[发明专利]聚氨酯弹性体

说明书

技术领域

本发明涉及一种由将至少最少三种基本化合物反应获得的聚氨酯弹性体，所述的基本化合物是二、三或多异氰酸酯，2-烷基-1，3-丙二醇、2，2-二烷基-1，3-丙二醇、烷氧基化2-烷基-1，3-丙二醇和/或烷氧基化2，2-二烷基-1，3-丙二醇的聚碳酸酯二醇，和二、三或多元醇。

背景技术

聚氨酯弹性体的性质主要由化学组成决定，虽然该性质还取决于用于制备的加工方法。基本原材料的变化产生了这样的弹性体产物，它在很大程度上表现出由主链形成的分段的，坚硬的和柔软嵌段结构的特性。由二、三或多异氰酸酯与二、三或多羟基化合物的反应形成硬链段。现今用于聚氨酯弹性体的二、三或多羟基化合物主要是基于聚酯和聚醚的。基于聚酯时相对于基于聚醚时的优势在于结构强度、耐油性、耐溶剂性和抗氧性，基于聚醚时的优势在于抗水解性和低温柔性。硬链段的熔融温度和这些链段的量决定了聚氨酯弹性体的尺寸热稳定性。硬链段的链间交互作用(主要是氢键)有助于获得高拉伸强度、伸长率、撕裂强度和凝固值。由长链二、三或多元醇产生的柔性链段和这些链段的移动性决定着可逆的弹性体性质。低温韧性、耐溶剂性和抗紫外线性主要由聚氨酯弹性体中的长的柔性软链段调节。已经使用和/或评价了各种类型的二、三和多元醇以便设计弹性体的性质。所述的二、三和多元醇具有通常在600-2500范围内的分子量。一般用于聚氨酯弹性体的二、三或多元醇具有线性结构和两个反应性羟基。聚氨酯弹性体的形态(二级和三级结构)取决于所述链段的长度和化学结构。聚氨酯弹性体的独特性质是由于两相或多相结构。

存在着对于特种多羟基化合物的显著需求，例如与聚酯二元醇、三元醇和多元醇相比，具有改善的抗紫外线性、耐化学品性、耐水解性、抗氧性和耐热性但保持了机械性能的聚碳酸酯二醇和聚己内酯二元醇、三元醇和多元醇。聚碳酸酯二醇(通常是聚酯聚碳酸酯二醇)已经显示出优良的抗紫外线性、耐化学品性、耐水解性和抗氧性以及具有比得上通过聚酯二元醇获得的机械性能。聚酯聚碳酸酯二醇主要用于在这样的领域中的聚氨酯弹性体，其中生产的制品用于水解稳定性和抗微生物性至关重要的领域，如室外管道、运动和休闲应用、用于打印机和造纸机的滚筒。

聚碳酸酯二醇和使用聚碳酸酯二醇制备的聚氨酯公开于例如

-US 5,656,713，其中教导了由脂肪族或环脂族的多异氰酸酯、分子量2000-5000的聚酯、聚碳酸酯和/或聚酯碳酸酯二元醇和一种或多种分子量90-530的二元醇的反应制备的可热成型的聚氨酯，

-EP 0321288，其中教导了具有衍生自聚(戊烷-1，5-碳酸酯)二元醇、聚(己烷-1，6-碳酸酯)二元醇、其共聚物或其混合物的柔性链段的聚氨酯-脲斯潘德克斯弹力纤维、和

-US 4,463,141，其中教导了由聚(四亚甲基醚)二醇和碳酸二烷基酯获得的聚醚碳酸酯二元醇，该二元醇可用于制备聚氨酯。

发明内容

本发明完全出乎意料地提供了相对于现有技术的弹性体具有改善的性质的聚氨酯弹性体。本发明的聚氨酯弹性体是通过将至少二、三或多异氰酸酯、2-烷基-1，3-丙二醇、2，2-二烷基-1，3-丙二醇、烷氧基化2-烷基-1，3-丙二醇、烷氧基化2，2-二烷基-1，3-丙二醇的聚碳酸酯二醇和/或包含来自两个或多个所述1，3-丙二醇的单元的聚碳酸酯二醇和二、三或多元醇反应获得的。此处的二、三和多元醇应被理解为线性或支化的脂肪族、环脂族或芳香族二、三和多元醇和包含来自一种或多种二、三或多元醇和/或一种或多种氧化烯的单元的二聚物、三聚物和聚合物。所述1，3-丙二醇中的烷基优选是具有1-8碳原子的线性或支化的饱和脂肪族烷烃基(alkanyl)，烷氧基化同样优选是具有1-20烷氧基单元的乙氧基化、丙氧基化和/或丁氧基化。

所述聚碳酸酯二醇最优选是2-甲基-1，3-丙二醇、2-甲基-2-乙基-1，3-丙二醇、2-乙基-2-丁基-1，3-丙二醇、2，2-二甲基-1，3-丙二醇的至少一种聚碳酸酯二醇和/或是至少一种包含来自两个或多个所述1，3-丙二醇的单元的至少一种聚碳酸酯二醇。在优选实施方案中所述聚碳酸酯二醇的分子量为500-5000，如500-2500，能适当地由例如一或多种所述1，3-丙二醇和二氧化碳源如碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和/或脲获得。