由可固化液体组合物制备的弹性材料制造技术

本发明专利技术涉及具有高回弹性的弹性材料，该弹性材料是由包含包括氧亚丁基单元的特定氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的组合物获得的经能量固化的材料。固化的材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由可固化液体组合物制备的弹性材料


[0001]本专利技术涉及具有高回弹性(rebound resilience)的弹性材料，该材料是经能量固化的材料，是由包含包括氧亚丁基单元的特定氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的组合物获得的。

技术介绍

[0002]能量固化(EC)指的是使用能量源将可固化组合物(其亦可称为“树脂”)转化成聚合物，所述能量源诸如电子束(EB)，光源(例如可见光源、近UV光源、紫外灯(UV)发光二极管(LED)、或红外光源)，和/或热。能够通过暴露于这样的能量源而聚合的组合物可称为能量可固化组合物。通过使用EB、光源(例如可见、近UV、UV LED、或红外)和/或热而使可固化组合物聚合而制备的材料可视为经能量固化的材料。
[0003]藉由能量固化工艺，宽范围的材料性质是潜在可得的。许多使用能量可固化组合物的应用说明此宽度是明显的：木材涂层，塑料涂层，玻璃涂层，金属涂层，涂膜(finish film)，机械性能涂层，耐久硬皮(hardcoat)，喷墨油墨，柔版印刷油墨，丝网油墨，覆印刷清漆(过印清漆，over
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print varnishes)，指甲凝胶树脂(nail gel resins)，牙科材料，压敏胶粘剂，层压胶粘剂，电子显示组件，光刻胶(photoresists)，3D打印树脂，等等。然而，行业正在持续努力以取得新型“材料性质空间”，该“材料性质空间”此前已是能量可固化组合物和由其制备的材料所没有达到的。性质空间指的是在给定某些约束的情况下不同材料性质的组合。对于某些最终用途而言，具有弹性性质的经能量固化的材料将是具有重大意义的。然而，迄今为止，尚未广泛研究或开发出能够被能量固化以得到弹性材料的能量可固化组合物。
[0004]为了实现弹性体中所期望的回弹性，材料必须1)在应力下形变，并且2)在去除应力后快速回到其原始形状。在聚合物型材料中，聚合物链之间的交联降低其形变能力。因而，过度交联将排除任何回弹性。另一方面，对于材料在去除应力之后回到其原始形状而言交联可为所需的。对于给定组合物，存在提供最优回弹性的交联密度。材料的伸长率也高度依赖于交联密度；交联降低伸长率。回弹所需的交联密度足以严重限制伸长率。出于此原因，配制固化后能够提供弹性材料的能量可固化组合物的决定性挑战是同时获得高伸长率和高回弹性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的一个方面是弹性材料，该弹性材料具有根据JIS K 6255:1996测量的高于10％、特别地高于15％、更特别地高于20％的回弹性。该弹性材料是可固化组合物的经能量固化的反应产物，所述可固化组合物包含组分a)和b)：
[0006]组分a):30至90重量％、特别地40至90重量％、更特别地50至90重量％的至少一种具有至少4,700g/mol的数均分子量并且包含氧亚丁基单元的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯，基于组分a)和b)的总重量计；
[0007]组分b):10至70重量％、特别地10至60重量％、更特别地10至50重量％的至少一种(甲基)丙烯酸酯单体，基于组分a)和b)的总重量计，所述(甲基)丙烯酸酯单体每分子具有一个或两个(甲基)丙烯酸酯官能团。
[0008]如后续将以更详细方式解释的，该可固化组合物可任选地含有一种或多种另外的组分，特别地包含引发剂体系，诸如一种或多种光引发剂。
[0009]本专利技术还涉及通过使如本文中所定义的可固化组合物固化而制造根据本专利技术的弹性材料的方法。
具体实施方式
[0010]定义
[0011]本申请中，术语“包含(包括)(comprise(s)a/an)”意指“包含一种或多种”。
[0012]除非另有说明，化合物或组合物中的重量％是分别基于化合物和组合物的重量表示的。
[0013]术语“X基本上不含Y”意指X包含小于10重量％、小于5重量％、小于2重量％、小于1重量％、小于0.5重量％、小于0.1重量％、小于0.01重量％、或甚至0重量％的Y。
[0014]术语“Cα
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Cβ基团”(其中α和β为整数)意指具有α至β个碳原子数的基团。
[0015]术语“弹性材料”指的是具有一种或多种弹性性质的材料，所述弹性性质诸如(定性地)：高伸长率、高回弹性、高弹性、和/或高弹性恢复率。进一步地，该弹性材料可具有足够的韧性。定量地，这些性质将依赖于该弹性材料的最终用途应用的具体细节而变化。伸长率指的是样品在断裂之前的总形变。高伸长率可为大于200％、大于300％、大于400％、或大于500％，如根据本文中描述的方法测量的。回弹性指的是弹离材料表面的物体的回弹高度，表示为物体原始高度的百分数。高回弹性可为大于10％、大于15％、大于20％、大于30％、或大于40％，如根据本文中描述的方法测量的。韧性指的是拉伸应力
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应变曲线的积分，并且弹性指的是材料可被伸展并仍然回到其原始形状所达到的最大形变。当根据ASTM D882
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18测试时，高弹性可为大于100％、大于200％、或大于300％。此外，快回弹速度也是所需的。这些材料性质并非不相关的。例如，在其他条件相等的情况下，较高伸长率一般意味着较低韧性，而良好的弹性恢复率与良好的回弹性相关联。
[0016]术语“(甲基)丙烯酸酯官能团”指的是丙烯酸酯官能团(
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O
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C(＝O)
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CH＝CH2)或甲基丙烯酸酯官能团(
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O
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C(＝O)
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C(CH3)＝CH2)。当不跟随用语“官能团,”时，术语“(甲基)丙烯酸酯”指的是每分子含有至少一个丙烯酸酯官能团或每分子含有至少一个甲基丙烯酸酯官能团的化学化合物。“(甲基)丙烯酸酯”还可指具有至少一个丙烯酸酯官能团和至少一个甲基丙烯酸酯官能团两者的化学化合物。“官能度”指的是每分子的(甲基)丙烯酸酯官能团数。其不指除了(甲基)丙烯酸酯官能团以外的任何其它官能团，除非明确说明。例如，二官能单体理解为意指每分子具有两个(甲基)丙烯酸酯官能团的单体。另一方面，三官能醇理解为意指每分子具有三个羟基基团而不具有(甲基)丙烯酸酯基团的化合物。在不进一步描述的情况下，“单体”和“低聚物”分别理解为意指(甲基)丙烯酸酯单体和(甲基)丙烯酸酯低聚物。
[0017]术语“单体”意指具有小于1,000g/mol、特别地100至950g/mol的数均分子量的化合物。
[0018]术语“低聚物”意指具有等于或大于1,000、特别地1,050至20,000g/mol的数均分子的化合物。
[0019]术语“单(甲基)丙烯酸酯单体”意指带有单一(甲基)丙烯酸酯官能团的单体。
[0020]术语“二(甲基)丙烯酸酯单体”意指带有2个(甲基)丙烯酸酯官能团的单体。
[0021]术语“氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯”指的是包含氨基甲酸酯键和(甲基)丙烯酸酯官能团的化合物。这样的化合物也可称为氨基甲酸酯(甲基)丙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.弹性材料，其中该弹性材料具有根据JIS K 6255:1996测量的高于10％、特别地高于15％、更特别地高于20％的回弹性，并且其中该弹性材料是可固化组合物的经能量固化的反应产物，所述可固化组合物包含组分a)和b)：a)30至90重量％、特别地40至90重量％、更特别地50至90重量％的至少一种具有至少4,700g/mol的数均分子量并且包含氧亚丁基单元的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯，基于组分a)和b)的总重量计；b)10至70重量％、特别地10至60重量％、更特别地10至50重量％的至少一种每分子具有一个或两个(甲基)丙烯酸酯官能团的(甲基)丙烯酸酯单体，基于组分a)和b)的总重量计。2.权利要求1的弹性材料，其中该氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯中氧亚丁基单元的重量含量为至少45％，基于氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的总重量计，特别地所述氧亚丁基单元的重量含量为45至95％、50％至95％、55％至95％、60％至95％、65％至95％、70％至95％、75％至95％、78％至95％、80％至95％、或80至90％，基于氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的总重量计。3.权利要求1或2的弹性材料，其中组分a)包含平均每分子具有两个或更多个氨基甲酸酯键的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯。4.权利要求1至3任一项的弹性材料，其中组分a)包含具有至少一个丙烯酸酯官能团的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯。5.权利要求1至4任一项的弹性材料，其中组分a)包含平均每分子具有不大于两个(甲基)丙烯酸酯官能团的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯。6.权利要求1至5任一项的弹性材料，其中组分a)包含具有4,700至50,000g/mol、5,000至30,000g/mol、5,500至25,000g/mol、6,000至20,000g/mol、6,500至18,000g/mol、或7,000至15,000g/mol的数均分子量的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯。7.权利要求1至6任一项的弹性材料，其中组分a)包含具有5,500至20,000g/mol、5,500至18,000、或5,500至15,000g/mol的数均分子量的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯。8.权利要求1至7任一项的弹性材料，其中组分a)包含具有以下式(I)的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯[Chem1]其中各A独立地为二元醇的残基，并且至少一个A包含氧亚丁基单元；各R独立地为二异氰酸酯的残基；各B独立地为羟基化的单(甲基)丙烯酸酯的残基；各X独立地为H或甲基；n为1至9，优选地1至4，更优选地1至2，甚至更优选地n为1。
9.权利要求1至8任一项的弹性材料，其中组分a)包含这样的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯：其为一种或多种二元醇、一种或多种二异氰酸酯、和一种或多种羟基化的单(甲基)丙烯酸酯的反应产物，其中至少一种二元醇包含氧亚丁基重复单元。10.权利要求8或9的弹性材料，其中所述二元醇为聚四亚甲基醚二醇。11.权利要求8至10任一项的弹性材料，其中所述二元醇具有至少1,100g/mol、特别地1,200至5,000g/mol、或1,400至4,000g/mol的数均分子量。12.权利要求8至11任一项的弹性材料，其中所述二异氰酸酯为脂族或脂环族二异氰酸酯、特别为脂环族二异氰酸酯、更特别为异佛尔酮二异氰酸酯。13.权利要求1至12任一项的弹性材料，其中组分b)包含具有大于20℃的玻璃化转变温度Tg的单(甲基)丙烯酸酯单体，更特别地包含选自以下的单(甲基)丙烯酸酯单体：丙烯酸叔丁基环己酯、甲基丙烯酸叔丁基环己酯、丙烯酸三甲基环己酯、甲基丙烯酸三甲基环己酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸苄基酯、三环癸烷甲醇单丙烯酸酯，及其混合物；甚至更特别地包含异冰片基丙烯酸酯。14.权利要求1至13任一项的弹性材料，其中组分b)包含空间受阻的单(甲基)丙烯酸酯单体，特别地包含包括环状部分和/或叔丁基基团的空间受阻的单(甲基)丙烯酸酯单体。15.权利要求1至14任一项的弹性材料，其中组分b)包含选自以下的空间受阻的单(甲基)丙烯酸酯单体：(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸2
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苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苄基酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸叔丁基环己酯、(甲基)丙烯酸3,3,5
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三甲基环己酯、二环戊二烯基(甲基)丙烯酸酯、三环癸烷甲醇单(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、环状三羟甲基丙烷甲酰(甲基)丙烯酸酯(亦称为(甲基)丙烯酸5
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乙基
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1,3
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二氧六环
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基)甲酯)、(甲基)丙烯酸(2,2
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二甲基
‑
1,3
‑
二...

【专利技术属性】
技术研发人员：Z阿明，杉本俊也，范明信，
申请(专利权)人：阿科玛法国公司，
类型：发明
国别省市：