本发明专利技术涉及一种至少由有机二异氰酸酯和对异氰酸酯呈反应性的化合物生产的热塑性聚氨酯，其中该聚氨酯包含三羧酸与至少一种醇的酯并且其中三羧酸的所有酸基被醇酯化。本发明专利技术进一步涉及一种生产相应聚氨酯的方法、包含该热塑性聚氨酯的产品和三羧酸的酯在热塑性聚氨酯中作为增塑剂的用途。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于三羧酸的酯的软质热塑性聚氨酯本专利技术涉及非常软的热塑性聚氨酯，其具有非常高的机械强度且可易于加工。热塑性聚氨酯(TPU)长时间以来是已知的。它们由于良好机械性能与廉价、热塑性加工性的已知优点的组合而具有工业重要性。不同化学形成性组分的使用使得可以实现宽范围的机械性能。TPU、其性能和用途的综述例如给于Hans-Georg Wussow “热塑性弹性体”，Ullmann' s Encyclopedia of Industrial Chemistry,电子版，第 7 版，第 2 章“热塑性聚氨酯弹性体”，Wiley VCH, Weinheim(2004)中。在肖氏硬度小于70A下仍可作为工业材料处理并且可以以常规方法加工的软质热塑性聚氨酯(TPU)迄今为止仅能以非常大的工业成本生产或要求非常昂贵的原料。肖氏硬度小于70A的不含增塑剂的TPU尽管需求高但基本没有市场这一事实表明工艺太昂贵或者该材料的机械性能不足以能够在市场中生存。作为替换，试图借助增塑剂获得肖氏硬度小于50A的TPU。然而，迄今为止尚无包含增塑剂的TPU能够得到具有令人满意的机械强度的软质TPU。其常见原因是增塑剂与TPU 的溶混性并不令人满意。此外，在生产方法中加入的增塑剂基本上总是降低摩尔质量的增加，这同样导致以此方式生产的TPU的机械性能并不令人满意和/或通过常规热塑性加工方法如注塑或挤出的生产在经济上不再可行。增塑剂通常为用于聚酯聚氨酯的邻苯二甲酸酯或苯甲酸酯(EP 1 556 433)或用于聚醚TPU的磷酸酯(EP 1 344 55)。市场上使用的增塑剂通常从毒理学观点来看并不是完全没有问题。尤其是苯甲酸酯的加工是不利的，因为苯甲酸酯影响反应过程且以此方式阻碍摩尔质量的增加。该问题尤其在直接在聚氨酯，优选热塑性聚氨酯的合成过程中加入增塑剂时出现。EP 1108735中所述选自己二酸酯、氢化邻苯二甲酸酯、脂肪酸的其他增塑剂或甚至聚烯烃不能与聚氨酯充分溶混。选自磷酸酯的增塑剂因其酸含量而不太适合用于基于酯多元醇的聚氨酯中，因为酸基可能引起该酯的裂解。因此，本专利技术的目的是开发一种用于热塑性聚氨酯(TPU)的配制剂，其使得可以使用常规原料和常规生产方法获得软质TPU，该TPU首先在硬度小于70肖氏A下显示出良好的机械性能且可以在切实可行的加工循环中通过注塑或挤出成型而得到最终产品。当使用增塑剂时，必须确保其可易于掺入TPU中，应仅以轻微程度迁移出来和/或作为蒸气释放，不应对聚氨酯的性能如加工性、热稳定性和UV稳定性具有不利影响，不应促进TPU的降解且应对液体介质稳定，尤其还应适合作为用于与食品或人体成分接触的制品中的材料。同时，TPU的机械性能，例如磨耗和弹性体性能，不应变得比使用类似增塑剂时更差。TPU本身应具有柔软性能且形成可以容易地从模具中取出并且显示出低收缩率和良好低温性能的模塑组合物。该目的惊人地能够通过至少由有机二异氰酸酯(a)和对异氰酸酯呈反应性的化合物(b)生产的TPU实现，其中该TPU包含三羧酸(g)与至少一种醇(h)的酯(i)并且三羧酸(g)的所有酸基被醇(h)酯化。本专利技术进一步提供了一种至少由有机二异氰酸酯(a)和对异氰酸酯呈反应性的化合物(b)生产的TPU，其优选包含50-99重量％由至少一种有机二异氰酸酯(a)和对异氰酸酯呈反应性且分子量为0. 5-8kg/mol的化合物(b)，优选多元醇，更优选聚合物二醇，以及至少一种分子量为0. 06-0. 5kg/mol的增链剂(c)生产的热塑性TPU并包含三羧酸(g) 与至少一种醇(h)的酯，其中三羧酸的所有酸基被醇(h)酯化。本专利技术进一步提供了本专利技术TPU的生产方法，可以由其生产的产品，并且还提供了三羧酸酯在TPU中作为增塑剂的用途。包含三羧酸的酯-优选起增塑剂的作用-的热塑性聚氨酯具有的优点是该塑料也适合其中它们与食品接触的应用，因为它们与以前的增塑剂相比在毒理学上的问题明显更小。本文中三羧酸的酯可以容易地掺入，仅以小程度迁移出来，仅以小程度作为蒸气释放， 同时改善TPU的性能如加工性、热稳定性和UV稳定性并且不促进塑料的降解。本专利技术TPU的另一优点是在食品领域中使用以及与食品直接接触或与身体表面或其他身体部分直接接触的可能性。此外，该TPU具有高耐热性并因此在热塑性成型方法中具有宽加工范围。即使下文没有提供某一特征的实施方案与其他特征的每一实施方案的每一种组合，下列描述隐含包括各种特征的所示实施方案的所有可能组合。因此，例如隐含包括优选特征与特别优选特征的组合或者未进一步表征的特征与特别优选特征的组合等等，甚至当未具体提到该组合时。在优选实施方案中，本专利技术提供了 TPU，其包含A) 50-99重量％的由如下组分生产的热塑性聚氨酯1)至少一种有机二异氰酸酯(a)，2)至少一种对异氰酸酯呈反应性且分子量为0. 5-8kg/mol的化合物(b)，3)至少一种分子量为0. 06-0. 5kg/mol的增链剂(C)，4)任选地，催化剂(d)和/或常规助剂(e)和/或添加剂(f)，B) 1-50重量％三羧酸(g)与至少一种醇(h)的酯⑴，其中三羧酸(g)的所有酸基被醇(h)酯化以形成三酯。本文中不同的醇(h)或相同的醇(h)，优选相同的醇(h)可以形成三酯。组分有机二异氰酸酯(a)、对异氰酸酯呈反应性的化合物(b)和增链剂(C)也称为形成性组分(j)。三羧酸(g)与至少一种醇(h)的酯⑴在每种情况下基于形成性组分(j)的总重量以1-50重量％，优选5-40重量％，尤其是15-35重量％的量包含在该热塑性聚氨酯中， 其中三羧酸(g)的所有酸基被醇(h)酯化。在优选实施方案中，三羧酸(g)具有为支化的且包含4-30个碳原子，更优选4-20 个碳原子，特别优选5-10个碳原子，非常特别优选6个碳原子的脂族结构，三个羧基的碳原子计算在内。碳原子在该支化脂族结构中经由单键或双键直接相互键合。该脂族结构优选在碳原子之间仅具有单键。在另一优选实施方案中，三羧酸(g)包含至少一个羟基。该至少一个羟基直接键合于三羧酸(g)的上述脂族结构的碳原子上，从而使该脂族结构上除了三个酸基外还键合该至少一个羟基。特别优选一个羟基存在于三羧酸(g)的脂族结构上。特别优选的三羧酸 (g)是柠檬酸。5与三羧酸(g)的所有三个酸基形成酯⑴的醇(h)可以具有芳族和/或脂族结构。 进一步优选包含1-30个碳原子，更优选1-20个碳原子，更优选1-10个碳原子，甚至更优选 1-8个碳原子，特别优选1-6个碳原子的醇。优选使用具有脂族结构的醇(h)，更优选具有线性脂族结构的醇(h)，特别优选脂族结构不具有任何双键。在另一优选实施方案中，醇(h)包含偶数个碳原子，即2、4、6、8、10、12、14、16等个碳原子。在非常特别优选的实施方案中，醇(h)为乙醇。在第二非常特别优选的实施方案中，醇(h)为丁醇，优选正丁醇。进一步优选三羧酸(g)的所有三个酸基被相同的醇(h)酯化。在非常特别优选的实施方案中，酯(i)为2-乙酰氧基-1，2，3-丙烷三甲酸三丁酯。在其他优选实施方案中，该三羧酸(g)的至少一个羟基额外被羧酸酯化。该羧酸选自具有1-40个碳原子，更优选1-30个碳原子，特别优选2-22个碳原子的芳族或脂本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：BE·陈，F·舍费尔，D·肯普弗特，C·巴尔，G·肖尔茨，大桑辉也，M·瓦洛，C·京特，H·舒尔茨，铃木康之，T·K·林，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：
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