由具有高仲羟基含量的多元醇制成的高分子量热塑性聚氨酯制造技术

热塑性聚氨酯组合物由具有高仲羟基含量的多元醇，二异氰酸酯，扩链剂和催化剂制成。所得聚氨酯具有高分子量并可通过一步工艺而制成，其中将反应物和任何其它的所需组分接触在一起并同时或基本上同时反应。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的领域本专利技术涉及热塑性聚氨酯和可由其制成的膜和许多制品。更尤其，本专利技术涉及由具有高仲羟基含量的多元醇制成的具有高分子量的线性热塑性聚氨酯。本专利技术热塑性聚氨酯具有优异的物理性能且通过一步连续聚合反应方法如在挤出机中制成。本专利技术的背景迄今，热塑性聚氨酯聚合物通常使用主要具有伯羟基基团的多元醇制成。加拿大申请No.2,233,664(Scholz)涉及一种通过将(a)异氰酸酯与(b)对异氰酸酯反应性的和具有分子量500-10,000g/mol的化合物在存在或不存在(c)分子量低于500g/mol的扩链剂，(d)催化剂和/或(c)常规助剂和添加剂的情况下反应而用于制备热塑性聚氨酯的方法，所用的组分(b)包含至少一种包含聚氧基亚丙基和聚氧基亚乙基单元和具有分子量500-10,000g/mol，不饱和度低于0.07meq/g和伯羟基基团含量80-100％的聚醚聚醇(bl)。U.S.专利No.4,202,957(Bonk等人)涉及聚氨酯聚醚-基弹性体，它是热塑性的，可回收的并具有增加的高温耐性，因此能够通过注射模塑而制造。弹性体是4，4′-亚甲基二(苯基异氰酸酯)，特殊种类的聚氧化丙烯-聚氧化乙烯嵌段共聚物和增量剂的反应产物。该嵌段共聚物具有至少50％伯羟基基团，pH4.5-9，低于25ppm的碱金属离子含量和分子量1000-3000。在尤其优选的实施方案中，该弹性体通过用某些二醇(最高1500M.W.的聚乙二醇是优选的)替代最高25％当量的增量剂而制成。聚醚二醇是通过首先聚合氧化丙烯并随后将所得聚氧基丙二醇与氧化乙烯在多步骤工艺中反应而得到的聚氧基亚丙基聚氧基亚乙基，嵌段共聚物二醇，参见第3栏，14-20行。用于形成聚醚二醇的多步工艺使用碱性催化剂进行，参见第3栏，21-33行。使用具有高伯羟基基团含量的多元醇制成的热塑性聚氨酯比采用具有显著量仲羟基基团的多元醇的本专利技术组合物更加昂贵。尽管包含伯和仲羟基基团的多元醇的混合物不是新的，以前它们具有主要仅用于热固性聚氨酯如在涂料，密封剂和泡沫材料，其中高分子量和有用的性能可仅通过化学交联而实现。相反，本专利技术聚氨酯不是热固性的，而是基本上线性和没有交联的热塑性塑料。本专利技术的综述本专利技术热塑性聚氨酯由包含具有高仲羟基含量的聚醚多元醇，至少一种聚异氰酸酯，至少一种扩链剂和视需要，至少一种催化剂的反应物制成。聚氨酯组合物基本上是线性的，基本上非热固性的并因此基本上没有交联，并具有高分子量，显示出与包含高伯羟基的聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)多元醇相当的优异机械性能，后者与本专利技术多元醇相比在制造和使用上更加昂贵。本文所述的聚氨酯可通过一步聚合反应工艺而制成，其中所有的反应物同时或基本上同时在一起并反应。该一步工艺优选在挤出机中进行。热塑性聚氨酯可成型为管线，电缆外壳，和透气薄膜，例如用作屋面膜和住宅遮盖场合。已经发现，通过本专利技术制成的膜具有优异的水蒸气透过率。专利技术的详细说明本专利技术热塑性聚氨酯聚合物包含聚醚-基多元醇，聚异氰酸酯，优选二异氰酸酯，扩链剂，和视需要，催化剂的反应产物。多元醇本专利技术有利地采用多元醇组分，包括在单个步骤工艺中制成的具有高仲/低伯羟基基团含量的聚醚多元醇，其中所有的单体同时或基本上同时使用双金属氰化物催化剂进行反应。通过该方法制成的聚醚多元醇是无规聚合的并具有官能度接近2的低不饱和度，使得它们适用于制造高分子量，线性热塑性聚氨酯。因为无需碱中和和催化剂纯化/去除(例如采用常规碱催化的氨基甲酸乙酯聚醚多元醇)，高仲/低伯羟基含量聚醚多元醇的制造工艺在成本上有竞争性。该高仲含量聚醚多元醇重要地是基本上没有单官能杂质，这是对制造高分子量线性热塑性氨基甲酸乙酯的一个要求。几类不同的多元醇可用于本专利技术聚氨酯中的多元醇组分。本专利技术总多元醇组分的至少一部分由聚氧化烯制成，导致具有高仲羟基基团(-OH)含量或低伯羟基基团含量的聚醚多元醇。本专利技术的一个重要特征在于，聚醚多元醇包含一般约20，30或35至约95或100％，理想地约40，51，53，或65至约80 85，或90和优选约50，51或52至约55，60，65，80，或85％的仲羟基基团，基于高仲羟基含量聚醚多元醇中的羟基基团的总数。具有高仲羟基含量的本专利技术聚醚多元醇由一种或多种具有2-约6个碳原子的氧化烯如氧化乙烯，氧化丙烯，氧化丁烯，和类似物制成。理想地，聚醚多元醇通常是具有至少一种其它氧化烯如氧化乙烯的聚氧化丙烯共聚物，其中氧化丙烯的量理想地是共聚物的至少约60％重量和优选至少约75％-约100％重量。尽管可以使用氧化丁烯，它一般不是优选的，因为它成本高且蒸气透过率性能差。聚醚多元醇可通过二醇，如丙二醇与氧化丙烯，和氧化乙烯反应而制成。高仲羟基含量聚醚多元醇可作为Poly-L得自OlinCorporation(Cheshire，Conn.)，作为Arcol R-2835得自BayerAG(Leverkusen，德国)。高仲羟基含量多元醇一般在各种催化剂和理想地双金属氰化物催化剂的存在下制成。双金属氰化物催化剂，如六氰基金属合锌(由Arch Chemical制造)的使用，和使用它制备高分子量多元醇的方法是本领域已知的。例如，U.S.专利N0.3,829,505(转让给theGeneral Tire & Rubber Company)公开了使用双金属氰化物催化剂对高分子量二醇，三醇，等的制备。本专利技术聚醚多元醇的数均分子量一般是约600-约5,000，理想地约700-约2,500，和优选约800-约1,500。包含高仲羟基含量的本专利技术聚醚多元醇可与一般不包含高仲羟基含量，一般是基于总多元醇组分(高仲羟基含量聚醚多元醇和其它低仲羟基含量多元醇)的最高50％重量，理想地低于或等于40，30，或25％重量，和优选低于或等于15％重量的其它种类的多元醇共混。其它这些种类的多元醇包括羟基封端的聚酯，低仲含量羟基封端的聚醚，羟基封端的聚碳酸酯，和羟基封端的聚己内酰胺。羟基封端的聚酯的种类一般是聚酯，通常线性聚酯，具有至少500和通常不超过10,000的数均分子量Mn以提供具有硬和软链段的分布的聚氨酯。羟基封端的聚酯的数均分子量通常是约700-约5,000，和通常是约700-约4,000。数均分子量可例如，通过分析给定重量聚合物的端官能团的数目而测定。合适的羟基封端的聚酯一般具有酸数1.3或更低和通常0.8或更低。酸数是指中和1克羟基封端的聚酯所需的氢氧化钾的毫克数。合适的羟基封端的聚酯可购自例如，Witco Corp.(PerthAmboy，NJ)，Inolex Chemical Co.(Philadelphia，PA)，和Ruco polymerCorp.(Hicksville，NY)。羟基封端的聚酯聚合物可通过例如，(1)一种或多种二羧酸或酸酐的使用一种或多种二醇的酯化反应或(2)二羧酸的一种或多种酯的使用一种或多种二醇的酯交换反应而制成。一般超过1摩尔二醇对酸，酸酐，或酯的摩尔比是优选的，这样得到具有占多数的端羟基基团的线性链。用于制备羟基封端的聚酯中间体的合适的二羧酸包括脂族，环脂族，和芳族二羧酸。可以使用单个二羧酸或二羧酸的组合。通常，二羧酸具有总共4-约15个碳原子。合适的本文档来自技高网...

【技术保护点】
热塑性聚氨酯，包含以下物质的反应产物：多元醇组分，包括具有高仲羟基基团含量约２０－约１００％的无规聚合聚醚多元醇，以存在于所述高仲聚醚多元醇中的羟基基团的总数为基准；聚异氰酸酯；扩链剂；和视需要，聚氨酯催化剂。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：K翁德，
申请(专利权)人：路博润高级材料公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]