包含硅烷基的热塑性聚氨酯制造技术

一种热塑性聚氨酯，其包含异氰酸酯（ａ）与具有至少一个对异氰酸酯呈反应性的基团和至少两个有机硅基团的化合物（ｉ）的反应产物。

【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热塑性聚氨酯，尤其涉及呈纤维、电缆套和挠性管，尤其是压缩空气软管形式的热塑性聚氨酯，其包含异氰酸酯(a)与具有至少一个，优选一个对异氰酸酯呈反应性的基团和至少两个，优选两个有机硅基团的化合物(i)的反应产物，其中所述对异氰酸酯呈反应性的基团优选为仲氨基。另外，本专利技术涉及一种包含有机硅基团的热塑性聚氨酯，其中在每种情况下，至少两个，优选两个有机硅基团经由脲基连接在热塑性聚氨酯上。另外，本专利技术涉及一种包含异氰酸酯(a)与具有至少一个对异氰酸酯呈反应性的基团和至少两个，优选两个有机硅基团的化合物(i)的反应产物的热塑性聚氨酯，其中所述对异氰酸酯呈反应性的基团尤其为羟基和/或伯氨基和/或仲氨基，优选仲氨基。此外，本专利技术涉及一种制备用有机硅化合物改性的热塑性聚氨酯(即具有有机硅基团的热塑性聚氨酯)的方法，以及可由此得到的可交联的TPU，尤其是纤维、电缆套和挠性管，尤其是压缩空气软管，以及经由有机硅基团，尤其经由硅氧烷基团交联的相应产物。热塑性聚合物是在通常用于加工和使用该材料的温度范围内当重复加热和冷却时保持热塑性的聚合物。对本专利技术而言，术语“热塑性”指聚合物在通常用于它的温度范围内在重复的加热-冷却循环中在加热时软化而在冷却时固化的能力，以及借助软化态下的流动可重复模塑以生产呈模制品、挤出物或热成型部件形式的半成品部件或制品的能力。热塑性聚合物广泛应用于工业中且发现呈纤维、板、膜、模制品、瓶、套、包装等形式。热塑性聚氨酯(下文称为TPU)为用于许多应用，如鞋应用，膜、纤维、滑雪靴、挠性管应用中的弹性体。TPU的优点来自其热塑性加工能力，然而，就其具有比交联聚合物低的耐热扭变性而言，该优点同时是该材料的缺点。因此，希望结合热塑性加工的优点与来自交联聚合物的优异耐扭变性的那些优点。考虑到该目的，US 2002/0169255和S.Dassin等在PolymerEngineering and Science，2002年8月，第42卷，第8期中教导了借助交联剂用偶联到聚氨酯上的硅烷对热塑性聚氨酯改性。然后，例如在成型后，通过硅烷的水解实现对起始热塑性聚氨酯的交联。这些技术教导的缺点是需要许多单独的步骤以得到交联的TPU。因此，热塑性聚氨酯必需经过两个反应，首先与交联剂反应，然后与硅烷反应。根据US 2002/0169255，据说由于直接使用硅烷会导致TPU降解，必需使用将硅烷连接到TPU上的交联剂。本专利技术的目的是开发一种包含有机硅基团的热塑性聚氨酯，尤其是基于包含有机硅基团的热塑性聚氨酯的纤维，该聚氨酯可经由简单快速且有利的生产方法得到，并具有优异的交联性能且尤其在用作粘合剂时在交联态具有非常好的性能水平。这些目的已通过开头所述的热塑性聚氨酯而实现。本文所用的术语“硅烷”指有机硅化合物。因此术语“用硅烷改性”指用有机硅化合物改性的各材料。用具有至少两个硅烷基的化合物将额外的交联机会引入TPU中，而且不会在进行经由硅烷基的交联以前显著防碍其热塑性加工性能。需要的话优选使用仲胺意味着将反应性设定在中等水平，这是因为可降低链终止且可获得更高的分子量。根据本专利技术的教导，在聚氨酯中直接嵌入经由其将硅烷引入TPU中的化合物。与US 2002/0169255的教导相比，硅烷不是经由交联剂间接连接于TPU上，而是硅烷存在于TPU结构本身中。对本文而言，术语“有机硅化合物”，“硅烷”，“有机硅基团”和“硅烷基”指尤其是通常已知的烷氧基硅烷的化合物，例如二甲氧基硅烷或三甲氧基硅烷和/或二乙氧基硅烷或三乙氧基硅烷，优选包含如下一般结构单元的化合物-Si(R)3-x(OR)x其中R和x具有如下含义R可以任选由杂原子取代的烷基或芳基，优选具有1-10个碳原子，更优选1-6个碳原子的烷基，优选甲基和/或乙基，x1、2或3，优选2或3，特别优选3，其中存在于硅烷中的三个烷基R可以相同或不同，优选相同。根据本专利技术优选的仲胺(i)优选具有如下一般结构(R)3-x(OR)xSi-R1-NH-R2-Si(R)3-x(OR)x其中R1、R2和x具有如下含义R1具有2-20个碳原子的烃基，优选各自可以任选由杂原子取代的亚烷基或亚芳基，优选具有1-10个碳原子，更优选1-6个碳原子的亚烷基，优选亚甲基、亚丙基或亚乙基，特别优选亚丙基，R2具有2-20个碳原子的烃基，优选各自可以任选由杂原子取代的亚烷基或亚芳基，优选具有1-10个碳原子，更优选1-6个碳原子的亚烷基，优选亚甲基、亚丙基或亚乙基，特别优选亚丙基，x1、2或3，优选2或3，特别优选3，R各自任选可由杂原子取代的烷基或芳基，优选具有1-10个碳原子，更优选1-6个碳原子的烷基，优选甲基和/或乙基，其中存在于硅烷中的三个烷基R可以相同或不同，优选相同。作为具有至少两个，优选两个硅烷基的仲胺(i)，优选使用二(γ-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺 另一个目的是开发一种制备可交联的TPU的改进的、更简单的、更快速的且更经济的方法，尤其是一种制备硅烷改性的热塑性聚氨酯，即具有有机硅基团的热塑性聚氨酯的方法。该目的可以通过在制备热塑性聚氨酯中使用具有至少一个对异氰酸酯呈反应性的基团和至少两个有机硅基团的化合物(i)而实现，其中所述对异氰酸酯呈反应性的基团尤其为羟基和/或伯氨基和/或仲氨基，优选仲氨基。优选开头所述的硅烷，特别优选二(γ-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺作为化合物(i)。在本专利技术方法中，在其制备中可将硅烷基直接引入TPU中。不需要例如如US 2002/0169255中所教导的昂贵的额外步骤，例如成品TPU与异氰酸酯的反应及随后异氰酸酯改性的TPU与硅烷的反应。已经令人惊讶地发现在其制备中引入到TPU中的硅烷基在实际成型以前的进一步加工中不会导致交联。这是令人惊讶的，因为TPU的后处理如水下造粒可以在水分存在下进行，然后可在升高温度下干燥。这些热-湿条件通常使硅烷进行交联反应，然而该反应仅在实际成型步骤，即挤出、注射、模塑、纺丝之后希望的。所述可交联的热塑性聚氨酯优选通过使(a)异氰酸酯与(b)对异氰酸酯呈反应性且具有500-10000g/mol分子量的化合物和(c)具有50-499g/mol分子量的增链剂及(i)具有至少两个有机硅基团的化合物，合适的话在(d)催化剂和/或(e)常用添加剂存在下的反应而制备，其中组分(a)的异氰酸酯基的总和与组分(b)、(c)和(i)以及使用的话(d)和(e)中对异氰酸酯呈反应性的官能的总和的比例为0.7∶1-3∶1。该优选比例因此描述了所有异氰酸酯基与所有对异氰酸酯呈反应性的官能(即活泼氢原子)的总和的摩尔比。该比例通常称为为指数，1∶1的比例对应于100的指数。在指数为100时，对每个组分(a)的异氰酸酯基，存在一个活泼氢原子，即一个对异氰酸酯呈反应性的官能。在指数大于100时，存在例如比OH基更多的异氰酸酯基。根据本专利技术，硅烷的掺入因此可在TPU的制备中进行。若TPU的制备在硅烷存在下进行，则多元醇(b)和增链剂(c)与硅烷(i)的摩尔比优选为5∶1-20∶1，特别优选10∶1-15∶1。术语“热塑性聚氨酯”指优选基于聚氨酯的热塑性弹性体。热塑性弹性体是在通常用于加工和使用该材料的温度范围内当重复加热和冷却时保持热塑性的弹性体。对本专利技术而本文档来自技高网...

【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：O·S·亨策，S·彼得斯，
申请(专利权)人：巴斯福股份公司，
类型：发明
国别省市：