热塑性聚氨酯制造技术

本发明专利技术涉及一种聚氨酯，特别是热塑性聚氨酯，其通过使至少组分(i)至(ii)反应获得或可获得：(i)多异氰酸酯组合物；(ii)多元醇组合物，其包含(ii.1)至少一种数均分子量为500至3000g/mol的聚酯二醇或聚醚二醇、(ii.2)至少一种具有两个选自巯基、羟基和氨基的末端异氰酸酯反应性官能团的聚硅氧烷。本发明专利技术还涉及制备所述聚氨酯的方法、其用途以及包含所述聚氨酯的模制品。本发明专利技术还涉及由聚氨酯获得或可获得的基于聚氨酯的泡沫颗粒，涉及制备泡沫颗粒的方法并涉及颗粒泡沫及其用途。

Thermoplastic polyurethane

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热塑性聚氨酯本专利技术涉及一种聚氨酯，特别是热塑性聚氨酯，其通过使至少组分(i)至(ii)反应获得或可获得：(i)多异氰酸酯组合物；(ii)多元醇组合物，其包含(ii.1)至少一种聚酯二醇或聚醚二醇，其中所述聚酯二醇或聚醚二醇的数均分子量为500至3000g/mol，(ii.2)至少一种具有两个选自巯基、羟基和氨基的末端异氰酸酯-反应性官能团的聚硅氧烷。本专利技术还涉及该聚氨酯的制备方法、其用途以及包含该聚氨酯的成型体。此外，本专利技术涉及基于聚氨酯的泡沫珠粒、由聚氨酯获得或可获得的泡沫珠粒，涉及制备泡沫珠粒的方法，还涉及珠粒泡沫及其用途。用于各种应用的热塑性聚氨酯原则上是在现有技术上已知的。通过原料的改变，可以获得不同的特性分布。聚氨酯和硅酮弹性体的性能在很大范围内是互补的。聚氨酯以其出色的机械强度、弹性、非常好的附着力、耐磨性以及通过熔体挤出的简单加工性而著称。相比之下，硅酮弹性体具有超常的温度、UV和风化稳定性。它们在相对低的温度下保持其弹性，因此也没有脆化的趋势。除此之外，它们还具有特殊的防水和抗粘表面性能。氨基甲酸酯和硅酮聚合物的组合使材料具有良好的机械性能，同时与硅酮相比大大简化了加工选项，而仍然具有硅酮的良好性能。然而，在所有情况下对于聚合物共混物都不能获得足够的相容性，此外，聚合物共混物的性能通常与原始聚合物的性能明显不同。另一个缺点是不相容的硅氧烷经常“起霜”或相迁移。根据应用的种类，聚氨酯的性质可以通过原料的性质和所使用的定量比率来改变。例如，对于用作管材料或用作电缆护套，有利的是即使在相对高的温度下，也可保持所使用的热塑性聚氨酯的机械性能。对于贴身的应用，例如腕带或珠宝部件，以及各种保护应用，例如保护膜、保护罩，通常希望具有出色的触觉性能和良好的疏水性，以及改善的机械性能，尤其是断裂伸长率和拉伸强度。因此，本专利技术的一个目的是提供具有改善的触觉性能、良好的疏水性以及良好的机械性能，尤其是断裂伸长率和拉伸强度的材料。本专利技术的另一个目的是提供改进的材料，即使在高温下，其机械性能也得以保留。根据本专利技术，所述目的通过一种聚氨酯，特别是热塑性聚氨酯来实现，该聚氨酯通过使至少组分(i)至(ii)反应获得或可获得：(i)多异氰酸酯组合物；(ii)多元醇组合物，其包含(ii.1)至少一种数均分子量为500至3000g/mol的聚酯二醇或聚醚二醇，(ii.2)至少一种具有两个选自巯基、羟基和氨基的末端异氰酸酯反应性官能团的聚硅氧烷。本专利技术还涉及聚氨酯，特别是热塑性聚氨酯，其通过使至少组分(i)至(iii)反应获得或可获得：(i)多异氰酸酯组合物；(ii)多元醇组合物，其包含(ii.1)至少一种数均分子量为500至3000g/mol的聚酯二醇或聚醚二醇，(ii.2)至少一种具有两个选自巯基、羟基和氨基的末端异氰酸酯反应性官能团的聚硅氧烷；(iii)扩链剂组合物。在此，将聚硅氧烷掺入基质中，其结果是抑制了起霜或相迁移等负面效果。令人惊讶地，具有掺入基质中的聚硅氧烷的本专利技术热塑性聚氨酯(Si-TPU)具有改善的触觉性能和与纯硅酮塑料相当的疏水性。此外，本专利技术的Si-TPU具有改善的热老化稳定性，例如特别是在肖氏硬度为25A至70A、尤其是55至70A的相对软的Si-TPU的情况下，在加速测试中的热老化方面取得了非常令人惊讶的显著改善的结果；同样，对于相对软的TPU，与不含硅氧烷的TPU相比，其机械性能显著改善，尤其是在磨损、断裂伸长率和拉伸强度方面。对于相对硬的Si-TPU(肖氏硬度为85A至64D、尤其是85A至95A)，即使在长期测试中，在热老化方面同样令人惊讶地获得改善的结果。聚氨酯，尤其是热塑性聚氨酯，根据DINENISO1133(2012年3月版)测定的熔体质量流速(MFR)为28至350g/10min，其在温度为190至220℃和质量为1至30kg下测量。MFR可在190至200℃的温度下测量，因此该材料能够流动。优选地，聚氨酯，特别是热塑性聚氨酯在质量为5至35kg下且在温度为190至220℃下的MFR为20至350g/10min。更优选地，聚氨酯，特别是热塑性聚氨酯，在质量为10至25kg下且在温度为190至220℃下的MFR为40至330g/10min，更优选地，在质量为20至25kg且温度为190℃下的MFR为40至85g/10min。(ii.2)的至少一种聚硅氧烷具有两个选自巯基、羟基和氨基的末端异氰酸酯反应性官能团，也就是说其平均官能度为1.8至2.3，优选1.9至2.2，尤其是2。根据本专利技术使用的至少一种聚硅氧烷优选仅具有伯羟基。本专利技术还涉及聚氨酯，特别是热塑性聚氨酯，其通过使至少组分(i)至(iii)反应获得或可获得：(i)多异氰酸酯组合物；(ii)多元醇组合物，其包含(ii.1)至少一种数均分子量为500至3000g/mol的聚酯二醇或聚醚二醇，(ii.2)至少一种通式I的聚硅氧烷其中n为1至250的整数，A和B独立地选自C1-C20烷基；X1选自(CH2-CH2-O)m基团、(CH2-CH2-CH2-O)m基团、(CH2-CHCH3-O)m基团、(CH2)m-O基团和(CH2)m基团；X2选自(O-CH2-CH2)m基团、(O-CHCH3-CH2)m基团、(O-CH2-CH2-CH2)m基团、O-(CH2)m基团和-(CH2)m基团，其中对于X1、X2，m在每种情况下独立地为1至100的整数；Y1、Y2独立地选自巯基、羟基和氨基；(iii)扩链剂组合物。在一个实施方案中，聚氨酯，特别是热塑性聚氨酯，通过使至少组分(i)至(iii)反应获得或可获得：(i)二异氰酸酯组合物；(ii)多元醇组合物，其包含(ii.1)至少一种数均分子量为500至3000g/mol的二元聚酯二醇或聚醚二醇，(ii.2)至少一种通式I的聚硅氧烷其中n为1至250的整数，A和B独立地选自C1-C20烷基；X1选自(CH2-CH2-O)m基团、(CH2-CH2-CH2-O)m基团、(CH2-CHCH3-O)m基团、(CH2)m-O基团和(CH2)m基团；X2选自(O-CH2-CH2)m基团、(O-CHCH3-CH2)m基团、(O-CH2-CH2-CH2)m基团、O-(CH2)m基团和-(CH2)m基团，其中对于X1、X2，m在每种情况下独立地为1至100的整数；Y1、Y2独立地选自巯基、羟基和氨基；(iii)扩链剂组合物。在聚氨酯，特别是热塑性聚氨酯的一个优选实施方案中，(ii.2)的至少一种聚硅氧烷的指数n为3至50的整数或100至240的整数。在聚氨酯，特别是热塑性聚氨酯的一个优选实施方案中，(ii.2)的聚硅氧烷的A和B独立地选自C1至C5烷基，优选A和B各自相同且选自C1至C5烷基，其中更优选A和B均为甲基。在聚氨酯，特别是热塑性聚氨酯的一个优选实施方案中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚氨酯，特别是热塑性聚氨酯，其通过使至少组分(i)至(iii)反应获得或可获得：/n(i)多异氰酸酯组合物；/n(ii)多元醇组合物，其包含/n(ii.1)至少一种数均分子量为500至3000g/mol的聚酯二醇或聚醚二醇，/n(ii.2)至少一种通式I的聚硅氧烷/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170720 EP 17182344.61.一种聚氨酯，特别是热塑性聚氨酯，其通过使至少组分(i)至(iii)反应获得或可获得：
(i)多异氰酸酯组合物；
(ii)多元醇组合物，其包含
(ii.1)至少一种数均分子量为500至3000g/mol的聚酯二醇或聚醚二醇，
(ii.2)至少一种通式I的聚硅氧烷



其中n为1至250的整数，A和B独立地选自C1-C20烷基，其中(ii.2)的聚硅氧烷的X1为(CH2-CH2-O)m基团或
(CH2-CH2-CH2-O)m基团或(CH2-CHCH3-O)m基团，(ii.2)的聚硅氧烷的X2为(CH2-CHCH3-O)m基团或(O-CH2-CH2)m基团或(O-CH2-CH2-CH2)m基团，其中对于X1、X2，m在每种情况下独立地为2至20的整数，以及Y1和Y2均为羟基；
(iii)扩链剂组合物。


2.根据权利要求1的聚氨酯，特别是热塑性聚氨酯，其根据DINENISO1133(2012年3月版本)测定并在190至220℃的温度和1至30kg的质量下测量的熔体质量流速为20至350g/10min。


3.根据权利要求1或2的聚氨酯，特别是热塑性聚氨酯，其中所述(ii.2)的至少一种聚硅氧烷的指数n为3至50或100至240的整数。


4.根据权利要求1至3中任一项的聚氨酯，特别是热塑性聚氨酯，其中(ii.2)的聚硅氧烷的A和B独立地选自C1至C5烷基，优选A和B各自相同并且选自C1至C5烷基，其中更优选A和B均为甲基。


5.根据权利要求1至4中任一项的聚氨酯，特别是热塑性聚氨酯，其中所述(ii.2)的至少一种聚硅氧烷的存在比例为0.1重量％至50重量％，优选1重量％至30重量％，更优选为5重量％至20重量％，基于所有组分(ii.1)和(ii.2)的总重量计。


6.根据权利要求1至5中任一项的聚氨酯，特别是热塑性聚氨酯，其中聚氨酯的硬链段含量为10重量％至50重量％，优选17重量％至30重量％，基于所有组分(i)、(ii)、(iii)的总重量计。


7.根据权利要求1至6中任一项的聚氨酯，特别是热塑性聚氨酯，其中所述聚氨酯的硬度为肖氏30A至98A或肖氏40D至64D，优选肖氏30A至95A，更优选70A至95A。


8.根据权利要求1至7中任一项的聚氨酯，特别是热塑性聚氨酯，其通过使至少组分(i)至(iii)反应获得或可获得：
(i)二异氰酸酯组合物，其包含至少4,4'-MDI或HDI；
(ii)多元醇组合物，其包含
(ii.1)至少一种聚醚二醇，优选PTHF，或至少一种聚酯二醇，其中聚醚二醇或聚酯二醇的数均分子量为500至3000g/mol，
(ii.2)至少一种通式Ia的聚硅氧烷



其中n为10至20的整数，A和B均为甲基，X1为(CH2-CH2-O-)m基团，X2为(O-CH2-CH2)m基团，其中对于X1、X2，m在每种情况下独立地为3至15的整数；
(iii)扩链剂组合物，其包含至少一种二醇或二胺，所述二醇或二胺选自丁烷-1,4-二醇、己烷-1,6-二醇、乙烷-1,2-二醇和2,4-二氨基-3,5-二(甲硫基)甲苯。


9.一种制备聚氨酯，特别是热塑性聚氨酯的方法，其包括组分(i)至(iii)的反应：
(i)多异氰酸酯组合物；
(ii)多元醇组合物，其包含
(ii.1)至少一种数均分子量为500至3000g/mol的聚酯二醇或聚醚二醇，
(ii.2)至少一种通式I的聚硅氧烷
(I)，
其中n为1至250的整数，A和B独立地选自C1-C20烷基，
其中(ii.2)的聚硅氧烷的X1为(CH2-CH2-O)m基团或(CH2-CH2-CH2-O)m基团或(CH2-CHCH3-O)m基团，(ii.2)的聚硅氧烷的X2为(O-CHCH3-CH2)m基团或(O-CH2-CH2)m基团或(O-CH2-CH2-CH2)m基团，其中对于X1、X2，m在每种情况下独立地为2至20的整数，以及Y1和Y2均为羟基；
(iii)扩链剂组合物。


10.根据权利要求1至8中任一项的聚氨酯，特别是热塑性聚氨酯，或通过权利要求9的方法获得或可获得的聚氨酯，特别是热塑性聚氨酯，用于制备成型体、注塑产品、挤出产品或膜的用途。


11.根据权利要求10的用途，其用于选自消费品的制品，优选选自穿着物品，特别是鞋类和鞋类部件，尤其是中底、外底和鞋带；珠宝和珠宝部件，尤其是用于智能设备或用于监测电子设备，优选选自腕带、腕带部件、挂带和挂带部件、人体背带和人体背带部件、眼镜和眼镜部件；运动器材的物品，尤其是运动带、阻力带；阻尼材料；泡沫珠粒；编织制品；无纺布制品；用于移动驾驶或飞行设备的清洁制品，尤其是刮水器；医学制品，特别是敷料制品、管子、透皮系统、透皮系统部件，尤其是膏药、膏药部件；家具部件；缓冲垫、缓冲垫部件；床垫、床垫部件；汽车配件，尤其是汽车电缆护套或导管；膜，尤其是地板膜、滑雪膜、保护膜；防护罩；电气组件的设计元件。


12.一种制品，其包含权利要求1至8中任一项的聚氨酯，特别是热塑性聚氨酯，或者通过权利要求9的方法获得或可获得的聚氨酯，特别是热塑性聚氨酯。


13.基于聚氨酯的泡沫珠粒，其由聚氨酯，尤其是热塑性聚氨酯获得或可获得，其中所述聚氨酯通过使至少组分(i)至(ii)反应获得或可获得：
(i)多异氰酸酯组合物；
(ii)多元醇组合物，其包含
(ii.1)至少一种数均分子量为500至3000g/mol的聚酯二醇或聚醚二醇，
(ii.2)至少一种具有两个选自巯基、羟基和氨基的末端异氰酸酯反应性官能团的聚硅氧烷。


14.根据权利要求13的基于聚氨酯的泡沫珠粒，其中所述聚氨酯通过使至少组分(i)至(iii)反应获得或可获得：
(i)多异氰酸酯组合物；
(ii)多元醇组合物，其包含
(ii.1)至少一种数均分子量为500至3000g/mol的聚酯二醇或聚醚二醇，
(ii.2)至少一种具有两个选自...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·C·吉尼根，N·罗伊，E·波瑟尔特，D·彼得罗维奇，P·古特曼，D·肯普弗特，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE