[发明专利]引入可供交联位臵的热塑性聚氨酯及采用其进行交联发泡的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种引入可供交联位臵的热塑性聚氨酯组合物，其特征在于，采用这种在多元醇、扩链剂的分子内引入可供交联位臵(Site)的热塑性聚氨酯，能够在现有的EVA交联发泡体系中，很好地与交联剂、发泡剂以及各种添加剂混炼，并通过冲压成型或注塑成型，根据发泡剂的使用量制备出多种比重范围的发泡体。

背景技术

一般的热塑性聚氨酯(TPU:Thermoplastic polyurethane)在应用于乙烯-醋酸乙烯共聚物(下面，称为“EVA”)的交联发泡体系时，由于其在未达到树脂与交联剂以及各种添加剂混炼均匀的温度即约130℃的工序条件下，熔融粘度过高，存在发泡加工困难等问题。

另外，一般的热塑性聚氨酯(TPU)，其分子内能够形成交联结构的位臵(Site)含量非常少，因此由交联剂决定的熔融聚合物粘度不会随之增加，当温度升至发泡剂发生分解的温度即一定温度以上时，热塑性聚氨酯树脂的粘度会有所下降，所以不仅无法将气体浸渍于热塑性聚氨酯树脂中，而且不易形成发泡点(Cell)，在交联发泡工序中容易伴随树脂分解等问题。

典型的热塑性聚氨酯(TPU)是，分子内具有氨酯键的线型高分子，其通过长链的多元醇(1)、短链的扩链剂(2)和聚异氰酸酯(3)的反应来制备，并根据硬链段和软链段之间的相分离现象，显示出特有的弹性。由短链的扩链剂与聚异氰酸酯键合而成的硬链段，能起到使聚氨酯具有耐热性和机械强度的作用；由长链的多元醇与短链的扩链剂键合而形成的软链段，能起到赋予低温特性和耐试剂性等特性的作用。

这种典型的热塑性聚氨酯中，普遍采用的长链多元醇(1)可大致分为聚酯多元醇和聚醚多元醇，作为聚酯多元醇的例子，有：内酯系聚酯多元醇和己二酸系聚酯多元醇。己二酸系聚酯多元醇是由多官能羧酸化合物与多官能醇化合物聚合而成，其中采用的多官能羧酸为己二酸，多官能醇化合物采用二醇(diol)或三醇(triol)。聚醚多元醇是通过将氧化丙烯(PO)或氧化乙烯(EO)加成到具有两个以上活性氢(-OH、NH₂)的引发剂中制得，作为其例子，可举出聚乙二醇(polyethylene glycol)、聚丙二醇(polypropylene glycol)、聚四亚甲基二醇(polytetramethylene glycol)或者上述物质的共聚物，其与聚酯多元醇相比，具有卓越的耐水解性和低温特性。

另外，短链的扩链剂(2)可以包括：乙二醇(ethylene glycol)、二甘醇(diethylent glycol)、丁二醇(butane diol)、己二醇(hexane diol)等二醇类；三羟甲基丙烷(trimethylol propane)等三醇类；以及聚四亚甲基二醇，或者它们当中两种以上物质的混合物。

另外，聚异氰酸酯(3)可以采用一般的聚氨酯制备中所采用的同样的或者类似的聚异氰酸酯，其大致可分为芳香族异氰酸酯、脂肪族异氰酸酯或脂环族异氰酸酯。作为其例子，可以从二苯甲烷二异氰酸酯(MDI；diphenyl methane diisocyanate)、甲苯二异氰酸酯(TDI；tolunene diisocyanate)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI；hexamethylene diisocyanate)、二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI；dicyclohexylmethane diisocyanate)，或者它们当中两种以上物质的混合物中选择使用。

在制备上述典型的热塑性聚氨酯时，考虑到机械强度及大部分热塑性聚氨酯在其注塑及挤压等应用领域中所注重的成型性等，聚异氰酸酯与多元醇以及扩链剂的反应率[NCO/OH当量比]一般控制在0.990～1.030范围内。