[发明专利]由亲水性热塑性聚氨酯组合物制成的制品

说明书

通过注塑制备制品，其中制品由亲水性热塑性聚氨酯组合物形成，其中热塑性聚氨酯组合物包含羟基封端的多元醇中间体组分、脂族异氰酸酯组分和任选地扩链剂组分的反应产物。对于注塑，亲水性热塑性聚氨酯具有通过动态扫描量热法测量的至少75℃的结晶温度。

技术领域

本发明涉及使用亲水性热塑性聚氨酯组合物制造的制品。制品可以通过注塑或3D打印制成。

背景技术

虽然由脂族异氰酸酯制成的亲水性热塑性聚氨酯(TPU)显示出可用于各种制品的有益性质，但由这种TPU材料制造制品的制造方法在某种程度上受到限制。特别地，基于脂族异氰酸酯的亲水性TPU组合物不用于某些应用，因为这种材料需要很长的加工时间，这在商业上是不可接受的。例如，在注塑应用或3D打印应用(例如熔融沉积成型)中，TPU材料需要在可以处理之前充分装置。基于脂族异氰酸酯的亲水性TPU具有较长的循环时间，因为它们通常在低温下结晶或根本不结晶，因此装置得更慢，导致在制品从模具中弹出或在打印后处理之前的较长时间。由于加工时间长，使用这些材料使用注塑或3D打印制造物品在商业上是不可行的。因此，需要具有基于脂族异氰酸酯的亲水性TPU，其能够快速地装置在模具中以允许通过注塑或3D打印制造制品。

概述

本发明涉及由亲水性热塑性聚氨酯(TPU)制成的注塑或3D打印制品以及制造这种制品的方法。

在本发明的一个实施方案中，注塑制品包含TPU组合物，其中TPU组合物包含羟基封端的多元醇中间体组分、异氰酸酯组分和任选地扩链剂的反应产物，其中异氰酸酯组分包括脂族二异氰酸酯，其中TPU组合物具有通过动态扫描量热法(DSC)测量的至少75℃的结晶温度。在一个实施方案中，TPU组合物包含10重量％至约50重量％的硬链段。在一个实施方案中，TPU组合物具有通过测试方法ASTM D570测量的至少100％的吸水率范围。在一些实施方案中，扩链剂存在并包含1,4-丁二醇。在一些实施方案中，羟基封端的多元醇中间体包括聚(乙二醇)。

在另一个实施方案中，注塑制品包含TPU组合物，其中TPU组合物包含羟基封端的多元醇中间体组分、异氰酸酯组分和扩链剂组分的反应产物，其中羟基封端的多元醇中间体组分包括聚(乙二醇)，其中异氰酸酯组分包括六亚甲基二异氰酸酯，其中异氰酸酯组分和扩链剂组分构成TPU组合物的硬链段，其中TPU组合物包含10重量％至约30重量％的硬链段，其中TPU组合物具有通过测试方法ASTM D570测量的至少100％的吸水率范围，并且其中TPU组合物具有通过DSC测量的至少75℃的结晶温度。在一个这样的实施方案中，羟基封端的多元醇中间体基本上由聚(乙二醇)组成。异氰酸酯组分可以由六亚甲基二异氰酸酯组成或基本上由六亚甲基二异氰酸酯组成。

本发明的另一个实施方案包括制备注塑制品的方法，包括制备如本文所述的TPU组合物，其中所述热塑性聚氨酯组合物具有通过DSC测量的至少75℃的结晶温度；将所述热塑性聚氨酯组合物加热至160℃至190℃的温度以熔融所述热塑性聚氨酯组合物；将所述熔融的热塑性聚氨酯组合物注入模具中；和冷却所述热塑性聚氨酯组合物以形成制品。

本发明的另一个实施方案包括TPU组合物在注塑形成制品中的用途，所述TPU组合物包含羟基封端的中间组分、异氰酸酯组分和任选地扩链剂组分的反应产物，其中羟基官能中间组分包括聚(乙二醇)，其中异氰酸酯组分包括六亚甲基二异氰酸酯。在一个这样的实施方案中，存在扩链剂并包括1,4-丁二醇。

在本发明的一个实施方案中，3D打印制品包含TPU组合物，其中TPU组合物包含羟基封端的多元醇中间体组分、异氰酸酯组分和任选地扩链剂的反应产物，其中异氰酸酯组分包括脂族二异氰酸酯，其中TPU组合物具有通过动态扫描量热法(DSC)测量的至少75℃的结晶温度。在一个实施方案中，TPU组合物包含10重量％至约50重量％的硬链段。在一个实施方案中，TPU组合物具有通过测试方法ASTM D570测量的至少100％的吸水率范围。在一些实施方案中，其中存在扩链剂并且包括1,4-丁二醇。在一些实施方案中，羟基封端的多元醇中间体包括聚(乙二醇)。