异氰酸酯封端的聚己内酯聚氨酯预聚物制造技术

本发明专利技术公开了改进的异氰酸酯封端的聚己内酯聚氨酯预聚物，其含有甲苯二异氰酸酯和多元醇组合物的反应产物。具有良好的物理和动态性能的聚氨酯弹性体可以通过将本发明专利技术的异氰酸酯－封端聚己内酯预聚物与胺扩链剂进行反应而获得。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】异氰酸酯封端的聚己内酯聚氨酯预聚物
[OOOl]本专利技术涉及聚氨酯弹性体，更具体地，本专利技术涉及由异氰酸酯-封端的聚己内酯聚氨酯预聚物制备的聚氨酯弹性体，所述预聚物 可容易地通过预聚物与胺扩链剂的反应固化为聚氨酯弹性体。
技术介绍
聚氨酯弹性体通常用于需要具备物理、化学和动态性能的 综合性能的应用场合，诸如良好的耐磨性、撕裂强度和低的滞后性能。 由甲苯二异氰酸酯(TDI)和各种多元醇得到的预聚物可由诸如亚甲基 双邻(氯苯胺)(MBCA)这样的芳族二胺固化剂来进行固化，从而制备 所述弹性体，所述亚甲基双邻(氯苯胺)为得自Chemtura Corporation 公司的Vibracure A133。异氰酸酯封端的尿烷预聚物为本领域所熟知，并且可通过 如下方式形成首先将多元醇与摩尔过量的有机二异氰酸酯单体进行 反应来形成具有异氰酸酯端基的预聚物，然后任选地除去残留的过量 二异氰酸酯单体。所述聚合物的例子参见U.K.专利No. 1， 101， 410和 U.S.专利Nos. 5, 703, 193 、 4,061,662 、 4,182, 825 、 4，385，171、 4， 888， 442和4,288,577，上述全部文献在此引入作为参考。预聚物可基于曱苯二异氰酸酯和各种包括聚醚、聚酯和聚 己内酯等等的多元醇。商业预聚物产品的例子是得自Chemtura的 Adiprene/Vibrathane预聚物，包括Vibrathane B602,得自聚四亚 甲基醚二醇(PTMEG，例如得自Invista的Terathane)的3.細预聚 物；Vibrathane 8080，得自亚乙基亚丙基己二酸酯聚酯(例如得自 Chemtura Corporation的Fomrez)的3. 3%NC0预聚物；和Vibrathane 6060，得自聚己内酯(例如得自Dow Chemical的Tone)的3.35% NCO预聚物。通过使用本领域已知的不同组分，可以获得所需要的物理、 化学和动态聚氨酯性能。例如，预聚物的异氰酸酯(NCO)含量通常控制 了由该预聚物与给定的固化剂获得的弹性体的肖氏A硬度。由诸如MBCA的芳族二胺固化剂对现有技术中的TDI封端聚 己内酯预聚物进行固化，相比由TDI与其他多元醇，诸如，例如，聚 四亚甲基醚二醇(PTMEG)或者己二酸酯聚酯来合成的预聚物而言，可 以得到具有较低物理性能的更柔韧的弹性体。将Vibrathane 6060， 由Chemtura Corporat ion公司制造的3. 35% NCO，不带低分子量二醇 类的TDI封端聚己内酯预聚物，由MBCA进行固化来得到仅仅62A的肖 氏A石更度，然而将Vibrathane 8080,由Chemtura Corporat ion公司 制造的3. 3% NC0， TDI封端聚酯预聚物，由MBCA进行固化来得到80A 的肖氏A硬度。另外的例子，诸如，Vibrathane B602,由Chemtura Corporation公司制造的3. 1%NC0， TDI封端聚醚预聚物，由MBCA固 化到82A。因此，人们希望给由TDI封端的聚己内酯预聚物制得的弹 性体赋予较高的硬度和物理性能。
技术实现思路
本专利技术涉及一种预聚物组合物，其含有如下物质的反应产物a) 至少一种有机多异氰酸酯；b) 至少一种数均分子量从约300到约10， 000的聚己内酯基多元醇；c) 至少一种数均分子量不大于约300的二醇；和任选地，d) 至少一种另外的多元醇。本专利技术提供了异氰酸酯封端的聚己内酯聚氨酯预聚物，其 通过预聚物与胺扩链剂的反应可容易地固化成具有改进的物理和动态 性能的泡沫体和固态弹性体。本专利技术进一步地提供了制造弹性体的配方，所述弹性体可以用于需要良好的抗压缩形变性、回弹性、撕裂强度和动态性能的区 域，诸如封条、垫片、轮子、轮胎、辊、采矿筛和皮带的应用。因此，在此制备的聚氨酯弹性体相对于仅仅基于聚己内酯 多元醇而没有低分子量二醇的弹性体而言，具有改进的物理和动态性 能。具体实施方式不像TDI封端的聚醚或聚酯预聚物，人们现在惊异地发现 TDI封端的聚己内酯预聚物根据低分子量二醇类的存在与否，而表现 完全不同。这现象不仅在常规TDI封端的聚己内酯预聚物(即，没有除 去游离的未反应TDI单体)被观察到，也在低游离单体TDI的聚己内酯 预聚物中观察到。同样令人惊异的是，含有低分子量二醇的TDI封端 聚己内酯预聚物能改进最终弹性体的动态性能。预聚物组合物由如下物质的反应进行制备(a)至少一种有 机多异氰酸酯，与(b)至少一种聚己内酯基多元醇和(c)至少一种低分 子量二醇，以及任选地，另外的多元醇(e)。另外的多元醇(e)—般具 有高于约300的分子量，例如，聚己二酸酯多元醇(例如得自Chemtura Corp.公司的Fomrez多元醇)、聚醚多元醇(例如得自Invista的 Terathane多元醇或者得自Arch Chemicals的Poly G多元醇)、或者 聚碳酸酯多元醇(例如得自Bayer的Desmophen 2020E多元醇)、等等。合适的另外多元醇(e)包括聚醚酯多元醇、聚酯醚多元醇、 聚丁二烯多元醇、丙烯酸类组分-加入的多元醇(acrylic component-added polyols )、丙烯酸类组分-分散的多元醇(acryl ic component-dispersed polyols)、 苯乙烯-力口入的多元醇、苯乙埽-分散的多元醇、乙烯基-加入的多元醇、乙烯基-分散的多元醇、脲-分散的多元醇、聚氧化烯二醇、聚氧化烯三醇、聚四亚曱基二醇等等， 所有的物质具有至少两个羟基。本专利技术的多异氰酸酯包括任何商业上或者常规上用于聚氨 酯泡沫体生产的二异氰酸酯。在本专利技术的一个实施方案中，多异氰酸 酯可以是含有至少两个异氰酸酯基团的有机化合物。多异氰酸酯可以是芳族或脂肪族的。根据本专利技术的一个特定实施方案，将甲苯二异氰酸酯(TDI) 单体与高分子量聚己内酯多元醇和低分子量二醇的混合物进行反应， 接着任选地进行移除过量TDI单体的操作，从而制备出未反应的TDI 含量低于2%重量的预聚物，并且在本专利技术的另一实施方案中，低于 0. 5%重量，并且在另一个实施方案中，低于O. 1%重量。本专利技术的甲苯二异氰酸酯(TDI )的说明性例子包括两个主 要的异构体，即2， 4-甲苯二异氰酸酯和2， 6-甲苯二异氰酸酯。人们发 现商业上的TDI为65: 35、80: 20或99: 1的2， 4-和2， 6-甲苯二异氰酸 酯的异构体混合物，其得自Bayer、 BASF、 Lyondell、 Borsodchem、 Dow Chemical和其它供应商。根据本专利技术，当量指的是分子量除以每分子的官能团(诸如 异氰酸酯基、羟基或胺基)数目。根据本专利技术，分子量或M.W.指的是 数均分子量。当量或E.W.指的是数均当量。在本专利技术的一个实施方案中，高分子量多元醇，即聚己内 酯(PCL)多元醇具有至少约300的数均分子量，并用于制备本专利技术的预 聚物。根据本专利技术的另一实施方案，聚己内酯多元醇具有约650到约 4000的分子量，在本专利技术的另一个实施方案中，其具有约650到约3000 的分子量。然而，分子量可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种预聚物组合物，其含有如下物质的反应产物：　ａ）至少一种有机多异氰酸酯；　ｂ）至少一种数均分子量从约３００到约１０，０００的聚己内酯基多元醇；　ｃ）至少一种数均分子量不大于约３００的二醇；和任选地，　ｄ）至少一种另 外的多元醇。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-9-13 11/520,1971. 一种预聚物组合物，其含有如下物质的反应产物a)至少一种有机多异氰酸酯；b)至少一种数均分子量从约300到约10,000的聚己内酯基多元醇；c)至少一种数均分子量不大于约300的二醇；和任选地，d)至少一种另外的多元醇。2. 权利要求1的预聚物组合物，其中游离多异氰酸酯单体含量通过 蒸馏以减少到低于聚氨酯预聚物的约2wt%。3. 权利要求1的预聚物组合物，其中游离多异氰酸酯单体含量通过 蒸馏以减少到低于聚氨酯预聚物的约0. 5wt%。4. 权利要求1的预聚物组合物，其中游离多异氰酸酯单体含量通过 蒸馏以减少到低于聚氨酯预聚物的约0. lwt%。5. 权利要求1的预聚物组合物，其中聚己内酯多元醇具有如下通式H (OCH2CH2CH2CH2CH20) m0I0 (OCH2CH2CH2CH2CH20) J; 其中m和n是足够大的整数，使得聚己内酯多元醇的数均分子量至 少约300到约10， OOO,并且I是烃结构部分或者带有醚或酯键的有机结 构部分。6. 权利要求5的预聚物组合物，其中聚己内酯基多元醇通过e-己内酯与多羟基化合物引发剂的加成聚合反应进行制备。7. 权利要求1的预聚物组合物，其中多异氰酸酯为选自MDI和TDI 的至少一种。8. 权利要求7的预聚物组合物，其中多异氰酸酯为选自甲苯二异 氰酸酯的异构体、二苯基甲烷异氰酸酯以及它们的聚合形式的至少一 种。9. 权利要求1的预聚物组合物，其中该二醇选自乙二醇、丙二醇、 丁二...

【专利技术属性】
技术研发人员：PT纳加拉杰，RO罗森伯格，
申请(专利权)人：科聚亚公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]