具有高耐热性的湿气渗透热塑性聚氨酯制造技术

本发明专利技术涉及包含亚烷基取代的螺环化合物的新热塑性聚氨酯(TPU)。本发明专利技术提供显示耐高温性的TPU。

Moisture permeable thermoplastic polyurethane with high heat resistance

The present invention relates to novel thermoplastic polyurethane (TPU) comprising a n-alkyl substituted spiro compound. The present invention provides a TPU for displaying high temperature resistance.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有高耐热性的湿气渗透热塑性聚氨酯专利
本专利技术涉及可用于要求高热湿气渗透的制品中的热塑性聚氨酯(TPU)，特别是可用于构造制品如服装的粘膜或粘合带或粘合组合物中的TPU。专利技术背景已知聚氨酯，包括热塑性聚氨酯(TPU)在对于不同基质(包括织物)具有高湿气渗透性的粘合剂或膜中使用。由于系统中使用的TPU的特性，这些含TPU粘合剂和膜系统可在热性能和物理性能方面不同。现有技术显示对可具有与现有技术不同的熔融特性的TPU粘合剂和膜的数种需求。一些这些需求包括例如TPU组合物可在高温下使用或在高温下加工。TPU组合物作为粘合剂或作为高湿气透过膜使用中的温度限制在制造纺织层压材料期间或在使用粘合剂进行构造、装饰或防水服装时产生操作性低效。因此，现有技术普遍的需求是可用于在制造或使用条件下显示出耐高温性同时保持其它物理特性的粘合剂系统或高温湿气渗透膜中的TPU组合物。专利技术概述本专利技术提供一种热塑性聚氨酯(TPU)，其包含(1)芳族多异氰酸酯，(2)亚烷基取代的螺环化合物，其包括亚烷基取代的饱和螺环-二醇、亚烷基取代的饱和螺环-二胺、或其组合，和(3)聚醚多元醇的反应产物，其中亚烷基取代的螺环化合物包含两个环，每个环含有5-7个原子，且其中各个环被含有1-4个碳原子的亚烷基取代，且被羟基或胺封端，其中胺为伯胺或仲胺。本专利技术还涉及一种热塑性聚氨酯(TPU)，其包含(1)芳族多异氰酸酯，(2)亚烷基取代的螺环化合物，包括亚烷基取代的饱和螺环-二醇、亚烷基取代的饱和螺环-二胺、或其组合，(3)聚醚多元醇，和(4)另外的脂族多异氰酸酯的反应产物，其中亚烷基取代的螺环化合物包含两个环，每个环含有5-7个原子，且其中各个环被含有1-4个碳原子的亚烷基取代，且被羟基或胺封端，其中胺为伯胺或仲胺。本专利技术还提供一种热塑性聚氨酯(TPU)，其包含(1)芳族多异氰酸酯，(2)亚烷基取代的螺环化合物，包括亚烷基取代的饱和螺环-二醇、亚烷基取代的饱和螺环-二胺、或其组合，(3)聚醚多元醇，和(4)另外的增链剂的反应产物，其中亚烷基取代的螺环化合物包含两个环，每个环含有5-7个原子，且其中各个环被含有1-4个碳原子的亚烷基取代，且被羟基或胺封端，其中胺为伯胺或仲胺。本专利技术还提供一种热塑性聚氨酯(TPU)，其包含(1)芳族多异氰酸酯，(2)亚烷基取代的螺环化合物，包括亚烷基取代的饱和螺环-二醇、亚烷基取代的饱和螺环-二胺、或其组合，(3)聚醚多元醇，(4)另外的脂族多异氰酸酯，和(5)另外的增链剂的反应产物，其中亚烷基取代的螺环化合物包含两个环，每个环含有5-7个原子，且其中各个环被含有1-4个碳原子的亚烷基取代，且被羟基或胺封端，其中胺为伯胺或仲胺。本专利技术还公开了一种制备TPU的方法，包括如下步骤：(a)使(1)芳族多异氰酸酯，(2)亚烷基取代的螺环化合物，其包括亚烷基取代的饱和螺环-二醇、亚烷基取代的饱和螺环-二胺、或其组合，和(3)聚醚多元醇反应，其中亚烷基取代的螺环化合物包含两个环，每个环含有5-7个原子，且其中各个环被含有1-4个碳原子的亚烷基取代，且被羟基或胺封端，其中胺为伯胺或仲胺；(b)将步骤(a)中得到的热塑性聚氨酯压出成热压出管；和(c)冷却热压出管至热塑性聚氨酯组合物熔点以下以产生压出热塑性聚氨酯。本专利技术还公开了一种包含所述TPU的制品。本专利技术还提供一种包含所述TPU的粘膜或粘合带或粘合组合物。本专利技术还提供一种将至少两种组件粘合在一起的方法，其包括将所公开的粘膜或粘合带或粘合组合物施加至待粘合的组件之间。专利技术详述制备本专利技术热塑性聚氨酯(TPU)的方法包括与亚烷基取代的螺环化合物反应。所得TPU显示出耐热性和生产粘合剂时的运行效率的显著提高。一方面本专利技术TPU包含(1)芳族多异氰酸酯，(2)亚烷基取代的螺环化合物，包括亚烷基取代的饱和螺环-二醇、亚烷基取代的饱和螺环-二胺、或其组合，和(3)聚醚多元醇的反应产物，其中亚烷基取代的螺环化合物包含两个环，每个环含有5-7个原子，且其中各个环被含有1-4个碳原子的亚烷基取代，且被羟基或胺封端，其中胺为伯胺或仲胺。这些反应物聚合而合成TPU的技术可使用传统工艺设备、催化剂和工艺进行。然而，聚合以导致所需聚合物特征或特性的方式进行。芳族多异氰酸酯、聚醚多元醇和亚烷基取代的螺环化合物的类型和含量调整至得到合成聚合物所需的化学和物理特征组，其中亚烷基取代的螺环化合物包括亚烷基取代的饱和螺环-二醇、亚烷基取代的饱和螺环-二胺、或其组合。用于制备本专利技术TPU的聚合技术包括传统方法，如反应性压出、分批加工、溶液聚合和浇铸聚合。在一个实施方案中，合成热塑性聚氨酯使用的芳族多异氰酸酯可选自芳族二异氰酸酯。此外，通常避免使用多官能异氰酸酯化合物，即三异氰酸酯等，其导致不理想的早期交联，如果使用多官能异氰酸酯化合物的话，通常一方面少于4mol％，另一方面少于2mol％，基于使用的所有各种异氰酸酯的总摩尔数。在一个实施方案中，芳族二异氰酸酯为4,4'-亚甲基双(苯基异氰酸酯)(MDI)；间亚二甲苯基二异氰酸酯(XDI)、亚苯基-1,4-二异氰酸酯、亚萘基-1,5-二异氰酸酯、二苯基甲烷-3,3'-二甲氧基-4,4'-二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯(TDI)。在一些实施方案中，芳族二异氰酸酯为MDI。也可使用上述二异氰酸酯的二聚物和三聚物以及可使用两种或更多种二异氰酸酯的混合物。本专利技术所用芳族多异氰酸酯可以为用芳族异氰酸酯封端的低分子量聚合物或低聚物的形式。例如，亚烷基取代的螺环化合物可与含异氰酸酯化合物反应以产生用芳族异氰酸酯封端的低分子量聚合物。在TPU领域中，这种材料通常称为预聚物。这种预聚物通常具有约500至约10,000的范围内的数均分子量(Mn)。该一种或多种芳族二异氰酸酯的摩尔比通常为亚烷基取代的螺环化合物的总摩尔数的一方面约0.95至约1.05，另一方面约0.98至约1.03摩尔每摩尔。在一个实施方案中，亚烷基取代的螺环化合物包括亚烷基取代的饱和螺环-二醇、亚烷基取代的饱和螺环-二胺、或其组合且亚烷基取代的螺环化合物包含两个环，每个环含有5-7个原子，且各个环被含有1-4个碳原子的亚烷基取代，且被羟基或胺封端，其中胺为伯胺或仲胺。在一个实施方案中，亚烷基取代的螺环化合物为各个环含有2个杂原子的螺杂环，且杂原子为氧、氮、硫或磷。在一个实施方案中，亚烷基取代的螺环化合物为各个环中含有2个杂原子的螺杂环且杂原子为氧或氮。在一个实施方案中，亚烷基取代的螺环化合物为各个环中含有2个杂原子的螺杂环且杂原子为氧。在一个实施方案中，亚烷基取代的螺环化合物显示结构式：其中各个X独立地选自O、CHR2、NR2、S、PR2，其中各个R2表示氢原子或含有1至约6个碳原子的烷基，各个R1为含有1-4个碳原子的亚烷基，且各个Z选自-OH或-NHR3，其中R3表示氢原子或含有1至约6个碳原子的烷基，其中a、b、c、d、e、f、g和h各自独立地为0-2的整数，条件是a、b、c和d的和为1-3，且e、f、g和h的和为1-3。在一个实施方案中，a等于g，b等于h，c等于e，且d等于f。在一个实施方案中，所有X相同。在一个实施方案中，所有X相同地选自O或NR2，其中R2表示氢原子或含有1至约6个碳原子的烷基，a等于g，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热塑性聚氨酯(TPU)，其包含(1)芳族多异氰酸酯，(2)亚烷基取代的螺环化合物，其包括亚烷基取代的饱和螺环‑二醇、亚烷基取代的饱和螺环‑二胺、或其组合，和(3)聚醚多元醇的反应产物，其中亚烷基取代的螺环化合物包含两个环，每个环含有5‑7个原子，且其中各个环被含有1‑4个碳原子的亚烷基取代，且被羟基或胺封端，其中胺为伯胺或仲胺。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.11 US 62/035,5441.一种热塑性聚氨酯(TPU)，其包含(1)芳族多异氰酸酯，(2)亚烷基取代的螺环化合物，其包括亚烷基取代的饱和螺环-二醇、亚烷基取代的饱和螺环-二胺、或其组合，和(3)聚醚多元醇的反应产物，其中亚烷基取代的螺环化合物包含两个环，每个环含有5-7个原子，且其中各个环被含有1-4个碳原子的亚烷基取代，且被羟基或胺封端，其中胺为伯胺或仲胺。2.根据权利要求1的热塑性聚氨酯，其中它还包含脂族多异氰酸酯。3.根据权利要求1的热塑性聚氨酯，其中亚烷基取代的螺环化合物为在各个环中包含2个杂原子的螺杂环，其中杂原子为氧、氮、硫或磷。4.根据权利要求1的热塑性聚氨酯，其中亚烷基取代的螺环化合物的结构式为：其中各个X独立地选自O、CHR2、NR2、S、PR2，其中各个R2表示氢原子或含有1至约6个碳原子的烷基，各个R1为含有1-4个碳原子的亚烷基，且各个Z选自-OH或-NHR3，其中R3表示氢原子或含有1至约6个碳原子的烷基，其中a、b、c、d、e、f、g和h各自独立地为0-2的整数，条件是a、b、c和d的和为1-3，且e、f、g和h的和为1-3。5.根据权利要求3的热塑性聚氨酯，其中a等于g，b等于h，c等于e，d等于f。6.根据权利要求1的热塑性聚氨酯，其中螺环-二亚烷基化合物的结构式为：其中各个X独立地选自O、CHR2、NR2、S、PR2，其中各个R2表示氢原子或含有1至约6个碳原子的烷基，各个R1为含有1-4个碳原子的亚烷基，且各个Z选自-OH或-NHR3，...

【专利技术属性】
技术研发人员：U·G·马卡尔，
申请(专利权)人：路博润先进材料公司，
类型：发明
国别省市：美国,US