具有高水蒸气透过率的整体式热塑性醚型聚氨酯制造技术

一种热塑性聚氨酯组合物，其包含聚醚中间体、二异氰酸酯和扩链剂的反应产物；其中所述聚醚中间体至少具有四甲撑氧重复单元和任选的衍生自环氧丙烷或衍生自环氧丙烷与环氧乙烷的重复单元；其中所述扩链剂包含乙二醇、丁二醇、己二醇、二丙二醇、乙氧基化氢醌或环己撑二烯二醇或它们的组合；　　　　该组合物在大气压和３８℃下，以及在１００％相对湿度和１－４密耳厚度下，具有至少１，５００克／平方米／２４小时的水蒸气透过率。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具有良好的水蒸气透过性，但抗液态水渗透的可高速挤出成片材或薄膜的聚醚型热塑性聚氨酯。该热塑性聚氨酯显示出独特的性能诸如柔软性、弹性、结晶性和良好的尺寸稳定性的组合。
技术介绍
迄今，其中形成有微孔的各种聚合物已用作湿气透过膜。据称这样的聚合物能抗液态水通过，但是允许水蒸气通过。这些微孔结构一般不适用于包覆物(wrap)，因为它们易于渗漏液态水。欧洲专利申请708,212A1涉及一种具有无纺布层的垫层，特别地用于倾斜的、隔热的屋顶，该无纺布层对水蒸气可渗透，但抗液态水；以及涉及一种增强层，该层布置在所述织物层上并粘合到其上，并且也是可渗透水蒸气，但是不可渗透液态水。专利技术概述本专利技术的热塑性聚氨酯优选衍生自四氢呋喃聚醚中间体与二异氰酸酯和少量选择性的扩链剂的反应，以形成非多孔的、实心的(solid)、结晶的片材或薄膜。除了具有高水蒸气透过率，但良好的抗液态水通过以外，该聚氨酯还具有一些有利的性能，诸如高速挤出、低肖氏A硬度(柔软性)、好的弹性(-30℃或更低的Tg)、适于快速挤出且非粘连性的结晶性、在水中24个小时的良好的尺寸稳定性等等。附图详述附图说明图1是显示实施例1的组合物的湿气透过率的曲线图；图2是显示实施例1的组合物的DSC扫描的曲线图3是显示实施例3的组合物的湿气透过率的曲线图；图4是显示实施例4的组合物的DSC扫描的曲线图；图5是显示实施例4的组合物的湿气透过率的曲线图；和图6是显示实施例5的组合物的DSC扫描的曲线图。详述具有独特的性能组合的热塑性聚氨酯含有衍生自四氢呋喃单体的聚醚中间体，使得四甲撑氧重复单元存在于还具有端羟基的中间体中。任选地，除了四氢呋喃单体以外，选择性的其它环氧烷单体类型也可以用于形成醚共聚物，诸如环氧丙烷或环氧丙烷与环氧乙烷的混合物，因为其它单体类型通常产生差的尺寸稳定性。醚中间体通过羟基端基测定，一般具有约500-约4,000，期望地为约1,000-约2,500，以及优选为约1,500-约2,200的数均分子量。一种或多种任选的共单体的量，以每100总重量份四氢呋喃单体计，一般为约15-约75重量份和期望地为约20-约30重量份。当使用环氧乙烷单体时，基于环氧丙烷和环氧乙烷单体的总重量，环氧乙烷单体的量一般为约15％-约50％和期望地为约20％-约30％。聚醚中间体是形成本专利技术热塑性聚氨酯的三种主要成分之一，以及它的量基于聚醚中间体、多异氰酸酯和扩链剂的总重量，一般为约60wt％-约80wt％，期望地为约65wt％-约75wt％，以及优选为约67wt％-73wt％。基于聚醚中间体、多异氰酸酯和扩链剂的总重量，多异氰酸酯的量一般为约20wt％-约30wt％和期望地为约22wt％-约28wt％，以及扩链剂的量一般为1wt％-约10wt％和期望地为约2wt％-约8wt％。本专利技术的多异氰酸酯一般具有通式R(NCO)n，其中n一般为2-4，由于组合物是热塑性的，所以2是非常优选的。因此，具有官能度为3或4的多异氰酸酯以非常少的量使用，例如基于全部多异氰酸酯的总重量，为少于5wt％和期望地为少于2wt％的量，因为它们导致交联。R可以是一般具有总共2-约20个碳原子的芳香族基、脂环族基和脂族基或它们的组合。合适的芳香族二异氰酸酯的例子包括二苯甲烷-4，4’-二异氰酸酯(MDI)、H12MDI、间亚二甲苯基二异氰酸酯(XDI)、间四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯(TMXDI)、苯撑-1，4-二异氰酸酯(PPDI)、1，5-萘二异氰酸酯(NDI)和二苯甲烷-3，3’-二甲氧基-4，4′-二异氰酸酯(TODI)。适合的脂族二异氰酸酯的例子包括异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1，4-环己基二异氰酸酯(CHDI)、己撑二异氰酸酯(HDI)、1，6-二异氰酸根合-2，2，4，4-四甲基己烷(TMDI)、1，10-癸烷二异氰酸酯和反式二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)。非常优选的二异氰酸酯是含有少于约3wt％的邻-对位(2，4)异构体的MDI。任何常规催化剂一般都可用于将二异氰酸酯与聚醚中间体或扩链剂反应，并且这对于本领域和对于文献来说也是众所周知的。适合的催化剂的例子包括各种铋或锡的烷基醚或烷硫醇醚，其中烷基部分具有1-约20个碳原子，其具体例子包括辛酸铋、月桂酸铋等等。优选的催化剂包括各种锡催化剂，诸如辛酸亚锡、二辛酸二丁锡、二月桂酸二丁锡等等。这些催化剂的量一般较少，诸如基于形成聚氨酯用的单体的总重量，为约20-约200ppm。除了使用选择性的聚醚中间体类型外，本专利技术的一个重要方面还有使用选择性的扩链剂类型，以达到本专利技术热塑性聚氨酯的独特的物理性能组合。虽然丁二醇是优选的，但也可使用乙二醇、己二醇、二丙二醇、乙氧基化氢醌和1，4-环己撑二烯(cyclohexylydiene)二醇。使用少量扩链剂是为了保持聚氨酯硬链段的数量低，并且如此可生产柔软的、弹性的、有回弹力的、但具有高的湿气可透过性的聚氨酯。本专利技术的热塑性聚氨酯优选通过“一步”法制备，其中将所有组分同时地或基本上同时地一起加入到加热的挤出机中，并反应形成聚氨酯。二异氰酸酯与羟基封端的聚醚中间体和二醇扩链剂的总当量的当量比一般为约0.95-约1.10，期望地为约0.98-约1.05，以及优选约0.99-约1.03。羟基封端的聚醚与羟基封端的扩链剂的当量比一般为0.5-约1.5和优选为约0.70-约1。使用聚氨酯催化剂的反应温度一般为约175℃-约245℃和优选为约180℃-约220℃。热塑性聚氨酯的数均分子量通过GPC，相对于聚苯乙烯标样测量，一般为约10,000-约150,000和期望地为约50,000-约100,000。热塑性聚氨酯也可通过使用预聚物法制备。在预聚物法中，羟基封端的四甲撑氧基聚醚中间体一般与当量过量的一种或多种多异氰酸酯反应，以形成其中含有游离的或未反应的多异氰酸酯的预聚物溶液。反应一般在合适的聚氨酯催化剂的存在下，在约80℃-约220℃和优选约150℃-约200℃的温度下进行。随后，一般以与异氰酸酯端基和与任何游离的或未反应的二异氰酸酯化合物都相等的当量的量，加入如上所述的选择性的扩链剂类型。例如，总的二异氰酸酯与羟基封端的聚醚和扩链剂的总当量的总体当量比为约0.95-约1.10，期望地为约0.98-约1.05，以及优选为约0.99-约1.03。羟基封端的聚醚与扩链剂的当量比一般为约0.5-约1.5和期望地为约0.7-约1。扩链反应温度一般为约180℃-约250℃，以及优选约200℃-约240℃。典型地，预聚物法可在任何常规设备中进行，优选挤出机。例如，在挤出机的第一部分，聚醚中间体与当量过量的二异氰酸酯反应，形成预聚物溶液，以及随后在下游部分加入扩链剂并且其与预聚物溶液反应。任何常规的挤出机都可使用，其中挤出机配备有长径比至少20，以及优选至少为25的屏障型螺杆。可按适量使用有用的添加剂，并且该添加剂包括不透明颜料、着色剂、矿物填料、稳定剂、滑润剂、UV吸收剂、加工助剂及其它所需的添加剂。有用的不透明颜料包括二氧化钛、氧化锌和钛酸酯黄，而有用的着色颜料包括炭黑、铁黄、棕色氧化物、富铁黄土和富铁煅黄土或富锰棕土或烧棕土、氧化铬绿、镉颜料、铬颜料以及其它混合的金属氧化物和有机颜料。有用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：K·翁德尔，
申请(专利权)人：诺沃恩IP控股公司，
类型：发明
国别省市：