[发明专利]使用助增链剂的低雾度热塑性聚氨酯

说明书

本申请要求2005年12月9日提出的美国临时申请No.60/748,720的权益。

技术领域

本发明涉及基于三种不同的助增链剂结构单元的结合的低雾度热塑性聚氨酯(TPU)。

背景技术

在本技术领域中公知，TPU是通过使二异氰酸酯化合物、聚合的二醇与双官能增链剂反应制备的。在本文中，除非另行特意限定或通过上下文限定仅为二醇与仅具有羟基反应性部分的增链剂的氨基甲酸乙酯产物，术语TPU也指通过使二异氰酸酯化合物与胺而不是含羟基的增链剂化合物反应，或通过使二异氰酸酯化合物与含羟基的增链剂化合物以及胺反应制备的热塑性聚氨酯脲或“TPUU”。

公知聚酯型二醇提供极需的具有良好物理性能、硬度和抗磨性、低温柔韧性和高湿气渗透率(MVTR)的TPU。在更早的美国专利6,521,164和4,371,684中，已建议制备基于这些和其他二醇的TPU，并结合增链剂以改进加工和注射模压性能。然而，过去很少有关于改进这些TPU的透明性的公开。因而需要改进由聚酯型二醇制备的TPU的光学透明性。

发明内容

本发明提出本领域的不足，并提供包括软链段(soft segment)结构单元和硬链段(hard segment)结构单元的改进的低雾度热塑性聚氨酯(TPU)，特征在于其包括：(a.)以TPU总重量计含量为约30至约70重量％的软链段单元和(b.)以TPU总重量计含量为约30至约70重量％的硬链段单元，该硬链段包括下述的结构单元：b.1增链剂和b.2二异氰酸酯；其中增链剂单元包括：(b.1.1.)1，4-丁二醇(“丁二醇”)增链剂单元，以增链剂的总当量计，含量为约30％至约96％当量百分数；(b.1.2.)非源自丁二醇的第二线型增链剂单元，该增链剂具有小于400道尔顿的分子量，以增链剂的总当量计，含量为约2％至约35％当量百分数；(b.1.3.)不同于增链剂单元(b.1.2.)的环状增链剂单元，具有小于400道尔顿的分子量，以增链剂的总当量计，含量为约2％至约35％当量百分数；和其中指数为约0.95至约1.10。

在优选的具体实施方式中，在TPU中，第二增链剂单元b.1.2选自下述的单元：乙二醇、二甘醇、1，3丙二醇、环己烷二甲醇、乙二胺、2-甲基1，5-戊二胺、1，6-己二胺、乙醇胺或其中两种或多种的掺合物，并且最优选为二甘醇。

在另一优选的具体实施方式中，在TPU中，环状增链剂单元b.1.3选自下述的单元：环己烷二甲醇(“CHDM”)、氢醌双2-羟基乙醚(hydroquinone bis 2-hydrxyethyl ether)(HQEE)或其掺合物，并且最优选CHDM。另一优选的具体实施方式是包括下述的TPU：(b.1.1.)丁二醇增链剂单元，以增链剂的总当量计，含量为约60％至约90％的当量百分数；(b.1.2.)非源自丁二醇的线型增链剂单元，以增链剂的总当量计，含量为约5％至约20％当量百分数；和(b.1.3.)不同于增链剂单元(b.1.2.)的环状增链剂单元，以增链剂的总当量计，含量为约5％至约20％当量百分数。也优选包括下述的TPU：(b.1.2.)非源自丁二醇的线型增链剂单元，以增链剂的总当量计，含量为约8％至约15％当量百分数；(b.1.3.)不同于增链剂单元b.1.2的环状增链剂单元，以增链剂的总当量计，含量为约8％至约15％当量百分数；和(b.1.1.)丁二醇增链剂单元，含量为增链剂的余量。

根据本发明优选的TPU具有小于约30％，更优选小于约20％和最优选小于约10％的雾度值。在根据本发明所述的TPU中，优选具有大于约80A(使用肖氏A级测得)和小于约75D(使用肖氏D级测得)的硬度，和更优选大于约85A和小于约100A的硬度。

在另一优选的具体实施方式中，TPU包括：(a.)聚己内酯二醇软链段单元，以TPU总重量计，含量为约40至约60重量％和(b.)硬链段单元，以TPU总重量计，含量为约60至约40重量％，该硬链段包括下述的结构单元：(b.1)增链剂和(b.2)4，4′-二异氰酸二苯基甲烷(“MDI”)；其中增链剂单元包括：(b.1.1.)丁二醇增链剂单元，以增链剂的总当量计，含量为约80％至约90％当量百分数；(b.1.2.)1，3-丙二醇(“PDO”)增链剂单元，以增链剂的总当量计，含量为约5％至约15％当量百分数；(b.1.3.)环己烷二甲醇(“CHDM”)增链剂单元，以增链剂的总当量计，含量为约5％至约15％当量百分数；和其中指数为约0.99至约1.05。