[发明专利]膨胀热塑性聚氨酯颗粒、其制备方法及模塑品的制备方法

说明书

本发明涉及一种由异氰酸酯、摩尔质量为500‑10000g/mol的对异氰酸酯呈反应性的化合物和增链剂形成的膨胀热塑性聚氨酯，其中也可存在常规添加物质，热塑性聚氨酯的硬相含量为0.1‑0.95，硬相含量定义如下：硬相含量＝式(I)，其中‑M_KVx：增链剂x的摩尔质量，以g/mol计，‑m_KVx：增链剂x的质量，以g计，‑M_Ixo：所用的异氰酸酯的摩尔质量，以g/mol计，‑m_ges：除添加物质外所有起始材料的总质量，‑k：增链剂的数目，增链剂为具有5‑10个碳原子的二醇；至少两种二醇的混合物，其中至少一种二醇具有4‑10个碳原子，所有其它二醇具有2‑10个碳原子；至少一种具有4‑10个碳原子的二醇和至少一种二胺的混合物；或至少一种具有4‑10个碳原子的二醇和氨基醇的混合物。本发明还涉及制备膨胀热塑性聚氨酯的方法以及由其制备模塑品的方法。

发明内容

本发明涉及一种由异氰酸酯、分子量为500-10000g/mol的对异氰酸酯呈反应性的化合物和增链剂聚合而成的膨胀热塑性聚氨酯，其中可另外存在常规辅助剂。本发明还涉及制备膨胀热塑性聚氨酯的方法以及由这种膨胀热塑性聚氨酯制备模塑部件的方法。

膨胀热塑性聚氨酯具有弹性性能和摩擦性能，因此可用于各种各样的应用。热塑性聚氨酯的膨胀粒料的用途的实例包括可重复使用的体操垫、身体保护器、汽车结构中的装饰元件、声音和振动吸收器、包装和鞋底。高弹性和高压缩性能在所有这些领域都具有决定性的重要性。

所讨论的组成部件通常由膨胀珠粒制备，通过将膨胀珠粒引入模具中然后使它们结合在一起。为此，通常使蒸汽通过模具，使各个膨胀珠粒在表面初熔并结合在一起以形成模塑部件。

热塑性聚氨酯和膨胀热塑性聚氨酯的化学结构基本相同。不同之处在于在膨胀热塑性聚氨酯的制备过程中混合发泡剂并导致聚氨酯在制备时起泡。这随后还导致用于进一步处理以制备模塑部件的不同方法。

由异氰酸酯、对异氰酸酯呈反应性的化合物和增链剂聚合的非膨胀热塑性聚氨酯是已知的，例如WO-A 2007/118827、US-A 2012/0083187、US-A 2010/0152405、DE-A 102006 021 734或US-A 2009/0104449。值得注意的是，WO-A 2007/118827揭示了可通过适当选择增链剂来控制硬相分数。为此，WO-A 2007/118827在混合物中使用两种不同的增链剂。

同样由异氰酸酯、对异氰酸酯呈反应性的化合物和增链剂聚合的不同的膨胀热塑性聚氨酯记载于WO-A 2007/082838、WO-A 2013/153153、WO-A 2013/153190、WO-A 2015/052265或WO-A 2015/055811中。

无论热塑性聚氨酯是作为致密聚合物还是作为膨胀聚合物制备，1,4-丁二醇通常都是所用的增链剂。然而，1,4-丁二醇作为增链剂是有缺点的，特别是在膨胀热塑性聚氨酯的情况下，该缺点是较高的硬相分数，其导致室温下较高的储能模量(根据DIN EN ISO6721-2：2011以扭转模式、在1Hz的频率下并以20K/min的加热速率从-80℃加热至200℃、在100℃下调节20h的2mm厚注塑板上测量)并因此导致材料较高的强度，熔化温度同样升高。然而，这是不希望的，特别是对于由热塑性聚氨酯珠粒进一步处理成模塑部件的情况，这是因为各珠粒的表面必须初熔以使它们结合在一起成为模塑部件。

本发明的一个目的是提供具有较高硬相分数并因此具有较大的室温下储能模量(根据DIN EN ISO 6721-2：2011，在1Hz的频率下，以20K/min的加热速率从-80℃加热至200℃，在100℃下调节20h的2mm厚注塑板上测量)的膨胀热塑性聚氨酯珠粒，而热塑性聚氨酯的熔融温度与已知的热塑性聚氨酯相比没有明显升高，以容许进行进一步处理。