CN111019079B - 一种聚氨酯或聚氨酯脲的水分散体及其制备方法和应用 - Google Patents

一种聚氨酯或聚氨酯脲的水分散体及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及聚氨酯水分散体技术领域，尤其涉及一种聚氨酯或聚氨酯脲的水分散体及其制备方法和应用，该聚氨酯或聚氨酯脲为通过包含如下各组分的原料制得的反应产物：a)Mn≥1000且官能度为2‑4的多元醇，b)具有至少两个异氰酸酯基团的异氰酸酯，任选地，c)含有至少一个NCO反应性官能团的单官能度非离子亲水化合物，d)含有离子基团、潜离子基团和非离子基团中的一种或多种且含有2‑3个NCO反应性官能团的亲水化合物，e)长碳链的羟基脂肪酸，f)含有单个氨基的小分子封端剂，任选地，g)含有2个及以上NCO反应性氨基的低分子化合物。本发明的水分散体不仅可以保证树脂的柔软性，同时可使得水性浆料在尼龙织物上的附着力得到提升。

Description

一种聚氨酯或聚氨酯脲的水分散体及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及聚氨酯水分散体技术领域，尤其涉及一种聚氨酯或聚氨酯脲的水分散体及其制备方法和应用。
背景技术
由于水性涂胶具有不含有机溶剂、对人体无害、环境友好等特点，逐渐作为胶浆被应用到纺织、木器、金属、建筑等各个领域。其中，纺织涂层由于其基材的特殊性，要求用于其上的水性涂料具有高附着力、高柔软性、耐水洗性，以及干爽性和耐黄变性等特点。
在纺织材料中，由于尼龙面料具有较低的表面能，导致需要涂覆的水性涂料很难达到兼具高附着力和高柔软性的要求。
另外，用于尼龙面料的水性涂层牢度一直是行业的难题。目前市场上用于尼龙面料的水性涂层以水性丙烯酸树脂、有机硅树脂为主，然而水性丙烯酸树脂具有热粘冷脆、不耐水洗以及黄变的缺点，而有机硅树脂价格昂贵，限制其广泛应用。
例如，专利文件CN 108997918 A公开了通过在水性羟基树脂中引入水性有机硅树脂得到硅改性的双组份水性聚氨酯树脂，虽然一定程度上降低了聚氨酯树脂的表面张力，用于地坪漆及路面漆中提高了其耐水性。但是有机硅树脂价格昂贵，并不适用于广泛应用和推广。
例如，专利文件CN 104975521 A公开了通过将聚乙二醇亲水聚醚接枝到聚氨酯链段中，利用聚乙二醇的亲水渗透性提高了水性浆料对尼龙面料的润湿渗透性能，从而提高了附着力。但是，聚乙二醇亲水性较强，会造成涂层的耐水性下降而不能满足使用要求。
那么，如何平衡用于尼龙面料上的水性涂层的高附着力和高柔软性，就成为研究的重点方向。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有水性涂料在尼龙面料涂覆中存在的问题，提供一种聚氨酯或聚氨酯脲的水分散体及其制备方法和应用，该水分散体不仅可以保证树脂的柔软性，同时可降低树脂乳液的表面张力和提升其对基材的润湿能力，使得水性浆料在尼龙织物上的附着力得到提升。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
在一个方面，提供一种聚氨酯或聚氨酯脲的水分散体，所述水分散体中的聚氨酯或聚氨酯脲为通过包含如下各组分的原料制得的反应产物：
a)Mn≥1000g/mol且官能度为2-4的多元醇，
b)具有至少两个异氰酸酯基团的异氰酸酯，
任选地，c)含有至少一个NCO反应性官能团的单官能度非离子亲水化合物，
d)含有离子基团、潜离子基团和非离子基团中的一种或多种且含有2-3个NCO反应性官能团的亲水化合物，
e)长碳链的羟基脂肪酸，
f)含有单个氨基(例如，伯氨基或仲氨基)的小分子封端剂，
任选地，g)(例如，不同于组分d)的)含有2个及以上NCO反应性氨基的低分子化合物。
一些示例中，所述聚氨酯或聚氨酯脲为通过包含如下各组分的原料制得的反应产物：
a)Mn≥1000g/mol且官能度为2-4的多元醇，
b)具有至少两个异氰酸酯基团的异氰酸酯，
c)含有至少一个NCO反应性官能团的单官能度非离子亲水化合物，
d)含有离子基团、潜离子基团和非离子基团中的一种或多种且含有2-3个NCO反应性官能团的亲水化合物，
e)长碳链的羟基脂肪酸，
f)含有单个氨基(例如，伯氨基或仲氨基)的小分子封端剂，
任选地，g)(例如，不同于组分d)的)含有2个及以上NCO反应性氨基的低分子化合物。
一些示例中，所述聚氨酯或聚氨酯脲为通过包含如下各组分的原料制得的反应产物：
a)Mn≥1000g/mol且官能度为2-4的多元醇，
b)具有至少两个异氰酸酯基团的异氰酸酯，
c)含有至少一个NCO反应性官能团的单官能度非离子亲水化合物，
d)含有离子基团、潜离子基团和非离子基团中的一种或多种且含有2-3个NCO反应性官能团的亲水化合物，
e)长碳链的羟基脂肪酸，
f)含有单个氨基(例如，伯氨基或仲氨基)的小分子封端剂，
g)(例如，不同于组分d)的)含有2个及以上NCO反应性氨基的低分子化合物。
一些示例中，所述聚氨酯或聚氨酯脲为通过包含如下各组分的原料制得的反应产物：
a)Mn≥1000g/mol且官能度为2-4的多元醇，
b)具有至少两个异氰酸酯基团的异氰酸酯，
c)含有至少一个NCO反应性官能团的单官能度非离子亲水化合物，
d)含有离子基团、潜离子基团和非离子基团中的一种或多种且含有2-3个NCO反应性官能团的亲水化合物，
e)长碳链的羟基脂肪酸，
f)含有单个氨基(例如，伯氨基或仲氨基)的小分子封端剂。
根据本发明提供的水分散体，在一些优选实施方式中，所述NCO反应性官能团选自羟基、伯氨基(—NH2)和仲氨基(—NH—)中的一种或多种。
在一些优选实施方式中，所述NCO反应性氨基为伯氨基(—NH2)和/或仲氨基(—NH—)。
根据本发明提供的水分散体，一些示例中，以所述水分散体中聚氨酯或聚氨酯脲的总量为100重量份计，各组分的用量如下：
组分a)为60-90重量份(例如，65重量份、70重量份、75重量份、80重量份、85重量份)，优选为70-85重量份；
组分b)为7-25重量份(例如，8重量份、12重量份、15重量份、18重量份、22重量份)，优选为10-20重量份；
组分c)为0-5重量份(例如，0.1重量份、0.4重量份、0.8重量份、1重量份、1.5重量份、2重量份、4重量份、4.5重量份)，优选为0.5-3重量份；
组分d)为0.5-5重量份(例如，0.8重量份、1重量份、1.5重量份、2重量份、2.5重量份、3.5重量份、4重量份)，优选为0.5-3重量份；
组分e)为0.5-5重量份(例如，0.8重量份、1.2重量份、1.5重量份、2重量份、2.5重量份、3重量份、3.5重量份、4重量份)，优选为1-5重量份；
组分f)为0.1-3重量份(例如，0.2重量份、0.5重量份、0.8重量份、1.2重量份、1.5重量份、2重量份、2.5重量份)，优选为0.1-1重量份；
组分g)为0-8重量份(例如，0.5重量份、1.5重量份、2重量份、4重量份、6重量份)，优选为1-5重量份。
根据本发明提供的水分散体，一些示例中，组分a)选自数均分子量Mn为1000-15000g/mol且官能度2-4的非晶态(常温下)聚酯多元醇中的一种或多种，优选选自Mn为1000-5000g/mol且官能度2-4的非晶态(常温下)聚酯多元醇中的一种或多种，更优选选自Mn为1000-5000g/mol的非晶态(常温下)聚酯二元醇中的一种或多种。
合适的聚酯多元醇是直链聚酯二醇或微支链聚酯二元醇，例如可以通过已知的手段由羧酸和/或酸酐(如，脂肪族二元羧酸或多元羧酸或其相应的酸酐、脂环族二元羧酸或多元羧酸或其相应的酸酐、芳香族二元羧酸或多元羧酸或其相应的酸酐)与多元醇经过脱水缩和得到。其中，所述羧酸和/或酸酐的例子包括但不限于琥珀酸、甲基琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、壬烷二羧酸、癸烷二羧酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、环己烷二羧酸、马来酸、富马酸、丙二酸、偏苯三酸、邻苯二甲酸酐、偏苯三酸酐和琥珀酸酐中的一种或多种；所述多元醇的例子包括但不限于乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、新戊二醇、1,4-二羟基环己烷、1,4-二羟甲基环己烷、1,8-辛二醇、1,10-癸二醇和1,12-十二烷二醇中的一种或多种。任选地，在制备聚酯多元醇的过程中，可以加入具有更高官能度的多元醇；具有更高官能度的多元醇，例如，三羟甲基丙烷、甘油或季戊四醇。脂环族二羟基化合物和/或多羟基化合物、芳香族二羟基化合物和/或多羟基化合物也适合作为用于制备所述聚酯多元醇的多元醇进行使用。优选地，通过己二酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸中的一种或多种作为羧酸原料，与新戊二醇、一缩二乙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇和己二醇中的一种或多种作为多元醇原料，制备所述聚酯多元醇。
所述聚酯多元醇也可以是内酯的均聚物或共聚物，它们可以通过内酯或内酯的混合物与适合的二官能度或更高官能度的低分子量多元醇进行开环聚合获得。其中，内酯，如丁内酯、ε-己内酯、甲基-ε-己内酯；二官能度或更高官能度的低分子量多元醇，为如上所述的作为制备聚酯多元醇的多元醇原料。优选使用1,4-丁二醇、1,6-己二醇和2,2-二甲基-1,3-丙二醇中的一种或多种作为多元醇与ε-己内酯进行开环反应制备直链的聚酯多元醇。
所述聚酯多元醇还可以是通过使用二元醇和碳酸酯制备的具有羟基的聚碳酸酯，作为组分a)。二元醇可以为1,4-丁二醇或1,6-己二醇，碳酸酯可以为碳酸二芳基酯或碳酸二烷基酯。所述碳酸二芳基酯可以为碳酸二苯酯，所述碳酸二烷基酯可以为碳酸二甲基酯。优选通过1,6-己二醇与碳酸二甲基酯反应制备得到聚碳酸酯。
根据本发明提供的水分散体，一些示例中，组分b)为二异氰酸酯和/或多异氰酸酯。
一些示例中，所述多异氰酸酯选自脂肪族多异氰酸酯、脂环族多异氰酸酯和芳香族多异氰酸酯中的一种或多种。
本发明中，所述二异氰酸酯的结构通式，例如，为Y(NCO)2，式中，Y代表C4-C12的二价脂族烃基、C6-C15的二价脂环族烃基、C6-C15的二价芳族烃基或C7-C15的二价芳脂族烃基。一些示例中，所述二异氰酸酯选自脂肪族二异氰酸酯、脂环族二异氰酸酯和芳香族二异氰酸酯中的一种或多种，优选选自脂肪族二异氰酸酯和/或脂环族二异氰酸酯。
一些优选实施方式中，所述二异氰酸酯选自四亚甲基二异氰酸酯、五亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、十二亚甲基二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸、异佛尔酮二异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸、4,4'-二环己基丙烷二异氰酸、1,4-苯二异氰酸、2,4-甲苯二异氰酸、2,6-甲苯二异氰酸、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸、2,2'-和2,4'-二苯基甲烷二异氰酸、四甲基二甲苯基二异氰酸酯和对苯二甲基二异氰酸酯中的一种或多种。
一些优选实施方式中，组分b)为六亚甲基二异氰酸酯与1,4-环己烷二异氰酸酯的混合物、六亚甲基二异氰酸酯与异佛尔酮二异氰酸酯的混合物、六亚甲基二异氰酸酯与4,4'-二环己基甲烷二异氰酸的混合物或六亚甲基二异氰酸酯与4,4'-二环己基丙烷二异氰酸的混合物，更优选为六亚甲基二异氰酸酯与1,4-环己烷二异氰酸酯的混合物、六亚甲基二异氰酸酯与异佛尔酮二异氰酸酯的混合物或六亚甲基二异氰酸酯与4,4'-二环己基甲烷二异氰酸的混合物。
一些优选实施方式中，组分b)中，所述六亚甲基二异氰酸酯占组分b)总重量的50-100wt％(例如，60wt％、80wt％、95wt％)，更优选70-100wt％。
根据本发明提供的水分散体，一些示例中，组分c)为单官能度聚乙氧基醚，其数均分子量为200-8000(例如，单官能度聚乙氧基醚的数均分子量为400、600、800、1000、4000、6000)，优选为500-3000；其每个分子中含有的环氧乙烷个数为4～200(例如，每个单官能度聚乙氧基醚分子中含有的环氧乙烷个数为10、20、50、100、150)，优选为12～75。
制备所述单官能度聚乙氧基醚的起始剂的实例包括但不限于饱和一元醇(比如，甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、异构的戊醇、己醇、辛醇、壬醇、正癸醇、正十二醇、正十四醇、正十六醇、环己醇、羟甲基环己烷或3-乙基-3-羟甲基氧杂环)，不饱和醇(比如，烯丙醇、1,1-二甲基-烯丙醇或油醇)，芳香醇(比如，酚、异构的甲酚、异构的羟甲基苯酚)，芳脂族醇(比如，苄醇、茴香醇或者肉桂醇)，仲一元胺(例如，二甲胺、二乙胺、二丙胺、二异丙胺、二正丁胺、二异丁胺、双(2-乙基己基)-胺、N-甲基环己基胺、N-乙基环己基胺或者二环己基胺)，杂环的仲胺(比如,吗啉、吡咯烷、哌啶乙基吡唑)；优选的起始剂是具有最多4个碳原子的饱和一元醇，更优选甲醇作为起始剂。所述单官能度聚乙氧基醚(或者聚氧化烯醚)的聚合单元例如可以是环氧丙烷和/或环氧乙烷，优选为环氧乙烷。其中，每个单官能度聚乙氧基醚分子中包含的环氧乙烷个数为4～200，优选为12～75。
一些优选实施方式中，组分c)选自数均分子量为500～3000，环氧乙烷个数为12～75的聚乙二醇单甲醚。
根据本发明提供的水分散体，一些示例中，组分d)选自含有离子基团且含有2-3个NCO反应性官能团的亲水化合物、含有潜离子基团且含有2-3个NCO反应性官能团的亲水化合物和含有非离子基团且含有2-3个NCO反应性官能团的亲水化合物中的一种或多种。
一些优选实施方式中，所述含有潜离子基团且含有2-3个NCO反应性官能团的亲水化合物选自二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、二羟甲基乙酸、二羟基琥珀酸、N-(2-氨乙基)-2-氨基乙烷磺酸、N-(3-氨基丙基)-2-氨基乙磺酸、N-(3-氨基丙基)-3-氨基丙磺酸和N-(2-氨乙基)-3-氨基丙磺酸中的一种或多种。
含有离子基团且含有2-3个NCO反应性官能团的亲水化合物可以是所述含有潜离子基团且含有2-3个NCO反应性官能团的亲水化合物对应的盐。这些盐可以是其碱金属盐、碱土金属盐或铵盐。一些优选实施方式中，所述含有离子基团且含有2-3个NCO反应性官能团的亲水化合物选自二羟甲基丙酸盐、二羟甲基丁酸盐、二羟甲基乙酸盐、二羟基琥珀酸盐、N-(2-氨乙基)-2-氨基乙烷磺酸盐、N-(3-氨基丙基)-2-氨基乙磺酸盐、N-(3-氨基丙基)-3-氨基丙磺酸盐和N-(2-氨乙基)-3-氨基丙磺酸盐中的一种或多种；更优选选自二羟甲基丙酸的碱金属盐、二羟甲基丙酸的碱土金属盐、二羟甲基丙酸的铵盐、二羟甲基丁酸的碱金属盐、二羟甲基丁酸的碱土金属盐、二羟甲基丁酸的铵盐、二羟甲基乙酸的碱金属盐、二羟甲基乙酸的碱土金属盐、二羟甲基乙酸的铵盐、二羟基琥珀酸的碱金属盐、二羟基琥珀酸的碱土金属盐、二羟基琥珀酸的铵盐、N-(2-氨乙基)-2-氨基乙烷磺酸的碱金属盐、N-(2-氨乙基)-2-氨基乙烷磺酸的碱土金属盐、N-(2-氨乙基)-2-氨基乙烷磺酸的铵盐、N-(3-氨基丙基)-2-氨基乙磺酸的碱金属盐、N-(3-氨基丙基)-2-氨基乙磺酸的碱土金属盐、N-(3-氨基丙基)-2-氨基乙磺酸的铵盐、N-(3-氨基丙基)-3-氨基丙磺酸的碱金属盐、N-(3-氨基丙基)-3-氨基丙磺酸的碱土金属盐、N-(3-氨基丙基)-3-氨基丙磺酸的铵盐、N-(2-氨乙基)-3-氨基丙磺酸的碱金属盐、N-(2-氨乙基)-3-氨基丙磺酸的碱土金属盐和N-(2-氨乙基)-3-氨基丙磺酸的铵盐中的一种或多种。
一些优选实施方式中，所述含有非离子基团且含有2-3个NCO反应性官能团的亲水化合物为聚氧乙烯醚(或聚乙氧基醚)；所述聚氧乙烯醚的数均分子量为200～8000，更优选为500～3000；每个聚氧乙烯醚分子中含有的环氧乙烷个数为4～200，更优选为12～75。
一些优选实施方式中，组分d)选自N-(2-氨乙基)-2-氨基乙烷磺酸钠、二羟甲基丙酸和聚氧乙烯醚中的一种或多种。
根据本发明提供的水分散体，一些示例中，组分e)为包含一个羟基和一个羧基且碳原子数≥12的羟基脂肪酸，优选选自12-羟基硬脂酸、6-羟基十八烷酸、3-羟基十八烷酸、蓖麻油、2-羟基十二烷酸、2-羟基十四烷酸、2-羟基十六烷酸和2-羟基硬脂酸中的一种或多种，更优选为12-羟基硬脂酸。
根据本发明提供的水分散体，一些示例中，组分f)中含有的NCO反应性氨基总摩尔数与组分b)中含有的NCO基团总摩尔数之比为1:126～1:4(例如，1:100、1:60、1:50、1:25、1:20、1:15、1:10、1:4.5)。
一些示例中，组分f)的数均分子量小于等于300。一些优选实施方式中，组分f)选自甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、辛胺、月桂胺、硬脂胺、异壬氧基丙胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、N-甲基正丙胺、二乙基(甲基)氨基丙胺、吗啉、哌啶、2-氨基-2-甲基-1-丙醇和二乙醇胺中的一种或多种，更优选选自2-氨基-2-甲基-1-丙醇和/或二乙醇胺。
根据本发明提供的水分散体，一些示例中，组分g)的数均分子量小于等于300。一些示例中，组分g)选自乙二胺、羟乙基乙二胺、1,3-丙二胺、1,2-丙二胺、1,4-丁二胺、1,5-戊二胺、1,6-己二胺、亚己基二胺和异佛尔酮二胺中的一种或多种；优选选自乙二胺和/或异佛尔酮二胺。
根据本发明提供的水分散体，一些示例中，所述水分散体的表面张力为20-50dyne/cm(例如，22dyne/cm、24dyne/cm、28dyne/cm、30dyne/cm、35dyne/cm、40dyne/cm、48dyne/cm)，优选为25-45dyne/cm。
一些示例中，所述水分散体的固含量为25-60wt％(例如，28wt％、35wt％、45wt％、50wt％)，优选为30-55wt％。
一些示例中，所述水分散体的pH值为4～11(例如，6、8、9)，优选为5～10。
一些示例中，所述水分散体的平均粒径为80～600nm(例如，100nm、200nm、300nm、450nm、550nm)，优选为150～400nm。
本发明制备得到的水分散体采用非晶态聚酯多元醇为软段，能够保证水分散体中树脂的柔软性，可获得较好的手感。含有单个羟基的长碳链羟基脂肪酸的加入可使得聚氨酯或聚氨酯脲的分子链端以长碳链结尾，能够显著降低聚氨酯乳液的表面张力，提高水性浆料在低表面张力的尼龙织物上的附着力；另外，长碳链羟基脂肪酸中的羧基可以提高水分散体中聚氨酯或聚氨酯脲与固化剂的交联作用，能够进一步提高水性浆料在尼龙织物上的附着力。同时，含有单个氨基的小分子封端剂的封端作用，可有效控制聚氨酯或聚氨酯脲的分子量在合理范围内(例如，理论设计分子量为30000-48000g/mol)，同样也可以增强树脂对基材的润湿性，提升附着力。
在另一个方面，提供一种如上所述的聚氨酯或聚氨酯脲的水分散体的制备方法，包括以下步骤：
1)在惰性气体保护下，按配比将组分a)、组分b)、组分e)、任选的组分c)与溶剂混合后进行聚合反应，直到体系的反应混合物中异氰酸酯含量已经达到或微低于理论计算值为止，得到端异氰酸酯的预聚物I；
2)加入所述溶剂对所得端异氰酸酯的预聚体I进行稀释并使体系降温，加入组分d)、组分f)和任选地加入组分g)进行扩链反应，得到端异氰酸酯的预聚物II；将所得端异氰酸酯的预聚物II与中和剂进行中和反应，然后加入水进行分散或将其分散在水中，分散结束后任选地加入组分g)进一步扩链反应5min，可任选地在分散期间或分散之后通过蒸馏的方式部分或完全除去所述溶剂，得到所述聚氨酯或聚氨酯脲的水分散体；其中，所述组分d)为含有潜离子基团且含有2-3个NCO反应性官能团的亲水化合物；
或者，1)在惰性气体保护下，按配比将组分a)、组分b)、组分e)、任选的组分c)与溶剂混合后进行聚合反应，直到体系的反应混合物中异氰酸酯含量已经达到或微低于理论计算值为止，得到端异氰酸酯的预聚物I；
2)加入所述溶剂对所得端异氰酸酯的预聚体I进行稀释并使体系降温，加入组分d)、组分f)和任选地加入组分g)进行扩链反应，得到端异氰酸酯的预聚物II；然后加入水进行分散或将其分散在水中，分散结束后任选地加入组分g)进一步扩链反应5min，得到所述聚氨酯或聚氨酯脲的水分散体；其中，所述组分d)为含有离子基团或非离子基团且含有2-3个NCO反应性官能团的亲水化合物。
一些示例中，所述聚氨酯或聚氨酯脲的水分散体的制备方法包括以下步骤：
1)在惰性气体保护下，按配比将组分a)、组分b)、组分e)、任选的组分c)与溶剂混合后进行聚合反应，直到体系的反应混合物中异氰酸酯含量已经达到或微低于理论计算值为止，得到端异氰酸酯的预聚物I；
2)将所得端异氰酸酯的预聚体I与所述溶剂混合进行稀释并使体系降温，加入组分d)、组分f)和任选地加入组分g)进行扩链反应，得到端异氰酸酯的预聚物II；然后加入水进行分散或将其分散在水中，分散结束后任选地加入组分g)进一步扩链反应5min，得到所述聚氨酯或聚氨酯脲的水分散体；其中，所述组分d)为含有离子基团或非离子基团且含有2-3个NCO反应性官能团的亲水化合物。
根据本发明提供的聚氨酯或聚氨酯-脲的水分散体的制备方法，一些示例中，可以通过加入溶剂对体系进行稀释，在分散期间或分散之后通过蒸馏操作部分或完全地除去溶剂。例如，反应期间可任选地加入对异氰酸酯基呈惰性的可与水混容性溶剂稀释。适合的溶剂可以是丙酮、甲基异丁基酮、丁酮、四氢呋喃、二噁烷、乙腈、二丙二醇二甲醚和1-甲基-2-吡咯烷酮中的一种或多种，优选选自丙酮和/或丁酮，更优选为丙酮。
所述溶剂不但可以在制备的开始时添加而且也可以在聚合反应过程中、扩链反应之前或者结束以后添加。
根据本发明提供的聚氨酯或聚氨酯-脲的水分散体的制备方法，一些示例中，步骤1)中，所述溶剂的加入量为步骤1)中所加原料组分总固体份数的0.02-0.4倍，优选0.05-0.3倍。
根据本发明提供的聚氨酯或聚氨酯-脲的水分散体的制备方法，一些示例中，步骤2)中，进行稀释的所述溶剂的加入量为步骤1)和步骤2)中所加原料组分总固体份数的0.6-3倍，优选0.8-2倍。
聚氨酯或聚氨酯-脲的水分散体的制备过程中，通常通过跟踪体系中反应混合物的NCO含量以监测转化度。为此可以选用分光测量(例如，红外或近红外谱、折射指数的测定)和化学电位滴定(例如，经取出样品的化学滴定)实现，优选化学电位滴定。
聚氨酯或聚氨酯-脲的水分散体的制备过程中，任选地还可以加入催化剂。常规催化剂可以是本领域普通技术人员已知用于加速-NCO与-OH反应的催化剂。例如，三乙胺、1,4-二氮杂双环-[2,2,2]-辛烷、氧化二丁锡、二辛酸锡、二月桂酸二丁锡、双-(2-乙基己酸)锡、新癸酸铋和2-乙基己酸铋中的一种或多种。所述催化剂优选为新癸酸铋或2-乙基己酸铋，更优选为新癸酸铋。
根据本发明提供的聚氨酯或聚氨酯-脲的水分散体的制备方法，一些示例中，步骤1)所述聚合反应的工艺条件包括：反应温度为50～100℃，优选为70～80℃。
根据本发明提供的聚氨酯或聚氨酯-脲的水分散体的制备方法，一些示例中，步骤2)所述扩链反应的温度通常为10～100℃，优选为25～60℃下进行。
在又一个方面，提供一种如上所述的聚氨酯或聚氨酯脲的水分散体或如上所述的制备方法所得聚氨酯或聚氨酯脲的水分散体在尼龙织物上的应用。将所述聚氨酯或聚氨酯脲的水分散体作为水性浆料用于尼龙织物的工艺为本领域技术人员所熟知，这里不再赘述。
相对于现有技术，本发明技术方案的有益效果在于以下几个方面：
本发明的聚氨酯或聚氨酯脲水分散体具有较低的表面张力，可提高水性浆料在低表面张力的尼龙织物上的附着力；另外，长碳链羟基脂肪酸中的羧基可以提高水分散体中聚氨酯或聚氨酯脲与固化剂的交联作用，能够进一步提高水性浆料在尼龙织物上的附着力；同时，含有单个氨基的小分子封端剂的封端作用，保证了控制聚氨酯或聚氨酯脲的分子量，也可以增强树脂对基材的润湿性，提升附着力。
本发明的聚氨酯或聚氨酯脲水分散体综合性能优异，能够到达兼具高附着力和高柔软性的要求，同时安全环保。
本发明的聚氨酯或聚氨酯脲水分散体制备方法简单，易于实现；其应用于尼龙面料时可得到良好的应用性能(例如，在尼龙面料上的附着力得到提升，保证兼具附着力和柔软性的要求)。
具体实施方式
为了能够详细地理解本发明的技术特征和内容，下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然实施例中描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。
一、各实施例和对比例中所用的主要原料信息
PNA2000，非晶态聚酯二醇，OH值＝56mg KOH/g，烟台华大化学工业有限公司；
PNA1000，非晶态聚酯二醇，OH值＝112mg KOH/g，烟台华大化学工业有限公司；
CMB54，非晶态聚酯二醇，OH值＝56mg KOH/g，烟台华大化学工业有限公司；
WHP307，非结晶态聚酯二醇，OH值＝37.5mg KOH/g，万华化学集团股份有限公司。
4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯，万华化学集团股份有限公司；
六亚甲基二异氰酸酯，万华化学集团股份有限公司。
MPEG-1200(单甲基聚氧乙烯醚，Mn＝1200)，购自韩国韩农化学有限公司；
MPEG-520(单甲基聚氧乙烯醚，Mn＝520)，购自韩国韩农化学有限公司。
N-(2-氨乙基)-2-氨基乙烷磺酸钠(Vestamin A95，质量浓度为50％的水溶液)，德国赢创工业集团。
12-羟基硬脂酸，烟台华大化学工业有限公司。
AMP-95(2-氨基-2-甲基-1-丙醇)，浓度为95％，陶氏化学公司；
二乙醇胺，扬子石化-巴斯夫有限责任公司。
乙二胺，工业级，扬子石化-巴斯夫有限责任公司；
异佛尔酮二胺，工业级，万华化学集团股份有限公司；
羟乙基乙二胺，工业级，万华化学集团股份有限公司；
A801，增稠剂，万华化学集团股份有限公司；
U505，增稠剂，万华化学集团股份有限公司；
CX-100，氮丙啶固化剂，帝斯曼；
TPU胶条：宽度1cm，上海泽其实业公司。
二、主要的测试方法
用制备得到的聚氨酯或聚氨酯脲水分散体涂覆与织物上制备织物涂层，其施工工艺如下：按照表1所示的施工配方配制水性浆料，然后在织物上进行涂层；用圆刀在20D尼丝纺布料上刮涂制得的水性浆料，再在160℃下烘干1min，一刀上浆量为2-8g/m2。
将刮涂有水性浆料的20D尼丝纺布料取出冷却后，进行性能测试以及后续在其上贴合封条，贴合的封条为TPU胶条，于120℃下热压30s，冷却后对所得贴条样品进行测试。
1、附着力测试：将按照以上施工工艺制得的待测贴条样品使用拉力机(GS-2000-D，高铁检测仪器(东莞)有限公司)测试其贴合牢度；测试结果通过贴条强度(单位为N/mm)的数据进行体现。
2、柔软性测试：将刮涂有水性浆料的20D尼丝纺布料烘干后，手揉进行柔软性判断；按1-5分的分级，5分-表示最优，0分-表示最差。
3、防粘性测试：将刮涂有水性浆料的20D尼丝纺布料烘干后，通过5kg重物在80℃环境下对贴热压24h，判断是否粘接；按1-5分的分级，5分-表示最优，0分-表示最差。
4、水洗牢度测试：将刮涂有水性浆料的20D尼丝纺布料烘干后，在40℃下通过洗衣机水洗1h后烘干为一个循环，循环3次，判断是否粘接，是否脱落。
表1制备织物上所用水性浆料的施工配方
Figure BDA0002329299760000141
Figure BDA0002329299760000151
表1的配方中，各组分的用量以聚氨酯或聚氨酯脲的水分散体用量为100wt％作为计算基准。
实施例1
1)将210g经过脱水处理的PNA2000、84g CMB54、5.88g MPEG-1200、10g 12-羟基硬脂酸、0.1g新癸酸铋、47.6g六亚甲基二异氰酸酯和35.7g丙酮加入到装有氮气进出口的1L四口圆底烧瓶中，在70～80℃下搅拌进行反应，直至反应体系中NCO含量达到2.50wt％时终止反应，得到端异氰酸酯的预聚物I；
2)在体系中加入528g丙酮进行稀释，降温并使体系温度保持在43～50℃，加入4.9g A95、13.5g异佛尔酮二胺和1.4g AMP-95进行扩链反应15min，得到端异氰酸酯的预聚物II；然后在高速搅拌下添加625g水将所得反应产物进行分散，分散结束后加入0.8g乙二胺继续搅拌5min。再通过蒸馏分离出丙酮之后，获得了无溶剂的聚氨酯或聚氨酯脲的水分散体，其理论设计分子量为35722g/mol，其具有40wt％的固体含量，其平均粒径为218nm，其pH值是8.2，其表面张力为30dyne/cm。
实施例2
1)将210g经过脱水处理的PNA2000、84g CMB54、5.88g MPEG-1200、1.9g的2-羟基硬脂酸、0.1g新癸酸铋、47.6g六亚甲基二异氰酸酯和137.4g丙酮加入到装有氮气进出口的1L四口圆底烧瓶中，在70～80℃下搅拌进行反应，直至反应体系中NCO含量达到2.33wt％时终止反应，得到端异氰酸酯的预聚物I；
2)在体系中加入1122g丙酮进行稀释，降温并使体系温度保持在43～50℃，加入19g A95、11.5g AMP-95进行扩链反应15min，得到端异氰酸酯的预聚物II；然后在高速搅拌下通过添加625g水将所得反应产物进行分散。再通过蒸馏分离出丙酮之后，获得了无溶剂的聚氨酯或聚氨酯脲的水分散体，其理论设计分子量为41120g/mol，其具有40wt％的固体含量，其平均粒径为157nm，其pH值是8.0，其表面张力为50dyne/cm。
实施例3
1)将210g经过脱水处理的PNA2000、84g CMB54、20g MPEG-1200、20g 12-羟基硬脂酸、0.1g新癸酸铋、47.6g六亚甲基二异氰酸酯和7.6g丙酮加入到装有氮气进出口的1L四口圆底烧瓶中，在70～80℃下搅拌进行反应，直至反应体系中NCO含量达到2.04wt％时终止反应，得到端异氰酸酯的预聚物I；
2)在体系中加入236.4g丙酮进行稀释，降温并使体系温度保持在43～50℃，加入2g A95、10g异佛尔酮二胺和0.4g AMP-95进行扩链反应15min，得到端异氰酸酯的预聚物II；然后在高速搅拌下通过添加625g水将所得反应产物进行分散。再通过蒸馏分离出丙酮之后，获得了无溶剂的聚氨酯或聚氨酯脲的水分散体，其理论设计分子量为33618g/mol，其具有40wt％的固体含量，其平均粒径为251nm，其pH值是8.0，其表面张力为20dyne/cm。
实施例4
1)将125g经过脱水处理的PNA2000、6g MPEG-520、8g 12-羟基硬脂酸、0.05g新癸酸铋、40g六亚甲基二异氰酸酯和17.9g丙酮加入到装有氮气进出口的1L四口圆底烧瓶中，在70～80℃下搅拌进行反应，直至反应体系中NCO含量达到6.68wt％时终止反应，得到端异氰酸酯的预聚物I；
2)在体系中加入289.7g丙酮进行稀释，降温并使体系温度保持在43～50℃，加入10g A95、16.5g异佛尔酮二胺和2g二乙醇胺进行扩链反应15min，得到端异氰酸酯的预聚物II；然后在高速搅拌下通过添加450g水将所得反应产物进行分散。再通过蒸馏分离出丙酮之后，获得了无溶剂的聚氨酯或聚氨酯脲的水分散体，其理论设计分子量为37800g/mol，其具有40wt％的固体含量，其平均粒径为189nm，其pH值是8.0，其表面张力为35dyne/cm。
实施例5
1)将590g经过脱水处理的WHP307、5.88g MPEG-1200、5g 12-羟基硬脂酸、0.19g新癸酸铋、45g六亚甲基二异氰酸酯和64.6g丙酮加入到装有氮气进出口的1L四口圆底烧瓶中，在70～80℃下搅拌进行反应，直至反应体系中NCO含量达到0.71wt％时终止反应，得到端异氰酸酯的预聚物I；
2)在体系中加入913.2g丙酮进行稀释，降温并使体系温度保持在43～50℃，加入5g A95、1.4g AMP-95进行扩链反应15min，得到端异氰酸酯的预聚物II；然后在高速搅拌下添加1064g水将所得反应产物进行分散。再通过蒸馏分离出丙酮之后，获得了无溶剂的聚氨酯或聚氨酯脲的水分散体，其理论设计分子量为45217g/mol，其具有40wt％的固体含量，其平均粒径为390nm，其pH值是8.0。表面张力为39dyne/cm。
实施例6
1)将50g经过脱水处理的PNA1000、110g CMB54、6g MPEG-1200、10g 12-羟基硬脂酸、0.07g新癸酸铋、40g六亚甲基二异氰酸酯、25g 4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯和24.1g丙酮加入到装有氮气进出口的1L四口圆底烧瓶中，在70～80℃下搅拌进行反应，直至反应体系中NCO含量达到6.63wt％时终止反应，得到端异氰酸酯的预聚物I；
2)在体系中加入363.2g丙酮进行稀释，降温并使体系温度保持在43～50℃，加入5g A95、12g羟乙基乙二胺和1.4g AMP-95进行扩链反应15min，得到端异氰酸酯的预聚物II；然后在高速搅拌下添加426g水将所得反应产物进行分散，分散结束后加入2g乙二胺继续搅拌5min。再通过蒸馏分离出丙酮之后，获得了无溶剂的聚氨酯或聚氨酯脲的水分散体，其理论设计分子量为34550g/mol，其具有40wt％的固体含量，其平均粒径为185nm，其pH值是8.0，其表面张力为43dyne/cm。
对比例1
1)将210g经过脱水处理的PNA2000、84g CMB54、5.88g聚乙二醇单甲醚、0.1g新癸酸铋、47.6g六亚甲基二异氰酸酯和35.7g丙酮加入到装有氮气进出口的1L四口圆底烧瓶中，在70～80℃下搅拌进行反应，直至反应体系中NCO含量达到2.94wt％时终止反应，得到端异氰酸酯的预聚物I；
2)在体系中加入514g丙酮进行稀释，降温并使体系温度保持在43～50℃，加入4.9g A95、13.5g异佛尔酮二胺和1.4g AMP-95进行扩链反应15min，得到端异氰酸酯的预聚物II；然后在高速搅拌下添加625g水将所得反应产物进行分散，分散结束后加入0.8g乙二胺继续搅拌5min。再通过蒸馏分离出丙酮之后，获得了无溶剂的聚氨酯或聚氨酯脲的水分散体，其理论设计分子量为42081g/mol，其具有40wt％的固体含量，其平均粒径为213nm，其pH值是8.0，其表面张力为55dyne/cm。
对比例2
1)将210g经过脱水处理的PNA2000、84g CMB54、5.88g聚乙二醇单甲醚、10g 12-羟基硬脂酸、0.1g新癸酸铋、47.6g六亚甲基二异氰酸酯和35.7g丙酮加入到装有氮气进出口的1L四口圆底烧瓶中，在70～80℃下搅拌进行反应，直至反应体系中NCO含量达到2.50wt％时终止反应，得到端异氰酸酯的预聚物I；
2)在体系中加入526g丙酮进行稀释，降温并使体系温度保持在43～50℃，加入4.9g A95、13.5g异佛尔酮二胺进行扩链反应15min，得到端异氰酸酯的预聚物II；然后在高速搅拌下添加625g水将所得反应产物进行分散，分散结束后加入0.8g乙二胺继续搅拌5min。再通过蒸馏分离出丙酮之后，获得了无溶剂的聚氨酯或聚氨酯脲的水分散体，其理论设计分子量为57780g/mol，其具有40wt％的固体含量，其平均粒径为195nm，其pH值是8.0，其表面张力为45dyne/cm。
对比例3
1)将150g经过脱水处理的PNA2000、84g CMB54、5.88g聚乙二醇单甲醚、30g 12-羟基硬脂酸、0.1g新癸酸铋、53gHDI和32.3g丙酮加入到装有氮气进出口的1L四口圆底烧瓶中，在70～80℃下搅拌进行反应，直至反应体系中NCO含量达到3.46wt％时终止反应，得到端异氰酸酯的预聚物I；
2)在体系中加入480g丙酮进行稀释，降温并使体系温度保持在43～50℃，加入3gA95、17g AMP-95进行扩链反应15min，得到端异氰酸酯的预聚物II；然后在高速搅拌下添加575g水将所得反应产物进行分散，分散结束后加入1g乙二胺继续搅拌5min。最终无法得到稳定存储的聚氨酯乳液。
将各实施例和对比例制得的水分散体乳液按照表1所提供的水性浆料配方制备用于织物上的涂层，并进行性能测试。所得到的性能测试结果见表2。
表2织物涂层的性能测试结果
Figure BDA0002329299760000191
备注★：评分标准中，5分为最优，0分为最差。
由表1的测试结果可以看出：
与本发明实施例1-6相比，对比例1中因未加入组分e)，所得聚氨酯或聚氨酯脲的水分散体的表面张力较高，从而使其贴条强度较低，出现水洗脱落；对比例2中因未加入组分f)，虽然所得聚氨酯或聚氨酯脲的水分散体的表面张力没有变大，但是因为没有组分f)进行分子封端而使水分散体的分子量偏大，从而使得其贴条强度同样较低，也出现了水洗脱落，而且防粘手感较差；对比例3中因加入了过量的组分e)和组分f)，无法得到稳定的水性聚氨酯乳液；说明想要实现高附着力和高柔软性兼顾的产物，不仅需要对所用的原料组分进行选择，而且组分e)和组分f)的用量需要控制在合理范围内，并非越多越好。
综上所述，以本发明制得的水性聚氨酯乳液配置的用于尼龙织物表面的水性浆料具有更高的贴条强度和柔软性，可以实现高附着力和高柔软性的兼顾，同时还能保持很好的水洗牢度以及防粘手感。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (31)

1.一种聚氨酯或聚氨酯脲的水分散体，其特征在于，所述水分散体中的聚氨酯或聚氨酯脲为通过包含如下各组分的原料制得的反应产物：
a)Mn≥1000g/mol且官能度为2-4的多元醇，
b)具有至少两个异氰酸酯基团的异氰酸酯，
任选地，c)含有至少一个NCO反应性官能团的单官能度非离子亲水化合物，
d)含有离子基团、潜离子基团和非离子基团中的一种或多种且含有2-3个NCO反应性官能团的亲水化合物，
e)长碳链的羟基脂肪酸，其为包含一个羟基和一个羧基且碳原子数≥12的羟基脂肪酸，
f)含有单个氨基的小分子封端剂，其数均分子量小于等于300；
任选地，g)含有2个及以上NCO反应性氨基的低分子化合物，其数均分子量小于等于300；所述NCO反应性官能团选自羟基、伯氨基和仲氨基中的一种或多种；
所述NCO反应性氨基为伯氨基和/或仲氨基；
其中，以所述水分散体中聚氨酯或聚氨酯脲的总量为100重量份计，各组分的用量如下：
组分a)为60-90重量份；
组分b)为7-25重量份；
组分c)为0-5重量份；
组分d)为0.5-5重量份；
组分e)为0.5-5重量份；
组分f)为0.1-3重量份；
组分g)为0-8重量份。
2.根据权利要求1所述的水分散体，其特征在于，以所述水分散体中聚氨酯或聚氨酯脲的总量为100重量份计，各组分的用量如下：
组分a)为70-85重量份；
组分b)为10-20重量份；
组分c)为0.5-3重量份；
组分d)为0.5-3重量份；
组分e)为1-5重量份；
组分f)为0.1-1重量份；
组分g)为1-5重量份。
3.根据权利要求1或2所述的水分散体，其特征在于，组分a)选自Mn为1000-15000g/mol且官能度2-4的非晶态聚酯多元醇中的一种或多种；和/或
组分c)为单官能度聚乙氧基醚，其数均分子量为200-8000；其每个分子中含有的环氧乙烷个数为4～200。
4.根据权利要求3所述的水分散体，其特征在于，组分a)选自选自Mn为1000-5000g/mol且官能度2-4的非晶态聚酯多元醇中的一种或多种；和/或
组分c)为单官能度聚乙氧基醚，其数均分子量为500-3000；其每个分子中含有的环氧乙烷个数为12～75。
5.根据权利要求4所述的水分散体，其特征在于，组分a)选自选自Mn为1000-5000g/mol的非晶态聚酯二元醇中的一种或多种；和/或
组分c)选自数均分子量为500～3000，环氧乙烷个数为12～75的聚乙二醇单甲醚。
6.根据权利要求1-2、4-5中任一项所述的水分散体，其特征在于，组分b)为二异氰酸酯和/或多异氰酸酯。
7.根据权利要求6所述的水分散体，其特征在于，所述多异氰酸酯选自脂肪族多异氰酸酯、脂环族多异氰酸酯和芳香族多异氰酸酯中的一种或多种；
所述二异氰酸酯选自脂肪族二异氰酸酯、脂环族二异氰酸酯和芳香族二异氰酸酯中的一种或多种。
8.根据权利要求7所述的水分散体，其特征在于，所述二异氰酸酯选自脂肪族二异氰酸酯和/或脂环族二异氰酸酯。
9.根据权利要求7所述的水分散体，其特征在于，所述二异氰酸酯选自四亚甲基二异氰酸酯、五亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、十二亚甲基二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯、4,4'-二环己基丙烷二异氰酸酯、1,4-苯二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,2'-和2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、四甲基二甲苯基二异氰酸酯和对苯二甲基二异氰酸酯中的一种或多种。
10.根据权利要求6所述的水分散体，其特征在于，组分b)为六亚甲基二异氰酸酯与1,4-环己烷二异氰酸酯的混合物、六亚甲基二异氰酸酯与异佛尔酮二异氰酸酯的混合物、六亚甲基二异氰酸酯与4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯的混合物或六亚甲基二异氰酸酯与4,4'-二环己基丙烷二异氰酸酯的混合物。
11.根据权利要求10所述的水分散体，其特征在于，组分b)为六亚甲基二异氰酸酯与1,4-环己烷二异氰酸酯的混合物、六亚甲基二异氰酸酯与异佛尔酮二异氰酸酯的混合物或六亚甲基二异氰酸酯与4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯的混合物。
12.根据权利要求10所述的水分散体，其特征在于，组分b)中，所述六亚甲基二异氰酸酯占组分b)总重量的50-100wt％。
13.根据权利要求12所述的水分散体，其特征在于，组分b)中，所述六亚甲基二异氰酸酯占组分b)总重量的70-100wt％。
14.根据权利要求1-2、4-5、7-13中任一项所述的水分散体，其特征在于，组分d)选自含有离子基团且含有2-3个NCO反应性官能团的亲水化合物、含有潜离子基团且含有2-3个NCO反应性官能团的亲水化合物和含有非离子基团且含有2-3个NCO反应性官能团的亲水化合物中的一种或多种。
15.根据权利要求14所述的水分散体，其特征在于，所述含有潜离子基团且含有2-3个NCO反应性官能团的亲水化合物选自二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、二羟甲基乙酸、二羟基琥珀酸、N-(2-氨乙基)-2-氨基乙烷磺酸、N-(3-氨基丙基)-2-氨基乙磺酸、N-(3-氨基丙基)-3-氨基丙磺酸和N-(2-氨乙基)-3-氨基丙磺酸中的一种或多种；
所述含有离子基团且含有2-3个NCO反应性官能团的亲水化合物选自二羟甲基丙酸盐、二羟甲基丁酸盐、二羟甲基乙酸盐、二羟基琥珀酸盐、N-(2-氨乙基)-2-氨基乙烷磺酸盐、N-(3-氨基丙基)-2-氨基乙磺酸盐、N-(3-氨基丙基)-3-氨基丙磺酸盐和N-(2-氨乙基)-3-氨基丙磺酸盐中的一种或多种；
所述含有非离子基团且含有2-3个NCO反应性官能团的亲水化合物为聚氧乙烯醚；所述聚氧乙烯醚的数均分子量为200～8000；每个聚氧乙烯醚分子中含有的环氧乙烷个数为4～200。
16.根据权利要求15所述的水分散体，其特征在于，所述含有离子基团且含有2-3个NCO反应性官能团的亲水化合物选自二羟甲基丙酸的碱金属盐、二羟甲基丙酸的碱土金属盐、二羟甲基丙酸的铵盐、二羟甲基丁酸的碱金属盐、二羟甲基丁酸的碱土金属盐、二羟甲基丁酸的铵盐、二羟甲基乙酸的碱金属盐、二羟甲基乙酸的碱土金属盐、二羟甲基乙酸的铵盐、二羟基琥珀酸的碱金属盐、二羟基琥珀酸的碱土金属盐、二羟基琥珀酸的铵盐、N-(2-氨乙基)-2-氨基乙烷磺酸的碱金属盐、N-(2-氨乙基)-2-氨基乙烷磺酸的碱土金属盐、N-(2-氨乙基)-2-氨基乙烷磺酸的铵盐、N-(3-氨基丙基)-2-氨基乙磺酸的碱金属盐、N-(3-氨基丙基)-2-氨基乙磺酸的碱土金属盐、N-(3-氨基丙基)-2-氨基乙磺酸的铵盐、N-(3-氨基丙基)-3-氨基丙磺酸的碱金属盐、N-(3-氨基丙基)-3-氨基丙磺酸的碱土金属盐、N-(3-氨基丙基)-3-氨基丙磺酸的铵盐、N-(2-氨乙基)-3-氨基丙磺酸的碱金属盐、N-(2-氨乙基)-3-氨基丙磺酸的碱土金属盐和N-(2-氨乙基)-3-氨基丙磺酸的铵盐中的一种或多种；
所述含有非离子基团且含有2-3个NCO反应性官能团的亲水化合物为聚氧乙烯醚；所述聚氧乙烯醚的数均分子量为500～3000；每个聚氧乙烯醚分子中含有的环氧乙烷个数为12～75。
17.根据权利要求14所述的水分散体，其特征在于，组分d)选自N-(2-氨乙基)-2-氨基乙烷磺酸钠、二羟甲基丙酸和聚氧乙烯醚中的一种或多种。
18.根据权利要求1-2、4-5、7-13、15-17中任一项所述的水分散体，其特征在于，组分e)选自12-羟基硬脂酸、6-羟基十八烷酸、3-羟基十八烷酸、2-羟基十二烷酸、2-羟基十四烷酸、2-羟基十六烷酸和2-羟基硬脂酸中的一种或多种。
19.根据权利要求18所述的水分散体，其特征在于，组分e)为12-羟基硬脂酸。
20.根据权利要求1-2、4-5、7-13、15-17、19中任一项所述的水分散体，其特征在于，组分f)中含有的NCO反应性氨基总摩尔数与组分b)中含有的NCO基团总摩尔数之比为1:126～1:4。
21.根据权利要求1-2、4-5、7-13、15-17、19中任一项所述的水分散体，其特征在于，组分f)选自甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、辛胺、月桂胺、硬脂胺、异壬氧基丙胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、N-甲基正丙胺、二乙基(甲基)氨基丙胺、吗啉、哌啶、2-氨基-2-甲基-1-丙醇和二乙醇胺中的一种或多种。
22.根据权利要求21所述的水分散体，其特征在于，组分f)选自2-氨基-2-甲基-1-丙醇和/或二乙醇胺。
23.根据权利要求1-2、4-5、7-13、15-17、19、22中任一项所述的水分散体，其特征在于，组分g)选自乙二胺、羟乙基乙二胺、1,3-丙二胺、1,2-丙二胺、1,4-丁二胺、1,5-戊二胺、1,6-己二胺和异佛尔酮二胺中的一种或多种。
24.根据权利要求23所述的水分散体，其特征在于，组分g)选自乙二胺和/或异佛尔酮二胺。
25.根据权利要求1-2、4-5、7-13、15-17、19、22、24中任一项所述的水分散体，其特征在于，所述水分散体的表面张力为20-50dyne/cm；
所述水分散体的固含量为25-60wt％；
所述水分散体的pH值为4～11；
所述水分散体的平均粒径为80～600nm。
26.根据权利要求25所述的水分散体，其特征在于，所述水分散体的表面张力为25-45dyne/cm；
所述水分散体的固含量为30-55wt％；
所述水分散体的pH值为5～10；
所述水分散体的平均粒径为150～400nm。
27.一种如权利要求1-26中任一项所述的聚氨酯或聚氨酯脲的水分散体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)在惰性气体保护下，按配比将组分a)、组分b)、组分e)、任选的组分c)与溶剂混合后进行聚合反应，直到体系的反应混合物中异氰酸酯含量已经达到或微低于理论计算值为止，得到端异氰酸酯的预聚物I；
2)加入所述溶剂对所得端异氰酸酯的预聚体I进行稀释并使体系降温，加入组分d)、组分f)和任选地加入组分g)进行扩链反应，得到端异氰酸酯的预聚物II；将所得端异氰酸酯的预聚物II与中和剂进行中和反应，然后加入水进行分散或将其分散在水中，分散结束后任选地加入组分g)进一步扩链反应5min，得到所述聚氨酯或聚氨酯脲的水分散体；其中，所述组分d)为含有潜离子基团且含有2-3个NCO反应性官能团的亲水化合物；
或者，1)在惰性气体保护下，按配比将组分a)、组分b)、组分e)、任选的组分c)与溶剂混合后进行聚合反应，直到体系的反应混合物中异氰酸酯含量已经达到或微低于理论计算值为止，得到端异氰酸酯的预聚物I；
2)加入所述溶剂对所得端异氰酸酯的预聚体I进行稀释并使体系降温，加入组分d)、组分f)和任选地加入组分g)进行扩链反应，得到端异氰酸酯的预聚物II；然后加入水进行分散或将其分散在水中，分散结束后任选地加入组分g)进一步扩链反应5min，得到所述聚氨酯或聚氨酯脲的水分散体；其中，所述组分d)为含有离子基团或非离子基团且含有2-3个NCO反应性官能团的亲水化合物。
28.根据权利要求27所述的聚氨酯或聚氨酯脲的水分散体的制备方法，其特征在于，所述溶剂选自丙酮、甲基异丁基酮、丁酮、四氢呋喃、二噁烷、乙腈、二丙二醇二甲醚和1-甲基-2-吡咯烷酮中的一种或多种；
步骤1)中，所述溶剂的加入量为步骤1)中所加原料组分总固体份数的0.02-0.4倍；
步骤2)中，进行稀释的所述溶剂的加入量为步骤1)和步骤2)中所加原料组分总固体份数的0.6-3倍。
29.根据权利要求28所述的聚氨酯或聚氨酯脲的水分散体的制备方法，其特征在于，所述溶剂选自丙酮和/或丁酮；
步骤1)中，所述溶剂的加入量为步骤1)中所加原料组分总固体份数的0.05-0.3倍；
步骤2)中，进行稀释的所述溶剂的加入量为步骤1)和步骤2)中所加原料组分总固体份数的0.8-2倍。
30.根据权利要求29所述的聚氨酯或聚氨酯脲的水分散体的制备方法，其特征在于，所述溶剂为丙酮。
31.如权利要求1-26中任一项所述的聚氨酯或聚氨酯脲的水分散体或如权利要求27-30中任一项所述的制备方法所得聚氨酯或聚氨酯脲的水分散体在尼龙织物上的应用。
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