获自高分子量聚(四亚甲基-共聚-亚乙基醚)二醇的弹力纤维制造技术

本发明专利技术提供了聚氨酯脲组合物，其包括具有约1900-约4000道尔顿的高数均分子量的聚(四亚甲基-共聚-亚乙基醚)二醇。本发明专利技术还涉及在弹力纤维组合物中使用具有高数均分子量的聚(四亚甲基-共聚-亚乙基醚)二醇作为软链段基础材料。本发明专利技术还涉及新的聚氨酯组合物，其包括具有约1900-约4000道尔顿的如此高的数均分子量的聚(四亚甲基-共聚-亚乙基醚)二醇，以及涉及其在弹力纤维中的用途。

【技术实现步骤摘要】
获自高分子量聚（四亚甲基-共聚-亚乙基醚）二醇的弹 力纤维 本案是分案申请，其母案是申请日为2006年5月8日、申请号为200680043755. 3， 专利技术名称为获自高分子量聚（四亚甲基-共聚-亚乙基醚）二醇的弹力纤维的申请。
本专利技术涉及新的聚氨酯脲组合物，其包括聚（四亚甲基-共聚-亚乙基醚）二醇， 其包括源于共聚合四氢呋喃和环氧乙烷的构成单元，其中存在于聚（四亚甲基-共聚-亚 乙基醚）二醇中的源于环氧乙烷的所述单元的部分为大于约37-约70mol%并且数均分子 量为约1900道尔顿-约4000道尔顿。本专利技术还涉及在弹力纤维组合物中使用具有这种高 数均分子量的聚（四亚甲基-共聚-亚乙基醚）二醇作为软链段基础材料。本专利技术还涉及 新的聚氨酯组合物，其包括具有这种高数均分子量的聚（四亚甲基-共聚-亚乙基醚）二 醇，以及涉及其在弹力纤维中的用途。
技术介绍
聚（四亚甲基醚）二醇，亦称聚四氢呋喃或者四氢呋喃（THF，氧杂环戊烷）的均聚 物众所周知的是其用于聚氨酯脲中的软链段。聚（四亚甲基醚）二醇赋予聚氨酯脲弹性体 和纤维优良的动态性能。它们具有极低的玻璃化转变温度，但具有高于室温的晶体熔融温 度。由此，它们在环境温度下是蜡状固体并且需要被保持在高温下以防止固化。 由于聚（四亚甲基醚）二醇的分子量提高，它们的熔融温度提高。二醇的熔点限 制了可用于制备弹力纤维的聚（四亚甲基醚）二醇的分子量。当软链段的熔点提高到环境 温度以上时，永久变形（set)快速地增加并且缩回能力下降，这是由于软链段的提高的结 晶度造成的。因此，可被用作软链段的聚（四亚甲基醚）二醇的最大分子量受限制于该分 子量，这导致熔点处于弹力纤维的使用温度或者略微高于使用温度。实际上，可用于弹力纤 维的聚（四亚甲基醚）二醇分子量的上限是1，800-2000道尔顿，相应于约26-30°C的二醇 熔点。 与环醚的共聚已经被用于降低聚四亚甲基醚链的结晶度。这降低了共聚多醚二醇 的聚合物熔融温度，同时提高了聚氨酯脲的某些动态性能，所述聚氨酯脲包含这种共聚物 作为软链段。其中，用于这一目的的共聚单体是环氧乙烷，其可以将共聚物熔融温度降低到 低于环境温度，这取决于共聚单体含量。 在高于约15mol%的亚乙基醚含量时，在室温下，聚（四亚甲基-共聚-亚乙基醚） 二醇是中等粘度的液体。当亚乙基醚含量增加高于15mol%时，熔点进一步降低。 使用聚（四亚甲基-共聚-亚乙基醚）二醇还可改进聚氨酯脲的某些动态性能， 如韧度、断裂伸长率和低温性能，这对于某些最终用途来说是令人期望的。 聚（四亚甲基-共聚-亚乙基醚）二醇是本领域已知的。它们的制备描述于美国专 利4, 139, 567和4, 153, 786中。这种共聚物可以通过任何已知的环醚聚合方法来制备，例如 以下文献中所述的：PolytetrahydrofuranP.Dreyfuss(Gordon&Breach，N.Y.1982)。 这种聚合方法包括通过强质子或者路易斯酸、杂多酸、和全氟磺酸或酸性树脂的催化。在有 些情况下，可以有利地使用聚合促进剂，如羧酸酸酐，如美国专利4,163,115中所述的。在 这些情况下，主要聚合物产物是二酯，其然后需要在随后步骤中进行水解而获得期望的聚 合二醇。 聚（四亚甲基-共聚-亚乙基醚）二醇，相比于聚（四亚甲基醚）二醇，在某些特 定的物理性能方面，提供了优点。在亚乙基醚含量高于20mol%时，聚（四亚甲基-共聚-亚 乙基醚）二醇在室温下是中等粘度的液体，并且在高于聚（四亚甲基醚）二醇的熔点的温 度下，相比于相同分子量的聚（四亚甲基醚）二醇来说，具有较低的粘度。由聚（四亚甲 基-共聚-亚乙基醚）二醇制备的聚氨酯或者聚氨酯脲的某些物理性能优于由聚（四亚甲 基醚）二醇制备的那些聚氨酯或者聚氨酯脲的性能。 基于聚（四亚甲基-共聚-亚乙基醚）二醇的弹力纤维也是本领域已知的。然而， 这些中的大部分基于含有除1，2-乙二胺以外的助增链剂或者增链剂的聚（四亚甲基-共 聚-亚乙基醚）。Pechhold等的美国专利4, 224, 432公开了使用具有低环醚含量的聚（四 亚甲基-共聚-亚乙基醚）二醇来制备弹力纤维及其它聚氨酯脲。Pechhold教导了亚乙基 醚水平高于30%是优选的。Pechhold没有教导使用助增链剂，尽管其公开了可以使用胺的 混合物。 Aoshima等的美国专利4, 658, 065公开了通过THF和多元醇的反应使用杂多酸催 化剂来制备数个THF共聚多醚。Aoshima还公开了可共聚的环醚，如环氧乙烷，可以与THF 一起被包括在聚合过程中。Aoshima公开了共聚多醚二醇可以用于制备弹力纤维，但是其不 包括获自聚（四亚甲基-共聚-亚乙基醚）二醇的弹力纤维的实例。 Axelrood等的美国专利3, 425, 999公开了从聚（四亚甲基-共聚-亚乙基醚）二 醇制备聚醚氨酯脲，供耐油性和良好的低温性能之用。聚（四亚甲基-共聚-亚乙基醚） 二醇的亚乙基醚含量为20-60wt% (相当于29-71mol%)。Axelrood没有公开这些氨酯脲 在弹力纤维中的使用。 Axelrood没有公开这些氨甲酸乙酯脲在弹力纤维中的使用。Axelrood公开了大 多数可用于本专利技术的增链剂是二胺，其选自伯和仲二胺和其混合物。Axelrood还公开了 优选的二胺是位阻二胺，如二氯联苯胺和亚甲基双（2-氯苯胺）。没有公开使用1，2_乙 二胺。 Nishikawa等的美国专利6, 639, 041公开了具有良好的低温弹性的纤维，其包含 由含THF的共聚多醚的多元醇、环氧乙烷和/或环氧丙烷、二异氰酸酯和二胺制备的聚氨酯 脲，和溶剂化在有机溶剂中的聚合物。Nishikawa教导了这些组合物具有改进的低温性能， 相比于标准的均聚物弹力纤维来说。 另外，在描述表III中的数据中，Nishikawa教导了据信共聚多醚二醇分子量的 微小变化对聚氨酯脲性能具有很小的影响，其中在实施例之间存在着478道尔顿分子量差 异。 申请人:注意到具有高数均分子量二醇（即，约1900道尔顿-约4000道尔顿）的 弹力纤维作为软链段基础材料提供了改进的物理性能，相比于由较低数均分子量的含亚 乙基醚的聚（四亚甲基-共聚-亚乙基醚）二醇制备的弹力纤维来说。本专利技术的高数均 分子量的、含二醇的弹力纤维证明了较低的永久变形、载荷能力、较高的卸载能力（upload power)、较高的伸长率和较高的圆形针织总牵伸，相比于较低数均分子量的亚乙基醚弹力 纤维。因此，对于数种最终用途，相比于较低分子量的含聚（四亚甲基-共聚-亚乙基醚） 二醇的弹力纤维来说，高分子量的含聚（四亚甲基-共聚-亚乙基醚）二醇的弹力纤维将 是优选的。
技术实现思路
本专利技术涉及一种弹力纤维，其包括以下物质的聚氨酯或者聚氨酯脲反应产物：(a) 聚（四亚甲基-共聚-亚乙基醚）二醇，其包括源于共聚合四氢呋喃和环氧乙烷的构成单 元，其中存在于聚（四亚甲基-共聚-亚乙基醚）二醇中的源于环氧乙烷的所述单元的部 分为大于约37-约70mol%，所述二醇的数均分子量为约1900道尔顿-约4000道尔顿，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括以下物质的反应产物的聚氨酯脲：(a)聚(四亚甲基‑共聚‑亚乙基醚)二醇，其包括源于共聚合四氢呋喃和环氧乙烷的构成单元，其中存在于聚(四亚甲基‑共聚‑亚乙基醚)二醇中的源于环氧乙烷的所述单元的部分为大于约37‑约70mol％，优选地大于约37‑约58mol％，和所述二醇的数均分子量为约1900道尔顿‑约4000道尔顿，优选地约1900道尔顿‑约3000道尔顿；(b)至少一种二异氰酸酯；和(c)至少一种二胺增链剂，其选自1，2‑乙二胺、1，3‑丁二胺、1，4‑丁二胺、1，3‑二氨基‑2，2‑二甲基丁烷、1，6‑己二胺、1，2‑丙二胺、1，3‑丙二胺、N‑甲基氨基双(3‑丙胺)、2‑甲基‑1，5‑戊二胺、1，5‑二氨基戊烷、1，4‑环己烷二胺、1，3‑二氨基‑4‑甲基环己烷、1，3‑环己烷‑二胺、1，1‑亚甲基双(4，4′‑二氨基己烷)、3‑氨甲基‑3，5，5‑三甲基环己烷、1，3‑二氨基戊烷、间苯二甲胺、肼和其混合物。

【技术特征摘要】
2005.11.22 US 60/738684;2005.11.22 US 60/7389011. 一种包括以下物质的反应产物的聚氨酯脲： (a) 聚（四亚甲基-共聚-亚乙基醚）二醇，其包括源于共聚合四氢呋喃和环氧乙烷的 构成单元，其中存在于聚（四亚甲基-共聚-亚乙基醚）二醇中的源于环氧乙烷的所述单 元的部分为大于约37-约70mol %，优选地大于约37-约58mol %，和所述二醇的数均分子 量为约1900道尔顿-约4000道尔顿，优选地约1900道尔顿-约3000道尔顿； (b) 至少一种二异氰酸酯；和 (c) 至少一种二胺增链剂，其选自1，2-乙二胺、1，3-丁二胺、1，4-丁二胺、1，3-二氨 基-2, 2-二甲基丁烧、1，6-己二胺、1，2-丙二胺、1，3-丙二胺、N-甲基氨基双（3-丙胺）、 2- 甲基_1，5_戊二胺、1，5_二氨基戊烧、1，4_环己烧二胺、1，3_二氨基-4-甲基环己烧、1， 3- 环己烷-二胺、1，1_亚甲基双（4,4'-二氨基己烷）、3_氨甲基_3,5,5_三甲基环己烷、 1，3-二氨基戊烷、间苯二甲胺、肼和其混合物。2. -种包括以下物质的反应产物的聚氨酯脲： (a) 聚（四亚甲基-共聚-亚乙基醚）二醇，其包括源于共聚合四氢呋喃和环氧乙烷的 构成单元，其中存在于聚（四亚甲基-共聚-亚乙基醚）二醇中的源于环氧乙烷的所述单 元的部分为大于约37-约70mol %，所述二醇的数均分子量为约1900道尔顿-约4000道尔 顿； (b) 至少一种二异氰酸酯；和 (c) 作为增链剂的1，2-乙二胺，其具有约0-约20mol %的助增链剂。3. 包括权利要求1或2的聚氨酯脲反应产物的弹力纤维。4. 权利要求3的弹力纤维，其中所述聚氨酯脲具有约1. 2-约2. 3的二异氰酸酯与聚 (四亚甲基-共聚-亚乙基醚）二醇的摩尔比。5. 权利要求3的弹力纤维，其中二异氰酸酯选自1-异氰酸根合-4-[(4-异氰酸根合苯 基）甲基]苯，1-异氰酸根合2-[ (4-异氰酸根合-苯基）甲基]苯和其混合物。6. 权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：JM兰伯特，CF小帕尔默，
申请(专利权)人：因维斯塔技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH