[发明专利]具有减少的起霜趋势的热塑性聚氨酯

说明书

发明领域

本发明涉及提供减少的起霜特性的热塑性聚氨酯(TPU)。这些热塑性聚氨酯由(1)羟基封端的聚酯中间体、(2)多异氰酸酯，和(3)二醇增链剂的反应产物组成；其中羟基封端的聚酯中间体由衍生自1，3-丙二醇和二羧酸的重复单元组成；其中羟基封端的聚酯中间体具有500-10,000道尔顿的数均分子量；和其中所述热塑性聚氨酯包括硬链段，所述硬链段是多异氰酸酯和二醇增链剂的反应产物。

发明背景

TPU聚合物通常通过使(1)羟基封端的聚醚或羟基封端的聚酯、(2)增链剂，和(3)异氰酸酯化合物反应制备。在文献中公开了用于三种反应物每一种的各种类型的化合物。由这三种反应物制成的TPU聚合物应用在通过使TPU熔融加工并且通过工艺例如挤出和模塑使其形成各种形状以制得所希望的制品而制得产品的各种领域。

TPU是具有软链段和硬链段的链段聚合物。该特征是造成它们优良的弹性的原因。软链段得自于羟基封端的聚醚或聚酯，和硬链段得自于异氰酸酯和增链剂。增链剂通常是各种二醇的一种，例如1，4-丁二醇。

美国专利5,959,059公开了一种由羟基封端的聚醚、二醇增链剂和二异氰酸酯制成的TPU。该TPU被描述为可用于制造纤维、高尔夫球芯、娱乐车轮和其他应用。

起霜是在用热塑性聚氨酯制造的制品中频繁观察到的问题。起霜有时也称为“表面混浊”或“表面起雾”。起霜是不希望的，因为其可以破坏用起霜的聚合物制成的制品的美学表面特征。特别不希望在希望透明度的制品中出现起霜。由于其可以降低用起霜聚合物制成的制品用粘合剂牢固地粘结于其他制品的能力，因此起霜也是不希望的。起霜被长期公认为是一些应用中的严重问题，用于减轻其的有效方式寻求了多年。

美国专利5,491,211公开了一种被报导没有起霜的热塑性聚氨酯组合物。报导了通过将与异氰酸酯反应的单官能化合物包括在热塑性聚氨酯组合物中实现了该目的。美国专利5,491,211具体公开了使用包含至少14个碳原子的单官能醇，例如1-十四醇、1-十八醇或1-二十二醇用于控制起霜的目的。

发明内容

本发明涉及具有极大减少的起霜趋势的热塑性聚氨酯。减少聚合物起霜的趋势在希望高透明度的应用中是非常希望的，因为起霜造成用起霜的聚合物制成的制品的外观混浊或起雾。起霜还可能降低用起霜的聚合物制成的制品用粘合剂牢固地粘结于另一个制品的能力。

本发明公开了含有(1)羟基封端的聚酯中间体、(2)多异氰酸酯，和(3)二醇增链剂的反应产物的热塑性聚氨酯；其中羟基封端的聚酯中间体含有衍生自1，3-丙二醇和二羧酸的重复单元；其中羟基封端的聚酯中间体具有500-10,000道尔顿的数均分子量；和其中所述热塑性聚氨酯包括硬链段，所述硬链段是多异氰酸酯和二醇增链剂的反应产物。本发明的热塑性聚氨酯组合物不需要与异氰酸酯反应的单官能化合物以控制起霜，例如具有至少14个碳原子的单官能亚烷基醇。

本发明进一步公开了一种制造模制品的方法，其包括：(a)将热塑性聚氨酯组合物加热至高于所述热塑性聚氨酯组合物的熔点的温度，其中热塑性聚氨酯组合物是(1)羟基封端的聚酯中间体、(2)多异氰酸酯，和(3)二醇增链剂的反应产物；其中羟基封端的聚酯中间体含衍生自1，3-丙二醇和二羧酸的重复单元；其中羟基封端的聚酯中间体具有500-10,000道尔顿的数均分子量；和其中所述热塑性聚氨酯包括硬链段，所述硬链段是多异氰酸酯和二醇增链剂的反应产物；(b)将热塑性聚氨酯组合物注入模具；(c)使模具中的热塑性聚氨酯组合物冷却至低于所述热塑性聚氨酯组合物的熔点的温度，制得模制品；和(d)将模制品从模具中取出。

本发明进一步公开了一种制造挤出制品例如纤维、片材、膜、管和软管的方法，其包括：(a)将热塑性聚氨酯组合物加热至高于所述热塑性聚氨酯组合物的熔点的温度，其中热塑性聚氨酯组合物是(1)羟基封端的聚酯中间体、(2)多异氰酸酯，和(3)二醇增链剂的反应产物；其中羟基封端的聚酯中间体含衍生自1，3-丙二醇和二羧酸的重复单元；其中羟基封端的聚酯中间体具有500-10,000道尔顿的数均分子量；和其中所述热塑性聚氨酯包括硬链段，所述硬链段是多异氰酸酯和二醇增链剂的反应产物；(b)将热塑性聚氨酯组合物挤出成希望的挤出制品形状；和(c)使热塑性聚氨酯组合物冷却至低于所述热塑性聚氨酯组合物的熔点的温度，制得挤出制品。该挤出方法在制造用于传送植物油、其他食用液体和其他有机液体的透明管和软管中特别有价值。挤出方法可以是型材挤出方法。