具有高弯曲应力的热塑性聚氨酯制造技术

本发明专利技术涉及可通过至少以下构建组分的反应获得的热塑性聚氨酯：一种或多种具有140 g/mol至170 g/mol的分子量的脂族二异氰酸酯A)和一种或多种具有62 g/mol至120 g/mol的分子量的脂族二醇B)，其中用于生产热塑性聚氨酯的构建组分在基于所用构建组分的总质量计至少95重量%的程度上由一种或多种脂族二异氰酸酯A)和一种或多种脂族二醇B)组成，其中所述一种或多种脂族二异氰酸酯A)和所述一种或多种脂族二醇B)以在1.0:0.95至0.95:1.0的范围内的摩尔比使用，其特征在于所述热塑性聚氨酯的比率（式I）在3至15的范围内，以及其制备方法，包含所述热塑性聚氨酯的组合物、模制品、膜和/或纤维。/(I)。(I)。

Thermoplastic polyurethane with high bending stress

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有高弯曲应力的热塑性聚氨酯
[0001]本专利技术涉及可通过至少以下构建组分的反应获得的热塑性聚氨酯：一种或多种具有140 g/mol至170 g/mol的分子量的脂族二异氰酸酯A)和一种或多种具有62 g/mol至120 g/mol的分子量的脂族二醇B)，其中用于生产热塑性聚氨酯的构建组分在基于所用构建组分的总质量计至少95重量%的程度上由一种或多种脂族二异氰酸酯A)和一种或多种脂族二醇B)组成，其中所述一种或多种脂族二异氰酸酯A)和所述一种或多种脂族二醇B)以在1.0:0.95至0.95:1.0的范围内的摩尔比使用，其特征在于所述热塑性聚氨酯的/比在3至15的范围内，以及其制备方法，包含所述热塑性聚氨酯的组合物、模制品、膜和/或纤维。
[0002]由于它们的优异物理性质，聚氨酯，尤其是热塑性聚氨酯多年来已用于多样化的不同应用目的。尽管聚氨酯的可用性广泛，但在一些应用领域中使用其它塑料，例如聚酰胺塑料，因为无法获得具有合适物理性质的聚氨酯或这些只能困难地提供。
[0003]由短链脂族二醇和短链脂族多异氰酸酯形成的聚氨酯具有与聚酰胺塑料相当或更好的性质，例如就塑料的可上漆性而言。但是，异氰酸酯的各种可能的反应被发现对热塑性聚氨酯的生产不利。凭借异氰酸酯与羟基之间的加聚反应，只有在极高的转化率下才能达到可预期良好机械性质的分子量。然而，在高转化率下，副反应的倾向也增加，例如形成脲基甲酸酯、缩二脲或异氰脲酸酯基团，这些是聚合物结构中的分支点并因此降低热塑特性或甚至在极端情况下得到热固性材料（G. Oertel, Kunststoffr/>‑
Handbuch, 第7卷, 第3版, 1993, 第12页及其后）。此外，机械性质取决于制备方法。
[0004]O. Bayer (Angew. Chem.1947, 59, 257
‑
288)公开了在分批法中由脂族二异氰酸酯和脂族二醇制备聚氨酯，尤其是由六亚甲基1,6
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二异氰酸酯和丁
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1,4
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二醇形成的聚氨酯（Perlon U、Igamid U），其作为细砂质粉末由在二氯苯中的沉淀聚合获得。
[0005]DE728981公开了在含溶剂或无溶剂的分批法中制备聚氨酯和聚脲。
[0006]V. V. Korshak (Soviet Plastics 1961, 7, 12
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15)公开了用于由六亚甲基1,6
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二异氰酸酯和丁
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1,4
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二醇制备聚氨酯的半分批实验室法。为此，将六亚甲基1,6
‑
二异氰酸酯逐滴引入加热的丁
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1,4
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二醇中，这产生脆性加成产物。
[0007]根据所用方法，根据现有技术制成的聚氨酯具有不同性质。通过这些方法制备并由短链脂族二醇和短链脂族多异氰酸酯形成的聚氨酯尤其具有低弯曲应力，这限制了它们在一些应用中的使用。此外，已知的分批和半分批法难以扩大规模，这明显限制进入工业规模或甚至使其不可能实现。
[0008]因此，采取各种措施以将副反应减至最少并使反应的进行尽可能接近Schulz和Flory描述的理想加聚，并实现尽可能小的多分散性。
[0009]因此本专利技术的目的是提供具有高弯曲应力的热塑性聚氨酯。
[0010]本专利技术的进一步目的是提供基于脂族组分制备根据本专利技术的热塑性聚氨酯的方法，所述方法能够实现热可控和成本高效的运行。
[0011]本专利技术的进一步目的是提供由所述热塑性聚氨酯制成的模制品、膜或纤维。
[0012]通过热塑性聚氨酯实现这些目的的至少一个，所述热塑性聚氨酯可通过至少以下构建组分的反应获得：
A) 一种或多种具有140 g/mol至170 g/mol的分子量的脂族二异氰酸酯和B) 一种或多种具有62 g/mol至120 g/mol的分子量的脂族二醇，其中用于生产热塑性聚氨酯的构建组分在基于所用构建组分的总质量计至少95重量%的程度上由一种或多种脂族二异氰酸酯A)和一种或多种脂族二醇B)组成，其中所述一种或多种脂族二异氰酸酯A)和所述一种或多种脂族二醇B)以在1.0:0.95至0.95:1.0的范围内的摩尔比使用，其特征在于所述热塑性聚氨酯的/比在3至15的范围内，其中是离心法平均摩尔质量且是凝胶渗透色谱曲线的最大值的摩尔质量，各自通过在六氟异丙醇中对照聚甲基丙烯酸甲酯标样的凝胶渗透色谱法测定。
[0013]现在已经令人惊讶地发现，根据本专利技术的热塑性聚氨酯具有非常好的机械性质，尤其是高弯曲应力，而同样由短链脂族二醇和短链脂族多异氰酸酯形成的已知聚氨酯非常脆并因此几乎不适用于需要足够高的弯曲应力的工业应用。根据本专利技术的热塑性聚氨酯可在聚合物基质中含有少量热固性组分，例如来自于脲基甲酸酯结构元素、缩二脲结构元素或来自于作为单体成比例使用的三醇或三异氰酸酯，但仅在保持根据本专利技术的聚氨酯的热塑性质的程度上。通常，这是基于本专利技术的热塑性聚合物的总重量计0.5重量%
ꢀ‑ꢀ
5重量%，优选0.5重量%
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4重量%，更优选0.5重量%
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3重量%，再更优选0.5重量%
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2重量%，最优选0.5重量%
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1重量%的热固性组分。
[0014]除非明确地另行说明，所有百分比数据基于重量计（重量%）。数据“重量%”在此基于各自体系的总重量或各自组分的总重量计。例如，共聚物可包含以重量%表示的特定单体，在这种情况下重量百分比基于该共聚物的总重量计。
[0015]在本专利技术中关于可数参数的词语“一”应该理解为只有在明确说明时是指数词（例如通过措辞“正好一个/种”）。例如，当在下文中提到“一种多元醇”时，词语“一种”应该仅被视为不定冠词而非数词“一”，这意味着也涵盖混合物包含至少两种多元醇的实施方案。
[0016]“脂族”或“脂族基团”在本专利技术中被理解为是指支化或直链的，优选未取代的无环饱和烃基。这些脂族烃基优选含有2、3、4、5或6个碳原子。根据本专利技术的脂族聚氨酯由各自具有无环饱和烃骨架的多元醇和多异氰酸酯，例如1,6
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己烷二异氰酸酯（HDI）和丁
‑
1,4
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二醇（BDO）形成。
[0017]根据本专利技术的热塑性脂族聚氨酯优选基本由非支化的线性聚合物链组成，更优选基本由非支化的线性未取代聚合物链组成，其中聚合物链不含脂环族基团。就此而言，“基本”是指热塑性脂族聚氨酯的聚合物链的至少95摩尔%，优选至少98摩尔%，更优选至少99摩尔%，再更优选至少99.5摩尔%由非支化的线性聚合物链，优选非支化的线性未取代聚合物链组成，其中聚合物链不含脂环族基团。
[0018]根据本专利技术，术语“包含”或“含有”优选是指“基本由
……
组成”，更优选是指“由
……
组成”。
[0019]除非明确地另行说明，在本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.热塑性聚氨酯聚合物，其可通过至少以下构建组分的反应获得：A) 一种或多种具有140 g/mol至170 g/mol的分子量的脂族二异氰酸酯和B) 一种或多种具有62 g/mol至120 g/mol的分子量的脂族二醇，用于生产热塑性聚氨酯聚合物的构建组分在基于所用构建组分的总质量计至少95重量%的程度上由一种或多种脂族二异氰酸酯A)和一种或多种脂族二醇B)组成，其中所述一种或多种脂族二异氰酸酯A)和所述一种或多种脂族二醇B)以在1.0:0.95至0.95:1.0的范围内的摩尔比使用，其特征在于所述热塑性聚氨酯的/比在3至15的范围内，其中是离心法平均摩尔质量且是凝胶渗透色谱曲线的最大值的摩尔质量，各自通过在六氟异丙醇中对照聚甲基丙烯酸甲酯标样的凝胶渗透色谱法测定。2.根据权利要求1的热塑性聚氨酯聚合物，其特征在于所述热塑性聚氨酯的/比在3至14的范围内，优选在3.5至14的范围内，更优选在3.5至13的范围内，再更优选在3.5至12.5的范围内，再更优选在3.5至12的范围内。3.根据前述权利要求任一项的热塑性聚氨酯聚合物，其特征在于所述热塑性聚氨酯的在100 000 g/mol至900 000 g/mol的范围内，优选在110 000 g/mol至850 000 g/mol的范围内，更优选在120 000 g/mol至800 000 g/mol的范围内，再更优选在125 000 g/mol至770 000 g/mol的范围内，通过在六氟异丙醇中对照聚甲基丙烯酸甲酯标样的凝胶渗透色谱法测定。4.根据前述权利要求任一项的热塑性聚氨酯聚合物，其特征在于所述热塑性聚氨酯聚合物在基于聚氨酯聚合物的总质量计至少96重量%的程度上，优选在至少97重量%的程度上，更优选在至少98重量%的程度上，再更优选在至少99重量%的程度上，再更优选在至少99.5重量%的程度上，最优选在至少99.9重量%的程度上由一种或多种脂族二异氰酸酯A)和一种或多种脂族二醇B)组成。5.根据前述权利要求任一项的热塑性聚氨酯聚合物，其特征在于所述一种或多种脂族二异氰酸酯A)选自1,4
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丁烷二异氰酸酯、1,5
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戊烷二异氰酸酯、1,6
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己烷二异氰酸酯、2
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甲基
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1,5
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戊烷二异氰酸酯和/或其中至少两种的混合物，优选1,5
‑
戊烷二异氰酸酯和/或1,6
‑
己烷二异氰酸酯。6.根据前述权利要求任一项的热塑性聚氨酯聚合物，其特征在于所述一种或多种脂族二醇B)选自乙
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1,2
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二醇、丙
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1,2
‑
二醇、丙
‑
1,3
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二醇、丁
‑
1,2
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二醇、丁
‑
1,3
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二醇、丁
‑
1,4
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二醇、戊
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1,5
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二醇、己
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1,6
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二醇和/或其中至少两种的混合物，优选丙
‑
1...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：科思创知识产权两合公司，
类型：发明
国别省市：