热塑性聚氨基甲酸酯和用于制备热塑性聚氨基甲酸酯和其组分的方法技术

耐热性热塑性聚氨基甲酸酯组合物是通过包含多元醇组分的反应制得，所述多元醇组分包括ε

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热塑性聚氨基甲酸酯和用于制备热塑性聚氨基甲酸酯和其组分的方法

技术介绍

[0001]热塑性聚氨基甲酸酯材料在各种应用中的效用在许多新兴行业中为我们所了解。然而，热塑性聚氨基甲酸酯材料通常可见的一个缺点为暴露于高温时性能损失。
[0002]因此，需要在高温应用中保持良好物理特性的热塑性聚氨基甲酸酯组合物。

技术实现思路

[0003]本专利技术为一种热塑性聚氨基甲酸酯组合物，其包括多元醇组分与聚异氰酸酯组分的反应产物，其中所述多元醇组分包括ε
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己内酯与聚硅氧烷和聚醚引发的反应产物。在一个实施例中，本专利技术的多元醇组分包括ε
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己内酯、聚硅氧烷和聚醚的反应产物，其量足以形成数均分子量为1,000到10,000，例如2,000到10,000、或甚至2,000到4,000、或甚至3,000到4,000的多元醇。
[0004]本专利技术还包含一种制备具有定制双峰分布的多元醇的方法，其包含以下步骤：(i)制备聚硅氧烷引发剂与ε
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己内酯的反应混合物；(ii)使聚硅氧烷引发剂与ε
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己内酯反应以形成聚硅氧烷
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聚己内酯共聚醇直到反应混合物中的游离己内酯小于0.25重量％；(iii)将额外ε
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己内酯连同聚醚引发剂一起添加到反应混合物中；(iv)使额外ε
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己内酯和聚醚引发剂与聚硅氧烷
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聚己内酯共聚醇反应直到反应混合物中的游离己内酯小于0.25重量％。选择反应物的量和比率以形成数均分子量为1,000到10,000，例如2,000到10,000、或甚至2,000到4,000、或甚至3,000到4,000的多元醇。本专利技术还包括一种制备热塑性聚氨基甲酸酯的方法，所述热塑性聚氨基甲酸酯包括如上文所描述制得的多元醇且使多元醇与二异氰酸酯和任选的扩链剂反应。
具体实施方式
[0005]热塑性聚氨基甲酸酯组合物通常由多元醇组分，二异氰酸酯组分和任选的扩链剂组分的反应产物形成。适用于本专利技术的组分中的每一者详细地描述于以下描述中。
[0006]多元醇组分
[0007]在本专利技术中，用于制备本专利技术的热塑性聚氨基甲酸酯组合物的多元醇组分包括ε
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己内酯与聚硅氧烷多元醇和聚醚多元醇引发的反应产物。本专利技术的多元醇组分的数均分子量为约1500到10,000，例如2000到4000、进一步例如约3000到4000、进一步例如约3500。
[0008]ε
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己内酯或简称为己内酯为具有七元环的内酯(环酯)。ε
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己内酯是本领域中众所周知的单体。
[0009]适合的聚硅氧烷多元醇包含经α
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ω
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羟基或胺或羧酸或硫醇或环氧基封端的聚硅氧烷。实例包含用羟基或胺或羧酸或硫醇或环氧基封端的聚(二甲基硅氧烷)。在一些实施例中，聚硅氧烷多元醇为经羟基封端的聚硅氧烷。在一些实施例中，聚硅氧烷多元醇的数均分子量在300到5,000、或400到3,000，例如500到2,200范围内。如本文所描述，数均分子量是通过分析末端官能团确定。
[0010]聚硅氧烷多元醇可通过聚硅氧烷氢化物与脂肪族多元醇或聚氧化烯醇之间的脱氢反应获得以将醇羟基引入聚硅氧烷主链上。
[0011]在一些实施例中，聚硅氧烷可由一种或多种具有下式的化合物表示：
[0012][0013]其中：各R1和R2独立地为氢、1到4个碳原子烷基、苯甲基或苯基；各E为OH或NHR3，其中R3为氢、1到6个碳原子烷基或5到8个碳原子环烷基；a和b各自独立地为2到8的整数；c为3到50的整数。在含氨基聚硅氧烷中，E基团中的至少一者为NHR3。在含羟基聚硅氧烷中，E基团中的至少一者为OH。在一些实施例中，R1和R2均为甲基。
[0014]可用于本专利技术中的聚硅氧烷材料的实例包含二羟基聚二甲基硅氧烷、经α,ω
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羟丙基封端的聚(二甲基硅氧烷)和经α,ω
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氨基丙基封端的聚(二甲基硅氧烷)，其均为可商购的材料。其它实例包含聚(二甲基硅氧烷)材料与聚(环氧烷)的共聚物。
[0015]适合的聚醚多元醇包含衍生自以下的聚醚多元醇：与醚反应的二醇或多元醇，所述二醇或多元醇具有总计2到15个碳原子，在一些实施例中为烷基二醇或乙二醇，所述醚包括具有2到6个碳原子的环氧烷，通常为环氧乙烷或环氧丙烷或其混合物。举例来说，羟基官能聚醚可通过首先使丙二醇与环氧丙烷反应，随后与环氧乙烷反应来产生。由环氧乙烷产生的伯羟基比仲羟基更具反应性且因此为优选的。适用的商业聚醚多元醇包含：聚(乙二醇)，其包括与乙二醇反应的环氧乙烷；聚(丙二醇)，其包括与丙二醇反应的环氧丙烷；聚(四亚甲基醚乙二醇)，其包括与四氢呋喃(其也可描述为聚合四氢呋喃)反应的水，且其通常称为PTMG。适合的聚醚多元醇也包含环氧烷的聚酰胺加合物，且可包含例如包括乙二胺与环氧丙烷的反应产物的乙二胺加合物、包括二亚乙基三胺与环氧丙烷的反应产物的二亚乙基三胺加合物和类似聚酰胺型聚醚多元醇。共聚醚也可用于所描述的组合物中。典型的共聚醚包含THF与环氧乙烷或THF与环氧丙烷的反应产物。这些物质以B(嵌段共聚物)和R(无规共聚物)购自巴斯夫(BASF)。如通过分析末端官能团所确定，各种聚醚中间物通常具有数均分子量(Mn)，其为大于约700，如约700到约10,000、约1,000到约5,000或约1,000到约2,500的平均分子量。
[0016]为了形成本专利技术的多元醇组分，将ε
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己内酯、聚硅氧烷和聚醚以足够量合并到反应混合物中以形成数均分子量为1,000到10,000，例如2,000到10,000或甚至2,000到4,000、或甚至3,000到4,000的多元醇。如本领域技术人员通常所理解，考虑到各组分的分子量和最终多元醇的期望分子量，将组分进行组合。在一个实施例中，本专利技术包含包括24重量％到94重量％ε
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己内酯、3.5重量％到66重量％聚硅氧烷和2.5重量％到21重量％聚醚的反应产物的多元醇组分。举例来说，在一个实施例中，本专利技术包含多元醇组分，其包括以下各者的反应产物：数均分子量为500到10,000的聚硅氧烷和分子量为500到1000的聚醚，且组合物的其余部分为ε
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己内酯，从而形成具有期望分子量例如在1500与10,000之间的多元醇。
[0017]在一个实施例中，用于本专利技术的多元醇组分是在聚合条件下制备，以制备具有定
制双峰分布的聚合物。制备此多元醇的方法包含将ε
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己内酯、聚硅氧烷引发剂和任选的催化剂(如二辛酸锡)添加到反应器中。使反应进行直到此反应中的游离己内酯单体低于0.25％。此时，添加额外ε
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己内酯以及第二聚醚引发剂。不受任何特定理论限制，据信此反应产生双峰聚己内酯多元醇。选择ε
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己内酯、聚硅氧烷和聚醚的量和比率以形成数均分子量为1,000到1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】1.一种热塑性聚氨基甲酸酯组合物，其包括以下各者的反应产物：(a)由ε
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己内酯与聚二甲基硅氧烷多元醇和聚醚多元醇引发的反应制得的多元醇；(b)二异氰酸酯。2.根据权利要求1所述的热塑性聚氨基甲酸酯组合物，其进一步包括扩链剂组分。3.根据权利要求2所述的热塑性聚氨基甲酸酯组合物，其中所述扩链剂包括1,4
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丁二醇。4.根据权利要求2所述的热塑性聚氨基甲酸酯，其中所述扩链剂包括氢醌双(2
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羟乙基)醚。5.根据权利要求2所述的热塑性聚氨基甲酸酯，其中所述扩链剂包括五螺环乙二醇。6.根据权利要求1到5中任一项所述的热塑性聚氨基甲酸酯组合物，其中所述二异氰酸酯包括4,4'
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亚甲基双(异氰酸苯酯)。7.根据权利要求1到6中任一项所述的热塑性聚氨基甲酸酯组合物，其中所述二异氰酸酯包括二异氰酸己二酯。8.根据权利要求1到7中任一项所述的热塑性聚氨基甲酸酯，其中通过分析末端官能团测量的所述多元醇组分的数均分子量为1,000到10,000。9.根据权利要求1到8中任一项所述的热塑性聚氨基甲酸酯，其中通过分析末端官能团测量的所述多元醇组分的数均分子量为2,000到4,000。10.根据权利要求1到7中任一项所述的热塑性聚氨基甲酸酯，其中所述ε
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己内酯与聚二甲基硅氧烷以1:12到1:15的摩尔比存在。11.根据权利要求1到7中任一项所述的热塑性聚氨基甲酸酯，其中所述多元醇组分包括24重量％到94重量％的ε
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己内酯、3.5重量％到66重量％的聚硅氧烷和2.5重量％到21重量％的聚醚的反应产物。12.根据权利要求1到7中任一项所述的热塑性聚氨基甲酸酯，其中所述多元醇组分包括数均分子量为500到10,000的聚硅氧烷、分子量为500到1000的聚醚和足够量的ε
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己内酯的反应产物以形成数均分子量为1500到10,000的多元醇。13.根据权利要求1到12中任一项所述的热塑性聚氨基甲酸酯，其中所述聚醚多元醇包括聚(四亚甲基醚乙二醇)。14.根据权利要求1到13中任一项所述的热塑性聚氨基甲酸酯，其中所述聚醚多元醇由聚(四亚甲基醚乙二醇)组成。15.根据权利要求1到14中任一项所述的热塑性聚氨基甲酸酯，其中所述多元醇组分为双峰聚己内酯多元醇。16.根据权利要求15所述的热塑性聚氨基甲酸酯，其中所述多元醇组分是通过以下步骤形成：(a)提供反应混合物，其包括摩尔比为1:12到1:15的ε
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己内酯与聚硅氧烷引发剂；(b)使所述反应混合物反应以形成多元醇中间物质；(c)将额外ε
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己内酯和聚醚引发剂添加到所述反应混合物和多元醇中间物质中以形成多元醇。17.根据权利要求16...

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：路博润先进材料公司，
类型：发明
国别省市：