用无锡催化剂制备的热塑性聚氨酯的制作方法_2

文档序号:9871312阅读:来源:国知局
异氰酸酯组分制备。在一些 实施方案中,热塑性聚氨酯用基本由H12MDI组成的多异氰酸酯组分制备。在一些实施方案 中,热塑性聚氨酯用由H12MDI组成的多异氰酸酯组分制备。
[0038]在一些实施方案中,热塑性聚氨酯用包含(基本由或者甚至由…组成)H12MDI以及 MDI、HDI、TDI、IPDI、LDI、BDI、PDI、CHDI、TODI和NDI中的至少一种的多异氰酸酯组分制备。
[0039]在一些实施方案中,用于制备本文所述TPU和/或TPU组合物的多异氰酸酯基于重 量为至少50%脂环族二异氰酸酯。在一些实施方案中,多异氰酸酯包含具有5-20个碳原子 的α,ω -亚烷基二异氰酸酯。
[0040]在一些实施方案中,用于制备本文所述TPU和/或TPU组合物的多异氰酸酯包含六 亚甲基-1,6-二异氰酸酯、1,12_十二烷二异氰酸酯、2,2,4_三甲基六亚甲基二异氰酸酯、2, 4,4_三甲基六亚甲基二异氰酸酯、2-甲基-1,5-五亚甲基二异氰酸酯或其组合。
[0041 ] 多元醇组分
[0042] 本文所述ITU组合物使用b)多元醇组分制备。多元醇包括聚醚多元醇、聚酯多元 醇、聚碳酸酯多元醇、聚硅氧烷多元醇及其组合。
[0043] 合适的多元醇,也可描述为羟基封端中间体,当存在时,可包括一种或多种羟基封 端聚酯、一种或多种羟基封端聚醚、一种或多种羟基封端聚碳酸酯、一种或多种羟基封端聚 硅氧烷,或者其混合物。
[0044] 合适的羟基封端聚酯中间体包括具有约500至约10,000、约700至约5,000或约700 至约4,000的数均分子量(Μη)和通常具有小于1.3或小于0.5的酸值的线性聚酯。分子量通 过化验末端官能团而测定且涉及数均分子量。聚酯中间体可通过如下方法制备:(1) 一种或 多种二醇与一种或多种二羧酸或酐的酯化反应,或者(2)酯交换反应,即一种或多种二醇与 二羧酸酯的反应。通常超过多于1摩尔的二醇:酸摩尔比是优选的,以得到具有末端羟基优 势的线性链。合适的聚酯中间体还包括各种内酯,例如通常由ε_己内酯和二官能引发剂如 二甘醇制备的聚己内酯。所需聚酯的二羧酸可以为脂族的、脂环族的、芳族的或其组合。可 单独或以混合物使用的合适二羧酸通常具有总计4-15个碳原子,且包括:琥珀酸、戊二酸、 己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、环己烷二 羧酸等。也可使用以上二羧酸的酐,例如邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐等。己二酸为优 选的酸。反应形成理想聚酯中间体的二醇可以为脂族的、芳族的或其组合,包括上文在增链 剂部分中描述的任何二醇,且具有总计2-20或2-12个碳原子。合适的实例包括乙二醇、1,2_ 丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、1,4-环己烷二甲醇、十亚甲基二醇、十二亚甲基二醇及其混合物。
[0045]多元醇组分还可包含一种或多种聚己内酯聚酯多元醇。用于本文所述技术中的聚 己内酯聚酯多元醇包括衍生自己内酯单体的聚酯二醇。聚己内酯聚酯多元醇由伯羟基封 端。合适的聚己内酯聚酯多元醇可由ε_己内酯和二官能引发剂如二甘醇、1,4_ 丁二醇或者 本文所列其它甘醇和/或二醇中的任一种制备。在一些实施方案中,聚己内酯聚酯多元醇为 衍生自己内酯单体的聚酯二醇。
[0046] 有用的实例包括CAPA? 2202Α,2000数均分子量(Μη)线性聚酯二醇,和CAPA? 2302A,3000Mn线性聚酯二醇,二者由Perstorp Polyols Inc市购。这些材料也可描述为2-氧杂环庚酮和1,4_ 丁二醇的聚合物。
[0047]聚己内酯聚酯多元醇可由2-氧杂环庚酮和二醇制备,其中二醇可以为1,4_丁二 醇、二甘醇、单乙二醇、1,6_己二醇、2,2_二甲基-1,3-丙二醇或其任何组合。在一些实施方 案中,用于制备聚己内酯聚酯多元醇的二醇是线性的。在一些实施方案中,聚己内酯聚酯多 元醇由1,4_丁二醇制备。在一些实施方案中,聚己内酯聚酯多元醇具有500-10,000,或者 500-5,000,或者1,000或者甚至2,000-4,000或者甚至3000的数均分子量。
[0048] 合适的羟基封端聚醚中间体包括衍生自具有总计2-15个碳原子的二醇或多元醇 的聚醚多元醇,在一些实施方案中,与包含具有2-6个碳原子的氧化烯,通常氧化乙烯或氧 化丙烯或其混合物的醚反应的烷基二醇或甘醇。例如羟基官能聚醚可通过首先使丙二醇与 氧化丙烯反应,其后随后与氧化乙烯反应而制备。由氧化乙烯产生的伯羟基比仲羟基更具 反应性,因此是优选的。有用的商业聚醚多元醇包括包含与乙二醇反应的氧化乙烯的聚(乙 二醇)、包含与丙二醇反应的氧化丙烯的聚(丙二醇)、包含与四氢呋喃反应的水的聚(四亚 甲基醚二醇),其也可描述为聚四氢呋喃且通常称为PTMEG。在一些实施方案中,聚醚中间体 包括PTMEG。合适的聚醚多元醇还包括氧化烯的聚酰胺加合物,并且可包括例如包含乙二胺 和氧化丙烯的反应产物的乙二胺加合物、包含二亚乙基三胺与氧化丙烯的反应产物的二亚 乙基三胺加合物,和类似聚酰胺类型的聚醚多元醇。共聚醚也可用于所述组合物中。典型的 共聚醚包括THF与氧化乙烯或THF与氧化丙烯的反应产物。这些可作为嵌段共聚物Poly THF B和无规共聚物poly THF R由BASF得到。各种聚醚中间体通常具有如通过化验末端官能团 而测定的数均分子量(Mn),其为大于约700,例如约700至约10,000、约1000至约5000,或者 约1000至约2500的平均分子量。在一些实施方案中,聚醚中间体包括两种或更多种不同分 子量聚醚的混合物,例如2000Μ η和1000Mn PTMEG的混合物。
[0049] 合适的羟基封端聚碳酸酯包括通过二醇和碳酸酯反应而制备的那些。通过引用将 美国专利No.4,131,731关于羟基封端聚碳酸酯及其制备的公开内容并入本文中。这类聚碳 酸酯通常为线性的且具有末端羟基,基本不包含其它末端基团。必要反应物为二醇和碳酸 酯。合适的二醇选自包含4-40,或者甚至4-12个碳原子的脂环族和脂族二醇,和每分子包含 2-20个烷氧基的聚氧化烯二醇,其中各烷氧基包含2-4个碳原子。合适的二醇包括包含4-12 个碳原子的脂族二醇,例如1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、新戊二醇、1,6_己二醇、2,2,4-三甲基 1,6-己二醇、1,10-癸二醇、氢化二亚油基二醇、氢化二油基二醇、3-甲基-1,5-戊二醇;和脂 环族二醇,例如1,3-环己二醇、1,4-二羟甲基环己烷、1,4-环己二醇、1,3-二羟甲基环己烷、 1,4_内亚甲基-2-羟基-5-羟甲基环己烷和聚亚烷基二醇。用于反应中的二醇取决于最终产 物中所需的性能可以为单一二醇或者二醇的混合物。羟基封端的聚碳酸酯中间体通常为本 领域和文献中已知的那些。合适的碳酸酯选自包含5-7元环的碳酸亚烷基酯。适用于本文中 的合适碳酸酯包括碳酸亚乙酯、碳酸三亚甲酯、碳酸四亚甲酯、碳酸1,2_亚丙酯、碳酸1,2_ 亚丁酯、碳酸2,3-亚丁酯、碳酸1,2-亚乙酯、碳酸1,3-亚戊酯、碳酸1,4-亚戊酯、碳酸2,3-亚 戊酯和碳酸2,4-亚戊酯。适于本文中的还有碳酸二烷基酯、脂环族碳酸酯和碳酸二芳基酯。 碳酸二烷基酯可在各烷基中包含2-5个碳原子,其具体实例为碳酸二乙酯和碳酸二丙酯。月旨 环族碳酸酯,尤其是二脂环族碳酸酯可在各环结构中包含4-7个碳原子,且可存在这类结构 中的一个或两个。当一个基团为脂环族时,另一个可以为烷基或芳基。另一方面,如果一个 基团为芳基,则另一个可以为烷基或脂环基。各芳基中可包含6-20个碳原子的合适碳酸二 芳基酯的实例为碳酸二苯酯、碳酸二甲苯酯和碳酸二萘基酯。
[0050] 合适的聚硅氧烷多元醇包括α-ω-羟基或胺或羧酸或硫醇或环氧基封端聚硅氧 烷。实例包括用羟基或胺或羧酸或硫醇或环氧基封端的聚(二甲基硅氧烷)。在一些实施方 案中,聚硅氧烷多元醇为羟基封端聚硅氧烷。在一些实施方案中,聚硅氧烷多元醇具有300-5000或400-3000的数均分子量。
[0051]聚硅氧烷多元醇可通过聚硅氧烷氢化物与脂族多元醇或聚氧化烯醇之间的脱氢 反应以将醇类羟基引入聚硅氧烷骨架上而得到。
[0052]在一些实施方案中,聚硅氧烷可由一种或多种具有下式的化合物表示:
[0053]
[0054] 其中:R1和R2各自独立地为卜4个碳原子烷基、苄基或苯基;各个E为0H或NHR3,其中 R3为氢、1-6个碳原子烷基或5-8个碳原子环烷基;a和b各自独立地为2-8的整数;c为3-50的 整数。在含氨基聚硅氧烷中,至少一个E基团为NHR 3。在含羟基聚硅氧烷中,至少一个E基团 为0H。在一些实施方案中,R1和R2都为甲基。
[0055]合适的实例包括α-ω-羟丙基封端的聚(二甲基硅氧烷)和α-ω-氨基丙基封端的 聚(二甲基硅氧烷),二者都是市售的材料。其它实例包括聚(二甲基硅氧烷)材料与聚(氧化 烯)的共聚物。
[0056]当存在时,多元醇组分可包含聚(乙二醇)、聚(四亚甲基醚二醇)、聚(三亚甲基氧 化物)、氧化乙烯封端聚(丙二醇)、聚(己二酸亚丁酯)、聚(己二酸亚乙酯)、聚(六亚甲基己 二酸酯)、聚(四亚甲基-co-六亚甲基己二酸酯)、聚(3-甲基-1,5-五亚甲基己二酸酯)、聚己 内酯二醇、聚(六亚甲基碳酸酯)二醇、聚(五亚甲基碳酸酯)二醇、聚(三亚甲基碳酸酯)二 醇、二聚脂肪酸基聚酯多元醇、植物油基多元醇或其任何组合。
[0057] 可用于制备合适聚酯多元醇的二聚脂肪酸的实例包括由Croda市购的Priplast? 聚酯二醇/多元醇和由Oleon市购的Radiii?聚酯二醇。
[0058]在一些实施方案中,多元醇组分包含聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚己内酯多元 醇或其任何组合。
[0059] 在一些实施方案中,多元醇组分包含聚醚多元醇。在一些实施方案中,多元醇组分 基本不含或者甚至完全不含聚酯多元醇。在一些实施方案中,用于制备THJ的多元醇组分基 本不含或者甚至完
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