[發明專利]制造具有改善的加工性能的微孔聚氨酯彈性體的方法

無效

• 申請號: 00804307.8
• 申請日: 2000-02-28
• 公開（公告）號: CN1341132A
• 公開（公告）日: 2002-03-20
• 發明（設計）人: 李小虎;J·拉姆;G·D·戴
• 申請（專利權）人: 拜爾安特衛普有限公司
• 主分類號: C08G18/10
• 分類號: C08G18/10;C08G18/48
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 王景朝,鐘守期

發明領域

本發明涉及改善在制造微孔彈性體中的加工性能的方法。尤其是，本發明改善含有顏料的微孔彈性體的加工特性和物理性能。

發明背景

微孔聚氨酯彈性體已為人們熟知，如諸如美國專利5,728,745和5,250,582等所舉列說明的那樣。這些參考文獻和其它參考文獻敘述了采用具有很低不飽和度的聚醚多元醇制造彈性體的價值。在制造鞋底中，這些微孔制品是有價值的，因為其收縮率低于采用具有較高不飽和度的普通多元醇制造的彈性體的收縮率(參見美國專利5,728,745第22欄)。

典型的微孔聚氨酯彈性體配方使多元醇或多元醇與水的混合物、胺發泡催化劑、有機金屬聚氨酯催化劑、一種或多種擴鏈劑和表面活性劑與有機多異氰酸酯(如TDI或MDI等)進行反應。使反應物合并有各種已知方法。在普通一步法中，在使“B方”組分(多元醇、表面活性劑、催化劑、擴鏈劑和水)與多異氰酸酯(“A方”)合并和反應之前，先使“B方”組分進行預混合。另一種方法稱為“預聚物法”。在這種方法中，預聚物通常通過使多異氰酸酯與部分多元醇、擴鏈劑或者兩者進行反應得到NCO-終端的中間體來制備。然后使NCO-終端的預聚物與樹脂組分或者“B方”(水、催化劑、表面活性劑、剩余量多元醇和/或擴鏈劑的混合物)進行反應，制造微孔彈性體。

在配方中經常包含顏料。典型的顏料是炭黑、二氧化鈦或氧化鐵等。在顏料常常是配方的必須部分時，顏料有害于彈性體加工性能和物理/機械性能兩者。我們發現，黑色顏料(如炭黑)能夠干擾其它性能可接受的微孔彈性體配方的加工性能。而且，在能夠制成制品時，制品常常缺少高性能用途所需要的物理性能。

一種可能的解決方法是使用擴鏈劑的混合物。在一般使用1，4-丁二醇、乙二醇和二甘醇作擴鏈劑時，通常僅僅使用一種擴鏈劑。我們發現，1，4-丁二醇、乙二醇和二甘醇的各種混合物，在克服預聚物方法制造微孔彈性體中因顏料尤其炭黑的存在而引起的加工問題方面，僅僅部分地令人滿意(參見下表1)。而且，由擴鏈劑混合物所制造的彈性體的綜合物理性能，較采用單獨的1，4-丁二醇或乙二醇所制造的彈性體的性能，還有急劇下降(參見下表2)。

總之，需要一種制造聚氨酯微孔彈性體的更好的方法。優選，含有顏料尤其是黑色顏料的微孔彈性體應能夠采用預聚物法來制造，同時又能避免顏料所引起的加工困難。所優選的方法應當易于采用普通慣用設備和不昂貴的、易得的起始物料來實施。有價值的方法應當利用低不飽和多元醇的優點。理想的是，所制得的著色的彈性體應當保持優良的綜合物理機械性能，特別是良好的抗張、伸長和撕裂性能，以及高回彈性和低壓縮殘余變形。

發明概述

本發明是一種制造含有顏料的微孔聚氨酯彈性體的改進的預聚物法。該方法包括：通過使樹脂組分(“B方”)與異氰酸酯終端的預聚物(“A方”)在顏料存在下進行反應，生成微孔聚氨酯彈性體，來制造微孔彈性體。樹脂組分包括第一多元醇、第一擴鏈劑和添加劑量的第二擴鏈劑，后者選自1，3-丙二醇和支化的C₃～C₅二醇、關鍵組分是第二擴鏈劑，其以有效量使用，即，使彈性體加工在模塑溫度的至少5℃的范圍成功進行的量。

我們驚異地發現，除了使用普通乙二醇或1，4-丁二醇擴鏈劑之外，使用1，3-丙二醇或支化C₃～C₅二醇，解決了在預聚物法制造微孔聚氨酯彈性體中使用顏料時所發生的加工性能差和物理性能差的問題。所制彈性體顯現優良的物理機械性能綜合平衡，包括良好的抗張、伸長和撕裂性能、高回彈性和低壓縮殘余變形。這種方法在制造用作鞋底夾層或鞋底的彈性體時是理想的，因為該方法能夠在寬范圍模塑溫度下進行彈性體加工。發明詳述

在本發明方法中，樹脂組分(“B方”)包括：第一多元醇、第一擴鏈劑和添加劑量的第二擴鏈劑，后者選自1，3-丙二醇和支化的C₃～C₅二醇。

用于本發明方法的多元醇是經環醚開環聚合制備的，所述多元醇包括環氧聚合物、氧雜環丁烷聚合物和四氫呋喃聚合物等。所優選的是通過使環氧化物尤其是環氧丙烷和/或環氧乙烷聚合而制造的聚醚多元醇。特別優選的是，采用氧亞乙基基團封端或封頂的環氧丙烷基多元醇。該多元醇能夠通過任何令人滿意的方法來制造，包括傳統堿催化法。