[发明专利]热塑性聚氨酯

说明书

本发明涉及优选透明的热塑性聚氨酯，其优选不含增塑剂且具有的硬度为50肖氏A(Shore A)-80肖氏A，优选65肖氏A-75肖氏A并且基于(b)聚酯二醇，其中基于丁烷-1，4-二醇和至少一种具有至少5个碳原子，优选5、6或7个碳原子，尤其6个碳原子的其他二醇的聚酯二醇(b1)以及基于丁烷-1，4-二醇和至少一种具有2或3个碳原子，尤其是2个碳原子的其他二醇的聚酯二醇(b2)作为(b)聚酯二醇存在。此外，本发明涉及一种制备优选透明、优选不含增塑剂且硬度为50肖氏A-80肖氏A，优选65肖氏A-75肖氏A的热塑性聚氨酯的方法，其中使(a)异氰酸酯与(b)对异氰酸酯呈反应性且分子量为500-10000g/mol的化合物以及合适的话(c)分子量为50-499g/mol的增链剂反应，该反应合适的话在(d)催化剂和/或(e)常规助剂存在下进行。此外，本发明涉及可以此方式得到的热塑性聚氨酯。

下文也称为TPU的热塑性聚氨酯是具有宽应用范围的塑料。因此，TPU例如发现于汽车工业中，如发现于仪表盘表层、膜、电缆护套、休闲工业中，作为天皮(heel lift)、作为运动鞋中的功能和设计元件、作为硬-软组合中的软组分以及发现于宽范围的其他应用中。

TPU通常具有80肖氏A-74肖氏D的硬度。然而，许多上述应用要求硬度低于80肖氏A。为此，现有技术将增塑剂加入TPU中以降低肖氏硬度。常规增塑剂的实例是苯甲酸酯、邻苯二甲酸酯和磷酸酯。

当选择增塑剂时，应小心以确保该产品与TPU相容。就此而言，相容是指该增塑剂必须能够在常用于生产TPU的方法过程中混入TPU中并且该增塑剂随后在整个时间过程中基本保留在该产品中而不会通过发汗或作为蒸气释放而损失。此外，TPU的机械性能，例如磨耗和弹性性能不应变差。

许多增塑的TPU进入还暴露于阳光的应用中，例如作为鞋行业中的设计元件。这里的缺点是增塑剂对产品因UV降解而泛黄有贡献。

同样，许多增塑的TPU在使用过程中暴露于环境影响，后者导致摩尔质量水解下降。就此而言，若增塑剂促进水解则产生问题，不管这种促进是催化进行还是因例如已经通过该增塑剂的水解形成的增塑剂降解产物如由包含酯基的增塑剂水解得到的羧酸引起。

即使增塑剂适于所有上述应用，仍然存在增塑剂由增塑的TPU迁移到与该增塑的TPU接触的介质中的危险。在由增塑的TPU制备的用于油箱的密封件的情况下，增塑剂例如可能迁移到燃料中。这导致密封件变脆。同样，在食品应用中，增塑剂可能迁移到食品中。因此，增塑的TPU通常不适于食品应用。

基于聚酯二醇且不含增塑剂的软质TPU描述于EP-A 1 031 588和EP-A 1 338 614中。

因此，本发明的目的是开发一种肖氏A硬度为50肖氏A-80肖氏A，特别优选65 A-75 A的软质热塑性聚氨酯。该软质TPU应不显示增塑剂从TPU中的迁移且可能的话应对气候老化影响具有非常良好的稳定性。此外，该TPU优选应透明且显示出非常小的收缩或不显示出收缩。

这些目的可以通过优选透明的热塑性聚氨酯实现，该聚氨酯优选不包含增塑剂，硬度为50肖氏A-80肖氏A，优选65肖氏A-75肖氏A，并且基于聚酯二醇(b)，其中基于丁烷-1，4-二醇和至少一种具有至少5个碳原子，优选5、6或7个碳原子，尤其是6个碳原子的其他二醇的聚酯二醇(b1)以及基于丁烷-1，4-二醇和至少一种具有2或3个碳原子，优选2个碳原子的其他二醇的聚酯二醇(b2)作为聚酯二醇(b)存在。

本发明的软质TPU在单一生产方法中基本不收缩且同时具有非常良好的其他性能。

聚酯二醇以及它们在制备热塑性聚氨酯中的用途通常是已知的且已有广泛描述。聚酯二醇基于二醇组分和二羧酸组分。本发明的TPU基于至少两种其二醇组分不同的聚酯二醇(b1)和(b2)。

聚酯二醇(b1)优选基于丁烷-1，4-2醇和己烷-1，6-二醇。聚酯二醇(b1)的分子量优选大于2600g/mol，特别优选为2600-4000g/mol，尤其为2800-3500g/mol。

在聚酯二醇(b1)中，丁烷-1，4-二醇与具有至少5个碳原子，优选5、6或7个碳原子，尤其是6个碳原子的其他二醇的摩尔比优选为0.5∶1-1.5∶1，特别优选0.75∶1-1.25∶1。

聚酯二醇(b2)优选基于丁烷-1，4-二醇和乙烷-1，2-二醇。聚酯二醇(b2)的分子量优选低于或等于2500g/mol，特别优选为500-2500g/mol，尤其为1500-2500g/mol。