聚氨酯弹性体制造技术

提供了一种聚氨酯弹性体。所述弹性体是至少一种预聚物和增链剂的反应产物，其中所述预聚物是至少一种多元醇和至少一种脂族二异氰酸酯的反应产物。所述增链剂是二醇或非芳族二胺中的至少一种。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚氨酯弹性体相关申请的交叉引用本申请要求2008年4月9日提交的题为“POLYURETHANEELASTOMERS”序列号为 61/043，558的美国临时专利申请的优先权，其在此引入作为参考。背景专利
本专利技术实施方式总的涉及聚氨酯弹性体；更具体地涉及从脂族异氰酸酯制备的聚 氨酯弹性体。相关技术描述与基于芳族二异氰酸酯的聚氨酯弹性体相比，基于脂族二异氰酸酯的聚氨酯弹性 体由于具有较高的成本和较低的机械强度而仅用于有限的应用。比起芳族二异氰酸酯(如 4,4' -二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和甲苯二异氰酸酯(TDI))，脂族二异氰酸酯(如1， 6-正己烷二异氰酸酯(HDI)、亚甲基双(对环己基异氰酸酯)(H12MDI)和异佛尔酮二异氰酸 酯(IPDI))的制备更为昂贵。除了成本，与它们的芳族对应体相比，基于脂族二异氰酸酯的 聚氨酯可能具有降低的机械强度和耐热性。成本和性能可以将基于脂族二异氰酸酯的弹性 体的用途限制在非常有限的应用中，即使与基于芳族二异氰酸酯的弹性体相比，脂族弹性 体显示了较强的光稳定性和对水解以及热降解的增强的耐受性。因此，对于费用有效并且具有增加的机械性能同时维持增强的光稳定性、对水解 的增强的耐受性以及增强的耐热性的弹性体存在需求。概要本专利技术实施方式提供聚氨酯弹性体，其包括至少一种预聚物和至少一种增链剂的 反应产物。预聚物包括至少一种多元醇和至少一种脂族二异氰酸酯的反应产物。增链剂可 以是二醇或非芳族二胺中的至少一种。脂族二异氰酸酯可以是1，3_双(异氰酸基甲基) 环己烷和1，4_双(异氰酸基甲基)环己烷的混合物。在约0°C 约150°C的温度范围内， 聚氨酯弹性体的弹性模量的变化可以小于约94%。在约0°C 约100°C的温度范围内，该变 化可以小于约90%。在约0°C 约100°C、和约100°C 约150°C的温度范围中的至少一种 中，该变化可以小于约90%。在约100°C 约125°C的温度范围内，该变化可以小于约70%。 在约75°C 约125°C的温度范围内，该变化可以小于约85%。在约75°C 约125°C的温度 范围内，该变化可以小于约85 %。在约50 °C 约100 0C的温度范围内，该变化可以小于约 85 %。在约25°C 约75°C的温度范围内，该变化可以小于约70 %。在约0 V 约75°C的温 度范围内，该变化可以小于约75%。在约0°C 约50°C的温度范围内，该变化可以小于约 70%。在本专利技术的另一种实施方式中，提供了可以包括上述弹性体的制品。该制品可 以是以下制品中的一种膜、涂料、层压材料、眼镜、透镜、冲击玻璃(ballistic glass)、建 筑形状窗(architecturally shaped window)、飓风窗、装甲(armor)、高尔夫球、保龄球、 滚轴溜冰鞋轮子、滚轮溜冰鞋轮子、溜冰板轮(skate-board wheel)、温室覆盖物、地板涂料、室外涂料、光电池、面罩、人身保护齿轮(personal protection gear)、和私隐遮蔽物 (privacy screen)。附图简述因此可以详细理解本专利技术上述特征的方式，本专利技术更具体的叙述(以上简要总结 的)可以参考实施方式，其中一些实施方式由附图阐明。预期一种实施方式的要素和特征 无需进一步叙述而可以有利地引入到其它实施方式中。然而，需要注意的是，附图仅阐明本 专利技术的示例性实施方式，因此不认为其限制本专利技术的范围，因为本专利技术可以允许其它等效 的实施方式。附图说明图1是显示对于基于ADI的弹性体，利用BDO作为增链剂，具有变化的化学计量， 包含45%的硬链段含量的弹性体的弹性模量(剪切储能模量)的曲线图。图2是显示对于基于ADI的弹性体，利用BDO作为增链剂，具有变化的化学计量， 包含45%的硬链段含量的弹性体的tan δ值的曲线图。详述本专利技术实施方式提供费用有效并且具有良好机械性质同时维持良好的光稳定性、 对水解的良好耐受性、和良好的耐热性的弹性体。根据本专利技术实施方式的弹性体可以通过 “两步法”制备，其中第一步骤包括使至少一种多元醇与至少一种脂族二异氰酸酯反应以形 成预聚物。在第二步骤中，该预聚物与二醇或非芳族二胺增链剂反应以形成聚氨酯弹性体。 作为两步法的结果，聚氨酯弹性体的结构由交替的玻璃化转变温度低的挠性链的嵌段(软 链段)和高极性的相对刚性的嵌段(硬链段)组成。软链段得自脂族聚醚或聚酯并且其玻 璃化转变温度低于室温。通过异氰酸酯与增链剂的反应形成硬链段。这两种不同嵌段的分 离得到了氢键牢固区域，该区域可以作为软嵌段的交联点。本专利技术实施方式使用的多元醇是包含两个或更多个异氰酸酯反应性基团的化 合物，通常是活性氢基团，如-0Η、伯胺或仲胺、和-SH。代表性的适宜的多元醇通常是已 知的并且描述于如下的出版物中如，High Polymers, Vol. XVI ；Saunders和Frisch的 "PoIyurethanes, Chemistry and Technology，，，Interscience Publishers, New York, Vol. I, pp. 32-42,44-54(1962)和 Vol II. Pp. 5-6，198-199(1964) ；K. J. Saunders、Chapman 禾口 Hall 白勺 Organic Polymer Chemistry,London,pp.323-325(1973)；禾口 Developments in Polyurethanes, Vol. I, J. M. Burst, ed. , Applied Science Publishers, pp.1-76(1978)。 代表性的适宜的多元醇包括聚酯多元醇、聚内酯多元醇、聚醚多元醇、聚烯烃多元醇、聚碳 酸酯多元醇、和各种其它多元醇。示例性的聚酯多元醇是聚(亚烷基链烷二酸酯)二醇，其经由利用摩尔过量的脂 族二醇与链烷二酸的常规酯化方法制备。可以用来制备聚酯的示例性的二醇是乙二醇、二 甘醇、丙二醇、一缩丙二醇、1，3_丙二醇、1，4_ 丁二醇和其它丁二醇、1，5_戊二醇和其它戊 二醇、己二醇、癸二醇、十二烷二醇等。优选脂族二醇包含2 约8个碳原子。可以用来制 备聚酯的示例性的二酸是马来酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、2-甲基-1，6-己酸、庚 二酸、辛二酸、十二烷二酸等。优选链烷二酸包含4 12个碳原子。示例性的聚酯多元醇 是聚(己二酸己二醇酯)、聚(己二酸丁二醇酯)、聚(己二酸乙二醇酯)、聚(己二酸二甘 醇酯)、聚(乙二酸己二醇酯)、聚(癸二酸乙二醇酯)等。用于本专利技术实施方式实践的聚内酯多元醇是本身是二羟基或三羟基或四羟基的多元醇。这样的多元醇通过内酯单体与具有含活性氢基团的引发剂的反应制 备；示例性的内酯单体是Y-戊内酯、ε -己内酯、Y -甲基-ε-己内酯、ζ-庚内酯 (ζ -enantholactone)等；示例性的引发剂是乙二醇、二甘醇、丙二醇、1，4_ 丁二醇、1，6_己 二醇、三羟甲基丙烷等。这样的多元醇的制备是本
已知的，见，例如，美国专利 3，169，945,3, 248，417,3, 021，309 3，021本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚氨酯弹性体，其包括：至少一种预聚物和增链剂的反应产物，其中所述预聚物包括至少一种多元醇和至少一种脂族二异氰酸酯的反应产物，所述增链剂是二醇或非芳族二胺中的至少一种，所述脂族二异氰酸酯包括１，３－双（异氰酸基甲基）环己烷和１，４－双（异氰酸基甲基）环己烷的混合物，并且其中所述聚氨酯弹性体在约０℃～约１５０℃的温度范围的弹性模量变化小于约９４％。

【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：谢瑞，德布库马巴塔查吉，约翰阿吉罗波洛斯，
申请(专利权)人：陶氏环球技术公司，
类型：发明
国别省市：US