[發(fā)明專利]具有結(jié)晶鏈端的熱塑性聚氨酯

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380068689.5
• 申請(qǐng)日: 2013-10-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104884492A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: U·G·馬卡爾;B·W·施泰因梅茨;Q·魯;R·W·戴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 路博潤(rùn)先進(jìn)材料公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08G18/48
• 分類(lèi)號(hào): C08G18/48;C08G18/66;C08G18/76;C08G18/28;C08G18/32;C08G18/42;C08G18/44;C08L75/08
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 徐國(guó)棟;唐秀玲

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具有結(jié)晶鏈端的新熱塑性聚氨酯(TPU)組合物。本發(fā)明TPU組合物可提供改進(jìn)的彈性、較低的表面自由能和/或降低的粘性，同時(shí)保持其它理想物理性能。本發(fā)明還提供進(jìn)一步與乙烯基烷氧基硅烷結(jié)構(gòu)部分接枝的所述TPU組合物，從而容許TPU組合物的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明還提供非常軟的TPU組合物，而不具有通常與這類(lèi)材料有關(guān)的加工困難。本發(fā)明進(jìn)一步提供降低TPU組合物的表面張力的方法，其可容許改進(jìn)的混合組合物，和將所述TPU組合物交聯(lián)的方法。

發(fā)明背景

熱塑性聚氨酯(TPU)組合物是非常有用的材料，其可提供有吸引力的物理性能組合。TPU可一般性地描述為具有一個(gè)或多個(gè)低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)軟鏈段和一個(gè)或多個(gè)高Tg硬鏈段的嵌段共聚物。

仍需要提供改進(jìn)的TPU組合物，所述組合物提供改進(jìn)的物理性能、更容易加工、更容易按比例放大至商業(yè)量、可借助連續(xù)方法制備、在它們可與其它材料一起使用方面更通用，或其一些組合。

仍需要可更容易地加工且具有改進(jìn)的加工窗口，更具體而言，可按比例放大至連續(xù)商業(yè)量方法的TPU組合物。許多TPU組合物具有非常窄的加工窗口、良好加工它們的非常緊密的一組條件。不能總是容易控制的加工條件的小變化可能導(dǎo)致產(chǎn)物質(zhì)量的明顯變化。因此，存在可在實(shí)驗(yàn)室中制備且可具有有意義的性能組合，但由于其不能以商業(yè)上有效的方法制備而不能有效地商業(yè)化的許多TPU組合物。

因此，需要可容易地加工且具有改進(jìn)的加工窗口，對(duì)加工條件的變化不如此敏感的TPU組合物，包括開(kāi)發(fā)具有可以在商業(yè)上有效的方法，例如連續(xù)反應(yīng)性擠出機(jī)中制備的具有理想性能組合的TPU組合物。

另外，仍需要可容易地加工的較軟TPU組合物。應(yīng)當(dāng)理解當(dāng)TPU中應(yīng)鏈段的量提高時(shí)，所得材料變得越來(lái)越硬，同樣，降低TPU中硬鏈段的量可產(chǎn)生越來(lái)越軟的TPU。然而，存在通過(guò)改變硬鏈段含量或類(lèi)型或者軟鏈段含量和類(lèi)型而可達(dá)到的硬度的下限。在該下限以下，TPU開(kāi)始損失其強(qiáng)度并且變得太粘。由于提高的粘性等，它變得難以處理和加工，最終變得不能加工和/或生產(chǎn)。因此，該下限妨礙了“超軟”TPU組合物的制備和使用。

傳統(tǒng)上，不用增塑劑在可加工TPU中可實(shí)現(xiàn)的最低硬度為約肖氏65-70A。然而，由于較低的固化或結(jié)晶速率和永遠(yuǎn)存在的粘結(jié)問(wèn)題(TPU組合物不夸張地粘結(jié)在它接觸的所有設(shè)備表面和本身上)，甚至這些TPU組合物的制備是非常有挑戰(zhàn)性的。在TPU組合物中使用增塑劑可使硬度降至較低的值，但通常由于其毒性(鄰苯二甲酸酯類(lèi)增塑劑特別是相對(duì)有毒且在許多應(yīng)用中不能接受的)和/或不相容性(許多增塑劑導(dǎo)致所得TPU組合物中起霜)，增塑劑是不想要的。

因此，總是需要更加可加工(即可壓出、可模塑等)、超軟(即65A以下的肖氏硬度)TPU組合物及其制備方法。特別需要超軟且可加工的無(wú)增塑劑TPU組合物。還需要由這類(lèi)TPU制備的交聯(lián)TPU網(wǎng)絡(luò)及其制備方法。本發(fā)明解決這些需要。

仍需要可容易地交聯(lián)的TPU組合物。提供可交聯(lián)TPU組合物的一種方法是將可交聯(lián)基團(tuán)或結(jié)構(gòu)部分接枝在TPU本身上，然后使基團(tuán)交聯(lián)以得到交聯(lián)TPU網(wǎng)絡(luò)。然而，許多可交聯(lián)基團(tuán)或結(jié)構(gòu)部分如乙烯基烷氧基硅烷結(jié)構(gòu)部分難以或者甚至不可能接枝在TPU組合物上。

因此，需要可容易地與可交聯(lián)基團(tuán)或結(jié)構(gòu)部分如乙烯基烷氧基硅烷結(jié)構(gòu)部分接枝的TPU組合物，因此容許可容易交聯(lián)的TPU組合物。

還需要提供與其它聚合物，特別是聚烯烴更相容的TPU。將通常認(rèn)為是昂貴材料的TPU組合物與較便宜的材料如聚烯烴混合是由TPU組合物制備產(chǎn)品的許多廠商的有吸引力的目標(biāo)?；旌媳热渴褂肨PU制備其產(chǎn)品更便宜。然而，TPU組合物通常具有與其它聚合物如聚烯烴的差的相容性，導(dǎo)致差地加工、具有差物理性能或其它缺點(diǎn)的混合物。

因此，需要具有改進(jìn)的與其它聚合物如聚烯烴的相容性的TPU組合物，從而容許制備和使用包含TPU組合物和聚合物如聚烯烴的混合物，同時(shí)仍保持由TPU組合物制備產(chǎn)品的廠商所要求的物理性能和質(zhì)量。

需要可容易地交聯(lián)的TPU組合物。如上文所指出的，提供可交聯(lián)TPU組合物的一種方法是將可交聯(lián)基團(tuán)或結(jié)構(gòu)部分接枝在TPU本身上，然后使基團(tuán)交聯(lián)以得到交聯(lián)TPU網(wǎng)絡(luò)。然而，許多可交聯(lián)基團(tuán)或結(jié)構(gòu)部分如乙烯基烷氧基硅烷結(jié)構(gòu)部分難以或者甚至不可能接枝在TPU組合物上。另外，即使它可容易進(jìn)行，該接枝步驟增加了成本和復(fù)雜性。更理想的結(jié)果是可容易地交聯(lián)而根本不需要接枝步驟的TPU。

因此，需要首先需要將基團(tuán)或結(jié)構(gòu)部分接枝在TPU上而容易交聯(lián)的TPU組合物。