专利名称：耐热性高湿气透过率热塑性聚氨酯的制作方法
技术领域：
本发明涉及耐热性热塑性聚氨酯(TPU)组合物，该组合物具有高湿气透过率，同时不透过液态水。本发明的TPU组合物也具有静电耗散性能。该TPU组合物可用于要求高湿气透过率的应用，如房屋包覆物(house wrap)，盖屋顶衬垫物，各种纺织品涂层，和熔纺纤维。本发明也涉及生产所述TPU组合物的方法和包含该TPU组合物的最终用途制品。
背景技术：
典型地通过将羟基封端的聚醚或聚酯，扩链剂和异氰酸酯化合物反应而制备TPU聚合物。在文献中公开了用于三种反应物中每种的各种类型化合物。从这三种反应物制备的TPU聚合物可在各种领域中使用，其中由如下方式制备产物熔体加工TPU并由工艺如挤出和模塑而成形为各种形状。TPU的重要用途是在制备称为斯潘德克斯(Spandex)的熔纺弹性纤维的领域中。TPU纤维可以与其它天然和合成纤维结合以制备衣服和一些其它种消费品和工业产品。
TPU是含有软链段和硬链段的多嵌段聚合物。此特征解释了TPU的优异弹性性能的原因。软链段由羟基封端的中间体，通常为聚醚或聚酯组成。硬链段由扩链剂二醇和异氰酸酯组成。
U.S.专利5,959,059公开了从羟基封端聚醚，二醇扩链剂和二异氰酸酯制备的TPU。此TPU可用于制备纤维，高尔夫球芯，娱乐轮以及其它用途。
先前已知的TPU纤维的一个缺陷是它们的低耐温性。如果人们希望通过结合TPU纤维与合成纤维，如聚酯纤维制备制品如衣服，则耐温性是很重要的。这些合成纤维必须染色和在高温下热定形以防止从它们制备的衣服在洗涤和干燥循环期间收缩。由此原因，较低温TPU纤维一直与天然纤维如棉结合使用，该天然纤维不要求高温热定形处理。
也在织物涂层应用中期望耐较高温度的TPU。一种织物涂层应用是在衣服中，其中TPU衬里可以与含氟聚合物涂层一起使用，通常在施加到织物上之后加热该含氟聚合物涂层以干燥和交联含氟聚合物。此TPU需要耐受此加热过程。
TPU聚合物也可用于其中抗静电性能很重要的应用，如用于敏感电子部件的包装。
U.S.专利6,140,405；5,863,466；6,284,839；5,574,104；5,159,053；6,207,361和6,197,486都公开了用于制备具有抗静电或静电耗散性能的制品的TPU。
对于本发明应用的TPU的另一种重要性能是它的湿气透过率(MVT)性能。TPU的MVT性能在应用如织物涂层，纤维，盖屋顶膜，房屋包覆物和其它应用中是很重要的。高MVT的TPU允许湿气逸出但不允许液态水渗透。此特征使得衣服更舒服和保持建筑结构干燥。
具有高耐温性，高MVT和抗静电性能的TPU是非常期望的和在产品如织物，织物涂层，房屋包覆物，盖屋顶产品，和衣服中可以实现增强的性能。
发明概述从将如下物质反应衍生的耐热性高湿气透过率(MVT)热塑性聚氨酯(TPU)聚合物(1)至少一种羟基封端的聚醚中间体，其中该中间体包含具有如下通式的烯化氧
其中x是1-10的整数和y是11-115的整数；(2)至少一种芳族羟基封端的扩链剂；和至少一种多异氰酸酯。聚醚中间体中的烯化氧单元可以在主链中或在支链或侧链中。
本发明的TPU聚合物的熔点为约150℃-约220℃，优选约160℃-约200℃，和更优选约165℃-约180℃。本发明的TPU聚合物在1.0密耳厚样品上测量的MVT大于约4500g/m2天和优选大于约5500g/m2天。同样，本发明的TPU聚合物的表面电阻率小于约1.0×1011欧姆/平方(square)。
本发明的目的是使用上述TPU以制备包含TPU的熔纺弹性纤维，涂覆纺织品，和其它最终用途制品。
本发明的另一个目的是生产本发明TPU的方法。
本发明的另外目的是制备可以与合成纤维，如聚酯纤维一起织造的熔纺纤维。
优选实施方案的详细描述从至少一种羟基封端的聚醚中间体，至少一种芳族扩链剂二醇，和至少一种多异氰酸酯制备本发明的TPU聚合物。
用于制备TPU的第一种必要成分是至少一种羟基封端的聚醚中间体。该羟基封端的聚醚中间体包含具有如下通式的烯化氧 其中x是1-10的整数，优选2-6，和y是11-115的整数，优选20-80的整数。最优选的实施方案是当x是2和y是约28-38的整数时。聚醚中间体中的烯化氧单元可以在主链中或在支链或侧链中或可以在主链和侧链两者中。羟基封端的聚醚中间体是衍生自如下物质的聚醚多元醇含有总计1-10个碳原子的二醇或多元醇，优选烷基二醇或正二醇，它与包括具有2-6个碳原子的烯化氧的醚，典型地环氧乙烷或四氢呋喃或其混合物反应。例如，可以通过首先将丙二醇与环氧丙烷反应，随后与环氧乙烷反应而生产羟基官能的聚醚。得自环氧乙烷的伯羟基比仲羟基更为反应性和因此是优选的。有用的商业聚醚多元醇包括如下物质包括与乙二醇反应的环氧乙烷的聚(乙二醇)，包括与丙二醇反应的环氧丙烷的聚(丙二醇)。共聚醚也可用于本发明。共聚醚可以是嵌段共聚物或无规共聚物。聚(乙二醇)是优选的聚醚中间体。各种聚醚中间体的数均分子量(Mn)一般为约350-约10,000，期望地为约500-约5,000，和优选约700-约3,000，和最优选约1,000-约2,000，该数均分子量由末端官能团的分析而确定，且是平均分子量。两种或更多种羟基封端的聚醚中间体的共混物可用于制备本发明的TPU。
用于制备本发明的TPU的第二种必要成分是芳族扩链剂二醇。苯二醇和二甲苯二醇是用于制备本发明的TPU的合适扩链剂。二甲苯二醇是1，4-二(羟甲基)苯和1，2-二(羟甲基)苯的混合物。苯二醇是优选的扩链剂和特别包括对苯二酚，即也称为1，4-二(2-羟基乙氧基)苯的双(β-羟乙基)醚，间苯二酚，即也称为1，3-二(2-羟乙基)苯的双(β-羟乙基)醚，儿茶酚，即也称为1，2-二(2-羟基乙氧基)苯的双(β-羟乙基)醚，及其组合。可以使用两种或更多种芳族二醇扩链剂的共混物。
用于制备TPU的芳族二醇扩链剂数量一般是约1.0-约2.0，优选约1.2-约1.8摩尔/摩尔羟基封端聚醚中间体。
用于制备本发明的TPU的第三种必要成分是至少一种多异氰酸酯。优选，多异氰酸酯是二异氰酸酯。尽管可以采用脂族二异氰酸酯，但非常优选芳族二异氰酸酯。此外，一般避免使用能引起交联的多官能异氰酸酯化合物，即三异氰酸酯等，和因此如果使用的话，则使用的数量一般小于4mol％和优选小于2mol％，基于使用的所有各种异氰酸酯的总摩尔数。合适的二异氰酸酯包括芳族二异氰酸酯如4，4′-亚甲基双(苯基异氰酸酯)(MDI)、间二甲苯二异氰酸酯(XDI)、亚苯基-1，4-二异氰酸酯、萘-1，5-二异氰酸酯、二苯基甲烷-3，3′-二甲氧基-4，4′-二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯(TDI)；以及脂族二异氰酸酯如异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1，4-环己基二异氰酸酯(CHDI)、癸烷-1，10-二异氰酸酯和二环己基甲烷-4，4′-二异氰酸酯。也可以使用以上二异氰酸酯的二聚体和三聚体以及可以使用两种或更多种二异氰酸酯的共混物。
用于本发明的多异氰酸酯可以为低分子量聚合物或低聚物形式，所述聚合物或低聚物由异氰酸酯封端。例如，以上所述的羟基封端的聚醚中间体可以与含异氰酸酯的化合物反应以产生由异氰酸酯封端的低分子量聚合物。在TPU领域中，这样的材料通常称为预聚物。这样的预聚物的数均分子量(Mn)通常为约500-约10,000。
一种或多种二异氰酸酯的摩尔比一般是约0.95-约1.05，和优选约0.98-约1.03摩尔/摩尔一种或多种羟基封端的聚醚中间体和一种或多种芳族扩链剂的总摩尔数。
本发明的TPU聚合物由硬链段和软链段组成。软链段包含羟基封端的聚醚和硬链段包含芳族二醇和异氰酸酯。重要的是软链段具有在硬链段中的有限溶解度，使得当形成TPU时，软链段在TPU的表面上浓度较高。由于软链段引起TPU能传递湿气，所以在表面上的较高浓度的软链段提供更高的MVT。
也重要的是TPU包含芳族二醇扩链剂，与常规直链二醇，如1，4-丁二醇相对。芳族二醇扩链剂导致更高温的TPU和使软链段较不溶于硬链段，因此增加MVT。
生产本发明的TPU聚合物的方法可采用常规TPU制造设备。将以上所述的羟基封端的聚醚中间体，二异氰酸酯，和芳族扩链剂一般一起加入和根据任何常规氨基甲酸酯反应方法反应。优选，将本发明的形成TPU用的组在合适的混合机，如称为班伯里(Banbury)混合机的密炼机，或优选挤出机中熔体聚合。在优选的方法中，将羟基封端的聚醚中间体与芳族二醇扩链剂共混并作为共混物形式加入到挤出机中。将二异氰酸酯单独加入到挤出机中。二异氰酸酯的合适的加工或聚合起始温度是约100℃-约200℃，和优选约100℃-约150℃。羟基封端的聚醚中间体和芳族扩链剂的共混物的合适的加工或聚合起始温度是约100℃-约220℃，和优选约150℃-200℃。为了使各种组分能够反应和形成本发明的TPU聚合物的合适的混合时间一般是约2-约10分钟，和优选约3-约5分钟。
生产本发明的TPU的优选方法是称为一步聚合法的方法。在一般地原位发生的一步聚合法中，在三种组分，即一种或多种羟基封端的聚醚中间体，芳族二醇，和二异氰酸酯之间发生同时反应。反应一般在约100℃-约120℃的温度下引发。由于反应是放热的，所以反应温度一般增加到约220℃-250℃。TPU聚合物离开反应挤出机并被造粒。将TPU粒料通常在加热的容器中贮存以继续反应和干燥TPU粒料。
经常期望采用催化剂如亚锡和其它金属羧酸盐以及叔胺。金属羧酸盐催化剂的例子包括辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、丙酸苯基汞、辛酸铅、乙酰丙酮铁、乙酰丙酮镁等。叔胺催化剂的例子包括三亚乙基二胺等。一种或多种催化剂的数量很低，一般为约50-约100重量份/一百万重量份形成的最终TPU聚合物。
本发明TPU聚合物的重均分子量(Mw)为约100,000-约500,000道尔顿，优选约150,000-约400,000道尔顿，和更优选约175,000-约300,000道尔顿。根据凝胶渗透色谱(GPC)相对聚苯乙烯标准物测量TPU聚合物的Mw。
本发明的TPU聚合物可以与各种常规添加剂或配混剂，如填料、增量剂、颜料、增塑剂、润滑剂、UV吸收剂等混合。填料包括滑石、硅酸盐、粘土、碳酸钙等。常规添加剂的水平依赖于最终性能和所需最终应用的成本，如配混TPU领域的技术人员公知的那样。可以在反应以形成TPU期间加入添加剂，但通常在第二配混步骤中加入。
本发明的TPU聚合物具有约150℃-约220℃，优选约160℃-约200℃，和更优选约165℃-约180℃的高熔点，根据ASTM D-3417-99使用差示扫描量热计(DSC)测量熔点。高熔点在使用熔纺纤维结合其它合成纤维，如聚酯的应用中是重要的。某些熔体涂料应用也要求高熔点TPU以耐受制造工艺，特别是要求使用含氟聚合物的那些应用。
本发明的TPU聚合物还具有高湿气透过(MVT)率。此特征在如下应用中是重要的其中重要的是通过TPU传递湿气但也使TPU是液态水的阻隔物。本发明的TPU聚合物在1.0密耳厚样品上测量的MVT大于约4500g/m2天和优选大于约5500g/m2天。高MVT导致由TPU涂覆的织物更舒服。同样，在衣服中从TPU制备并与其它纤维结合的熔纺纤维对于这样衣服的穿戴者是更舒服的。高MVT也是在应用如盖屋顶膜和房屋包覆物中期望的，所述应用中需要将湿气从建筑结构传递到大气。
使用Mocan的Permatran-W型号100K仪器测定MVT数值。使用的试验样品是1密耳厚的平膜样品，该样品在一英寸挤出机上生产。将试验膜在50％相对湿度下调节24小时。将膜样品切割成2英寸乘2英寸正方形。在将样品放入Permatran-W型号100K中的试验池中之后，将通用试验参数输入Mocan计算机系统。计算机启动调节周期，和在完成该周期之后试验自动开始。在测试期间将统计试验信息作图，和可以在任何时间获得试验数据的打印报告。计算机自动确定测试结束的时间。
具有高MVT的TPU形成透气织物，它允许湿气逸出同时提供对液态水的阻隔。含有热塑性层的现有技术透气织物通常在塑料薄膜中具有小孔隙或孔洞以让水分逸出。本发明透气织物中的TPU层不具有孔隙或孔洞，它们是实心的(solid)，这导致对液态水渗透的更完好的阻隔同时由MVT性能提供允许水分选出的舒服感。
透气织物通常含有至少一个织物层，它可以是非织造织物或织造织物。用于织物层的纤维可以是任何已知的天然或合成纤维。天然纤维的例子是棉和羊毛。合成纤维的例子是尼龙、聚酯、人造丝和芳族聚酰胺纤维。透气织物也含有一个或多个本发明的TPU聚合物层。将TPU聚合物由熔体涂覆工艺施加到织物上，该工艺包括挤出或压延TPU的薄片材和施加热片材到织物上。TPU片材也可以挤出或压延，卷绕成卷和后续层压到织物上。熔体涂覆和层压的工艺是本领域公知的。粘合剂层通常用于得到透气织物中各个层的粘合。透气织物也可以含有含氟聚合物层，该含氟聚合物层通常加以施涂和必须加热以干燥和交联。
透气织物可以制成各种服装和在如下的服装中是特别期望的如运动衣、外套和由安全部队和工厂中工作的人们穿的防护服。整件服装可以从透气织物制成或透气织物可以仅用于服装的一部分。
当从本发明的TPU制备熔纺纤维时，优选使用添加剂以轻微交联TPU。优选的添加剂是二苯基甲烷二异氰酸酯封端的聚醚预聚物或二苯基甲烷二异氰酸酯封端的聚酯预聚物。这些材料是聚醚或聚酯二醇，其中羟基转化成异氰酸酯基团以提供异氰酸酯封端。交联添加剂可以对于聚醚预聚物的Hyperlast5130和对于聚酯预聚物的Diprane5128和Diprane5184购自Hyperlast Limited，U.K.。优选的添加剂是Hyperlast5130，它是衍生自如下物质的二苯基甲烷二异氰酸酯封端的聚醚预聚物数均分子量为约2000的聚(四亚甲基醚)二醇和MDI。在制备优选的熔纺纤维中使用的交联添加剂的数量是纤维的约5wt％-约20wt％，和优选约10wt％-约15wt％。熔纺纤维可以从本发明的TPU聚合物制备而不使用交联添加剂。然而，已发现交联添加剂会增强纤维的性能。
通过熔纺与交联添加剂混合的TPU而制备纤维。熔纺是公知的方法，其中将聚合物由挤出而熔融，通过纺丝喷嘴进入空气，由冷却而固化，和通过在收集设备上卷绕纤维而收集。典型地优选在约150℃-约300℃的聚合物温度下熔纺纤维。
从本发明的TPU制备的熔纺纤维可以与其它纤维结合或织造和用于衣服服装(clothing apparel)。现有技术的熔纺TPU纤维通常与棉纤维结合，但不与聚酯纤维结合。本发明的TPU也可以与棉结合，但不象现有技术的TPU，由于TPU的高熔点，它也可以与聚酯结合。
本发明的TPU也显示静电耗散性能。TPU的根据ASTM D-257测量的表面电阻率小于1.0×1011欧姆/平方。优选，表面电阻率小于3.0×1010欧姆/平方。静电耗散性能在对于本发明TPU的几种应用中是重要的。具有静电耗散性能的熔纺纤维加工性更好，因为在编织工艺中显示较少的静电荷和在它们最终应用中的纤维吸引较少的粉尘粒子。此特征允许衣服保持更清洁。
参考如下实施例将更好理解本发明，该实施例用于举例说明，但不限制本发明的范围。
实施例在实施例1、2和3，以及对比例1和2中制备的TPU，其中由相同的操作方法制备。使用的操作方法包括将聚醚中间体和扩链剂的共混物和二异氰酸酯分开加热到约150℃和然后混合这些成分。反应是放热的和温度在约1-5分钟内升高到约200℃-250℃，在该时间期间发生聚合，如由粘度的增加证明。测量形成的TPU的物理性能且其列于表1和2。表1显示MVT数值和表面电阻率，而表2显示玻璃化转变温度，熔点，硬度，模量，极限拉伸，和弯曲模量。
实施例4显示从由实施例2生产的TPU制备的熔纺纤维。表3显示纤维加工条件。
实施例1将0.17摩尔(241.61克)分子量为1450的聚乙二醇(PEG)在90℃下与0.29摩尔(58.39克)对苯二酚双(2-羟乙基)醚(HQEE)扩链剂共混。此共混物或物理混合物然后由如上述的标准高温无规熔体聚合方法与0.460摩尔(115克)亚甲基双二苯基二异氰酸酯(MDI)反应，以得到指定为实施例1的TPU聚合物。
实施例2将0.173摩尔(250.67克)分子量为1450的聚乙二醇(PEG)在90℃下与0.257摩尔(50.83克)对苯二酚双(2-羟乙基)醚(HQEE)扩链剂共混。此共混物或物理混合物然后由如上述的标准高温无规熔体聚合方法与0.427摩尔(106.78克)亚甲基双二苯基二异氰酸酯(MDI)反应，以得到指定为实施例2的TPU聚合物。
实施例3将0.176摩尔(255.72克)分子量为1450的聚乙二醇(PEG)在90℃下与0.224摩尔(44.28克)对苯二酚双(2-羟乙基)醚(HQEE)扩链剂共混。此共混物或物理混合物然后由如上述的标准高温无规熔体聚合方法与0.399摩尔(99.65克)亚甲基双二苯基二异氰酸酯(MDI)反应，以得到指定为实施例3的TPU聚合物。
对比例1将0.178摩尔(257.95克)分子量为1450的聚乙二醇(PEG)在60℃下与0.467摩尔(42.05克)1，4-丁二醇(BDO)扩链剂共混。此共混物或物理混合物然后由如上述的标准高温无规熔体聚合方法与0.666摩尔(166.41克)亚甲基双二苯基二异氰酸酯(MDI)反应，以得到指定为对比例1的TPU聚合物。
对比例2将0.246摩尔(245.62克)分子量为1000的聚乙二醇(PEG)在60℃下与0.604摩尔(54.38克)1，4-丁二醇(BDO)扩链剂共混。此共混物或物理混合物然后由如上述的标准高温无规熔体聚合方法与0.850摩尔(212.46克)亚甲基双二苯基二异氰酸酯(MDI)反应，以得到指定为对比例2的TPU聚合物。
实施例4将实施例2中生产的TPU聚合物的粒料在80℃下干燥6小时以降低水分含量到小于0.03wt％。将纤维通过单螺杆挤出机挤出到孔口直径为0.5mm的喷丝头。在200米每分钟的速度下卷绕纤维。在表3中显示用于纺抗静电/透气纤维的条件。
熔纺纤维显示高伸长率，良好加工，透气性，和高耐温性的优异性能。
从表1的数据，可以看出使用芳族扩链剂(HQEE)的本发明TPU的MVT比在使用脂族扩链剂(BDO)的对比例中制备的TPU大得多(2-3倍)。通常，由于PEG含有氧基团，该氧基团与湿气结合和通过TPU传递湿气，所以是聚醚中间体(PEG)控制MVT。非常不可预料的是由芳族扩链剂(HQEE)的使用，在实施例中含有相同聚醚中间体(PEG)的TPU会显示这样显著的MVT改进。相信此结果的出现是由于PEG在HQEE中比在BDO中更不可溶，和因此，PEG在TPU表面上的浓度更高。在表面上PEG的更高表面浓度解释了它能与更多湿气结合并将其传递。表1的数据也显示本发明的TPU具有低表面电阻率，因此使它具有静电耗散性能。
表2中的数据显示本发明的TPU的熔点比对比例高10-20℃。这种熔点增加的有意义之处在于它允许TPU熔纺纤维与在服装制造工艺中要求较高温度的合成纤维如聚酯一起织造。较高的熔点也允许织物由TPU涂覆，其中织物也具有含氟聚合物涂层，该涂层经受较高温以干燥和交联该含氟聚合物。这对于透气服装如运动衣和冬季外套是特别重要的。高的MVT也导致这样的服装对于穿着者更舒服。
尽管根据专利法，已经说明了最好的方式和优选的实施方案，但本发明的范围不限于它们，而是由所附的权利要求范围限制。
权利要求
1.一种热塑性聚氨酯聚合物，其包含衍生自如下物质的聚醚聚氨酯与至少一种羟基封端的芳族二醇扩链剂和至少一种羟基封端的聚醚中间体反应的至少一种多异氰酸酯，该中间体包含具有如下通式的烯化氧 其中x是1-10的整数和y是11-115的整数。
2.权利要求1的热塑性聚氨酯聚合物，其中所述羟基封端的聚醚中间体是聚乙二醇。
3.权利要求2的热塑性聚氨酯聚合物，其中所述聚乙二醇的数均分子量为约1,000-约2,000。
4.权利要求1的热塑性聚氨酯聚合物，其中所述羟基封端的芳族二醇是对苯二酚双(2-羟乙基)醚。
5.权利要求1的热塑性聚氨酯聚合物，其中所述多异氰酸酯是二异氰酸酯。
6.权利要求5的热塑性聚氨酯聚合物，其中所述二异氰酸酯是亚甲基双二苯基二异氰酸酯。
7.权利要求1的热塑性聚氨酯聚合物，其中x是2-6的整数和y是20-80的整数。
8.权利要求7的热塑性聚氨酯聚合物，其中x是2和y是28-38的整数。
9.权利要求1的热塑性聚氨酯聚合物，其具有在1.0密耳厚样品上测量的湿气透过率数值为大于约4500g/m2天。
10.权利要求9的热塑性聚氨酯聚合物，其具有在1.0密耳厚样品上测量的湿气透过率数值为大于约5500g/m2天。
11.权利要求1的热塑性聚氨酯聚合物，其具有根据ASTM D-257测量的表面电阻率为小于约1.0×1011欧姆/平方。
12.权利要求11的热塑性聚氨酯聚合物，其具有根据ASTM D-257测量的表面电阻率为小于约3.0×1010欧姆/平方。
13.权利要求1的热塑性聚氨酯聚合物，其中所述羟基封端的聚醚中间体的数均分子量为约350-约10,000。
14.权利要求13的热塑性聚氨酯聚合物，其中所述羟基封端的聚醚中间体的数均分子量为约500-约5,000。
15.权利要求14的热塑性聚氨酯聚合物，其中所述羟基封端的聚醚中间体的数均分子量为约700-约3,000。
16.权利要求15的热塑性聚氨酯聚合物，其中所述羟基封端的聚醚中间体的数均分子量为约1,000-约2,000。
17.权利要求1的热塑性聚氨酯聚合物，其具有根据ASTMD-3417-99测量的熔点为约150℃-约220℃。
18.权利要求17的热塑性聚氨酯聚合物，其具有根据ASTMD-3417-99测量的熔点为约160℃-约200℃。
19.权利要求18的热塑性聚氨酯聚合物，其具有根据ASTMD-3417-99测量的熔点为约165℃-约180℃。
20.权利要求1的热塑性聚氨酯聚合物，其中所述芳族二醇扩链剂的数量是约1.0-约2.0摩尔/摩尔所述羟基封端的聚醚中间体。
21.权利要求20的热塑性聚氨酯聚合物，其中所述芳族二醇扩链剂的数量是约1.2-约1.8摩尔/摩尔所述羟基封端的聚醚中间体。
22.权利要求1的热塑性聚氨酯聚合物，其中所述羟基封端的聚醚中间体是数均分子量为约1,000-约2,000的聚乙二醇，所述多异氰酸酯是亚甲基双二苯基二异氰酸酯，所述芳族二醇扩链剂是对苯二酚双(2-羟乙基)醚，和其中该聚氨酯聚合物具有在1.0密耳厚样品上测量的湿气透过率为大于约5500g/m2天和根据ASTM D-3417-99测量的熔点为约165℃-约180℃。
23.一种生产热塑性聚氨酯聚合物的方法，其包括如下步骤将至少一种多异氰酸酯，至少一种羟基封端的芳族二醇扩链剂和至少一种羟基封端的聚醚中间体混合并反应，其中该聚醚中间体包含具有如下通式的烯化氧 其中x是1-10的整数和y是11-115的整数。
24.权利要求23的方法，其中所述扩链剂对所述聚醚中间体的摩尔比是约1.0-约2.0摩尔扩链剂/摩尔该聚醚中间体。
25.权利要求24的方法，其中所述多异氰酸酯对所述聚醚中间体和所述芳族扩链剂的总摩尔数的摩尔比是约0.98-约1.03摩尔多异氰酸酯/摩尔聚醚中间体和芳族扩链剂的总和。
26.权利要求25的方法，其中所述羟基封端的聚醚中间体是聚乙二醇。
27.权利要求25的方法，其中所述芳族二醇扩链剂是对苯二酚双(2-羟乙基)醚。
28.权利要求25的方法，其中所述多异氰酸酯是二异氰酸酯。
29.权利要求28的方法，其中所述二异氰酸酯是亚甲基双二苯基二异氰酸酯。
30.权利要求23的方法，其中x是2-6的整数和y是20-80的整数。
31.权利要求30的方法，其中x是2和y是28-38的整数。
32.权利要求23的方法，其中所述羟基封端的聚醚中间体的数均分子量为约350-约10,000。
33.权利要求32的方法，其中所述羟基封端的聚醚中间体的数均分子量为约700-约3,000。
34.权利要求33的方法，其中所述羟基封端的聚醚中间体的数均分子量为约1,000-约2,000。
35.权利要求23的方法，其中所述反应在挤出机中在约100℃-约220℃的温度下进行约2分钟-约10分钟的反应时间。
36.权利要求35的方法，其中所述反应时间是约3分钟-约5分钟。
37.一种透气制品，其包括(a)至少一个织物层和(b)至少一个热塑性聚氨酯聚合物层，其中该聚氨酯聚合物是衍生自如下物质的聚醚聚氨酯与至少一种羟基封端的芳族二醇扩链剂和至少一种羟基封端的聚醚中间体反应的至少一种多异氰酸酯，该中间体包含具有如下通式的烯化氧 其中x是1-10的整数和y是11-115的整数。
38.权利要求37的制品，其中所述至少一个织物层包含非织造织物。
39.权利要求37的制品，其中所述至少一个织物层包含织造织物。
40.权利要求37的制品，其中除所述至少一个织物层和至少一个热塑性聚氨酯聚合物层以外，该制品包括至少一个含氟聚合物层。
41.权利要求40的制品，其中该制品是衣服制品。
42.权利要求37的制品，其中该制品是房屋包覆物。
43.权利要求37的制品，其中该制品是盖屋顶膜制品。
44.权利要求37的制品，其中所述羟基封端的聚醚中间体是数均分子量为约1,000-约2,000的聚乙二醇，所述多异氰酸酯是亚甲基双二苯基二异氰酸酯，所述芳族二醇扩链剂是对苯二酚双(2-羟乙基)醚，和其中该聚氨酯聚合物具有在1.0密耳厚样品上测量的湿气透过率为大于约5500g/m2天和根据ASTM D-3417-99测量的熔点为约165℃-约180℃。
45.一种包含热塑性聚氨酯聚合物的熔纺纤维，其中所述聚氨酯聚合物是衍生自如下物质的聚醚聚氨酯与至少一种羟基封端的芳族二醇扩链剂和至少一种羟基封端的聚醚中间体反应的至少一种多异氰酸酯，该中间体包含具有如下通式的烯化氧 其中x是1-10的整数和y是11-115的整数。
46.权利要求45的熔纺纤维，其包含用于交联所述聚氨酯聚合物的添加剂。
47.权利要求46的熔纺纤维，其中用于交联所述聚氨酯聚合物的所述添加剂是二苯基甲烷二异氰酸酯封端的聚醚预聚物，其中该预聚物衍生自与亚甲基双二苯基二异氰酸酯反应的聚(四亚甲基醚)二醇。
48.权利要求47的熔纺纤维，其中所述添加剂的使用量是该纤维的约5wt％-约20wt％。
49.一种包含熔纺纤维的衣服服装，该纤维是衍生自如下物质的热塑性聚氨酯聚合物纤维与至少一种羟基封端的芳族二醇扩链剂和至少一种羟基封端的聚醚中间体反应的至少一种多异氰酸酯，该中间体含有具有如下通式的烯化氧 其中x是1-10的整数和y是11-115的整数。
50.权利要求49的衣服服装，其包含与所述熔纺热塑性聚氨酯聚合物纤维一起织造的聚酯纤维。
51.权利要求50的衣服服装，其中所述羟基封端的聚醚中间体是聚乙二醇，所述多异氰酸酯是亚甲基双二苯基二异氰酸酯，所述芳族二醇扩链剂是对苯二酚双(2-羟乙基)醚，和其中所述聚氨酯聚合物具有在1.0密耳厚样品上测量的湿气透过率为大于约5500g/m2天和根据ASTM D-3417-99测量的熔点为约165℃-约180℃。
全文摘要
本发明公开一种具有高湿气透过率，高熔点和静电耗散性能的热塑性聚醚聚氨酯。该热塑性聚醚聚氨酯通过将羟基封端的聚醚中间体，芳族扩链剂二醇，和多异氰酸酯反应而制备。形成的聚合物可用于熔纺纤维，透气服装的织物涂层，房屋包覆物，盖屋顶膜，和要求高蒸气透过率和高熔点的其它应用。
文档编号C08G18/00GK1711298SQ200380102788
公开日2005年12月21日 申请日期2003年10月28日 优先权日2002年11月8日
发明者R·R·威杜拉, K·L·杨 申请人:诺沃恩Ip控股公司