[發明專利]使用脂族二醇增鏈劑和仲胺的混合物制備的聚氨酯彈性體

有效

• 申請號: 201180059005.6
• 申請日: 2011-11-16
• 公開（公告）號: CN103261253A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: R.達加爾;N.維爾莫特;R.基頓;A.K.希洛克
• 申請（專利權）人: 陶氏環球技術有限責任公司
• 主分類號: C08G18/10
• 分類號: C08G18/10;C08G18/12;C08G18/28;C08G18/32;C08G18/65;C08G18/66
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 吳培善

相關申請的交叉引用

本申請要求2010年12月7日提交的美國臨時專利申請61/420,385的優先權。

技術領域

本發明涉及制備流延聚氨酯彈性體(cast?polyurethane?elastomers)的方法。

背景技術

聚氨酯彈性體通過使高當量多元醇和增鏈劑物質與多異氰酸酯化合物反應制備。將起始原料混合，通常進行脫氣，并轉移至其中使彈性體固化的模具中，通常其中施加熱量。部分或全部高當量多元醇可以與多異氰酸酯在初始步驟中預反應，形成異氰酸酯封端的預聚物或準預聚物。然后使這樣的預聚物與增鏈劑和任選的剩余部分的高當量多元醇在模塑步驟過程中反應。

開模時間(Open?time)在流延彈性體法中是非常重要的。一旦將起始原料混合，則必須使它們保持未固化的可流動狀態至多幾分鐘以允許混合物脫氣(在大多數情況下)并轉移進模具。如果反應進行得過快，那么模具可能未完全填滿，和/或流線或其它缺陷會出現在部件中。這可導致高廢品率。

但是，一旦模具被填滿，則期望快速固化，從而減少循環時間和使模具利用率最大化。

聚氨酯流延彈性體通常可以按特征劃分為聚氨酯類型和聚氨酯-脲類型。兩種類型之間的差異涉及用于制備彈性體的增鏈劑的類型。聚氨酯類型使用二醇增鏈劑制備，而聚氨酯-脲類型使用二胺增鏈劑制備。大多數二胺增鏈劑對異氰酸酯的反應性遠大于二醇增鏈劑對異氰酸酯的反應性。大多數二胺增鏈的體系具有的開模時間往往對于流延彈性體法而言過短。一些二胺例如亞甲基二(2-氯苯胺)提供長的開模時間，但是與亞甲基二(2-氯苯胺)有關的工人暴露問題使該法成為不期望的選擇問題。而且，聚氨酯-脲彈性體的性質通常不能匹配聚氨酯彈性體的那些性質。

流延彈性體法通常選擇有機汞化合物作為催化劑。有機汞催化劑提供特性的重要組合，這是用其它催化劑體系極難再現的。這些有機汞催化劑提供非常需要的固化模式，其中先是長的開模時間，然后是快速的固化。有機汞催化劑的第二個特性是它們可制得具有非常需要的物理性質和機械性能的聚氨酯彈性體。

有機汞催化劑的第三個特性涉及完成的聚氨酯產品的外觀。有機汞催化劑往往制得具有高度均勻表面外觀的彈性體，甚至當聚氨酯體系包含大量增鏈劑時也是如此。

期望找到有機汞催化劑的替代品。這樣的替換催化劑體系理想地將會提供有機汞催化劑的特性，包括所需的固化模式，產品中良好的性質展現，和良好的表面外觀。

不幸的是，幾乎沒有催化劑可成功地模擬有機汞催化劑的性能。幾乎沒有其它催化劑提供所需的反應模式。可提供類似于有機汞催化劑的反應模式的極少催化劑是某些有機鋯催化劑，有機鈦催化劑和某些叔胺催化劑。但是，當流延聚氨酯體系包含大量增鏈劑時，使用這些催化劑制備的流延彈性體通常表現出的表面外觀的特征在于存在不連續的透明或半透明的區域連同不連續的不透明區域。這樣的外觀對于消費者而言通常是表面裝飾上(cosmetically)無法接受的，也產生高廢品率。在某些情況下，機械性質也可能遭受損害。

期望提供流延彈性體法，其提供可接受的開模時間，然后是快速的固化，并且制得具有可接受物理性質和可接受表面外觀的彈性體。也期望在避免使用含汞的催化劑的同時實現這些結果。

發明內容

一方面，本發明是制備無孔或微孔聚氨酯彈性體的方法，包括：1)形成包含以下物質的反應混合物：a)一種或多種羥基當量為約30至約100的脂族二醇，b)一種或多種分子量為200或更少的仲胺化合物，以及c-1)和c-2)中的至少一種，其中c-1)包括一種或多種異氰酸酯含量為至少15重量%的有機多異氰酸酯和一種或多種羥基當量為至少250的多元醇，c-2)包括一種或多種異氰酸酯含量小于15%的異氰酸酯封端的預聚物或準預聚物，所述預聚物或準預聚物在有機多異氰酸酯與一種或多種羥基當量為至少250的多元醇的反應中形成，和2)在催化劑的存在下使所述反應混合物固化形成所述聚氨酯彈性體，其中：

A)所述反應混合物包含至多0.25重量%的化學發泡劑；

B)所述仲胺化合物包含1至4個仲氨基，不含伯氨基，且包含0至3個羥基，條件是仲氨基和羥基的總數為1至4；

3)組分a)與組分b)的重量比為60:40至95:5；

4)所述聚氨酯彈性體的硬鏈段含量為30至60重量%；和

5)異氰酸酯指數為70至125。

具體實施方式