[发明专利]热塑性聚氨酯及相关方法和制品

说明书

背景技术

热塑性聚氨酯(TPU)是由二元醇和二异氰酸酯制备的。参见，例如，D.Randall和S.Lee,“The Polyurethanes Book”,New York:John Wiley&Sons,2003；以及K.Uhlig,“Discovering Polyurethanes”,New York:Hanser Gardner,1999。二异氰酸酯的异氰酸酯基团与二元醇上的羟基基团反应以形成聚氨酯键。二元醇可以是，例如，低分子量的聚醚二元醇或聚酯二元醇。二异氰酸酯可以是脂肪族或芳香族。因为二元醇和二异氰酸酯的组成特征的巨大变化，TPU树脂家族是非常复杂的。这种多样性导致大量的聚合物结构和性能分布(profile)。的确，TPU可以是刚性固体、或软的(soft)和弹性的。TPU是完全热塑性的并且可以熔融处理。

通常认知的TPU的有用特征包括甚至在低温下的高抗冲击强度、良好的耐磨性、良好的耐热性、优异的耐非极性溶剂性、耐燃料性、耐油性，耐臭氧性、耐氧化性和耐湿性，以及良好的耐电性。不太期望的特征包括在升高的温度下的高吸湿性和较低的刚性。

对于TPU存在在降低吸湿性、增强耐热性以及增强高拉伸强度上表现出改善的机会。

发明内容

一个实施方式是热塑性聚氨酯，包括：多个具有以下结构的聚(亚苯基醚)重复单元：

其中，每次出现的Q¹独立地是卤素、C₁-C₁₂烃硫基、C₁-C₁₂烃氧基、C₂-C₁₂卤代烃氧基，其中至少两个碳原子分隔卤素和氧原子、或未取代或取代的C₁-C₁₂烃基，条件是烃基基团不是叔烃基；每次出现的Q²独立地是氢、卤素、C₁-C₁₂烃硫基、C₁-C₁₂烃氧基、C₂-C₁₂卤代烃氧基，其中至少两个碳原子分隔卤素和氧原子、或未取代或取代的C₁-C₁₂烃基，条件是烃基基团不是叔烃基；每次出现的R¹和R²独立地是氢、卤素、C₁-C₁₂烃硫基、C₁-C₁₂烃氧基、C₂-C₁₂卤代烃氧基，其中至少两个碳原子分隔卤素和氧原子、或未取代或取代的C₁-C₁₂烃基，条件是烃基基团不是叔烃基；m和n独立地是0至20，条件是m和n的总和至少是3；以及Y选自

其中，每次出现的R³-R⁶独立地是氢或C₁-C₁₂烃基；以及多个具有以下结构的二异氰酸酯残基重复单元

其中，在每个重复单元中，R⁷独立地是C₄-C₁₈亚烃基；其中每个聚(亚苯基醚)重复单元的至少一个末端氧原子共价结合至二异氰酸酯残基重复单元的末端氨甲酰基基团以形成氨酯部分。

另一个实施方式是包含热塑性聚氨酯的制品。

另一个实施方式是形成热塑性聚氨酯的方法，该方法包括：将羟基二封端的聚(亚苯基醚)(hydroxy-diterminated poly(phenylene ether))与有机二异氰酸酯反应以形成热塑性聚氨酯，其中羟基二封端的聚(亚苯基醚)具有以下结构