[发明专利]喷涂聚氨酯弹性体及其生产方法

说明书

本公开涉及喷涂聚醚和聚酯聚氨酯弹性制品以及生产这类弹性体制品的相关方法。更具体地，本发明提供喷涂聚酯聚氨酯弹性体制品，其表现出优异的拉伸和撕裂强度、优异的伸长性能和改进的耐磨性能、具有可调的拉伸模量。

技术领域

本申请大体上涉及喷涂聚氨酯弹性体、用于利用这类喷涂聚氨酯弹性体生产制品的方法和其所得制品。

背景技术

喷涂聚氨酯弹性体用于许多应用，包括用于汽车和其它相关领域的高端产品，用于如内部材料、仪表板表皮和座椅表皮的目的。通常，喷涂聚氨酯弹性体基于由多元醇树脂和异氰酸酯或异氰酸酯预聚物配制成的双组分聚氨酯体系。传统的喷涂弹性体可分为三个主要类别，即喷涂聚氨酯、喷涂聚脲和源自使用聚醚多元醇、多胺或组合的聚氨酯/聚脲的混合体系。树脂组合物通常含有低粘度多元醇和添加剂，如催化剂、表面活性剂、扩链剂、交联剂、填料等。大部分聚氨酯弹性体通常含有一种或多种具有高OH官能度的多元醇，可产生交联以获得更好的机械特性。当与复杂的精加工工具和技术组合时，喷涂技术使得独特的工艺能够用于设计具有吸引人效果的产品，包括混合颜色、标识、纹理。此外，喷涂技术还提供了优于其它材料的迷人奢华外观和美丽触感。随着对高拉伸强度和撕裂强度以及优异的伸长性能和耐刮擦性的需求不断增长，具有这类属性的改进喷涂聚氨酯弹性体的开发不断需要用于各种应用。举例来说，这类弹性体可用作某些制品上的抗磨损或抗刮擦层或用作鞋组件，即外底或中底、单元鞋底或鞋面的保护涂层。由于其优异的物理特性，特别是撕裂和拉伸强度，聚酯聚氨酯弹性体已被用于多种应用，包括工业和消费品。然而，由于它们的粘度、反应性特征谱和加工能力特性，聚酯基聚氨酯弹性体主要通过浇注制造。尚未经由喷涂技术广泛研究和加工聚酯聚氨酯体系，所述技术可进一步)使得能够空气注入，以便根据需要将密度降低到0.60-0.90g/cm³的范围。喷涂聚酯弹性体还可打开许多新应用的大门，在这些应用中，喷涂聚醚聚氨酯和喷涂聚脲已示出局限性，例如，需要具有优异的伸长性能和对有机溶剂、化学品、油脂、油和燃料具有高耐受性的产品。

人们也越来越希望用改进的材料代替涂层织物(例如合成革)。涂层织为是在一个表面上具有薄涂层的纺织品/稀松布。这类纺织品用于提供性能属性，包括拉伸强度、拉伸模量和抗撕裂性。纺织品通常是柔韧的，并且通常在涂布后保持柔韧性。涂层作为纺织品的保护层，提供一定程度的耐磨性，同时还提供美学特征，如颜色和纹理。涂层对拉伸强度、拉伸模量和抗撕裂性的贡献很小。众所周知，涂层织物具有高拉伸模量，并且因此在使用时具有抗蠕变和永久变形的能力。在许多应用(如鞋类)中，需要抗蠕变。另一方面，聚氨酯可容易发生蠕变和永久变形。因此，需要一种新型的聚氨酯方法以得到涂层织物的适当替代品。

关于拉伸模量，某些应用可能需要低拉伸模量，而其它应用需要高拉伸模量。在任何一种情况下，都需要优异的强度和伸长率。需要开发具有可调的拉伸模量的喷涂聚酯弹性体，特别是在约小于0.95g/cm³的较低密度下。

总之，需要改进的喷涂聚酯弹性体，其具有合适的密度(优选地较低的密度)、良好的抗永久变形性和可调的模量。

发明内容

本文公开与喷涂聚氨酯弹性体制品和生产这类弹性制品的相关方法有关的新型组合物。更具体地，本文提供喷涂聚酯聚氨酯弹性体制品，其表现出优异的拉伸和撕裂强度、优异的伸长性能和具有可调的模量的改进的耐磨性能。与喷涂聚醚聚氨酯和喷涂聚脲相比，根据本公开生产的喷涂聚酯聚氨酯提供包括优异的机械特性和用于其中喷涂聚醚聚氨酯和喷涂聚脲已示出局限性的新应用的独特性能的优点，例如更好的伸长性能和耐刮擦性，对有机溶剂、化学品、油脂、油和燃料具有高耐受性；以及在使用时具有高抗蠕变和永久变形能力。此外，根据本发明生产的喷涂聚酯聚氨酯弹性体示出比喷涂聚醚更好的对各种不同表面(织物、塑料、木材、玻璃和金属)的粘附性。

在某些实施例中，本文所描述的喷涂技术包括将空气注入组合物中以便降低整体组合物的密度。在某些实施例中，可根据需要将密度降低到例如0.60-1.20g/cm3的范围内。使用所描述的方法和工艺，所得制品具有优异的伸长性能、对恶劣环境的高耐受性以及对化学品、摩擦等的优异弹性。