[发明专利]聚异丁烯基聚氨酯

说明书

相关申请

本申请要求2009年1月12日提交的美国分案申请61/204,856、 2009年3月26日提交的美国分案申请61/211,310和2009年10月23 日提交的美国分案申请61/279,629的权益。上述申请的全部公开内容 都通过引用结合入本文。

发明背景

热塑性聚氨酯、聚脲和聚氨酯脲代表多嵌段共聚物(segmented  block copolymer)热塑性弹性体中的重要一族。它们能够被挤塑、注塑、 压塑或溶纺。它们提供了大范围的物理性质和特性，包括高拉伸和撕 裂强度、耐化学和磨损性、良好的加工性以及保护屏蔽性。根据组成， 即柔软弹性链段的体积分数，这些聚合物可以是柔软的、橡胶状的或 者硬的和刚性的材料。聚氨酯的硬链段由二异氰酸酯和小分子二醇增 链剂构成，而软链段则主要是低分子量聚合二醇。同样地，聚脲或聚 氨酯脲除二异氰酸酯外，还分别包含二胺和二醇与二胺的组合。聚合 二醇包括聚酯二醇、聚醚二醇和聚二烯二醇。聚酯成分易于水解降解， 聚醚成分没有足够的抗氧化降解性，特别是抗体内氧化降解性，聚二 烯则受困于不充分的热和氧化稳定性。

在例如起搏器、去纤颤器、血管成形术气囊、外科引流管、透析 装置等与血液接触的生化医药设备的生产中，聚氨酯是最常用的材 料。然而，由于聚醚软链段的氧化，聚氨酯通常展现出不足的长期体 内生物稳定性，尤其在与会催化氧化分解的金属接触的情况下。这一 缺陷限制了聚氨酯在长期应用方面的使用。

聚异丁烯(PIB)基热塑性聚氨酯(TPU)提供高度的热稳定性、氧化 稳定性和水解稳定性，但是聚异丁烯聚氨酯的机械特性不足。

发明简述

现在发现，将聚醚二醇结合进PIB基软链段中(例如软链的10-30％ 重量)，所生成的弹性聚合物具有显著改进的机械特性、加工性和抗氧 化分解性。

在一个实施方案中，本发明是一种弹性聚合物，该聚合物包含： (1)占该弹性聚合物的10％-60％重量的硬链段，其中所述硬链段包括氨 基甲酸乙酯、脲或氨基甲酸乙酯脲；和(2)占该弹性聚合物的40％-90％ 重量的软链段。优选所述软链段包含：(a)占软链段的至少2％重量的 至少一种聚醚大分子二醇(macrodiol)和/或至少一种聚碳酸酯大分子 二醇；和(b)占软链段的至少2％重量的至少一种聚异丁烯大分子二醇 或二胺。优选所述弹性聚合物的数均分子量不低于约40千道尔顿。 在另一实施方案中，所述弹性聚合物的数均分子量不低于约50千道 尔顿。

在另一实施方案中，本发明是一种含有弹性聚合物的生产制品， 所述弹性聚合物包含：(1)占该弹性聚合物的10％-60％重量的硬链段， 其中所述硬链段包括氨基甲酸乙酯、脲或氨基甲酸乙酯脲；和(2)占该 弹性聚合物的40％-90％重量的软链段。优选所述软链段包含：(a)占软 链段的至少2％重量的至少一种聚醚大分子二醇和/或至少一种聚碳酸 酯大分子二醇；和(b)占软链段的至少2％重量的至少一种聚异丁烯大 分子二醇或二胺。优选所述弹性聚合物的数均分子量不低于约40千 道尔顿。在另一实施方案中，所述弹性聚合物的数均分子量不低于约 50千道尔顿。

在另一实施方案中，本发明是一种制备弹性聚合物的方法。该方 法包括下述步骤：(a)形成一种混合物，该混合物包括至少一种聚异丁 烯大分子二醇和/或二胺、至少一种聚醚大分子二醇和增链剂；和(b) 使该混合物与二异氰酸酯反应，生成聚氨酯弹性聚合物。优选所述弹 性聚合物包含：(i)占该弹性聚合物的10％-60％重量的硬链段，其中所 述硬链段包括氨基甲酸乙酯、脲或氨基甲酸乙酯脲；和(ii)占该弹性聚 合物的40％-90％重量的软链段。优选所述软链段包含：占该软链段的 至少2％重量的至少一种聚醚大分子二醇和/或至少一种聚碳酸酯大分 子二醇；和占该软链段的至少2％重量的至少一种聚异丁烯大分子二 醇和/或二胺。优选所述弹性聚合物的数均分子量不低于约40千道尔 顿。在另一实施方案中，所述弹性聚合物的数均分子量不低于约50 千道尔顿。