[发明专利]基于聚异丁烯的聚氨酯、聚脲和/或聚氨酯-聚脲及其制备方法

说明书

相关申请数据

本专利申请要求2009年11月11日提交的题目为“氧化/水解稳定的聚氨酯”的第61/260,051号美国临时专利申请和2010年3月11日提交的题目为“通过氢键受体增链剂的机械性质和氧化/水解稳定性”的第61/312,767号美国临时专利申请的优先权，其全文通过引用整体并入本文。

发明领域

本发明一般地涉及基于聚异丁烯的聚氨酯、聚脲和/或聚氨酯-聚脲，并涉及用于制备这类化合物的方法。在一个实施方案中，基于聚异丁烯的聚氨酯、聚脲和/或聚氨酯-聚脲还包含至少一种柔性氢键受体增链剂(HACE)。在另一实施方案中，胺遥爪和羟基遥爪聚异丁烯与至少一种柔性氢键受体增链剂(HACE)一起使用以制备具有各种所需机械性质以及各种所需氧化/水解稳定性的聚氨酯-聚脲。

发明背景

聚氨酯(PU)是优良的工程材料但其氧化/水解稳定性较差，而聚异丁烯(PIB)是具有良好氧化/水解稳定性的优良的软橡胶。

先前已经制备了仅包含PIB软链段的PU。早期研究是受下列期望而驱使：(1)由于极性聚氨酯硬链段和非极性PIB软链段之间的不相容，因此硬相和软相之间的相分离是优良的；并且(2)由于饱和的PIB链段，因此产物的氧化/水解稳定性是出色的。

PIB用于许多商品，例如汽车内胎、电线绝缘体等，其中需要氧化/水解和化学稳定性。尽管这些早期的基于PIB的PU的氧化/水解稳定性确实出色，但它们的机械性质为中等偏低，这是因为在硬链段和软链段之间缺少氢键，以及极性硬链段和非极性软链段之间极不相容。

因此，本领域亟需具有各种所需机械性质以及各种所需氧化/水解稳定性的基于聚异丁烯的聚氨酯、聚脲和/或聚氨酯-聚脲化合物。

发明概述

本发明一般地涉及基于聚异丁烯的聚氨酯、聚脲和/或聚氨酯-聚脲，并涉及用于制备这类化合物的方法。在一个实施方案中，基于聚异丁烯的聚氨酯、聚脲和/或聚氨酯-聚脲还包含至少一种柔性氢键受体增链剂(HACE)。在另一实施方案中，胺遥爪和羟基遥爪聚异丁烯与至少一种柔性氢键受体增链剂(HACE)一起使用以制备具有各种所需机械性质以及各种所需氧化/水解稳定性的聚氨酯-聚脲。

在一个实施方案中，本发明涉及基于PIB的聚合物组合物，其包含(a)约50重量百分比至约75重量百分比的一个或多个软链段；(b)约15重量百分比至约40重量百分比的一个或多个硬链段；以及(c)约2重量百分比至约30重量百分比的一个或多个氢键受体增链剂(HACE)链段。

在另一实施方案中，本发明涉及基于PIB的聚合物组合物，其包含(i)约55重量百分比至约75重量百分比的一个或多个软链段；(ii)约15重量百分比至约40重量百分比的一个或多个硬链段；以及(iii)约2重量百分比至约30重量百分比的一个或多个氢键受体增链剂(HACE)链段。

在另一实施方案中，本发明涉及制备基于PIB的聚合物组合物的方法，所述方法包括步骤：(I)将一种或多种胺遥爪PIB、一种或多种羟基遥爪PIB或其组合与一种或多种二异氰酸酯结合以产生混合物；

(II)将至少一种催化剂加入至所述在步骤(I)中形成的混合物并使所述混合物与所述催化剂反应以产生预聚物；(III)将一种或多种增链剂和一种或多种氢键受体增链剂(HACE)化合物加入至所述预聚物；(IV)使所述预聚物、所述一种或多种增链剂和所述一种或多种氢键受体增链剂(HACE)化合物的混合物反应以产生基于PIB的聚合物；以及(V)收集所述基于PIB的聚合物。

在另一实施方案中，本发明涉及基于PIB的聚合物组合物，其包含源自一个或多个本文所示和描述的HACE化合物的一个或多个HACE链段。

在另一实施方案中，本发明涉及制备基于PIB的聚合物组合物的方法，所述基于PIB的聚合物组合物包含源自一个或多个本文所示和描述的HACE化合物的一个或多个HACE链段。

附图简述

图1是显示本发明一个实施方案的处于松弛状态和应力状态的基于PIB的HACE-增强的PU的理想化微观形态的图示；

图2a和2b是例示使用各种HACE制备的聚脲-氨基甲酸酯的拉伸强度和伸长率随HACE分子量变化的图表(在下表1中标记相应于实施例)；