[发明专利]弹性体的预聚物和聚合物

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年7月12日提交的、序列号为60/959,304、名称为“用于弹性体的预聚物和聚合物”的美国临时专利申请的权益，该申请在此通过引用的方式纳入本申请。

技术领域

本发明涉及多元醇、预聚物，特别是异氰酸酯和该多元醇的预聚物，优选为可用于制备弹性体的预聚物，以及由该多元醇、预聚物或它们的组合制备的聚氨酯。

背景技术

弹性体聚氨酯在本领域是已知的，其用途涵盖从鞋底和纤维，到涂料和塑料部件。这种弹性体聚氨酯典型地由以下材料制造，如源自最初为石油来源的烯烃氧化物的聚醚多元醇。期望使用如源自植物或动物的材料的可再生资源制造弹性体聚氨酯。虽然由天然油类制备的多元醇已用于一些聚氨酯中，特别是块状泡沫体中，但这些多元醇在弹性体聚氨酯中的应用很少。原因之一在于，可在泡沫体中使用的基于天然油类的多元醇的分子量通常低于提供类似泡沫体性能的聚醚多元醇的分子量，并且其分子量低到使聚合物的Tg接近使用温度，即接近-20～20℃的范围。使用源自具有较高分子量的天然油类的多元醇经常导致对于最佳性能来说不足的伸长率，即使对于泡沫体来说也是如此。期望用源自天然资源的多元醇产生聚氨酯弹性体以实现足够的伸长率，伸长率优选大于约200％。该多元醇的Tg优选低于约-20℃。

发明内容

现已发现，在制备聚氨酯中使用至少一种聚酯多元醇或源自脂肪酸的多元醇产生了弹性体，所述源自脂肪酸的多元醇为至少一种引发剂与至少包含约45重量％的单不饱和脂肪酸或其衍生物的脂肪酸或脂肪酸衍生物的混合物的反应产物，尤其是当所述引发剂具有平均1.7～4个反应性基团时。在一种优选实施方式中，形成了预聚物并用扩链剂使其扩链。

本发明包括预聚物或弹性体，其为以下反应物的反应产物：(a)至少一种聚酯多元醇或源自脂肪酸的多元醇，所述源自脂肪酸的多元醇为至少一种引发剂与至少包含约45重量％的单不饱和脂肪酸或其衍生物的脂肪酸或脂肪酸衍生物的混合物的反应产物；(b)任选的至少一种与(a)的多元醇不同的多元醇；和(c)至少一种每分子具有平均至少约1.8个异氰酸酯基团的异氰酸酯化合物(以下称为异氰酸酯)。

在另一方面，本发明为一种方法，其包括在形成反应产物的条件下混合以下反应物，其中所述反应产物为通过该方法形成的弹性体或预聚物：(a)至少一种包含源自脂肪酸的多元醇的多元醇组合物，所述源自脂肪酸的多元醇为至少一种引发剂与包含至少约45重量％的单不饱和脂肪酸或其衍生物的脂肪酸或脂肪酸衍生物的混合物的反应产物；和(b)平均官能度为至少约1.8的至少一种异氰酸酯。

在另一方面，本发明为弹性体，其为以下反应物的反应产物：(a)至少一种聚酯多元醇或源自脂肪酸的多元醇，所述源自脂肪酸的多元醇为至少一种引发剂与包含至少约90重量％单不饱和脂肪酸或其衍生物的脂肪酸或脂肪酸衍生物的混合物的反应产物，(b)任选的至少一种与(a)的多元醇不同的多元醇；(c)至少一种每分子具有平均至少约1.8个异氰酸酯基团的异氰酸酯化合物；(d)至少一种扩链剂。

在另一方面，本发明为包含本发明的弹性体、或由本发明的预聚物形成的弹性体、或使用本发明的方法形成的弹性体的制品、涂料、粘合剂、胶粘剂、或热塑性聚氨酯。

附图说明

图1为两种本发明的弹性体和两个比较样品的储能模量对温度的图。

图2为两种本发明的弹性体和两种比较弹性体的损耗角正切对温度的图。

图3为两种本发明的聚氨酯弹性体和两种比较弹性体的X射线衍射强度对2倍光入射角的作图。

图4为实施例4-9的聚氨酯弹性体的拉伸应力应变曲线的图。

图5为实施例4-9的聚氨酯弹性体的损耗角正切对温度的图。

图6为实施例4-9的聚氨酯弹性体的储能模量对温度的图。

图7为实施例4-9的聚氨酯弹性体的第二熔融曲线。

具体实施方式

定义：

本文使用的术语“弹性体”是指具有根据ASTM D-412和/或D-882的规程测得的以下断裂拉伸伸长率的聚合物：有利地为至少约200％，优选为至少约220％，更优选为至少约240％，最优选为至少约260％，并且优选为至多约2000％，更优选为至多约1700％，并且，在一些实施方式中，最优选为至多约1500％。