[发明专利]聚异氰脲酸酯聚氨酯材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种聚异氰脲酸酯聚氨酯材料的制备方法。

更具体地说，本发明涉及一种使用高氧亚乙基含量的聚醚多醇和高二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)含量的多异氰酸酯的聚异氰酸脲酯聚氨酯制备方法。

WO 02/06370和WO 98/00450中公开了从高氧亚乙基含量的多醇、包含至少85wt％ 4，4’-MDI或其变种的多异氰酸酯和水出发的、有低和高硬嵌段含量的聚氨酯材料制备。所制造的材料是聚氨酯弹性体。进而，在EP 608626中公开的是，通过使一种包含高量4，4’-MDI的多异氰酸酯和一种有高氧亚乙基含量的多醇与水反应产生形状记忆型聚氨酯泡沫体。WO 02/10249公开了通过使MDI、有高氧亚乙基含量的多醇和一种交联剂/增链剂反应制备一种有高硬嵌段含量的聚氨酯材料的一种方法。

这些引文并没有公开一种通过使多异氰酸酯和多醇以高NCO指数且在三聚催化剂的存在下反应来制造聚异氰酸脲酯聚氨酯材料的方法。

通过使多异氰酸酯和多醇以高NCO指数且在三聚催化剂的存在下反应的聚异氰脲酸酯聚氨酯材料制造方法已有相应广泛的描述。见诸如

EP 922063和WO00/29459，WO 02/00752，EP 1173495，EP 745627，EP 587317，US 4247656，US4129697，DE 10145458，US 4661533，US 4424288，US 4126742，GB 1433642和EP 1428848.

WO 05/072188公开了一种聚合物基体复合材料，该材料任选地可以包含通过单体或低聚的多聚或二聚异氰酸酯与水反应生成的聚异氰脲酸酯。

WO 04/111101公开了从某些MDI系多异氰酸酯和某些氧亚乙基含量高的多醇制备的聚异氰脲酸酯聚氨酯材料。该材料是从当量相对低的多醇、以150～1500的指数范围制备的，因而所制造的材料的硬嵌段含量相当高，该材料是硬的而不是弹性体的。

令人惊讶的是，我们现已发现，通过使用当量较高的多醇，可得到一种有令人惊讶性能的材料。

按照本发明的材料是弹性体的，尽管它们是以高指数制造的而且它们含有聚异氰脲酸酯基这一事实。本发明使得能生产模量低、伸长率高、耐温性和耐燃性良好、固化时间短、和脱模性能良好的弹性体材料。具体地说，该材料可以有利地按照反应注塑(RIM)法或铸塑(流延)法生产。

进而，该方法适合于使用填料来制造增强性材料，该填料包括诸如有机微粒、矿物质微粒和纳米微粒，如炭黑微粒、纳米粘土微粒、和硅酸盐、BaSO₄、CaCO₃和金属氧化物和/或纤维如玻璃纤维、天然纤维如亚麻、大麻和剑麻纤维、合成纤维如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、芳族聚酰胺(Kevlar^TM)、聚乙烯(Spectra^TM)和碳纤维。

再进一步，用来制造该材料的各组分是可容易加工的(良好的流动、混溶性和可湿性)并显示出优异的固化特征，从而使得脱模时间短。

又进一步，刚制备后，所得到的材料，与从高量有高水平氧亚丙基的多醇以相同NCO指数和硬嵌段含量制造材料相比，显示出在红外分析中较低水平的残留NCO基团。按照本发明的材料显示出较高的回弹性，硬嵌段含量较低时尤其如此。对于所有这些有益性能来说，无需但可以任选地使用增链剂。

因此，本发明涉及一种弹性体聚异氰脲酸酯聚氨酯材料的制备方法，该方法包含使一种多异氰酸酯与一种异氰酸酯反应性组合物反应，其中该反应是以150～5000的异氰酸酯指数并在一种三聚催化剂的存在下进行的，其中该多异氰酸酯包含a)80～100wt％二苯甲烷二异氰酸酯，该二苯甲烷二异氰酸酯包含至少40wt％、较好至少60wt％、最好至少85wt％ 4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯和/或所述二苯甲烷二异氰酸酯的变种，该变种在25℃是液体而且有至少20wt％的NCO值(多异氰酸酯a)，和b)20～0wt％另一种多异氰酸酯(多异氰酯b)，多异氰酸酯a)和多异氰酸酯b)的数量是以这种多异氰酸酯a)和多异氰酸酯b)的总量为基准计算的，且其中该异氰酸酯反应性组合物包含a)80～100wt％一种平均标称官能度为2～6、平均当量为1100～5000且氧亚乙基(EO)含量为50～90wt％的聚醚多醇，和b)20～0wt％一种或多种其它异氰酸酯反应性化合物，多醇a)和化合物b)的数量是以这种多醇a)和化合物b)的总量为基准计算的，且其中硬嵌段含量为至多49％。

进而，本发明涉及按照本方法以及用按照本方法可得到的材料制造的材料。