水蒸气可透过的复合构件制造技术

本发明专利技术涉及由至少两层构成的水蒸汽可透过的平面复合构件，其中至少一层由聚醚基热塑性聚氨酯构成，本发明专利技术还涉及其用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】水蒸气可透过的复合构件本专利技术涉及由至少两层构成的水蒸汽可透过的平面复合构件，其中至少一层由聚醚基热塑性聚氨酯构成，本专利技术还涉及其用途。热塑性聚氨酯弹性体（TPU）具有工业意义，因为它们表现出优异的机械性能并且可以进行成本有利的热塑性加工。通过使用不同的化学合成组分，可以在宽范围内改变它们的机械性能。TPU的综述、其性能和用途可见于Kunststoffe68（1978），第819-825页和Kautschuk,Gummi,Kunststoffe35（1982），第568-584页中。TPU由线性多元醇，大都为聚酯多元醇或聚醚多元醇，有机二异氰酸酯和短链二醇（扩链剂）合成。为加速形成反应，可以另外加入催化剂。合成组分的摩尔比可以在宽范围内变化，由此可以调节产物的性质。根据多元醇与扩链剂的摩尔比，得到在宽的肖氏硬度范围内的产物。可热塑性加工的聚氨酯弹性体的合成可以逐步地（预聚物法）进行或通过在一个阶段中使所有组分同时反应（一锅法）来进行。在预聚物法中，由多元醇和二异氰酸酯形成含异氰酸酯的预聚物，其在第二步中与扩链剂反应。TPU可以连续地或不连续地制备。最著名的工业生产方法是带式法和挤出机法。除了催化剂，也可以将助剂和添加剂加入到TPU合成组分中。主要在纺织工业中和建筑工业中，TPU以挤出箔的形式来使用。与织物层或无纺织物状织物结合，其用于耐候性服装、篷布、屋顶衬垫（Dachunterspannbahnen）或立面衬垫（Fassadenspannbahnen）（复合构件）中。在此，在每种情况中，TPU的任务一方面是作为液体形式的水（例如雨）的屏障起作用，另一方面是将气态的水从内部释放到外部，以便获得尽可能舒适的内部气候。与其他材料相反，TPU可以实现这种双重功能，而不在TPU层中产生微孔。除了这种复合构件以及因此TPU层的好的水蒸气透过性以外，用于该复合构件中的TPU箔的尽可能低的溶胀和足够的机械性能也具有决定性的意义。TPU箔的过于突出的溶胀倾向提高了TPU箔与属于该复合构件的其它层（例如无纺织物），也称为下部结构（Unterbau），分离的风险。由于这种分离，大都非常薄的TPU箔额外地暴露于以例如裂纹形成形式的损坏的风险中。另外，所使用的TPU箔的不足的机械性能不仅使得它们更难以加工成复合构件，而且同样增加了损坏的风险，并且导致所述复合构件的功能性的可察觉的损失。迄今为止，由于对水蒸汽透过性的高要求，几乎仅使用基于聚(四氢呋喃)（所谓的C4醚基TPU）的TPU。这些TPU尽管具有好的性能特征，但它们基于相对昂贵的原料。用仅基于聚(乙二醇)（所谓的C2醚基TPU）的TPU可获得非常高的水蒸汽透过性。然而，这些TPU不能用于屋顶衬垫，因为由于严重的溶胀，它们非常容易与箔的下部结构（例如非织造物）分离。因此，如例如WO2000/039179中所述般，它们优选用于超级吸收剂中。EP-A1366100中描述了聚醚基TPU，其中聚醚多元醇组分无规构成存在并且含有大于75重量％的环氧丙烷单元。所使用的在双金属氰化物催化剂的存在下制备的聚醚多元醇组分具有51-100％的仲羟基高含量和600-1500的摩尔质量。这些聚醚多元醇组分降低了TPU硬链段相（由异氰酸酯和扩链剂形成）和TPU软链段相（由多元醇形成）之间的相分离，由此造成这些TPU材料的水蒸汽透过性过于糟糕。US-A4202957描述了由4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、一至两种扩链剂和由聚氧乙烯单元和聚氧丙烯单元构成的嵌段共聚物形成的TPU，其通过环氧乙烷聚合到聚环氧丙烷上获得，摩尔质量为1000-3000，伯羟基含量为至少50％。为了获得所需性能，特别是TPU的改进的热稳定性，该嵌段共聚物的环氧乙烷嵌段必须超过一定的最小长度。为此所需的环氧乙烷单元的最小比例（EO％）由下式得出：EO％=(MW-900)/4*3*100/MW（其中，MW=嵌段共聚物的摩尔质量）。所述的TPU对于水蒸气可透过的复合构件而言仅具有非常有限的可用性，因为根据所使用的嵌段共聚物的摩尔质量，它们具有高的溶胀倾向或其水蒸气透过性过低。EP-A0881244公开了一种生产TPU的方法，其中为改进多元醇组分的反应性以及为改进TPU的机械性能特征，使用具有聚氧乙烯单元和聚氧丙烯单元的聚醚多元醇，所述聚氧乙烯和聚氧丙烯单元具有80-100％的伯羟基高含量。这些是聚氧乙烯单元和聚氧丙烯单元的嵌段共聚物。需要高含量的伯羟基，以确保多元醇对异氰酸酯的足够的反应性。因此，该TPU相对昂贵。另外，它们倾向于强烈溶胀。在WO2008/007046中，由二异氰酸酯、扩链剂、聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇嵌段共聚物或聚丙二醇-聚乙二醇-聚丙二醇嵌段共聚物和聚乙二醇或聚丙二醇制成含有活性成分的聚合物，其中含于聚合物中的活性成分的释放速率通过聚合物的组成来控制。具有聚乙二醇嵌段的聚合物倾向于强烈溶胀。EP-A0748828描述了一种方法，其中异氰酸酯组分和一种或多种扩链剂与包含聚氧丙烯组分的聚氧化烯多元醇反应。所述聚氧化烯多元醇优选是具有至多30重量％的作为封端（Kappe）存在的氧化乙烯单元的聚氧化丙烯/聚氧化乙烯嵌段共聚物。基于所述嵌段共聚物的聚氨酯倾向于强烈溶胀。目的是提供由至少两层组成的平面复合构件，其中至少一层基于TPU，其中TPU层基于相对成本有利的原料，其具有足够的反应性，以能够简单地加工成TPU，并且其中所述TPU层同时具有高的水蒸气透过性，同时具有低溶胀和足够的机械性能。所述目的可通过使用基于聚醚多元醇的混合物的TPU作为TPU层得以达成，其中在该混合物中遵循特定的氧乙烯单元含量，此外，设定特定的TPU硬链段相和TPU软链段相之间的比例，其通过扩链剂（组分B）与多元醇（组分C）的摩尔比给定。本专利技术提供了水蒸汽可透过的平面复合构件，其由至少一层不由热塑性聚氨酯构成的层（i），至少一层由聚醚多元醇基热塑性聚氨酯构成的层（ii）和任选的另外的层（iii）构成，其中层（iii）由热塑性聚氨酯构成，其不与层（ii）直接平面相邻，其中层（ii）由得自下述反应的热塑性聚氨酯构成，即，使下述组分：A）至少一种有机二异氰酸酯，B）至少一种作为扩链剂的组分，其各自具有两个羟基和各自具有60-490g/mol的数均分子量，C）由一种或多种聚醚多元醇组成的组分，所述聚醚多元醇各自具有500-5000g/mol的数均分子量，其中至少一种聚醚多元醇（C1）含有环氧乙烷单元，在D）任选的催化剂，E）任选的助剂和/或添加剂的存在下，进行反应，其中A）中的NCO基团与B）和C）中的异氰酸酯反应性基团的摩尔比为0.9:1至1.2:1，其特征在于，组分C）中环氧乙烷单元的含量为至少5且最大42重量％，优选为5至35重量％，基于组分C）的总重量计，且组分C）的数均官能度为1.8至2.5，并且组分C）中环氧乙烷单元的含量（X以重量％为单位）低于由式X（重量％）=7.7*Y+7得到的X的值，其中扩链剂B）与组分C）的摩尔比是Y。根据本专利技术在层（ii）中使用的TPU令人惊讶地具有非常好的水蒸汽透过性，同时具有极低的溶胀，并且另外具有足够好的机械性能，由此能够提供根据本专利技术的复合构件。作为有机二异氰酸酯A）优选考虑脂族、脂环族、芳脂族、本文档来自技高网...

【技术保护点】
水蒸汽可透过的平面复合构件，其由至少一层不由热塑性聚氨酯构成的层（i）、至少一层由聚醚多元醇基热塑性聚氨酯构成的层（ii）和任选另外的层（iii）构成，层（iii）由热塑性聚氨酯构成，其不与层（ii）直接平面邻接，其中层（ii）由得自下述组分：A）至少一种有机二异氰酸酯，B）至少一种作为扩链剂的组分，其各自具有两个羟基和各自具有60‑490g/mol的数均分子量，C）由一种或多种聚醚多元醇组成的组分，所述聚醚多元醇各自具有500‑5000g/mol的数均分子量，其中至少一种聚醚多元醇（C1）含有环氧乙烷单元，在D）任选的催化剂，E）任选的助剂和/或添加剂的存在下的反应的热塑性聚氨酯构成，其中A）中的NCO基团与B）和C）中的异氰酸酯反应性基团的摩尔比为0.9:1至1.2:1，其特征在于，组分C）中环氧乙烷单元的含量为至少5且最大42重量％，基于组分C）的总重量计，且组分C）的数均官能度为1.8至2.5，并且组分C）中环氧乙烷单元的含量（X以重量％为单位）低于由式X（重量％）= 7.7 * Y + 7得到的X的值，其中扩链剂B）与组分C）的摩尔比是Y。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.11 EP 14176656.8;2015.01.27 EP 15152636.51.水蒸汽可透过的平面复合构件，其由至少一层不由热塑性聚氨酯构成的层（i）、至少一层由聚醚多元醇基热塑性聚氨酯构成的层（ii）和任选另外的层（iii）构成，层（iii）由热塑性聚氨酯构成，其不与层（ii）直接平面邻接，其中层（ii）由得自下述组分：A）至少一种有机二异氰酸酯，B）至少一种作为扩链剂的组分，其各自具有两个羟基和各自具有60-490g/mol的数均分子量，C）由一种或多种聚醚多元醇组成的组分，所述聚醚多元醇各自具有500-5000g/mol的数均分子量，其中至少一种聚醚多元醇（C1）含有环氧乙烷单元，在D）任选的催化剂，E）任选的助剂和/或添加剂的存在下的反应的热塑性聚氨酯构成，其中A）中的NCO基团与B）和C）中的异氰酸酯反应性基团的摩尔比为0.9:1至1.2:1，其特征在于，组分C）中环氧乙烷单元的含量为至少5且最大42重量％，基于组分C）的总重量计，且组分C）的数均官能度为1.8至2.5，并且组分C）中环氧乙烷单元的含量（X以重量％为单位）低于由式X（重量％）=7.7*Y+7得到的X的值，其中扩链剂B）与组分C）的摩尔比是Y。2.根据权利要求1所述的平面复合构件，其中二异氰酸酯A）是4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、1,5-亚萘基二异氰酸酯或4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯或者它们的混合物。3.根据权利要求1所述的平面复合构件，其中扩链剂B）是至少一种具有两个羟基的脂族扩链剂。4.根据权利要求3所述的平面复合构件，其中扩链剂B）是至少一种具有两个羟基和2-8个碳原子的脂族扩链剂。5.根据权利要求1所述的平面复合构件，其中扩链剂B）是选自下述的至少一种化合物：乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、1,4-二-(β-羟基乙基)氢醌、1,4-二-(β-羟基乙基)双酚A或其混合物。6.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：G韦斯特，G舍内尔，
申请(专利权)人：科思创德国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE