具有结晶链端的热塑性聚氨酯制造技术

本发明专利技术涉及具有结晶链端的新热塑性聚氨酯(TPU)组合物。本发明专利技术TPU组合物可提供改进的弹性、较低的表面自由能和/或降低的粘性，同时保持其它理想物理性能。本发明专利技术还提供进一步与乙烯基烷氧基硅烷结构部分接枝的所述TPU组合物，从而容许TPU组合物的交联网络。本发明专利技术还提供无增塑剂的非常软的TPU组合物，而不具有通常与这类材料有关的加工困难。本发明专利技术进一步提供降低TPU组合物的表面张力的方法，其可容许改进的混合组合物，和将所述TPU组合物交联的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】具有结晶链端的热塑性聚氨酯 专利
本专利技术涉及具有结晶链端的新热塑性聚氨酯（TPU)组合物。本专利技术TPU组合物可 提供改进的弹性、较低的表面自由能和/或降低的粘性，同时保持其它理想物理性能。本发 明还提供进一步与乙烯基烷氧基硅烷结构部分接枝的所述TPU组合物，从而容许TPU组合 物的交联网络。本专利技术还提供非常软的TPU组合物，而不具有通常与这类材料有关的加工 困难。本专利技术进一步提供降低TPU组合物的表面张力的方法，其可容许改进的混合组合物， 和将所述TPU组合物交联的方法。 专利技术背景 热塑性聚氨酯（TPU)组合物是非常有用的材料，其可提供有吸引力的物理性能组 合。TPU可一般性地描述为具有一个或多个低玻璃化转变温度（Tg)软链段和一个或多个高 Tg硬链段的嵌段共聚物。 仍需要提供改进的TPU组合物，所述组合物提供改进的物理性能、更容易加工、更 容易按比例放大至商业量、可借助连续方法制备、在它们可与其它材料一起使用方面更通 用，或其一些组合。 仍需要可更容易地加工且具有改进的加工窗口，更具体而言，可按比例放大至连 续商业量方法的TPU组合物。许多TPU组合物具有非常窄的加工窗口、良好加工它们的非 常紧密的一组条件。不能总是容易控制的加工条件的小变化可能导致产物质量的明显变 化。因此，存在可在实验室中制备且可具有有意义的性能组合，但由于其不能以商业上有效 的方法制备而不能有效地商业化的许多TPU组合物。 因此，需要可容易地加工且具有改进的加工窗口，对加工条件的变化不如此敏感 的TPU组合物，包括开发具有可以在商业上有效的方法，例如连续反应性挤出机中制备的 具有理想性能组合的TPU组合物。 另外，仍需要可容易地加工的较软TPU组合物。应当理解当TPU中应链段的量提 高时，所得材料变得越来越硬，同样，降低TPU中硬链段的量可产生越来越软的TPU。然而， 存在通过改变硬链段含量或类型或者软链段含量和类型而可达到的硬度的下限。在该下限 以下，TPU开始损失其强度并且变得太粘。由于提高的粘性等，它变得难以处理和加工，最 终变得不能加工和/或生产。因此，该下限妨碍了"超软" TPU组合物的制备和使用。 传统上，不用增塑剂在可加工TPU中可实现的最低硬度为约肖氏65-70A。然而，由 于较低的固化或结晶速率和永远存在的粘结问题（TTO组合物不夸张地粘结在它接触的所 有设备表面和本身上），甚至这些TPU组合物的制备是非常有挑战性的。在TPU组合物中使 用增塑剂可使硬度降至较低的值，但通常由于其毒性（邻苯二甲酸酯类增塑剂特别是相对 有毒且在许多应用中不能接受的）和/或不相容性（许多增塑剂导致所得TPU组合物中起 霜），增塑剂是不想要的。 因此，总是需要更加可加工（即可压出、可模塑等）、超软（即65A以下的肖氏硬 度）TPU组合物及其制备方法。特别需要超软且可加工的无增塑剂TPU组合物。还需要由 这类TPU制备的交联TPU网络及其制备方法。本专利技术解决这些需要。 仍需要可容易地交联的TPU组合物。提供可交联TPU组合物的一种方法是将可交 联基团或结构部分接枝在TPU本身上，然后使基团交联以得到交联TPU网络。然而，许多可 交联基团或结构部分如乙烯基烷氧基硅烷结构部分难以或者甚至不可能接枝在TPU组合 物上。 因此，需要可容易地与可交联基团或结构部分如乙烯基烷氧基硅烷结构部分接枝 的TPU组合物，因此容许可容易交联的TPU组合物。 还需要提供与其它聚合物，特别是聚烯烃更相容的TPU。将通常认为是昂贵材料的 TPU组合物与较便宜的材料如聚烯烃混合是由TPU组合物制备产品的许多厂商的有吸引力 的目标。混合比全部使用TPU制备其产品更便宜。然而，TPU组合物通常具有与其它聚合 物如聚烯烃的差的相容性，导致差地加工、具有差物理性能或其它缺点的混合物。 因此，需要具有改进的与其它聚合物如聚烯烃的相容性的TPU组合物，从而容许 制备和使用包含TPU组合物和聚合物如聚烯烃的混合物，同时仍保持由TPU组合物制备产 品的厂商所要求的物理性能和质量。 需要可容易地交联的TPU组合物。如上文所指出的，提供可交联TPU组合物的一 种方法是将可交联基团或结构部分接枝在TPU本身上，然后使基团交联以得到交联TPU网 络。然而，许多可交联基团或结构部分如乙烯基烷氧基硅烷结构部分难以或者甚至不可能 接枝在TPU组合物上。另外，即使它可容易进行，该接枝步骤增加了成本和复杂性。更理想 的结果是可容易地交联而根本不需要接枝步骤的TPU。 因此，需要首先需要将基团或结构部分接枝在TPU上而容易交联的TPU组合物。 本文所述本专利技术各个实施方案解决了一种或多种上述需要。 专利技术概沐 本专利技术提供热塑性聚氨酯（TPU)组合物，其包含（i)多异氰酸酯组分、（ii)增链 剂组分和多元醇组分中的至少一种和（iii)链终止剂组分的反应产物。链终止剂组分包含 短链结晶化合物，所述短链结晶化合物包含多于12个碳原子和能够终止由组分（i)和（ii) 反应而产生的TPU的链的单一 NCO-反应性官能团。 在一些实施方案中，短链结晶化合物的官能团可描述为位于结晶化合物内的末端 位置上的活性氢官能团。 本专利技术进一步提供TPU组合物，其中短链结晶化合物的官能团为羟基（醇）官能 团、伯胺官能团、仲胺官能团、酐官能团、环氧基官能团、硫醇官能团、羧基（羧酸）官能团、 异氰酸酯官能团或其组合。短链结晶化合物可以为包含20-70个碳原子的聚烯烃。短链结 晶化合物可包含一种或多种a-羟基封端聚a烯烃或其乙氧基化变体。聚a烯烃可包含 聚乙烯、聚丙烯、聚（乙烯-c〇-a烯烃）共聚物、聚（丙烯-co-a烯烃）共聚物或其任何 组合。 本专利技术进一步提供TPU组合物，其中TPU由以下结构表示： 其中各个A为衍生自单官能短链结晶化合物的端基；各个D为衍生自多异氰酸酯 组分的基团；各个E衍生自增链剂组分；各个P衍生自多元醇组分；各个m为0-15的整数； 各个n为0-20的整数；且x为1-50的整数；条件是m和n中的至少一个为大于0。 本专利技术进一步包括上述TPU组合物中的任一种，其中：多异氰酸酯组分包含二异 氰酸酯；其中当存在时，增链剂组分包含二元醇、二胺或其组合；且其中当存在时，多元醇 组分包含聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚硅氧烷多元醇或其组合。在一些实 施方案中：多异氰酸酯组分包含 MDI、H12MDI、HDI、TDI、IPDI、LDI、BDI、PDI、CHDI、TODI、 NDI或其组合；当存在时，增链剂组分包含乙二醇、丁二醇、六亚甲基二醇、戊二醇、庚二醇、 壬二醇、十二烷二醇、乙二胺、丁二胺、六亚甲基二胺或其组合；且当存在时，多元醇组分包 含聚（乙二醇）、聚（四亚甲基二醇）、聚（三亚甲基氧化物）、氧化乙烯封端聚（丙二醇）、 聚（己二酸亚丁酯）、聚（己二酸亚乙酯）、聚（六亚甲基己二酸酯）、聚（四亚甲基-co-六 亚甲基己二酸酯）、聚（3-甲基-1，5-五亚甲基己二酸酯）、聚己内酯二醇、聚（六亚甲基碳 酸酯）二醇、聚（五亚甲基碳酸酯）二醇、聚（三亚甲基碳酸酯）二醇、二聚脂肪酸基聚酯 多元醇、植物油基多元醇、聚（二甲基硅氧烷）多元醇或其任何组合。 本专利技术进一步提供制备TPU组合物的方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
热塑性聚氨酯组合物，其包含(i)多异氰酸酯组分、(ii)增链剂组分和多元醇组分中的至少一种和(iii)链终止剂组分的反应产物；其中链终止剂组分包含短链结晶化合物，所述短链结晶化合物包含多于12个碳原子和能够终止由组分(i)和(ii)反应产生的热塑性聚氨酯的链的单一NCO‑反应性官能团。

【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：U·G·马卡尔，B·W·施泰因梅茨，Q·鲁，R·W·戴，
申请(专利权)人：路博润先进材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US