CN1205244C - 磺化聚氨酯脲的含水胶态分散体和产物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及磺化聚氨酯脲的稳定胶态分散体和从这些分散体形成的自承性膜。在磺化聚氨酯脲形成之后，可以将醇加入到含水分散体中以提供水-醇体系。本发明的膜粘性最小并且是自粘合性的。

Description

磺化聚氨酯脲的含水胶态分散体和产物
发明领域
本发明涉及磺化聚氨酯脲的稳定胶态分散体和从这些分散体形成的自承性膜。在磺化聚氨酯脲形成之后，可以将醇加入到含水分散体中以提供水-醇体系。本发明的膜粘性最小并且是自粘合性的。
发明背景
聚氨酯是公知的高性能聚合物，它可容易地适应于显示拉伸强度、韧性和柔性的独特结合。由于此多用性，聚氨酯已经用于各种应用，包括粘合剂树脂、耐磨涂料、保护性涂料、和膜。
可以采用三种方式的一种将聚氨酯输送到基材上：i)作为可熔融加工的热塑性或热固性材料挤出，ii)作为可水分固化或两部分可固化体系输送，一般来自有机溶剂，或iii)作为胶态聚合物体系的含水分散体输送。两部分聚氨酯一般用于粘合剂或涂料应用，其中从有机溶剂、封端异氰酸酯链端化合物、和二胺固化剂的混合物，或有机溶剂、二异氰酸酯封端化合物和多元醇的混合物输送它们。
当要求高性能聚氨酯性能时需要采用含水聚氨酯分散体，但其中挥发性有机化合物不是所需的。它们提供的优点在于它们具有降低了挥发性有机化合物(VOC)的逸出；它们在涂敷期间可消除对毒性异氰酸酯或二胺化合物的曝露；和它们提供简化的整体加工。已经商业开发含水聚氨酯分散体作为向如下很多种基材输送聚氨酯涂料的措施：包括例如，纤维、纺织品、纸、膜、木材、和混凝土。
WO99/05192公开了包括高含量衍生自芳族二异氰酸酯的硬链段的磺基聚脲的含水胶态分散体，和从这些分散体形成的膜。该膜具有改进的热稳定性，和因此改进了高温性能，和可用于形成耐热研磨制品。它们在水中不会再分散。
US4,307,219描述了线性聚氨酯树脂，该树脂在惰性有机溶剂中在基本无水条件下制备，和一旦涂敷和干燥，可以在水和含水有机溶剂中再分散。
US4,738,992描述了包括至少一种含侧磺基的聚脲和聚氨酯的吸水海绵。该海绵包括如下物质的反应产物：异氰酸酯封端的磺基聚氨酯/脲，多异氰酸酯，异氰酸酯封端的聚氨酯/脲，和选自水和多元醇或多元胺的化合物加上发泡剂。
以上讨论的技术没有一个提供能够形成发粘最小和自粘合的，可形成自承性膜的聚氨酯分散体，它们也没有建议这些材料在化妆品制剂中的用途。
因此，在本领域需要在水和水-醇溶剂体系中稳定的聚氨酯分散体，其中该分散体具有一种或多种如下性能：最小粘性和高自粘合性，能够在水和水-醇溶剂体系中形成稳定的分散体，和能够通过简单的环境蒸发在皮肤或头发上快速形成膜。
发明概述
本发明涉及磺化聚氨酯脲的稳定含水胶态分散体和从这些分散体形成的膜。
简言之，本发明的磺化聚氨酯脲包括如下物质的反应产物：
(a)一种或多种磺化多元醇；
(b)一种或多种非磺化多元醇；
(c)一种或多种含有2-25个碳原子的脂族多异氰酸酯，或含有3-25个碳原子的环脂族多异氰酸酯；和
(d)过量水，
其中(a)、(b)和(c)与(d)的反应产物包括如下通式的聚脲链段：
Figure C0081975800081
其中z是0-6的整数，和R3是衍生自脂族或环脂族多异氰酸酯的含有2-25个碳原子的脂族基团，或含有3-25个碳原子的环脂族基团。(a)、(b)和(c)的反应形成异氰酸酯对羟基比为1.3-2.5∶1的异氰酸酯封端的预聚物混合物。过量水表示水的数量大于异氰酸酯封端预聚物混合物的数量(w/w)，使得最终含水分散体达到小于50％固体。(a)、(b)和(c)与(d)的反应产物提供磺化当量为约1000-约8500和仅由水扩链的磺化聚氨酯脲。
本发明的另一方面涉及从上述磺化聚氨酯脲制备的稳定含水分散体。
本发明的另外方面涉及从上述磺化聚氨酯脲制备的自承性膜。形成这些膜而没有挥发性有机化合物逸出和没有后涂敷化学品或离子交联；因此，形成膜的总体加工简化到一个步骤。本发明的膜发粘最小并且是自粘合的。本发明的一些膜也可在水中再分散。
术语
在此申请中：
“脂族”表示非芳族基团，它可以是2-25个碳原子的直链或支链亚烷基，其中这些基团可以选择性地被例如醚、酯、或环脂族官能团取代。
“胶态分散体”表示粒度小于约1微米，典型地小于约500纳米的粒子在含水介质(水)或在水-醇介质中的离散分布。
“粘性(cohesive)”表示具有自动粘合或自粘合，即粘合到自身的能力。
“环脂族”表示3-25个碳原子的非芳族，选择性取代的环状基团，其中1-3个碳原子可以选择性地被杂原子，例如氮或氧，或C(O)代替。环脂族基团可以选择性地被例如烷基、醚、或酯官能团取代。
“粘性最小”表示具有相对低的粘性程度，优选无粘性。因此，粘性最小包括当进行“指触”测试时无粘性，非常非常低粘性，非常低粘性，和低粘性的组合物。指触测试包括通过在室温(约20-30℃)下的轻触动和短接触时间定性评定粘合剂并赋予1-5的数值，其中1＝无粘性，1.25＝非常非常低粘性，1.5＝非常低粘性，2＝低粘性，2.5＝低到中等粘性，3＝中等粘性，3.5＝中等到好的粘性，4＝好粘性，和5＝优异粘性。以此刻量，来自Minnesota Mining and ManufacturingCo.(3M)，St.Paul.MN，USA的ScotchTMMagicTM透明带的等级为5。
“聚脲”表示通过聚合反应获得的聚合物，其中链增长的机理完全是通过异氰酸酯基团与胺或脲基团的反应形成脲和缩二脲键，脲键形成为主要的。
“自粘合”表示优选粘合到它自身的材料，或在压力或力量下不需要显著升高的温度(如，不需要大于约50℃的温度)的化学相似材料。本发明的优选组合物在室温(约20-30℃)下接触到它自身时立即显示自粘合性能。如前所述，根据应用术语“立即”表示小于几分钟，如约5分钟，优选小于1分钟，更优选小于30秒。
“稳定的含水胶态分散体”表示平均直径为约10纳米-约1微米的聚合物粒子在水中的均匀分散体，它在搅拌(连续或间歇的)不存在时并不附聚。
“磺化当量”表示磺基聚脲中所有原子的原子重量总和除以在聚合物分子中包含的磺酸基团数目。
“磺基聚脲”表示包含至少一个共价键合到聚合物链上和为聚合物链侧基的磺酸盐基团的高分子量聚脲。
“磺化聚氨酯脲”表示包含磺酸盐基团和多个脲键和尿烷键的聚合物。
本发明说明性实施方案的详细描述
本发明的磺化聚氨酯脲包括如下物质的反应产物：(a)一种或多种磺化多元醇；(b)一种或多种非磺化多元醇；(c)一种或多种脂族或环脂族多异氰酸酯；和(d)过量水，其中(a)、(b)和(c)与(d)的反应产物包括如下通式的聚脲链段：
其中z是0-6的整数，和R3是衍生自脂族或环脂族多异氰酸酯的含有2-25个碳原子的脂族基团，或含有3-25个碳原子的环脂族基团。(a)、(b)和(c)的反应形成异氰酸酯对羟基比(NCO/OH)为1.3-2.5∶1的异氰酸酯封端的预聚物混合物。(a)、(b)和(c)与(d)的反应产物提供磺化当量为约1000-约8500和仅由水扩链的磺化聚氨酯脲。
多元醇：
在此使用的术语“多元醇”表示包括两个或更多羟基的多元醇。多元醇可以亲水性的或疏水性的。在此使用的术语“多元醇”包括非磺化多元醇和用于制备磺化多元醇的非磺化多元醇。非磺化多元醇是多元醇骨架上不包含磺酸盐基团的多元醇。
适用于本发明的优选类别多元醇包括分子量范围为约200-约2000的多元醇。优选，多元醇包含含有醚或酯官能团的二价脂族或环脂族基团。同样，可以使用多元醇的混合物。
适用于本发明的多元醇可以选自聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚己内酯多元醇、聚1，4-丁二醇等，及其混合物。另外，可以采用从二酯、二酸和二醇制备的聚酯二醇。用于制备聚酯二醇的二酯和二酸包括但不限于间苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二甲酯、和己二酸二甲酯等；用于制备聚酯二醇的二醇包括丙二醇、1，3-丙烷二醇、1，4丁二醇等。
本发明的多元醇包括，但不限于，聚乙二醇和聚丙二醇。此外，本发明的多元醇包括，但不限于，二甘醇/己二酸聚酯多元醇(LexorexTM1100-220，购自Inolex Chemical Company，费城，PA)、新戊二醇、1，6-己二醇、间苯二甲酸酯、己二酸酯聚酯多元醇(FomrezTM8056-146，购自Witco Corp.，纽约，NY)、400平均分子量聚乙二醇(购自DuPontChemicals，Wilmington，DE)、600平均分子量聚乙二醇(购自UnionCarbide Chemical and Plastics Co.，Inc.，Danbury，CT)、1000平均分子量聚丙二醇(购自Arco Chemical，Newton Square，PA)、1000平均分子量聚乙二醇(购自Union Carbide Chemical and PlasticsCo.，Inc.，Danbury，CT)、3400平均分子量聚乙二醇(购自Aldrich ChemicalCompany，Wilwaukee，WI)和聚己内酯二醇(ToneTM-200，购自UnionCarbide Corp.)。
磺化多元醇：
磺化多元醇是包含至少一个为多元醇主链侧基的磺酸盐基团(SO3M，其中M是选自碱金属阳离子Na+、Li+和K+的阳离子)的多元醇。可以通过酯交换或酯化反应从非磺化多元醇制备磺化多元醇。
在典型的酯交换或酯化反应条件下，使用一种或多种上述多元醇，其它二醇，或该多元醇和其它二醇的结合物与5-钠代磺基间苯二甲酸二甲酯(DMSSIP CAS#3965-55-7，购自Aldrich ChemicalCompany，Wilwaukee，WI)或5-钠代磺基间苯二甲酸(SSIP CAS#6362-79-4，购自Aldrich Chemical Company，Wilwaukee，WI)，和酯交换反应催化剂(例如，钛酸四丁酯、购自Aldrich Chemical Company，Wilwaukee，WI)制备优选类别的磺化多元醇。在磺化多元醇的形成中典型地使用过量多元醇(相对于5-钠代磺基间苯二甲酸二甲酯高至4∶1摩尔过量的多元醇)。当反应完成时，产物是磺化多元醇和非磺化多元醇的混合物。
可以采用各种多元醇。本发明的多元醇包括，但不限于，400平均分子量聚乙二醇(购自DuPont Chemicals，Wilmington，DE)、600平均分子量聚乙二醇(购自Union Carbide Chemical and PlasticsCo.，Inc.，Danbury，CT)、425平均分子量聚丙二醇(购自ArcoChemical，Newton Square，PA)、和300平均分子量聚乙二醇(购自AldrichChemical Company，Wilwaukee，WI)。同样可以使用多元醇的混合物。优选的多元醇是羟基当量为200的聚乙二醇和羟基当量为212的聚丙二醇的混合物。在每当量DMSSIP以上约4当量多元醇混合物的反应产生羟基当量为约300和含有中心位置芳族磺酸盐基团的磺化多元醇。
可以与DMSSIP反应以提供用于本发明的磺化多元醇的其它多元醇包括聚己内酯多元醇。另外，5-钠代磺基间苯二甲酸二甲酯或5-钠代磺基间苯二甲酸可以与其它二酸的二酯，包括间苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二甲酯和己二酸二甲酯，和二醇一起采用以生产包含磺酸酯的共聚酯二醇。这样二醇的例子包括丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、新戊二醇、二甘醇、二丙二醇、2，2，4-三甲基-1，3戊二醇、1，4-环己烷二甲醇、双酚A的环氧乙烷和/或环氧丙烷加合物、氢化双酚A的环氧乙烷和/或环氧丙烷加合物、聚乙二醇和聚丙二醇。
多异氰酸酯：
用于制备本发明磺化聚氨酯脲的多异氰酸酯是脂族或环脂族多异氰酸酯及其混合物。可以采用很多种脂族和环脂族多异氰酸酯。本发明的多异氰酸酯是在单个分子中含有两个或多个反应性异氰酸酯(即-NCO)基团的脂族和/或环脂族有机化合物。此定义包括二异氰酸酯、三异氰酸酯、四异氰酸酯等，及其混合物。特别公知和有用类别的多异氰酸酯是二异氰酸酯。
合适的多异氰酸酯包括，但不限于，以DesmodurTMI购自BayerCorp.，Pittsburgh，PA的异佛尔酮二异氰酸酯、以DesmodurTMW购自Bayer Corp.的双(4-异氰酰基环己基)甲烷(H12MDI)、购自AldrichChemical Company，Wilwaukee，WI的三甲基-1，6-二异氰酰基己烷(TMDI)(CAS#34922-02-4)、1，6-二异氰酰基己烷(HDI)(CAS#822-06-0)，及其混合物。
过量水表示水的数量大于异氰酸酯封端的预聚物混合物的数量(w/w)，使得达到小于50％固体的最终含水分散体。也使用水以将预聚物混合物扩链。
在本发明的磺化聚氨酯脲中，至少一个磺酸盐基团(SO3M)为磺化聚氨酯脲主链的侧基。优选SO3M基团是引入磺化聚氨酯脲中的芳族部分。聚氨酯脲主链中的磺酸盐基团衍生自上述磺化多元醇。磺化聚氨酯脲的磺酸盐基团当量为约1000-8500，优选约3000-6000。
磺化聚氨酯脲主链主包含多个尿烷链段和多个脲链段的聚合物。尿烷链段衍生自磺化多元醇、非磺化多元醇和脂族和/或环脂族多异氰酸酯的反应，以形成异氰酸酯封端的预聚物混合物。聚合物的脲链段衍生自异氰酸酯封端的预聚物混合物与水的反应。
磺化聚氨酯脲中脲链段对尿烷链段的数量，在确定从本发明磺化聚氨酯脲含水分散体形成的膜的物理性能中是关键的。脲链段降低磺化聚氨酯脲的粘性，和尿烷链段促进自粘合性。因此，为达到粘性最小的自粘合的膜，必须合适地平衡脲链段对尿烷链段的数量。
脲链段对尿烷链段的数量来自异氰酸酯封端预聚物的异氰酸酯对羟基比(NCO/OH)，比例越高表示有越多的游离异氰酸。因此，异氰酸酯封端的预聚物混合物的异氰酸酯对羟基比(NCO/OH)最终确定产生的磺化聚氨酯脲的分子量和物理性能。优选约1.3-2.5∶1，更优选约1.65-1.85∶1，和最优选约1.75∶1的NCO/OH比用于产生平均分子量为约700-2500，更优选1200-1700的异氰酸酯封端的预聚物。如果异氰酸酯封端的预聚物混合物的平均分子量太高，预聚物混合物变得太粘；因此，此分子量范围是优选的。
当NCO/OH比为约1.3-2.5∶1时，获得的磺化聚氨酯脲具有脲和尿烷链段的结合，使得从磺化聚氨酯脲分散体形成的膜令人惊奇地为自承性的，粘性最小，并且是自粘合的，即当被触摸时膜具有最小粘性触感，同时具有粘合到它自身的能力。此外，这些膜也可以是可水再分散的。当NCO/OH比为约1.65-1.85∶1和更优选约1.75∶1时，甚至更均匀地平衡磺化聚氨酯脲中脲链段对尿烷链段的数量，以提供粘性最小和自粘合的膜。
当比例NCO/OH太高时，获得的磺化聚氨酯脲含有太多的脲链段和太少的尿烷链段，从此磺化聚氨酯脲含水分散体形成的膜倾向于不具有自粘合性能。此外，已经发现当NCO/OH比例太低时，获得的磺化聚氨酯脲含有太多的尿烷链段和太少的脲链段，从此磺化聚氨酯脲分散体形成的膜倾向于当触摸时为粘性的，和不是自承性的。
本发明磺化聚氨酯脲的制备由如下流程A简要图示：
流程A
Figure C0081975800151
在流程A的步骤1中，进行酯交换或酯化反应，其中在催化剂存在下，通式(I)的化合物，其中R是H或CH3，与多元醇(IIa)反应。在多元醇(IIa)中，R1是平均分子量为200-2000，包括醚或酯官能团的二价脂族基团。此反应提供磺化多元醇(III)和未反应/过量的多元醇(IIa)。合适的催化剂包括，例如，钛酸四丁酯(TBT)、氯化锌、醇钠、乙酸镉、和乙酸铅。在大约170℃下进行酯交换或酯化反应。多元醇(IIa)可以是单一多元醇或多元醇的混合物，产生单一磺化多元醇(III)或磺化多元醇(III)的混合物。
在步骤2中，磺化多元醇(III)，多元醇(IIa)，和任选的多元醇(IIb)与多异氰酸酯(IV)反应。在多异氰酸酯(IV)中，R3如先前所定义，和在多元醇(IIb)中，R2是分子量为200-2000，包括醚或酯官能团的二价脂族或环脂族基团。此反应提供异氰酸酯封端的预聚物(V)和(VI)以及未反应/过量的多异氰酸酯(IV)。在此步骤中，可以加入另外的多元醇(IIa)和/或不同的多元醇(IIb)。多元醇(IIa)和(IIb)可以是单一多元醇或多元醇的混合物，和多异氰酸酯(IV)可以是单一多异氰酸酯或多异氰酸酯的混合物。异氰酸酯封端的预聚物(V)和(VI)由多异氰酸酯(IV)与如下物质的任意一种或结合物的反应产物组成：磺化多元醇(III)，多元醇(IIa)和多元醇(IIb)。因此，步骤2的最终产物包括异氰酸酯封端的预聚物混合物，它是异氰酸酯封端的磺化预聚物(V)、异氰酸酯封端预聚物(VI)和过量多异氰酸酯(IV)的混合物。由上述方法生产的异氰酸酯封端磺化预聚物(V)描述在如下文献中：U.S.Nos.4,558,149、4,746,717和4,855,384，该文献在此全文引入作为参考。
在步骤3中，采用足够的搅拌，将上述异氰酸酯封端的预聚物混合物，[(V)，(VI)和(IV)]与预热到大约50-65℃的过量水混合以避免形成宏观可见的凝胶。此加成产生磺化聚氨酯脲(VII)的含水胶态分散体。过量水表示水的数量大于异氰酸酯封端预聚物混合物的数量(w/w)。在磺化聚氨酯脲(VII)中，U是如下通式的聚脲链段：
其中R3衍生自多异氰酸酯(IV)和如先前所定义，和z如先前所定义。反应可以在大约75℃下搅拌1-3小时。可以采用提供适当强度的剪切或搅拌的混合方法，以避免宏观可见的凝胶粒子的形成。
仅采用水完成扩链，采用二胺(H2N～～～NH2)扩链并不提供粘性最小和自粘合的性能。不要求共溶剂，如挥发性有机化合物。因此，可以消除对潜在有害有机化学品的曝露和潜在有害挥发性有机化学品的处理。
在被引入含水环境之后，一部分异氰酸酯基团与水反应以形成氨基和CO2。这些氨基自发地与另一个异氰酸酯基团反应以形成磺化聚氨酯脲中的脲键。
此工艺产生直径小于一微米，典型地为直径约10纳米-约500纳米的磺化聚氨酯脲粒子的离散含水分布体或含水分散体。该分散体可具有胶态分散体的半透明、带蓝色外观特性，或可以为从透明淡黄色溶液到乳状白色分散体。粒子具有由侧磺酸盐基团赋予它们的足够亲水性，使得分散体显示良好的稳定性，在不存在搅拌下，在环境条件下没有补充表面活性剂的延长贮存下，基本不显示附聚。并且不需要将补充表面活性剂加入到分散体中以促进润湿各种基材。因此，本发明的分散体不包含添加剂以影响分散体稳定性。
通过从组合物除去水和允许膜干燥，容易地从含水胶态分散体制备自由放置或自承性膜。常规的旋转铸塑或膜涂敷技术可用于形成这些膜。不要求有机共溶剂以促进膜形成和/或基材的润湿。尽管不要求共溶剂，如本领域技术人员理解的那样，可以在磺化聚氨酯脲形成之后将醇加入到含水分散体中以提供水-醇体系。在某些应用中水-醇体系可以是优选的以提供，例如，更快的干燥时间，和在其它应用中可能优选含水体系以提供，例如，基本无挥发性有机化合物(VOC)逸出。在干燥之后，形成自由放置或自承性的膜。这些膜粘性最小并且为自粘合的。此外，一些膜可以在水中再分散。
本发明的磺化聚氨酯脲胶态分散体和膜可用于各种应用，包括，例如粘合带、密封材料、非织造粘合剂、氟化学品增韧剂/软化剂、吸墨涂料、聚烯烃底漆、和化妆品应用。磺化聚氨酯脲和从其形成的膜可用于其中需要粘性最小的自粘合材料的任何应用。此外，本发明的一些膜也是可水再分散的，因此，它们可用于任何应用，其中需要粘性最小、自粘合和可水再分散材料，包括例如，水溶性粘合剂。
本发明的组合物和从其形成的膜用于化妆品应用。这样的应用要求一定量的耐水性，耐转移性，或对皮肤、指甲或头发的直接性。该应用包括，如化装化妆品或保护性化妆品应用如睫毛油、粉底霜、口红、扑面粉、眼线膏、眼影膏、驱虫剂、指甲油、皮肤保湿液、护肤霜、润肤液、唇膏和防晒剂。
当本发明的分散体用于头发护理产品，如香波和调理剂等时，分散体可提供更快速干燥。当在低水平下与其它头发定型树脂结合使用时，它也可改进头发定型剂的防潮性。在此描述的头发护理产品，不是“改型(reshapable)”头发定型组合物。“改型”头发定型组合物表示提供头发定型的头发定型组合物，该头发定型可以在没有新材料或施加热量而恢复或改变。例如，在设定“直发”或损失(蓬乱)的情况下为恢复或改变发型，不需要新材料，如水或任何形式的固定剂，或热量。组合物可以是长效的，如10-24小时，得到持久的定型效果。
可以使用常规涂敷技术将本发明的分散体和膜涂敷到各种柔性和非柔性基材上，以产生由磺化聚氨酯脲涂敷的片材。柔性材料在此定义为通常用作带衬垫的任何材料或可以是任何其它柔性材料。说明性例子包括，但不限于，纸，塑料如聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、聚碳酸酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、乙酸纤维素、三乙酸纤维素、和乙基纤维素。另外，柔性材料包括，但不限于，由合成或天然材料如棉、羊毛、尼龙、人造丝、玻璃、或陶瓷材料的线形成的织造织物，或它们可以是非织造织物如天然或合成纤维或这些物质的共混物的气流铺制网。非柔性基材的说明性例子包括，但不限于，金属、金属喷镀的聚合物膜、或陶瓷片材。也可以将分散体和膜涂敷到合成或天然材料的纤维性基材，如角蛋白和胶原上。
涂敷片材可采用粘性最小和自粘合组合物的通常已知的任何制品形式，如标签、带子、标志、盖子、标记指示物等。
实施例
由如下实施例和评价进一步说明本发明，但本发明并不限于如下实施例和评价。除非另外说明，所有份数，百分比，和比例按重量计。
下表I是用于这些试验的材料的汇编。
表I
  名称或首字母缩写        化学名称        来源
  LexorezTM 1100-220 二甘醇/己二酸聚酯多元醇   Inolex ChemicalcompanyPhiladelphia，PA
  FomrezTM 8056-146 新戊二醇，1，6-己二醇，间苯二甲酸酯，己二酸酯聚酯多元醇   Witco Corp.New York，NY&Houston，TX
  PEG-1000 CarbowaxTM聚乙二醇-1000   Union Carbide Corp.Danbury，CT
  PEG-600 聚乙二醇-600   Aldrich ChemicalCompanyMilwaukee，WI
名称或首字母缩写     化学名称         来源
    PEG-400 聚乙二醇-400    Aldrich ChemicalCompanyMilwaukee，WI
    PEG-300 聚乙二醇-300    Aldrich ChemicalCompanyMilwaukee，WI
    PEG-3400 聚乙二醇-3400    Aldrich ChemicalCompanyMilwaukee，WI
    PPG-425 ArcolTMPPG-425(聚丙二醇-425)    ARCO ChemicalCompany NewtownSquare，PA
    PPG-1000 ArcolTMPPG-1000(聚丙二醇-1000)    ARCO ChemicalCompany NewtownSquare，PA
    PPG-1025 ArcolTMPPG-1025(聚丙二醇-1025)    ARCO ChemicalCompany NewtownSquare，PA
    ToneTM 0210 ToneTM0210聚己内酯二醇    Union Carbide Corp.Danbury，CT
    IPDI DesmodurTMI(异佛尔酮二异氰酸酯)CAS#4098-71-9    Bayer CorporationPittsburgh，PA
    H12MDI DesmodurTMW(双(4-异氰酸基环己基)甲烷)CAS#5124-30-1    Bayer CorporationPittsburgh，PA
    MDI DesmodurTMI(二苯基甲烷二异氰酸酯)CAS#101-68-8    Bayer CorporationPittsburgh，PA
    IsonateTM 2143L 芳族二异氰酸酯    Dow ChemicalCorporationMidland，MI
    DBTDL 二月桂酸二丁基锡CAS#77-58-7    Aldrich ChemicalCompanyMilwaukee，WI
名称或首字母缩写     化学名称       来源
    ESA 乙磺酸(C2H5SO3H)CAS#594-45-6   Aldrich ChemicalCompanyMilwaukee，WI
    DytekTM A 5-甲基-1，5-戊二胺CAS#15520-10-2   Aldrich ChemicalCompanyMilwaukee，WI
    EDA 乙二胺CAS#107-15-3   Aldrich chemicalCompanyMilwaukee，WI
    DMSSIP 5-钠代磺基间苯二甲酸二甲酯CAS#3965-55-7   Aldrich ChemicalCompany，Milwaukee，WI)
    TBTN 钛酸四丁酯CAS#5593-70-4   Aldrich ChemicalCompanyMilwaukee，WI
I.磺基聚酯多元醇的制备
制备A
将5升反应容器中加入4100g聚乙二醇-600(13.67当量)和505.67g5-钠代磺基间苯二甲酸二甲酯(DMSSIP)(3.42当量)。将材料在高真空下在100℃下干燥1小时。随后加入钛酸四丁酯(0.08wt％)和在220℃下加热反应直到已经除去大约85％理论值的甲醇。将反应温度降低到170℃和在真空下保持1小时，导致透明淡黄色材料。计算的羟基当量是428，计算的磺化当量是2632。
制备B
使用如下材料如以上制备A制备此材料：1000g聚乙二醇-400(5.0当量)，1000g聚乙二醇-425(4.7当量)，359.5g 5-钠代磺基间苯二甲酸二甲酯(2.43当量)和0.08wt％钛酸四丁酯。产物是透明淡黄色材料。计算的羟基当量是295，计算的磺化当量是1879。
制备C
使用如下材料如以上制备A制备此材料：3000.0g聚乙二醇-400(15.0当量)，555.0g 5-钠代磺基间苯二甲酸二甲酯(3.75当量)和0.08wt％钛酸四丁酯。在65℃下进行干燥。产物是透明淡黄色材料。计算的羟基当量是305，计算的磺化当量是1832。
制备D
使用如下材料如以上制备A制备此材料：1404.0g聚丙二醇-425(6.623当量)，245.04g 5-钠代磺基间苯二甲酸二甲酯(1.656当量)和0.08wt％钛酸四丁酯。在105℃下在高真空干燥30分钟。将反应加热到245℃，随后冷却到145℃然后保持在170℃下在高真空下3小时。产物是透明黄色材料。计算的羟基当量是311，计算的磺化当量是1928。
制备E
在500毫升反应容器中加入300.0g聚乙二醇-300(2.0当量)和74.0g5-钠代磺基间苯二甲酸二甲酯(0.50当量)。将材料在高真空下在110℃下干燥30分钟。氮气用于释放真空和随后加入钛酸四丁酯(0.08wt％)和在220℃下在氮气下加热反应直到已经除去大约85％理论值甲醇。将反应温度降低到128℃和将真空调至0.9mm。将反应加热到170℃和在真空下保持1.5小时，得到透明淡黄色材料。计算的羟基当量是228，计算的磺化当量是1432。
制备F
在500毫升反应容器中加入225.0g聚乙二醇-400(1.125当量)，83.25g 5-钠代磺基间苯二甲酸二甲酯(0.563当量)和1.3g钛酸四丁酯(0.08wt％)。将反应于220℃下在氮气下加热2小时，除去15g甲醇。将反应温度降低到175℃和将真空调到1mm。将反应在175℃和在真空下保持1小时，得到透明淡黄色材料。计算的羟基当量是516，计算的磺化当量是1032。
II.磺化聚氨酯脲
实施例1
向3升三颈圆底烧瓶中，加入355.0g制备B的磺基聚酯多元醇(1.145当量)和360.0g的FomrezTM8056-146(0.916当量)，和通过在高真空下加热而干燥。在冷却到25℃和采用氮气再加压之后，加入1.6g乙磺酸(0.151当量)、400.4g异佛尔酮二异氰酸酯(3.607当量)和0.02wt％二月桂酸二丁基锡，和将反应混合物加热到50℃。在37℃放热之后，将反应在大约75℃保持2.5小时。
向12升反应容器中加入2088g水和加热到60℃。在10-15分钟期间内，将以上制备的预聚物缓慢地(但连续地)加入到上述水中，形成乳状分散体。将反应在60-80℃下加热两小时。这样得到含有36％固体的稳定分散体。
实施例2
向2升三颈圆底烧瓶中，加入693.0g制备B的磺基聚酯多元醇(2.214当量)和265.5g的聚丙二醇-1000(0.518当量)，和通过在高真空下加热而干燥。在冷却到25℃和采用氮气再加压之后，加入3.12g乙磺酸(0.3当量)、530.7g异佛尔酮二异氰酸酯(4.78当量)和0.02wt％二月桂酸二丁基锡，和将反应混合物加热到50℃。在30℃放热之后，将反应在大约75℃保持1小时。
向12升反应容器中加入2800g水和加热到60℃。在1小时期间内，将以上制备的预聚物缓慢地(但连续地)加入到上述水中(保持发泡到最小)，形成浅兰色乳状分散体。在加完之后，将反应在75℃下加热一小时。这样得到含有28.9％固体的稳定分散体。
实施例3
向500毫升三颈圆底烧瓶中，加入45.0g制备C的磺基聚酯多元酯(0.153当量)、15g制备D的磺基聚酯多元醇(0.048当量)、10.0g的LexorezTM1100-220(0.039当量)和10.0g的FomrezTM8056-146(0.025当量)，通过在高真空下加热而干燥。在冷却到25℃和采用氮气再加压之后，加入0.20g乙磺酸(0.019当量)、51.56g异佛尔酮二异氰酸酯(0.465当量)和0.02wt％二月桂酸二丁基锡，和将反应混合物加热到50℃。在65℃放热之后，将反应在大约75℃保持1小时。
向2升反应容器中加入310.0g水并加热到65℃。在15分钟期间内，将以上制备的预聚物缓慢地(但连续地)加入到上述水中(保持发泡到最小)，形成浅兰色乳状分散体。在加完之后，将反应在75℃下加热75分钟。这样得到含有25.7％固体的稳定分散体。
实施例4
向500毫升三颈圆底烧瓶中，加入25.0g制备B的磺基聚酯多元醇(0.081当量)、25.0g制备A的磺基聚酯多元醇(0.059当量)，和20.0g的ToneTM0210(0.048当量)，和通过在高真空下加热而干燥。在冷却到25℃和采用氮气再加压之后，加入0.113g乙磺酸(0.011当量)，43.0g的DesmodurTMW(0.328当量)和0.02wt％二月桂酸二丁基锡，和将反应混合物加热到75℃。没观察到放热。将反应在大约75℃保持1小时。
向另一个反应容器中加入265g水并加热到75℃。在10-15分钟期间内，将以上制备的预聚物缓慢地(但连续地)加入到上述水中，形成乳状分散体。将反应在75℃下加热75分钟。这样得到含有22.4％固体的稳定分散体。
实施例5
向500毫升三颈圆底烧瓶中，加入40.0g制备B的磺基聚酯多元醇(0.129当量)、35.0g制备A的磺基聚酯多元醇(0.082当量)和18.0g的ToneTM0210(0.043当量)，和通过在高真空下加热而干燥。在冷却到25℃和采用氮气再加压之后，加入0.180g乙磺酸(0.017当量)、49.7g异佛尔酮二异氰酸酯(0.448当量)和0.02wt％二月桂酸二丁基锡，和将反应混合物加热到62℃。在26℃放热之后，将反应在大约75℃保持1小时。
向另一个反应容器中加入345g水并加热到75℃。在10-15分钟期间内，将以上制备的预聚物缓慢地(但连续地)加入到上述水中，形成乳状分散体。将反应在75℃下保持75分钟。这样得到含有18.4％固体的稳定分散体。
实施例6
向1000毫升三颈圆底烧瓶中，加入95.0g制备B的磺基聚酯多元酯(0.306当量)、95.0g制备A的磺基聚酯多元醇(0.224当量)、40.0g的LexorezTM1100-220(0.157当量)和40g的FomrezTM8056-146(0.102当量)，通过在高真空下加热而干燥。在冷却到25℃和采用氮气再加压之后，加入0.428g乙磺酸(0.040当量)、153.19g异佛尔酮二异氰酸酯(1.380当量)和0.02wt％二月桂酸二丁基锡，和将反应混合物加热到60℃。在27℃放热之后，将反应在大约75℃下保持1小时。
向另一个反应容器中加入2014g水并加热到75℃。在10分钟期间内，将以上制备的预聚物缓慢地(但连续地)加入到上述水中，形成乳状分散体。将反应在75℃下保持80分钟。这样得到含有19.1％固体的稳定分散体。
实施例7
向500毫升三颈圆底烧瓶中，加入22.0g制备B的磺基聚酯多元酯(0.071当量)、22.0g制备F的磺基聚酯多元醇(0.045当量)、10.0g的LexorezTM1100-220(0.039当量)和10g的FomrezTM8056-146(0.025当量)，通过在高真空下加热而干燥。在冷却到25℃和采用氮气再加压之后，加入0.099g乙磺酸(0.009当量)、35.18g异佛尔酮二异氰酸酯(0.317当量)和0.02wt％二月桂酸二丁基锡，和将反应混合物加热到60℃。在34℃放热之后，将反应在77℃下保持1小时。
向另一个反应容器中加入245g水并加热到75℃。在10分钟期间内，将以上制备的预聚物缓慢地(但连续地)加入到上述水中，形成乳状分散体。将反应在75℃下保持85分钟。这样得到含有25.4％固体的稳定分散体。
实施例8
向500毫升三颈圆底烧瓶中，加入30.0g制备C磺基聚酯多元酯(0.102当量)、30.0g制备D磺基聚酯多元醇(0.096当量)、10.0g的LexorezTM1100-220(0.039当量)和10g的FomrezTM8056-146(0.025当量)，通过在高真空下加热而干燥。在冷却到25℃和采用氮气再加压之后，加入0.135g乙磺酸(0.013当量)、51.05g异佛尔酮二异氰酸酯(0.460当量)和0.02wt％二月桂酸二丁基锡，和将反应混合物加热到75℃。在9.3℃放热之后，将反应在大约75℃下保持1小时。
向另一个反应容器中加入306g水并加热到70℃。在10分钟期间内，将以上制备的预聚物缓慢地(但连续地)加入到上述水中，形成淡兰色分散体。将反应在80℃下保持75分钟。这样得到含有35.2％固体的稳定分散体。
实施例9
向500毫升三颈圆底烧瓶中加入30.0g制备E磺基聚酯多元醇(0.132当量)、7.5g的LexorezTM1100-220(0.029当量)和24.0g的FomrezTM8056-146(0.061当量)，通过在高真空下加热而干燥。在冷却到25℃和采用氮气再加压之后，加入0.135g乙磺酸(0.013当量)、43.13g异佛尔酮二异氰酸酯(0.389当量)和0.02wt％二月桂酸二丁基锡，和将反应混合物加热到52℃。在42℃放热之后，将反应在大约75℃下保持75分钟。
向另一个反应容器中加入250g水并加热到65℃。在10分钟期间内，将以上制备的预聚物缓慢地(但连续地)加入到上述水中，形成乳状分散体。将反应在78℃下保持一小时。这样得到含有32.75％固体的稳定分散体。
实施例10
向500毫升三颈圆底烧瓶中加入29.76g制备B磺基聚酯多元酯(0.096当量)、29.76g制备A磺基聚酯多元醇(0.070当量)和23.8g的FomrezTM8056-146(0.061当量)，通过在高真空下加热而干燥。在冷却到25℃和采用氮气再加压之后，加入0.134g乙磺酸(0.013当量)、44.0g异佛尔酮二异氰酸酯(0.397当量)和0.02wt％一月桂酸二丁基锡，和将反应混合物逐渐加热到50℃。在53℃放热之后，将反应在大约75℃下保持1小时。
向另一个反应容器中加入305g水并加热到70℃。在15分钟期间内，将以上制备的预聚物缓慢地(但连续地)加入到上述水中，形成乳状分散体。将反应在75℃下保持一小时。这样得到含有27.4％固体的稳定分散体。
实施例11
向500毫升三颈圆底烧瓶中加入25.0g制备B磺基聚酯多元酯(0.081当量)、25.0g制备A磺基聚酯多元醇(0.059当量)和20g的FomrezTM8056-146(0.051当量)，通过在高真空下加热而干燥。在冷却到25℃和采用氮气再加压之后，加入0.113g乙磺酸(0.011当量)、43.6gDesmodurTMW(0.333当量)和0.02wt％二月桂酸二丁基锡，和将反应混合物逐渐加热到50℃。在68.6℃放热之后，将反应在大约75℃下保持1小时。
向另一个反应容器中加入280g水并加热到65℃。在10分钟期间内，将以上制备的预聚物缓慢地(但连续地)加入到上述水中，形成几乎透明的分散体。将反应在82℃下保持一小时。这样得到含有23.65％固体的稳定分散体。
实施例12
向500毫升三颈圆底烧瓶中加入20.0g制备D磺基聚酯多元醇(0.064当量)、55.0g制备C磺基聚酯多元醇(0.186当量)，18.0g的ToneTM0210(0.043当量)和5.0g聚乙二醇-3400(0.003当量)，通过在高真空下加热而干燥。在冷却到25℃和采用氮气再加压之后，加入0.090g乙磺酸(0.009当量)、57.7g异佛尔酮二异氰酸酯(0.520当量)和0.02wt％二月桂酸二丁基锡，和将反应混合物加热到50℃。在70℃放热之后，将反应在大约75℃下保持1小时。
向另一个反应容器中加入380g水并加热到65℃。在10分钟期间内，将以上制备的预聚物缓慢地(但连续地)加入到上述水中，形成乳状分散体。将反应在75℃下保持三小时。这样得到含有22.5％固体的稳定分散体。
实施例13
向500毫升三颈圆底烧瓶中加入40.0g制备D磺基聚酯多元酯(0.129当量)、40.0g聚乙二醇-1000(0.080当量)和10.0g的FomrezTM8056-146(0.025当量)，通过在高真空下加热而干燥。在冷却到25℃和采用氮气再加压之后，加入0.180g乙磺酸(0.017当量)、45.47g异佛尔酮二异氰酸酯(0.410当量)和0.02wt％二月桂酸二丁基锡，和将反应混合物逐渐加热到50℃。在46.3℃放热之后，将反应在大约75℃下保持1小时。
向另一个反应容器中加入325g水并加热到65℃。在10分钟期间内，将以上制备的预聚物缓慢地(但连续地)加入到上述水中，形成乳状分散体。将反应在75℃下保持一小时。将反应混合物采用水稀释以提供含有14.7％固体的透明淡黄-绿色分散体。
对比例1-芳族二异氰酸酯
将446.35g的MDI(3.570当量)和1.89g乙磺酸(0.178当量)加入到2升反应容器中，熔融和混合。在30分钟内向上述二异氰酸酯中加入420.0g制备B磺基聚酯多元酯(1.342当量)、205.0g聚丙二醇-1025(0.400当量)和0.02wt％二月桂酸二丁基锡的预干燥混合物，在加入期间保持温度低于60℃。随后将反应加热到75℃和观察到10℃放热。将反应在大约75℃下保持1小时。
将3222g水加入到另一个反应容器并加热到75℃。在30分钟时间内将以上制备的预聚物缓慢加入到上述水(保持发泡最小)中，形成浅蓝色乳状分散体。在加完之后，将反应在75℃下保持75分钟。获得的稳定分散体含有22.7％固体。
对比例2-芳族二异氰酸酯
向2升三颈圆底烧瓶中加入529.0g制备A磺基聚酯多元酯(1.242当量)和205.3g聚丙二醇-1025(0.402当量)，通过在高真空下加热而干燥。在冷却到25℃和采用氮气再加压之后，加入2.4g乙磺酸(0.224当量)、489.05g的IsonateTM2134L(3.375当量)和0.02wt％二月桂酸二丁基锡，和将反应混合物逐渐加热到50℃。在61.5℃放热之后，将反应在大约75℃下保持90分钟。
将2972g水加入到另一个反应容器并加热到65℃。在30分钟时间内将以上制备的预聚物缓慢加入到上述水(保持发泡最小)中，形成乳状分散体。在加入之后，将反应在75℃下保持一小时。过滤残余的凝结物。获得的稳定分散体含有24.2％固体。
对比例3-二胺扩链
向1升三颈圆底烧瓶中加入168.3g制备B磺基聚酯多元酯(0.538当量)和82.0g聚丙二醇-1025(0.160当量)，通过在高真空下加热而干燥。在冷却到25℃和采用氮气再加压之后，加入0.757g乙磺酸(0.072当量)、135.52g异佛尔酮二异氰酸酯(1.221当量)和0.02wt％二月桂酸二丁基锡，和将反应混合物逐渐加热到50℃。在25℃放热之后，将反应在大约75℃下保持90分钟。将反应停止过夜然后第二天再加热到80℃。在32℃放热之后，将反应在大约75℃下保持一小时。
向反应容器加入137.68g水和2.8g乙二胺(0.0933当量)并加热到50℃。在10分钟时间内将以上制备的预热预聚物(71.8g)缓慢(但连续地)加入到胺水溶液中，形成带蓝色和乳状分散体。在加入之后，将反应在70℃下加热30分钟。获得的稳定分散体含有26.0％固体。
对比例4-二胺扩链
向1升三颈圆底烧瓶中加入168.3g制备B磺基聚酯多元酯(0.538当量)和82.0g聚丙二醇-1025(0.160当量)，通过在高真空下加热而干燥。在冷却到25℃和采用氮气再加压之后，加入0.757g乙磺酸(0.072当量)、135.52g异佛尔酮二异氰酸酯(1.221当量)和0.02wt％二月桂酸二丁基锡，和将反应混合物逐渐加热到50℃。接着在25℃放热之后，将反应在大约75℃下保持90分钟。将反应停止过夜然后第二天再加热到80℃。在32℃放热之后，将反应在大约75℃下保持一小时。
向反应容器加入193.8g水和7.4g的DytekTMA(0.128当量)和加热到50℃。在10分钟时间内将以上制备的99.21g预热预聚物缓慢加入到胺水溶液中，形成带蓝色和乳状分散体。在加入之后，将反应在70℃下加热30分钟。获得的稳定分散体含有29.0％固体。
对比例5-1.1∶1NCO/OH比
向500毫升三颈圆底烧瓶中加入42.0g制备B磺基聚酯多元酯(0.134当量)和20.5g的PPG-1000(0.040当量)，通过在高真空下加热而干燥。在冷却到25℃和采用氮气再加压之后，加入0.19g乙磺酸(0.0175当量)、21.3g异佛尔酮二异氰酸酯(0.193当量)和0.02wt％二月桂酸二丁基锡，和将反应混合物加热到50℃。在37℃放热之后，将反应在大约75℃下保持1小时，获得非常粘性的材料。为有助于此预聚物的转移，就在水扩链之前，将50g丁酮加入到预聚物中。
向另一反应容器加入265g水和加热到60℃。在5分钟时间内将以上制备的预聚物缓慢(但连续地)加入到上述水中，得到几乎透明的分散体。将反应在80℃下加热60分钟。这样得到含有26.7％固体的稳定分散体。
对比例6-2.6∶1NCO/OH比
向500毫升三颈圆底烧瓶中加入42.0g制备B磺基聚酯多元酯(0.134当量)和20.5g的PPG-1000(0.040当量)，通过在高真空下加热而干燥。在冷却到25℃和采用氮气再加压之后，加入0.19g乙磺酸(0.0175当量)、50.3g异佛尔酮二异氰酸酯(0.453当量)和0.02wt％二月桂酸二丁基锡，和将反应混合物加热到50℃。在35℃放热之后，将反应在大约75℃下保持2小时。
向另一反应容器加入352.3g水和加热到60℃。在5分钟时间内将以上制备的预聚物缓慢(但连续地)加入到上述水中，得到乳状分散体。将反应在75℃下加热90分钟。这样得到含有19.3％固体的稳定分散体。
III.膜的评价
进行从磺化聚氨酯脲分散体制备的膜的定性评价。通过在小铝盘中放置大约15ml磺化聚氨酯脲分散体(实施例1-13和对比例1-6)而制备磺化聚氨酯脲的膜。将分散体在室温下空气干燥过夜以在盘的底部形成膜。本发明膜的粘性由包括在室温下的轻触和短时间接触的“指触法”定性测试评定和赋予1-5的数值，其中1＝无粘性，1.25＝非常非常低粘性，1.5＝非常低粘性，2＝低粘性，2.5＝低到中等粘性，3＝中等粘性，3.5＝中等到好的粘性，4＝好粘性，和5＝优异粘性。在此度量上，来自Minnesota Mining and Manufacturing Co.(3M)，St.Paul.MN，USA的ScotchTMMagicTM透明带的等级为5。
通过从盘取出膜和轻微地将膜在它们自身上折叠而不施加压力或力量，评价在室温(约20-30℃)下膜的自粘性。评价为具有自粘合性的膜会立即粘附到它自身上而不会展开。
结果见下表II：
表II
    实施例     粘性     自粘性
    1     1 是
    2     1 是
    3     1     是
    4     1     是
    5     1.5     是
    6     1.5 是
    7     1     是
    8     1     是
    9     1     是
    10     1.5     是
    11     1     是
    12     1     是
    13     2     是
    对比例1     1     否
    对比例2     1     否
    对比例3     1     否
    对比例4     1     否
    对比例5     5     是
    对比例6     1     否
IV.化妆品实施例
实施例14
制备含有加入的活性成分的适于用作防水防晒剂或驱虫剂的润肤液。采用表III所列的相A和相B的重量百分比，使用特定的组分制备水包油乳液。在单独的容器中采用连续搅拌将相A和相B加热到70℃。将相B加入到相A中并使用高剪切混合机均化。采用轻微搅拌冷却到室温得到合适粘度的乳油。
表III.润肤液用水包油乳液
    组分     数量(重量百分比)
    相A
    矿物油     10.0
    豆蔻酸异丙酯     2.0
    硬脂酸     4.0
    硬脂酸甘油酯     3.0
    Cetch-20     1.0
    羊毛脂油     0.6
    相B
    去离子水     76.8
    实施例2的分散体     2.4
    羟乙基纤维素     0.2
    三乙醇胺     1.2
实施例15
采用表IV所列的相A和相B的重量百分比，使用特定的组分制备用于睫毛油的水包油乳液。在单独的容器中采用连续搅拌将相A和相B加热到90℃。将相B加入到相A中并使用高剪切混合机均化。在冷却之后，获得的糊剂提供不成片状、抗污和耐水的睫毛油。
表IV.睫毛油用水包油乳液
    组分     数量(重量百分比)
    相A
    巴西棕榈(Carnuba)蜡     10.0
    豆蔻酸异丙酯     6.0
    硬脂酸     5.0
    硬脂酸甘油酯     3.0
    氧化铁黑颜料     10.0
    相B
    去离子水     57.5
    实施例1的分散体     6.0
    聚乙烯吡咯烷酮     1.0
    羟乙基纤维素     0.2
    三乙醇胺     1.3
实施例16
通过向容器中加入10.7wt％十二烷基硫酸铵(28％固体)、40.0wt％的laureth-2-硫酸铵(25％固体)、2.0wt％二硬脂酸乙二醇酯、1.0wt％的椰油酰胺(cocamide)MEA、0.5wt％三鲸蜡基甲基氯化铵，0.2wt％鲸蜡醇和0.1wt％硬脂醇制备调理香波。一边搅拌一边将获得的混合物加热到80℃，加入包含在45.4wt％去离子水中实施例1的5.0wt％分散体的混合物。冷却之后，在清洗和快速干燥之后获得的珠光液体提供了具有良好保湿性的香波。
实施例17
按如下制备透明指甲油：约20份丙烯酸酯接枝硅氧烷共聚物的20％固体乙醇溶液，该溶液以VS80 Silicones Plus共聚物购自3MCorporation，St.Paul，MN，与10份实施例2的分散体溶液结合。这样提供具有良好抗碎性和有光泽的快速干燥的透明指甲油。
不背离本发明的范围和精神，各种改进和变化对于本领域技术人员是显而易见的。应当理解本发明并不希望不适当地局限于在此描述的说明性实施方案和实施例，这样的实施例和实施方案仅通过实施例体现，本发明的范围仅由下文确定的权利要求书限定。

Claims (24)

1.一种含有磺化聚氨酯脲的组合物，所述磺化聚氨酯脲包括如下物质的反应产物：
(a)一种或多种磺化多元醇；
(b)一种或多种非磺化多元醇；
(c)一种或多种含有2-25个碳原子的脂族多异氰酸酯，或含有3-25个碳原子的环脂族多异氰酸酯；和
(d)过量水，
其中：
所述磺化聚氨酯脲已经仅仅用水进行了扩链；
(a)、(b)和(c)的反应产物的异氰酸酯对羟基比为1.3-2.5∶1；和
(a)、(b)和(c)与(d)的反应产物的磺化当量为1000-8500，并包括如下通式的聚脲链段：
其中z是0-6的整数，和R3是衍生自脂族或环脂族多异氰酸酯的含有2-25个碳原子的脂族基团或含有3-25个碳原子的环脂族基团。
2.根据权利要求1的磺化聚氨酯脲组合物，其中(a)、(b)和(c)的反应产物的异氰酸酯对羟基比为1.65-1.85∶1。
3.根据权利要求1的磺化聚氨酯脲组合物，其中(a)、(b)和(c)与(d)的反应产物的磺化当量为3000-6000。
4.根据权利要求1的磺化聚氨酯脲组合物，其中磺化多元醇包括如下物质的反应产物：
(a)5-钠代磺基间苯二甲酸二甲酯或5-钠代磺基间苯二甲酸，和
(b)一种或多种多元醇。
5.根据权利要求4的磺化聚氨酯脲组合物，其中一种或多种多元醇选自聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚己内酯多元醇及其混合物。
6.根据权利要求5的磺化聚氨酯脲组合物，其中一种或多种多元醇选自聚乙二醇-600、聚乙二醇-400、聚丙二醇-425、聚乙二醇-300、聚乙二醇-200及其混合物。
7.根据权利要求1的磺化聚氨酯脲组合物，其中一种或多种非磺化多元醇选自聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚己内酯多元醇及其混合物。
8.根据权利要求7的磺化聚氨酯脲组合物，其中一种或多种非磺化多元醇选自二甘醇/己二酸聚酯多元醇、新戊二醇、1，6-己二醇、间苯二甲酸酯、己二酸酯聚酯多元醇、聚乙二醇、聚己内酯二醇、聚丙二醇及其混合物。
9.根据权利要求1的磺化聚氨酯脲组合物，其中脂族或环脂族多异氰酸酯是二异氰酸酯。
10.根据权利要求9的磺化聚氨酯脲组合物，其中二异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯、双(4-异氰酰基环己基)甲烷、三甲基-1，6-二异氰酰基己烷及其混合物。
11.一种包括胶态分散体的组合物，其中胶态分散体包括根据权利要求1的磺化聚氨酯脲。
12.根据权利要求11的包括胶态分散体的组合物，其中分散体是含水的。
13.根据权利要求11的包括胶态分散体的组合物，其中分散体是水和醇混合物。
14.根据权利要求11的包括胶态分散体的组合物，其中分散体包括小于50％的固体。
15.一种含有磺化聚氨酯脲的膜，其中磺化聚氨酯脲包括如下物质的反应产物：
(a)一种或多种磺化多元醇；
(b)一种或多种非磺化多元醇；
(c)一种或多种含有2-25个碳原子的脂族多异氰酸酯，或含有3-25个碳原子的环脂族多异氰酸酯；和
(d)过量水，
其中：
磺化聚氨酯脲已经仅仅用水进行了扩链；
(a)、(b)和(c)的反应产物的异氰酸酯对羟基比为1.3-2.5∶1；和
(a)、(b)和(c)与(d)的反应产物的磺化当量为1000-8500，并包括如下通式的聚脲链段：
Figure C008197580004C1
其中z是0-6的整数，R3是衍生自脂族或环脂族多异氰酸酯的含有2-25个碳原子的脂族基团或含有3-25个碳原子的环脂族基团。
16.根据权利要求15的膜，其中(a)、(b)和(c)的反应产物的异氰酸酯对羟基比为1.65-1.85∶1。
17.根据权利要求15的膜，其中(a)、(b)和(c)与(d)的反应产物的磺化当量为3000-6000。
18.根据权利要求15的膜，其中膜粘性最小并且是自粘性的。
19.根据权利要求15的膜，其中膜可再分散在水中。
20.根据权利要求15的膜，其中膜涂敷在基材上。
21.根据权利要求20的膜，其中该基材材料选自纸、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚酯、乙酸纤维素、乙基纤维素、三乙酸纤维素、织造织物、非织造织物气流铺制网、金属、金属喷镀的聚合物膜、陶瓷片材和纤维性基材。
22.根据权利要求15的膜，其中膜涂敷在基材上以形成带。
23.权利要求11的包括胶态分散体的组合物在化妆品中的应用，所述化妆品选自睫毛油、粉底霜、口红、扑面粉、眼线、眼影、唇膏、驱虫剂、指甲油、皮肤保湿液、护肤霜、润肤液和防晒剂。
24.权利要求11的包括胶态分散体的组合物在头发护理组合物中的应用，所述头发护理组合物选自香波、调理剂、喷发胶、摩丝和凝胶，其中该头发护理组合物不是可改型头发护理组合物。
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