生产热塑性聚氨酯的方法技术

本发明专利技术涉及处理热塑性聚氨酯的方法、处理过的热塑性聚氨酯及其用途。过的热塑性聚氨酯及其用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生产热塑性聚氨酯的方法
[0001]本专利技术涉及处理热塑性聚氨酯的方法、处理过的热塑性聚氨酯及其用途。
[0002]热塑性聚氨酯（TPU）拥有广泛的用途，因为它们具有良好的弹性体性质，并且可以容易地进一步热塑性加工。组分的适当选择使得能够实现机械性质的广泛变化。例如在Kunststoffe 68 (1978)819, Kautschuk, Gummi, Kunststoffe 35 (1982) 569；G. Becker, D. Braun: Kunststoff
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Handbuch, 第7卷 "Polyurethane" M
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nchen, Wien, Carl Hanser Verlag 1983中给出TPU、其性质和应用的综述。Plastikverarbeiter 40 (1989)给出各种生产方法的综述。生产TPU的最重要的工业方法是挤出机法（DE 1 964 834）和混合头/带式法（GB 1,057,018）。
[0003]TPU通常由线性多元醇（如聚酯多元醇、聚醚多元醇或聚碳酸酯多元醇）、有机二异氰酸酯、和短链的通常双官能的醇（扩链剂）形成。除了这些，还任选使用添加剂、催化剂、染料和填料。TPU可以不连续或连续制备。
[0004]在制成后，TPU通常以聚合物线料的形式从反应挤出机中排出，其然后在冷却带上用水冷却，随后在造粒机中造粒（线料造粒）。或者，也可在直接连接到反应挤出机的造粒机中实施造粒，其中该造粒在冷却水存在下进行（例如水下造粒）。这些方法步骤导致一定量的残留水分仍然附着于所得丸粒，因此干燥操作通常是必要的。为此，丸粒可在下游干燥机中干燥。然后可将它们填充到所需包装中。
[0005]但是，这种类型的丸粒处理经常由于仍然存在的残留水分和不完全反应的反应性基团，尤其是异氰酸酯基团而导致产品品质的波动。这些残留异氰酸酯基团可能与丸粒的残留水分中仍存在的水分子反应，其中形成伯氨基并随之消去二氧化碳。这些氨基不再能够有助于进一步增加分子量，因此无法再实现TPU的预期最终分子量。这通常对TPU的机械性质水平（这决定性地取决于TPU的分子量）产生负面影响。在进一步可能的反应步骤中，氨基也可与可能存在的微量游离异氰酸酯基团反应以形成脲基。与氨基甲酸酯基团相比，脲基团是熔点高得多的基团，其在TPU挤出加工操作的过程中此时经常导致膜或箔中的未熔化粒子，这显著降低其品质或甚至使挤出制品无法使用。
[0006]目的因此在于提供处理TPU的方法，其确保TPU丸粒在包装在合适的包装容器中之前尽可能完全化学反应并因此可以避免缺点，如产品品质波动，例如挤出品质差和机械性质不足。
[0007]根据本专利技术，通过处理热塑性聚氨酯的方法实现这一目的，其特征在于所述处理包括以下步骤：I) 提供通过使至少一种多异氰酸酯与至少一种多元醇反应可获得或获得的热塑性聚氨酯（TPU
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1），和II) 在气体气氛下对热塑性聚氨酯（TPU
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1）施以在10℃至150℃的范围内的温度，其中所述气体气氛的气体具有≤
ꢀ−
10℃的露点，以获得处理过的热塑性聚氨酯（TPU
‑
2）。
[0008]已经出乎意料地发现，由此处理过的热塑性聚氨酯（TPU
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2）具有可再现的产品品质和可再现的机械性质，以及几乎完全化学反应。还已经出乎意料地发现，通过根据本专利技术的方法提高了聚合度。在此对本专利技术而言必要的是，热塑性聚氨酯（TPU
‑
1）在气体具有≤
ꢀ−
10℃的露点的气体气氛下进行热处理。
[0009]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量“一个”（例如通过措辞“正好一个”）。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量“一”，这意味着也涵盖包含至少两种多元醇的混合物的实施方案。
[0010]根据本专利技术，术语“包含”或“含有”优选是指“基本由
……
组成”，特别优选是指“由
……
组成”。
[0011]在本专利技术中，热塑性聚氨酯（TPU
‑
1）也可通过多种不同的多异氰酸酯，优选二异氰酸酯与多种不同的多元醇的反应获得或已获得。在本专利技术中，热塑性聚氨酯（TPU
‑
1）也可通过多种不同的多异氰酸酯，优选二异氰酸酯与多种不同的多元醇和与一种或多种扩链剂，优选具有小于或等于500 g/mol的分子量的二醇的反应获得或已获得。
[0012]在根据本专利技术的方法的一个优选实施方案中，热塑性聚氨酯（TPU
‑
1）在步骤I)中提供之前已经过多级方法，其包括以下步骤：a) 挤出热塑性聚氨酯（TPU
‑
1），b) 将来自步骤a)的挤出热塑性聚氨酯（TPU
‑
1）造粒，和c) 将来自步骤b)的热塑性聚氨酯（TPU
‑
1）干燥。
[0013]在根据步骤a)挤出前的所述至少一种多异氰酸酯与所述至少一种多元醇的反应可以例如在反应性挤出机中、在挤出机上游并配备静态混合器的单元中或在混合头中实施。优选地，这两个步骤都在反应性挤出机中进行。反应和挤出在100℃至250℃的温度下进行。造粒例如借助线料造粒或水下造粒实施，其中挤出的热塑性聚氨酯（TPU
‑
1）在造粒前优选冷却到低于100℃。例如，振动筛提取器和离心干燥器可用于将造粒的热塑性聚氨酯干燥。
[0014]使用至少一种多元醇和至少一种有机多异氰酸酯（优选至少一种二异氰酸酯）和任选至少一种短链二醇（扩链剂）作为主要形成组分来生产热塑性聚氨酯（TPU
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1）。在一个优选实施方案中，热塑性聚氨酯（TPU
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1）通过使至少一种多异氰酸酯与至少一种多元醇和与至少一种扩链剂反应获得。在另一优选实施方案中，热塑性聚氨酯（TPU
‑
1）通过使至少一种二异氰酸酯与至少一种多元醇和与至少一种扩链剂反应获得。
[0015]可另外加入催化剂以加速TPU形成反应。添加剂、辅助剂和附加物质可任选用于实现对风化影响、紫外光、水解、氧化、磨损、沾污的一定耐受性以及用于改进加工性质。也可任选使用单官能链终止剂。为了调节性质，可在相对宽的摩尔比内改变形成组分。1:1至1:12的多元醇与扩链剂的摩尔比已经证实有用。这得到硬度在45 肖氏A至85 肖氏D的范围内的产物。
[0016]热塑性聚氨酯（TPU
‑
1）可通过已知方法连续生产，其中例如使用反应性挤出机或带式法通过一步法或预聚物法，或不连续地通过已知的预聚物法生产。在这些方法中，将反应组分相继或同时相互混合，其中该反应立即开始。在挤出机法中，将形成组分和任选催化剂和/或其它辅助剂和添加剂单独或作为混合物引入挤出机，例如在100至280℃，优选140至250℃的温度下反应，将所得TPU挤出、冷却和造粒。
[0017]热塑性聚氨酯的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.处理热塑性聚氨酯的方法，其特征在于所述处理包括以下步骤：I) 提供通过使至少一种多异氰酸酯与至少一种多元醇反应可获得或获得的热塑性聚氨酯（TPU
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1），和II) 在气体气氛下对热塑性聚氨酯（TPU
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1）施以在10℃至150℃的范围内的温度，其中所述气体气氛的气体具有≤
ꢀ−
10℃的露点，以获得处理过的热塑性聚氨酯（TPU
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2）。2.如权利要求1中所述的方法，其中热塑性聚氨酯（TPU
‑
1）在步骤I)中提供之前已经过多级方法，其包括以下步骤：a) 挤出热塑性聚氨酯（TPU
‑
1），b) 将来自步骤a)的挤出热塑性聚氨酯（TPU
‑
1）造粒，和c) 将来自步骤b)的热塑性聚氨酯（TPU
‑
1）干燥。3.如权利要求1或2中所述的方法，其特征在于所述气体气氛的气体具有≤
ꢀ−
15℃，优选≤
ꢀ−
20℃，特别优选≤
ꢀ−
25℃的露点。4.如权利要求1至3任一项中所述的方法，其特征在于在气体气氛下对热塑性聚氨酯（TPU
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1）施以所述温度1小时至12小时的时间，优选2小时至10小时的时间，特别优选3小时至9小时的时间，非常特别优选4小时至8小时的时间，更优选4小时至7小时的时间。5.如权利要求1至4任一项中所述的方法，其特征在于所述气体气氛的气体是空气、惰性气体、或空气和惰性气体的混合物，其中惰性气体优选选自氮气、二氧化碳、氩气和/或其中至少两种的混合物。6.如权利要求1至5任一项中所述的方法，其特征在于步骤II)在装置中进行，其中所述装置优选是容器或筒仓。7.如权利要求6中所述的方法，其特征在于热塑性聚氨酯（TPU
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1）经由软管和/或管道供应到步骤II)的装置，优选其中软管和/或管道各自包含气体气氛且气体气氛的气体具有≤
ꢀ−
10℃的露点，特别优选其中软管和/或管道...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：科思创德国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：