[发明专利]透明硬质热塑性聚氨酯

说明书

本发明涉及通过使多异氰酸酯组合物、扩链剂和多元醇组合物反应可获得或获得的热塑性聚氨酯，其中所述多元醇组合物包含至少一种分子量Mw为500至2500g/mol且具有至少一个芳族聚酯嵌段(B1)的多元醇(P1)，其中所述多元醇(P1)具有20重量％至70重量％的芳族聚酯嵌段(B1)，基于全部聚酯多元醇(P1)计。本发明还涉及一种制备包含所述热塑性聚氨酯的成型体的方法，以及通过所要求保护的方法可获得或获得的成型体。

本发明涉及通过使多异氰酸酯组合物、扩链剂和多元醇组合物反应可获得或获得的热塑性聚氨酯，其中所述多元醇组合物包含至少一种分子量Mw为500至2500g/mol且具有至少一个芳族聚酯嵌段(B1)的多元醇(P1)，其中所述多元醇(P1)包含20重量％至70重量％的芳族聚酯嵌段(B1)，基于全部聚酯多元醇(P1)计。本发明还涉及一种制备包含所述热塑性聚氨酯的成型体的方法，以及通过本发明的方法可获得或获得的成型体。

用于各种应用的热塑性聚氨酯原则上是现有技术已知的。通过原料的变化，可获得不同的性能特征。

US 5574092公开了Tg为至少50℃的硬质热塑性聚氨酯，其包含基于二异氰酸酯的硬链段和含有芳族二醇的扩链剂混合物。根据实施例，获得了断裂伸长率小于170％的非常脆的材料。

US 5627254同样公开了包含丁二醇(BDO)单元和HO-(CH₂CH₂O)_n-H型(其中n为2至6的整数)聚乙二醇(PEG)单元的硬质热塑性聚氨酯。这些材料的缺点是易碎且难以加工。

WO 2015/063062 A1涉及通过使至少一种脂族多异氰酸酯、至少一种扩链剂和至少一种多元醇组合物反应可获得或获得的热塑性聚氨酯，其中所述多元醇组合物包含选自聚醚醇的多元醇和至少一种选自分子量Mw315g/mol的双酚A衍生物和分子量Mw315g/mol的双酚S衍生物的双酚衍生物，其中双酚衍生物的至少一个OH基团被烷氧基化；并且涉及制备所述热塑性聚氨酯的方法，以及所述发明的热塑性聚氨酯用于制备挤出产品、膜和成型体的用途。这种硬度70邵氏D的脂族TPU具有低的弹性模量，并且仅具有不足够的断裂伸长率。另一缺点是使用具有一些毒性问题的双酚A。

通常，通过使异氰酸酯和扩链剂(例如己烷-1,6-二醇或环己烷-1,4-二甲醇)反应获得的硬质热塑性聚氨酯具有不小于90％的硬链段含量。这些材料具有高的硬度和高的尺寸稳定性，但非常脆，并且仅具有小于200％或甚至小于100％的断裂伸长率。

然而，许多应用需要不仅具有高硬度(即，更具体地，75邵氏D的硬度和室温下2000MPa的弹性模量)，而且要具有良好的断裂伸长率和高温下良好的弹性模量。

从现有技术出发，本发明的一个目的是提供一种热塑性聚氨酯，其首先是透明的，并且具有高的硬度和高的弹性模量，其次具有非常好的断裂伸长率和高温下良好的弹性模量。本发明的另一目的是提供一种热塑性聚氨酯，其首先是透明的，并且具有高的硬度和高的弹性模量，其次具有非常好的断裂伸长率和高温下良好的弹性模量，其可以通过一步法以简单且廉价的方式制备。

根据本发明，该目的通过使至少组分(i)至(iii)反应可获得或获得的热塑性聚氨酯实现：

(i)多异氰酸酯组合物，

(ii)至少一种扩链剂，和

(iii)至少一种多元醇组合物，

其中所述多元醇组合物包含至少一种分子量Mw为500至2500g/mol且具有至少一个芳族聚酯嵌段(B1)的多元醇(P1)，且

其中所述多元醇(P1)包含20重量％至70重量％的芳族聚酯嵌段(B1)，基于全部聚酯多元醇(P1)计。

根据本发明，优选地，所述多元醇组合物中存在的扩链剂和多元醇(P1)以100:1至1:1的摩尔比使用。