物质。例如成形制品可衍生自可干燥的分散体。[00056]本文中所用的术语模量是指作用在一个物体上的应力比率，表示为力每单位线密度或面积。 [00057]适合作为制备本发明氨基曱酸酯预聚物的原料的多元醇 组分a)可为数均分子量为约600-约3,500的聚醚二醇、聚碳酸酯二醇 和聚酯二醇。[00058]可使用的聚醚多元醇的实例包括具有两个或多个羟基、 来自环氧乙烷、环氧丙烷、氧杂环丁烷、四氬呋喃和3-甲基四氢呋 喃的开环聚合和/或共聚，或每个分子中带有少于12个碳原子的多元 醇优选二元醇或二元醇混合物，如乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、 1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、3-曱基-l,5-戊二醇、1,7-庚二醇、 1，8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇和1,12-十二烷二醇缩聚制备的 那些二醇。本发明中优选线形双官能聚醚多元醇，且特别优选分子 量为约1,700-约2,100的聚四亚曱基醚二醇，如官能度为2的 Terathane®1800 (Invista)。[00059]可使用的聚酯多元醇的实例包括具有两个或多个羟基、 通过分子量低且每个分子中带有不多于12个碳原子的脂族多元羧酸 和多元醇或它们的混合物的缩聚产生的那些酯二醇。合适多元羧酸 的实例为丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬 二酸、癸二酸、十一烷二酸和十二烷二酸。制备聚酯多元醇的合适 多元醇实例为乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1，5-戊二醇、1,6-己 二醇、新戊二醇、3-曱基-l,5-戊二醇、1,7-庚二醇、1，8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇和1,12-十二烷二醇。优选熔融温度为约5'C-约 5(TC的线形双官能聚酯多元醇。[00060]可使用的聚碳酸酯多元醇的实例包括具有两个或多个羟 基、通过光气、分子量低且每个分子中带有不多于12个碳原子的氯 曱酸酯、碳酸二烷基酯或碳酸二烯丙酯和脂族多元醇或它们的混合 物的缩聚产生的那些碳酸酯二醇。制备聚碳酸酯多元醇的合适多元 醇的实例为二甘醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二 醇、新戊二醇、3-曱基-l,5-戊二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬 二醇、1,10-癸二醇和1,12-十二烷二醇。优选熔融温度为约5'C-约50 °C的线形双官能聚^f灰酸酯多元醇。[00061 ]适合作为制备本发明氨基曱酸酯预聚物的另 一原料的多 异氰酸酯组分b)可为包含4,4'-亚曱基二(异氰酸苯酯)和2,4'-亚甲基二 (异氰酸苯酯）的二苯基曱烷二异氰酸酯(MDI)异构体混合物，其中 4,4'-MDI与2,4'-MDI异构体之比为约65:35-约35:65,优选约55:45-约45:55且更优选约50:50。合适多异氰酸酯组分的实例包括Mondur⑧ ML (Bayer) 、 Lupranate®MI (BASF)和Isonate® 50 O, P， （Dow Chemical)。[00062]适合作为制备本发明氨基甲酸酯预聚物的另 一原料的二 醇化合物c)包括至少一种二醇化合物，所述二醇化合物具有：（i)能 与多异氰酸酯组分b)反应的两个羟基；和(ii)至少一个中和时能形成 盐且不能与多异氰酸酯组分b)反应的羧基。具有一个羧基的二醇化 合物c)的常见实例包括2,2-二羟曱基丙酸(DMPA)、 2,2-二羟甲基丁 酸、2,2-二羟曱基戊酸和DMPA引发的己内酯(如CAP A® HC 1060 (Solvay))。本发明中优选DMPA。[00063]所述预聚物可通过如下制备：在一个步骤中将原料a)、 b) 和c)混合在一起并在约50。C-约100。C反应足够时间直到所有羟基基 本被消耗且获得所需的异氰酸酯基的。/。NCO。或者，这种预聚物可在 两个步骤中制备，通过首先使原料a)与过量b)反应，再与组分c)反 应直到获得最终所需的预聚物的n/。NCO。例如，所述。/。NCO可为约1.3-约6.5，如约1.8-约2.6。值得注意的是，在反应之前、当中或之后没 有加入有机溶剂或使之与原料混合。任选，可使用催化剂来促进预 聚物的形成。[00064]本发明一个实施方案中，预聚物包含组分a)、 b)和c)， 所述组分被结合到 一起且以如下重量百分比范围提供，以预聚物的总重量计：约34%-约89%组分a); 约59%-约10。/。组分b);和约7.0%-约1.0%组分（0。[00065]本发明另一实施方案中，预聚物包含Terathane⑧1800聚 醚二醇作为组分a)、 Mondur® ML 二异氰酸酯作为组分b)和2,2-二羟 曱基丙酸(DMPA)作为组分c)。这种实施方案中，这些组分可为例如， 以下重量百分比范围，以预聚物的总重量计：a) Terathane® 1800聚醚二醇：约61%-约80%;b) Mondur⑧ML二异氰酸酯：约35%-约18%;和c) 2，2-二羟曱基丙酸(DMPA):约4.0%-约2.0%。 [00066]由组分a)、 b)和c)制备的预聚物通过落球法在4(TC测定的体积粘度(不存在任何溶剂)低于约6,000泊，如低于约4,500泊。可采用高速分散混合器将这种预聚物(沿着聚合物链包含羧基)分散到 包含以下物质的去离子水介质：至少一种中和剂d),来与所述酸形 成离子盐；至少一种表面活性剂（离子和/或非离子分散剂或表面活性 剂）；和任选至少一种二元胺增链组分0。或者，在预聚物被分散到 水介质之前可将所述中和剂与预聚物混合。在预聚物分散之前、当 中或之后，可将至少一种防沫剂和/或消泡剂和优选至少一种流变改 性剂加入水介质中。[00067]将酸基转变成盐基的合适中和剂d)的实例包括：叔胺(如 三乙胺、N,N-二乙基曱胺、N-曱基吗啉、N,N-二异丙基乙胺和三乙 醇胺)和》咸金属氢氧化物(如氢氧化锂、氢氧化钠和氢氧化钾）。伯和/ 或仲胺也可用作酸基的中和剂。中和度通常为酸基的约60%-约 140%,例如约80%-约120%。[00068]合适二元胺增链剂f)的实例包括：1,2-乙二胺、1，4-丁二 胺、1,6-己二胺、1,12-十二烷二胺、1,2-丙二胺、2-曱基-l,5-戊二胺、 1,2-环己二胺、1,4-环己二胺、4,4'-亚曱基双环己胺、异佛尔酮二胺、 2,2- 二曱基-1,3-丙二胺、间四曱基二曱苯二胺（meta-tetramethylxylenediamine)和分子量小于500的Jeffamine® (Texaco)。[00069]合适表面活性剂的实例包括：阴离子、阳离子或非离子
分散剂或表面活性剂，如十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、乙 氧基化壬基酚和溴化月桂基吡啶镜。[00070]合适防沫剂或消泡剂或泡沫控制剂的实例包括：Additive 65和Additive 62(得自Dow Corning的硅氧烷基添加剂）、FoamStar® I 300(得自Cognis的矿物油基无珪氧烷消泡剂）和Surfynol™ DF 1 IOL(得 自Air Products & Chemicals的高分子量炔二醇非离子表面活性剂）。[00071]合适流变改性剂的实例包括：疏水改性乙氧基化聚氨酯 (HEUR)、疏水改性碱溶胀乳液(HASE)和疏水改性羟基乙基纤维素 (HMHEC)。[00072]在所述预聚物分散过程中或之后，将作为异氰酸酯基的 封端剂的至少一种单官能二烷基胺化合物e)加入水介质。例如，可 在所述预聚物分散后立即将所述封端剂加入水混合物中。任选在所 述预聚物被分散且所述封端剂被加入后将至少一种聚合物组分 g)(MW〉约500)(每摩尔聚合物带有至少3个或多个伯和/或仲氨基)加 入水介质中。[00073]合适单官能二烷基胺封端剂e)的实例包括：N,N-二乙胺、 N-乙基-N-丙胺、N,N-二异丙胺、N-叔丁基-N-甲胺、N-叔丁基-N-苄 胺、N,N-二环己胺、N-乙基-N-异丙胺、N-叔丁基-N-异丙胺、N-异丙 基-N-环己胺、N-乙基-N-环己胺、N,N-二乙醇胺和2,2,6,6-四甲基派 啶。胺封端剂与分散到水中之前的预聚物异氰酸酯基的摩尔比通常 应为约0.05-约0.50，例如约0.20-约0.40。催化剂可用于解封反应。[00074]合适聚合物组分g)的实例包括：聚乙烯亚胺、聚乙烯胺、 聚烯丙基胺和聚(酰胺-胺)树枝状大分子。抗氧剂、UV稳定剂、着色剂、颜料、交联剂、相变材料(即Outlast®, 得自Outlast Technologies, Boulder， Colorado)、抗菌剂、无才几物(即 铜）、孩i胶嚢化健康(well-being)添加剂（即芦荟、维它命E凝胶、芦荟、 海草、尼古丁、咖啡因、香水或芳香精油）、纳米颗粒(即二氧化硅或
碳)、碳酸钙、阻燃剂、防粘剂、防氯降解剂、维它命、药物、芳香剂、导电添加剂和/或助染剂（即Methacrol®,得自E. I. DuPont de Nemours, Wilmington, Delaware)。可力口入预聚物或水分散体的其它 添加剂包括：粘合增进剂、抗静电剂、防缩孔剂、防铍缩剂、荧光 增白剂、助成膜剂、导电剂、发光剂、流平剂、解冻稳定剂、润滑 剂、有机和无机填充剂、防腐剂、巻曲变形剂、热变色剂、驱虫剂 和湿润剂。[00076]根据工艺许可，可在预聚物分散之前、当中或之后将这 些任选添加剂加入水分散体。整个过程中无有机溶剂被加入水分散 体。[00077]预计本发明聚氨酯水分散体的固体含量应为约10%-约 50%重量，例如约30%-约45%重量。根据加工和应用要求，本发明 聚氨酯水分散体的粘度可在约10厘泊-约100,000厘泊的较大范围内 变化。例如，在一个实施方案中，粘度为约500厘泊-约30,000厘泊。 可通过采用适量的增稠剂改变粘度，如约0-约2.0%重量，以水分散 体的总重量计。[00078]本发明无溶剂聚氨酯水分散体特别适合于胶粘剂成形制 品，所述成形制品当受热和压力较短时间时可用于织物粘合、层压 和粘附。根据所用的粘合方法，压力可为例如约大气压力-约60psi， 时间可为少于约1秒-约30分钟。[00079]可通过如下制备这种成形制品：将分散体涂布到剥离紙膜。可将所制备的薄膜片剪切成所需宽度的条并巻绕成筒以备以后 用于某些应用来制备弹性制品，例如织物。这种应用的实例包括： 无缝纫或无缝衣服结构；缝合封和增强物；粘合到衣服的标签和补 缀物；和局部拉伸/回复提高物。胶粘剂粘合可在如下条件下形成： 温度为约lO(TC-约20CTC，如约13(TC-约200°C,例如约14(TC-约180 。C,时间为0.1秒-几分钟，例如少于约l分钟。通常的粘合机为SewFree(得自SewSystems in Leicester, England),Macpi滚边机(得自Macpi Group in Brescia, Italy)、 Framis热空气丈容接才几(得自Framis Italy, s p.a. m Milano， Italy)。预计这种粘合在纺织衣服中受到反复穿着、洗涤 和拉伸时是强且耐用的。[00080]可对涂料、分散体或成形制品进行着色且考虑这点，还可将其用作设计元素。[00081]此外，可对具有层压膜或分散体的制品进行模塑。例如， 可在适合织物中硬质纱的条件下对织物进行模塑。同样，模塑可在 一定温度下进行，所述温度将对成形制品或分散体进行模塑但低于 适合对硬质纱进行模塑的温度。[00082]可采用任何方法进行层压以将成形制品固定到织物，其 中对层压材料表面进行加热。力口热方法包括，例如超声波、直接加 热、间接加热和孩i波。考虑本4贞域中所用的其它方法，这种直接层 压可提供一种优点，在于成形制品可不仅通过机械作用还通过化学 键粘合到基底。例如，如果所述基底具有任何活性氢官能团，这种 基团可与所述分散体或成形制品上的异氰酸酯和羟基反应，从而提 供所述基底和分散体或成形制品之间的化学键。分散体或成形制品 到基底的这种化学键合可产生非常强的粘合。这种粘合可在固化到 基底上的干成形制品或在一个步骤中干燥并固化的湿分散体中进 行。不含活性氢的材料包括聚丙烯织物和具有含氟聚合物或硅氧烷 基表面的任何物质。具有活性氢的材料包括例如，尼龙、棉、聚酯、 毛、丝、纤维素、醋酸酯、金属和丙烯酸类树脂。此外，用酸、等 离子或其它浸蚀形式处理的制品可具有用于粘附的活性氢。染料分 子也可具有粘合用活性氬。[00083]将本发明分散体和成形制品施加到制品上的方法和手段 包括但不局限于：辊式涂布（包才舌逆辊涂)；使用金属工具或刮刀片（例 如将分散体倒到基底上，然后采用金属工具如刮刀片将其分布到基 底上来将分散体流延成均匀厚度)；喷涂(例如，采用泵式喷瓶)；浸
涂；涂抹；印刷；打印和浸渍所述制品。这些方法可用于将分散体 直接施加到基底上而不需其它胶粘剂材料且可重复(如果需要其它/较 重层)。可将所述分散体施加到由合成、天然或合成/天然混合材料制 成的任何针织物、机织物或非织造织物来进行涂布、粘合、层压和 粘附。可在加工过程中通过干燥将分散体中的水除去(例如，通过空 气干燥或烘箱），在织物上留下沉淀并聚结的聚氨酯层以形成胶粘剂 粘合。[00084]至少一种促凝剂可^f壬选用于使本发明分散体渗透到织物 或其它制品最小化。可使用的4足凝剂实例包括硝酸钙（包括四水合硝 酸钙）、氯化钙、硫酸铝(水合的）、醋酸镁、氯化锌(水合的)和硝酸锌。[00085]可用于施加本发明分散体的工具的一个实例是图8和9 中所示的刮刀片。刮刀片100可由金属或任何其它合适材料制备。 所述刮刀片可具有预定宽度102和厚度104的间隙。所述间隙厚度 可为例如0.2 mil到50 mil,如厚度为5 mil、 10 mil、 15 mil、 25 mil、 30 mil或45 mil。[00086]根据应用和施加方法，本发明分散体和成形制品的厚度 可变化。如果是干成形制品，最终厚度可为例如，约0.1 mil-约250 mil,如约0.5 mil-约25 mil,包括约1-约6 mil(lmil-千分之一英寸）。 对于水分散体，所用量可为例如，约2.5 g/m、约6.40 kg/m2，如约12.7-约635 g/m2,包括约25.4-约152.4 g/m2。[00087]可用本发明分散体和成形制品涂布的平面片材和带的种 类包括但不局限于：织物（包括^i织物和针织物)；非织造材料；皮(真 皮或合成皮)；纸；金属、塑料和稀纱布。[00088]可采用本发明分散体和成形制品制备的最终制品包括但 不局限于：服装，所述服装包括所有类型的衣服或衣着制品；针织 手套；室内装饰；发饰，床单；地毯和地趁底布；输送带；医学应 用，如弹性绷带；个人护理制品，包括失禁和妇女卫生产品；和鞋 袜。用分散体涂布或用薄膜或带覆盖的制品可用作抑声制品。[00089]层压到成形制品的非弹性织物可具有提高的拉伸和回复 性能和改进的模塑性能。[00090]可将包含成形制品、薄膜、带或聚氨酯水分散体的制品 进行模塑。所述制品可由多层基底和成形制品、薄膜、带或分散体 制备。还可对多层制品进行模塑。模塑或未模塑制品可具有不同水 平的拉伸和回复。模塑制品可包括塑身或护身衣服，如胸罩。[00091 ]可采用本发明分散体和成形制品制备的服装或衣服的实 例包括但不局限于：内衣、胸罩、短-阵、女式内衣、游泳衣、形体 服、女式贴身背心、针织袜类、睡衣、围裙、潜水服、领带、擦布、 太空服、制服、帽子、吊袜带、防汗带、带、比赛服、外衣、雨衣、 冷天茄克、裤子、衬衫衣料、外穿服装、罩衫、男女上装、毛衣、 紧身胸衣、背心、灯笼裤、短袜、齐膝长袜、外穿服装、罩衫、围 裙、塔士多礼服、斗篷(bisht)、长袍、盖头(hijab)、伊斯兰服装(把人 从头包到脚，只露出眼睛和手)(jilbab)、宽松长袍(thoub)、穆斯林女 子蒙住全身的长袍、披肩、套装、潜水服、苏格兰短裙、和服、紧 身运动套衫、长外衣、防护服、莎丽装、莎笼、裙子、鞋罩、古罗 马斯多拉女衫、成套衣服、约束衣、宽外袍、紧身衣裤、毛巾、制 服、面纱、潜水服、医用塑身衣(medical compression garments)、绷 带、成套衣服衬布、腰带及其中所有组件。[00092]图4是平板层压机的代表图。将一巻织物基底72在区78 退巻并预热。将笫二巻织物基底76和薄膜巻74退巻并使之进入层 压热/压力区80。加热后，使所得织物/薄膜/织物夹层结构在冷却区82 中冷却。巻84代表巻起来的织物/薄膜/织物层压材料。[00093]进行逆辊涂和克服常见问题的方法已在Walter等， "Solving common coating flaws in Reverse Roll Coating" , AIMCAL Fa" Technical Conference (October 26-29, 2003)中描述，所述文献的整 体内容通过引用结合于本文中。[00094]可将本发明分散体和成形制品连续或选择地施加到给定 基底。在这点上，图5-7在横截面视图中显示本发明分散体和成形制 品的施加图解说明。在这些图中，用粗黑线表示基底，本发明分散体和成形制品被表示成：（l)两平行细线，当通过涂铺法(通过使用刮 刀片等)施加时，如图5中所示；（2)Z形线重叠到粗黑线上，当通过 浸涂法施加时，如图6中所示；或(3)在粗黑线之间或上方的Z形线， 当通过涂抹法或喷涂法等施加时，如图7中所示。这些图左手边的 图画，用数字后面跟字母"a"标示，表示连续施加本发明分散体和 成形制品，而图右手边的图画，用数字后面跟字母"b"标示，表示 选择或分段施加本发明分散体和成形制品。尽管没有显示于图5-7 中，还认为本发明分散体和成形制品在同 一 次施加过程中可连续和 分段施加，例如在一些层上或之间连续施加和在其它层上或之间分 段施力口 。[00095]图10-13显示了可使之结合本发明分散体或成形制品的衣服的代表实例。[00096]图10显示了胸罩110，所述胸罩110具有在支撑结构内形 成的织物胸罩杯112和末端为紧固部件(如钩118和配套环120)的包裹 身体的侧边116，所述支撑结构包括围绕杯112的外围区域114。胸罩 110还包括肩带122。可使胸罩110结合本发明分散体或成形制品。这种分散体或成形制品可提供给或在所述胸罩的任意数目的位置上， 包括但不局限于肩带122、外围区域114和包裹身体的侧边116。这种分散体或成形制品可提供给希望存在接缝来连接胸罩中的 一 片或多 片材料的任何位置。如图10中所示，胸罩杯112和沿着包裹身体的侧 边116的几何形状区124没有施加薄膜。所有其它织物组件包含本发 明的成形制品或分散体。尽管没有具体显示于图10中，可采用本发 明分散体模塑胸罩杯112。[00097]图11显示了胸罩杯l 12的横截面视图。图12显示了与围绕 所述杯的外围区域l 14会合的杯边缘的分解视图。如图11和12中所 示，胸罩杯112由没有施加分散体或薄膜到其上的织物制备。外围区
域l 14具有施加的薄膜且因此厚度比所述杯的织物大，所迷厚度包括 所述膜和织物一起的厚度。外围区域114提供某些托胸刚性和坚实 性，而没有钢托带来的不舒服^yl。[00098]图13显示了女式短裤或三角裤130,可使所述女式短裤或 三角裤130结合本发明分散体或成形制品来粘合、得到提高的弹性和/ 或提高的支撑。这种分散体或成形制品可提供给或在女式短裤或三 角裤130的任意数目的位置上，包括但不局限于腰带132和裤脚口 134。[00099]本发明另 一方面是可包含胶粘剂、弹性组件和基底的制 品。可在第一步骤中将所述胶粘剂150和弹性组件152结合并在第二 步骤中将其粘附到基底154以制备弹性制品156(图14)。或者，可在单 一步骤中将胶粘剂162和弹性组件162施加到基底164上以制备弹性制 品166(图15)。在两个实施方案中，可用热和压力来结合胶粘剂。胶 粘剂的实例可包括由上述聚氨酯水分散体制备的胶带或所述分散体 本身可直接用作胶粘剂。这些胶粘剂可以是或不是弹性的。弹性组 件的实例可包括spandex纱或带、橡胶线或带、机织弹性窄条、针织 弹性条等。本发明的一个实例是折边，其中将基底200折叠，用胶粘 剂202固定并通过弹性组件204给以支撑以进行拉伸和回复（图16)。图 16中显示的折边可用于衣服，如贴身内衣或游泳衣。贴身内衣实例 包括男女内衣、胸罩和塑身衣。[0001 OO]本发明的另 一方面是包含成形制品和基底的制品，其中 将所述成形制品和基底粘附在一起以制备层压材料从而弹性层压材 料的摩擦系数大于单独基底的摩擦系数。这种制品的实例为带有包 含聚氨酯水分散体的涂层或薄膜的腰带，所述涂层或薄膜可防止该 衣服从另 一衣服(如罩衫或衬衫）滑落，或防止衣服穿着者皮肤上腰带 的滑落。[000101 ]本发明的另 一方面是包含成形制品和基底的制品，其中成形制品的模量沿着所述制品的长度或宽度发生变化。例如，可用
两英尺(61 cm)的成形制品(如一英寸(2.5 cm)宽的胶带304)对基底(如 织物302)进行处理。可通过沿着一英寸宽胶带的长度涂抹三条两英寸 (5 cm)x —英寸段来应用另外的胶粘剂层306以形成复合结构300(图 17)。
[000102]成形制品，例如聚氨酯脲水分散体薄膜可具有以下性
《匕•B匕.
约0-10%，例如约0-5%,通常约0-约3%的拉伸后永久变形，
约400-约800%的伸长，和
约0.5-约3Mpa的韧度。
[000103]由制品和基底制备的层压材料可具有以下性能： 50次洗涤后的剥离强度，其中保留了洗涤前强度的至少50%， 至少约0-约0.5 cftn的空气渗透率，和 24小时至少约0-约300 g/r^的湿气渗透率。
分析方法
[000104]在下面的实施例中，采用了以下的分析方法： 胶粘剂粘合的剥离强度
[000105]对ASTM D903-93(其全部内容通过引用结合于本文中） 进行调整以对薄膜层压的织物进行测试。用于测试的样品尺寸为1 英寸x 6英寸(2.5厘米xl5厘米)。分离速率为2英寸/分钟(5厘米/分 钟)。数据报道为力的磅数/英寸样品宽度(千克/毫米)，如表2和4中 所示。
洗涤测试
[000106]采用AATCC测试方法150-2001洗涤模塑胸罩杯，所 述测试方法的全部内容通过引用结合于本文中。机器工作周期为（I) 标准/棉质地。洗涤温度为(III)4rC。干燥步骤为(A)(i)66。C下翻转棉 质地30分钟，10分钟冷却时间。
湿气渗透[000107]采用ASTM E96-00测试制品的湿气渗透性能，所述测 试方法的全部内容通过引用结合于本文中。数据报道为24小时周期 的克/平方米，如表7中所示。空气渗透率[000108]采用ASTM D-737测试制品的空气渗透率性能，所述测 试方法的全部内容通过引用结合于本文中。数据报道为立方英尺空 气/每分钟每平方英尺织物(cfm,立方厘米空气/每秒每平方厘米织物 (ccs))，如表7中所示。伸长、韧度和永久变形[000109]采用动态拉伸测试仪Instron在薄膜上测量伸长和韧度 特性。样品尺寸为1x3英寸(1.5厘米x7.6厘米)，沿着长尺寸测量。 将样品放在夹具中并以每分钟200%伸长的应变速率拉伸直到达到最 大伸长。就在薄膜断裂前测定韧度和伸长。同样，通过以每分钟200% 的应变速率拉伸1x3英寸（1.5厘米><7.6厘米)薄膜样品0-50%伸长五 次循环测试永久变形％。第五次循环后测定永久变形％。实施例将参考对本发明原理和实施进行说明的以下实施例对本发明代 表实施方案进行描迷。这些实施方案中：参考数字是指图1-3流程图 且如果合适，图5-7的横截面^L图中显示的要素。[000110] Terathane® 1800为数均分子量为1,800的线形聚四亚曱 基醚二醇（PTMEG)(得自Invista， S. i r. L., of Wichita, KS and Wilmington, DE);[000U1] Pluracol® HP 4000D为数均分子量为400的线形伯羟基 封端聚丙烯醚二醇(得自BASF, Bruxelles, Belgium);[000112] Mondur® ML为包含50-60% 2,4'-MDI异构体和50-40% 4,4'-MDI异构体的二苯曱烷二异氰酸酯(MDI)异构体混合物（得自 Bayer, Baytown, TX);
[000113] Lupranate® MI为包含45-55% 2,4'-MDI异构体和55-45% 4,4'-MDI异构体的二苯曱烷二异氰酸酯(MDI)异构体混合物(得 自BASF, Wyandotte, Michigan);
[000114] Isonate® 125MDR为包含98% 4,4'-MDI异构体和2% 2,4'-MDI异构体的二苯曱烷二异氰酸酯(MDI)纯混合物（得自Dow Company, Midland, Michigan); 和
[000115] DMPA为2,2-二羟曱基丙酸。
[000116]采用包含高水平2,4'-MDI的MDI异构体混合物（如 Lupranate® MI和Mondur® ML)制备以下预聚物才羊品。
实施例1
[000117]在氮气气氛的手套箱中制备预聚物。将约382.5克 Terathane® 1800 二醇和约12.5克DMPA加入2000 ml Pyrex⑧玻璃反 应釜中，所述反应釜带有：气压驱动搅拌器、加热罩和热电偶温度 测量。将所得混合物搅拌、加热到约5CTC,随后加入约105克 Lupranate® MI 二异氰酸酯。然后将反应混合物连续搅拌、加热到约 9CTC并在约9(TC保持约120分钟，之后当混合物的。/。NCO下降到稳 定值时完成所述反应，所述稳定值符合带有异氰酸酯端基的预聚物 的计算值(。/。NCO目标为1.914)。按照通用方法ASTMD1343-69采用 Model DV-8 Falling Ball Viscometer(售自 Duratech Corp., Waynesboro, VA.)在约40°C测定预聚物的粘度。按照S. Siggia, "Quantitative Organic Analysis via Functional Group" , 3rd Edition, Wiley & Sons, New York, pp. 559-561 (1963)的方法测定封端的二醇 预聚物的异氰酸酯部分总含量，表示为NCO基的重量百分比，所述 文献的全部内容通过引用结合于本文中。
实施例2
[000118]制备步骤与实施例1 用以下成分：
Terathane® 1800: DMPA: Mondur® ML:
相同，所不同的是反应混合物中采
约361克； 约19克；和 约120克。
实施例3
[000119]制备步骤与实施例 采用以下成分：
Terathane® 1800: DMPA: Mondur® ML:
1相同，所不同的是反应混合物中
约349克； 约21克；和 约130克。
实施例4
[000120]制备步骤与实施例1相同，所不同的是反应混合物中
采用以下成分：
Terathane® 1800: 约329克；
Pluracol® HP 4000D: 约30克；
DMPA: 约21克；和
Mondur® ML: 约120克。
实施例5
[000121]制备步骤与实施例 采用以下成分：
Terathane® 1800: Pluracol® HP 4000D: DMPA:
1相同，所不同的是反应混合物中
约331克； 约30克； 约19克；和
Mondur® ML:
约120克,
对比实施例
以下预聚物样品中，制备步骤和成分种类和量保持相同，除了 MDI 二异氰酸酯外。为了进行对比，如下所示反应混合物中采用相 同量的Isonate® 125MDR代替Lupranate® MI或Mondur® ML:
实施例6C Terathane® 1800: DMPA:
Isonate® 125MDR:
约382.5克； 约12.5克；和 约105克。
实施例7C
Terathane® 1800: DMPA:
Isonate® 125MDR:
约361克； 约19克；和 约120克。
实施例8C Terathane® 1800: DMPA:
Isonate® 125MDR:
约349克； 约21克；和 约130克。
实施例9C Terathane® 1800: Pluracol® HP 4000D: DMPA:
Isonate® 125MDR:
约329克； 约30克； 约21克；和 约120克。
实施例10C
Terathane® 1800: 约331克；Pluracol® HP 4000D: 约30克；DMPA: 约19克；和Isonate® 125MDR: 约120克。[000122]将实施例预聚物样品（实施例l-"和对比实施例样品（实 施例6C-10C)的粘度(采用落球法在4(TC下测定)列于表1中以进行对 比：表1采用落球法在4(TC下测定的预聚物粘度(泊）
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