非软化弹性热塑性聚氨酯制造技术

本文所述热塑性聚氨酯(TPU)组合物具有非常好的回弹性能(也称为回弹性)，同时仍然保持其它性能的良好组合，包括硬度，低温柔韧性，耐磨性，耐候性，低密度，或其任何组合。该性能组合使得本文所述TPU组合物在传统上使用聚酰胺共聚物(COPA)和/或聚醚嵌段酰胺(PEBA)材料而不使用TPU的应用中是有用的材料。

Non softening elastic thermoplastic polyurethane

In this paper, the thermoplastic polyurethane (TPU) composition has very good resilience (also called resilience), while still maintaining a good combination of other properties including hardness, low temperature flexibility, abrasion resistance, weather resistance, low density, or any combination thereof. The performance combination makes the TPU composition described in this paper useful materials for the traditionally use of polyamide copolymer (COPA) and / or polyether block Duan Xianan (PEBA) materials without the use of TPU.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非软化弹性热塑性聚氨酯
本文提供了具有非软化和湿柔性的热塑性聚氨酯(TPU)组合物。这种性质的组合使得本文所述TPU组合物在传统上使用聚酰胺共聚物(COPA)和/或聚醚嵌段酰胺(PEBA)材料而不是TPU的应用中是有用的材料，特别是在其中体内环境的化学稳定性和相容性很重要的医学应用中是有用的材料。背景热塑性聚合物、共聚物和聚合物共混物广泛用于制造医疗器械，包括宽范围的长期和短期植入装置。用于医疗器械的许多聚合物和聚合物共混物具有特定的物理和化学性质，使得它们特别适用于体内应用。优选的化学、物理和热力学性质取决于具体功能、组织类型、与医疗器械接触的细胞或液体以及可接受或期望的制造方法。选择用于医疗器械的聚合物的主要考虑因素包括聚合物的化学稳定性，特别是水解稳定性，聚合物的毒性，以及组织或血液与聚合物之间的相互作用程度。此外，聚合物或聚合物共混物应满足与医疗器械的功能相关的所有物理需求，包括强度、柔量、刚度、柔韧性和回弹性能。某些医疗器械(例如导管)代表用于各种体内应用的特别大类的医疗器械。通常，导管体由一种类型的聚合物形成，但是多于一种类型聚合物可以并入导管体中，以便提供满足导管的物理和化学需求的装置。特定类型的导管在各种程序中被广泛使用，并且被物理地设计成操纵通过身体内的弯曲的流体路径到预选的部位。为了安全地操纵这种装置到位，用于制造该器械的材料应具有足够的柔韧性和足够低的弯曲刚度，以避免穿孔或以其它方式伤害身体组织。也就是说，材料应该具有这样的力学性能的组合，以允许装置弯曲并弯曲穿过身体的流体通道而不造成损坏。虽然热塑性聚氨酯具有许多力学性能，使得它们对制造医疗器械具有吸引力，但是已知在硬链段中具有芳族或环状脂族异氰酸酯的TPU组合物经常显示出在经受体内发现的水性环境时的软化，因此对于在这些环境中需要维持足够的硬度、柔韧性和可操作性的某些应用而言，它们并不是很好的候选者。因此，COPA和/或PEBA材料而不是TPU经常用于这种应用。持续需要在身体环境中提供高刚性、弹性、回弹性和柔韧性或其任何组合的TPU组合物。概述该技术涉及表现出与聚醚嵌段酰胺(PEBA)材料和共聚酰胺(COPA)材料至少相当的良好力学性能如柔韧性，可操作性和刚性的热塑性聚氨酯(TPU)组合物。所公开的技术提供了一种热塑性聚氨酯(TPU)组合物，其包括至少包含第一和第二线性脂族二异氰酸酯的多异氰酸酯组分；包含至少一种聚醚多元醇的多元醇组分；和包含至少一种通式为HO-(CH2)x-OH的二醇增链剂的增链剂组分的反应产物，其中x为2至约6的整数，并且其中第一脂族二异氰酸酯与第二脂族二异氰酸酯的比为从1:1到20:1。所公开的技术还提供了本文所述的TPU组合物，其中反应产物是具有一种或多种以下性能的热塑性聚氨酯:i)通过ASTMD2240测量的20至75的肖氏D硬度；ii)通过ASTMD790测量的3,000至55,000的湿弯曲模量；iii)通过ASTMD412测量的250至1000％的断裂伸长率；iv)通过ASTMD2632测量的40％至50％的回弹回复率；v)通过ASTMD412测量的3,000至10,000的拉伸强度；和通过ASTMD2990-01测量的40％至80％的蠕变回复。所公开的技术还提供了本文所述TPU组合物，其中反应产物是具有通过ASTMD2240测量的20至75的肖氏D硬度的热塑性聚氨酯。所公开的技术还提供了本文所述TPU组合物，其中第一和第二脂族二异氰酸酯组分包括1,6-己烷二异氰酸酯和H12MDI。所公开的技术还提供了本文所述TPU组合物，其中所述聚醚多元醇的数均分子量为500至3,000。所公开的技术还提供了本文所述TPU组合物，其中聚醚多元醇的数均分子量至少为500。所公开的技术还提供了本文所述TPU组合物，其中聚醚多元醇包含聚(四氢呋喃)(PTMO)。所公开的技术还提供了本文所述TPU组合物，其中增链剂组分包括1,4-丁二醇。所公开的技术还提供了本文所述TPU组合物，其中增链剂组分与多元醇组分的摩尔比为30:1至0.5:1。所公开的技术还提供本文所述TPU组合物，其中增链剂组分占组合物总重量的2重量％至30重量％。所公开的技术还提供了本文所述TPU组合物，其中多异氰酸酯组分还包括MDI，TDI，IPDI，LDI，BDI，PDI，CHDI，TODI，NDI，HXDI或其任何组合。所公开的技术还提供了本文所述TPU组合物，其中多元醇组分还包括聚酯多元醇，聚碳酸酯多元醇，聚硅氧烷多元醇，聚酰胺低聚物多元醇或其任何组合。所公开的技术还提供了本文所述TPU组合物，其中增链剂组分还包含一种或多种另外的二醇增链剂，二胺增链剂或其组合。所公开的技术还提供了本文所述TPU组合物，其中TPU组合物还包含一种或多种其它添加剂，其选自颜料，UV稳定剂，UV吸收剂，抗氧化剂，润滑剂，热稳定剂，水解稳定剂，交联活化剂，阻燃剂，层状硅酸盐，填料，着色剂，增强剂，粘合介质，冲击强度改性剂和抗微生物剂。所公开的技术还提供一种热塑性聚氨酯组合物，其中第一脂族二异氰酸酯与第二脂族二异氰酸酯的比为1:1至19:1。所公开的技术还提供一种热塑性聚氨酯组合物，其中第一脂族二异氰酸酯与第二脂族二异氰酸酯的比为1:1至9:1。所公开的技术还提供了由本文所述TPU组合物制成的制品。由本文描述的TPU组合物制成的制品包括起搏器头，血管造影导管，血管成形术导管，硬膜外导管，热稀释导管，泌尿导管，导管连接器，医用管，软骨置换，毛发移植或关节置换中的一种或多种。所公开的技术还提供了制备本文公开的热塑性聚氨酯组合物的方法，该方法包括以下步骤:(I)使a)、b)和c)反应，其中a)以1:1至20:1的比包含至少第一线性脂族二异氰酸酯和第二脂族二异氰酸酯的多异氰酸酯组分；b)包含至少一种聚醚多元醇的多元醇组分；c)包含至少一种通式为HO-(CH2)x-OH的二醇增链剂的增链剂组分，其中x为2至约6的整数。所公开的技术还提供了一种方法，其还包括以下步骤:(II)将步骤(I)的热塑性聚氨酯组合物与一种或多种其它添加剂混合，所述其它添加剂选自颜料，UV稳定剂，UV吸收剂，抗氧化剂，润滑剂，热稳定剂，水解稳定剂，交联活化剂，阻燃剂，层状硅酸盐，填料，着色剂，增强剂，粘合介质，冲击强度改性剂和抗微生物剂。所公开的技术还提供了一种热塑性聚氨酯组合物，其包含a)多异氰酸酯组分，其包含第一线性脂族二异氰酸酯和第二脂族二异氰酸酯，其中第一线性脂族二异氰酸酯与第二脂族二异氰酸酯的比为1:1至20:1；b)包含至少一种聚醚多元醇的多元醇组分；和c)包含至少一种通式为HO-(CH2)x-OH的二醇增链剂的增链剂组分，其中x是2至约6的整数；其中所得的热塑性聚氨酯组合物具有通过ASTMD790测量的相对于共聚酰胺聚合物或聚醚嵌段酰胺材料相似或改善的湿弯曲模量。详细说明下面将通过非限制性说明描述各种优选特征和实施方案。所公开的技术提供了包含以下物质的反应产物的热塑性聚氨酯(TPU)组合物:a)至少包含第一和第二线性脂族二异氰酸酯的多异氰酸酯组分；b)包含至少一种聚醚多元醇的多元醇组分；和c)包含至少一种通式为HO-(CH2)x-OH的二醇增链剂的增链剂组分，其中x是2-6的整本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热塑性聚氨酯组合物，其包含以下物质的反应产物:a)至少包含第一线性脂族二异氰酸酯和第二脂族二异氰酸酯的多异氰酸酯组分，其中第一线性脂族二异氰酸酯与第二脂族二异氰酸酯的重量比为1:1至20:1；b)包含至少一种聚醚多元醇的多元醇组分；和c)包含至少一种通式为HO‑(CH2)x‑OH的二醇增链剂的增链剂组分，其中x为2至约6的整数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.01 US 62/058,2231.一种热塑性聚氨酯组合物，其包含以下物质的反应产物:a)至少包含第一线性脂族二异氰酸酯和第二脂族二异氰酸酯的多异氰酸酯组分，其中第一线性脂族二异氰酸酯与第二脂族二异氰酸酯的重量比为1:1至20:1；b)包含至少一种聚醚多元醇的多元醇组分；和c)包含至少一种通式为HO-(CH2)x-OH的二醇增链剂的增链剂组分，其中x为2至约6的整数。2.根据权利要求1的热塑性聚氨酯组合物，其中所述反应产物是具有一种或多种以下性能的热塑性聚氨酯:i)通过ASTMD2240测量的肖氏D硬度为20至75；ii)通过ASTMD790测量的湿弯曲模量为3,000至55,000；iii)通过ASTM_D412测量的断裂伸长率为250至1000％；iv)根据ASTMD2632测量的回弹回复率为30％至50％；v)通过ASTMD412测量的拉伸强度为3,000至10,000；vi)通过ASTMD2990-01测量的蠕变回复为30至90％。3.根据权利要求1至2中任一项的热塑性聚氨酯组合物，其中所述反应产物是具有通过ASTMD2240测量的20至75的肖氏D硬度的热塑性聚氨酯。4.根据权利要求1至3中任一项的热塑性聚氨酯组合物，其中所述第一和第二脂族二异氰酸酯组分包括1,6-己烷二异氰酸酯和H12MDI。5.根据权利要求1至4中任一项的热塑性聚氨酯组合物，其中所述聚醚多元醇的数均分子量为500至3,000。6.根据权利要求1至4中任一项的热塑性聚氨酯组合物，其中所述聚醚多元醇的数均分子量至少为500。7.根据权利要求5的热塑性聚氨酯组合物，其中所述聚醚多元醇包含PTMO，PEG或其组合中的一种或多种。8.根据权利要求1至7中任一项的热塑性聚氨酯组合物，其中所述增链剂组分包含1,4-丁二醇。9.根据权利要求1至7中任一项的热塑性聚氨酯组合物，其中所述增链剂组分与多元醇组分的摩尔比为30:1至0.5:1。10.根据权利要求8的热塑性聚氨酯组合物，其中所述增链剂组分占组合物总重量的2重量％至30重量％。11.根据权利要求1至10中任一项的热塑性聚氨酯组合物，其中所述多异氰酸酯组分还包含MDI，TDI，IPDI，LDI，BDI，PDI，CHDI，TODI，NDI，HXDI或其任何组合。12.根据权利要求1至11中任一项的热塑性聚氨酯组合物，其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·科曾斯，P·库尔卡尼，A·J·瓦尔德，
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