聚氨酯，由其制备的制品和涂料及其制造方法技术

本发明专利技术提供了聚氨酯，其包括：包括下面的组分的反应产物：(a)至少一种异氰酸酯官能预聚物，其包括下面的(1)和(2)的反应产物：(1)约1当量的至少一种多异氰酸酯；和(2)约0.01-约0.5当量的至少一种聚碳酸酯多元醇；和(b)约0.01-约1当量的至少一种支化的具有至少3个羟基的多元醇；由其制成的组合物、涂料和制品以及其制造方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚氨酯，由其制备的制品和涂料及其制造方法交叉参考的相关申请本申请要求2013年3月14日提交的美国临时专利申请No.61/783197的优先权权益。同样，本申请是2012年12月12日提交的美国专利申请No.13/712110的部分继续申请，该美国专利申请No.13/712110是2009年3月24日提交的美国专利申请No.12/410102的继续，该美国专利申请No.12/410102是2006年12月14日提交的美国专利申请No.11/639058的部分继续申请，该美国专利申请No.11/639058是2004年9月1日提交的美国专利申请No.10/932641和申请No.11/303670，11/303422，11/303892和11/303671(其每个是在2005年12月16日提交的)的部分继续申请。上述每个申请在此通过引用纳入。专利技术背景I.专利
本专利技术涉及由多元醇和多异氰酸酯制备的聚氨酯和聚(脲氨基甲酸酯)，由其制备的制品、浇注件(casting)、层合体和涂料，以及制造其的方法。II.技术考虑已经开发了许多有机聚合型材料例如塑料如聚碳酸酯和丙烯酸类材料，作为例如下面的应用中的玻璃的备选项和替代品：光学镜片，光纤，窗户和汽车，航海和航空航天透明体。例如在飞机玻璃窗中，聚碳酸酯例如和丙烯酸类材料二者已经赢得了广泛认同。这些聚合型材料可以提供相对于玻璃的优点，包括耐碎裂性或者贯入阻力，对于给定应用来说更轻的重量，挠性，易于模制和可染性。不幸的是，存在着与聚碳酸酯和丙烯酸类材料二者有关的一些严重缺点。聚碳酸酯易于刮擦，并且如果直接曝露于日光和苛刻环境时，不久变得难以透过观察。丙烯酸类材料虽然没有聚碳酸酯那样易于刮擦，但是不具有聚碳酸酯的物理性能例如热畸变温度和耐冲击性。一些“高冲击”强度的聚碳酸酯会具有不一致的冲击强度，其会随着时间的推移而降低，差的耐裂纹传播性(K-因素)，差的光学品质，差的耐溶剂性和差的耐候性。即使聚碳酸酯可以在低速冲击时表现出良好的冲击强度，但是在高冲击速度大于约1100ft/s(335.3m/s，例如在弹道应用中表现出的那些速度)，从约20英尺(6.1m)发射的约1350ft/s(411m/s)速度的9mm子弹(125格令)会轻易穿透1英寸(2.5cm)厚的聚碳酸酯塑料。同样，聚碳酸酯通常是挤出的，这会在挤出方向上在挤出物中产生光学畸变。对于光学应用例如战斗机座舱罩来说，聚碳酸酯通常必须经历另外的加工步骤来除去该畸变，这会增加成本。同样，一些聚碳酸酯是双折射的，其也会导致光学畸变。LEXAN的阿贝值是34。较高的阿贝值表示更好的视敏度和更小的色差。因此，本领域需要开发这样的聚合物，其可用于生产具有良好的光学品质，高耐冲击性，高冲击强度，高K因素，良好的防弹性，良好的耐溶剂性和良好的耐候性的制品。还令人期望的是通过浇注或反应注塑成型来制作制品的能力，而非挤出。
技术实现思路
在一些非限定性实施方案中，本专利技术提供了一种聚氨酯，其包含组分的反应产物，该组分包含：(a)至少一种异氰酸酯官能预聚物，其包含(1)和(2)的反应产物：(1)约1当量的至少一种多异氰酸酯；和(2)约0.01-约0.5当量的至少一种聚碳酸酯多元醇，基于该约1当量的至少一种多异氰酸酯计；和(b)约0.01-约1当量的至少一种具有至少3个羟基的多元醇，基于该约1当量的至少一种多异氰酸酯计。在其他非限定性实施方案中，本专利技术提供一种聚氨酯，其包含组分的反应产物，该组分包含：(a)约1当量的至少一种多异氰酸酯；和(b)约0.01-约0.5当量的至少一种聚碳酸酯多元醇，基于该约1当量的至少一种多异氰酸酯计；和(c)约0.01-约1当量的至少一种具有至少3个羟基的多元醇，基于该约1当量的至少一种多异氰酸酯计。在其他非限定性实施方案中，本专利技术提供了一种制备聚氨酯制品的方法，其包括：(a)将约1当量的至少一种多异氰酸酯和基于该约1当量的至少一种多异氰酸酯计为约0.01-约0.5当量的至少一种聚碳酸酯多元醇的混合物加热到约110℃-约130℃的温度至少约1小时来形成反应产物；(b)将反应产物(a)与基于该约1当量的至少一种多异氰酸酯计为约0.01-约1当量的至少一种具有至少3个羟基的多元醇混合，直到该混合物达到至少约110℃-约130℃的温度，若需要，任选地加热；(c)将该反应产物浇注到模具中，该模具预热到至少约100℃-约130℃的温度；和(d)将该反应产物在约100℃-约120℃的第一预定温度固化至少约0.5小时；然后在约140℃-约180℃的第二预定温度固化约15-约30小时。本专利技术还提供了包含上述聚氨酯和聚(脲氨基甲酸酯)的固化的组合物，制品，层合体及其制造和使用方法。附图说明前述
技术实现思路
以及下面的详细说明当结合附图来阅读时能够更好的理解。在附图中：图1是配料(formulation)93的测试样品的正视图照片，实施例A是从20英尺(6.1m)以速度1350ft/s(411.5m/s)发射的9mm子弹的测试样品的正视图照片；图2是用从20英尺(6.1m)以初始速度1350ft/s(411.5m/s)发射的9mm子弹射击样品后，配料94，实施例A的测试样品的透视图照片；图3是图2所示样品的侧视图；图4是在用从AK-47来复枪以30码(27.4m)距离和2700ft/s(823m/s)的初始速度发射的四个具有钢芯的7.62x39mm子弹射击样品后，根据本专利技术的一部分的复合材料的正视图；和图5是图4样品的后透视图。具体实施方式作为此处使用的，空间或者方向术语例如“内”，“左”，“右”，“上”，“下”，“水平”，“垂直”等当在本文中描述时与本专利技术相关。然而，应当理解本专利技术可以假定不同的可选择的定向，和因此这样的术语不被认为是限制性的。出于本说明书的目的，除非另有指示，否则表示说明书和权利要求中所用的成分的量，反应条件，尺寸，物理特性等的全部数字被理解为在全部的情况中是用术语“约”修饰的。因此，除非有相反的指示，否则下面的说明书和附加的权利要求中阐明的数值参数是约数，其可以根据本专利技术所寻求获得的期望的性能而变化。最起码，和并非打算使用等价原则来限制权利要求的范围，每个数值参数应当至少按照所报告的有效数字的位数和通过使用通常的四舍五入技术来解释。虽然阐明本专利技术宽泛范围的数字范围和参数是约数，但是在具体实施例中所述的数值是尽可能精确来报告的。然而，任何数值本质上包含了由它们各自的测试测量中存在的标准偏差所必然形成的某些误差。同样，应当理解这里所述的任何数字范围目的是包括处于其中的全部的子范围。例如范围“1-10”目的是包括在所述的最小值1和所述的最大值10之间(并包括端值)的任何和全部子范围，即，全部的子范围是从等于或大于1的最小值开始，并且终止于等于或者小于10的最大值，并且全部子范围处于例如1-6.3，或者5.5-10，或者2.7-6.1。“烷基”表示脂肪族烃基团，其可以是直链或者支化的，并且在链中包含约1-约20个碳原子。合适的烷基的非限定性例子在链中包含约1-约18个碳原子，或者在链中包含约1-约6个碳原子。“支化的”表示一种或多种低级烷基例如甲基，乙基或者丙基连接到线性烷基链上。“低级烷基”或“短链烷基”表示链中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚氨酯，其包含组分的反应产物，该组分包含：(a)至少一种异氰酸酯官能预聚物，其包含下面的(1)和(2)的反应产物：(1)约1当量的至少一种多异氰酸酯；和(2)约0.01‑约0.5当量的至少一种聚碳酸酯多元醇，基于该约1当量的至少一种多异氰酸酯计；和(b)约0.01‑约1当量的至少一种具有至少3个羟基的多元醇，基于该约1当量的至少一种多异氰酸酯计。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.14 US 61/783,1971.一种聚氨酯，其包含组分的反应产物，该组分包含：(a)异氰酸酯官能预聚物，其包含组分的反应产物，该组分包含：(1)1当量的至少一种多异氰酸酯；和(2)0.1-0.4当量的至少一种聚碳酸酯二醇，基于该1当量的至少一种多异氰酸酯计；和(b)0.5-0.8当量的三羟甲基丙烷，基于该1当量的至少一种多异氰酸酯计；(c)0.1-0.5当量的丁二醇、戊二醇或者环己烷二甲醇，基于该1当量的至少一种多异氰酸酯计。2.根据权利要求1的聚氨酯，其中该多异氰酸酯选自二异氰酸酯、三异氰酸酯、其二聚物、其三聚物及其混合物。3.根据权利要求2的聚氨酯，其中该多异氰酸酯选自亚乙基二异氰酸酯、三亚甲基二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、八亚甲基二异氰酸酯、九亚甲基二异氰酸酯、十亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、1,6,11-十一烷-三异氰酸酯、1,3,6-六亚甲基三异氰酸酯、双(异氰酸基乙基)-碳酸酯、双(异氰酸基乙基)醚、三甲基己烷二异氰酸酯、2,2'-二甲基戊烷二异氰酸酯、1,8-二异氰酸基-4-(异氰酸基甲基)辛烷、2,5,7-三甲基-1,8-二异氰酸基-5-(异氰酸基甲基)辛烷、2-异氰酸基丙基-2,6-二异氰酸基己酸酯、赖氨酸二异氰酸酯甲基酯、4,4'-亚甲基-双-(环己基异氰酸酯)、间四甲基苯二甲基二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二苯基异亚丙基二异氰酸酯、二亚苯基二异氰酸酯、丁烯二异氰酸酯、环己烷二异氰酸酯、甲基环己烷二异氰酸酯、双(异氰酸基甲基)环己烷、双(异氰酸基环己基)甲烷、双(异氰酸基环己基)-2,2-丙烷、双(异氰酸基环己基)-1,2-乙烷、2-异氰酸基甲基-3-(3-异氰酸基丙基)-5-异氰酸基甲基-双环[2.2.1]-庚烷、2-异氰酸基甲基-3-(3-异氰酸基丙基)-6-异氰酸基甲基-双环[2.2.1]-庚烷、2-异氰酸基甲基-2-(3-异氰酸基丙基)-5-异氰酸基甲基-双环[2.2.1]-庚烷、2-异氰酸基-甲基-2-(3-异氰酸基丙基)-6-异氰酸基甲基-双环[2.2.1]-庚烷、2-异氰酸基甲基-3-(3-异氰酸基丙基)-6-(2-异氰酸基乙基)-双环[2.2.1]-庚烷、2-异氰酸基甲基-2-(3-异氰酸基丙基)-5-(2-异氰酸基乙基)-双环-[2.2.1]-庚烷，2-异氰酸基甲基-2-(3-异氰酸基丙基)-6-(2-异氰酸基乙基)-双环[2.2.1]-庚烷、α,α'-二甲苯二异氰酸酯、双(异氰酸基乙基)苯、α,α,α',α'-四甲基二甲苯二异氰酸酯、1,3-双(1-异氰酸基-1-甲基乙基)苯、双(异氰酸基丁基)苯、双(异氰酸基甲基)萘、双(异氰酸基甲基)二苯基醚、双(异氰酸基乙基)邻苯二甲酸酯、均三甲基苯三异氰酸酯、2,5-二(异氰酸基甲基)呋喃、二苯基醚二异氰酸酯、双(异氰酸基苯基醚)乙二醇、双(异氰酸基苯基醚)-1,3-丙二醇、苯甲酮二异氰酸酯、咔唑二异氰酸酯、乙基咔唑二异氰酸酯、二氯咔唑二异氰酸酯、其二聚物、其三聚物和其混合物。4.根据权利要求3的聚氨酯，其中该多异氰酸酯选自1,6-六亚甲基二异氰酸酯、2,2,4-三甲基己烷二异氰酸酯、2,4,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、4,4′-异亚丙基-双-(环己基异氰酸酯)、1,4-环己基二异氰酸酯、和1,3-丁二烯-1,4-二异氰酸酯。5.根据权利要求3的聚氨酯，其中该多异氰酸酯是4,4’-亚甲基-双-(环己基异氰酸酯)。6.根据权利要求2的聚氨酯，其中该多异氰酸酯是选自下面的二异氰酸酯的三聚物：六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、四甲基苯二甲基二异氰酸酯及其混合物。7.根据权利要求1的聚氨酯，其中该聚碳酸酯二醇是由...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·G·卢卡维纳，
申请(专利权)人：PPG工业俄亥俄公司，
类型：发明
国别省市：美国;US