脂族热塑性聚氨酯及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种包含软质聚氨酯的热塑性模塑组合物。该聚氨酯是任选在催化剂（Ｄ）的存在下由以下反应物经反应制成的：Ａ）１，６－己二异氰酸酯（ＨＤＩ），任选地与一种或多种不同于ＨＤＩ的脂族二异氰酸酯共同使用，Ｂ）数均分子量为２５００－１００００克／摩尔的多元醇，其选自聚丙二醇、聚乙二醇和基于环氧丙烷和环氧乙烷的共聚亚氧烷基二醇，任选地与其它不同的多元醇共用，和Ｃ）数均分子量为６０－５００克／摩尔的扩链剂。该聚氨酯的特征在于其当量比为１．５∶１．０至３０．０∶１．０，和其ＮＣＯ指数为９５－１０５，适用于生产具有降低的力学性能和高的热性能的制品。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及热塑性模塑组合物和更特别地涉及含有脂族聚氨酯的组合物。脂族热塑性聚氨酯(TPU)在汽车内部装备中的应用，例如在仪表盘面罩中的应用，已是公知的(例如，DE-C 42 03 307)。当然，需要在整个面罩上得到均一的外观，因此要从单一材料来生产其。但是，此时的问题是具有高耐光性和温度稳定性的普通脂族热塑性聚氨酯，由于其优异的力学性能、特别是高的撕裂强度，而并不适合用作气囊的面罩，即，用材料制气囊，而不是覆盖之。特别是当乘客气囊设计成仪器盘的不可见的整体部件时。DE-C 42 03 307描述了一种聚氨酯模塑组合物，其能被热塑性加工成可烧结的粉末形式以便生产压纹的烧结片材，该模塑组合物完全由线性脂族组分组成。多元醇组分由60-80重量份的分子量Mn为2000的脂族聚碳酸酯二醇和40-20重量份的分子量Mn为2000的基于己二酸、己二醇、新戊二醇的聚二醇构成。另外，所用的1，6-己二异氰酸酯的当量比是基于多元醇混合物的2.8∶1.0至4.2∶1.0，和1，4-丁二醇用作扩链剂，1，4-丁二醇的当量比是基于多元醇混合物的1.3∶1.0至3.3∶1.0。由这些模塑组合物制成的片材的特征尤其在于高的拉伸强度、初始撕裂强度和抗撕裂性。具有良好力学性能、特别是高撕裂强度的聚氨酯片材也描述于EP-A 399 272中。EP-A 555 393公开了软质脂族TPU，其基于脂族二异氰酸酯(包括HDI，H12-MDI)和聚亚氧烷基二醇，并具有很好的力学性能。在EP-A 712 887中，概括地描述了TPU，其基于脂族二异氰酸酯(包括HDI，H12-MDI)和各种聚醚二醇，并具有良好的耐光性。因此，目的是提供这样的软质(70-90肖氏A硬度)TPU，其具有高的耐光性和热挠曲温度，但显示比迄今已知热塑性聚氨酯更低的力学强度。令人惊奇的是，该目的通过本专利技术的热塑性聚氨酯来实现。特别优选的脂族热塑性聚氨酯是其中混合物B)由100重量％B1)构成，和扩链剂C)由80-100重量％1，6-己二醇(C1)和0-20重量％的不同于(C1)且数均分子量为60-500克/摩尔的扩链剂(C2)构成的那些。组分B1)特别优选具有数均分子量为3500-6000克/摩尔。具体实施方式本专利技术的TPU可以采用不同的方法制备，这些方法都一样适用。本专利技术的基于两种不同脂族二异氰酸酯“A1”(HDI)和“A2”(不同于HDI的脂族二异氰酸酯)的TPU可以例如通过得到TPU“A1-2”的反应方法来制备。但也可以按照公知的方式，先制备基于脂族二异氰酸酯“A1”的TPU“A1”，然后单独制备基于脂族二异氰酸酯“A2”的TPU“A2”，其余组分B至E是不加改变的。最后，将TPU“A1”和TPU“A2”按照公知的方式和所需的比例混合在一起，形成TPU“A1-2”(例如，使用挤出机或捏合机)。本专利技术的基于多元醇混合物的TPU可以相似地通过使用多元醇混合物(多元醇B1和多元醇B2)(例如在混合单元中)在得到TPU“B1-2”的反应方法中来生产。第二，也可以按照公知的方式，先制备基于多元醇“B1”的TPU“B1”，然后单独制备基于多元醇“B2”的TPU“B2”，其余组分A和C至E是同样的。最后，将TPU“B1”和TPU“B2”按照公知的方式和所需的比例混合在一起，形成TPU“B1-2”(例如，使用挤出机或捏合机)。根据要从本专利技术TPU生产的模制品的需要，1，6-己二异氰酸酯(HDI)可以部分地被一种或多种其它脂族二异氰酸酯代替，特别是异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1，4-环己烷二异氰酸酯、1-甲基-2，4-环己烷二异氰酸酯、1-甲基-2，6-环己烷二异氰酸酯及其异构混合物，4，4’-、2，4’-和2，2’-二环己基甲烷二异氰酸酯及其异构混合物。在对耐光性要求较低的场合，例如暗色模塑组合物，部分脂族二异氰酸酯(0-20重量％)甚至可以被芳族二异氰酸酯代替。这些描述于Justus Liebigs Annalen der Chemie 562，75-136页。例子是2，4-甲苯二异氰酸酯、2，4-和2，6-甲苯二异氰酸酯的混合物、4，4’-、2，2’-和2，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2，4-和4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物、氨基甲酸酯改性的液态2，4-和/或4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4，4’-二异氰酸根合二苯基乙烷-1，2和1，5-萘二异氰酸酯。平均分子量为600-10000克/摩尔、优选700-4200克/摩尔的羟基封端的线性多元醇用作组分B2)。由于其生产条件，它们通常含有少量非线性化合物。因此，它们也通常称作“基本上线性多元醇”。合适的聚酯二醇可以例如从具有2-12个碳原子、优选4-6个碳原子的二羧酸和多元醇制备。合适的二羧酸的例子是脂族二羧酸，例如琥珀酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸和癸二酸，和芳族二羧酸，例如邻苯二甲酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸。二羧酸可以单独使用或作为混合物使用，例如以琥珀酸、戊二酸和己二酸混合物的形式。在聚酯二醇的制备中，可以任选地有利地用相应的二羧酸衍生物代替二羧酸，例如在其醇基中具有1-4个碳原子的羧酸二酯、羧酸酐或酰氯。多元醇的例子是具有2-10个、优选2-6个碳原子的二醇，例如乙二醇、二甘醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，10-癸二醇、2，2-二甲基-1，3-丙二醇、1，3-丙二醇和二丙二醇。根据所需的性能，多元醇可以单独使用或任选以彼此的混合物的形式使用。另外，碳酸与上述二醇、特别是具有4-6个碳原子的如1，4-丁二醇或1，6-己二醇的酯，是合适的，其是羟基羧酸例如羟基己酸的缩合产物以及内酯例如任选被取代的己内酯的聚合产物。优选使用的聚酯二醇是乙二醇聚己二酸酯、1，4-丁二醇聚己二酸酯、乙二醇1，4-丁二醇聚己二酸酯、1，6-己二醇新戊二醇聚己二酸酯、1，6-己二醇1，4-丁二醇聚己二酸酯和聚己内酯。聚酯二醇的平均分子量为600-10000，优选700-4200，可以单独使用或以彼此的混合物的形式使用。合适的聚醚二醇可以如下制备使一种或多种其亚烷基具有2-3个碳原子的烯化氧与含有两个键合的活泼氢原子的起始分子反应。可以提及的烯化氧例如是环氧乙烷、1，2-环氧丙烷和表氯醇。优选使用环氧乙烷、环氧丙烷和1，2-环氧丙烷与环氧乙烷的混合物。烯化氧可以单独使用，彼此交替使用，以嵌段的形式使用(例如C3醚嵌段与C2嵌段和主要以伯羟基作为端基)，或以混合物使用。合适的起始分子的例子是水、氨基醇，例如N-烷基二乙醇胺，例如N-甲基二乙醇胺，和二醇，例如乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇和1，6-己二醇。任选地，也可以使用起始分子的混合物。合适的聚醚二醇是四氢呋喃的含羟基的聚合产物。三官能聚醚还可以以基于二官能聚醚的0-30重量％的比例使用，但其量至多使得形成可热塑性加工的产品。基本上线性聚醚二醇具有分子量为600-5000，优选700-4200。它们可以单独使用或以彼此的混合物的形式使用。用作扩链剂C)的化合物是分子量为60-500的脂族二醇或二胺，优选具有2-14个碳原子的脂族二醇，例如乙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、二甘醇、二丙二醇，或(环)脂族二胺，例如异佛尔酮二胺、乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
包含软质聚氨酯的热塑性模塑组合物，该聚氨酯是通过任选在（Ｄ）催化剂的存在下由以下反应物经反应制成的， Ａ）下列组分的混合物 Ａ１）１００－７０摩尔％的１，６－己二异氰酸酯（ＨＤＩ）和 Ａ２）０－３０摩尔％的一种或多种不同于ＨＤＩ的脂族二异氰酸酯， Ｂ）下列组分的混合物 Ｂ１）１００－７０重量％的、数均分子量为２５００－１００００克／摩尔的至少一种多元醇，其选自聚丙二醇、聚乙二醇和基于环氧丙烷和环氧乙烷的共聚亚氧烷基二醇，和 Ｂ２）０－３０重量％的不同于Ｂ１）的、数均分子量为６００－１００００克／摩尔的多元醇，和 Ｃ）数均分子量为６０－５００克／摩尔的至少一种扩链剂， 所述聚氨酯的特征在于其当量比为１．５∶１．０至３０．０∶１．０，和其ＮＣＯ指数为９５－１０５。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：W考夫霍德，H佩尔林斯，HG霍佩，W雷里，
申请(专利权)人：拜尔公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]